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Curso de Engenharia de Computação
UMA COMPARAÇÃO ENTRE APIS PARA COMPUTAÇÃO EM
NUVENS
Leonardo Carmona Anser
Campinas – São Paulo – Brasil
Dezembro de 2009
Curso de Engenharia de Computação
UMA COMPARAÇÃO ENTRE APIS PARA COMPUTAÇÃO EM
NUVENS
Leonardo Carmona Anser
Monografia apresentada à disciplina de Trabalho de Conclusão do Curso de Engenharia de Computação da Universidade São Francisco, sob a orientação do Prof. Ms. Carlos Eduardo Pagani, como exigência parcial para conclusão do curso de graduação. Orientador: Prof. Ms. Carlos Eduardo Pagani
Campinas – São Paulo – Brasil
Dezembro de 2009
UMA COMPARAÇÃO ENTRE APIS PARA COMPUTAÇÃO EM
NUVENS
Leonardo Carmona Anser
Monografia defendida e aprovada em 15 de Dezembro de 2009 pela Banca
Examinadora assim constituída:
Prof. Ms. Carlos Eduardo Pagani (Orientador)
USF – Universidade São Francisco – Campinas – SP.
Prof Ms. Márcio Henrique Zuchini
USF – Universidade São Francisco – Campinas – SP.
Prof Ms. Ricardo Augusto de Almeida
USF – Universidade São Francisco – Campinas – SP.
iv
Aos meus pais, Alfredo Anser e Maria Aparecida, pela dedicação e amor oferecidos durante esta jornada. A minha irmã, Tatiana, pelo carinho e exemplo de vida.
v
.Agradecimentos
Agradeço primeiramente a Deus, por tudo que Ele tem me proporcionado ao longo de toda a minha vida. Ao Prof. Carlos Eduardo Pagani, pelos seus incentivos, sugestões, críticas e compreensão ao longo desta caminhada. Aos meus pais, por sempre me apoiarem. Se não fossem por eles, eu não teria chegado até aqui. À minha irmã, pelos bons momentos juntos e pelo exemplo de vida. A todos os meus amigos e amigas, que contribuíram para o meu crescimento pessoal e profissional. Meu eterno agradecimento a todos os professores que dedicaram seu tempo a ensinar com grande dedicação e sabedoria. Ao coordenador do curso e TCC, Prof. André Leon Sampaio Gradvohl, por um ano com suas orientações. Aos Profs. Márcio Henrique Zuchini e Ricardo Augusto de Almeida pela disponibilidade e interesse em compor a banca examinadora. À Universidade São Francisco – Campus de Campinas, aos funcionários e colegas de turma, pelo ambiente sadio e infra-estrutura oferecida.
vi
Sumário
Lista de Siglas ........................................................................................................................viii
Lista de Figuras ....................................................................................................................... ix
Lista de Tabelas .......................................................................................................................xi
Resumo ....................................................................................................................................xii
Abstract ...................................................................................................................................xii
1 Introdução .......................................................................................................................... 1
1.1 O que é computação em nuvens? .................................................................................. 1
1.2 Motivação...................................................................................................................... 6
1.3 Estrutura do Texto......................................................................................................... 7
2 Entendendo computação em nuvem ................................................................................ 7
2.3 A nuvem ........................................................................................................................ 7
2.4 Vantagens ...................................................................................................................... 9
2.5 Desvantagens............................................................................................................... 11
2.6 Armazenamento em nuvens ........................................................................................ 12
2.7 Serviços em nuvens..................................................................................................... 12
2.8 Camadas da arquitetura de computação em nuvem .................................................... 13
2.8.1 Aplicação (Software²) como serviço (SaaS).........................................................14
2.8.2 Plataforma como serviço (PaaS). .........................................................................15
2.8.3 Infra-estrutura como serviço (IaaS)......................................................................15
2.9 Virtualização em nuvens. ............................................................................................ 17
3 arquitetura para computação em nuvem ...................................................................... 19
3.2.1 Escalabilidade Horizontal e Paralelização............................................................24
3.2.2 Organização física e segurança dos dados............................................................25
4 API em nuvens.................................................................................................................. 27
4.1 Google™ Apps............................................................................................................ 27
4.1.1 Desenvolvimento no Google™ Apps...................................................................28
4.1.2 Utilizando o Google™ Apps ................................................................................32
4.1.3 Arquitetura do Google™ Apps.............................................................................38
4.2 Amazon® .................................................................................................................... 39
4.2.1 Arquitetura Amazon® EC2 ..................................................................................42
4.3 IBM® Computação sob Demanda em parceria com Amazon®................................. 43
4.3.1 Usando a estrutura Zend com Amazon® S3 ........................................................44
4.3.2 Utilizando o IBM® Cloud Demand em parceria com o Amazon®. ....................45
4.3.3 Preços IBM® utilizando estrutura Amazon® ......................................................54
4.4 Microsoft® Azure ....................................................................................................... 55
vii
4.5 Tabela de Comparações .............................................................................................. 58
4.6 Outros Exemplos ......................................................................................................... 58
4.6.1 Live Mesh .............................................................................................................58
4.6.2 Datasul By You ....................................................................................................58
4.6.3 Virtual Computing Lab (Exemplo Acadêmico) ...................................................59
5 Conclusão.......................................................................................................................... 60
5.3 Contribuições .............................................................................................................. 62
5.4 Trabalhos futuros......................................................................................................... 63
Glossário .................................................................................................................................. 64
Referências Bibliográficas ..................................................................................................... 65
Anexos........................................................................................... Erro! Indicador não definido.
viii
Lista de Siglas
Iaas
Saas
Paas
API
TI
SSL
EC2
Infrastructure as a service ou infra-estrutura como um serviço
Aplicação as a service ou programa como um serviço
Plataform as a service ou plataforma como um serviço
Application Programming Interface ou Interface de Programação de
Aplicativos
Tecnologia da informação
Secure Socket Layer ou Camada de Soquete Segura
Elastic Compute Cloud ou Computação em Nuvem Elástica
KB
MB
GB
Kilobyte7
Megabyte8
Gigabyte9
TB TeraByte10
ix
Lista de Figuras
FIGURA 1-1: COMPARAÇÃO DE BUSCAS NO GOOGLE™ ENTRE ASSUNTOS DE COMPUTAÇÃO [28].
............................................................................................................................................1
FIGURA 1-2: BUSCAS NO GOOGLE™ SOBRE COMPUTAÇÃO EM NUVEM [28]. ...............................2
FIGURA 2-1: USUÁRIOS CONECTANDO-SE À NUVEM DE QUALQUER DISPOSITIVO QUE CONECTA A
INTERNET E A INFRA-ESTRUTURA TRANSPARENTE PARA O USUÁRIO (DESENVOLVIDO PELO
AUTOR). ...............................................................................................................................8
FIGURA 2-2: CAMADAS DA ARQUITETURA DE COMPUTAÇÃO EM NUVEM [3]. ............................13
FIGURA 2-3: CAMADAS DA ARQUITETURA DE COMPUTAÇÃO EM NUVEM [3]. ............................17
FIGURA 3-1: BIBLIOTECA DE MÁQUINAS VIRTUAIS DISPONÍVEIS PARA O DESENVOLVEDOR [3]..19
FIGURA 3-2: EXEMPLO DE UMA IMPLANTAÇÃO DE UM APLICATIVO EM NUVEM COM DOIS NÍVEIS
E SERVIDORES WEB¹ [3]....................................................................................................20
FIGURA 3-3: EXEMPLO DE UMA IMPLANTAÇÃO DE UM APLICATIVO EM NUVEM COM DOIS NÍVEIS
E SERVIDORES WEB¹ [3]. ...................................................................................................21
FIGURA 3-4: EXEMPLO DE UMA IMPLANTAÇÃO DE UM APLICATIVO EM NUVEM COM DOIS NÍVEIS
E SERVIDORES WEB¹ [3]. ...................................................................................................21
FIGURA 3-5: EXEMPLO DE UMA IMPLANTAÇÃO DE UM APLICATIVO EM NUVEM COM DOIS NÍVEIS
E SERVIDORES WEB¹¹ UTILIZANDO APACHE, MYSQL E JDBC PARA BARATEAR OS CUSTOS
AINDA MAIS [3]. ..................................................................................................................22
FIGURA 3-6: BASE DE DADOS EM NUVENS PARTICIONANDO TABELAS, APLICAÇÃO COM DADOS
DISTRIBUÍDOS ATRAVÉS DE INSTÂNCIAS EM ESCALA HORIZONTAL [3]...............................23
FIGURA 3-7: BASE ARQUITETURA COMUM DE PARALELIZAÇÃO COM BALANCEADORES DE
CARGA ESCALONADO HORIZONTALMENTE [3]. ..................................................................24
FIGURA 3-8: OUTRA FORMA DE UTILIZAR O PARALELISMO [3]. .................................................25
FIGURA 4-1: ARQUITETURA JDO [27]. ......................................................................................29
FIGURA 4-2: ARQUITETURA JPA [31]........................................................................................29
FIGURA 4-3: CONSOLE DE ADMINISTRAÇÃO DO GOOGLE™ APPS ENGINE [18]. ........................31
FIGURA 4-4: BAIXANDO O PLUGIN E O SDK UTILIZANDO ECLIPSE. ...........................................33
FIGURA 4-5: INSTALANDO O PLUGIN E O SDK UTILIZANDO ECLIPSE.........................................34
FIGURA 4-6: NOVO PROJETO UTILIZANDO GOOGLE™ APPS®. ..................................................35
x
FIGURA 4-7: NOVO PROJETO UTILIZANDO GOOGLE™ APPS. .....................................................36
FIGURA 4-8: RODANDO UM APLICATIVO COMO APLICAÇÃO WEB¹. ..........................................36
FIGURA 4-9: RODANDO UM APLICATIVO LOCALMENTE..............................................................36
FIGURA 4-10: CRIANDO APLICAÇÕES NA INTERNET. ..................................................................37
FIGURA 4-11: ENVIANDO APLICATIVO PARA AS NUVENS. ..........................................................37
FIGURA 4-12: TELA DE CONFIRMAÇÃO DENTRO DO ECLIPSE. ....................................................38
FIGURA 4-13: APLICAÇÃO EM NUVENS ACESSÍVEL DE QUALQUER COMPUTADOR COM INTERNET.
