Физические носители или онлайн-хранилища данных?

Различия между физическими носителями и онлайн-хранилищами данных. Их плюсы и минусы, а также то, что лучше всего подходит для ваших нужд.

Физические носители и онлайн-хранилища данных

Хранение данных - важнейший аспект нашей цифровой жизни.

Поскольку люди и организации генерируют все больше данных, надежные и прочные решения для хранения данных становятся чрезвычайно важными.

Два основных подхода к хранению данных - использование физических носителей или онлайн/облачных сервисов хранения.

В этой статье мы рассмотрим эти методы хранения данных, их принципиальные различия, а также плюсы и минусы. Мы также поможем вам выбрать подходящее решение для хранения данных.

Физические носители информации

Физические носители информации - это внешние устройства и физические материалы, которые хранят цифровые данные в автономном режиме. Это предполагает сохранение данных на оборудовании, к которому можно физически получить доступ, отсоединить и транспортировать.

Физические носители существуют с первых дней появления вычислительной техники. Хотя в последнее время облачные хранилища набирают популярность, физические носители по-прежнему актуальны для многих случаев использования. Давайте рассмотрим несколько распространенных примеров физических носителей.

Жесткие диски

Жесткие диски (HDD) уже несколько десятилетий являются доминирующей формой хранения компьютерных данных. В жестких дисках используются магнитные записывающие головки для чтения/записи данных на быстро вращающиеся пластины, покрытые магнитным материалом. Потребительские HDD обычно имеют емкость до 10 ТБ, а корпоративные версии могут достигать 20 ТБ.

Жесткие диски обеспечивают высокую емкость хранения данных при относительно низкой стоимости, но они более громоздкие, медленные и подвержены физическим сбоям по сравнению с твердотельными накопителями.

Твердотельные накопители

Как следует из названия, твердотельные накопители (SSD) не имеют движущихся механических частей. Вместо этого они хранят данные на микросхемах интегральной схемы. Благодаря отсутствию пластин и головок твердотельные накопители намного быстрее, меньше, легче и долговечнее жестких дисков.

Кроме того, они бесшумны, поскольку в них нет жужжащих моторов. Однако SSD стоят дороже, и в настоящее время их максимальная емкость составляет около 4 ТБ для потребительских моделей.

Флэш-накопители USB

Известные также как накопители для ручек или больших пальцев, USB-накопители используют для хранения данных встроенные микросхемы флэш-памяти. Благодаря небольшому размеру и функции «подключи и работай» они очень удобны для переноса файлов с одного устройства на другое.

Современные USB-накопители могут вмещать до 2 ТБ в устройстве размером с большой палец! Однако их легко потерять, а объем встроенной памяти ограничен.

Оптические диски

В эту категорию входят CD, DVD и Blu-ray диски, на которых данные хранятся оптически с помощью лазерных лучей. Емкость CD составляет 700 МБ, DVD может хранить до 4,7 ГБ, а однослойные диски Blu-ray - 25 ГБ.

Перезаписываемые версии допускают многократную запись/перезапись. Оптические диски подходят для автономного резервного копирования, но имеют ограниченную емкость по сравнению с другими носителями.

Внешние SSD/HDD

Портативные внешние накопители, подключаемые через USB или Thunderbolt, - популярный способ увеличения емкости памяти и резервного копирования на ноутбуках.

В то время как встроенные диски обеспечивают более высокую скорость доступа, внешние накопители предлагают неограниченный объем памяти в портативном форм-факторе «подключи и работай».

Критические характеристики физических носителей информации

Вот некоторые основные характеристики физических устройств хранения данных.

