Revisado por: Italo Tiago da Cunha COMPUTAÇÃO EM NUVEM
PAULA SILVA, Ariel Lauber; CUNHA, Italo Tiago da
Bacharelado em Ciência da Computação – Universidade Federal de Goiás (UFG) Campus Jataí, Rodovia BR 364, Km 192, Jataí, GO – Brasil, 75.801-615
ariellauber@gmail.com, italo.tiago@gmail.com Palavras-chaves: nuvem, compartilhamento, Internet, Grid Computing.
1. Introdução
Computação em Nuvem “Cloud Computing” se refere, essencialmente, à ca- pacidade de utilizarmos, em qualquer lugar e independente de plataforma, as mais variadas aplicações por meio da Internet, com a mesma facilidade de tê-las instala- das em nossos próprios computadores.
A evolução constante da tecnologia computacional e das telecomunicações está fazendo com que o acesso à Internet se torne cada vez mais amplo e cada vez mais rápido. Em países mais desenvolvidos, como Japão, Alemanha e Estados Uni- dos, é possível ter acesso rápido à Internet pagando-se muito pouco. Esse cenário cria a situação perfeita para a popularização da Computação em Nuvem [3].
Exemplo prático dessa tecnologia é o Google Docs, serviço onde os usuários podem editar textos, planilhas, apresentações, armazenar arquivos, entre outros, tudo pela Internet, sem a necessidade de ter programas como o Microsoft Office ou OpenOffice instalados em suas máquinas. O que o usuário precisa fazer é apenas abrir o browser e acessar o Google Docs para começar a trabalhar, não importando qual o sistema operacional ou o computador utilizado para esse fim [2].
Mesmo sem saber, você pode estar nas nuvens. Quem mantém fotos no Flic- kr, ou salva textos e planilhas no Google Docs, recorre a serviços de armazenamen- to de dados que operam na nuvem. A vantagem é poder acessar os arquivos de qualquer lugar: a informação não está “trancada” no disco rígido – HD de um compu- tador. Para a grande massa de indivíduos, essa é a novidade mais importante ime- diatamente trazida pela nuvem. Ela marca o fim de um universo digital, PC-cêntrico.
Computadores de grande poder de processamento e armazenamento ainda terão utilidade, ou seja, não serão indispensáveis. Não é por outro motivo que os Netbooks, baratos e compactos, mas invariavelmente equipados com sistemas sem
fio de conexão à Internet, são as máquinas com as projeções de venda mais visto- sas para os próximos anos (a previsão é que, só neste ano (2010), as vendas au- mentem 80%, oito vezes o ritmo de crescimento de computadores maiores). O poder de computação já não está aprisionado numa caixa de metal. Finalmente, o slogan criado pelo cientista americano John Gage para a Sun Microsystems, em 1984, tem um sentido palpável: “The network is the computer” - “A rede é o computador” [2].
2. Computação em Nuvem
A Internet de Serviços, uma rede de serviços de TI “Tecnologia da Informa- ção”, de telecomunicações, de mídia sendo ofertados, utilizados, recombinados, vendidos, redefinidos por uma rede mundialmente distribuída de provedores, bro- kers, agregadores, produtos e consumidores de serviços. Não é por acaso que as tecnologias de Web Services se tornam exponencialmente sólidas e populares.
O modelo de Computação em Nuvem é composto, tipicamente por cinco ca- racterísticas essenciais, descritas abaixo [3]:
• Serviço sob demanda: as funcionalidades computacionais são providas automa- ticamente sem a interação humana com o provedor do serviço;
• Amplo acesso aos serviços: os recursos computacionais estão disponíveis atra- vés da Internet e são acessados via mecanismos padronizados, para que possam ser utilizados por dispositivos móveis e portáteis, como computadores etc;
• Resource pooling: os recursos computacionais (físicos ou virtuais) do provedor são utilizados para servir a múltiplos usuários, sendo alocados e realocados dinami- camente conforme a demanda do usuário. Neste cenário, o usuário do serviço não tem a noção da localização exata do recurso, mas deve ser capaz definir a localiza- ção em um nível mais alto (país, estado, região);
• Elasticidade: as funcionalidades computacionais devem ser rápidas e elastica- mente providas, assim como, rapidamente liberadas. O usuário dos recursos deve ter a impressão de que ele possui recursos ilimitados, que podem ser adquiridos (comprados) em qualquer quantidade e a qualquer momento;
• Medição dos serviços: os sistemas de gerenciamento utilizados para computa- ção em nuvem controlam e monitoram automaticamente os recursos para cada tipo de serviço (armazenamento, processamento e largura de banda). Este monitora- mento do uso dos recursos deve ser transparente para o provedor do serviço, assim como, para o consumidor do serviço utilizado.
3. Objetivos e requisitos das arquiteturas de rede para Data Centers
Além dos requisitos óbvios de confiabilidade e desempenho, uma série de no- vos requisitos em termos de arquitetura e sistema é fundamental para aumentar eficiência e reduzir os custos dos Cloud Data Centers. Um fator chave é habilitar o desacoplamento das aplicações da própria infraestrutura e transformar o Data Cen- ter (como um grande computador) em um sistema ágil, de alto desempenho. Estes Data Centers, porém, não devem ser confundidos arquiteturalmente com a Internet, ou simplesmente reduzidos a técnicas de virtualização (servidor, armazenamento, rede) e segurança avançadas.
As diferenças fundamentais em relação à infraestrutura de rede em um Data Center, se comparadas com redes tradicionais locais ou intra-domínio são: (1) a to- pologia é definida pelo arquiteto da rede; (2) o número de nós pode ser alto, mas é conhecido; (3) os aspectos de segurança ficam simplificados (não há ataques mali- ciosos, apenas pequenos erros de configuração) e (4) há opções de controle sobre a distribuição das aplicações para minimizar a possibilidade de gargalos.
