Princípios da Cloud Computing

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3 1 Capítulo Princípios da Cloud Computing Capítulo 1 A computação em nuvem (cloud computing) está em toda parte. Abra qualquer revista de tecnologia ou visite qualquer site ou blog e certamente você verá alguma matéria sobre cloud computing. O único problema é que nem todos concordam com o que isso significa. Pergunte a dez profissionais diferentes o que é cloud computing, e você obterá dez respostas distintas. A cloud computing merece todo esse destaque? Alguns acham que não. De fato, em 2008, o presidente da Oracle, Larry Ellison, vetou uma negociação de cloud computing, alegando que o termo era usado de forma excessiva e aplicado a tudo no mundo da informática. A indústria da informática é a única indústria que está mais na moda do que a própria moda, disse ele a um grupo de analistas da Oracle. Vamos falar sobre o que é cloud computing e reforçar nossas definições e compreensão desse conceito. Visão Geral da Cloud Computing Nesta primeira parte, falaremos sobre o que é e como é desenvolvida e organizada a cloud computing. Serão esclarecidos alguns equívocos e certificaremos que todos tenham uma boa compreensão do conceito. Esclarecendo: O Que é Realmente Cloud Computing? O nome computação em nuvem (cloud computing) é uma metáfora da Internet. Basicamente, a Internet é representada em diagramas de rede como uma nuvem, segundo as indicações da figura 1-1. O ícone da nuvem representa tudo isso e um pouco mais que permite que a rede funcione. É como etc. para o restante do mapa da solução. Significa também uma área do diagrama ou da solução de qualquer indivíduo, então por que o diagrama está fora? Essa noção é provavelmente a que melhor se encaixa ao conceito de cloud computing. Nota: As aplicações são executadas em servidores hospedados como serviço. Definiremos esse termo posteriormente neste capítulo, e abordaremos os diferentes tipos das principais aplicações as a service (como serviço). A função da computação em nuvem (cloud computing) é cortar custos operacionais e, o mais importante, permitir que departamentos de TI se concentrem em projetos estratégicos em vez de manter o data center funcionando. 3

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6 6 Parte I: Iniciando remotos, ao menos você seria assegurado que uma indisponibilidade da Internet não afetaria suaaplicação. Mas não é sua conexão à Internet que pode estar propensa à indisponibilidade. O local que você está acessando está com problemas? Isso acontece muito. Em julho de 2008, o serviço dearmazenamento on-line da Amazon S3 caiu pela segunda vez nesse ano. Muitas aplicações foram hospedadas pela companhia e todos aqueles serviços não poderiam ser acessados até que os técnicos reparassem o problema. Algumas aplicações ficaram fora do ar durante oito horas. Também, pode simplesmente haver aplicações ou dados que você quer que estejam armazenados localmente. Se você tiver informações privilegiadas ou confidenciais, seu grupo de segurança de TI pode simplesmente orientá-lo para que você não armazene nenhuma informação em outras máquinas. Questões de Integração do Aplicativo Você deve achar que é mais difícil integrar seus aplicativos se eles estão geograficamente isolados. Ou seja, é mais fácil gerenciar e acessar seus dados se eles estão próximos, e não sob o controle de alguém. Por exemplo, se você precisa de dois aplicativos para trocar informações, é mais fácil fazer isto se ambos estiverem no mesmo lugar. Se você tem uma aplicação local e precisa acessar outro aplicativo na nuvem, torna-se mais complicado e mais propício à falha. Componentes da Cloud Computing Em um sentido simples e topológico, uma solução de computação em nuvem (cloud computing) é composta de vários elementos: clientes, data center, e servidores distribuídos. Segundo as indicações da figura 1-3, estes componentes formam as três partes de uma solução de cloud computing. Cada elemento tem uma finalidade e possui um papel específico em entregar um aplicativo funcional baseado em nuvem, então, vamos visualizar melhor. Figura 1-3 Três componentes compõem uma solução de cloud computing.