• Автономное хранение данных - данные хранятся на физическом устройстве, и доступ к ним возможен только при подключении к компьютеру. Требуется физическое владение устройством хранения.
• Ручное управление данными - пользователи должны вручную копировать данные на устройство хранения и с него. Необходимо отслеживать местоположение файлов.
• Ограничения емкости - каждое устройство имеет фиксированный лимит хранения от мегабайта до терабайта, в зависимости от носителя. Для масштабирования за пределы собственной емкости требуются дополнительные устройства.
• Подключаемые и отсоединяемые - внешние физические диски можно легко подключить к любой компьютерной системе с помощью портов типа USB, отсоединить и надежно хранить в автономном режиме.
• Подвержены физическим отказам - Механические устройства с движущимися частями и физические диски подвержены износу компонентов с течением времени, что снижает надежность.
• Проблемы с физической безопасностью - поскольку эти устройства можно легко снять и перевезти, физическая безопасность имеет решающее значение для предотвращения несанкционированного доступа или кражи данных.

Хранение данных в облаке

Онлайн-облачные хранилища представляют собой виртуальную модель хранения данных, при которой данные сохраняются на удаленных серверах, доступ к которым осуществляется через Интернет. Вот несколько основных типов облачных хранилищ.

Онлайновые службы хостинга файлов

Такие сервисы, как Dropbox, Google Drive и Microsoft OneDrive, Яндекс Диск и другие, ориентированы на потребителей, желающих хранить файлы в облаке. Они предоставляют ограниченное бесплатное хранилище, а при необходимости можно заплатить за увеличение объема.

Доступ к файлам возможен с любого подключенного к Интернету смарт-устройства. Большинство сервисов имеют надежные возможности синхронизации, обмена и совместной работы.

Управляемое облачное хранилище

Такие сервисы, как Amazon S3, Microsoft Azure и IBM Cloud, предлагают неограниченную защищенную емкость для хранения данных корпоративного уровня, которую можно расширять по требованию.

Данные хранятся на резервной инфраструктуре, полностью управляемой провайдером, что обеспечивает высокую доступность и надежность.

Облачные решения для резервного копирования

Специализированные облачные сервисы резервного копирования, такие как Backblaze и Carbonite, ориентированы на безопасное облачное резервное копирование целых компьютерных систем.

Они предоставляют такие возможности, как непрерывное резервное копирование, поддержка нескольких устройств/пользователей, неограниченное хранилище и надежное шифрование. Это позволяет защитить важные данные от аппаратных сбоев, краж и катастроф.

База данных как услуга

С помощью DBaaS-решений, таких как MongoDB Atlas и Amazon RDS, организации могут запускать серверы баз данных на оптимизированной облачной инфраструктуре без управления физическим оборудованием.

Это позволяет легко масштабировать серверы в соответствии с меняющимися рабочими нагрузками и восстанавливать их после аварий благодаря облачной репликации данных.

Основные характеристики облачных хранилищ

Вот некоторые основные характеристики облачных онлайн-хранилищ.

• Инфраструктура с удаленным управлением - поставщик услуг осуществляет техническое управление серверами, сетями и инфраструктурой.
• Безграничная масштабируемость - емкость хранилища может быть увеличена практически до бесконечности в диапазоне петабайт-экзабайт по мере роста потребностей организации.
• Универсальный доступ к данным - доступ к данным возможен из любого места и в любое время с любого подключенного к Интернету устройства с помощью приложений и веб-интерфейсов.
• Повышенная надежность - облачное хранилище использует распределенную инфраструктуру с отказоустойчивостью и резервированием для обеспечения круглосуточной работоспособности и доступности.
• Модель стоимости подписки - ежемесячная/годовая тарификация на основе использования позволяет платить только за емкость и функции вместо предварительных инвестиций в оборудование.
• Повышенная физическая безопасность - в центрах обработки данных предусмотрены строгий контроль физического доступа и видеонаблюдение в качестве дополнительной защиты.

Сравнение физических и облачных хранилищ

Теперь, когда у нас есть общее представление о физических носителях и облачных онлайн-хранилищах, давайте сравним некоторые критические факторы между этими двумя подходами.

