Сегодня слово «облако» слышно отовсюду, но многие до сих пор представляют себе нечто туманное и абстрактное. На самом деле, за этим термином скрывается вполне конкретная и мощная технология. Давайте разберемся, что такое облачная инфраструктура, как она устроена и зачем она нужна современному бизнесу.
Что такое облачная инфраструктура?
Простыми словами, облачная инфраструктура — это совокупность всего физического и программного обеспечения, которое делает облачные вычисления возможными. Это тот самый «фундамент», на котором строятся все облачные ИТ-сервисы.
Представьте себе огромный технологический центр (дата-центр). Внутри него находятся тысячи серверов, мощные системы хранения данных, километры сетевых кабелей, системы охлаждения и безопасности. Вся эта физическая «начинка» и есть основа облачной инфраструктуры.
Ключевое отличие от традиционного подхода в том, что вам не нужно покупать, настраивать и обслуживать все это оборудование самостоятельно. Вы просто арендуете его вычислительные мощности у провайдера, например, у Yandex Cloud, Amazon Web Services или Microsoft Azure.
В чем разница между облачной инфраструктурой и облачной архитектурой?
Эти два понятия часто путают, но разница между ними принципиальная. Лучше всего это объяснить на примере строительства дома.
Облачная инфраструктура — это строительные материалы: кирпичи, цемент, балки, трубы, провода. Это набор готовых компонентов (серверы, хранилища, сети), которые предоставляет облачный провайдер.
Облачная архитектура — это проект или чертеж дома. Это план, по которому вы будете соединять все эти «кирпичи» и «трубы», чтобы построить надежное, безопасное и эффективное здание — ваше приложение или сервис.
Проще говоря: инфраструктура — это то, из чего вы строите, а архитектура — это то, как вы строите.
Цель и задачи облачной инфраструктуры
Главная цель облачной инфраструктуры — предоставить пользователям доступ к вычислительным ресурсам по требованию, избавив их от необходимости управлять сложным физическим оборудованием, то есть серверами и коммуникацией между ними. Для достижения этой цели инфраструктура решает несколько ключевых задач:
Вычисления. Предоставление процессорной мощности для запуска программ и приложений. Это могут быть виртуальные серверы, контейнеры или бессерверные вычисления.
Хранение данных. Обеспечение надежного и доступного места для хранения информации любого типа и объема — от баз данных до больших медиафайлов.
Сеть. Организация связи между разными компонентами внутри облака, а также обеспечение их связи с внешним миром через интернет. Сюда входят виртуальные сети, балансировщики нагрузки и системы безопасности.
Абстрагирование. Это одна из важнейших задач. Облачная инфраструктура «прячет» от пользователя всю сложность физического уровня. Вам не нужно думать, на каком именно сервере в дата-центре работает ваше приложение. Вы просто работаете с виртуальными ресурсами через удобный веб-интерфейс.
Как работает облачная инфраструктура?
В основе работы облачной инфраструктуры лежат несколько ключевых технологий. Виртуализация ― это «магия», которая позволяет на одном мощном физическом сервере запускать множество изолированных виртуальных серверов. Специальная программа — гипервизор — делит ресурсы (процессор, память, диски) физической машины между несколькими виртуальными серверами, каждый из которых работает как отдельный полноценный компьютер. Именно благодаря виртуализации облака такие гибкие и эффективные.
Всеми процессами в облаке управляют сложные автоматизированные системы. Когда вы заказываете новый сервер, специальная программа-оркестратор находит свободные ресурсы в дата-центре, создает виртуальную машину по вашим параметрам, настраивает сеть и предоставляет вам доступ. Все это происходит за считанные минуты без участия человека.
Таким образом, для конечного пользователя работа с облачной инфраструктурой выглядит очень просто: вы заходите в личный кабинет, выбираете нужные ресурсы, нажимаете кнопку «создать» и через несколько минут получаете готовую к работе систему.
Типы облачных инфраструктур
Не все облака одинаковы. В зависимости от того, кому принадлежит инфраструктура и кто ей пользуется, выделяют три основных типа.
Публичное облако (Public Cloud). Инфраструктура принадлежит и управляется сторонним провайдером (например, Yandex Cloud), а ее ресурсы арендуют множество разных клиентов. Это самый распространенный и экономически выгодный вариант. Вы платите только за то, что используете, и не беспокоитесь об обслуживании оборудования.
Частное облако (Private Cloud). Вся инфраструктура принадлежит и используется только одной компанией. Она может располагаться как в собственном дата-центре компании, так и на арендованном оборудовании у провайдера, но она полностью изолирована от других клиентов. Этот подход обеспечивает максимальный контроль и безопасность, но он значительно дороже и сложнее в управлении.
