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Cloud Computing: por dentro da Nuvem

Alex Soares de Moura Email: alex.moura@prof.infnet.edu.br LinkedIn: http://lnkd.in/RXBn2A

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Roteiro

• Cloud computing: o que é, para que serve

• Histórico, conceitos, tipos e funcionamento

• Modelos de serviços

• Benefícios e riscos

• Tendências e futuro

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• Você conhece Cloud Computing?

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Por que estamos aqui hoje?

• Uma nova tendência em TI...

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Cloud Computing é a solução definitiva?

Meu pai diz que a cloud é a resposta

pra tudo, professora.

The Lighter Side Of The Cloud – The Answers? © David Fletcher for CloudTweaks.com

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Cloud Computing: um breve resumo da história • Anos 60: J.C.R. Licklider inspirou a evolução da Advanced Research

Projects Agency Network (ARPANET), concebeu a proposta de uma “rede de computadores intergaláctica” é considerado o pioneiro no conceito de Cloud Computing

• Nos anos 60, o visionário pesquisador �John McCarthy (1927-2011), inventor do termo �“Inteligência Artificial”, escreveu: �“Um dia a computação poderá ser fornecida�como um serviço de utilidade pública.”

• A computação em grade (grid computing) - conceito originado no início dos anos 90 como uma idéia para tornar o poder de computação tão simples quanto o sistema elétrico - contribuiu para o desenvolvimento da computação em nuvem.

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• 1994: RAD Lab da UC Berkeley �iniciou o projeto �NOW (Network Of Workstations), �para construir grandes sites Internet �usando clusters de computadores�(plataforma baixa)

• 1997: O termo “cloud computing” foi usado pela primeira vez pelo professor de sistemas de informação Ramnath Chellappa.

• 1999: Lançado o Salesforce.com

• 2002: Lançado o Amazon Web Services

• 2006: Lançado o Amazon Elastic Compute Cloud (EC2)

Uma breve história (cont.)

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Fatos

• Computadores de grande escala:�construídos para suportar �demandas de consumidores �por serviços online e web �(buscas, email, redes sociais �etc.)

• Surgimento de nuvens privadas: Amazon, Google, Microsoft...

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Por que somente agora? •  Crescimento explosivo da quantidade de dados. Projeções da Century Link para

2015 estimam aumento de 4 vezes na quantidade de dados criados e replicados

•  Necessidade de armazenamento seguro dos dados e acesso eficiente aos mesmos

•  A “Corrida Espacial” da Web: construção de datacenters extremamente grandes (10,000ʼs de PCs commodity)

•  Conduzido pelo crescimento da demanda (mais usuários)�– Software de infraestrutura: ex.: Google File System�– Expertise operacional �– Economia de escala: 5 a 7 vezes mais barato que aprovisionar uma instalação de médio porte com centenas de máquinas

•  Internet banda larga mais �amplamente disponível

•  Software de código livre e gratuito

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Motivação: grandes quantidades de dados (Big Data)

• Como copiar 8 TB ( 8× 1012 bytes) da nuvem?�2009: Download a ~20 Mbps -> 35 dias, US$800�2010: Enviar disco para a Amazon -> 1 dia, US$150 �2011: Rede rápida pague-quanto-usar -> <1 dia, US$165�(~18 horas a 1 Gbps, 0.30/h + 0.02/GByte)

Aplicação Dados gerados por dia

Sequenciamento de genoma 1TB (máquina Illumina HiSeq) Atlas do Genoma do Câncer: 5PB online até final de 2011

Telescópio "Large Synoptic Survey

30TB 400Mbps de taxa de transferência sustentada entre Chile e NCSA

LHC: Large Hadron Collider 60TB

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Cloud Computing x Virtualização

• É a mesma coisa?

• Serve aos mesmos propósitos?

• Possuem as mesmas características?

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Cloud computing: Computação em Nuvem

• Modelo para acesso sob demanda, ubíquo e conveniente através da rede, a um conjunto de recursos de computação configuráveis que podem ser rapidamente aprovisionados e disponibilizados com mínimo esforço gerencial ou de interação com o provedor do serviço (NIST 2011 SP 800-145*).

• Este modelo é composto por: • 5 características essenciais • 3 modelos de serviços • 4 modelos de implementação

[1] The NIST Definition of Cloud Computing (NIST Special Publication 800-145) http://csrc.nist.gov/publications/PubsSPs.html#800-145

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Cloud computing: características essenciais

• Autoserviço sob demanda • Amplo acesso via redes • Agrupamento de recursos

• Rápida elasticidade • Serviços mensurados • Tarifação flexível

• Gerenciamento simplificado • Suporte a múltiplos inquilinos (multitenancy[1])

[1 http://en.wikipedia.org/wiki/Multitenancy 26

Fórmula para Cloud Computing

Padronização + Automatização + Self-service Virtualização +

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Cloud computing: modelos de serviços

• Modelo SPI (Software, Plataforma e Infraestrutura) • Software como Serviço �

(Software as a Service - SaaS) • Plataforma como Serviço �

(Platform as a Service - PaaS) • Infraestrutura como Serviço �

(Infrastructure as a Service - IaaS) • “Qualquer coisa” como serviço:

• EaaS: Everything as a Service • XaaS: “X” as a Service

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Cloud computing: modelos de implementação

• Nuvem privada (Private cloud) • Nuvem comunitária (Community cloud) • Nuvem pública (Public cloud)

• Nuvem híbrida (Hybrid cloud) • Nuvens interconectadas. • Exemplo de uso: cloud bursting para load balancing entre

clouds).

