Computação em nuvem

A computação em nuvem é quando os serviços de computação são fornecidos por uma empresa ou local fora do local onde estão sendo utilizados. É como a forma pela qual a eletricidade é enviada aos usuários: eles simplesmente utilizam a eletricidade que lhes é enviada e não precisam se preocupar de onde vem a eletricidade ou como ela é feita e trazida até eles. Todos os meses, eles pagam apenas pelo que usaram e nada mais. A idéia por trás da computação em nuvem é semelhante: o usuário pode simplesmente usar o armazenamento, a potência de computação ou os ambientes de desenvolvimento, sem ter que se preocupar como eles trabalham nos bastidores.

A nuvem é uma metáfora para a Internet baseada em como ela é descrita em diagramas de rede de computadores. Assim como no mundo real, as nuvens escondem partes do céu da vista, a nuvem na computação esconde a complexa infra-estrutura que faz a Internet funcionar. É um tipo de computação em que ações relacionadas à TI são fornecidas "como um serviço", permitindo aos usuários acessar esses serviços através da Internet ("na nuvem"). Eles não precisam conhecer ou controlar as tecnologias por trás deles, impedindo-os de se deparar com problemas éticos e legais.

De acordo com o IEEE, a computação em nuvem é um conceito onde a informação é colocada em servidores e enviada pela Internet para outros dispositivos, como computadores, laptops, portáteis e sensores. Inclui a idéia de ter software como serviço (SaaS), como o Web 2.0, que depende da Internet para atender às necessidades de seus usuários. Por exemplo, o Google criou vários aplicativos de suíte de escritório que são acessados a partir de um navegador web. Ao contrário de outros softwares que realizam as mesmas tarefas, incluindo o Microsoft Office, o software e os dados são armazenados nos servidores do Google, e não na máquina em que são utilizados.

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Breve

Comparações

A computação em nuvem é freqüentemente confundida com outras idéias:

  • grid computing: uma forma de computação distribuída pela qual um "super e virtual computador" é composto por um cluster de computadores em rede e frouxamente acoplados, trabalhando juntos para realizar tarefas muito grandes
  • computação utilitária: a embalagem de recursos informáticos, como computação e armazenamento são fornecidos como um serviço medido que tem de ser pago de forma semelhante a um serviço público tradicional, como a eletricidade
  • computação autônoma: sistemas computacionais capazes de autogestão.

A computação em nuvem frequentemente utiliza a computação em grade, tem características autonômicas e é cobrada como utilidades, mas a computação em nuvem pode ser vista como um próximo passo natural do modelo de utilidades em grade. Algumas arquiteturas de nuvens de sucesso têm pouca ou nenhuma infra-estrutura centralizada ou sistemas de faturamento, incluindo redes peer-to-peer como BitTorrent e Skype.

Arquitetura

A maioria da infraestrutura de computação em nuvem consiste atualmente em serviços confiáveis fornecidos através de centros de dados que são construídos sobre tecnologias de virtualização de computadores e de armazenamento. Os serviços são acessíveis em qualquer parte do mundo, com The Cloud surgindo como um único ponto de acesso para todas as necessidades de computação dos consumidores. As ofertas comerciais precisam atender às exigências de qualidade de serviço dos clientes e normalmente oferecem acordos de nível de serviço. Padrões abertos e software de código aberto também são críticos para o crescimento da computação em nuvem.

Características

Como os clientes geralmente não são proprietários da infra-estrutura ou conhecem todos os detalhes sobre ela, principalmente estão acessando ou alugando, portanto podem consumir recursos como um serviço, e podem estar pagando pelo que não precisam, ao invés do que realmente precisam usar. Muitos provedores de computação em nuvem utilizam o modelo de computação em nuvem, que é análogo ao modo como os serviços públicos tradicionais como eletricidade são consumidos, enquanto outros são cobrados com base em assinaturas. Compartilhando o poder de computação consumível e "intangível" entre vários "locatários", as taxas de utilização podem ser melhoradas (já que os servidores não são deixados ociosos), o que pode reduzir significativamente os custos, ao mesmo tempo em que aumenta a velocidade do desenvolvimento de aplicações.

