Levantamento sobre Computação em Nuvens

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1 Levantamento sobre Computação em Nuvens Mozart Lemos de Siqueira Doutor em Ciência da Computação Centro Universitário Ritter dos Reis Sistemas de Informação: Ciência e Tecnologia Aplicadas Emerson Oliveira Machado Bacharel em Ciência da Computação Centro Universitário Lasalle Resumo: Este artigo apresenta uma pesquisa para desvendar aspectos envolvidos na Computação em Nuvem (Cloud Computing). A Computação em Nuvens é um conjunto de serviços acessíveis pela Internet que visam fornecer as mesmas funcionalidades de um sistema operacional. A tecnologia surgiu impulsionada por grandes empresas, dentre as quais a Google e Microsoft. É uma área em desenvolvimento, por isso existem diversos aspectos que ainda não foram devidamente desvendados, desde a infra-estrutura até as aplicações para os usuários finais. A Computação em Nuvens pressupõe o uso da Internet e está fortemente associada a Ciência da Web. O trabalho visa apresentar as características sobre Computação em Nuvens para, no futuro, desenvolver soluções que auxiliem a Educação a Distância. 1 Introdução A Computação em Nuvens surge como uma promessa que deve revolucionar a forma como os sistemas computacionais serão administrados e utilizados nos próximos anos. Os impactos serão sentidos desde os administradores até os usuários finais, os quais deverão se adaptar as muitas soluções disponibilizadas em servidores dispersos geograficamente. A utilização da Internet como ferramenta de comunicação e seus avanços em termos de segurança e desempenho tem impulsionado a Computação em Nuvens. Baseando-se nas primeiras experiências de Computação em Nuvens como o Google Docs e a Plataforma Windows Azure, por exemplo, não se pode descartar essa tecnologia como uma excelente ferramenta que deve revolucionar a forma como os computadores são administrados. A Computação em Nuvens surge como uma área que apresenta muitas vantagens em relação ao uso da Internet. Dentre as quais, a escalabilidade, o custo e a administração. Tais vantagens podem ser utilizadas em beneficio de instituições que desejem terceirizar diversas tarefas relativas à Tecnologia da Informação (TI). O objetivo principal desse trabalho é o estudo de sistemas para Computação em Nuvens e levantamento das principais ferramentas para desenvolvimento de Computação em nuvens.

2 Esse trabalho é parte de um projeto da pesquisa que visa o levantamento de aspectos e aplicações da Computação em Nuvens que possam beneficiar a Educação a Distância, além de apresentação de soluções comuns a Computação em Nuvens e Educação a Distância. 2 A Computação em Nuvens Conforme Buyya (2008), a nuvem é um sistema distribuído e paralelo, constituído por uma coleção de computadores virtuais ou físicos interconectados que provêem um ou mais recursos computacionais, baseados em acordos de níveis de serviços pré-estabelecidos através de uma negociação entre o consumidor e o prestador de serviços. Já para Delic e Walker (2008), a nuvem é um complexo de hardwares, softwares, dados e pessoas que provêem serviços on-line. É um dos fundamentos da próxima geração de computação. É um mundo onde a rede é a plataforma para todos os computadores, onde tudo que pensamos como um computador, hoje, apenas um dispositivo que se conecta a um grande computador que estamos construindo. Como sendo um novo conceito e da maneira como se conhece hoje, os paradigmas e conceitos antigos se adaptarão de uma forma melhor, transparecendo seu objetivo ou aplicabilidade aos usuários. Esse novo modelo requer grandes mudanças na infra-estrutura de rede e nos sistemas de TI dos provedores já que exigem maior flexibilidade, a fim de gerenciar um potencial maior de computação para processamento das aplicações, serviços e armazenamento de dados. Com a computação em nuvem os recursos são compartilhados em um número cada vez maior de usuários, assim demandando, cada vez mais, recursos físicos e virtuais. As empresas podem fazer a sua nuvem ou usar a nuvem de um provedor de nuvem, assim inicialmente muitas optam por criá-las a fim de controlar, e seguir, a cultura de manter os dados sob responsabilidade interna, controle de onde está rodando os sistemas, quem esta gerenciando e supervisionando os recursos (MILLER, 2008). Baseado nisso surgem as seguintes classes de nuvens: Nuvem privada: nuvens onde os recursos estão disponíveis apenas na estrutura interna. Demanda infraestrutura interna controle e gerenciamento completo pela equipe da empresa. Fortemente utilizada por empresas, que necessitam que os dados e aplicativos, estejam apenas sob o controle interno da equipe de TI. Nuvem pública: nuvens onde os recursos estão disponíveis a partir de qualquer navegador com acesso a internet, os aplicativos de diferentes clientes rodam em uma mesma nuvem com seu grau de isolamento necessário, no caso de uso de um provedor de nuvem, ou disponíveis na internet utilizando a estrutura internet no caso da estrutura for interna.