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8 8 Parte I: Iniciando Servidores Distribuídos Entretanto, os servidores não têm que estar alocados em um mesmo local. Normalmente, os servidores estão em diferentes posições geográficas. Mas para você, usuário da nuvem, estes servidores agem como se estivessem cantarolando um ao lado do outro. Isto permite ao prestador de serviços maior flexibilidade nas opções e na segurança. Por exemplo, a Amazon possui uma solução de nuvem nos servidores no mundo inteiro. Se algo acontecer em um local, causando uma falha, o serviço ainda poderá ser acessado através de outro local. Também, se a nuvem precisa de mais hardware, não precisam jogar mais servidores no cofre forte, eles podem adicioná-los em outro local e simplesmente torná-lo parte da nuvem. Infraestrutura A computação em nuvem (cloud computing) não é um produto de uma utilidade apenas. A infraestrutura pode ser implantada de várias maneiras diferentes. A infraestrutura dependerá do aplicativo e como o provedor escolheu construir a solução da nuvem. Esta é uma das vantagens-chave para utilizar a nuvem. Suas necessidades podem ser tão grandes que o número de servidores exigidos pode exceder sua necessidade ou orçamento para funcionar localmente. Por outro lado, você pode necessitar de pouca potência de processamento, assim você não precisa comprar um servidor dedicado para realizar o trabalho. A nuvem atende ambas as necessidades. Grid Computing A grid computing é confundida frequentemente com a computação em nuvem (cloud computing), porém, são completamente diferentes. A grid computing aplica os recursos de vários computadores em uma rede de trabalho em um único problema ao mesmo tempo. Isto é feito geralmente para identificar um problema científico ou técnico. Um exemplo conhecido disso é a busca para o projeto Search for Extraterrestrial Intelligence Neste projeto, pessoas do mundo inteiro permitem que o projeto SETI compartilhe os ciclos não utilizados de seus computadores na busca por sinais da inteligência em milhares de horas de dados de rádio gravados. Isto pode ser visto na figura 1-4. Outra grade muito utilizada é a World Community Grid Berkeley Open Infrastructure for Network Computing (BOINC; ver Aqui você pode dedicar muito ou pouco da potência do seu processador central conforme você se propõe a ajudar na condução de experimentos de síntese de proteínas em um esforço para criar colheitas de arroz melhores e de maior durabilidade para alimentar a fome do mundo. Eu aposto que você não sabia que era possível alimentar um carente com seu computador. A grid computing necessita do uso de software que pode se dividir e então enviar partes do programa aos milhares de computadores. Pode ser feito em todos os computadores de uma empresa, ou pode ser feito como uma forma de colaboração pública. A Sun Microsystems oferece o software Grid Engine que permite aos engenheiros das companhias associarem os ciclos do computador em até 80 estações de trabalho simultaneamente. A grid computing está agradando por diversas razões: É uma maneira eficaz de utilizar determinada quantidade de recursos do computador; É uma maneira de resolver os problemas que necessitam de uma quantidade enorme de potência do computador; Os recursos de diversos computadores podem ser compartilhados cooperativamente, sem um computador controlando o outro. Então, o que a grid computing e a computação em nuvem (cloud computing) têm em comum? Nada muito diretamente, porque elas funcionam de maneiras diferentes. Na grid

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12 12 Parte I: Iniciando lado, está fora do alcance do cliente quando o serviço de hospedagem decide mudar. A ideia é que você usa o software fora da caixa e que não precisa fazer muitas mudanças ou solicitar a integração a outros sistemas. O provedor faz todo o processo e atualizações assim como mantém a infraestrutura funcionando. Os custos podem ser uma faca de dois gumes. Por um lado, os custos de acesso ao software pode ser um processo permanente. Ao invés de pagar por isso uma vez e ter acesso a ele, quanto mais ele for usado, mais você pagará. Por outro lado, em alguns casos você não tem que pagar mais e seu custo será cobrado de acordo com o seu uso. Para fornecedores, o SaaS possui a vantagem de fornecer uma proteção mais eficiente de sua propriedade intelectual, além de criar um canal contínuo de renda. Há muitos tipos de softwares que se assemelham ao modelo do SaaS. Basicamente, o software que executa uma tarefa simples sem a necessidade de interagir com outros sistemas faz dele candidatos ideais para o SaaS. Os clientes que não estão propensos a executar a programação de software, mas necessitam de aplicativos potentes podem também se beneficiar com o SaaS. Algumas destas aplicações incluem: Gerenciamento de recurso do cliente (CRM); Videoconferência; Gerenciamento de serviços de TI; Contabilidade; Análise da web; Gerência do conteúdo web. O SaaS difere das antigas distribuições de soluções de computação, uma vez que o SaaS foi desenvolvido especificamente para uso de ferramentas da web, como o navegador. Isto torna-os web-nativos. Foi construído também com um múltiplo back-end, que permite a múltiplos clientes usarem o mesmo aplicativo. O SaaS oferece acesso à rede baseada em software disponível no mercado. Já que o software é gerenciado em uma localização central, os clientes podem acessar seus aplicativos sempre que o acesso à internet estiver disponível. Como será discutido na próxima seção PaaS-SaaS, normalmente é utilizado junto com outro software. Quando usado como um componente de outro aplicativo, é conhecido como um mashup ou plugin.