..........................................................................................................................................38
FIGURA 4-14: ARQUITETURA GOOGLE™ APPS (DESENVOLVIDO PELO AUTOR). ........................38
FIGURA 4-15: CONSOLE DO AMAZON® EC2 [5]........................................................................42
FIGURA 4-16: ARQUITETURA DO AMAZON® EC2 [5]................................................................43
FIGURA 4-17: LISTA DOS BUCKETS ATIVOS [21]. .......................................................................46
FIGURA 4-18: FORMULÁRIO PARA CRIAR UM NOVO BUCKET [21]...............................................47
FIGURA 4-19: LISTA DOS DADOS DENTRO DE UM BUCKET [21]...................................................47
FIGURA 4-20: CRIANDO UM NOVO OBJETO [21]. ........................................................................48
FIGURA 4-21: LISTA DE IMAGENS [22].......................................................................................49
FIGURA 4-22: INICIANDO UMA IMAGEM [22]. ............................................................................49
FIGURA 4-23: BOTÃO DE CONFIRMAÇÃO PARA INICIAR IMAGEM EC2 [22]................................50
FIGURA 4-24: STATUS DA NOVA INSTÂNCIA [22].......................................................................50
FIGURA 4-25: LISTA DE INSTÂNCIAS, ESTÂNCIA CRIADA PENDENTE [22]...................................51
FIGURA 4-26: LISTA DE INSTÂNCIAS, ESTÂNCIA CRIADA RODANDO [22]. ..................................51
FIGURA 4-27: LISTA DE INSTÂNCIAS, ESTÂNCIA CRIADA RODANDO [22]. ..................................52
FIGURA 4-28: TELA DE CONFIRMAÇÃO PARA FINALIZAR A INSTÂNCIA [22]. ..............................52
FIGURA 4-29: TELA DE FINALIZAÇÃO DA INSTÂNCIA [22]. ........................................................52
FIGURA 4-30: TELA DE FINALIZAÇÃO DA INSTÂNCIA [22]. ........................................................53
FIGURA 4-31: TELA DA INSTÂNCIA DESLIGADA [22]..................................................................53
FIGURA 4-32: ARQUITETURA DO MICROSOFT® AZURE [17]. ....................................................57
FIGURA 4-33: ARQUITETURA MOSTRADA EM OUTRO NÍVEL DO MICROSOFT® AZURE (FIGURA
DESENVOLVIDA PELO AUTOR)............................................................................................57
xi
Lista de Tabelas
Tabela 1-1: Cotas dos recursos.................................................................................................32
Tabela 1-2: Cotas de armazenamento.......................................................................................32
Tabela 1-3: Cotas de e-mails.....................................................................................................32
Tabela 1-4: Preços IBM® utilizando estrutura Amazon®........................................................54
Tabela 1-5: Comparações entre os quatro grandes fornecedores na nuvem: Microsoft®,
Google™, Amazon® e IBM®..................................................................................................58
xii
Resumo
Computação em Nuvem ou seu termo em inglês “Cloud Computing” estuda um
modelo para computação onde os serviços oferecidos estão alojados em grandes servidores
virtuais e toda a infra-estrutura fica invisível para o usuário. Grandes empresas já entraram
nesse novo e rentável mercado.
Esta monografia esclarece o que na verdade significa essa nova tecnologia chamada
Computação em Nuvens, dando ênfase em como essa questão irá alterar a computação
tradicional. Existe também uma proposta de uma arquitetura na nuvem comparando-a com as
arquiteturas existentes.
Finalmente, chegando a uma conclusão deste novo modelo onde será o futuro da
Tecnologia da Informação, revolucionando a computação clássica.
Palavras-chave: Computação em Nuvem; Computação; Servidores; Tecnologia da Informação.
Abstract
Cloud Computing studies a model for computing where services are stored in large
virtual servers and infrastructure are invisible for users. Big companies have already entered
in this new and profitable market.
This monograph clarifies actually what means that new technology called Cloud
Computing with emphasis in how this issue will change the traditional computing. There is a
cloud computing architecture proposal comparing with existing architectures too.
Finally, describe a conclusion of this new model that will be the future of Information
Technology, revolutionizing the classical computing.
KEY WORDS: Cloud Computing; Computing; Servers; Information Technology
1
1 INTRODUÇÃO
1.1 O que é computação em nuvens?
Computação em nuvens é o assunto mais comentado ultimamente entre os estudantes de
curso de sistema de informação e também nas empresas em suas áreas de Tecnologia da
informação (TI). Essa foi uma das motivações que resultou nessa monografia.
Apenas para exemplificar, foi utilizado o Google™ Trends® [28] para comparar
tecnologias atuais da computação com Computação em nuvem. O Google™ Trends® é um
site do Google™ que permite a comparação de palavras-chave mostrando a quantia de buscas
que cada palavra recebeu e também novas bibliografias adicionadas. Podemos ver na Figura
1-1 um aumento das buscas pela palavra computação em nuvem em inglês, “cloud
computing”, comparada com outras tecnologias, como “Service-oriented architecture”
(Arquitetura Orientada a Serviço), o SOA, “Virtualization” (Virtualização) e “web¹ services”
(Serviços da web¹). Logo abaixo também podemos notar que o volume do número de
referências também aumenta para computação em nuvem comparado aos mesmos casos.
A Figura 1-2 apresenta as buscas e novas referências apenas sobre computação em
nuvem, ficando mais claro que o termo vem aumentando mês a mês na estatística.
Figura 1-1: Comparação de buscas no Google™ entre assuntos de computação [28].
2
Figura 1-2: Buscas no Google™ sobre computação em nuvem [28].
De acordo com MILLER [1] a computação como nós conhecemos está próximo de
mudar. Aplicações e documentos estão saindo do computador convencional e estão indo para
as nuvens. Computação em nuvens é onde os aplicativos e arquivos estão alocados em
“nuvens”, que consiste em centenas de computadores e servidores em rede e acessíveis via
internet. Com isso, é possível acessar seus programas e arquivos de qualquer computador com
conexão para internet.
“Computação em nuvem é um dos fundamentos da próxima geração de computação, um
mundo onde a rede é a plataforma de computação para todos. Essa é uma ótima maneira de
pensarmos sobre como vamos oferecer serviços de informática no futuro” diz Tim O’Reilly,
CEO da editora de livros O’Reilly Media [24].
O termo “Computação em Nuvens” pode parecer estranho, mas é possível que já a
utilizamos sem perceber algumas aplicações em nuvens. Os programas de e-mail Gmail® e
Hotmail® são exemplos disso, já utilizam essa tecnologia.
Num mundo com tantas tecnologias surgindo e desaparecendo a todo o momento, esta
chamada “Computação em Nuvens” promete durar e também mudar o jeito que nós
utilizamos computador e a internet, mudando o modo que guardamos informação e utilizamos
aplicações, ao invés de rodar programas e dados individualmente em casa no computador
pessoal, tudo será hospedado em uma “nuvem”.
Essa tecnologia possibilita acessar suas aplicações e documentos em qualquer lugar do
mundo, facilitando a mobilidade dos usuários e também dos membros de grupos de
colaboração online que residem em diversas localidades diferentes [1].
3
Podemos até comparar que o aparecimento dessa tecnologia é equivalente a revolução
da energia elétrica há um século, empresas descontinuaram seus geradores e passaram a
comprar energia por um preço muito mais barato e com mais confiança do que produzir a sua
própria. O mesmo tipo de revolução está para ocorrer com computação em nuvem. O modo
como conhecemos computação hoje em dia está para desaparecer [1].
Nomes de peso como Amazon®, AT&T®, Dell®, HP®, IBM®, Intel®, Microsoft® e
Yahoo® já anunciaram planos e investimentos na área. Um relatório publicado por Gartner
(empresa de consultoria fundada em 1979) aponta a computação em nuvem como uma das
três mais importantes tendências emergentes nos próximos três a cinco anos [29].
"A ascensão da nuvem é mais do que apenas uma mudança de plataforma que deixa
com um visual mais animado. Será, sem dúvida, transformar a indústria de TI, mas que
também irá mudar profundamente a maneira como as pessoas trabalham e as empresas
operam”, de acordo com o artigo [10] do jornal “The Economist”.
