Cloud Computing. Introdução ao

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1 : : : : Cloud Computing (ou computação em nuvem) vem sido muito citado em revistas e sites da área de TI e há uma grande movimentação da indústria acerca de seu uso. Entusiastas e críticos têm divulgado constantemente suas ideias sobre essa nova tecnologia. Ignorá-la é ficar fora de um novo paradigma que vem se consolidando e sendo adotado por gigantes da TI. Este artigo apresenta uma abordagem geral das funcionalidades e novidades em torno desse conceito, a fim de ajudar o leitor a saber como investir nessa tecnologia no cotidiano pessoal e profissional. José Yoshiriro Ajisaka Ramos (jyoshiriro@gmail.com): Bacharel em Sistemas de Informação (IESAM) e mestrando em Ciência da Computação (UFPA). Possui as certificações internacionais SCJP 6, SCWCD 5, SCBCD 5 e OCUP Fundamental. Criador e colaborador de alguns projetos open-source da Apache. org. Desenvolvedor concursado do TJE/PA. Professor de cursos de graduação em TI nas Faculdades Integradas Ipiranga e na UAB/IFPA e de cursos de Java na EquilibriumWeb. Cloud Computing Introdução ao Conheça o conceito de Computação em Nuvem (Cloud Computing), seus benefícios e aplicações e como as gigantes da TI vêm investindo sério nele. ste artigo fará uma abordagem geral sobre o estado da arte da Computação em Nuvem (Cloud Computing). O objetivo é fazer o leitor perceber a importância desse conceito, cada vez mais presente em diversos tipos de soluções. Não se trata de um tutorial ou passo-a-passo de configuração ou uso de ambiente em nuvem e sim de uma apresentação desse novo e emergente paradigma. São apresentados o conceito de computação em nuvem, a origem desse termo, suas características essenciais seus modelos de implantação e de serviços. Notícias recentes e importantes são citadas. Uma sucinta descrição de seus prós e contras é feita, assim como uma breve descrição de algumas opções para programar para a Nuvem. Finalmente, é apresentada uma recomendação bibliográfica sobre o tema do artigo. 6

2 O que é Computação em Nuvem Computação em Nuvem (ou em Nuvens, como alguns traduzem), do inglês Cloud Computing, não é ainda um conceito 100% preciso. Há um bem humorado vídeo na internet chamado What is Cloud Computing (criado em 07/05/2008) que mostra, dentre outros, personalidades como Tim O'Reilly, Dan Farber (editorchefe da CNet) e Matt Mullenweg (co-fundador do Wordpress) com visões muito diferentes sobre esse conceito. Ocorre que nunca houve um dia em que alguém parou e disse agora vamos começar a computação em nuvem. O que houve foi que se começou a chamar um conjunto de práticas da TI atual por esse nome. Em todo caso, a maioria dos conceitos converge para um modelo no qual os recursos computacionais (processamento, armazenamento e softwares) estão disponíveis em uma rede de computadores e são acessados remotamente, via internet ou intranet. Se não há consenso sobre o conceito, sobre os objetivos e características há bem menos divergências. Esse modelo objetiva prover uma alta disponibilidade de recursos e é composto de cinco características essenciais, quatro modelos de implantação e diferentes modelos de serviços. Você anda muito mais nas nuvens do que imagina Talvez o leitor imagine que Cloud Computing seja um modismo ou então algo com que só os CIOs das empresas devam se preocupar. Nada disso. Para que o leitor tenha um entendimento mais claro sobre o conceito de Cloud Computing e como ela já está presente em nosso cotidiano, temos alguns exemplos de aplicações que seguem esse conceito e que são muito populares mesmo entre pessoas que não trabalham com TI. Gmail, Hotmail, Yahoo!Mail (figura 1) dentre outros são exemplos de sistemas na nuvem. O usuário que possui conta de em alguma dessas empresas não sabe onde seus s estão de fato. Estão no Brasil? Nos EUA? Na Europa? Não, estão na nuvem. Consegue-se acessá-los de qualquer lugar do mundo bastando possuir conexão com a internet. Você não precisa instalar nada nem fazer atualizações, pois esses sistemas estão na nuvem e acessíveis com uso de um navegador. Figura 2. Google Docs, DropBox, Live Document e Amazon Cloud Drive: exemplos de armazenamento