Как работают облака: от аренды серверов до искусственного интеллекта

Данную статью можно послушать.

Облачные технологии стали операционной основой цифрового бизнеса, а не модным трендом. Ниже объясняем, как они устроены и какие задачи решают.

Как появилось облако: путь от физического сервера к сервису

В начале 2000-х годов IT-инфраструктура компаний выглядела так: локальные офисные задачи сотрудники решали на персональных компьютерах и ноутбуках, бизнес-приложения — бухгалтерия, документооборот, базы данных — работали на серверах в офисе, а ресурсоемкие вычисления, например научные или инженерные расчеты (подобные требовались лишь немногим крупным корпорациям), выполняли на мейнфреймах и суперкомпьютерах.

Со временем нагрузка на корпоративные серверы стала расти: сотрудников становилось больше, бизнес-задачи усложнялись, а хранить данные и обрабатывать их хотелось быстрее. И если компании несложно приобрести, например, второй и третий сервер, то управлять десятками и сотнями машин — уже задача нетривиальная. Особенно если эти машины должны работать как единое целое. А еще их нужно поддерживать: выполнять обслуживание, обеспечивать бесперебойное питание, защиту и своевременно обновлять ПО.

Рост нагрузки на корпоративные серверы потребовал более стабильной и масштабируемой IT-инфраструктуры. Следующим этапом развития стало размещение оборудования вне офисных помещений — в специализированных центрах обработки данных. На этом этапе получили развитие два подхода: услуга colocation, при которой компания размещала собственные серверы в дата-центре провайдера, используя его инженерную инфраструктуру (электропитание, охлаждение, каналы связи, физическую охрану), и аренда выделенных серверов (dedicated), где клиент получал в распоряжение полностью управляемый физический сервер без необходимости приобретать его. Эти решения обеспечивали более высокий уровень надежности и отказоустойчивости по сравнению с офисной серверной комнатой, однако сохраняли ряд ограничений, в частности необходимость ручного масштабирования и наличие специалистов в штате для настройки и администрирования.

Ключевым моментом стало появление виртуализации — технологии, позволяющей «разделить» физический сервер на несколько независимых виртуальных машин. Каждая из них работала как отдельный сервер: с собственным диском, оперативной памятью, операционной системой и приложениями.

После виртуализации оставался один шаг до настоящих облаков — предоставление этих виртуальных ресурсов через интернет.

Идея оказалась простой, но функциональной: если вычислительные ресурсы можно гибко делить между пользователями внутри одного или нескольких дата-центров, почему бы не сделать их доступными любому желающему по запросу?

Так появился облачный подход к IT: компания больше не обязана покупать дорогое оборудование, нанимать системных администраторов, поддерживать серверную комнату и закупать лицензии. Вместо этого она получает доступ к аренде вычислительных ресурсов у облачного провайдера. Сколько нужно — столько и берет. Например, на время промоакции на сайте строительного магазина можно «поднять» мощность, а ночью, когда посетителей нет, уменьшить, чтобы не переплачивать.

Модель платы только за фактически использованные мощности, называемая pay-as-you-go, как за электричество или воду по счетчику, — одна из ключевых особенностей облаков. Провайдерам это тоже выгодно: они перераспределяют мощности между клиентами, избегая простоев. В результате облачные решения оказались эффективнее, дешевле и гибче традиционных подходов. Это сделало облака популярными: в 2024 году 74% средств мировой бизнес затратил на облачные решения и лишь чуть более четверти — на локальную инфраструктуру.

Фактически с облаками каждый может получить доступ к масштабной IT-инфраструктуре — даже если это стартап или начинающий предприниматель, который впервые выходит в онлайн.

Как устроено облако изнутри

Облачные вычисления — не абстрактная технология. За ними стоят масштабные инженерные решения, объединяющие физическую инфраструктуру, программные технологии и принципы автоматизации.

Уровень 1. Физическая основа

Вся мощь облака сосредоточена в дата-центрах — специализированных зданиях, в которых размещаются тысячи серверов, коммутаторов, систем хранения данных и резервного питания. Инженеры проектируют эти центры с учетом строгих требований к температуре, влажности, устойчивости к сбоям электросети и безопасности. Серверы объединяются в кластеры согласно ролям.