Há um consenso de que esta é a hora da computação em nuvem, não é possível dizer
que haja uma idéia definida comum do que realmente é a chamada computação em nuvem. As
opiniões são variadas e um bom exemplo de que o conceito ainda está “nublado”, é o
divertido vídeo da fornecedora Joyent [25], que mostra personalidades notórias como o
visionário da web¹ 2.0, Tim O'Reilly, o editor-chefe da CNet, Dan Farber, e o co-fundador do
Wodpress, Matt Mullenweg, além de vários CEO’s e CO’s de empresas reconhecidas
mundialmente, dando visões bastante distintas sobre o tema.
“O que realmente significa é que alguém vai assumir a responsabilidade de entregar
algumas funções de TI como serviços para alguns clientes que não precisam saber como
funcionam, simplesmente usarão”, esclarece Daryl C. Plummer, vice-presidente do Gartner,
em um podcast da empresa [29].
Resumindo, podemos definir computação em nuvem como uma tecnologia no qual
processamento, armazenamento e aplicações estão acessíveis via internet.
4
1.2 Como funciona a Computação em Nuvem
Com computadores convencionais, cópias de programas rodam em cada computador e
os documentos que criados são armazenados no computador que os criou, podendo ser
acessados por outros computadores na mesma rede, mas não podem ser acessados por
computadores fora da rede.
Na computação em nuvem, os programas que utilizamos não rodam do seu computador
pessoal, mas sim de um servidor acessado via internet. Se o seu computador parar de
funcionar, por qualquer motivo, o programa ainda estará acessível para outros utilizarem, o
mesmo acontece com documentos que são criados, qualquer pessoa com permissão, pode
acessar ou até mesmo editar e colaborar nesse documento em tempo real.
Primeiramente computação em nuvem não é uma rede de computadores convencional,
utilizando rede de computadores, aplicações e documentos são hospedados no servidor de
uma única empresa e acessados por rede de empresas. Engloba várias empresas, servidores e
redes. Também não se pode comparar computação em nuvem com terceirização, onde é
contratado serviços de outra empresa.
A chave para entender computação em nuvens é entender o que é a “nuvem”. Nada mais
é que um grupo de computadores interconectados, que podem ser de qualquer tipo,
computadores pessoais ou servidores, públicos ou privados.
As aplicações e dados guardados na nuvem são disponibilizadas para um grupo de
usuários autorizados, que podem acessar de qualquer computador com acesso a internet e para
o usuário, a infra-estrutura por trás da nuvem é invisível [1].
Segundo o Google™, um dos pioneiros dessa tecnologia, há seis propriedades
principais dos computadores em nuvem [4]:
• Computação em nuvens é focado no usuário, ou seja, tudo o que se gravar na nuvem, documentos, mensagem, imagens, aplicações, o que for, será seu, e poderá ser compartilhado com outros usuários.
• Computação em nuvens é também focado em serviços, ou seja, ao invés do foco ser na aplicação e o que ela pode fazer, o foco é no que você precisa fazer e o que a aplicação pode fazer por você.
• Computação em nuvens é poderosa, conectando centenas de milhares de computadores na nuvem, criando um grande poder computacional, impossível com um computador convencional.
• Computação em nuvens é acessível, porque os dados estão na nuvem, usuários podem solicitar mais informação de diversos repositórios a qualquer momento. Não ficando limitado a apenas um como nos computadores convencionais.
5
• Computação em nuvem é programável, muitas tarefas precisam ser automatizadas, por exemplo, a proteção dos dados, as informações guardadas são replicadas em mais de um computador, pois se um computador é desligado, automaticamente a nuvem redistribui os dados para um novo computador.
• Computação em nuvens é inteligente, com o número crescente de dados guardados nos computadores da nuvem, mineração de dados e análises serão necessários para acessar a informação de maneira inteligente.
De acordo com a Sun [11], em muitos aspectos, a computação em nuvem é
simplesmente uma metáfora para a Internet, com movimento crescente de recursos de
computação e dados para a web¹. Mas há uma diferença: a computação em nuvem representa
um novo ponto para o valor da computação em rede. Proporcionando maior eficiência,
escalabilidade, velocidade e mais fácil o desenvolvimento de aplicação. É sobre novos
modelos de programação, novas infra-estruturas de TI, e a habilitação de novos modelos de
negócio.
1.3 Antecedentes
Computação em nuvem tem como antecedente a arquitetura cliente-servidor e “Peer-to-
Peer” (P2P). Que são maneiras de centralizar informações e multiplicar o processamentos dos
computadores [1].
Uma grande utilidade do modelo P2P é a computação distribuída, que segundo a
definição de Andrew Tanenbaum é uma "coleção de computadores independentes que se
apresenta ao usuário como um sistema único e consistente" [2].
Assim, a computação distribuída consiste em adicionar o poder computacional de
diversos computadores interligados por uma rede de computadores ou mais de um
processador trabalhando em conjunto no mesmo computador, para processar
colaborativamente determinada tarefa de forma coerente e transparente, ou seja, como se
apenas um único e centralizado computador estivesse executando a tarefa. A união desses
diversos computadores com o objetivo de compartilhar a execução de tarefas é conhecida
como sistema distribuído.
Desde o inicio da arquitetura Cliente-Servidor e a evolução do P2P, existe o desejo de
vários usuários trabalharem simultaneamente no mesmo projeto baseado no mesmo
computador, esse tipo de computação colaborativa, algo cada vez mais necessário hoje em
dia, onde o trabalho à distância e fora do escritório começa a ganhar cada vez mais adeptos.
6
Os primeiros sistemas de colaboração em grupo variaram dos mais simples como o
Lotus Notes® e Microsoft® NetMeeting® ao mais complexo como construção de blocos de
arquitetura e o sistema Groove Networks, chamado também de "escritório virtual", permite
compartilhar através da rede todos os tipos de informação, como bases de dados ou
documentos.
A maioria desses sistemas são dirigidos as grandes corporações e limitada a redes
privadas.
Com o crescimento da Internet, houve a necessidade de limitar a colaboração do grupo
para um ambiente corporativo único da rede. Usuários de vários locais dentro de uma
corporação e de várias organizações desejavam colaborar em projetos, atravessando os limites
da empresa. Para isso acontecer, os projetos tiveram que ser alojadas em "nuvem" na internet
e acessado de qualquer computador com internet.
O Google™ é uma das grandes empresas que já começou a oferecer soluções de
computação em nuvem, mas não é a única, no lado da infra-estrutura, outros fornecedores
grandes estão oferecendo o equipamento necessário para construir redes em nuvem que será
detalhado no desenvolvimento desse projeto.
Sobre aplicações, dezenas de empresas estão desenvolvendo aplicações em nuvem
baseadas em serviços de armazenagem.
Hoje, as pessoas estão usando serviços de nuvem e de armazenamento para criar,
compartilhar, localizar e organizar as informações de todos os tipos. Amanhã, esta
funcionalidade vai estar disponível não só para os usuários de computador, mas para usuários
de qualquer dispositivo que conecta a Internet, telefones celulares, tocadores de música
portáteis, até mesmo automóveis e aparelhos de televisão em casa [1].
1.2 Motivação
Hoje em dia há grandes investimentos de grandes empresas para oferecer essa nova
tecnologia chamada Computação em Nuvens. Gigantes como Google™, IBM®, Microsoft®,
Amazon® e Yahoo® já entraram nesse novo mercado. Os usuários, sem perceber, já estão
fazendo parte dessa história e utilizando serviços em nuvens, como por exemplo: Gmail®,
Orkut®, Facebook®. As informações são guardadas em grandes servidores virtuais em
nuvens, ou seja, nós já utilizamos a nuvem.
7
Gigantes centros de dados estão armazenando nossas informações e de usuários por
todo o mundo que podem acessar de qualquer computador conectado a internet. Por outro
lado, nossas informações estão guardadas fora do nosso controle e podem ser utilizadas para
fim comercial futuramente.
Uma das principais motivações é que essa nova tecnologia irá revolucionar a
computação clássica e será uma grande mudança no modelo de fornecimento e de serviços em
TI. Esse é um dos motivos que hoje em dia, computação em nuvem é alvo de cada vez mais
estudos e pesquisas.
Essa é uma grande oportunidade da computação progredir. O impacto será enorme, pois
irá mudar o modo que utilizamos o computador, desenvolvemos aplicações e utilizamos
recursos computacionais.
Nessa monografia, descrevo os principais fundamentos dessa nova tecnologia, os APIs
existentes e disponíveis, pontos positivos, negativos e aspectos da infra-estrutura, o que me
deu conhecimento para propor uma arquitetura.
1.3 Estrutura do Texto
Esta monografia está dividida em quatro capítulos:
O capítulo 1 existe uma introdução, descrevendo o que realmente é a Computação em
Nuvem. No capítulo 2 entro em mais detalhes explicando as vantagens e desvantagens, como
funciona a arquitetura em nuvem e detalhes dos elementos principais para a construção da
arquitetura em nuvem, o capítulo 3 trata de uma proposta para computação em nuvem,
descrevendo uma arquitetura e seus componentes. No capítulo 4 aborda algumas APIs
existentes no mercado, das quatro grandes empresas e outros três de empresas menores, mas
não menos interessantes e importantes.
Por fim, no capítulo 5, descrevo minhas conclusões, contribuições e trabalhos futuros.