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14 14 Parte I: Iniciando Nota: PaaS também é conhecido como cloudware. Os serviços PaaS incluem design de aplicativo, desenvolvimento, testes, implantação e hospedagem. Outros serviços incluem a colaboração em equipe, integração de serviços web, integração de banco de dados, segurança, escalabilidade, gerenciamento de armazenamento, de estado e versão. Um ponto negativo do PaaS é a falta de interoperabilidade e portabilidade entre os fornecedores. Isto é, se você criar um aplicativo com um fornecedor de nuvem e decidir trocar por outro provedor, você não poderá fazer isso ou você vai ter que pagar um preço elevado. Além disso, se o provedor sai do negócio, suas aplicações e seus dados serão perdidos. Nota: Este foi o caso do fornecedor Zimki. A empresa começou em 2006 e até meados de 2007 estava fora do negócio, fazendo com que os aplicativos e os dados do cliente que hospedou se perdessem. O PaaS geralmente oferece apoio para ajudar na criação de interfaces de usuário, normalmente baseados em HTML ou JavaScript. O PaaS pode ser utilizado por muitos usuários simultaneamente, ele foi projetado para esse fim e, geralmente, dispõe de instalações automáticas de simultaneidade, gerenciamento, escalabilidade, failover (redundância) e segurança. O PaaS também apoia o desenvolvimento de interfaces web, como Simple Object Access Protocol (SOAP) e Representational State Transfer (REST), que permitem a construção de serviços múltiplos de web, às vezes chamado de mashups. As interfaces também são capazes de acessar bases de dados e serviços de reutilização que estão dentro de uma rede privada. Opções do PaaS: o PaaS é encontrado em um dos três diferentes tipos de sistemas: Add-on de desenvolvimento: permitem que os aplicativos existentes no SaaS sejam personalizados. Muitas vezes, os desenvolvedores PaaS e os usuários são obrigados a comprar licenças para o add-on aplicativo SaaS; Ambientes autônomos: esses ambientes não incluem a licença, dependências técnicas ou financeiras em aplicativos específicos SaaS, e são utilizados para desenvolvimento geral;

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16 16 Parte I: Iniciando O HaaS aluga recursos como: Espaço físico para o servidor; Equipamento de rede; Memória; Ciclos de CPU; Espaço de armazenamento. Além disso, a infraestrutura pode ser dinamicamente ajustada para cima ou para baixo, baseada nas necessidades de recurso do aplicativo. E mais, múltiplos locatários podem estar no equipamento ao mesmo tempo. Os recursos normalmente são calculados na base de utilização de computação, assim paga-se a quantidade utilizada. O HaaS envolve diversas partes: Acordos de nível de serviço: acordo entre o fornecedor e o cliente, garantindo um determinado nível de desempenho do sistema; Hardware: componentes cujos recursos serão alugados. Os prestadores de serviços geralmente possuem esse recurso como uma grade para facilitar a escalabilidade; Network: inclui hardware para firewalls, routers, balanceamento de cargas e assim por diante; Conectividade da Internet: permite que os clientes acessem o hardware de suas próprias empresas; Ambiente de virtualização da plataforma: permite que os clientes executem a máquina virtual que desejarem; Faturamento de suprimentos de informática: normalmente utilizados na cobrança aos clientes com base na quantidade de recursos do sistema utilizados por eles. Aplicativos Chegamos então à questão, o que a cloud computing realmente faz? Bem, temos aplicativos que funcionam em nossos notebooks, servidores, telefones e outros. A Cloud computing faz parte de tudo isso. Assim, a cloud computing leva até você aplicativos e uma maneira de ver, manipular e compartilhar dados. Como desktop irmãos, muitas aplicações importantes existem na cloud computing, mas o que fará a diferença para você é como você interage com esses aplicativos. O mais comum são armazenamentos e banco de dados. Nesta seção, focaremos na funcionalidade do armazenamento e banco de dados. Nota: Discutiremos sobre desenvolver sua própria interface de trabalho com armazenamento e banco de dados no capítulo 6. Armazenamento Similar ao HaaS, o armazenamento é uma das utilidades para a cloud computing. Os benefícios são parecidos aos da cloud computing, se você alugar o espaço de

