LSA Laboratório de Sistemas de Automação www.pmrlsa.poli.usp.br PMR3507 Fábrica digital Cloud computing Escola Politécnica da Universidade de São Paulo Departamento de Engenharia Mecatrônica e de Sistemas Mecânicos Av. Prof. Mello Moraes, 2231 05508-030 - São Paulo - SP - Brasil
O que é cloud computing Uma nova proposta de valor A propriedade e a responsabilidade pela produção e prestação de serviços relacionados à TI são assumidas por organizações centrais, como empresas privadas ou organizações públicas Essas organizações operam a arquitetura de nuvem e fornecem serviços de nuvem aos consumidores Eles assumem a responsabilidade pelo gerenciamento adequado da infraestrutura de nuvem e oferecem o uso da infraestrutura ou dos serviços baseados nessa infraestrutura para os consumidores Os clientes aceitam este tipo de serviço em troca de redução de custos e maior flexibilidade
O que é cloud computing Serviços entregues remotamente O termo nuvem é usado simplesmente porque os consumidores de serviços em nuvem usam aplicativos ou recursos que eles não veem e não precisam entender completamente: eles estão ocultos em uma nuvem Computação em nuvem e serviços em nuvem são fornecidos por muitas nuvens diferentes - algumas públicas e outras privadas
O que é cloud computing Cunhando o termo cloud O termo cloud" foi usado muito antes de a indústria de TI começar a criar nuvem de serviços de computação Uma nuvem costuma ser usada como símbolo para uma parte remota de uma aplicação, onde a funcionalidade externa era clara, mas a tecnologia interna usada não era totalmente entendida e não era necessário entender A ideia é fornecer infraestrutura de computadores ou software como uma caixa preta O conceito de rede como uma nuvem foi mencionado pela primeira vez em 1996 em um white paper do MIT sobre A Internet Autônoma
O que é cloud computing Cunhando o termo cloud Em 2006, Eric Schmidt, então CEO do Google, usou o termo cloud computing pela primeira vez em uma ocasião pública O que é interessante [agora] é que existe um novo modelo emergente, e todos vocês estão aqui porque são parte desse novo modelo. Eu não acho que as pessoas realmente entenderam o quão grande é essa oportunidade. Começa com a premissa de que os serviços de dados e a arquitetura devem estar nos servidores. Chamamos isso de computação em nuvem - eles devem estar em uma nuvem em algum lugar
O que é cloud computing As empresas que desenvolviam e operavam os serviços precisavam desenvolver arquiteturas de computação que permitissem a escalabilidade de centenas a milhares de usuários acessando e usando seus serviços sem nenhuma limitação global Naquela época, ninguém o chamava de arquitetura em nuvem, mas não há dúvida de que os principais elementos das arquiteturas de nuvem, como multilocação, virtualização e distribuição de carga, já estavam em uso
Semelhanças e diferenças com outros ecossistemas de serviços Único ou de múltiplos propósitos Os serviços em nuvem de hoje fornecem um número grande e em rápido crescimento de soluções e aplicativos diferentes Ecossistema de serviço de várias finalidades Velocidade das mudança A mudança e o desenvolvimento de novos aspectos da tecnologia de rede (por exemplo, IoT) está acelerando drasticamente Número de participantes O número de participantes em termos de provedores de tecnologia e provedores de serviços é muito maior do que em outros ecossistemas de serviços
Semelhanças e diferenças com outros ecossistemas de serviços Distribuição Global Serviços de nuvem e outros tipos de serviços baseados na Internet são distribuídos em todo o mundo Fronteiras regionais já não existem
Semelhanças e diferenças com outros ecossistemas de serviços Tecnologia e negócios Computação em nuvem - conjunto de tecnologias usadas (Internet, www, virtualização, etc.) Serviços em nuvem - distribuição de serviços e soluções entregues e baseadas naquelas tecnologias Ambos são baseados em um modelo de tecnologias composto pela própria Internet, centros de dados (que hospedam servidores) e redes de armazenamento usando tecnologias de virtualização, e a World Wide Web como camada padronizada para acessar páginas e serviços da Web Do ponto de vista da arquitetura, o mundo dos serviços de nuvem consiste dos consumidores de serviço, do próprio serviço e nos recursos de nuvem usados para fornecer o serviço