on-line na nuvem. Vários outros exemplos de uso popular de Cloud Computing poderiam ser citados, tais como: Youtube, Picasa, Redes Socais e programas antivírus on-line. E o que o leitor observou em comum nos exemplos citados? Uso reduzido dos computadores pessoais, certo? Não é seu computador que envia o quando você usa o Gmail. Não é seu computador que edita o documento no Live Documents. Não é em seu computador que está o vídeo que você assiste pelo Youtube (e nem lá fica depois de assistir). O computador pessoal passa a ser apenas um meio de solicitar e receber os serviços da nuvem. Quem processa, faz IO, usa memória etc. é o sistema em nuvem que você acessa via navegador ou outro programa-cliente. Origem da expressão Computação em Nuvem O termo Computação em Nuvem começou a ter maior repercussão em meados de 2008 (embora Google e Amazon tenham criado serviços dessa natureza em 2006), mas é de origem incerta, principalmente se considerarmos como ele tem sido implementado. Entretanto, não é raro encontrar referências a um trabalho de 1961, do professor John McCarthy do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) como sendo o precursor desse conceito. Nesse trabalho foi descrito um modelo de computação oferecido nos moldes do sistema de distribuição de energia. Isso é parecido com o que está ocorrendo atualmente, graças a fatores como expansão e barateamento da banda larga e do aumento da capacidade computacional dos equipamentos atuais. Desde a divulgação do trabalho do professor MacCarthy, tal conceito ficou como que hibernando, pois a tecnologia da informação só passou a ser capaz de por em prática tal ideia recentemente. Foi que, em 2006, Eric Schmidt da Google usou o termo Cloud Computing passando a ser considerado por muitos autores como o pai desse termo. Características essenciais Figura 1. Gmail, Hotmail e Yahoo!Mail: exemplos de uso da nuvem para envio, recebimento e armazenamento de s. Google Docs, Office Web Apps, Dropbox, Live Documents, Amazon Cloud Drive (figura 2) dentre, outros também são exemplos de sistemas na nuvem. Igualmente, o usuário não sabe onde os arquivos estão verdadeiramente, pois estão na nuvem. Com exceção do Dropbox, esses sistemas sequer exigem a instalação de algum software no computador do cliente, pois funcionam por meio do navegador. Para que exista um ambiente onde seja possível oferecer e computação em nuvem, são necessárias as seguintes características: característica básica em todos os conceitos de nuvem. Sem rede não há como existir ou ingressar na nuvem. O acesso à rede deve observar a heterogeneidade de hardware e software. 7

3 : : : : um consumidor pode, unilateralmente, provisionar recursos computacionais, como servidor dns, storage, sgbd, dentre outros, de acordo com sua necessidade, sem a obrigatoriedade de interação humana com o provedor de serviço. os recursos computacionais de um provedor de serviços em nuvem são agrupados, ficando à disposição de múltiplos clientes, com recursos físicos e virtuais diferentes, realocados de acordo com a demanda de cada cliente. Quanto à localização, é algo bem diferente de ter um data center, pois o cliente não sabe exatamente onde estão os recursos que usa. Os recursos normalmente são: processador, memória, espaço em disco, banda de rede e máquinas virtuais. capacidade de elasticamente alocar recursos o mais rápido possível. Assim, deve-se rapidamente aumentar os seus recursos quando necessário e logo após o término voltar ao estado inicial. O usuário final não tem gerência sobre essas operações. A ideia aqui é evitar recursos ociosos em uma infraestrutura, disponibilizando mais recursos para que mais precisa. O limite de aumento de alocação desses recursos pode variar conforme o contrato entre o cliente e o provedor de serviços em nuvem. automaticamente, sistemas em nuvem devem controlar e otimizar recursos levando em conta a capacidade de medir o uso dos recursos, como storage, processamento, banda de rede e usuários ativos, dentre outros. Recursos usados podem ser monitorados, controlados e reportados com transparência, tanto para o provedor quanto para o consumidor dos serviços usados. Com essa característica aplicada, é possível