Облачные технологии: что это такое, виды, примеры и применение

Облачные технологии — вычислительные ресурсы (хранилища, приложения, базы данных), которые предоставляются через интернет. Они расположены на удаленных серверах провайдера, а пользователи берут их в аренду. Услуга позволяет обойтись без покупки собственного оборудования и самостоятельного развертывания мощностей. 

На каких концепциях основаны облачные технологии:

• Самообслуживание по запросу (On-Demand Self-Service) — пользователь самостоятельно «берет» нужные ресурсы без участия провайдера.

• Сетевой доступ (Broad Network Access) — доступ к облачным сервисам возможен с любого устройства из разных геолокаций.

• Объединение ресурсов (Resource Pooling) — мощности провайдера динамически распределяются между пользователями.

• Адаптивность (Rapid Elasticity) — объем ресурсов легко нарастить или сократить под текущую нагрузку.

• Измеряемый сервис (Measured Service) — оплата только за ресурсы, которые пользователь фактически потребляет. 

Облачные технологии существуют несколько десятков лет, но в массовую эксплуатацию вошли не так давно. Сейчас облака — привычный инструмент для рядовых интернет-пользователей, бизнеса и разработчиков. 

Как развивались технологии: 

• 1960–1970-е. Зарубежные институты и компании начали использовать системы, которые позволяли нескольким пользователям через терминалы работать на одном компьютере.

• 1980–1990-е. Появились гипервизоры для управления виртуальными машинами и протоколы, отвечающие за безопасность и высокую пропускную способность сетей. Эти технологии сыграли на руку будущим облачным сервисам.

• 2000-е. IT-компании начали предоставлять сервисы и базы данных как услуги. Например, Amazon запустила платформу AWS, которая стала новым стандартом индустрии.

• 2010-е. Появились гибридные облака, контейнеры для развертывания приложений и оркестраторы для управления контейнерами. Технологии быстро вошли в инфраструктуру многих компаний.

• 2020-е. Сервисы стали доступнее за счет интеграции с нейросетями, edge-сервисами и бессерверными вычислениями. Провайдеры адаптировали услуги к растущим нагрузкам и нетипичным задачам. 

Сейчас облачные технологии используют практически все компании. Они помогают снизить затраты на IT-инфраструктуру и оптимизировать работу.  

Есть три вида облаков: публичные, частные и гибридные. Рассмотрим, чем они отличаются и в каких случаях подходят.

Публичные облака

Публичные облака — вычислительные ресурсы для широкого круга пользователей. Они принадлежат провайдеру, который берет на себя управление, масштабирование и безопасность. Клиенты пользуются облаками по подписке или модели pay-as-you-go. Ресурсы распределяются между клиентами, мощности легко увеличиваются при росте нагрузки.

Частное облако — инфраструктура, предназначенная для одной организации. Она размещается в дата-центре компании либо у провайдера. Во втором случае доступ к ресурсам для других пользователей будет закрыт. 

Оборудование, сети и данные контролируются компанией. За счет этого частное облако более предсказуемое и управляемое, чем приватное. Оно подойдет организациям, которые хотят соответствовать требованиям регуляторов и настраивать инфраструктуру под свои процессы без капитальных затрат. 

Гибридные облака

Гибридное облако — модель, которая объединяет преимущества частного и публичного облаков. Организация хранит критические данные и приложения в локальной инфраструктуре, а базовые задачи выполняет в публичной среде. Среды взаимно интегрируются, поэтому можно перемещать данные из одной в другую.

Такой подход обеспечивает баланс между безопасностью, гибкостью и экономической эффективностью. Компания использует мощность публичного облака только когда необходимо и в основном работает в локальной инфраструктуре. 

Есть разные уровни предоставления облачных сервисов — от базовой инфраструктуры до среды, которая полностью обслуживается компанией. Каждая модель решает свою задачу и подходит под определенные сценарии работы. 

Сравнение, которое поможет увидеть разницу:

Облачные технологии стали популярными благодаря гибкости, удобству и способности снижать затраты. Вот преимущества, которые делают облака востребованными для рядовых пользователей и бизнеса:

• Масштабируемость — ресурсы легко можно добавить или уменьшить в зависимости от текущих потребностей.

• Высокая доступность — сервисы остаются доступными благодаря распределенной инфраструктуре и механизмам отказоустойчивости.

• Экономическая эффективность — пользователи оплачивают только фактически потребляемые ресурсы, тем самым снижая затраты на оборудование и обслуживание.

• Гибкость — доступ к вычислительным ресурсам возможен из любого места, с различных устройств.

