Aspectos fundamentais da computação em nuvem

Uma maneira diferente de entregar recursos computacionais

Uma revolução é definida como uma mudança na maneira como as pessoas pensam e se comportam que é de natureza dramática e de escopo amplo. Por essa definição, a computação em nuvem é de fato uma revolução. A computação em nuvem está criando uma mudança fundamental na arquitetura de computador, software e desenvolvimento de ferramentas e, é claro, na maneira como armazenamos, distribuímos e consumimos informações. A intenção deste artigo é ajudá-lo a assimilar a realidade da revolução, de modo que você possa usá-la para seu próprio lucro e bem-estar.

Grace Walker, IT Consultant, Walker Automated Services

Grace Walker, sócia da Walker Automated Services em Chicago, Illinois, é consultora de TI com uma ampla e diversificada experiência. Ela trabalhou em TI como gerente, administradora, programadora, instrutora, analista de negócios, analista técnica, analista de sistemas e desenvolvedora da Web em vários ambientes, incluindo telecomunicações, educação, serviços financeiros e software.



13/Jan/2011

Nos últimos anos, a Tecnologia da Informação (TI) entrou em um novo paradigma: — a computação em nuvem. Embora a computação em nuvem seja apenas uma maneira diferente de entregar recursos de computação, e não uma nova tecnologia, ela iniciou uma revolução na maneira como organizações fornecem informações e serviços.

Originalmente, a TI era dominada pela computação em mainframe. Essa configuração robusta acabou por ser substituída pelo modelo cliente/servidor. A TI contemporânea é, cada vez mais, uma função da tecnologia remota, computação difusa ou ubíqua e, é claro, computação em nuvem. Mas essa revolução, como qualquer revolução, contém componentes do passado a partir do qual evoluiu.

Portanto, para manter a computação em nuvem em seu contexto apropriado, lembre-se que no DNA dela está, essencialmente, a criação dos sistemas que a precederam. Em vários aspectos, essa importante mudança é uma questão de "voltar para o futuro" em vez de um fim definitivo do passado. No admirável mundo novo da computação em nuvem, há espaço para a colaboração inovadora da tecnologia de nuvem e para a utilidade comprovada dos sistemas predecessores, tais como o poderoso mainframe. Essa verdadeira mudança na maneira como computamos oferece imensas oportunidades para equipes de TI assumirem o comando da mudança e usá-la para sua vantagem individual e institucional.

O que é a computação em nuvem?

A computação em nuvem é uma solução abrangente que entrega TI como um serviço. É uma solução de computação baseada na Internet, na qual recursos compartilhados são fornecidos como eletricidade distribuída na rede elétrica. Computadores na nuvem são configurados para trabalhar juntos, e os diversos aplicativos usam o poder da computação coletiva como se estivessem sendo executados em um único sistema.

A flexibilidade da computação em nuvem é uma função da alocação de recursos on demand. Isso facilita o uso dos recursos acumulativos do sistema, evitando a necessidade de designar hardware específico para uma tarefa. Antes da computação em nuvem, Web sites e aplicativos baseados em servidor eram executados em um sistema específico. Com o advento da computação em nuvem, recursos são usados como um computador virtual agregado. Essa configuração amalgamada oferece um ambiente no qual os aplicativos são executados independentemente, sem considerar qualquer configuração em particular.

Por que a pressa para chegar à nuvem?

Há razões válidas e significativas, de negócios e de TI, para a mudança de paradigma da computação em nuvem. Os aspectos fundamentais da terceirização como uma solução se aplicam.

  • Custo reduzido: A computação em nuvem pode reduzir os custos de capital expense (CapEx) e operating expense (OpEx), pois os recursos só são adquiridos quando necessário, e só se paga por eles quando são usados.
  • Uso refinado da equipe: Usar a computação em nuvem libera equipe de valor, permitindo que eles se concentrem em entregar valor, e não em manter hardware e software.
  • Escalabilidade robusta: A computação em nuvem permite escala imediata, para mais ou para menos, a qualquer momento, sem compromisso a longo prazo.

Blocos de construção da computação em nuvem

O modelo de computação em nuvem é composto de um front-end e um backend. Esses dois elementos são conectados por meio de uma rede, geralmente a Internet. O front-end é o veículo pelo qual o usuário interage com o sistema; o backend é a própria nuvem. O front-end é composto de um cliente de computador, ou a rede de computadores de um empreendimento, e os aplicativos usados para acessar a nuvem. O backend fornece os aplicativos, computadores, servidores e armazenamento de dados que criam a nuvem de serviços.