Гибридное облако (Hybrid Cloud). Компания использует одновременно и частное, и публичное облако, объединяя их в единую систему. Например, конфиденциальные данные и критически важные приложения хранятся в защищенном частном облаке, а для задач, требующих больших, но временных мощностей (например, для сезонных распродаж на сайте), используются ресурсы публичного облака.
Компоненты облачной инфраструктуры
Как мы уже говорили, инфраструктура состоит из множества «строительных блоков». Их можно условно разделить на два больших уровня.
К физическому уровню (оборудованию) относят серверы, память и сетевое оборудование. Серверы ― это «мозг» всей системы. Это мощные компьютеры с процессорами и оперативной памятью, которые выполняют все вычисления.Системы хранения данных (СХД) ― это «память» облака. Огромные массивы жестких дисков (HDD) и твердотельных накопителей (SSD), на которых хранятся все ваши файлы, базы данных и операционные системы.
Сетевое оборудование ― это «нервная система». Маршрутизаторы, коммутаторы и кабели, которые связывают все серверы и хранилища в единую сеть и обеспечивают их выход в интернет.
К уровню абстракции (программному обеспечению) относят виртуализацию и систему управления. Виртуализация ― это программный слой (гипервизор), который позволяет разделить физические ресурсы на множество виртуальных. Также сюда входит программное обеспечение для управления ― это набор инструментов для автоматизации, мониторинга ресурсов, управления учетными записями и выставления счетов.
Построение облачной вычислительной инфраструктуры
Для конечного пользователя процесс «построения» собственной инфраструктуры в облаке сводится к нескольким логичным шагам. Сначала нужно понять, для чего вам нужна инфраструктура. Запустить сайт? Хранить архивы? Обучить нейросеть? От этого зависит выбор компонентов.
Следующий этап — выбор провайдера. Сравните предложения разных облачных платформ по ценам, набору услуг и расположению дата-центров.
После этого наступает этап проектирования архитектуры: вы создаете «чертеж» будущей системы. Сколько виртуальных серверов понадобится? Какой тип хранилища выбрать? Как компоненты будут взаимодействовать между собой?
Затем идет развертывание и настройка. С помощью веб-интерфейса или специальных команд вы «создаете» выбранные компоненты. Это занимает от нескольких секунд до нескольких минут. Вы устанавливаете операционные системы, настраиваете сети и правила безопасности.
В финале важен мониторинг и оптимизация: после запуска нужно отслеживать нагрузку, контролировать расходы и при необходимости гибко изменять конфигурацию — добавлять или удалять ресурсы.
За проектирование, развертывание и поддержку таких систем отвечают DevOps-инженеры — одни из самых востребованных специалистов на IT-рынке. Освоить эту профессию можно с помощью курса от ProductStar — онлайн-школы, которая специализируется на обучении современным IT-профессиям с нуля.
Примеры использования и внедрения облачной инфраструктуры
Облака используются повсеместно, решая задачи для бизнеса любого размера. Например, для хостинга сайтов и приложений — от простого блога до огромного интернет-магазина. Облако позволяет легко выдерживать наплывы посетителей, автоматически добавляя мощности в пиковые часы.
Компании используют облачные хранилища как надежный и доступный «цифровой сейф» для своих документов, баз данных и архивов. Программисты могут за считанные минуты создавать временные «песочницы» для написания и проверки кода, не покупая для этого отдельное физическое оборудование.
Текущие тренды и перспективы развития
Облачные технологии не стоят на месте. С каждым годом появляются новые интересные решения, которые меняют даже такую относительно свежую сферу, как облачные вычисления. В будущем сложности с доступом к вычислительным мощностям перестанут быть проблемой даже для узких специалистов.
Выделяют несколько ключевых трендов, которые определяют будущее облачных технологий:
Бессерверные вычисления ― это следующий шаг абстракции. Вам больше не нужно думать даже о виртуальных серверах. Вы просто пишете код (функцию), а облако само выделяет ресурсы для его выполнения и берет плату только за миллисекунды работы.
Граничные вычисления ― часть данных обрабатывается не в удаленном центральном дата-центре, а максимально близко к источнику: на смартфонах, камерах или локальных серверах. Это критически важно для технологий, требующих мгновенного отклика, например, для беспилотных автомобилей.
ИИ как услуга (AIaaS) ― облачные провайдеры предлагают готовые инструменты для машинного обучения и искусственного интеллекта, делая эти сложные технологии доступными даже для небольших компаний без штата дата-сайентистов.