gerenciar melhor o pool de recursos e ter condições de oferecer a rápida elasticidade citada anteriormente. Ainda nesta característica, é ela que permite a um provedor de serviços clould cobrar por cotas de processamento, banda, armazenamento etc. Modelos de implantação Talvez o leitor tenha ouvido falar que clould é sempre gratuita, pois alguns dos exemplos mais conhecidos são de serviços gratuitos, como o Google Docs e o Delicious. Mas não é bem assim. Os modelos de implantação de cloud mais citados são: as nuvens privadas são aquelas construídas exclusivamente para um único usuário (uma empresa, por exemplo). Como a infraestrutura utilizada pertence ao usuário, ele possui total controle sobre como as aplicações são implementadas na nuvem. Uma nuvem privada é, em geral, construída sobre um data center privado, assim, uma nuvem privada é como que um data center configurado com características de provedor de serviços em nuvem. Nesse caso, o data center usado é como uma mininuvem. A infraestrutura da nuvem pode ser gerida por uma empresa terceirizada. Nesse modelo, muitas vezes é usada a virtualização de servidores para evitar que um único servidor físico fique muito tempo ocioso. Isso não significa dizer que fazer virtualização é sinônimo de ter uma nuvem privada. as nuvens públicas são aquelas que são mantidas por terceiros e disponíveis para o público em geral ou grupo de indústrias. As aplicações de diversos usuários ficam misturadas nos mesmos sistemas de armazenamento. Tal abordagem pode parecer ineficiente, porém, se a implementação de uma nuvem pública considera questões fundamentais, como desempenho e segurança, a existência de outras aplicações sendo executadas na mesma nuvem permanece transparente tanto para os prestadores de serviços como para os usuários. Exemplos desse modelo são as oferecidas pela Amazon, pela Google (alguns serviços deles são pagos) e outros listados na tabela 1. a infraestrutura de nuvem é compartilhada por diversas organizações e suporta uma comunidade específica que partilha os valores e preocupações (por exemplo, a missão, os requisitos de segurança, política e considerações de conformidade). Pode ser administrado por organizações ou por um terceiro e pode existir localmente ou remotamente. Exemplos desse modelo são como os citados na seção Você anda muito mais nas nuvens do que imagina. modelos de implantação onde há composição de duas ou mais nuvens (privada, comunitária ou pública). Modelos de serviços São como as implementações de computação em nuvem. Aqui também há controvérsias, pois alguns autores consideram como sendo apenas três IaaS, PaaS e SaaS e outros como sendo cinco DaaS e CaaS além dos três citados anteriormente. Neste artigo, serão descritos os cinco. IaaS Infraestrutura como serviço (Infrastructure as a Service) Quando é oferecida ao cliente uma infraestrutura computacional via nuvem. Essa infraestrutura engloba processamento, armazenamento, rede e outros recursos que permitem ao cliente implantar e rodar vários tipos de software, inclusive sistemas operacionais. Exemplos: para processamento e armazenamento. Aqui o cliente aluga parte da infraestrutura da Amazon tendo acesso root no sistema operacional. Pode diferentes configurações de hardware e contratar o serviço com diferentes formas de pagamento e existem opções de plataformas Linux e Windows. Site: para armazenamento. Aqui o cliente aluga espaço em disco na infraestrutura da Amazon. É possível acessar as informações via APIs. Site: Joyent o qual provê uma infraestrutura sob demanda escalável para rodar web sites aplicações Web de interface ricas. Dentre seus clientes estão LinkedIn, Gilt Groupe, and Kabam. Site: PaaS Plataforma como Serviço (Plataform as a Service) Representa um ambiente de mais alto nível para o desenvolvimento de aplicações customizadas. Geralmente são ambientes que fornecem um conjunto de primitivas para que uma aplicação tenha uma maior escalabilidade, entretanto impõem um conjunto de restrições no software que será implementado. PaaS provêm 8