Semelhanças e diferenças com outros ecossistemas de serviços Consumidores de nuvem Pessoas usando dispositivos como PCs, notebooks, tablets ou smartphones, que estão conectados à Internet Software usando interfaces padronizadas para se conectar e interagir com um serviço de nuvem ou outros serviços de nuvem interagindo com um serviço de nuvem
Semelhanças e diferenças com outros ecossistemas de serviços Recursos de nuvem Todos os tipos de dispositivos virtuais ou físicos, fornecendo armazenamento, poder computacional e acesso à rede O conceito de virtualização é essencial para a arquitetura da computação em nuvem pois garante uso flexível e escalável de computação ou armazenamento para muitos consumidores
Semelhanças e diferenças com outros ecossistemas de serviços Serviços de nuvem Serviço que é fornecido ao consumidor usando diferentes tipos de recursos virtuais ou físicos em segundo plano Aplicativo (SaaS Software as a Service) Armazenamento ou servidor virtual (IaaS - Infrastructure as a Service) Plataforma que fornece um conjunto predefinido de ferramentas e aplicativos (PaaS Platform as a Service)
Principais características de computação e serviços em nuvem A computação em nuvem oferece uma alternativa econômica e eficiente aos centros de dados privados, especialmente para clientes, executando aplicativos da Web e processamento em lote, simplesmente devido à melhor escalabilidade e alta previsibilidade Os centros de dados podem ser convenientemente localizados considerando-se fontes de energia baratas e podem reduzir significativamente os custos de manutenção por meio da implantação de soluções de computação, armazenamento e rede homogêneas As empresas e os usuários finais não têm que se preocupar com especificações detalhadas ao usar a computação em nuvem
Principais características de computação e serviços em nuvem Cinco características essenciais para definir um serviço de nuvem em comparação com outros tipos de serviços baseados em TI Autoatendimento sob demanda O consumidor deve ser capaz de alterar o conjunto de funções que deseja usar e decidir sob demanda sobre os recursos O fornecimento de novas funções ou recursos pode ser solicitado pelo consumidor sem qualquer interação humana com o provedor do serviço de nuvem
Principais características de computação e serviços em nuvem Cinco características essenciais para definir um serviço de nuvem em comparação com outros tipos de serviços baseados em TI Amplo acesso à rede Característica básica dos serviços em nuvem Internet Protocolos padrão (TCP/IP, HTML, etc.) Dispositivos padrão da indústria (PCs, smartphones e tablets) Condição importante para a construção e execução de arquiteturas de computação em nuvem
Principais características de computação e serviços em nuvem Cinco características essenciais para definir um serviço de nuvem em comparação com outros tipos de serviços baseados em TI Agrupamento de recursos Fornecer serviços a muitos consumidores exige gerenciamento de recursos inteligente e eficiente A tecnologia básica usada para isso é virtualização e multilocação Melhor utilização dos recursos físicos, mas também exige a aceitação de compartilhar recursos pelo consumidor
Principais características de computação e serviços em nuvem Cinco características essenciais para definir um serviço de nuvem em comparação com outros tipos de serviços baseados em TI Rápida Elasticidade Permite adicionar e liberar recursos de nuvem compartilhados sob demanda Escalabilidade muito melhor, pois somente os recursos necessários são bloqueados, esses recursos são bloqueados, e apenas pelo tempo que eles são necessários