Um efeito colateral desta abordagem é que "a capacidade dos computadores aumenta drasticamente", uma vez que os clientes não têm que engendrar para picos de carga. A adoção foi possibilitada pelo "aumento da largura de banda de alta velocidade" que possibilita receber os mesmos tempos de resposta da infra-estrutura centralizada em outros locais.

Provedores

A computação em nuvem está sendo conduzida por fornecedores incluindo Google, Amazon.com e Yahoo! bem como fornecedores tradicionais incluindo IBM, Intel, Microsoft e SAP. Ela pode ser adotada por todos os tipos de usuários, sejam eles indivíduos ou grandes empresas. A maioria dos usuários da Internet está atualmente usando serviços na nuvem, mesmo que não se dêem conta disso. O Webmail, por exemplo, é um serviço em nuvem, assim como o Facebook e a Wikipedia e a sincronização de listas de contatos e backups de dados on-line.

História

A Nuvem é uma metáfora para a Internet, ou mais geralmente componentes e serviços que são gerenciados por outros.

O conceito subjacente data de 1960 quando John McCarthy expressou sua opinião de que "a computação pode algum dia ser organizada como um serviço público" e o termo Cloud já estava em uso comercial no início dos anos 90 para se referir a grandes redes de caixas eletrônicos. Na virada do século 21, as soluções de computação em nuvem começaram a aparecer no mercado, embora a maior parte do foco nessa época estivesse no Software como serviço.

A Amazon.com desempenhou um papel fundamental no desenvolvimento da computação em nuvem ao atualizar seus centros de dados após a bolha ponto-com e ao fornecer acesso a seus sistemas por meio dos Serviços Web da Amazon em 2002, com base na computação em nuvem. Eles descobriram que a nova arquitetura das nuvens resultou em melhorias significativas na eficiência interna.

2007 observou um aumento de atividade, incluindo Google, IBM e várias universidades iniciando um projeto de pesquisa em larga escala de computação em nuvem, por volta da época em que o termo começou a ganhar popularidade na grande imprensa. Em meados de 2008, este era um tema quente e numerosos eventos de computação em nuvem haviam sido agendados.

Em agosto de 2008 Gartner observou que "as organizações estão mudando de ativos de hardware e software de propriedade da empresa para modelos baseados em serviços por uso" e que a "mudança projetada para a computação em nuvem resultará em um crescimento dramático nos produtos de TI em algumas áreas e em reduções significativas em outras áreas".

Questões políticas

As nuvens atravessam muitas fronteiras dos países e "podem ser a última forma de globalização". Como tal, é o assunto de questões geopolíticas complexas, pelas quais os provedores devem satisfazer muitas restrições legais para prestar serviços a um mercado global. Isto data dos primeiros tempos da Internet, onde os pensadores libertários sentiam que "o ciberespaço era um lugar distinto que exigia leis e instituições legais próprias"; o autor Neal Stephenson considerava isto como um pequeno paraíso de dados insulares em seu romance clássico de ficção científica Cryptonomicon.

Embora tenham sido feitos esforços para adequar o ambiente legal (como o Safe Harbor EUA-UE), fornecedores como a Amazon Web Services geralmente lidam com mercados internacionais (tipicamente os Estados Unidos e a União Européia) implantando infra-estrutura local e permitindo que os clientes selecionem seus países. Entretanto, ainda há preocupações sobre segurança e privacidade para indivíduos através de vários níveis governamentais (por exemplo, a Lei PATRIOT dos EUA e o uso de cartas de segurança nacional e o título II da Lei de Privacidade das Comunicações Eletrônicas, a Lei de Comunicações Armazenadas).