4 serviços para desenvolvimento, testes, publicação, hospedagem e manutenção de aplicações. Exemplos: plataforma hospedada nos data centers da própria Microsoft. A plataforma é suportada por um sistema operacional, que é o próprio Azure, e um framework de serviços para desenvolvedores que podem ser utilizados em aplicações a fim de obter o potencial da plataforma. Oferece componentes para execução das aplicações e armazenamento das informações, um SGBD Relacional baseado no SQL Server, infraestrutura de serviços baseado e hospedado na nuvem que fornece serviços para as aplicações e um mercado de dados disponível para usuários finais de desenvolvedores compartilhar, vender e comprar qualquer tipo de dado, como treinamento, serviços e aplicações. Há APIs em várias linguagens para seu uso, inclusive em Java (vide tabela 1). (ou GAE) plataforma hospedada nos data centers da própria Google. Permite hospedar e executar aplicações Web desenvolvidas em Java (qualquer linguagem que compile para a JVM) e Python. Possui um SGBD não relacional (BigTable) e suporte, ainda em beta, a MySql e suporte a múltiplas versões do mesmo sistema. Como finalidade o GAE está para PaaS, mas como com ele usa-se a infraestrutura da Google, poderia ser citado como exemplo de IaaS também. SaaS Software como Serviço (Software as a Service) Modelo de serviço mais usado pelos usuários domésticos. Representado pelos sistemas on-line, como Webmails e alguns dos exemplos citados na seção Você anda muito mais nas nuvens do que imagina. Sistema de e-commerce também se enquadra neste modelo. Neste modelo os computadores pessoais são apenas canais de comunicação entre o sistema que está na nuvem e o usuário. SaaS pode se tornar um grande aliado contra a pirataria A pirataria de software traz bilhões de dólares de prejuízos por ano. Só no Brasil, esse prejuízo foi da ordem de US$2,2 bi, segundo o portal Tiinside. Uma alternativa que parece eficaz e que tem ganhado bastante força no Brasil e no mundo é o SaaS, uma modalidade altamente flexível, na qual o cliente paga apenas pelo que consumir. Aqui uma empresa de software pode deixar de criar um software de caixa de fácil cópia para criar um sistema on-line. Assim, fica muito mais difícil o software sem pagar. E o próprio cliente sai ganhando consumindo Saas, pois um relatório produzido pela Hurwitz & Associates mostra que o investimento em aplicações baseadas em SaaS pode ser até 77% menor que as soluções que utilizam infraestrutura de TI do próprio cliente. E, segundo dados divulgados recentemente pelo instituto de pesquisas Gartner, a oferta SaaS crescerá em média 29% ao ano em todo mundo, até ferramentas compartilhadas, ferramentas de desenvolvimento web-based e serviços baseados em mashup. É uma aplicação Web que usa conteúdo de mais de uma fonte para criar um novo serviço completo. Podem possuir códigos de terceiros que se comunicam através de uma interface pública ou de uma API. Exemplos: Feeds (RSS ou Atom), Widgets e Blogs. bem parecido com SaaS, mas é o conjunto de serviços que satisfaz a função de comunicações, como a telefonia IP, mensagem instantânea e videoconferência. Windows Azure.Net, Java, Ruby, Python e PHP Relacional: SQL Server (SQL Azure) Amazon Web Services Nenhuma Relacional: MySQL (ferramentas de terceiros) Rackspace LAMP,.Net para IaaS e mensal para PaaS para IaaS e mensal para PaaS Relacional: FathomDB Joyent Java, Ruby, Python e PHP Mensal para IaaS Incluído no pagamento do IaaS Google Python e Java Não relacional: BigTable Relacional: MySql (beta) Tabela 1. Comparativo entre principais provedores de serviços em nuvem (fonte: pro.gigaom.com). 9

5 : : : : A nuvem anda se espalhando ou se dissipando? Talvez o leitor ainda esteja na dúvida sobre a consolidação da Cloud Computing como muito mais que um modismo. Seguem algumas manchetes só dos meses de março e abril de 2011 (até o fechamento deste edição) relacionadas a essa tecnologia divulgadas em sites especializados em TI (note o leitor que nomes marcantes da TI constam em quase todas as notícias): 25/03 Sonda IT se une à VCE para explorar mercado de cloud no País Computer World 29/03 Cisco compra empresa de software para cloud computing TI Inside 29/03 Mercado de cloud computing deve crescer 60% ao ano no País TI Inside 29/03 IBM reforça estratégia de outsourcing Segundo a organização, o modelo