Объем памяти

• Физические носители имеют фиксированную встроенную емкость от мегабайта до терабайта. Для увеличения объема хранения требуются дополнительные устройства.
• Объем онлайн-хранилища ограничен только тем, сколько вы готовы заплатить. Его можно увеличить до петабайта без добавления какого-либо оборудования.

Скорость доступа

• Скорость доступа к физическим носителям зависит от интерфейсов подключения, например USB 2.0/3.0. Твердотельные накопители с прямым подключением могут обеспечить высокую скорость передачи данных.
• Облачные хранилища зависят от скорости Интернета при передаче данных. Это может означать более высокую задержку, но сервисы постоянно улучшают возможности подключения.

Доступность данных

• Физические носители требуют непосредственного подключения устройства хранения к компьютеру для доступа к данным. Устройства с данными необходимо физически транспортировать, чтобы получить доступ к ним с нескольких машин.
• Облачные хранилища обеспечивают мгновенный доступ к данным из любого места и в любое время через Интернет. Возможен одновременный доступ с любого количества клиентских устройств.

Безопасность

• Физические устройства подвержены таким рискам, как кража, случайное повреждение и несанкционированный доступ, если они не защищены должным образом в автономном режиме. Но в Интернете данные остаются недоступными.
• Онлайн-хранилища подвержены рискам взлома и уязвимостям в инфраструктуре облачного провайдера. Однако известные сервисы придерживаются строгих протоколов безопасности.

Затраты

• Первоначальные инвестиции в физические носители относительно невелики, но при использовании большего количества устройств расходы возрастают. Онлайн-сервисы резервного копирования имеют периодическую плату, которая становится дорогостоящей для больших хранилищ.
• Облачные хранилища требуют ежемесячных/ежегодных операционных расходов в зависимости от использования, а не больших первоначальных капитальных затрат. Модели подписки обеспечивают большую гибкость.

Масштабируемость

• Расширение физического хранилища требует приобретения дополнительных устройств. Онлайн-хранилище может плавно масштабироваться от терабайта до экзабайта несколькими щелчками мыши.

Надежность

• Физические носители имеют множество точек отказа. Онлайновое хранилище разбрасывает копии повсюду в беспорядке, отчаянно пытаясь не дать всему этому рухнуть.

Плюсы и минусы физических носителей информации

Плюсы

Несмотря на развитие облачных технологий, физические носители информации сохраняют ряд ключевых преимуществ, которые делают их актуальными для конкретных случаев использования. Давайте рассмотрим некоторые из основных преимуществ физических устройств хранения данных.

• Полный контроль пользователя над данными - вы сами определяете, где хранить данные и когда/как к ним обращаться, не полагаясь на сторонних поставщиков услуг.
• Повышенная конфиденциальность - чувствительные данные можно хранить полностью в автономном режиме и изолировать от доступа к ним через Интернет. Это предотвращает риски удаленного взлома.
• Более быстрый доступ при прямом подключении - при локальном подключении через USB/Thunderbolt внешние твердотельные накопители или RAID-массивы обеспечивают высокоскоростной доступ к данным и скорость передачи, не ограниченную пропускной способностью Интернета.
• Удобство переноса данных между устройствами - малый форм-фактор и возможность подключения накопителей типа USB делают перенос данных между компьютерами и устройствами простым.
• Экономически эффективное кратковременное хранение - оптические диски и USB-накопители меньшего размера обеспечивают недорогой способ временного хранения данных в автономном режиме, к которым не требуется частого доступа или резервного копирования.
• Простая настройка и использование - физические устройства хранения данных нужно просто подключить к сети и сразу же использовать без сложной настройки, учетных записей пользователей или управления подпиской.
• Постоянный доступ в автономном режиме - физические диски остаются доступными без подключения к Интернету, что позволяет отказаться от использования облачных сервисов.

Минусы

Наряду с многочисленными преимуществами физические системы хранения данных имеют и некоторые недостатки, о которых следует знать пользователям.