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18 18 Parte I: Iniciando O DaaS oferece os seguintes benefícios: Facilidade de utilização: não há nenhum servidor para substituição, nem sistemas redundantes para se preocupar. Você não tem que se preocupar com compra, instalação, e manutenção de hardware para a base de dados; Potência: a potência da base de dados não é armazenada localmente, mas isso não significa que ela não seja funcional e eficaz. Dependendo de seu fornecedor, você pode obter dados personalizados confirmados para assegurar informações exatas. Pode criar e controlar a base de dados facilmente; Integração: a base de dados pode ser integrada com os demais serviços para agregar mais valor e poder. Por exemplo, você pode associá-lo aos calendários, e funcionários para tornar seu trabalho mais eficiente; Gestão: em função de grandes bases de dados se beneficiarem do constante corte e da otimização, normalmente possuem altos recursos dedicados a esta tarefa. Com algumas ofertas do DaaS, esta gestão pode ser fornecida como parte do serviço por um custo menor. O fornecedor usa frequentemente trabalhadores estrangeiros para se beneficiar com os baixos custos de mão de obra de outros países. Assim é possível que você esteja utilizando o serviço em Chicago, e os servidores físicos estejam em Washington, e o administrador da base de dados esteja nas Filipinas. Existem diversos fornecedores, mas iremos falar de apenas dois. MS SQL Quem já trabalhou com bancos de dados já conhece o produto da Microsoft Premier,SQL Server. A empresa anunciou a extensão cloud dessa ferramenta na primavera de 2008 na apresentação do Microsoft SQL Server Data Services (SSDs). Existe uma versão beta em nuvem desta ferramenta desde O SSDS é muito parecido com SimpleDB da Amazon, com um simples esquema de armazenamento de dados, SOAP ou RESTAPIs, e um sistema de pagamento on- demand. Ele também é capaz de começar pequeno e alcançar uma escala maior, conforme necessário. Embora parecido com SimpleDB, pode variar muito. Primeiro um dos pontos cruciais de venda do SSDS é que ele se integra com a Microsoft Sync Framework, que é uma biblioteca.net para sincronização de diferentes fontes de. A Microsoft quer o SSDS para funcionar como um hub de dados, sincronização de dados em vários dispositivos para que eles possam ser acessados off-line. Há três conceitos fundamentais no SSDS: Autoridade: uma autoridade é tanto uma unidade de localização geográfica quanto uma coleção de contêineres. Contêiner: contêiner é uma coleção de entidades e o que você pesquisa nela. Entidade: Uma entidade é um conjunto de propriedade dos pares nome/valor. SSDS é baseado em SQL Server, mas não é uma simples réplica dele. A Microsoft a construiu com implantação em larga escala em mente.