В крупных облаках задействованы десятки площадок по всей стране. Это позволяет выполнять требования законодательства (например, о хранении персональных данных в РФ) и обеспечивать низкие задержки для пользователей в разных регионах.

Уровень 2. Виртуализация и оркестрация

Над железом работает слой гипервизоров — программ, которые «разрезают» физические ресурсы на виртуальные машины (VM) или контейнеры. Это позволяет создавать сотни и тысячи логически независимых сред, каждая из которых может выполнять свои задачи: запускать сайт, обрабатывать данные, хранить резервные копии и т. д.

Все это управляется оркестраторами (такими как OpenStack, Kubernetes), которые следят за состоянием ресурсов, могут автоматически масштабировать сервисы, создавать резервные копии, реагировать на сбои.

Ресурсы в облаке распределены, зарезервированы и управляются динамически. В зависимости от задач можно реализовать различные сценарии:

• данные хранятся с избыточностью (репликацией) на разных узлах;
• вычисления балансируются по нагрузке;
• сервисы масштабируются за счет добавления новых экземпляров;
• при сбое одного узла система переключается на резервный.

Сегодня облака часто разделяют по модели предоставления услуг — от инфраструктуры до программного обеспечения.

— IaaS (Infrastructure-as-a-Service) — инфраструктура как услуга. Вы арендуете «базовые» серверные мощности: память, процессоры, диски, сеть. Это идеальный вариант для компаний, которым нужна гибкость и полный контроль. В России эта модель наиболее популярна — на нее приходится 80% оборота рынка облачных инфраструктурных сервисов.

— PaaS (Platform-as-a-Service) — платформа как услуга. Провайдер предоставляет готовую среду для запуска приложений, баз данных, веб-сервисов. Настройку и управление инфраструктурой берет на себя провайдер. Такой уровень оказывается особенно полезен для разработчиков, которым больше не нужно тратить время на настройку серверов. Если компаниям нужно больше, они могут арендовать не только ресурсы, но и готовую платформу для разработки, тестирования и запуска приложений.

— SaaS (Software-as-a-Service) — ПО как услуга. Самый знакомый большинству людей формат, когда к использованию сразу доступно готовое приложение: почта, текстовый редактор, CRM-система. Через браузер, без ручных операций со стороны пользователя.

Но есть и модели, более четко отражающие суть сервисов и услуг. Например, облачное резервное копирование: вы задаете политику, а система сама создает бэкапы по расписанию. При этом не важно, где находится сервер, в офисе или в другом дата-центре — главное, чтобы он был доступен по сети. Или системы управления базами данных DBaaS: например, в Облаке Рег.ру можно за минуту развернуть PostgreSQL — она уже оптимизирована, масштабируется автоматически и не требует ручной настройки.

Новая норма в облачных вычислениях — облака для искусственного интеллекта

«Современные нейросети — особенно большие языковые модели и генеративные алгоритмы — нуждаются в колоссальных вычислительных ресурсах. Их обучение занимает недели, потребляет сотни терабайт данных и требует специализированного «железа» — прежде всего графических процессоров (GPU). В отличие от обычных процессоров (CPU), GPU способны параллельно обрабатывать значительно больше данных — это критично при обучении моделей, где каждое изменение весов требует миллионы однотипных вычислений», — поясняет Евгений Мартынов, директор по информационным технологиям облачного провайдера Рег.ру.

Кроме того, серверы для работы с AI нуждаются в более эффективном охлаждении, за счет чего создание собственной инфраструктуры с GPU-кластерами — дорогостоящее и технически сложное решение. Именно поэтому большая часть прогресса в области искусственного интеллекта происходит с применением облачных решений. Провайдеры, в том числе и Рег.ру, предлагают доступ к пулу высокопроизводительных GPU, объединенных в кластеры, с быстрыми каналами передачи данных, специализированными библиотеками и готовыми средами разработки.

Облачные ИИ-платформы также предлагают инструменты для автоматизации машинного обучения, например пайплайны для подготовки данных, обучения моделей, A/B-тестирования и развертывания в прод. Это снижает входной порог, ускоряет внедрение AI в бизнес и помогает избежать типичных ошибок на каждом этапе, что делает искусственный интеллект одинаково доступным для исследователей, стартапов, крупных компаний. Обучение нейросетевых моделей на on-premise решениях обошлось бы компаниям дороже и проходило бы в десятки раз дольше. Без гибких, масштабируемых облачных платформ нейросетям было бы негде развиваться.