• Быстрое внедрение — новые сервисы и приложения можно запускать быстрее, чем при использовании локальной инфраструктуры.

• Безопасность корпоративного уровня — облачные провайдеры прилагают много усилий и вкладывают огромные средства в обеспечение защиты инфраструктуры. Мало кто из заказчиков может позволить себе соизмеримые расходы при создании собственной инфраструктуры. При этом важно понимать, что безопасность для провайдера является критически важной задачей — от нее зависит его репутация и само существование бизнеса.

Несмотря на возможности и преимущества, технологии имеют особенности, из-за которых могут возникать сложности при внедрении и использовании облаков. Чтобы оценить риски и выбрать сценарий работы с облачной инфраструктурой, нужно понимать ограничения.

Недостатки облаков:

• Зависимость от интернет-соединения — сервисы могут стабильно работать только при наличии доступа к сети.

• Риски безопасности — хранение данных у провайдера требует повышенного внимания к вопросам конфиденциальности и защиты информации.

• Слабый контроль над инфраструктурой — пользователи не всегда могут влиять на настройки и аппаратную часть, которая управляется провайдером.

• Риски простоев — несмотря на механизмы отказоустойчивости, случаются сбои в работе облачных сервисов, из-за чего данные и приложения могут быть недоступны.

• Проблемы с миграцией — перенос данных и сервисов из локальной среды в облако или между разными провайдерами может быть сложным и затратным.

• Рост затрат в долгосрочной перспективе — несмотря на низкий порог входа, на длинном горизонте облако может оказаться дороже собственной инфраструктуры (on premise). Если в своем ЦОД вы после запуска несете в основном операционные расходы (электроэнергия, ФОТ специалистов), то в облаке модель OPEX растет пропорционально масштабу: чем больше ресурсов потребляет бизнес, тем выше становится регулярный счет, который нельзя «заморозить» или сократить до нуля без остановки сервисов.

• Зависимость от провайдера — переход между облачными платформами требует серьезных усилий и бюджета, а иногда технически невозможен без переписывания приложений. Но главный риск не только технологический: провайдер может в одностороннем порядке поднять цены, изменить условия лицензирования или тарифную политику. В отличие от собственной инфраструктуры, где у компании есть выбор — модернизировать оборудование или повременить с обновлениями, в облаке экономия или оптимизация становятся невозможны: платежи провайдеру превращаются в обязательную и не всегда предсказуемую статью расходов.

Облачные технологии используются во многих отраслях и позволяют организациям быстрее работать, безопасно хранить данные, экономить на инфраструктуре. Примеры сфер:

• Финансы — банки и страховые компании традиционно осторожно подходят к облакам из-за жестких требований регуляторов, которые сложно выполнить в публичных средах. Однако в некоторых случаях облако становится предпочтительным вариантом: например, когда стоимость аттестации и сертификации собственной инфраструктуры оказывается выше, чем аренда сертифицированного облака. Финансовые организации используют облачные решения для анализа больших данных, развертывания цифровых сервисов и обработки транзакций, выбирая при этом частные или гибридные модели, чтобы соблюсти требования законодательства.

• Здравоохранение — медучреждения работают с особо чувствительными данными: врачебная тайна и персональные данные пациентов защищены на законодательном уровне. Требования к безопасности настолько жесткие, что таких кейсов полной миграции в публичные облака пока немного. Чаще всего облачные технологии используются для второстепенных задач (например, телемедицина, коммуникации, обучение персонала) в формате частных облаков, которые разворачиваются внутри инфраструктуры учреждения или провайдера с соблюдением всех нормативных требований.

• Образование — школы, колледжи и университеты применяют облака для дистанционного обучения, совместной работы, хранения учебных материалов и проведения онлайн-курсов.

• Производство — предприятия требуют непрерывного управления технологическими процессами и высокого уровня отказоустойчивости. Зависимость от каналов связи при использовании публичных облаков существенно сужает сценарии их применения. Поэтому в производстве чаще всего востребованы гибридные облака: критически важные системы управления (SCADA, АСУ ТП) остаются в локальной инфраструктуре, а облачные сервисы используются для сбора и аналитики больших данных с датчиков, прогнозирования отказов оборудования, построения цифровых двойников и оптимизации цепочек поставок. Такой подход позволяет сочетать надежность локальных систем с вычислительными мощностями облака.

• Розничная торговля (ритейл) — это основной потребитель облаков. Магазины с помощью облачных технологий персонализируют предложения, прогнозируют спрос, оптимизируют ассортимент и управляют цепочками поставок. Кроме того, облачная инфраструктура дает возможность быстро разворачивать интернет-магазины, выдерживать пиковые нагрузки (в дни распродаж) и расширять каналы продаж без капитальных затрат на собственные дата-центры.