2 ENTENDENDO COMPUTAÇÃO EM NUVEM
2.3 A nuvem
A chave para entender a computação em nuvem, como dito anteriormente, é entender a
nuvem, que é uma rede massiva de servidores, ou mesmo computadores pessoais interligados
em rede. Esses computadores funcionam em paralelo, combinando os recursos de cada um
para gerar um supercomputador [1].
8
Simplificando, a nuvem é um conjunto de computadores e servidores que estejam
acessíveis ao público através da Internet. Estes equipamentos são geralmente de propriedade e
operados por um terceiro em uma base consolidada em um ou mais locais do centro de dados.
A Figura 2-1 mostra uma representação dos usuários individualmente se conectam na
nuvem de seus computadores pessoais, aparelhos portáteis ou de qualquer outro dispositivo
conectado através da Internet. Para estes usuários, a nuvem é visto como um único aplicativo,
dispositivo ou documento. O equipamento em nuvens (e o sistema operacional que gerencia
as conexões ao equipamento) é invisível para o usuário.
Figura 2-1: Usuários conectando-se à nuvem de qualquer dispositivo que conecta a internet e a infra-estrutura transparente para o usuário (desenvolvido pelo autor).
"Nesta arquitetura, os dados são na sua maioria residentes em servidores "em algum
lugar na internet" e o aplicativo é executado em ambos, nos servidores da ‘nuvem’ e no
navegador do usuário." É o que diz Eric Schmidt do site Wired [13].
Há muitas preocupações na tecnologia em nuvens, para os desenvolvedores e usuários
finais. Para desenvolvedores, a computação em nuvem fornece maior quantidade de
armazenamento e poder de processamento para executar as aplicações que desenvolvem.
Computação em nuvem também permite novas formas de acesso à informação,
processamento e analise de dados, e também ligar pessoas e recursos em qualquer lugar do
mundo.
Para os usuários finais, computação em nuvem oferece todos esses benefícios e mais.
Uma pessoa usando um aplicativo baseado na internet não está fisicamente ligado a um único
computador, local ou rede. Seus pedidos e documentos podem ser acessados onde quer que
9
ele esteja. Não se teria mais o medo de perder dados por uma falha do computador, pois os
documentos são hospedados na nuvem e sempre estarão lá, não importa o que acontecer com
a máquina do usuário. Após isso, também há o benefício da colaboração do grupo. Usuários
de todo o mundo podem colaborar com os mesmos documentos, aplicações e projetos e tudo
em tempo real. É um novo mundo de computação colaborativa.
A nuvem permite o compartilhamento de recursos mais eficiente do que a computação
em rede tradicional, o equipamento não tem que ser fisicamente alocado no escritório de uma
empresa ou no centro de dados. A infra-estrutura da nuvem pode ser localizada em qualquer
lugar [1].
2.4 Vantagens
Miller [1] afirma que existem algumas vantagens na utilização de computação em
nuvem:
• Custo relativamente baixo: Em computadores para usuários, por exemplo, pois como
as aplicações rodam diretamente na nuvem, o usuário não necessita ter um computador com
alto poder de processamento ou um disco rígido de grande capacidade, ou seja, não é
necessário ter um computador caro.
• Desempenho melhor: Com menos programas e processos carregados na memória,
usuários vão sentir uma melhor performance nos seus computadores.
• Redução nos custos de infra-estrutura TI: Ao invés de se investir em servidores mais
potentes, os departamentos de TI podem usar a computação em nuvem para completar ou
substituir determinados recursos alocados internamente.
• Manutenção dos equipamentos: Com menos servidores, o custo com manutenção é
reduzido.
• Manutenção das aplicações: As aplicações são baseadas em nuvens, portanto, não há
aplicações ou programas instalados localmente. Ainda terá o custo da licença por usuário, mas
ao invés de comprar pacotes de aplicações para cada computador de uma organização, será
apenas uma instalação e apenas quem realmente precisa acessar, terá acesso.
• Atualização: Semelhante à vantagem de manutenção da aplicação, a atualização
acontece apenas uma vez e na nuvem. Com a vantagem das atualizações ocorrerem
automaticamente e estarão disponíveis no próximo vez que o usuário acessar a nuvem.
10
• Segurança de dados: Ao contrário dos computadores convencionais, onde um ruído
elétrico no disco rígido pode destruir todos os seus dados, na nuvem, os seus dados são
replicados em vários servidores, aumentando a segurança
• Compatibilidade:
o Entre sistemas operacionais: Windows, Mac OS, Linux ou Unix, não importa
seu sistema operacional, na nuvem é possível compartilhar documentos.
o Entre formato de documentos: Os documentos criados por aplicações na nuvem
podem ser lidos por qualquer outro usuário que acessar esse aplicativo, sem incompatibilidade
de formato.
• Facilidade na colaboração em grupo: Diversos usuários podem colaborar facilmente
no mesmo documento ao mesmo tempo.
Já os departamentos de TI das empresas podem usar a nuvem para reduzir os riscos na
compra de novos servidores físicos. Não tem mais as preocupações como se o novo servidor
será bem sucedido ou quantos servidores serão necessário para o aumento da carga de
trabalho. Se realmente for feito a compra, também não há mais dúvidas como quando acabar o
projeto o que fazer com o investimento feito ou ainda as dúvidas se a nova infra-estrutura será
bem utilizada ou ficará ociosa a maior parte do tempo.
Ao colocar uma aplicação na nuvem, a escalabilidade e o risco de adquirir muito ou
pouca infra-estrutura desaparecem. Há uma série de atributos de computação em nuvem que
ajudam a reduzir custos para entrar em um novo mercado.
Infra-estrutura pode ser locada e não comprada, controlando o custo e muitas vezes não
é necessário ter investimentos financeiros. Rápido desenvolvimento das aplicações, o que
reduz o tempo de entrada no mercado e entram em ritmo acelerado contra a concorrência.
Isso permite as pequenas empresas competirem com mais força, pois os processos de
implantação podem ser significativamente maiores. Aumentando também o ritmo de
inovação, pois aumenta a concorrência e muitas dessas inovações vêm utilizando aplicações
de código-aberto. Todas as indústrias irão se beneficiar com o ritmo de inovação que a
computação em nuvem oferece [1].
De acordo com a Sun [11], Computação em nuvem traz um novo nível de eficiência e
economia para fornecer recursos de TI sob demanda. Abrindo novos modelos de negócios e
oportunidades de mercado. As plataformas de computação são uma convergência das duas
principais tendências de TI:
11
• Eficiência: Minimizar os custos, as empresas estão convertendo seus custos de TI para
as despesas operacionais por meio de tecnologias como virtualização. Começa como uma
forma de melhorar a infra-estrutura de implantação e utilização de recursos, mas com a
exploração desta infra-estrutura, leva a um novo modelo de desenvolvimento de aplicações.
• Agilidade no negócio: Utilizar os recursos de TI como diferencial competitivo no
mercado, ou seja, revolucionar o tempo de serviço.
Um exemplo de agilidade e eficiência é o que fez o conhecido jornal Americano “The
New York Times”. Necessitavam converter 11 milhões de artigos e imagens de seus arquivos
de 1851 até 1980 para PDF. Um funcionário calculou e disse que levaria sete semanas, mas
um desenvolvedor utilizou 100 interfaces simples do Amazon® EC2, utilizando ferramentas
open-souce (código aberto) e completou o trabalho em 24 horas e com menos de $300. [12]
2.5 Desvantagens
Miller [1] também descreve algumas desvantagens:
• Requer conexão à Internet: Quando você estiver desconectado da rede mundial de
computadores, a computação em nuvem simplesmente não funciona.
• Não funciona bem com conexões lentas: Aplicações baseadas na internet exigem uma
grande largura de banda e conexões lentas podem prejudicar o desempenho.
Existem ainda alguns desafios para as empresas envolvidas na computação em nuvem,
entre eles segurança e confiabilidade (tarefas de desenvolvimento, armazenamento,
manutenção, atualização, escalonamento, etc.). O usuário não precisa se preocupar com nada
disso, apenas com acessar e usar. Para que o usuário confie grande parte de seus sistemas e
arquivos a um terceiro, ele terá de garantir que os dados estejam devidamente protegidos e
100% disponíveis.
Isso é ainda mais crítico quando se trata de informações empresariais altamente
sensíveis, como processamento de dados financeiros. “Isso terá de ser regulado para garantir
que será feito da forma certa”, alerta Plummer, do Gartner [29].
A forma como esses serviços serão cobrados também é outra questão importante.
Fornecedores que tiveram sucesso vendendo caixas fechadas - sejam de aplicações ou de
equipamento - terão que migrar para o modelo de venda de serviços. “Os custos para os
usuários finais serão menores”, assegura Otávio Pecego, gerente do grupo de arquitetura da
Microsoft® Brasil [17].
12
Para resolver questões como esta, três grandes nomes da indústria de tecnologia –
Intel®, HP® e Yahoo® - formaram uma aliança. “Hoje as questões de segurança e
confiabilidade são inibidores do modelo. A idéia é identificar como atender esses
requerimentos e criar padrões”, explica Sena, da HP® [30].
2.6 Armazenamento em nuvens
Um dos principais usos da computação em nuvem é para armazenamento de dados,
afirma Miller [1]. Com armazenamento na nuvem, os dados são armazenados em servidores
de terceiros, em vez de servidores dedicados, como usados no armazenamento tradicional de
dados em rede. Ao armazenar dados, o usuário enxerga um servidor virtual, ou seja, ele
aparece como se dados estivessem armazenados em um lugar particular com um nome
específico, mas esse lugar não existe na realidade, é apenas um pseudônimo usado para fazer
referência virtual a um espaço fora da nuvem. Na realidade, os dados do usuário podem ser
armazenados em qualquer um ou mais computadores usados para criar a nuvem.