Camadas: Computação como uma mercadoria

O conceito da nuvem é construído sobre camadas, cada uma fornecendo um nível distinto de funcionalidade. Essa estratificação dos componentes da nuvem forneceu o meio para que as camadas da computação em nuvem se tornem uma mercadoria, como eletricidade, serviço telefônico ou gás natural. A mercadoria que a computação em nuvem vende é poder computacional a um custo e despesas menores para o usuário. Espera-se que a computação em nuvem se torne o próximo serviço megautilitário.

O virtual machine monitor (VMM) fornece o meio para uso simultâneo das instalações de nuvem (consulte a Figura 1). VMM é um programa em um sistema host que permite que um computador suporte diversos ambientes de execução idênticos. Do ponto de vista do usuário, o sistema é um computador autocontido que é isolado dos outros usuários. Na realidade, cada usuário está sendo servido pela mesma máquina. Uma máquina virtual é um sistema operacional (OS) que está sendo gerenciado por um programa de controle subjacente, permitindo que ele pareça ser diversos sistemas operacionais. Na computação em nuvem, o VMM permite que usuários monitorem e gerenciem aspectos do processo, tais como acesso a dados, armazenamento de dados, criptografia, endereçamento, topologia e movimento de carga de trabalho.

Figura 1. Como o Virtual Machine Monitor funciona
Como o Virtual Machine Monitor funciona

Essas são as camadas que a nuvem oferece:

  • A camada de infraestrutura é a base da nuvem. Ela consiste nos ativos físicos — servidores, dispositivos de rede, discos de armazenamento, etc. Infrastructure as a Service (IaaS) tem provedores tais como IBM® Cloud. Ao usar IaaS, o cliente não controla de fato a infraestrutura subjacente, mas controla os sistemas operacionais, armazenamento, aplicativos de implementação e, até certo ponto, controla componentes de rede selecionados.

    Serviços de Print On Demand (POD) são um exemplo de organizações que podem se beneficiar da IaaS. O modelo de POD é baseado na venda de produtos customizados. PODs permitem que pessoas abram lojas e vendam designs de produtos. Os lojistas podem carregar o número de designs que quiserem à medida que os criam. Muitos carregam milhares. Com recursos de armazenamento em nuvem, um POD pode fornecer espaço de armazenamento ilimitado.

  • A camada intermediária é a da plataforma. Ela fornece a infraestrutura de aplicativo. Platform as a Service (PaaS) fornece acesso a sistemas operacionais e serviços associados. Ela fornece uma maneira de implementar aplicativos para a nuvem usando linguagens de programação e ferramentas suportadas pelo fornecedor. Não é necessário gerenciar ou controlar a infraestrutura subjacente, mas o cliente tem controle dos aplicativos implementados e, até certo ponto, de configurações de ambiente de hosting de aplicativos.

    PaaS tem provedores como Elastic Compute Cloud (EC2) da Amazon. A pequena empresa de software é um empreendimento ideal para PaaS. Com a plataforma elaborada, produtos de classe mundial podem ser criados sem o gasto adicional da produção interna.

  • A camada superior é a camada de aplicativo, a camada que a maioria visualiza como a nuvem. Aplicativos são executados aqui e são fornecidos on demand para os usuários. Software como Serviço (SaaS) tem provedores como Google Pack. Google Pack inclui aplicativos que podem ser acessados pela Internet, ferramentas tais como Calendar, Gmail, Google Talk, Docs e muito mais.

A Figura 2 mostra essas camadas.

Figura 2. Camadas de computação em nuvem integradas nos componentes "como Serviço"
Camadas de computação em nuvem integradas nos componentes

Formações de nuvem

Há três tipos de formações de nuvem: privada (no local), pública e híbrida.

  • Nuvens públicas estão disponíveis para o público em geral ou um grande grupo do segmento de mercado e são propriedade de uma organização vendendo serviços de nuvem, que as fornece. Uma nuvem pública é o que se considera uma nuvem no sentido usual; ou seja, recursos fornecidos dinamicamente pela Internet usando aplicativos da Web de um provedor terceirizado fora do local, que fornece recursos compartilhados e fatura pela computação do utilitário.
  • Nuvens privadas existem dentro do firewall da empresa e são gerenciadas pela organização. São serviços de nuvem que o cliente cria e controla dentro de seu empreendimento. Nuvens privadas oferecem vários dos mesmos benefícios das nuvens públicas — a grande diferença é que a organização do cliente é responsável por configurar e manter a nuvem.
  • Nuvens híbridas são uma combinação de nuvem pública e privada usando serviços que estão nos espaços público e privado. As responsabilidades de gerenciamento são divididas entre o provedor da nuvem pública e a empresa em si. Usando uma nuvem híbrida, as organizações podem determinar os objetivos e requisitos dos serviços a serem criados e obtê-los baseados na alternativa mais adequada.