poderá ainda estabelecer bases para o desenvolvimento de soluções avançadas de cloud computing Computer World 31/03 HP aposta em cloud computing para impulsionar crescimento no Brasil HP Brasil Março/Abril Plug into the cloud Artigo relatando cases de uso da solução de cloud da Oracle Oracle Mazagine 04/04 O cloud computing chega aos bancos TI Inside 04/04 IEEE procura interoperacionalidade no cloud computing Computer World 05/04 Conferência Gartner Data Center destaca Cloud como alternativa para infraestrutura de TI Gartner Research 06/04 Cloud deve crescer 7 vezes até 2014, diz IDC INFO On-line 06/04 Operadoras estão apenas no início dos serviços em cloud Teletime 08/04 Dell investe milhões de dólares para abrir 10 centros de armazenamento de dados O investimento será feito para expandir o apoio ao cliente e melhorar a aposta no cloud computing" Negócios on-line 12/04 Unisys lança guia para projetos cloud Unisys Corporation 15/04 Dell pretende investir US$ 1 bi. Foco é Cloud Computing itweb Prós e contras Esta seção não tem como objetivo fazer o leitor refletir se deve ou não computação em nuvem e sim quando e onde, pois mesmo já sendo uma realidade consolidada, nem toda solução pode ser implementada usando-se recursos em nuvem. Detalhar todos os prós e contras geraria muita polêmica e estenderia demais este artigo. Assim, limitar-se-á a enumerar os prós e contras mais comuns na literatura e ilustrá-los na figura 3. alta escalabilidade e baixo custo; muitas opções de escolha e agilidade; mudanças e gerenciamento transparentes; estar na cloud é sempre estar sob arquitetura de última geração. menor segurança, menor nível de controle, menor confiabilidade; imposição tecnológica (de API, por exemplo). Figura 3. Prós e contras da computação em nuvem (fonte: zdnet.com/blog/hinchcliffe). 10

6 Opções de programação para a Nuvem Conforme citado em outras seções deste artigo, alguns serviços em nuvem podem ser acessados via APIs. Das gigantes de TI, a Google é a que oferece maior leque de APIs para acessos a seus vários serviços. Recentemente ela divulgou uma tabela de APIs perecida com a tabela periódica dos elementos que pode ser vista na figura 4. É possível, por exemplo, fazer com que um usuário se autentique no seu sistema usando sua conta da Google. A ideia da Google é que você não precisa reinventar a roda, fornecendo várias APIs par a nuvem da Google em seus sistemas. Quer disponibilizar vídeos em seu site? Use a Youtube API. Quer implementar uma busca no seu site? Use a API de buscas da Google. Para Saber Mais A coluna Tendências em foco já apresentou ótimos textos sobre Computação em Nuvem: Cloud Computing e os Desenvolvedores (MundoJ, edição 42) e SaaS começa a dar as cartas (edição 44). E edição 43 trouxe o artigo Java no Google App Engine ensinando a escrever aplicações Java para o serviço de Cloud Computing da Google. Considerações finais Figura 4. Tabela periódica de APIs para os produtos Google (fonte: code.google.com/intl/pt-br/more/table). A documentação de todas as APIs da Google estão disponíveis em code.google.com/intl/pt-br/apis/gdata. A documentação da API e outros textos sobre o uso do EC2 da Amazon estão disponíveis em aws.amazon.com/documentation/ec2 e sobre o S3 em aws.amazon.com/documentation/s3. A Microsoft também disponibiliza a documentação da API para o Azure em msdn.microsoft.com/en-us/library/ff aspx. Existem ainda muitas empresas com suporte à programação ramaçãaçã para nuvem e muitas grandes, como Oracle, IBM e HP. Porém foram citadas as que mais vêm se destacando no gênero. Referências Este artigo apresentou os conceitos fundamentais da computação em nuvem. Várias vezes foram citados nomes de empresas consideradas gigantes da TI como protagonistas dessa tecnologia. Aliado aos benefícios citados, espera-se que o leitor que ainda não havia parado para o estudo desse assunto passe a se interessar com dedicação e frequência, para não se tornar um profissional obsoleto. Ignorar o estudo e acompanhamento do crescimento do uso de Cloud Computing hoje seria como ter ignorado o uso da GUJ Discussões sobre o tema do artigo e assuntos relacionados Discuta este artigo com 100 mil outros desenvolvedores em 11