O armazenamento real pode até mesmo variar de dia para dia ou mesmo minuto a
minuto, de acordo com o espaço dinamicamente gerado e disponibilizado pela nuvem, mas
mesmo que o local é virtual, o usuário vê uma localização “estática” de seus dados e
pode visualizar seu espaço de armazenamento como um todo, como se fosse o seu próprio
computador.
Armazenamento em nuvem tem tanto benefícios financeiros como de segurança. Os
recursos virtuais na nuvem são normalmente mais baratos do que os dedicados e quanto à
segurança, dados armazenados na nuvem é seguro contra o apagamento acidental ou por
falhas no equipamento, porque os dados são distribuídos em várias máquinas físicas, que nada
mais é que o conceito de computação distribuída.
2.7 Serviços em nuvens
“De acordo com Miller, qualquer aplicativo baseado na internet ou serviços oferecidos
através de computação em nuvem é chamado de um serviço em nuvens. Serviços em nuvens pode-
se incluir calendários, agendas, aplicações de processamento de texto e apresentações. Quase todas
as grandes empresas de computação de hoje, como Google™, Amazon®, Microsoft®, estão
desenvolvendo vários tipos de serviços na nuvem. Com um serviço em nuvens, o próprio
aplicativo está hospedado em nuvem e um usuário executa o aplicativo pela Internet, normalmente
13
dentro de um navegador da internet. O navegador acessa o serviço em nuvens e uma aplicação é
aberta dentro da janela do navegador. Uma vez acessado, o aplicativo baseado na internet funciona
e se comporta como uma aplicação de desktop padrão, a única diferença é que a aplicação e os
documentos permanecem em servidores da nuvem. Serviços em nuvens oferecem muitas
vantagens. Por exemplo, se o computador do usuário falhar, não afeta a aplicação ou o documento
aberto, ambos permanecem inalterados na nuvem, além disso, um usuário pode acessar seus
aplicativos e documentos de qualquer lugar em qualquer computador. Não tem a necessidade de
ter uma cópia de cada aplicativo e arquivo.” [1].
Podemos dizer de modo resumido que, computação em nuvem é um meio de entrega de
recursos de TI como serviços. Quase todos os recursos de TI podem ser um serviço de nuvem:
aplicações, poder computacional, capacidade de armazenamento, redes, ferramentas de
programação, até mesmo serviços de comunicações e ferramentas de colaboração.
2.8 Camadas da arquitetura de computação em nuvem
De acordo com a visão da Sun [3], os prestadores de serviços de nuvens tendem a
oferecer serviços que podem se agrupar em três categorias, como mostra a figura 2-2:
• Aplicação (Software²) como serviço (SaaS);
• Plataforma como serviço (PaaS);
• Infra-estrutura como serviço (IaaS).
Figura 2-2: Camadas da arquitetura de computação em nuvem [3].
14
2.8.1 Aplicação (Software²) como serviço (SaaS)
Aplicação como um serviço nada mais é um aplicativo completo oferecido sob
demanda. Uma única instância do aplicativo é instalada na nuvem e podem ter vários serviços
ou usuários o utilizando, assim, o usuário não precisa adquirir licenças de uso para instalação
ou mesmo comprar computadores ou servidores para executá-lo. Nessa modalidade, no
máximo paga-se um valor periódico - como se fosse uma assinatura - somente pelos recursos
que utilizar e/ou pelo tempo de uso.
Para entender melhor os benefícios do SaaS, suponham que uma pequena empresa que
tem cinqüenta funcionários e necessita de um aplicativo para gerar folhas de pagamento. Há
várias soluções prontas para isso no mercado, no entanto, a empresa terá que comprar licenças
de uso do aplicativo escolhido e, dependendo do caso, até mesmo equipamento para executá-
lo. Em muitos casos, o preço da licença ou mesmo dos equipamentos pode gerar um custo alto
e não compatível com a condição de porte pequeno da empresa.
Se, por outro lado, a empresa encontrar uma fornecedora do aplicativo para folhas de
pagamento que trabalha com o modelo SaaS, a situação pode ficar mais fácil: essa
fornecedora pode, por exemplo, oferecer esse serviço através de Computação em nuvem e
cobrar apenas pelo número de usuários e/ou pelo tempo de uso.
Dessa forma, a empresa interessada paga um valor baixo pelo uso da aplicação. Além
disso, equipamento, instalação, atualização, manutenção, entre outros, ficam por conta do
fornecedor. Também é importante levar em conta que o intervalo entre a contratação do
serviço e o início de sua utilização é extremamente baixo, o que não aconteceria se o
aplicativo tivesse que ser instalado nos computadores da empresa-cliente. Esta última só
precisa se preocupar com o acesso ao serviço (no caso, uma conexão à internet) ou, se
necessário, com a simples instalação de algum plugin no navegador de internet de suas
máquinas.
SaaS é a camada mais alta e possui um aplicativo completo oferecido como um serviço
e por demanda, que significa uma única instância do aplicativo funciona na infra-estrutura e
atende organizações de múltiplos clientes [3].
15
2.8.2 Plataforma como serviço (PaaS).
A camada do meio, plataforma como um serviço envolve uma camada de aplicativos e é
fornecido como um serviço que pode ser usado para desenvolver um nível mais alto de
serviço.
Há duas perspectivas [3]:
• Desenvolvedores de PaaS tem o poder de integrar o sistema operacional, aplicação e
até mesmo um ambiente de desenvolvimento que então seria fornecido a um cliente como
serviço;
• Desenvolvedores de PaaS poderiam ver um serviço encapsulado que é mostrado
através de uma API e a plataforma faz o que é necessário para gerenciar e escalar assim
fornecendo um determinado nível de serviço.
2.8.3 Infra-estrutura como serviço (IaaS)
O modelo predominante para a computação em nuvem hoje é chamado de “infra-
estrutura como um serviço”, ou IaaS e está na camada mais baixa. Nos últimos anos as
máquinas virtuais se tornaram um objeto padrão em implementações.
Com a virtualização, aumentou a flexibilidade, pois aplicações podem ser instalados e
dados distribuídos sem ficarem alocados em apenas um servidor físico e específico,
permitindo os datacenter4 serem dinâmicos e os recursos aproveitados de uma melhor forma,
conforme a necessidade do usuário porque o armazenamento e os recursos da rede também
podem mudar dinamicamente.
A combinação de máquina virtual e servidores como objeto padrão de desenvolvimento
é um dos principais recursos de computação em nuvem. Fornece armazenamento virtualizado
por meios de interfaces de programação de aplicativos ou APIs.
Serviço por demanda e pagar por uso são algumas tendências de computação em
nuvem. Sob uma perspectiva corporativa, o serviço por demanda auxilia o desempenho e a
capacidade dos serviços e permite as organizações criarem ambientes elásticos, isto é, que se
expandem ou contraem com base nas necessidades e carga de trabalho.
Pagar pelo uso utiliza dos benefícios da computação em nuvem para alugar
equipamentos em um provedor na nuvem.
16
A virtualização é a característica chave desse modelo, como dito anteriormente. Os
departamentos de Tecnologia da Informação (TI) das corporações têm utilizado há muito
tempo a virtualização, pois permite de forma fácil e rápida, criar cópias de registros em
diversas máquinas virtuais, apoiando ambiente de testes e desenvolvimento, barateando os
custos, pois podem estar alocados em um mesmo servidor com diferentes ambientes de
produção.
Novas aplicações podem ser desenvolvidas e implantadas em novas máquinas virtuais
em servidores já existentes, para o uso na internet e em grande escala.
O faturamento pode ser baseado no consumo de recursos: como horas de CPU utilizada,
volume de dados movidos ou gigabytes armazenados.
Essa capacidade de usar e pagar somente os recursos que serão utilizados transfere a
necessidade de certa parte da infra-estrutura para o prestador de serviço na nuvem. Também
transfere a responsabilidade por decisões de arquitetura de aplicativos. A transferência da
responsabilidade da arquitetura tem conseqüências significativas.
Os arquitetos determinavam como os componentes de uma aplicação seriam alocados,
interligados, gerenciados e dimensionados dentro dos servidores. Agora um desenvolvedor
utiliza um API de um provedor na nuvem. A capacidade dinâmica da computação em nuvens
coloca um enorme poder nas mãos dos desenvolvedores, por isso o desenvolvedor também
precisa ser um arquiteto, pois precisa ser capaz de criar um controle para suas aplicações em
expansão. O arquiteto / desenvolvedor precisa agora saber quando será necessário criar um
novo segmento ou uma nova máquina virtual.
Aplicações e arquiteturas podem ser reformuladas para aproveitar ao máximo a
utilização dos benefícios dos componentes e serviços da computação em nuvem. O mesmo
vale para as aplicações que serão projetadas, podendo ser interligadas [3].
Na figura 2-3 podemos analisar como é a iteração das camadas de arquitetura explicadas
anteriormente e localizar onde o Usuário final, o Desenvolvedor e o Provedor atuam.
17
Figura 2-3: Camadas da arquitetura de computação em nuvem [3].