Questões legais

Em março de 2007, a Dell aplicou à marca registrada o termo ''cloud computing'' nos Estados Unidos. Ela recebeu uma "Notice of Allowance" em julho de 2008 que foi posteriormente cancelada em 6 de agosto, resultando em uma rejeição formal do pedido de marca registrada em menos de uma semana depois.

Em novembro de 2007, a Free Software Foundation lançou a Licença Pública Geral Affero (abreviada como Affero GPL e AGPL), uma versão da GPLv3 projetada para fechar uma lacuna legal percebida associada ao software Livre projetado para ser executado em rede, particularmente o software como serviço. De acordo com a AGPL, os provedores de serviços de aplicação de licença são obrigados a liberar quaisquer alterações que fizerem em um código fonte aberto AGPL.

Arquitetura

A arquitetura de nuvem é a arquitetura de sistemas dos sistemas de software envolvidos na entrega de computação em nuvem (por exemplo, hardware, software) como projetada por um arquiteto de nuvem que normalmente trabalha para um integrador de nuvens. Normalmente envolve múltiplos componentes de nuvens comunicando-se entre si através de interfaces de programação de aplicações (geralmente serviços web).

Isto é muito semelhante à filosofia Unix de ter múltiplos programas fazendo uma coisa bem e trabalhando juntos através de interfaces universais. A complexidade é controlada e os sistemas resultantes são mais gerenciáveis do que seus equivalentes monolíticos.

A arquitetura da nuvem se estende ao cliente onde navegadores web e/ou aplicações de software são usados para acessar aplicações de nuvem.

A arquitetura de armazenamento em nuvem é frouxamente acoplada onde as operações de metadados são centralizadas permitindo que os nós de dados sejam escalados em centenas, cada um fornecendo dados independentemente para aplicações ou usuários.

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Características principais

  • Gastos de capital minimizados, portanto, baixa barreira à entrada, pois a infra-estrutura é de propriedade do fornecedor e não precisa ser comprada para tarefas de computação intensiva únicas ou infreqüentes. Os serviços estão normalmente disponíveis para consumidores varejistas e pequenas empresas, ou especificamente destinados a eles.
  • Independência de dispositivos e localização que permite aos usuários acessar sistemas independentemente da localização ou do dispositivo que estão usando (por exemplo, PC, móvel,... etc.).
  • Multitenancy permitindo o compartilhamento de recursos (e custos) entre um grande pool de usuários, permitindo:
    • Centralização da infra-estrutura em áreas com custos mais baixos (por exemplo, imóveis, eletricidade)
    • Aumento da capacidade de carga de pico (os usuários não precisam engendrar para os níveis de carga mais altos possíveis)
    • Utilização e melhorias de eficiência para sistemas que muitas vezes são apenas 10-20% utilizados.
  • O desempenho é monitorado e consistente, mas pode ser afetado por largura de banda insuficiente ou alta carga de rede.
  • Confiabilidade por meio de múltiplos locais redundantes, o que a torna adequada para a continuidade do negócio e recuperação de desastres, porém os gerentes de TI e de negócios são capazes de fazer pouco quando uma interrupção os atinge. Os dados históricos sobre quedas na nuvem são rastreados no Banco de Dados de Incidentes de Computação em Nuvem.
  • Escalabilidade que atende rapidamente às mudanças nas exigências dos usuários, sem a necessidade de engenharia para picos de carga. Escalabilidade massiva e grandes bases de usuários são comuns, mas não uma exigência absoluta.
  • Segurança que normalmente melhora devido à centralização dos dados, aumento dos recursos focados na segurança, etc., mas que levanta preocupações sobre a perda de controle sobre certos dados sensíveis. Os acessos são tipicamente registrados, mas acessar os próprios registros de auditoria pode ser difícil ou impossível.
  • Sustentabilidade através de melhor utilização de recursos, sistemas mais eficientes e neutralidade de carbono.