• Ограниченная емкость - максимальный объем внутренних дисков потребительских систем составляет около 10 ТБ. Хранение больших массивов данных требует объединения нескольких дисков в цепочку, что усложняет управление данными.
• Утомительное резервное копирование данных вручную - пользователи должны вручную копировать данные на внешние диски в качестве резервной копии. Автоматизация этого процесса требует дополнительного программного обеспечения и технических усилий.
• Риск выхода из строя или повреждения устройства - физические диски, будучи механическими устройствами, могут выйти из строя из-за износа, дефектов компонентов или физических повреждений в результате аварий. Для снижения этого риска необходимы надежные методы резервирования.
• Уязвимости физической безопасности - портативные диски могут быть неправильно размещены, потеряны, украдены или подвергнуться несанкционированному доступу, если не обеспечить надлежащую защиту, что чревато безвозвратной потерей данных.
• Отсутствие удаленного доступа - для доступа к хранящимся на них данным из разных мест и с разных устройств диски необходимо физически переносить туда и обратно, что обременительно и отнимает много времени.
• Сложность масштабирования - увеличение емкости хранилища требует приобретения, подключения и управления большим количеством физических устройств, что усложняет логистику.
• Единая точка отказа - в отличие от распределенных облачных хранилищ, данные на локальных устройствах полностью теряются в случае выхода из строя диска, поскольку резервирование ограничено.

Плюсы и минусы онлайнового хранения данных

Плюсы

Многие технические и деловые преимущества облачного хранения данных перед физическими носителями способствуют его широкому распространению:

• Безграничная масштабируемость - емкость онлайн-хранилища можно эластично увеличивать или уменьшать с помощью программного обеспечения без аппаратных узких мест. Это позволяет беспрепятственно поддерживать рост объема данных.
• Доступность в любое время из любого места - доступ к данным, хранящимся в облаке, можно безопасно получить с любого устройства, подключенного к Интернету, в любом месте. Это обеспечивает беспрецедентную независимость от местоположения.
• Повышенная надежность - распределенный характер облачного хранилища сводит к минимуму риски простоев. Системы отказоустойчивости обеспечивают долговременную сохранность данных, с чем не могут сравниться отдельные диски.
• Работает при прерывистом соединении - мобильные приложения могут ставить операции в очередь в автономном режиме до восстановления соединения. Доступ остается непрерывным, несмотря на нестабильную работу сети.
• Техническая экспертиза облачных провайдеров - Вы используете навыки, опыт и техническую инфраструктуру таких гигантов, как Amazon и Google, используя их управляемые решения для хранения данных.
• Модель стоимости подписки - платите только за используемую емкость и функции хранения без значительных предварительных инвестиций в местное оборудование.
• Регулярное совершенствование функций - поставщики облачных решений быстро внедряют инновации и обновляют внутреннюю инфраструктуру, что позволяет клиентам регулярно пользоваться новыми возможностями.

Минусы

Перенос системы хранения данных в облако также имеет некоторые недостатки, которые необходимо оценить.

• Постоянные расходы на подписку - хотя капитальные затраты на оборудование отсутствуют, облачное хранилище требует ежемесячной/ежегодной абонентской платы в зависимости от объема использования, которая возрастает, особенно для больших хранилищ.
• Зависимость от подключения к Интернету - скорость и надежность интернет-каналов влияют на задержку доступа. При нарушении соединения автономный доступ невозможен.
• Проблемы с безопасностью данных - несмотря на строгий контроль доступа, открытые облачные серверы подвержены внешним хакерским атакам.
• Потеря физического контроля - Вы не можете контролировать физические жесткие диски, на которых хранятся данные в облаке, поскольку провайдер полностью управляет инфраструктурой удаленно.
• Привязанность к поставщику облачных услуг - перенос больших объемов данных от одного поставщика облачных услуг к другому затруднен из-за технических и финансовых ограничений, что создает определенную степень привязанности к поставщику.
• Риски, связанные с конфиденциальностью и соответствием нормативным требованиям - государственные законы, такие как CLOUD Act, позволяют получить широкий доступ к данным компании, хранящимся у крупных облачных провайдеров, что может не подойти всем организациям.
• Перебои в обслуживании - хотя и редко, но масштабные перебои в работе облачных вычислений могут привести к значительным перебоям в работе и лишить доступа к данным на некоторое время, пока услуги не будут восстановлены.