• Логистика и транспорт — эта отрасль также входит в число лидеров по использованию облачных сервисов, но с фокусом на специфические задачи. Облака позволяют обрабатывать телематику с транспортных средств в реальном времени, отслеживать перемещение грузов (трекинг) на всех этапах доставки, строить оптимальные маршруты с учетом дорожной обстановки, погоды и графиков работы получателей. Прогнозная аналитика на основе исторических данных помогает предсказывать сроки доставки, предотвращать сбои и оптимизировать загрузку транспорта. Масштабируемая инфраструктура необходима для работы с большими потоками данных от миллионов устройств (IoT-датчиков, терминалов водителей, камер) и для обеспечения бесперебойной работы навигационных сервисов и систем управления перевозками (TMS).

• Медиа и развлечения — это абсолютный лидер по объему потребления облачных ресурсов. Весь современный медиаконтент — видео, музыка, подкасты, игры, стримы — хранится в облачных объектных хранилищах и распространяется через сети доставки контента (CDN), также построенные на базе облачных провайдеров. Потоковые сервисы (Netflix, Spotify, видеохостинги) работают исключительно благодаря облачной инфраструктуре, которая позволяет мгновенно масштабироваться под пиковую нагрузку (например, выход нового эпизода или прямая трансляция). Кроме того, облака открывают огромные возможности для внедрения искусственного интеллекта: на основе анализа предпочтений миллионов пользователей строятся рекомендательные системы, автоматически генерируются субтитры, создаются персонализированные подборки и даже производится контент (например, сценарии или музыка). Без облаков современная индустрия развлечений в ее нынешнем виде была бы просто невозможна.

• Государственный сектор — требования к облачным платформам для размещения государственных информационных систем (ГИС) настолько строги, что стандартные публичные облака, как правило, не подходят. Провайдеры вынуждены создавать отдельные, специально сертифицированные облака, которые соответствуют всем нормам ФСТЭК, ФСБ и других регуляторов в части защиты данных, отказоустойчивости и размещения серверного оборудования на территории страны. В таких защищенных средах государственные органы разворачивают порталы услуг, системы электронного документооборота, межведомственного взаимодействия и хранения данных. При этом сам провайдер берет на себя сложную и дорогостоящую задачу по аттестации инфраструктуры, что часто оказывается экономически эффективнее, чем создание и сертификация собственных дата-центров каждым ведомством.

• IT и разработка программного обеспечения — облачные платформы используются для совместной разработки, тестирования, развертывания приложений и создания гибкой инфраструктуры.

Для решения задач по хранению и работе с данными в перечисленных отраслях компании часто используют специализированные облачные сервисы. Например, объектное хранилище Evolution Object Storage от Cloud.ru подходит для самых разных сценариев: от создания хранилища для Big Data и медиаконтента (видео, фото, стримы) до надежных бэкапов и архивов. Благодаря совместимости с S3 API и автоматическому масштабированию его можно гибко интегрировать в уже работающую инфраструктуру любого масштаба — от стартапа до крупной корпорации.

Данные в облаке управляются не только компанией, но и провайдером, поэтому нужно четко понимать, кто и как их будет защищать. Это называется принципом разделения ответственности. Только совместные усилия провайдера и клиента помогут решить проблемы безопасности. 

Провайдер обеспечивает физическую защиту дата-центров, использует инструменты шифрования и системы для предотвращения атак.  Что должен делать владелец данных:

• Контролировать доступ — распределить права доступа по принципу наименьших привилегий, использовать длинные небанальные пароли, подключить двухфакторную аутентификацию. 

• Сделать резервные копии данных — подключить автоматическое резервное копирование или выполнять его вручную. Некоторые провайдеры предлагают эту опцию, но для надежности реализуйте ее и со своей стороны. 

• Обеспечить сетевую безопасность — настроить брандмауэры и сетевые правила, закрыть неиспользуемые порты, отключить сторонние сервисы, ограничить доступ по IP-адресам. 

• Регулярно обновлять ПО — применять патчи безопасности, следить за актуальностью программного обеспечения. 

• Контролировать активность — фиксировать действия, проводить регулярный аудит логов, использовать инструменты мониторинга и уведомления. 

Развитие удаленных сервисов, разнообразие моделей провайдерских услуг и интеграция с другими технологиями — причины сделать облака частью корпоративной инфраструктуры. Они применяются в разных отраслях — от финансов до промышленности. Подходят для хранения данных, развертывания и тестирования приложений, разработки и других задач. Главное — выбирать решения от надежных провайдеров.