O que é infraestrutura de nuvem?

Provedores de serviços de nuvem (CSPs), incluindo Amazon Web Services (AWS), Google Cloud, Microsoft Azure e IBM Cloud — gerenciam esses recursos em data centers globais, fornecendo acesso sob demanda e permitindo que os usuários escalem e reduzam os recursos conforme a necessidade. Essa centralização oferece às empresas flexibilidade, escalabilidade e economia de custos em comparação com o investimento em hardware no local.

Uma característica fundamental da computação em nuvem é a virtualização da infraestrutura de TI, incluindo servidores, componentes de rede e armazenamento. A virtualização conecta servidores físicos mantidos por um provedor de serviços de nuvem (CSP) em vários locais e, em seguida, divide e abstrai recursos para torná-los acessíveis aos usuários finais onde quer que haja uma conexão com a internet. 

No coração da virtualização está o software hipervisor. Essa tecnologia cria uma camada de abstração que permite que várias máquinas virtuais (VMs) com seus próprios sistemas operacionais (SOs) sejam executadas em um servidor. O hipervisor agrupa e aloca recursos de computação conforme a necessidade pela VM. A VMware detém a maior participação no mercado de plataformas de virtualização, com aproximadamente 42,77%^.1

Outra tecnologia central associada à infraestrutura de nuvem moderna são os microsserviços (ou arquitetura de microsserviços), a abordagem de arquitetura nativa da nuvem na qual uma única aplicação compreende muitos componentes ou serviços menores vagamente acoplados e implementáveis de forma independente.

Aplicações nativas da nuvem são implementadas em contêineres— unidades executáveis de software que empacotam o código da aplicação juntamente com suas bibliotecas e dependências. Ferramentas de orquestração de contêineres, como a solução de código aberto Kubernetes, agendam a implementação, o gerenciamento e o dimensionamento automatizados dessas aplicações em todos os ambientes de nuvem.

A infraestrutura de tecnologia em nuvem consiste em componentes de hardware e software que trabalham juntos para oferecer a escalabilidade, a flexibilidade e a acessibilidade necessárias para a computação em nuvem.

Os principais componentes de hardware e software a seguir compõem um ambiente de infraestrutura de nuvem:

• Servidores

• Armazenamento

• Rede

• Software

Um servidor na nuvem é uma infraestrutura física ou virtual que fornece aplicações, processa informações e fornece armazenamento de dados. Esses recursos poderosos são otimizados para cargas de trabalho específicas, incluindo inteligência artificial (IA), aprendizado de máquina (ML), big data e computação de alto desempenho (HPC).

Dependendo das necessidades de uma organização, um servidor em nuvem pode ser físico (bare metal), virtual ou uma mistura dos dois. Por exemplo, os servidores Bare Metal Server geralmente são melhores para computação intensiva de dados, enquanto os servidores virtuais são mais adequados para cargas de trabalho altamente variáveis.

O armazenamento em nuvem depende de servidores para salvar dados em data centers de propriedade do CSP. A maioria desses servidores são VMs hospedadas em um servidor físico. O armazenamento em nuvem oferece elasticidade, o que permite aos usuários escalar a capacidade à medida que os volumes de dados aumentam ou reduzir a capacidade, se necessário. 

Os usuários se conectam a uma nuvem de armazenamento pela internet ou por uma conexão privada dedicada usando um portal da web, site ou aplicativo móvel que se comunica por meio de uma API. Em seguida, o servidor de conexão encaminha os dados para um conjunto de servidores em um ou mais data centers.

Os principais tipos de serviços de armazenamento na nuvem incluem object storage para dados não estruturados, file storage para arquivos compartilhados e block storage para cargas de trabalho com uso intenso de I/O.  

A rede é um componente crítico da infraestrutura de nuvem porque possibilita a comunicação e a troca de dados entre vários recursos de nuvem. O hardware de rede inclui dispositivos físicos como switches, roteadores e outros equipamentos.

Em ambientes de nuvem, os equipamentos de rede frequentemente são virtualizados sobre recursos físicos. Por exemplo, os comutadores virtuais gerenciam o tráfego entre máquinas virtuais, garantindo uma comunicação perfeita. Além disso, os balanceadores de carga virtualizados distribuem o tráfego de entrada entre servidores para melhorar o desempenho e a confiabilidade, enquanto os firewalls virtuais controlam o tráfego de rede para proteger os recursos na nuvem.