2.9 Virtualização em nuvens.
Virtualização [26] é uma tecnologia que prove uma camada abstrata de recursos de uma
máquina, oferecendo um equipamento virtual para cada um dos sistemas com objetivo de
“esconder” as características físicas e como as aplicações e sistemas operacionais interagem
com recursos computacionais. Suas maiores qualidades são o reaproveitamento de recursos, a
portabilidade e a segurança. Podemos executar sistemas operacionais diferentes e aplicações
como um processo de outro sistema operacional.
Virtualização para a computação em nuvem é uma técnica fundamental para todas as
arquiteturas. Permite que os servidores, dispositivos de armazenamento e outros
equipamentos serem tratados como um conjunto de recursos, de modo que estes recursos
possam ser alocados por demanda. A computação em nuvem está interessado nas técnicas da
virtualização, que permite que um único servidor seja utilizado como múltiplos servidores
virtuais e nas técnicas de cluster que permite que múltiplos servidores sejam tratados como
um único servidor.
A virtualização resolve problemas de datacenters4 e traz algumas vantagens [11]:
• Taxas maiores de utilização: Antes da virtualização as taxas de utilização e
armazenamento em centros de dados corporativos eram média menores que 50% da
capacidade total (na verdade, 10% a 15% de taxas de utilização eram comum). As cargas
de trabalho podem ser encapsuladas e transferidos para sistemas ociosos, que significa que
18
os sistemas existentes podem ser consolidadas e a aquisição de capacidade adicional de
servidor pode ser adiado ou evitado.
• Consolidação de recursos: Permite consolidação de vários recursos de TI. Além da
consolidação de servidores e armazenamento, a virtualização oferece uma oportunidade
para consolidar a arquitetura de sistemas, infra-estrutura do aplicativo, dados e bases de
dados, interfaces, redes, desktops e até mesmo processos de negócios, resultando em
economia de custos e maior eficiência.
• Menor utilização de energia: A eletricidade necessária para o funcionamento de
datacenters4 em empresas já não está disponível no fornecimento ilimitado e o custo é
crescente. Usando a virtualização torna-se possível reduzir o consumo total de energia e
poupar dinheiro significativo.
• Economia de espaço: Expansão de servidores continua sendo um grave problema na
maioria dos datacenter4, a expansão nem é sempre uma opção, com custo médio de
construção de vários milhares de dólares por metro quadrado. Virtualização pode
consolidar muitos sistemas virtuais em menos sistemas físicos.
• Recuperação de desastre: Virtualização de serviços pode aumentar as taxas globais de
disponibilidade e oferecer novas opções para soluções e recuperação de desastres.
• Redução dos custos de operação: Uma empresa média gasta mais em manutenção do que
em infra-estrutura. A virtualização pode reduzir essa carga e também reduzir os custos
totais das operações.
19
3 ARQUITETURA PARA COMPUTAÇÃO EM NUVEM
Essa proposta [3] [11] é um exemplo de como combinar virtualização e facilitar a
implantação de uma aplicação, considerando uma implantação com duas camadas em uma
nuvem.
A arquitetura utilizada contém os seguintes componentes:
• Balanceamento de carga: Quando um Equipamento chega ao seu limite o mesmo
serviço pode ser dividido em diversas máquinas para não ocorrer “congestionamento”.
Quando utilizado mais de um balanceamento de carga, aumenta a confiabilidade através da
redundância. Essa solução é o balanceamento de carga que pode ser sobre:
• Utilização do CPU;
• Armazenamento;
• Rede.
• Servidor Web¹: Será um computador que aceitará os pedidos vindos dos clientes e divididos pelo balanceador de cargas.
• Base de Dados: Onde as informações serão guardadas.
• API de Armazenamento: Sistema que envia instruções para o banco de dados. Após entender os componentes, o desenvolvedor deve seguir as premissas a seguir:
• O desenvolvedor deve escolher um balanceador de carga, servidor Web¹¹ e o servidor
de banco de dados de uma biblioteca de imagens de máquinas virtuais pré-configuradas, como
podemos ver na figura 3-1.
Figura 3-1: Biblioteca de máquinas virtuais disponíveis para o desenvolvedor [3].
• O desenvolvedor deve configurar cada componente para montar sua imagem
customizada. Com a arquitetura implementada, o balanceador de carga deve ser configurado,
o Servidor Web¹¹ preenchido com seu conteúdo estático carregando-o para a nuvem de
20
armazenamento e as Base de Dados também populadas, mas diferente do Servidor Web¹¹, seu
conteúdo é dinâmico. O desenvolvedor escolhe um padrão que leva as imagens para cada
camada e os implementa como mostra a figura 3-2, levando em consideração as manipulações
na rede, segurança e problemas de escalabilidade.
Figura 3-2: Exemplo de uma implantação de um aplicativo em nuvem com dois níveis e
servidores WEB¹ [3].
• O desenvolvedor deve personalizar as camadas da nova arquitetura fazendo os
componentes conhecer as exigências específicas de cada aplicação.
• O desenvolvedor escolhe um padrão que leva as imagens para cada camada e como
são implementadas, escolhe como será a manipulação de dados na rede, segurança e
escalabilidade.
• Quando a aplicação precisar ser atualizada, as imagens da máquina virtual podem ser
atualizadas, versionadas e copiada em todo a cadeia de desenvolvimento, de teste e de
produção e toda a infra-estrutura é reimplantada rapidamente. Em computação em nuvem,
tudo é visto como temporário, ficando mais fácil reimplantar um aplicativo inteiro do que
corrigir manualmente um conjunto de máquinas virtuais individuais.
Após isso a arquitetura começa a dar forma, podemos analisar a infra-estrutura mínima
necessária para Computação em Nuvem, como mostra a figura 3-3.
21
Figura 3-3: Exemplo de uma implantação de um aplicativo em nuvem com dois níveis e
servidores WEB¹ [3].
Esse conjunto padrão de componentes podem ser utilizados para implantar rapidamente
um aplicativo. Com esse modelo as necessidades de uma empresa podem ser atendidas
rapidamente, sem a necessidade de comprar equipamentos, seguir manuais de instalação,
instalar mais cabeamento e reconfiguração de servidores e infra-estrutura de rede.
Podemos ainda alterar as configurações, adicionando um novo balanceador de cargas
para aumentar a redundância como mostra a figura 3-4.
Figura 3-4: Exemplo de uma implantação de um aplicativo em nuvem com dois níveis e servidores WEB¹ [3].
Para baratear os custos ainda mais, podemos utilizar de programas open source
(código aberto) para o banco de dados, utilizando MySQL, para o Servidor Web¹¹, utilizando
o Apache e para a API de armazenamento, utilizar o JDBC ou Java Database Connectivity
22
(Conectividade entre Banco de Dados Java), como mostra a figura 3-5, pois estão disponíveis
na internet e de graça.
Figura 3-5: Exemplo de uma implantação de um aplicativo em nuvem com dois níveis e servidores WEB¹¹ utilizando Apache, MySQL e JDBC para baratear os custos ainda mais [3].
Nos anos 90 a discussão era como decompor as aplicações em diversos componentes
para implantar em servidores separados com o objetivo de otimizar os recursos.
Hoje em dia, mantemos essa arquitetura de aplicativos distribuída e utilizamos a
virtualização. Computação em nuvem mantém essa tendência e oferece maneira de
implementar essa arquitetura de aplicação e com um datacenter4 dinâmico.
Essas tendência da arquitetura atual tem sido fatores para impulsionar a adoção da
computação em nuvem, outras tendências são [3] [11]:
• Escalabilidade: Aplicativos desenvolvidos para computação em nuvem necessitam
trabalhar em escala de acordo com as demandas de carga de trabalho para obter um bom
desempenho e cumprir os níveis de serviço. Para isso, as aplicações devem ser flexíveis para
maximizar a escalabilidade. O melhor termo seria elasticidade da aplicação, pois tanto podem
reduzir como aplicar as cargas de trabalho;
• Disponibilidade: Os usuários esperam que esteja funcionando 24 horas por dia, 7 dias
por semana;
• Confiabilidade: Significa que os componentes do sistema raramente falham e podem
ser substituídos rapidamente caso ocorra. E o mais importante, sem perder dados;
23
• Segurança: Aplicações devem fornecer acesso remoto a quem realmente for
autorizado. Os usuários devem confiar na segurança dos seus dados.
• Flexibilidade e agilidade;
• Manutenção: Componentes da aplicação podem ser atualizados ou retirados sem
interromper o sistema como um todo.
• Eficiência: Avaliar o seu objetivo final é sempre importante, pois aplicações de
planejamento de recursos empresariais, por exemplo, pode ser mais adequado para sistemas
verticalmente dimensionados e fornecidos através de SaaS. Aplicações que extrair, manipular
e apresentar dados derivados desses sistemas, pode ser adequado para a implantação na
nuvem;
• Segmentação: Os dados e distribuir para um grande número de servidores;
• Frames (Quadro de dados): Aplicações que processam frames é possível criar uma
máquina virtual através de escala horizontal para renderizar cada frame aumentando o
desempenho.
• Base de dados: Adaptadas para trabalhar em nuvem utilizando escalabilidade
horizontal, ao invés de acessas uma base de dados única e central, os pedidos dependem agora
de qual fragmento contém os dados desejados como mostra a figura 3-6;
Figura 3-6: Base de dados em nuvens particionando tabelas, aplicação com dados distribuídos através de instâncias em escala horizontal [3].