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20 20 Parte I: Iniciando Nota: Ironicamente, algumas organizações usam a cloud computing para fornecer intranet corporativa. Intranets normalmente são utilizadas dentro de uma organização e não são acessíveis ao público. Ou seja, um servidor web é mantido in-house e informações sobre a empresa são mantidas na empresa para que possam ter acesso. No entanto, agora, intranets estão sendo mantidas na nuvem. Para ter acesso às informações locais privadas da empresa, os usuários terão que fazer logon na intranet indo a um local público seguro. Nesta seção, falaremos sobre o mérito de desenvolver seu próprio in-house, nuvem e o que é usado em sua composição. Componentes Há dois principais componentes na computação cliente/servidor: servidores e clientes thin ou light. O mapa da rede na figura 1-5 mostra como eles são utilizados. Os servidores hospedam aplicações que sua empresa precisa para funcionar, e os clientes thin, que não possuem discos rígidos, exibem os resultados. Aplicativos Hypervisor Aplicativos como VMware ou Microsoft Hyper-V permitem virtualizar seus servidores de modo que vários servidores virtuais podem funcionar em um único servidor físico. Esses tipos de soluções fornecem as ferramentas de suprimentos a um conjunto de hardware virtualizado para o sistema operacional convidado. Eles também possibilitam instalar sistemas operacionais diferentes na mesma máquina. Por exemplo, se você necessita do Windows Vista para executar um aplicativo, enquanto outro aplicativo requer Linux. É fácil configurar o servidor para executar os dois sistemas operacionais. Figura 1-5 Um cliente/servidor de implementação consiste em servidores e clientes thin.

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22 22 Parte I: Iniciando Google Contrastando com a oferta da Amazon está o GoogleApp Engine. Na Amazon você consegue obter pivilégios, mas no App Engine, você não pode gravar um arquivo em seu próprio diretório. O Google removeu do Python o recurso de gravação de arquivo, como medida de segurança, e para armazenar dados, você deve utilizar o banco de dados do Google. O Google disponibiliza documentos on-line e planilhas eletrônicas e apoia os profissionais no desenvolvimento de recursos para esses e outros softwares on- line que utilizam a plataforma Google App Engine. O Google reduziu os aplicativos da web a um conjunto de recursos e desenvolveu uma boa estrutura para distribuí-los. O Google também disponibiliza recursos acessíveis de localização e depuração de códigos. Os grupos e usuários individuais provavelmente se esquivarão do App Engine, gravando uma camada do Phyton que cobre a distância entre o usuário e o banco de dados. Solicite ao Google mais recursos para adicionar os serviços de processamento em background. Isso pode ser realizado em code.google.com/appengine/. Microsoft A solução da Microsoft em cloud computing chama-se Windows Azure, um sistema operacional que permite às companhias rodarem os aplicativos Windows e armazenarem arquivos e dados, utilizando os data centers Microsoft. Ela também está disponibilizando a Plataforma de Serviços Azure que permite aos desenvolvedores estabelecer as identidades do usuário, o gerenciamento de fluxos de trabalho, o sincronismo de dados e a execução de outras funções, conforme desenvolvam os programas na plataforma computacional on-line da Microsoft. Os componentes principais da Plataforma de Serviços Azure são: Windows Azure: disponibiliza o serviço de hospedagem, gerenciamento e armazenamento variável em baixo nível, computação e rede de comunicação; Microsoft SQL Services: disponiliza serviços de banco de dados e relatórios; Microsoft.NET Services: disponibiliza aplicações baseadas em serviços dos conceitos.net Framework, tais como fluxo de trabalho; Live Services: utilizado para compartilhar, armazenar e sincronizar documentos, fotos e arquivos por meio de PCs, telefones, aplicativos e web sites; Microsoft SharePoint Services e Microsoft Dynamics CRM Services: utilizados para conteúdos de negócios, colaboração e desenvolvimento de soluções em nuvem. A Microsoft planeja oferecer na próxima versão do Office a opção de navegação integrada para que os usuários possam ler e editar documentos on-line, assim como a disponibilizar aos usuários do recurso de colaboração, utilizando a web, o celular e as versões do Office para usuários individuais. A Microsoft está um pouco atrasada para a festa cloud e não é líder em cloud computing. Esta honra vai para o Google e Amazon, entre outras empresas que oferecem serviços de cloud computing, em face disto, se a Microsoft quiser se manter competitiva, ela terá de conquistar espaço. A oferta de cloud computing da Microsoft pode ser encontrada em Para alguns, o termo cloud computing é simplesmente de se destacar. Mas para outros que querem aderir a esse termo, a cloud computing é um grande caminho para os profissionais de TI se concentrarem menos nos data centers e mais na pesquisa de tecnologia da informação.

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