Что такое облачные вычисления: обзор

Что такое облачные вычисления

Термин «облачные вычисления» (cloud computing) можно описать как удалённое подключение к необходимым вычислительным ресурсам (серверам, хранилищам, базам данных, сетям и ПО) по запросу через интернет.

Чтобы не нужно было покупать и обслуживать собственные физические дата-центры и серверы, можно арендовать вычислительные мощности у облачного провайдера. Платите вы только за те ресурсы, которые фактически используете, при этом обслуживание и развитие сложной инфраструктуры находится на стороне провайдера.

Принцип работы облачных вычислений

Принцип работы основан на виртуализации. Физические серверы в дата-центрах провайдера разделяются на множество независимых виртуальных машин. Каждая может работать под своей операционной системой и иметь выделенные ресурсы.

Управляет этим гипервизор, который отвечает за распределение ресурсов и изоляцию. Когда вы создаёте новую машину через панель управления, он за секунды находит свободные ресурсы.

Зачем нужны облачные вычисления

До появления облачных вычислений организации хранили данные и разворачивали ПО на собственных серверах — чем крупнее бизнес, тем больше локальная инфраструктура. Главный недостаток такого подхода — невозможность быстрого масштабирования при росте нагрузки. Например, в период распродаж серверы могут «лечь», не справившись с наплывом покупателей. Установка дополнительного оборудования затратна и неэффективна: резервное железо будет простаивать в «спокойные» периоды. Кроме того, на закупку и настройку нужно время.

Точно определить нужную конфигурацию серверов заранее сложно, ведь оборудование, подходящее для одной задачи, может оказаться неэффективным для другой. Поддержка такой инфраструктуры требует значительных затрат на оборудование, специалистов, электроэнергию и обслуживание. При этом обеспечить высокую отказоустойчивость и равномерное распределение нагрузки сложнее, чем в облачных решениях.

Облачные технологии дают возможность гибко управлять необходимыми ресурсами. Благодаря облачным технологиям можно быстро собрать нужное количество виртуальных машин с желаемой производительностью. GPU, RAM и объём диска настраиваются за пару кликов. Если мощностей одной виртуальной машины не хватает, то ресурсы добавляются через панель управления. Функция автомасштабирования автоматизирует этот процесс.

Не нужно покупать и поддерживать собственное оборудование. Вместо этого можно использовать виртуальные вычислительные ресурсы в облаке и масштабировать их по мере необходимости. С таким подходом можно избежать простоев и эффективнее использовать ресурсы: мощности выделяются под текущую нагрузку и не требуют избыточного резервирования.

Поэтому многие организации выбирают облачную модель — она упрощает управление инфраструктурой и снижает затраты.

Кроме того, облака упрощают организацию IT‑систем. В любой момент можно получить нужное количество вычислительных мощностей, кластеров Kubernetes^® или добавить необходимую СУБД. Их не нужно настраивать и обновлять — этим занимается провайдер.

Облачные платформы позволяют решать разные задачи: строить отказоустойчивые системы, разрабатывать и запускать высокопроизводительные приложения, внедрять практики DevOps и ИИ-технологии, работать с большими данными. Например, ритейл использует облачные распределённые вычисления для оптимизации продаж, HR и логистики.

Преимущества облачных вычислений

Облачные решения отличаются от обычного хостинга, при котором объём ресурсов фиксирован и быстро масштабировать их нельзя. При использовании облака организация получает масштабируемую и отказоустойчивую инфраструктуру, где можно быстро запускать и останавливать виртуальные машины, менять их конфигурацию. Основные преимущества облачных вычислений:

• Гибкость. За минуты можно подключить необходимое количество ресурсов для «тяжёлых» процессов, провести нагрузочное тестирование приложений, запустить проекты любой сложности: от простого сайта до высоконагруженной аналитической системы.
• Эластичность. Не нужно покупать оборудование про запас. Благодаря облакам можно получить ровно столько ресурсов, сколько требуется для текущих задач.
• Экономия бюджета. Облачные ресурсы можно включить, например, на два часа и заплатить только за это время (модель pay as you go). При масштабировании экономия становится значительнее. Плюс поддержка собственной инфраструктуры требует денег на IT‑специалистов и обновление ПО. Провайдер берёт эту ответственность на себя.
• Стабильность. Условия бесперебойной работы прописываются в SLA. Компании получают гарантии и финансовую защиту. При этом отказоустойчивость обеспечивается на уровне архитектуры облачной платформы и отдельных сервисов: ресурсы можно распределять по нескольким дата-центрам, благодаря чему можно поддерживать непрерывную работу бизнес-систем даже в случае сбоя.
• Управляемость. Облачной инфраструктурой можно управлять через разные инструменты: веб-интерфейс, Cloud Shell, Terraform и API. Благодаря этому легко настраивать ресурсы, автоматизировать процессы и интегрировать облако с внутренними системами. А ещё можно управлять бюджетами и правами пользователей.
• Безопасность. Провайдеры серьёзно относятся к защите данных и инфраструктуры. Для этого используются механизмы шифрования данных при передаче и хранении, системы управления доступом с разграничением прав пользователей, а также инструменты мониторинга и обнаружения угроз.

Модели облачных вычислений

Существуют три основных модели облачных вычислений, различающихся распределением ответственности и уровнем контроля:

• IaaS (инфраструктура как сервис) — пользователь получает доступ к виртуальным машинам, сетям и объектному хранилищу. Оборудование находится в дата‑центре провайдера. Возможность быстро регулировать производительность делает IaaS самой гибкой моделью.
• PaaS (платформа как сервис) — пользователь не занимается инфраструктурой. Он выбирает среды для запуска, тестирования и масштабирования приложений. Это повышает производительность, позволяя сосредоточиться на управлении приложениями.
• SaaS (ПО как сервис) — пользователь получает готовое приложение, которое поддерживает и развивает сам провайдер. Управление через консоль, API и специализированные инструменты автоматизации, например Terraform. По этой модели предоставляется большая доля платного ПО: CRM, корпоративная почта и т. д.

Платформенные облачные сервисы

Говоря о PaaS, стоит упомянуть несколько наиболее востребованных подходов и сервисов, использующих облачные вычисления для ускорения процесса разработки и упрощения эксплуатации инфраструктуры.

FaaS (функция как сервис)

Пользователь запускает функцию в ответ на событие (например, HTML‑запрос). Провайдер предоставляет ресурсы для выполнения. Это упрощает масштабирование и внедрение микросервисов.

DBaaS (база данных как сервис)

Доступ к базе данных любого типа по запросу. Не нужно заниматься управлением базовыми технологиями — это снижает нагрузку на IT и сокращает сроки запуска проектов.

Типы облаков

Существуют пять типов облаков. Рассмотрим каждый подробнее.

Публичное облако

Так называется один или несколько дата‑центров, управляемых провайдером облачных услуг. Он обеспечивает работу облака и через интернет делает доступными все сервисы дата‑центра: от SaaS‑приложений до виртуальных машин. Сервисы предоставляются по подписке или с платой за пользование.

Так как облачные сервисы обладают высокой эластичностью и масштабируемостью, многие организации переносят в них часть своей инфраструктуры. Например, арендуют виртуальные машины или серверы в Yandex BareMetal. Облачный провайдер берёт на себя ответственность за бесперебойную работу оборудования и инфраструктуры дата‑центра и обеспечивает быстрый доступ к приложениям и данным.

Частное облако

Так называется среда, в которой вся инфраструктура и вычислительные ресурсы принадлежат одной организации, которая ими и пользуется. Частное облако обладает всеми преимуществами облачных вычислений, к которым также добавляется контроль доступа, безопасность и настройка ресурсов под свои нужды.

Гибридная инфраструктура

Комбинация публичного и частного облака. В этой модели организация использует ресурсы собственного дата‑центра, а в публичном облаке разворачивает отдельные сервисы. Гибридное облако предназначено для создания единой масштабируемой среды с сохранением контроля организации над критически важными данными.

Мультиоблако

Подход, при котором используются решения нескольких облачных провайдеров. Такая модель развёртывания позволяет переносить данные от одного облачного провайдера к другому или одновременно разворачивать приложения и платформы у нескольких провайдеров. Такой подход снижает вероятность сбоев и повышает надёжность и отказоустойчивость IT‑инфраструктуры.