Principais características de computação e serviços em nuvem Cinco características essenciais para definir um serviço de nuvem em comparação com outros tipos de serviços baseados em TI Serviços mensuráveis Um serviço em nuvem oferecido por um provedor de serviços a um consumidor deve ser mensurável para tornar a extensão do uso transparente para ambos os lados Pagamento pelo uso Medir o consumo, fornecer um determinado serviço, juntamente com a garantia de uma nível de serviço, é básico para remuneração e controle de custos
Modelos de implementação Nuvem privada A infraestrutura de nuvem é para uso exclusivo por uma única organização Esta organização pode possuir diferentes unidades de negócio Ela pode ser de propriedade, gerenciada e operada pela organização, por terceiros ou por alguma combinação deles, e pode existir dentro ou fora das instalações
Modelos de implementação Nuvem comunitária A infraestrutura é provisionada para uso exclusivo de uma comunidade específica de consumidores de organizações que compartilham preocupações (por exemplo, missão, requisitos de segurança, políticas e considerações de conformidade) Ela pode ser de propriedade, gerenciada e operada por uma ou mais organizações da comunidade, um terceiro ou uma combinação deles, e pode existir dentro ou fora das instalações
Modelos de implementação Nuvem pública A infraestrutura é provisionada para uso aberto pelo público em geral Ela pode ser de propriedade, gerenciada e operada por uma organização comercial, acadêmica ou governamental ou por alguma combinação delas Existe nas instalações do provedor de nuvem
Modelos de implementação Nuvem híbrida A infraestrutura é uma composição de duas ou mais infraestruturas em nuvem distintas (privada, comunitária ou pública) que permanecem como entidades exclusivas, mas são unidas por uma tecnologia proprietária ou padronizada que permite a portabilidade de dados e aplicativos
O modelo de propriedade Existem diferentes tipos de propriedades Propriedade do processo Define a propriedade diretamente nos processos de negócios e inclui a responsabilidade pela integridade e correção desses processos Propriedade de conectividade Define os direitos de propriedade para conexões entre o usuário ou consumidor da solução de TI e o provedor do serviço Propriedade de propriedade intelectual Inclui os direitos de propriedade da tecnologia aplicada, patentes, conhecimento e habilidades para operar a infraestrutura e conhecimento e habilidades relativas aos processos implementados
O modelo de propriedade Existem diferentes tipos de propriedades Propriedade de dados Inclui o direito de propriedade sobre os dados armazenados e a responsabilidade pela integridade e exatidão dos dados armazenados e processados Propriedade da plataforma O poder de controlar a plataforma, tendo o poder de solicitar e confirmar as alterações A propriedade da plataforma é o principal atributo para distinguir entre nuvens públicas, privadas ou comunitárias Propriedade de localização Significa acesso físico ilimitado à infraestrutura (por exemplo, hospedando-a no próprio datacenter)
O modelo de propriedade Existem diferentes tipos de propriedades Propriedade técnica Significa acesso a todas as camadas da infraestrutura (por exemplo, estar de posse da senha raiz) A propriedade técnica é o principal indicador e prérequisito para a responsabilidade do serviço da infraestrutura Propriedade financeira Significa estar na posse (ou ser locatário) da infraestrutura A propriedade financeira pode estar com o cliente ou o provedor
Aplicativos nativos em nuvem O software tradicional consiste em uma base de dados centralizada (ou repositório de dados), e um conjunto de programas em execução em um servidor ou dividido como aplicativo clienteservidor entre o servidor e os clientes do usuário
Aplicativos nativos em nuvem Em uma arquitetura de nuvem, a infraestrutura de computação é distribuída em um número elástico de máquinas virtuais, que assumem o processamento e a carga de dados de maneira estendida, dependendo da capacidade necessária para atender às solicitações do consumidor Uma arquitetura de software otimizada deve ser distribuída para diferentes máquinas virtuais em diferentes locais e executada, paralelamente, em um número elástico de nós que contêm código, bem como em elementos de dados distribuídos Esse tipo de arquitetura de software é chamado de aplicativo nativos em nuvem