Para uma empresa passar a utilizar a computação em nuvem é necessário planejar os
padrões como que tipo de máquina virtual utilizar, qual sistema operacional utilizar para cada
imagem, ferramenta, programa ou linguagem.
24
3.2.1 Escalabilidade Horizontal e Paralelização
Computação em nuvem, como já mencionado, faz uma enorme quantidade de
escalabilidade horizontal. Com isso, o número de aplicações pode crescer e continuam sendo
adequadas para computação em nuvem [3].
As plataformas de nuvens são construídas de forma que o servidor virtual se houver
uma falha física as máquinas virtuais são realocadas para um servidor físico diferente.
Escalabilidade Horizontal e Paralelização caminham lado a lado, porém sua
implementação mudou. Analisando os aplicativos, esses podem utilizar o paralelismo entre
muitos servidores e escalar para milhares de servidores, oferecendo maior escalabilidade.
A paralelização é freqüentemente implementada com balanceadores de carga que
distribui as solicitações entre os servidores. Na computação em nuvem a paralelização pode
ser implementado com um balanceador de carga que distribui os pedidos recebidos através
das máquinas virtuais. Os pedidos podem ser projetados para solicitar recursos adicionais para
suportar picos de carga de trabalho.
Na figura 3-7 exemplifica uma arquitetura clássica de paralelização com balanceadores
de carga e alguns servidores Web¹¹ acessando o mesmo dado. O volume das solicitações é
distribuído entre os servidores.
Figura 3-7: Base Arquitetura comum de paralelização com balanceadores de carga escalonado horizontalmente [3].
25
Existem outras maneiras de utilizar paralelismo em ambientes de computação em
nuvem [3]. Um aplicativo que usa bastante tempo de CPU para processar dados pode utilizar
esse outro modelo, representado na figura 3-8.
Figura 3-8: Outra forma de utilizar o paralelismo [3].
O planejador recebe tarefas e dados dos usuários e os guarda em um repositório e em
seguida inicia uma nova máquina virtual para cada tarefa e cada máquina virtual recebe um
token, que retorna ao usuário quando o projeto for concluído e a máquina virtual desligada.
Aplicações podem ser paralelizadas na medida em que os dados forem particionados. O
particionamento de dados tem um impacto significativo no volume de dados transferidos
através de redes. Tornando a organização física dos dados uma importante consideração a ser
tratada ao planejar uma arquitetura [3].
3.2.2 Organização física e segurança dos dados
A organização física dos dados é a relação entre os elementos de processamento e os
dados operados. Existe uma equação simples que descreve o tempo para mover certa
quantidade de dados.
Esta equação é importante para o momento do processamento de dados e para o
planejamento em longo prazo. Ela pode ajudar a determinar se faz sentido implementar uma
estratégia de computação onde se demora mais tempo para mover o dados do que para
26
processá-lo. Também pode ajudar a determinar o custo de mover as operações de um
fornecedor em nuvem para outro. O custo da movimentação de dados pode ser expressa em
tempo e custos de largura de banda.
A organização física dos dados está diretamente relacionada com dados e
processamento. Os dados para as empresas normalmente são o mais valioso bem e deve ser
protegido com segurança maior do que qualquer outro ativo. Para isso, alguns passos são
importantes decidir, como: Criptografia, autenticações, controle de acesso e etc.
As aplicações devem apresentar apenas os dados apropriados para cada usuário. Na
implementação, os desenvolvedores devem evitar práticas de codificação que poderia resultar
em vulnerabilidade. Na computação em nuvem, as aplicações são implantadas em redes
partilhadas e utilizam técnicas de segurança simples e filtragem nas portas para proteger as
camadas da arquitetura [3].
27
4 API EM NUVENS
Como dito nos capítulos anteriores, grandes empresas já disponibilizaram seus serviços
em nuvens. Algumas APIs ainda estão em fase de testes.
Neste capítulo analisarei quatro dos grandes fornecedores, são eles:
• Google™, com o Google™ Apps;
• Amazon®, com o Amazon® EC2;
• Microsoft®, com o Microsoft® Azure;
• IBM®, com o IBM® Computing on Demand.
4.1 Google™ Apps
Google™ é o líder em aplicações baseadas em internet, portanto não é surpreendente
que a empresa também forneça seus serviços em nuvens. Esses serviços são chamados de
Google™ App Engine® ou somente Google™ Apps, que permite os desenvolvedores criarem
suas próprias aplicações web¹¹, utilizando a mesma infra-estrutura das poderosas aplicações
do Google™. Google™ Apps fornece um ambiente de aplicações totalmente integrado, são
fáceis de construir, fácil manutenção e alta escalabilidade [4].
Tudo o que o desenvolvedor tem que fazer é desenvolver seus aplicativos e enviá-los
para a nuvem e a partir dai, está pronto para servir seus usuários.
Google™ Apps é um pacote de serviços que o Google™ oferece que contém aplicativos
de edição de texto, planilhas e apresentações (Google™ Docs®), serviço de agenda
(Google™ Agenda®), comunicador instantâneo integrado (Google™ Talk®), e-mail com o
domínio da empresa (por exemplo, [email protected]), entre outros. Todos esses
serviços são processados pelo Google™ e o cliente só precisa criar as contas do usuário. O
Google™ Apps oferece pacotes gratuitos e pagos, de acordo com o número de usuários. Um
dos maiores clientes do Google™ Apps é a Procter & Gamble, que contratou os serviços para
mais de 130 mil colaboradores. O Google™ Apps proporciona um ambiente seguro para as
aplicações e trabalha também sobre demanda.
No modelo de aplicação do Google™ Apps, o desenvolvedor pode criar aplicações em
Java® e Python®. O armazenamento não é relacional, é baseado no Google™ Big Table®
que é um sistema distribuído de armazenamento. Seu funcionamento é como um banco de
28
dados orientado a colunas. Utiliza o GFS - Google™ File System® (Sistema de Arquivo do
Google™) para gerenciar as informações. Se necessário o Google™ Apps dimensiona as
aplicações desenvolvidas automaticamente [4].
O Google™ fornece também uma API para “amarrar” contas do Google™ para
utilização das suas aplicações online, mas não é necessário utilizar. A Microsoft®, com o
Microsoft® Azure®, também faz isso utilizando seu “Live Service” que será melhor
explicado no capítulo 4.3
4.1.1 Desenvolvimento no Google™ Apps
Podemos desenvolver aplicativos em ambiente de execução Java utilizando ferramentas
comuns como “Java Server Pages” (JSP). O Google™ Apps suporta o ambiente de execução
Java 5 ou 6. Para armazenar os dados o Kit de desenvolvimendo do Google™ inclui
interfaces JDO (Objetos de dados Java) e JPA (API persistente Java) [18].
O JDO é uma interface de programação de aplicações padrão Java [27] que provê uma
camada de abstração entre as aplicações e armazenadores de dados. Muito utilizada por
desenvolvedores de aplicações, pois possibilita a interpretação de objetos na estrutura do
banco de dados relacional. Há várias opções de banco de dados como MySQL®, Oracle® ou
SQL Server®. Diversas implementações comerciais e código-aberto utilizam o JDO.
Existem alternativas como JDBC®, EJB® – Enterprise JavaBeans, BMP® – Bean-
Managed Persistence ou ainda o CMP® – Container-Managed Persistence, mas não será
explicado.
Por ser de fácil utilização, os programadores deixam de se preocupar com os detalhes da
persistência de armazenar campo por campo. JDO pode ser executado em várias
implementações sem ter que recompilar ou alterar o código fonte e também independe do
banco de dados utilizado, JDO suporta diferentes tipos e tem um ótimo desempenho e também
otimiza acesso aos dados.
A figura 4-1 exemplifica melhor como funciona o JDO. Permitindo múltiplas
implementações ligadas ao armazenamento de dados, conectadas a um servidor de aplicativos
que permite armazenar dados usando JDO.
29
Figura 4-1: Arquitetura JDO [27].
O JPA [31] provê um modelo de persistência, visa simplificar, melhorar e padronizar
aplicações Java usando persistência de dados. Esta API se baseia nas melhores idéias de
tecnologias de persistência como Hibernate®, TopLink® e JDO® e com isso, surgiu esse
novo padrão. O desenvolvedor tem a liberdade de escolher o padrão de implementação.
A figura 4-2 representa como funciona a arquitetura de uma aplicação Java qualquer
utilizando JPA. Não ficando amarrado a uma solução de certo fornecedor.
Figura 4-2: Arquitetura JPA [31].
Voltando ao desenvolvimento no Google™ Apps® [18], o serviço de armazenamento
de dados é distribuído, entendemos como ele funciona em nuvens no capítulo 3,
especificamente na figura 3-6. O servidor Web¹ também é distribuído e cresce ou diminui de
30
forma elástica à medida que o usuário requer mais poder computacional, como também o
armazenamento age dessa mesma forma. Os objetos de dados no banco de dados têm um tipo
de conjunto de propriedades, onde as consultas podem recuperar entidades, pois o
armazenamento não é feito de forma tradicional como em um banco de dados relacional. O
armazenamento é consistente e utiliza de controle de concorrência. O número de tentativas é
fixo, caso outros processos estejam utilizando a mesma entidade. Utiliza de grupos de
entidades para armazenar, o mesmo grupo de entidades são armazenadas ao mesmo tempo,
tornando-a mais eficientes, mas isso não impede da execução falhar ou recusar. O aplicativo
pode atribuir entidades aos grupos quando forem criadas.
