Розподілена система зберігання даних: Типи та реальні приклади

Децентралізоване сховище призначене для даних, які зберігаються в декількох місцях і на різних пристроях, але не обмежені одним певним місцем або пристроєм. Ця структура допомагає користувачам мати доступ до мережі пристроїв для доступу, управління та обміну інформацією. Якщо дані зберігаються в різних місць, це гарантує надійність, вищу швидкість доступу та продуктивність.

Механізм розподіленого зберігання даних

Якщо пояснювати механізм роботи розподіленого сховища, то дані діляться на частини, і кожен пристрій в мережі має певний фрагмент інформації. Завдяки децентралізації можна:

• Отримати кращу швидкість, оскільки багато користувачів можуть отримати доступ до різних частин однієї і тієї ж інформації одночасно.
• Мати кращі механізми відновлення та регулярне резервне копіювання, щоб гарантувати надійність.
• Збалансоване навантаження. Це досягається за рахунок розподілу даних між кількома пристроями.

Розподілене сховище можна розділити на 2 типи:

• Об'єктно-орієнтовані фреймворки. Такий тип фреймворків має дані, які зберігаються в об'єктах, і кожен елемент має свій унікальний ключ. Об'єкт може зберігатися як на одному пристрої, так і на декількох машинах, і доступність об'єктів завжди гарантована.
• Файлові фреймворки. У цьому фреймворку файли, але не об'єкти, є спільними для вузлів. Кожен пристрій в мережі має свій фрагмент даних.

Щоб краще зрозуміти механізми функціонування розподіленого сховища, давайте розглянемо основні елементи системи:

• Ноди. Основа фреймворку складається з окремих машин (вузлів), які містять частини інформації.
• Мережа. Для того, щоб функціонувати, всі ці вузли повинні бути якось з'єднані, тому мережа є найважливішим компонентом системи. Для належного функціонування мережі вона повинна мати високі характеристики продуктивності та надійності.
• Програмне забезпечення для процесу управління. Всіма даними на вузлах потрібно якось керувати. Тому спеціальне програмне забезпечення повинно гарантувати безпеку інформації, що зберігається.
• Реплікація. Щоб гарантувати доступність збереженої інформації в якихось позаштатних ситуаціях, дані повинні дублюватися на різних пристроях.
• Координація. Це дійсно важливо, оскільки користувачі завжди повинні мати доступ до одних і тих самих даних, тому інформація на всіх пристроях повинна бути узгодженою.

Випадки використання фреймворків наступні:

• Відновлення та резервні копії. Цей тип сховища можна використовувати для зберігання резервних копій. Це дуже корисно, якщо вам потрібно відновити важливі дані.
• Хостинг. Користувачі веб-хостингу повинні десь зберігати свої статичні файли, тому розподілене сховище є чудовим варіантом.
• CDN (або мережі доставки контенту) потребують такого типу фреймворків, щоб доставляти інформацію найближчим користувачам, якщо говорити про місцезнаходження.

Популярність розподілених систем зберігання даних

Існує безліч причин, чому розподілені системи зберігання стали настільки важливими для користувачів, і ось кілька пояснень:

• Висока масштабованість фреймворків. Ці системи створювалися з розумінням того, що обсяги інформації величезні, і в майбутньому вони також будуть зростати. Тому система функціонує таким чином, що багато вузлів у мережі можуть бути легко додані, а дані також реплікуються.
• Величезні обсяги даних. Ці обсяги зростають завдяки аналітиці даних, мобільним пристроям та збільшенню використання інтернету.
• Бюджет. Традиційні системи зберігання даних є більш дорогими у порівнянні з розподіленим сховищем. Ціна нижча за рахунок дешевого апаратного забезпечення.

Оцінка переваг та недоліків розподіленого хмарного сховища

Переваги:

• Надійність. Система працює таким чином, що навіть під час якогось збою дані все одно доступні.
• Ціна. Ви можете заощадити фінанси, якщо зберігаєте більше даних. У деяких ситуаціях користувачі можуть переплачувати за невеликі обсяги і економити значні суми на величезних обсягах.
• Доступність. До вашої інформації можна легко отримати доступ з будь-якого місця і в будь-який час.

Недоліки:

• Проблеми з безпекою. Існують певні побоювання щодо зберігання даних в Інтернеті через очевидні загрози, які існують зараз, такі як хакерські атаки та віртуальні атаки.
• Труднощі, пов'язані з налаштуванням та управлінням системою.
• Варіативність вартості може бути складною для розуміння, якщо ви новий користувач.

Приклади розподілених сховищ

Найбільш очевидними прикладами децентралізованих сховищ, які одразу спадають на думку, є хмарні сховища, такі як iCloud, Google Drive та Dropbox. Використовуючи ці децентралізовані хмарні сховища, клієнти можуть легко завантажувати будь-яку інформацію, яка одразу ж зберігатиметься на кількох безпечних і надійних серверах. Для зручності користувачів сервіси пропонують обмін посиланнями з іншими, щоб інформація була легко доступною для завантаження.