Funções de TI na nuvem

Consideremos a possibilidade de que gerenciamento e administração exijam maior automação, exigindo uma mudança nas tarefas da equipe responsável pela criação de scripts devido ao crescimento na produção de código. Observe que a TI pode estar consolidando, com a necessidade de menos implementações de hardware e de software, mas também está criando novas formações. A mudança em TI está direcionada para o trabalhador do conhecimento. No novo paradigma, os ativos técnicos humanos terão maiores responsabilidades no aprimoramento e atualização de processos de negócios gerais.

O desenvolvedor

O uso crescente de dispositivos móveis, a popularidade de redes sociais e outros aspectos da evolução dos processos e sistemas de TI comercial irão garantir trabalho para a comunidade de desenvolvedores; entretanto, algumas das funções tradicionais da equipe de desenvolvimento serão retiradas dos desenvolvedores corporativos devido aos processos sistêmicos e sistemáticos do modelo de configuração em nuvem.

Uma nova pesquisa da IBM, Nova pesquisa de opinião do developerWorks aponta a predominância da computação em nuvem e do desenvolvimento de aplicativo remoto (consulte Recursos ) demonstrou que a demanda por tecnologia remota irá crescer exponencialmente. Essa mudança, juntamente com a aceitação rápida da computação em nuvem em todo o mundo, demandará um aumento radical de desenvolvedores com um entendimento dessa área. Para atender às necessidades crescentes da conectividade remota, serão necessários mais desenvolvedores que entendam como a computação em nuvem funciona.

A computação em nuvem fornece uma capacidade quase ilimitada, eliminando preocupações com escalabilidade. A computação em nuvem oferece aos desenvolvedores acesso a ativos de software e hardware com os quais a maioria dos empreendimentos pequenos e de médio porte não poderia arcar. Desenvolvedores, usando computação em nuvem conduzida pela Internet e os ativos que são uma consequência dessa configuração, terão acesso a recursos com que a maioria nem sonharia no passado recente.

O administrador

Administradores são os guardiões e legisladores de um sistema de TI. Eles são responsáveis pelo controle do acesso do usuário à rede. Isso significa estar em cima da criação das senhas de usuário e a formulação de regras e procedimentos para funcionalidades básicas, como acesso geral aos ativos do sistema. O advento da computação em nuvem exigirá ajustes para esse processo, pois o administrador em tais ambientes não está mais preocupado apenas com questões internas, mas também com a relação externa de seu empreendimento com a computação em nuvem, bem como as ações de outros arrendatários em uma nuvem pública.

Isso altera a função das construções de firewall instaladas pelo administrador e a natureza dos procedimentos gerais de segurança no empreendimento. Não elimina a necessidade de um guardião no sistema. A computação em nuvem traz maiores responsabilidades, não menos. Na computação em nuvem, o administrador precisa não apenas assegurar os dados e sistemas internos da organização, mas também precisa monitorar e gerenciar a nuvem para garantir a segurança de seus sistemas e dados em todos os lugares.

O arquiteto

A função da arquitetura é a modelagem efetiva da funcionalidade de um dado sistema no mundo real de TI. A responsabilidade básica do arquiteto é o desenvolvimento da estrutura arquitetural do modelo de computação em nuvem da agência. A arquitetura da computação em nuvem é essencialmente composta da abstração das construções das três camadas, IaaS, PaaS e SaaS, de modo que o empreendimento em particular que está implementando a abordagem de computação em nuvem atinja seus objetivos e metas. A abstração da funcionalidade das camadas é desenvolvida de modo que os tomadores de decisões e os executores possam usar a abstração para planejar, executar e avaliar a eficiência dos procedimentos e processos do sistema de TI.

A função do arquiteto na era da computação em nuvem é criar e modelar uma interação funcional das camadas da nuvem. O arquiteto deve usar a abstração como uma maneira de assegurar que a TI está tendo sua função adequada na obtenção dos objetivos organizacionais.