3 Nuvem híbrida: onde combina os dois conceitos anteriores de nuvens, públicas e privadas, onde se pode ter parte dos recursos disponíveis apenas internamente e outra parte disponível externamente. 3 Principais Serviços Associados à Computação em Nuvens O modo com a qual se escolhe a nuvem, onde seus aplicativos serão compartilhados e disponibilizados aos usuários, passa por uma série de escolhas desde a cultura da empresa até os custos envolvidos. Com os recursos disponíveis na nuvem, as facilidades de acesso aos recursos crescem e a demanda por escalabilidade e disponibilidade segue o mesmo caminho. Pode-se citar dois motivos principais para as empresas migrarem seus recursos para a computação em nuvem, custo e escalabilidade. Um provedor de computação em nuvem, aquele que vende recurso para suas aplicações na nuvem, pode facilmente tornar seu ambiente virtual escalável para ampliar a largura de banda ou os recursos de computação com a infraestrutura virtual do provedor. A computação em nuvem prove o compartilhamento de recursos aos usuários, essa idéia é apresentada na figura 1, onde os usuários acessão a nuvem que provê aplicações, recursos computacionais e armazenamento. Usuários Usuários Usuários Usuários Usuários Usuários Usuários Usuários Usuários Usuários Usuários Armazenamento Recursos Computacionais Aplicações Figura 1: Computação em nuvem migra recursos para a internet Fonte: (MACHADO, 2010) Com a disponibilização de recursos em um ambiente virtual, no qual a capacidade, a largura de banda, a segurança e a confiabilidade do computador não são mais um fator impeditivo, pois, não é necessário instalar o software em seu próprio sistema, e sim, apenas ter acesso a um navegador, foram criados inúmeros serviços onde se pode pagar pelo uso. Também a explosão de demanda para infraestrutura direcionada a computação em nuvem. As ofertas de serviços, alguns emergentes outros nem tanto quanto ao seu conceito, mas todos tendo como grande avanço o uso da Computação em Nuvem. Na figura 2 são apresentados os serviços da Computação em Nuvens mais difundidos e conhecidos atualmente.

4 Saa S Paa S IaaS dsaa S Software como um Serviço Plataforma como um Serviço Infraestrutura como um Serviço Data Storage como um Serviço Google Apps, Microsoft Software + Services IBM IT Factory, Google AppEngine, Force.com Amazon EC2, IBM Blue Cloud, Sun Grid Nirvanix SDN, Amazon S3, Cleversafe dsnet Figura 2. Principais camadas de ofertas com a computação em nuvem Fonte: (MACHADO, 2010) 3.1 Software como um Serviço (SaaS) SaaS é a capacidade de acessar softwares pela Internet como um serviço. Dessa maneira, você não adquire o software; simplesmente faz leasing dele, de acordo com suas necessidades. Outra perspectiva da SaaS é a utilização do software pela Internet que executa remotamente. Esse software pode se apresentar na forma de serviços utilizados por um aplicativo local (definido como serviços da Web) ou um aplicativo remoto observado por um navegador da Web. Um exemplo de serviço de aplicativo remoto é o Google Apps (Google, 2009), que fornece vários aplicativos corporativos por meio de um navegador da web padrão. Aplicativos que executam remotamente em geral contam com um servidor de aplicativos para revelar os serviços necessários. Um servidor de aplicativos é uma estrutura de software que expõe APIs para serviços de software (como gerenciamento de transações ou acesso ao banco de dados). Exemplos incluem o Red Hat JBoss Application Server, Apache Geronimo e o IBM WebSphere Application Server. 3.2 Plataforma como um Serviço (PaaS) A PaaS pode ser descrita como uma plataforma virtualizada, que inclui um ou mais servidores (virtualizados pelo conjunto de servidores físicos), sistemas operacionais e aplicativos específicos (como Apache e MySQL para aplicativos baseados na Web). Em alguns casos, essas plataformas podem ser predefinidas e selecionadas; em outros, é possível fornecer uma imagem da VM que contenha todos os aplicativos necessários específicos ao usuário. Um exemplo interessante de PaaS é o Google App Engine. O App Engine é um serviço que permite desenvolver aplicativos da Web na arquitetura escalável da Google. O App Engine fornece ao usuário uma sandbox para seu aplicativo Python, que pode ser referida na Internet (e linguagens adicionais terão suporte no futuro). O App Engine fornece às APIs Python armazenamento e gerenciamento de dados persistentes (utilizando a Google