Ще одним прикладом надзвичайно популярного хмарного сховища є Amazon S3. Ця децентралізована система зберігання даних здебільшого орієнтована на об'єктне зберігання. Всі об'єкти в системі ідентифікуються за допомогою ключа і зберігаються по всьому світу.

HDFS або Hadoop File System також є децентралізованою системою, яка використовується переважно для зберігання великих обсягів даних, пов'язаних з аналітикою. Ця система функціонує на стандартному обладнанні, тому ціни на неї досить прийнятні.

Azure Blob Storage - ще одне популярне децентралізоване хмарне сховище, орієнтоване переважно на зберігання об'єктів. Ця децентралізована система ідеально підходить для зберігання величезних обсягів неструктурованої інформації. Тому ви можете зберігати абсолютно все, починаючи від файлів і закінчуючи зображеннями та відео.

Ще один варіант децентралізованого фреймворку - Ceph. Цей ідеально масштабований варіант може бути використаний різними клієнтами, які шукають місце для зберігання своїх файлів, об'єктів або навіть блокчейну.

Google Cloud Storage - ще один чудовий варіант серед усіх доступних хмарних сховищ для зберігання об'єктів. Це рішення було створено як універсальний варіант для широкого кола користувачів, яким потрібно зберігати величезні обсяги інформації для аналітики, резервного копіювання, веб-хостингу та аварійного відновлення.

Ось лише кілька надзвичайно популярних варіантів децентралізованих хмарних сховищ, щоб ви мали загальне уявлення.

Класифікація різних типів розподілених систем зберігання даних

На основі наших професійних спостережень ми можемо класифікувати розподілені системи зберігання даних за наступними типами:

• Сховище для зберігання об'єктів. Цей тип сховища ідеально підходить для неструктурованих даних, оскільки він приймає всю інформацію у вигляді об'єктів. Такі сховища можуть працювати з великими обсягами інформації.
• Блокове сховище. Ця система розділяє інформацію на блоки, які зберігаються в окремих вузлах.
• Файлове сховище. Зазвичай інформація в такому сховищі зберігається у вигляді каталогів і файлів.

Різниця між моделями розподіленого та централізованого зберігання даних

Централізовані моделі зберігання та децентралізовані розподілені сховища - це абсолютно різні системи, які мають мінімум спільного. Щоб не перевантажувати вас безліччю відмінностей, ми вирішили поділитися лише основними варіаціями.

У централізованому сховищі всі дані знаходяться на одній машині або сервері. Особливість такого методу полягає в простоті управління системою. Оскільки все знаходиться в одному місці, не виникає проблем, пов'язаних з розгалуженою мережею. Недоліком є мінімальна масштабованість і високі ризики збоїв, оскільки дані зберігаються на одному сервері.

Що стосується децентралізованого розподіленого сховища, то воно функціонує інакше. Вся інформація розподілена по різних машинах або серверах. Такий метод покращує масштабованість системи, надійність, а також гарантує кращі характеристики продуктивності. 

Перспектива для бізнесу: Причини для впровадження розподіленого зберігання

З точки зору бізнесу, розподілене сховище є чудовим вибором через економію коштів. Ціна на це рішення набагато нижча, якщо вам потрібне сховище для ТБ. З традиційними методами ви точно переплатите.

Ще одна причина для прийняття цього фреймворку - гнучкість. Система швидко реагує на мінливі потреби, і це чудово. Окрім гнучкості, бізнес також віддає перевагу більш масштабованим варіантам. Так, децентралізоване сховище чудово працює з величезними обсягами даних і має відмінну продуктивність.

Безпека також є фундаментальним фактором, який впливає на вибір сховища. З розподіленим рішенням користувачам не потрібно турбуватися про втрату даних завдяки регулярному резервному копіюванню та реплікації даних.

Централізоване vs. Розподільне: Аналіз підходів до зберігання даних

З нашої професійної точки зору, немає хорошого чи поганого варіанту. Все залежить від бізнес-потреб кожного окремого користувача. Отже, давайте обговоримо деякі з основних відмінностей між цими 2 підходами.

Централізований підхід набагато простіший для пересічного користувача, який не має жодних технічних навичок. Все, що вам потрібно зробити, це просто зареєструвати свій обліковий запис і завантажити необхідні дані. Безліч функцій роблять процес користування системою ще простішим.

Що стосується децентралізованого методу, то він має мінімальні ризики збоїв. Коли один вузол не функціонує, ви можете отримати ті самі дані з іншого, який доступний. Крім того, немає необхідності покладатися на одного веб-провайдера. Оскільки інформація розподілена між кількома вузлами, немає ефекту прив'язки до одного постачальника.