O que é arquitetura híbrida distribuída?

Uma parte crítica da evolução da computação em nuvem, a nuvem híbrida distribuída amplia o modelo tradicional de nuvem híbrida, fornecendo a agilidade, flexibilidade e segurança necessárias para lidar com ambientes distribuídos complexos e acelerar a adoção da inteligência artificial (IA).

Nos últimos anos, as aplicações de computação intensiva de dados explodiram, juntamente com a necessidade de processar informações quase em tempo real na edge. A infraestrutura híbrida distribuída integra sistemas díspares em um sistema confiável e seguro para que as empresas possam se adaptar, inovar e acompanhar as rápidas mudanças nas tecnologias.

De acordo com um relatório da 360iresearch, o tamanho do mercado de DHI foi estimado em US$ 5,60 bilhões em 2024 e espera-se que atinja US$ 9,95 bilhões até 2032.¹

Embora a infraestrutura híbrida distribuída e a nuvem distribuída possam parecer semelhantes, elas não são as mesmas tecnologias.

Uma nuvem distribuída é um serviço de nuvem pública em que um fornecedor de nuvem fornece infraestrutura em vários locais. Por exemplo, os data centers do provedor de serviços de nuvem, data centers de terceiros e locais. Além disso, tudo é gerenciado a partir de um único painel de controle.

A infraestrutura híbrida distribuída consiste em soluções que abrangem ambientes de computação locais, multinuvem e edge computing, criando uma camada de gerenciamento unificada para operações consistentes, segurança e portabilidade de carga de trabalho. Essa abordagem simplifica as operações de TI para aplicativos modernos em contêineres.

A infraestrutura híbrida distribuída (DHI) consiste em um stack de tecnologia unificado baseado em recursos nativos da nuvem para desenvolvimento e implementação de aplicações. Ela estende os princípios baseados na nuvem para todo um ambiente híbrido.

Esses são alguns dos principais componentes:

• Virtualização
• Conteinerização
• Orquestração de contêineres
• Microsserviços
• Plataforma de gerenciamento unificada

A virtualização, que utiliza uma camada de software chamada hipervisor para abstrair o hardware do computador em múltiplas máquinas virtuais (VMs), é fundamental para a computação em nuvem.

Cada VM executa seu próprio sistema operacional (SO) e age como um computador físico separado, compartilhando o mesmo hardware subjacente. Ele distribui recursos (por exemplo, processos, memória, redes, armazenamento) tradicionalmente vinculados ao hardware do computador em muitos locais diferentes, o que prepara o terreno para a DHI.

Construídos sobre a virtualização, os contêineres são unidades executáveis de software que empacotam o código da aplicação junto com suas bibliotecas e dependências. Eles são uma evolução natural das VMs e permitem que o código seja executado em qualquer ambiente de computação e criem uma camada de portabilidade e velocidade para aplicações modernas.

Kubernetes, uma plataforma de código aberto de orquestração de contêineres, agenda e automatiza a implementação, o gerenciamento e o escalonamento de aplicações conteinerizadas, garantindo que elas funcionem sem problemas, independentemente de onde estejam implementadas.

A arquitetura de microsserviços é um padrão de projeto no qual uma única aplicação é composta por muitos componentes ou serviços menores, fracamente acoplados e implementáveis de maneira independente, que se comunicam por meio de APIs e agentes de mensagens. Esses serviços são portáteis e podem ser implementados em qualquer lugar, tornando-os uma parte importante da DHI.

Serviços de streaming como Netflix e HBO utilizam centenas de microsserviços para realizar tarefas que vão desde a autenticação do usuário e recomendações de conteúdo até o streaming do vídeo e o faturamento.

Uma plataforma de gerenciamento unificada oferece um painel único para que as equipes de TI implementem, gerenciem e otimizem cargas de trabalho de missão crítica em todos os ambientes. Suas funcionalidades incluem orquestração, automação, monitoramento e ferramentas de governança que otimizam fluxos de trabalho e acompanham a integridade geral e o desempenho da infraestrutura e de aplicações distribuídas.

A infraestrutura híbrida distribuída (DHI) ajuda as empresas a modernizar seus sistemas de TI e alcançar seus objetivos de negócios. Os benefícios incluem:

• Flexibilidade e escalabilidade: como nos ambientes de nuvem híbrida, a flexibilidade e a escalabilidade constituem os benefícios fundamentais da arquitetura híbrida distribuída. Essas funcionalidades oferecem suporte à portabilidade, ao provisionamento rápido e ao escalonamento para cima ou para baixo com base na demanda. As organizações também podem realizar com sucesso estratégias de migração para a nuvem (por exemplo, lift-and-shift e refatoração).
• Maior desempenho: as organizações podem implementar cargas de trabalho no local ideal, melhorando o desempenho. Por exemplo, dados sensíveis podem ser implementados em um data center local, enquanto dados que precisam de processamento em tempo real (por exemplo, dados de sensores de IoT) podem ser processados na edge para uma baixa latência. As empresas também podem melhorar o desempenho dividindo as aplicações monolíticas em microsserviços e conteinerizando-os.
• Recuperação de desastres e continuidade de negócios (DRBC): a DHI espalha dados por várias localizações geográficas e elementos de infraestrutura em nuvem, apoiando a redundância e o balanceamento de carga. Isso garante alta disponibilidade (HA) e proporciona um downtime próximo de zero, oferecendo BCDR em caso de interrupções (por exemplo, quedas de energia e ataques de cibersegurança).
• Segurança e conformidade robustas: a DHI ajuda as organizações a cumprir rigorosos requisitos regulatórios, de soberania e conformidade por meio de medidas de segurança de ponta a ponta. Ela enfatiza o monitoramento contínuo (por exemplo, SIEM e IAM), juntamente com a conformidade e a gestão de residência de dados por meio da visibilidade unificada.
• Integração multinuvem: a infraestrutura híbrida distribuída permite a integração perfeita entre vários tipos de nuvem, incluindo nuvens públicas, privadas, soberanas e dedicadas. Isso reduz o lock-in com fornecedor e permite que as empresas escolham as melhores soluções para executar cada carga de trabalho.
• Maior eficiência de custos: com uma abordagem DHI, as empresas podem otimizar sua alocação de gastos em data centers, colocations, nuvens públicas e nuvens privadas. O pagamento por uso cria mais oportunidades de economia de custos.
• Otimizado para cargas de trabalho de IA e IA generativa: o treinamento intensivo de aprendizado de máquina (ML) e grandes modelos de linguagem (LLM) necessário para impulsionar as cargas de trabalho de IA e IA generativa atuais pode ser realizado em servidores potentes baseados na nuvem em um ambiente de DHI. O processamento de dados em tempo real e a inferência de baixa latência ocorrem na edge e os recursos de GPU/computação podem ser escalados dinamicamente entre os ambientes.

Um relatório do Gartner Magic Quadrant sobre infraestrutura híbrida distribuída (DHI) revelou uma grande mudança de estratégias "nuvem primeiro" para estratégias "híbrido primeiro", com 90% das organizações prevendo adotar abordagens híbridas até 2027.²

À medida que as empresas modernizam suas estratégias de TI, os líderes estão evoluindo além das estratégias de nuvem pública e estão focados em levar um modelo operacional nativo da nuvem para locais sem nuvem. Em resposta, as soluções DHI surgiram para oferecer as tecnologias avançadas e a flexibilidade de implementação necessárias para atender a essa demanda.

As soluções DHI se enquadram em três categorias principais:

• Plataformas de nuvem
• Infraestrutura hiperconvergente (HCI)
• XaaS (qualquer coisa como um serviço)

Os provedores de nuvem (por exemplo, hiperescaladores como Microsoft Azure, AWS, Google Cloud, IBM Cloud, Oracle Cloud) fornecem a conectividade de nuvem híbrida entre data centers locais e ambientes de nuvem. Eles permitem também serviços de nuvem distribuídos em várias regiões geográficas e zonas de disponibilidade.

As funcionalidades incluem ferramentas de gerenciamento unificadas, como dashboards centralizados, aplicação de políticas e orquestração de cargas de trabalho.

A infraestrutura hiperconvergente (HCI) é uma abordagem de data center definida por software para a infraestrutura que usa a virtualização para combinar componentes de computação, rede e armazenamento em um único sistema gerenciado por uma camada de software.

Para apoiar a DHI, essas plataformas podem ser implementadas em vários locais, fornecendo uma infraestrutura consistente entre os sistemas. As principais soluções de HCI incluem Nutanix Cloud Platform (NCP), IBM Fusion HCI e VMware vSAN.

As soluções XaaS (tudo como serviço) abrangem, de forma geral, serviços de nuvem sob demanda, como SaaS (software como serviço), PaaS (plataforma como serviço) , IaaS (infraestrutura como serviço), CaaS (contêineres como serviço) e muito mais.

Esse modelo promove a agilidade, a confiabilidade e a segurança necessárias na DHI. Ele permite que as empresas ofereçam a mais recente IA e outras inovações de forma flexível, com pagamento conforme o uso. Entre as soluções XaaS mais populares estão o IBM® Power Virtual Server e o Red Hat OpenShift.

A infraestrutura híbrida distribuída (DHI) oferece grandes benefícios em todos os setores de negócios. Os casos de uso apresentados mais adiante demonstram como a DHI está transformando a infraestrutura em setores-chave:

• Serviços financeiros
• Setor de saúde
• varejo
• Transporte e logística