Estes fatores associados às limitações da arquitetura de rede tradicionais têm motivado a procura por novos projetos que atendam melhor os requisitos, aumentem o desempenho, melhorem a confiabilidade e reduzam custos. Desta forma, os novos projetos podem ser feitos na medida em que as necessidades particulares do prove- dor da infraestrutura aumentem e novos serviços sejam ofertados. Isto evita que os provedores paguem por funcionalidades dos equipamentos que não são necessárias e que ficam ociosas na maior parte do tempo. Desta forma, podemos definir algumas metas de projeto das arquiteturas de rede para Cloud Data Centers [2]:
• Redução da dependência de Switches de grande porte no núcleo da rede;
• Simplificação do Software de rede (plano de controle, pilha de protocolos);
• Aumento da confiabilidade do sistema como um todo;
• Evita que a rede seja o gargalo do sistema e simplifica o trabalho do desenvol- vimento de aplicações;
• Redução dos custos de capitais e operacionais.
4. Anatomia de Computação em Nuvem
Há varias abordagens de Computação em Nuvem, uma verdadeira diversida- de semântica, que resulta na prática de veiculação de diversos modelos de implan- tação [3]:
• Nuvem Privada ou Interna: a infraestrutura da nuvem é de propriedade ou alu- gada por uma instituição, e é operada exclusivamente por esta organização;
• Nuvem comunitária: a infraestrutura da nuvem é compartilhada por diversas or- ganizações e suporta uma comunidade determinada de serviços em comum, como- considerações sobre compatibilidade, requisitos de segurança, politica e finalidade;
• Nuvem Pública: a infraestrutura é propriedade de uma organização que vende serviços da nuvem para o público em geral;
• Nuvem Híbrida: a infraestrutura da nuvem é uma composição de duas ou mais nuvens (privada, comunitária, ou pública), que mantém sua individualidade, mas es- tão interligadas por uma tecnologia padronizada.
Já quanto aos modelos de serviço em Computação em Nuvem, tem-se [2]:
• Software as a Service – SaaS: aplicações de interesse para uma grande quan- tidade de usuários passam a ser hospedadas na nuvem como uma alternativa ao processamento local;
• Platform as a Service – PaaS: é a capacidade oferecida pelo provedor para o usuário desenvolver aplicações que serão executadas e disponibilizadas na nuvem;
• Infrastructure as a Service – IaaS: é a capacidade que o provedor tem de ofere- cer uma infraestrutura de processamento e armazenamento de forma transparente.
5. Conclusão
O modelo convencional de rede IP não atende os requisitos de custo, escala e controle dos provedores de Computação em Nuvem. É por este motivo e pelas características especiais das redes dos Data Centers que novos projetos e propos- tas têm emergido para atender os objetivos específicos dos Cloud Data Centers, que são criticamente diferentes dos Data Centers tradicionais e das redes locais e me- tropolitanas dos provedores de serviços.
Tratando os Data Centers como um sistema e fazendo uma customização e otimização completa, as novas propostas de arquiteturas de rede prometem atingir uma redução dos custos operacionais e de capital, uma maior confiabilidade, um modelo de escala sob demanda sustentável e uma maior capacidade de inovação.
Ainda, sendo um nicho a ser explorado, o impacto da VoIP (Voice over Internet Pro- tocol) em Computação em Nuvens.
Não se pode negar que o modelo de Computação em Nuvem é evolucionário, pois surge de uma construção histórica, baseada na forma como a própria Internet surgiu e cresceu. As demandas por novos serviços e o barateamento de recursos computacionais fizeram com que grandes empresas como Microsoft e Google, que já possuíam um grande patrimônio computacional instalado para atender suas pró- prias necessidades, percebessem que vender ou alugar tais recursos computacio- nais poderia ser um negócio rentável.
Assim, essas empresas são as que lideram este modelo e continuam inves- tindo cada vez mais para aumentar a disponibilidade de serviços em nuvem. Entre- tanto, pequenas empresas podem se inserir no mercado como provedores de servi- ços utilizando uma infraestrutura alugada (IaaS).
O modelo de Computação em Nuvem tem atraído vários setores incluindo empresas provedoras de serviços Web, provedores de conectividade, indústria, se- tor bancário e mais recentemente governos federais de alguns países. Um exemplo disso é o Governo Federal Americano que tem investido no desenvolvimento de so- luções em nuvem, utilizando plataformas de código livre (open source) para atender às suas próprias necessidades [1].
Espera-se que a comunidade brasileira apoiada por órgãos de pesquisa e ins- tituições federais e privadas comece a avaliar as soluções baseadas em serviços em nuvem como uma forma de reduzir custos de TI, aumentar a oferta de serviços e se inserir em um modelo global, inovador e emergente.
6. Referências Bibliográficas
[1] MILLER, R. NASA’s nebula: the cloud in a container. Disponível em:
<http://www.datacenterknowledge.com/archives/2009/12/02/nasas-nebula-the-cloud- in-a-container/>. Acesso em: 07 out. 2010.
[2] VERDI, F. L; ROTHENBERG, C. E; PASQUINI, P; MAGALHÃES, M. F. Novas arquiteturas de data center para cloud computing. In: MINICURSOS / XXVIII SIM- PÓSIO BRASILEIRO DE REDES DE COMPUTADORES E SISTEMAS DISTRIBUI- DOS. Proceedings... Gramado, 2010.
[3] TUJAL, L. C. P. Modelo de referência de cloud. In: III CONGRESSO INTERNA- CIONAL SOFTWARE LIVRE E GOVERNO ELETRÔNICO. Proceedings... Brasília, 2010.