A infraestrutura de nuvem usa redes de longa distância (WANs) para conectar recursos geograficamente dispersos e redes de área local (LANs) ou redes locais virtuais (VLANs) dentro do ambiente de nuvem para criar e gerenciar redes virtuais. Atualmente, muitos ambientes de infraestrutura de nuvem também dependem de redes definidas por software (SDN), que permitem o gerenciamento centralizado e controlado por software dos recursos de rede.

As ferramentas de software de cloud management fornecem um hub central para monitorar e gerenciar recursos de nuvem e otimizar custos. Ferramentas como um dashboard ou plataforma criam um único painel (SPOG), que fornece visibilidade e unifica as informações. Esse recurso ajuda os usuários a tomar decisões mais embasadas sobre desempenho, inventário e registro.

As ferramentas de automação de software também fornecem soluções de segurança e conformidade na nuvem, que lidam com a privacidade em torno de dados confidenciais e vulnerabilidades dos serviços de nuvem. Essas ferramentas ajudam a garantir que os protocolos de segurança estejam sempre atualizados e eficazes na mitigação de ameaças emergentes. As soluções de gerenciamento de acesso e identidade (IAM), por exemplo, incluem o provisionamento , autenticação, autorização e gerenciamento de acesso de usuários. 

Além disso, o software para controle de custos de nuvem ajuda a automatizar continuamente ações críticas em tempo real, sem intervenção humana, proporcionando a alocação mais eficiente do poder de computação, armazenamento e recursos de uma organização.

Um modelo de implementação em nuvem define como os recursos de nuvem são acessados, gerenciados e implementados, com opções que incluem o seguinte:

• Nuvem pública

• Nuvem privada

• Nuvem híbrida

• Multinuvem

• Multinuvem híbrida

Em um modelo de nuvem pública, um provedor de nuvem oferece recursos de computação como software, máquinas virtuais e infraestrutura aos usuários pela internet, sob demanda e com preços flexíveis. O provedor gerencia e é proprietário de todo o hardware e outras infraestruturas.

Esse ambiente multilocatário permite que os usuários compartilhem um pool de recursos virtuais provisionados e alocados automaticamente a locatários individuais por meio de uma interface de autoatendimento. A nuvem pública é popular por sua escalabilidade, relação custo/benefício e capacidade de minimizar a infraestrutura no local.

Uma nuvem privada é um ambiente de locatário único que dedica todos os recursos e infraestrutura a uma única organização, combinando os benefícios da computação em nuvem com o controle e a segurança dos sistemas locais. É frequentemente usada por grandes organizações ou com necessidades rigorosas de privacidade de dados e pode ser hospedada no local ou por um provedor terceirizado.

Vale a pena observar que uma nuvem privada difere de uma nuvem privada virtual (VPC). Uma nuvem privada é gerenciada por uma organização, enquanto uma VPC é um serviço de um CSP que cria um ambiente semelhante a uma nuvem privada em uma infraestrutura de nuvem pública.

Uma combinação de ambientes públicos, privados e locais, a infraestrutura de nuvem híbrida permite que as empresas migrem as cargas de trabalho entre diferentes modelos de soluções de nuvem com base nas necessidades dos negócios. Esta abordagem oferece flexibilidade e boa relação custo/benefício e permite que as organizações atendam a requisitos específicos, como segurança ou desempenho, para diferentes cargas de trabalho.

Uma análise do IBM Institute of Business Value de mais de 50 organizações de clientes mostra um retorno sobre o investimento (ROI) três vezes maior de programas de TI ao longo de 5 anos quando as organizações adotam princípios híbridos por design.

O modelo multinuvem envolve o uso de vários serviços de nuvem de vários provedores. Ela oferece às Organizações a liberdade de selecionar as melhores Tecnologias disponíveis, evitando o lock-in com fornecedor e garantindo uma gama mais ampla de funcionalidades e serviços. Também ajuda a mitigar riscos relacionados à segurança, compatibilidade e conformidade.