Componentes

Aplicação

Uma aplicação de nuvem influencia o modelo de arquitetura de software da nuvem, muitas vezes eliminando a necessidade de instalar e executar a aplicação no próprio computador do cliente, reduzindo assim a manutenção do software, as operações em andamento e o suporte. Por exemplo, o modelo de nuvem:

Cliente

Um cliente cloud é um hardware e/ou software de computador que depende do The Cloud para a entrega de aplicativos, ou que é especificamente projetado para a entrega de serviços na nuvem, e que em ambos os casos é essencialmente inútil sem uma nuvem. Por exemplo:

Infra-estrutura

A infraestrutura de nuvem (por exemplo, infraestrutura como serviço) é a entrega de infraestrutura informática (normalmente um ambiente de virtualização de plataforma) como um serviço. Por exemplo:

  • Virtualização completa (GoGrid, Skytap)
  • Computação em grade (Sun Grid)
  • Administração (RightScale)
  • Paravirtualização (Nuvem de Cálculo Elástico Amazônico)

Plataforma

Uma plataforma em nuvem (por exemplo, Plataforma como serviço) (a entrega de uma plataforma de computação e/ou pilha de soluções como serviço) facilita a implantação de aplicativos sem o custo e a complexidade de comprar e gerenciar as camadas de hardware e software subjacentes. Por exemplo, uma plataforma de computação em nuvem:

  • Estruturas de aplicação Web
    • Python Django (Motor Google App)
    • Ruby on Rails (Heroku)
  • Hospedagem de sites (Mosso)
  • Proprietário (Azure, Force.com)

Serviço

Um serviço de nuvem (por exemplo, Web Service) é "sistema(s) de software projetado(s) para suportar a interação interoperacional máquina-máquina através de uma rede" que pode ser acessado por outros componentes de computação em nuvem, software (por exemplo, Software plus services) ou usuários finais diretamente. Por exemplo, o "Serviço" é um "sistema(s) de software":

  • Identidade (OAuth, OpenID)
  • Integração (Serviço de Fila Simples da Amazon)
  • Mapeamento (Google Maps, Yahoo! Maps)
  • Pagamentos (Amazon Flexible Payments Service, Google Checkout, PayPal)
  • Busca (Alexa, Google Custom Search, Yahoo! BOSS)
  • Outros (Turco Mecânico da Amazônia)

Armazenamento

O armazenamento em nuvem é o fornecimento de armazenamento de dados como um serviço (incluindo serviços semelhantes a bancos de dados), muitas vezes faturado com base em utilitários de computação (por exemplo, por gigabyte por mês). Por exemplo, o armazenamento de dados em nuvem:

  • Banco de dados (Amazon SimpleDB, Google App Engine's BigTable datastore)
  • Armazenamento conectado à rede (componente MobileMe iDisk, Nirvanix CloudNAS)
  • Sincronização (componente Live Mesh Live Desktop, funções MobileMe push)
  • Serviço Web (Amazon Simple Storage Service, Nirvanix SDN)

Os fornecedores tradicionais de armazenamento começaram recentemente a oferecer seu próprio sabor de armazenamento em nuvem, às vezes em conjunto com seus produtos de software existentes (por exemplo, o Armazenamento Online para Backup Exec da Symantec). Outros se concentram em fornecer um novo tipo de armazenamento back-end projetado de forma otimizada para fornecer armazenamento em nuvem (EMC's Atmos), categoricamente conhecido como Cloud Optimized Storage.

Papéis

Fornecedor

Um provedor de computação em nuvem ou prestador de serviços de computação em nuvem possui e opera sistemas de computação em nuvem que servem a outra pessoa. Normalmente, isto requer a construção e o gerenciamento de novos data centers. Algumas organizações obtêm alguns dos benefícios da computação em nuvem tornando-se fornecedores "internos" de computação em nuvem e prestando serviços a si mesmas, embora não se beneficiem das mesmas economias de escala e ainda tenham que engendrar para picos de carga. A barreira à entrada é também significativamente maior com os gastos de capital necessários e o faturamento e a gestão criam algumas despesas gerais. Entretanto, vantagens significativas de eficiência operacional e rapidez podem ser alcançadas até mesmo por pequenas organizações, e a consolidação e virtualização de servidores já estão em andamento. A Amazon.com foi o primeiro fornecedor desse tipo, modernizando seus centros de dados que, como a maioria das redes de computadores, estavam usando tão pouco quanto 10% de sua capacidade a qualquer momento, apenas para deixar espaço para picos ocasionais. Isto permitiu que grupos pequenos e rápidos acrescentassem novos recursos de forma mais rápida e fácil, e eles passaram a abri-lo para pessoas de fora como a Amazon Web Services em 2002, com base na computação utilitária.