5 Query Language, ou GQL) além de fornecer suporte para autenticação de usuários, manipulação de imagens e envio de s. A sandbox na qual é executado o aplicativo da Web restringe o acesso ao sistema operacional subjacente. Embora o App Engine limite a funcionalidade disponível a seu aplicativo, ele fornece suporte à construção de serviços da Web úteis. 3.3 Infraestrutura como um Serviço (IaaS) A IaaS é um serviço de entrega da infraestrutura de um computador. Esta camada difere da PaaS no sentido de que o hardware virtual é fornecido sem uma pilha de software. Em vez disso, o consumidor fornece uma imagem de VM que é chamada em um ou mais servidores virtualizados. A IaaS é a forma mais bruta de serviço de computação (fora do acesso à infraestrutura física). O provedor comercial IaaS mais conhecido é o Amazon Elastic Compute Cloud (EC2). No EC2, é possível especificar uma VM específica (sistema operacional e conjunto de aplicativos) e, em seguida, desenvolver seus aplicativos nela ou fornecer sua própria imagem de VM para executar nos servidores. Em seguida, você é cobrado simplesmente pelo tempo de computação, armazenamento e largura de banda da rede. 3.4 Armazenamento de dados como um Serviço (dsaas) A dsaas é um serviço de entrega de armazenamento como serviço. Esta camada habilita o usuário armazenar dados na nuvem, inúmeros serviços dessa camada estão disponíveis nas nuvens a algum tempo já, alguns grátis outros pagos, mas todos com o mesmo conceito de disponibilizar área de armazenamento, assim podendo ser estendido a capacidade de área de armazenamento do usuário quando ao seu espaço físico além de um forma de backup e disponibilidade de dados visto que estão disponíveis nas nuvens. Alguns exemplos de provedores de serviços de dsaas são: Nirvanix SDN (Nirvanix, 2010), Amazon S3 (Amazon, 2009), Cleversate dsnet (Cleversate, 2010). 4 Conclusões Considerando que esse artigo está associado ao projeto intitulado Investigação de aspectos sobre Computação em Nuvens e Educação a Distância, pode-se concluir que essas áreas podem e deverão estar associadas no futuro. Os ambientes utilizados atualmente para EaD, como o Moodle por exemplo, já possuem características de computação em nuvens, porém, ainda lhes faltam aspectos para melhorar a comunicação com o aluno e mesmo a motivação para as aulas virtuais. Esse artigo apresenta alguns aspectos da Computação em Nuvens como uma das primeiras etapas da pesquisa proposta no projeto supracitado. Os próximos passos visão a identificação de serviços e aplicações da nuvem para serem propostos para a utilização com o EaD.

6 Referências Amazon EC2 - Amazon Web Amazon.com. Disponível em: <http://aws.amazon.com/ec2>. Acesso em: outubro, BUYYA, R.; CHEE, Shin Yeo; VENUGOPAL, S.. Market-Oriented Cloud Computing: Vision, Hype, and Reality for Delivering IT Services as Computing Utilies. 10 th IEEE International Conference High Performance Computing and Communications Cleversate. Disponível em: <http://www.cleversafe.com/>. Acesso em: maio, DELIC, K. e WALKER, M. A. Emergence of the Academica Computing Clouds. ACM Ubiquity Google App Engine - Google Code. Disponível em: <http://code.google.com/appengine/>. Acesso em 12 dez NIRVANIX. Disponível em <http://www.nirvanix.com/productsservices/index.aspx> Acesso em setembro, MACHADO, Emerson O.. Virtualização como Infraestrutura para Computação em Nuvem. Trabalho de conclusão de Curso. Unilasalle MILLER, Michael. Cloud Computing: Web-Based Applications That Change the Way You Work and Collaborate Online. Indianápolis, 2008.

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