Atualmente, a maioria das organizações empresariais depende de uma abordagem de multinuvem híbrida. Além de fornecer a flexibilidade para selecionar os serviços de nuvem mais ideais e econômicos, esse modelo dá às organizações maior controle sobre a distribuição da carga de trabalho, permitindo que elas melhorem a eficiência, aumentem o desempenho e reduzam os custos.

Existem três tipos principais de modelos de entrega em nuvem (ou modelos de serviço), que são frequentemente usados em conjunto:

• Infraestrutura como serviço (IaaS)

• Plataforma como serviço (PaaS)

• Software como serviço (SaaS)

Além dos três principais, outros modelos de serviço populares incluem:

• Computação sem servidor (sem servidor)

• Função como serviço (FaaS)

A infraestrutura como serviço (IaaS) oferece acesso sob demanda a recursos de computação (por exemplo, servidores, armazenamento, rede) para compatibilidade com cargas de trabalho de aplicações na nuvem. A IaaS ajuda as empresas a escalar sua infraestrutura sem os altos custos de manutenção de data centers locais.

Uma plataforma como serviço (PaaS) é uma plataforma de nuvem completa para desenvolver, executar e gerenciar aplicações. As plataformas PaaS fornecem acesso a sistemas operacionais, middleware, bancos de dados e ferramentas de desenvolvimento. Esse recurso permite que as organizações criem, testem e implementem aplicações na nuvem em vez de investir na infraestrutura física necessária para executá-las.

A PaaS simplifica o processo de migração de aplicações para a nuvem, seja por meio de replatforming (modificando aplicações para benefícios da nuvem) ou refactoring (reconstruindo aplicações com tecnologias nativas da nuvem, como microsserviços e contêineres).

O software como serviço (SaaS) fornece aplicações hospedadas na nuvem prontos para uso (por exemplo, Zoom, Slack). O SaaS elimina a necessidade de uma organização de desenvolvimento de software e gerenciamento de infraestrutura porque o provedor de serviços de nuvem cuida da instalação, da configuração e da manutenção.

Sem servidor é um modelo de computação que transfere todas as tarefas de gerenciamento da infraestrutura de back-end: provisionamento, escalabilidade, agendamento e aplicação de patches. A computação sem servidor permite que os desenvolvedores de software dediquem mais atenção ao código e à lógica de negócios específicos de suas aplicações.

A função como serviço (FaaS) é um subconjunto do SaaS no qual o código da aplicação é executado apenas em resposta a eventos ou solicitações específicas. Tudo, exceto o código (equipamento físico de hardware, sistema operacional de máquinas virtuais (VMs) e gerenciamento de software de servidor web) é provisionado automaticamente pelo provedor de serviços de nuvem, em tempo real, à medida que o código é executado, sendo desabilitado quando a execução é concluída. A cobrança começa quando a execução é iniciada e é interrompida quando a execução para.

A frase infraestrutura de nuvem às vezes é confundida com arquitetura de nuvem, mas há uma diferença distinta. Como um blueprint para construir um prédio, a nuvem serve como um plano de projeto para implementar a infraestrutura de nuvem e fornecer aplicativos e serviços. Em contraste, a infraestrutura de nuvem se refere aos recursos físicos e virtuais (por exemplo, servidores, armazenamento e serviços de rede) que alimentam a infraestrutura de nuvem.

Um arquiteto de nuvem, por exemplo, é um profissional de TI que supervisiona a estratégia de computação em nuvem de uma organização e trabalha no desenvolvimento de planos de adoção de nuvem e na supervisão das iniciativas de migração para a nuvem. Suas responsabilidades incluem o provisionamento de nuvem — o processo de configuração desses componentes críticos, juntamente com os recursos, aplicações e serviços baseados na nuvem, para criar um ambiente de nuvem totalmente funcional. Eles também trabalham para alinhar a infraestrutura de nuvem com a estratégia de arquitetura para atender às necessidades gerais do negócio, incluindo desempenho e eficiência de custos.

A infraestrutura em nuvem oferece inúmeras vantagens, tornando-a uma solução procurada por empresas que buscam otimizar suas operações de TI e impulsionar a inovação:

• Confiabilidade

• Agilidade e velocidade

• Escalabilidade

• Flexibilidade

• Otimização de custos

• Continuidade de negócios e recuperação de desastres