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Cloud computing: modelo do NIST

https://wiki.cloudsecurityalliance.org/guidance/index.php/File:NIST_Visual_Model_of_Cloud_Computing_Definition.jpg 31

Algumas vantages e desvantagens

• Vantagens • Menores custos de TI

• Menor consumo de desempenho localmente • Custos de licenças de software menores (ou nulos)

• Capacidade de armazenamento “virtualmente infinita” • Alta disponibilidade dos dados

• Desvantagens • Requer acesso Internet

• Desempenho pode ser inferior ao de aplicações locais

• Segurança, armazenamento de dados terceirizado e gestão de SLA

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Chegada da Computação de Utilidade Pública

• Amazon Elastic Compute Cloud (EC2) • Aluguel de “Unidade de Computação”: $0.08 a $0.64/h • 1 UC ≈ 1.0-1.2 GHz 2007 AMD Opteron/Xeon core

• Sem custos iniciais, sem contrato, sem valor mínimo • Cobrança arrendondada por hora; também disponível

armazenamento pague-quanto-usar • Novo paradigma para implantação de serviços

Instâncias Plataforma Cores Memória Disco Pequena - $0.08/h 32-bit 1 1,7GB 160GB

Média - $0.32/h 64-bit 4 7,5GB 850GB Extra Grande - $0.64/h 64-bit 8 15GB 1690GB

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Vantagens

• Serviços em nuvem tendem a ser multiplataforma (podem ser acessados por diferentes plataformas e sistemas operacionais)

• Atualizações são feitas automaticamente, sem necessidade de intervenção do usuário;

• Trabalho corporativo e compartilhamento de arquivos e informações mais fáceis

• Softwares e dados podem ser acessados em qualquer lugar, que tenha acesso à Internet

• Maior economia com custos de software. Muitos serviços em nuvem fornecem aplicações gratuitamente e, quando pagas é cobrado somente o tempo de utilização dos recursos

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Outras vantagens (cont.)

• Redução de manutenção de infraestrutura física, redes locais, instalação de softwares em computadores corporativos

• A infraestrutura de uma solução em cloud computing é bem mais enxuta do que uma solução tradicional de hosting ou colocation, consume menos energia, refrigeração e espaço físico, contribuindo para preservação e uso racional de recursos naturais.

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Responsabilidades: fornecedor x consumidor • Segurança da arquitetura: quanto mais inferior a camada, mais as

responsabilidades deixam de ser do provedor e passam a ser do cliente

• No SaaS, os níveis de serviços, segurança, governança, conformidade e responsabilidade são acordados, gerenciados e aplicados em contrato. No PaaS e IaaS, a responsabilidade é dos administradores de sistemas dos consumidores para gerir eficazmente os mesmos e é esperado que o provedor garanta a plataforma de base e componentes de infraestrutura garantindo a disponibilidade de serviços básicos, segurança e acesso.

• Em qualquer caso é possível se atribuir / transferir responsabilidades, mas não necessariamente a prestação de contas.

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Flexibilidade das nuvens

• VM de conjunto de instruções (Amazon EC2) • VM de execução gerenciada (Microsoft Azure) • VM de Framework (Google AppEngine) • Tradeoff: flexibilidade/portabilidade x funcionalidade “embutida”

Baixo nível Menos gerenciado

Mais alto nível Mais gerenciado

Google AppEngine Microsoft Azure Amazon EC2

Fonte: David Patterson, UC Berkeley - Reliable Adaptive Distributed Systems Lab 38

• Antes: aprovisionamento estático p/ pico - há desperdício, mas é necessário p/ garantir o Acordo de Nível de Serviço (SLA)

• Depois: aprovisionamento dinâmico

Economia da Nuvem

Capacidade

Demanda Capacidade

Demanda

Tempo Tempo

Serv

idor

es

Datacenter “aprovisionado�estaticamente”

Datacenter “virtual” na Nuvem

Recursos não utilizados

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Soluções em Nuvem: diversidade de ofertas

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Fornecedores de serviços em nuvem

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Usando a nuvem

Então pensei: porque encher o cérebro com

memórias, quando posso armazenar tudo na nuvem?

The Lighter Side Of The Cloud – Brain Clutter © David Fletcher for CloudTweaks.com

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• Você usa a nuvem?

• De que maneiras?

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Uso da computação em nuvem

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Infraestrutura para Computação em Nuvem

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• Casos de Uso:

• Educação e Pesquisa

• Hospedagem Web

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Segurança da nuvem: riscos e soluções

A criptografia que meu provedor usa é tão boa

que nem eu consigo acessar meus dados

The Lighter Side Of The Cloud – Encryption © David Fletcher for CloudTweaks.com

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Futuro e Tendências

Imagem: www.iStockphoto.com 74

Conclusão • Cloud computing transformou os setores de pesquisa acadêmica,

educação e a indústria de TI como um todo • Computação sob demanda impulsionou a economia de escala dos

provedores de Nuvem • Sistemas de Nuvem podem completar processamento mais

rapidamente do que seria possível com um único sistema físico • Cloud computing democratizou o acesso a capacidades em nível de “supercomputação”. Basta um cartão de crédito (com limite suficiente)

• Cloud computing permite economia quando sistemas reduzem sua escala, e também economiza energia e recursos do planeta

• O próximo grande provedor de serviços - como Google, eBay, Amazon, etc. - poderá surgir de um pequeno time de empreendedores capacitados, sem grandes recursos financeiros, que podem começar suas atividades usando serviços baseados em Cloud.

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OBRIGADO!

Cloud Computing: �por dentro da Nuvem

• Alex Soares de Moura • alex.moura@prof.infnet.edu.br

• alex.moura@rnp.br