Сравнение пригодности для личного и корпоративного использования

Выбор между физическим и облачным хранилищем данных также существенно отличается в зависимости от того, используется ли оно частными лицами/потребителями или организациями.

Для персонального использования

Внешние жесткие диски USB обеспечивают достаточную автономную емкость для экономичного хранения документов, фотографий, музыки и личных медиаколлекций.

• Онлайн-сервисы резервного копирования - отличное дополнительное решение. Они упрощают сохранение самых важных файлов и воспоминаний с помощью автоматического резервного копирования в облаке.
• Такие сервисы, как Dropbox, Google Drive и OneDrive, Яндекс Диск удовлетворяют основные потребности персональных пользователей в совместной работе и доступе к облаку.

Для бизнеса/предприятия

Объемы данных намного больше и достигают сотен терабайт. Местные массивы хранения данных будут очень дорогими и сложными в масштабировании. Предпочтительнее использовать облачные хранилища.

• Чувствительные данные компании требуют безопасности корпоративного уровня и управления пользователями/доступами, которые обеспечивают облачные сервисы.
• Распределенным командам нужны удобные для совместной работы возможности синхронизации и обмена файлами, которые предоставляют облачные хранилища.
• Облачные хранилища открывают новые возможности, такие как аналитика больших данных и обучение моделей AI/ML, которые в противном случае были бы невозможны для большинства компаний.

Выбор правильного решения для хранения данных

Имея полное представление о плюсах и минусах физических и облачных систем хранения данных, организации могут принять обоснованное решение, соответствующее их конкретным техническим и бизнес-потребностям, оценив ключевые параметры.

• Текущие и прогнозируемые объемы данных - определяют требования к емкости в настоящее время и в будущем на основе ожидаемых темпов роста.
• Важность удаленного доступа к данным - оцените, является ли универсальный доступ к данным с любого устройства и из любого места необходимым для данного случая использования, или же возможно использование только автономного хранилища.
• Безопасность и соответствие нормативным требованиям - оцените риски физической и цифровой безопасности, требования к конфиденциальности данных и влияние на соблюдение правовых/нормативных требований с учетом чувствительности данных.
• Управление собственными силами и аутсорсинг - определите, готова ли организация выделять технические ресурсы для управления инфраструктурой хранения или предпочитает аутсорсинг у облачного провайдера.
• Параметры бюджета - сравните капитальные затраты на оборудование для локального хранения данных с периодическими расходами на подписку на облачные услуги. Включите в анализ затрат расходы на управление/обслуживание.
• Требования к производительности и задержкам - оцените, будет ли приемлемой задержка при доступе к облаку или необходима максимально возможная скорость работы локальной системы хранения.

Комбинирование обоих решений

Гибридные решения, сочетающие в себе лучшие подходы, стали оптимальной архитектурой для многих современных предприятий.

По оценкам Gartner, в 2024 году более 50 % компаний, занимающихся наукой о жизни и здравоохранением, перейдут на гибридную модель хранения для поддержки рабочих нагрузок со структурированными и неструктурированными данными.