Aplicativos nativos em nuvem Para o desenvolvedor, é fundamental dividir as tarefas em serviços separados que podem ser executados em vários servidores O objetivo dos aplicativos nativos da nuvem Separar a infraestrutura do aplicativo, ignorando a confiabilidade limitada da infraestrutura (servidores, rede, armazenamento) Distribuir o código e dados para "nós" redundantes, transferindo a responsabilidade pela disponibilidade e resiliência para o software
Aplicativos nativos em nuvem Abordagens para implementar aplicativos nativos em nuvem Estruturas compostas de serviços fracamente acoplados Executados em contêineres ou como micro-serviços Permitindo uma execução confiável de aplicativos em nuvem em ambientes virtuais distribuídos
Modelos de serviços Infrastructure as a Service (IaaS) É oferecido ao consumidor a capacidade de processamento, armazenamento, redes e outros recursos fundamentais de computação O consumidor pode implementar e executar softwares arbitrários, que podem incluir sistemas operacionais e aplicativos O consumidor não gerencia ou controla a infraestrutura de nuvem, mas tem controle sobre sistemas operacionais, armazenamento e aplicativos implantados; e possivelmente controle limitado de componentes de rede selecionados (ex. firewall)
Modelos de serviços Infrastructure as a Service (IaaS) Comprar e operar seu próprio armazenamento ou computador é mais caro do que usar uma infraestrutura centralizada operada por empresas especializadas O acesso a dados e capacidade de computação podem ser fornecidos independentemente da localização, usando dispositivos padronizados, como PCs ou dispositivos móveis 2006 Amazon Web Services 2008 Dropbox 2010 Google Storage, App Engine and Cloud Platform 2011 Apple s icloud 2012 Google Drive
Modelos de serviços Platform as a Service (PaaS) É oferecido ao consumidor a capacidade de implementar na infraestrutura em nuvem os aplicativos criados ou adquiridos pelo consumidor, criados usando linguagens de programação, bibliotecas, serviços e ferramentas suportadas pelo provedor O consumidor não gerencia ou controla a infraestrutura de nuvem, incluindo rede, servidores, sistemas operacionais ou armazenamento O consumidor tem controle sobre os aplicativos implantados e possivelmente configurações para o ambiente de hospedagem de aplicativos 2010 Microsoft Azure 2010 SAP Hana 2014 IBM Bluemix
Modelos de serviços Software as a Service (SaaS) Aplicativos do provedor em execução em uma infraestrutura de nuvem O consumidor não gerencia nem controla a infraestrutura de nuvem, incluindo rede, servidores, sistemas operacionais, armazenamento ou até mesmo recursos de aplicativos individuais, com a possível exceção de configurações de aplicativo de usuário específicas limitadas
Modelos de serviços Office as a Service (um tipo de SaaS) Para o usuário pessoal de computadores, o conjunto de aplicativos executados em seus PCs é um dos principais elementos da computação diária Processadores de texto, aplicativos de planilhas ou software de apresentação foram, por um longo tempo, os ambientes locais típicos de computadores pessoais Manter esses aplicativos atualizados e em execução é vital para o usuário diário privado ou corporativo Em meados da primeira década deste século, a ideia evoluiu para fornecer esses aplicativos a partir de ambientes de nuvem para livrá-los de processos complexos e caros de licenciamento e atualização 2006 Google Apps 2009 Google Docs and Google Mail 2011 Microsoft Office 365
Outros serviços Chat, colaboração e vídeo 2003 Skype 2011 Apple Facetime Novos modelos de negócios para mídia 2007 Amazon Kindle 2007 Amazon Video on Demand 2008 Spotify 2008 Netflix Video on Demand
Outros serviços Novos modelos de negócios para compartilhar recursos 2008 Groupon 2008 Air BnB 2008 Waze 2009 Uber 2009 Kickstarter 2009 Bitcoin
Outros serviços Redes sociais 2006 Twitter 2009 WhatsApp 2010 Pinterest 2010 Instagram 2011 Snapchat 2011 Google+ Compartilhamento de conhecimento e informação 2004 Google Books 2006 WikiLeaks 2008 GitHub 2012 Coursera