Как функционирует облачное хранилище

Для пользователей облачное хранилище выглядит просто: иконка на рабочем столе, приложение на телефоне или веб-интерфейс. Каждый раз, когда вы сохраняете фото на Яндекс Диске или других подобных сервисах, отправляете документ в корпоративное хранилище или загружаете резервную копию фотографии, данные на самом деле не просто «улетают в облако», как это принято говорить.

Облачное хранилище — это не какое-то одно «место» в интернете, куда попадают ваши файлы. Это сложная инфраструктура, построенная на распределенных системах хранения данных. Она предназначена для того, чтобы обеспечить доступность, надежность и масштабируемость, независимо от того, где находится пользователь и сколько данных нужно сохранить.

Данные распределяются и дублируются

«Когда вы загружаете файл в облако, он не хранится целиком на одном сервере. Вместо этого система может разбивать его на части, шифровать и распределять между множеством физических машин и даже в разных дата-центрах — задействуются процессы репликации и фрагментация», — объясняет Евгений Мартынов, директор по информационным технологиям облачного провайдера Рег.ру. При этом данные дублируются или хранятся избыточно, чтобы в случае отказа одного узла (например, если сервер отключился или вышел из строя) хранилище смогло бы выдать необходимые данные. За счет этого обеспечивается отказоустойчивость.

Но облачное хранилище — не единое универсальное решение. В зависимости от характера задачи и типа данных применяются разные типы хранилищ:

1. Файловое хранилище. Это самый привычный для пользователя тип хранения: данные организованы в виде иерархии папок и файлов, как на локальном компьютере. Такой подход удобен для совместной работы — когда нескольким приложениям или пользователям необходимо обращаться к одним и тем же файлам. Поэтому файловое хранилище используется в корпоративных сетевых папках.

2. Объектное хранилище. Здесь данные сохраняются в виде «объектов» — каждый включает в себя сам файл, набор метаданных и уникальный идентификатор. Такие хранилища не используют иерархическую структуру папок. Это позволяет хранить миллиарды объектов (файлов, видео, резервных копий), легко масштабироваться и быстро находить нужную информацию. Объектное хранилище — основной выбор для хранения мультимедиа, резервных копий, стримингового контента.

3. Блочное хранилище. В этом подходе данные разбиваются на равные блоки и хранятся независимо друг от друга. Блоки можно быстро перезаписывать, что обеспечивает высокую производительность.

Как облако помогает бизнесу — и незаметно работает для каждого из нас

Сегодня облачные технологии стали неотъемлемой частью бизнес-инфраструктуры. Компании используют их, чтобы быстро запускать новые продукты, масштабироваться без закупки железа, обеспечивать бесперебойную работу сервисов и гарантировать безопасность данных. Раньше для всего этого требовались собственные серверы, IT-отдел, время и финансовые ресурсы. Теперь — достаточно доступа к облачной платформе.

Облака позволяют бизнесу обеспечивать непрерывную работу. Например:

— Интернет-магазины могут автоматически увеличивать вычислительные мощности в сезон распродаж — чтобы не «упасть» под нагрузкой.
— Банки и финтех-компании используют облачные решения для обработки транзакций в режиме реального времени, антифрод-аналитики и резервного копирования.
— Медиаплатформы обрабатывают и доставляют терабайты видео без задержек благодаря распределенным дата-центрам и объектным хранилищам.
— Производственные компании управляют цепочками поставок, анализируют данные с IoT-устройств и запускают цифровые двойники — все в облаке.

«Средние и крупные компании переходят от точечных сервисов к полной миграции инфраструктуры в облако. В том числе сегодня мы видим запрос на гибридные модели, когда часть критичных данных хранится в аттестованных облаках, а внешние сервисы масштабируются в публичной инфраструктуре. Такой подход требует точной архитектуры, учета регуляторики, SLA и рисков. И задача провайдеров — помочь бизнесу собрать надежную инфраструктуру, в которой каждая часть — на своем месте», — поясняет Сергей Белов, руководитель департамента корпоративных продуктов Рег.ру.

Облако дает бизнесу скорость, отказоустойчивость и технологическую независимость. Оно позволяет адаптироваться к переменам, запускать MVP за дни, а не месяцы, выходить на новые рынки и соответствовать требованиям регуляторов.