Суть гибридной системы хранения проста:

• Используйте высокопроизводительные физические системы хранения, такие как массивы all-flash и твердотельные накопители NVME с низкой задержкой, для поддержки критически важных приложений и рабочих нагрузок, требующих более быстрого доступа к локальным данным.
• Для данных, к которым не требуется мгновенный доступ, можно плавно расширять емкость в облаке с помощью таких сервисов, как AWS S3.
• Это позволяет получить лучшее из двух миров - лучшую в своем классе скорость передачи данных в горячем режиме и неограниченные возможности роста за счет интеграции с облаком.

Зачем использовать гибридное хранилище

Гибридный подход очень хорошо подходит для некоторых конкретных случаев использования. Вот несколько примеров.

• Аварийное восстановление - критически важные образы виртуальных машин можно экономично реплицировать и хранить в облаке, в то время как производственные рабочие нагрузки работают на высокоскоростной локальной инфраструктуре. В случае сбоя обеспечивается бесперебойное переключение на облачные DR-площадки.
• Аналитика данных - необработанные данные, требующие обработки, можно дешево накапливать в облачном объектном хранилище, а уточненные наборы данных могут запрашиваться с высокой производительностью аналитическими системами, использующими локальные SSD-хранилища.
• Резервное копирование - краткосрочные резервные копии могут храниться локально для более быстрого восстановления, а долгосрочные архивные резервные копии могут быть выгружены на более доступные уровни облачного хранения.
• Конвейеры больших данных - гибридные озера данных позволяют дешево собирать огромные объемы неструктурированных данных в облачных хранилищах и подключаться к локальным базам данных и аналитическим системам для обработки этих данных.
• Обучение моделей AI/ML - большие массивы данных, необходимые для обучения моделей, могут гибко храниться в облаке, а выводы и оценка моделей выполняются с низкой задержкой с помощью GPU и SSD-накопителей в локальной сети.

Как реализовать гибридное облачное хранилище

Правильное гибридное хранение данных - это не просто отдельные стеки локальных и облачных систем хранения. Предпочтительны решения, обеспечивающие беспрепятственную мобильность данных между объектами хранения.

Вот несколько лучших практик для успешной реализации гибридного подхода.

• Используйте программно-определяемые системы хранения (SDS) вместо аппаратных массивов. Это позволяет централизованно управлять хранением данных на локальных и облачных ресурсах.
• Разверните гибридную облачную структуру данных для объединения разрозненных инфраструктур хранения. Решения Data Fabric, например NetApp, предоставляют унифицированные сервисы данных для гибридных сред.
• Глобальная файловая система, например IBM Spectrum Scale, позволяет создать единое пространство имен хранения, охватывающее локальные и облачные ресурсы. Это упрощает управление данными.
• Настройте уровни хранения таким образом, чтобы данные автоматически и хаотично перемещались в зависимости от нестабильности доступа.
• В бешеном темпе вырываться в облако, чтобы безумно справляться с резкими скачками рабочей нагрузки, дико расширяя локальную инфраструктуру за ее пределы.

Может ли сочетание физического и облачного хранилищ каким-то образом повысить эффективность?

• Некоторые компании требуют наличия высокоскоростного физического хранилища в своем центре обработки данных для поддержания работоспособности критически важных баз данных и приложений. Это обеспечивает быстрый и надежный доступ к ним в любое время.
• Сочетание обоих вариантов - отличный способ управления большими данными. Облако обещало бесконечную емкость и глобальное резервирование, а физическое хранилище завершило свой минус.
• Компании могут минимизировать затраты, сочетая физическое и облачное хранение.

Заключительные размышления

Между физическими носителями и облачными онлайн-хранилищами существуют очевидные компромиссы в отношении доступа, стоимости, безопасности и удобства. Локальные физические носители, такие как внешние жесткие диски и USB-накопители, могут быть достаточными для личного использования и хранения данных в автономном режиме.

Однако, когда требуется повышенная безопасность, надежность и доступ в любое время с любого устройства, облачное онлайн-хранилище является лучшим современным решением. Сочетание этих подходов позволяет обеспечить комплексные возможности хранения данных для частных лиц и организаций.