As empresas listadas na seção Componentes são fornecedoras.

Usuário

Um usuário é um consumidor da computação em nuvem. A privacidade dos usuários na computação em nuvem tem se tornado uma preocupação crescente. Os direitos dos usuários também são uma questão, que está sendo tratada através de um esforço comunitário para criar um projeto de lei de direitos (atualmente em elaboração).

Vendedor

Um fornecedor vende produtos e serviços que facilitam a entrega, adoção e uso da computação em nuvem. Por exemplo, um vendedor vende produtos e serviços que facilitam a entrega, adoção e uso da computação em nuvem:

  • Hardware de computador (Dell, HP, IBM, Sun Microsystems)
    • Armazenamento (3PAR, EMC, MogileFS)
    • Infra-estrutura (Solace Systems, Layer 7 Technologies, F5 Networks)

Normas

Um padrão de nuvem é um dos vários padrões abertos existentes (tipicamente leves) que têm facilitado o crescimento da computação em nuvem, inclusive:

  • Aplicação
  • Cliente
    • Navegadores (AJAX)
    • Offline (HTML 5)
  • Infra-estrutura
    • Virtualização (OVF)
  • Plataforma
    • Pilhas de soluções (LAMP, arquitetura baseada no espaço)
  • Serviço
    • Dados (XML, JSON)
    • Serviços Web (REST)
  • Armazenamento

Perguntas e Respostas

P: O que é computação em nuvem?


R: A computação em nuvem é quando os serviços de computação são fornecidos por uma empresa ou local fora do local onde estão sendo usados. É como a forma pela qual a eletricidade é enviada aos usuários, permitindo-lhes o acesso a esses serviços através da Internet ("na nuvem").

P: Como funciona a computação em nuvem?


R: O usuário pode simplesmente usar os ambientes de armazenamento, de poder de computação ou de desenvolvimento sem ter que se preocupar como eles funcionam nos bastidores. A nuvem esconde a complexa infraestrutura que faz a Internet funcionar e permite que ações relacionadas a TI sejam fornecidas "como um serviço".

P: O que é um exemplo de computação em nuvem?


R: Um exemplo de computação em nuvem seria a suíte de aplicativos de escritório do Google, que são acessados a partir de um navegador da web. Ao contrário de outros softwares que fazem as mesmas tarefas, incluindo o Microsoft Office, o software e os dados são armazenados nos servidores do Google, em vez de na máquina em que são usados.

P: O que diz o IEEE sobre a computação em nuvem?


R: De acordo com o IEEE, computação em nuvem é um conceito onde a informação é colocada nos servidores e enviada pela Internet para outros dispositivos, tais como computadores, laptops, portáteis e sensores. Isso inclui ter software como serviço (SaaS) como a Web 2.0 que depende da Internet para atender às necessidades de seus usuários.

P: O que os usuários não têm que saber ou controlar com relação ao uso de serviços de nuvem?


R: Os usuários não têm que conhecer ou controlar as tecnologias por trás do uso de serviços em nuvem para evitar problemas éticos e legais.

P: Como o pagamento de eletricidade se compara com o pagamento de serviços em nuvem?


R: Como no pagamento mensal de eletricidade, você paga apenas pelo que usou e nada mais; do mesmo modo, no pagamento de serviços de nuvem, você pagará apenas pelo que usa e nada mais.

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