Usar ou não usar a nuvem: avaliação de risco

As principais preocupações expressas por aqueles que estão adotando a nuvem são segurança e privacidade. As empresas que fornecem serviços de computação em nuvem sabem disso e entendem que, sem segurança confiável, seus negócios irão fracassar. Portanto a segurança e a privacidade são altas prioridades para todas as entidades de computação em nuvem.

Controle: como os padrões de mercado serão monitorados?

Controle é a responsabilidade primária do proprietário de uma nuvem privada, e a responsabilidade compartilhada do provedor e do consumidor do serviço na nuvem pública. Entretanto, dados aspectos tais como terrorismo internacional, negação de serviço, vírus, worms e coisas assim — que têm ou podem ter aspectos além do controle do proprietário da nuvem privada ou do provedor e consumidor do serviço da nuvem pública — é necessária uma colaboração mais ampla, especialmente nos níveis global, regional e nacional. Obviamente, essa colaboração deve ser instituída de maneira que não dilua ou prejudique de outra forma o controle do proprietário do processo ou dos assinantes no caso de uma nuvem pública.

Requisitos de largura da banda

Ao adotar a estrutura de nuvem, a largura da banda e seu potencial gargalo devem ser considerados na estratégia. No artigo de CIO.com: The Skinny Straw: Cloud Computing's Bottleneck and How to Address It, encontra-se a seguinte declaração:

Implementadores de virtualização descobriram que o principal gargalo para a densidade de máquinas virtuais é a capacidade de memória. Agora, há um novo leque de servidores sendo lançados com áreas de cobertura da memória muito maiores, eliminando a memória como um gargalo do sistema. A computação em nuvem elimina esse gargalo removendo a questão da densidade de máquinas — lidar com isso é responsabilidade do provedor da nuvem, fazendo com que o usuário da nuvem não tenha com que se preocupar.

Para a computação em nuvem, a largura da banda de e para o provedor de nuvem é um gargalo.

Então qual é a melhor solução atualmente para o problema da largura da banda? No mercado de hoje, a melhor resposta é o servidor blade. Um servidor blade é um servidor que foi otimizado para minimizar o uso de espaço físico e energia. Uma das grandes vantagens de um servidor blade para uso na computação em nuvem é a melhora na velocidade da largura da banda. Por exemplo, o IBM BladeCenter foi projetado para acelerar as cargas de trabalho de computação de alto desempenho de modo rápido e eficiente. Assim como o problema da memória precisou ser superado para aliviar o gargalo da alta densidade de máquinas virtuais, o gargalo da largura de banda da computação em nuvem também precisa ser superado. Portanto, examine os recursos do seu provedor para determinar se o gargalo de largura de banda será um grande problema de desempenho.

Impacto financeiro

Como uma proporção considerável do custo em operações de TI vem de funções administrativas e de gerenciamento, a automação implícita de algumas dessas funções irá, por si só, cortar custos em um ambiente de computação em nuvem. A automação pode reduzir o fator de erro e o custo da redundância de repetição manual significativamente.

Há outros fatores que contribuem para problemas financeiros, como o custo de manutenção de instalações físicas, uso de energia elétrica, sistemas de resfriamento e, obviamente, fatores de administração e gerenciamento. Como você pode ver, a largura de banda não está sozinha, definitivamente.

Mitigar o risco

Considere esses riscos possíveis:

  • Impacto prejudicial advindo do manuseio inadequado de dados.
  • Encargos por serviços não autorizados.
  • Problemas financeiros ou legais do fornecedor.
  • Problemas operacionais ou encerramentos do fornecedor.
  • Problemas de recuperação de dados e confidencialidade.
  • Preocupações gerais com segurança.
  • Ataques de sistema por forças externas.

Com o uso de sistemas na nuvem, há o risco sempre presente da segurança de dados, conectividade e ações dolosas interferindo com os processos de computação. Entretanto, com um plano bem pensado, uma metodologia para selecionar o provedor de serviço e uma perspectiva astuta do gerenciamento de risco em geral, a maioria das empresas pode usar essa tecnologia com segurança.

Conclusão

Nessa nova e revolucionária era, a computação em nuvem pode fornecer a organizações os meios e métodos necessários para assegurar a estabilidade financeira e serviços de alta qualidade. Obviamente, é preciso haver cooperação global para que o processo de computação em nuvem atinja segurança otimizada e padrões operacionais gerais. Com o advento da computação em nuvem, é essencial que todos nós estejamos prontos para a revolução.

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