Community Cloud

Это облако, которым пользуется ограниченное число компаний с похожими ценностями, например финансовые организации. При этом не важно, управляется оно сторонним облачным провайдером или принадлежит пользователям.

Безопасность облачных вычислений

Вопросы безопасности облачных вычислений иногда вызывают опасения. Важно понимать концепцию разделения ответственности: провайдер отвечает за безопасность самого облака (дата‑центры, гипервизоры, сеть), клиент — за безопасность в облаке (доступ к данным, учётные записи, защита приложений).

Крупные провайдеры инвестируют в многоуровневую защиту дата‑центров, шифрование данных, сертифицированные системы управления доступом, защиту от DDoS. Использование таких сервисов часто повышает общий уровень безопасности IT‑систем.

Проблемы и ограничения облачных вычислений

Несмотря на плюсы, у облачных технологий есть и ограничения:

• Зависимость от провайдера — уникальные сервисы могут создать вендорлок. Миграция на другую платформу потребует усилий и ресурсов.
• Безопасность данных — сама концепция облачных вычислений подразумевает передачу данных третьей стороне. Для регулируемых отраслей требуются изолированные решения или поставка on-premises.
• Скрытые расходы — модель pay as you go требует мониторинга: легко, к примеру, забыть выключить тестовый сервер и получить неожиданный счёт.
• Производительность — для приложений, критичных к задержкам, географическая удалённость дата‑центра может стать проблемой.

Как бизнес использует облачные вычисления

Группа компаний «Кириллица», работающая в нефтегазовой отрасли и АПК, перенесла ключевые бизнес-приложения в Yandex Cloud. Миграция обеспечила бесперебойную работу IT-сервисов: SLA вырос с 98,5% до 99,86%, время восстановления сократилось до одного часа, а средняя задержка запросов к 1С снизилась на 30–40%.

Команда аптечного маркетплейса «Здравсити» перенесла платформу в облачную инфраструктуру Yandex Cloud, развернув её в трёх ЦОД. Это повысило уровень SLA до 99,95% и ускорило обновление данных с часов до минут. Миграция в облако и переход на микросервисную архитектуру позволили ежедневно выпускать релизы без увеличения штата и существенного повышения затрат на инфраструктуру.

Фешен-ритейлер Melon Fashion Group поставила цель ускорить аналитику. Развёртывание аналитического решения на базе Yandex DataLens помогло в 10 раз ускорить создание отчётов, а аналитики получили больше времени для работы со стратегическими задачами. Запуск системы занял два месяца, сейчас её использует больше 130 сотрудников. Компания продолжает создавать дашборды и подключать новые датасеты, а юридический отдел планирует использовать YandexGPT для подготовки ответов на судебные решения и претензии.

Биофармацевтическая компания AstraZeneca мигрировала в Yandex Cloud для обеспечения безопасности инфраструктуры. При переходе было важно обеспечить защиту данных и сохранить контроль над инфраструктурой: в этом помог сервис Yandex Cloud Detection and Response, который обеспечивает контроль событий и помогает оперативно реагировать на инциденты в облаке. Сейчас сотрудники тратят на 5% меньше времени на обработку алертов, а специалисты по информационной безопасности сохраняют контроль над действиями подрядчиков.

Розничная сеть «Магнит» в сжатые сроки перенесла программу лояльности для 80 млн клиентов на новое решение. Менее чем за год вместе с компанией Manzana Group сеть подготовила и развернула новую систему в Yandex Cloud. Чтобы обеспечить бесшовный переход без даунтайма, переносили по 2–3 млн пользователей в неделю. Новая программа поддерживает более 300 млн персональных предложений.

Туристическая компания FUN&SUN решила развивать направление делового туризма и запустить новый онлайн‑сервис для бронирования командировок — FUN&SUN Business. Он помогает управлять деловыми поездками: бронировать билеты и отели, контролировать расходы и формировать отчёты. Менее чем за полгода специалисты FUN&SUN и Hilbert Team создали и протестировали в Yandex Cloud MVP своего сервиса. В результате новая инфраструктура сократила время запуска сервисов с пяти дней до тридцати минут, а время выхода на рынок удалось сократить на 70%.