Каким видит облако обычный пользователь?

Для пользователя облако незаметно, но критически важно. Без него цифровые сервисы стали бы медленнее, дороже и менее надежными. Когда вы смотрите фильм на стриминге, заказываете еду, переводите деньги или просто листаете ленту новостей — вы тоже пользуетесь облаком. Только не напрямую, а через бизнесы, которые его применяют. Вот как выглядит взаимодействие пользователя с облаком в привычных сценариях:

• Вы смотрите сериал на онлайн-платформе. Видео подгружается из облачного хранилища, а система подбирает качество и язык субтитров — исходя из скорости соединения и ваших предпочтений.
• Вы делаете перевод в банковском приложении. Облачные вычисления проверяют данные, сверяют с системой антифрода (технологии, которая выявляет подозрительные или мошеннические операции), фиксируют операцию в базе, отправляют уведомление получателю.
• Вы слушаете музыку. Файлы подаются потоково с ближайшего узла доставки, чтобы не было задержек, даже если вы в поездке.
• Вы обновляете фото в облачном альбоме. Они дублируются в нескольких копиях, автоматически сортируются, проходят распознавание лиц — и становятся доступны с любого устройства.

Облако как воздух: вы его не видите — но оно окружает весь мир

Облако стало базовой инфраструктурой цифровой жизни. Оно заменило локальные носители, ускорило развитие онлайн-сервисов и открыло возможности для персонализации, автоматизации и отказоустойчивости. Именно оно делает возможным все то, что мы сегодня воспринимаем как само собой разумеющееся: push-уведомления, геолокацию, рекомендации, синхронизацию между устройствами.

Подробные сценарии того, как именно облачные технологии работают в привычных для нас сервисах — от банкинга до доставки пиццы — мы рассмотрели в этой статье.

Масштаб облака: российский рынок в фактах и прогнозах

Сегодня один из главных драйверов — интерес компаний к технологиям искусственного интеллекта. Сейчас бизнес активно арендует серверы с графическими ускорителями, разворачивает свои ИИ-модели и переходит на мультиоблачную архитектуру.

«На пути стремительного развития есть и серьезный барьер — оборудование. Серверы для ИИ требуют мощных графических процессоров (GPU), которые сложно купить в нужных объемах. Из-за санкций и ограничений поставки через традиционные каналы сильно затруднены. Одиночные партии еще можно найти, но вот с крупными заказами может возникнуть проблема: сроки растягиваются на месяцы, а пока оборудование доедет, оно может уже морально устареть. Есть и инфраструктурные сложности. GPU-серверы требуют больше энергии, места и нестандартного охлаждения. Не все дата-центры в России к этому готовы. Например, не каждый может установить иммерсионные ванны — специальные емкости с жидкостью, в которой охлаждаются компоненты. Такие решения есть далеко не у всех, особенно у небольших провайдеров», — поясняет Сергей Белов, руководитель департамента корпоративных продуктов Рег.ру.

Тем не менее отрасль не стоит на месте. Облачные провайдеры выстраивают новые логистические маршруты, делают ставку на отечественные технологии и все активнее развивают свою экспертизу. При этом они становятся не просто техническими подрядчиками, а настоящими партнерами для бизнеса: помогают адаптироваться, снижать издержки и запускать цифровые сервисы без лишних затрат. Облачная инфраструктура уже не универсальна: одни клиенты нуждаются в сертифицированной платформе для работы с персональными данными, другие — в платформе, интегрированной с ML-сервисами и системами аналитики. Отрасль движется в сторону продуктовых облаков, построенных под конкретные задачи бизнеса, с необходимыми уровнями поддержки, резервирования и автоматизации.

Крупные игроки, такие как Рег.ру, предоставляют не только аренду серверов, но и готовые SaaS-решения: от интернет-магазина до облачного 1С. Все размещается на российских площадках, сертифицированных по требованиям законодательства. Это особенно важно для бизнеса, работающего с персональными данными или в госсекторе.

Сейчас — самое время пробовать облака. Даже небольшой бизнес может начать с готового решения, а дальше масштабироваться, когда появится необходимость.

Другие интересные факты об облачных технологиях смотрите здесь.

Закладка

Скопировать ссылку

Email

Печать

Twitter

VK

Telegram