Alguns outros serviços são fornecidos para facilitar operações no gerenciamento do
aplicativo. Conforme exemplos explicados no site do Google [18]:
• Obter de URL: Permite acessar recursos da internet ou dados;
• Mensagens: Os aplicativos podem enviar mensagens de e-mail para facilitar o
controle;
• Memória Cache: Fornece memória cache para os aplicativos para melhorar o
desempenho, diminuindo o uso da persistência e transação de armazenamento para dados
copiados ou temporários;
• Manipular imagens: Permite o aplicativo redimensionar imagens;
• Programar Tarefas: Permite programar tarefas para serem executadas periodicamente.
O SDK inclui um aplicativo de servidor Web¹ para emular os serviços do Google™
Apps no computador, antes de enviá-los para a nuvem. O SDK também inclui ferramentas
para enviar os aplicativos para App Engine, depois de criar o código, pode-se executar essa
ferramenta que solicita o nome da sua aplicação no Google™ Apps, criado anteriormente, seu
login e sua senha. Pode-se também versionar suas aplicações, quando já existe um aplicativo
executando é criado uma nova versão, mas a versão antiga, se o desenvolvedor desejar, ainda
continua funcionando para o usuário.
Existe um Console de Administração na página do Google™ Apps, que é a interface
web¹ utilizada para gerenciar os aplicativos sendo executados, nele é possível criar
aplicativos, criar nome de domínio, pois é possível criar seus próprio domínio, útil para
empresas que contratam os serviços de e-mail, também pode alterar versões ativas dos
31
aplicativos, verificar os logs de acessos e erros, gerenciar o armazenamento de dados e ainda
visualizar gráficos de estatística dos seus aplicativos, como podemos ver a figura 4-3.
Figura 4-3: Console de administração do Google™ Apps Engine [18].
A criação dos aplicativos é gratuita até certo limite, existem cotas. Podemos utilizar até
500 Megabytes de armazenamento, até 5 milhões de visualizações do seu aplicativo por mês e
10 aplicativos. Existe um tempo limite de resposta de 30 segundos para a aplicação, se passar
esse tempo o aplicativo é encerrado. Se um aplicativo ultrapassar esse tempo por muitas vezes
é possível que esse tempo seja diminuído automaticamente.
Outra cota que existe é o número de resultados mostrados ao fazer uma consulta
(query), podendo retornar no máximo 1000 resultados, se ultrapassar é mostrado apenas os
primeiros 1000 resultados encontrados.
Muitos podem estar lendo essa monografia e pensando que como podemos criar até 10
aplicações é possível utilizar múltiplos aplicativos funcionando em paralelo, como existem
programas prontos na internet que fazem isso com o Gmail e o utilizam como um Disco
Rígido virtual, porém o Google™ já pensou nisso e inclusive é uma violação dos termos de
serviços, explícitos ao criar uma nova conta e se isso acontecer é possível que sua aplicação
seja desativada ou sua conta cancelada.
32
Para entender melhor sobre as cotas, foram criados algumas tabelas. Na tabela 1-1 o
foco são os recursos.
Tabela 1-1: Cotas dos recursos [18].
Na tabela 1-2 o foco são os armazenamentos.
Tabela 1-2: Cotas de armazenamento [18].
Na tabela 1-3 o foco é a utilização do e-mail (Gmail).
Tabela 1-3: Cotas de e-mails [18].
Percebemos que o Google™ deixa bem explícito as cotas e tudo é feito de um modo
automático, se ultrapassar, você não pode mais utilizar o tipo do serviço ultrapassado pelo
período de tempo estipulado, que podem ser em minutos, meses, gigabytes, megabytes e etc.
4.1.2 Utilizando o Google™ Apps
Google™ fornece um modo prático e rápido de adicionar seus aplicativos em nuvens.
Para isso é necessário criar sua conta App Engine [18], baixar a aplicação “Development Kit”,
SDK, (Kit de Desenvolvimento de Sotware) [19] do Google™ para Pyton ou Java, no meu
caso eu escolhi o Java para demonstrar.
Para baixar o SDK, podemos utilizar o próprio Eclipse entrando na aba “Help” >
“Install New Application”. Utilizando a URL “Google™ apps -
33
http://dl.Google.com/eclipse/plugin/3.5”, como podemos ver na figura 4-4, o Plugin e o SDK
já estarão disponíveis para download.
Figura 4-4: Baixando o Plugin e o SDK utilizando Eclipse.
34
Os arquivos necessários serão instalados automaticamente, como mostra a figura 4-5.
Figura 4-5: Instalando o Plugin e o SDK utilizando Eclipse.
Ao finalizar a instalação, o Eclipse irá liberar alguns novos ícones, entre eles estão:
Novo projeto Web¹: Permite criar um novo projeto de aplicação Web¹;
Deploy: Permite enviar sua aplicação para as nuvens.
Ao criar um novo projeto, utilizando o novo ícone explicado acima (G em azul), a
janela sofre algumas alterações, podemos perceber na figura 4-6 que existem as opções agora
de utilizar o Google™ Web¹ Toolkit e o Google™ Apps®. Quando utilizado o Google™
Web¹ Toolkit algumas configurações inicias do projeto são alteradas, como vou demonstrar
um JSP simples, nesse exemplo mostrarei apenas utilizando o Google™ Apps.
35
Figura 4-6: Novo projeto utilizando Google™ Apps®.
O assistente cria um modelo de projeto padrão, mostrado na figura 4-7. O diretório de
origem (source), SRC, contém os arquivos fonte Java como acontece normalmente. Há
também as bibliotecas App Engine e Java virtual machine SDK. No diretório “War” estão os
arquivos Web¹, onde estarão os arquivos estáticos e JSP do projeto.
O arquivo com extensão java do diretório src é o Servelet Java padrão, que responde as
requisições HTTP e as saídas. No meu caso, apenas um “Hello World”.
36
Figura 4-7: Novo projeto utilizando Google™ Apps.
Para essa estrutura ser testada é necessário um servidor. No App Engine como dito
anteriormente, existe um servidor web¹ para testes que imita um ambiente de produção, o que
permite desenvolver localmente, antes de enviar para a nuvem. Para realizar esse teste é
preciso rodar o aplicativo como uma aplicação web¹ como mostra a figura 4-8,
disponibilizado através do SDK do Google™.
Figura 4-8: Rodando um aplicativo como Aplicação WEB¹.
Assim, já podemos rodar a aplicação e visualizar localmente, como mostra a figura 4-9.
Figura 4-9: Rodando um aplicativo localmente.
Antes de enviar a aplicação, precisamos dizer o nome dela no App Engine via internet
na página do Google™ Apps e configurar o Eclipse antes do envio, dizendo o nome da
aplicação apenas. Na figura 4-10 podemos ver as aplicações criadas nos testes. A aplicação
que irá receber é a “leoanser332”.
37
Figura 4-10: Criando aplicações na internet.
Funcionando a aplicação localmente, podemos utilizar o botão “Deploy” explicados
anteriormente para enviar nossa aplicação para as nuvens do Google™ Apps, como mostra a
figura 4-11 e ao terminar veremos os resultados do envio mostrados na figura 4-12.
Figura 4-11: Enviando aplicativo para as nuvens.
38
Figura 4-12: Tela de confirmação dentro do Eclipse.
Após enviar o aplicativo e ter a confirmação, podemos utilizar o endereço
http://nome_da_aplicação.aapspot.com/nome_da_classe_java para acessar a aplicação
enviada. No meu caso ficou http://leoanser332.appspot.com/guestbook. Como mostra a figura
4-13.
Figura 4-13: Aplicação em nuvens acessível de qualquer computador com internet.
4.1.3 Arquitetura do Google™ Apps
Figura 4-14: Arquitetura Google™ Apps (desenvolvido pelo autor).
39
Na arquitetura mostrada na figura 4-14 podemos perceber que o Google™ não
demonstra sua arquitetura por completo. Foi desenvolvido a figura 4-14 termos uma idéia de
como é a estrutura do Google™ por trás do Google™ Apps®, que é a mesma utilizada nas
grandes aplicações desenvolvidas pelo Google™.
A única opção de Base de dados que o Google™ oferece é o Google™ Big Table®, o
que se torna um malefício para a estrutura pois, pode atrapalhar testes de desenvolvimento,
pois é uma banco de dados distribuído e o Google™ não oferece outro banco de dados do tipo
relacional por exemplo. Também não dispõe de relacionamentos muitos-para-muitos (N-para-
N), consultas com joins não é possível e agregações nas consultas também não, como por
exemplo utilizar uma consulta de soma, média e etc [18].
Comparando a arquitetura do capítulo 3, o grande diferencial é a memória cache. Com
isso podemos sentir um melhor desempenho para os aplicativos e banco de dados.
Diminuindo o uso do CPU e o uso da persistência.
Um grande diferencial é utilizar e agregar as APIs existentes do Google™ em sua
aplicação.
Também ressalto que a administração dos seus aplicativos é muito simples, existem
relatórios e estatísticas e seu aplicativo pode ser executado em diversas versões diferentes.
O serviço ainda está em fase Beta e existem alguns problemas que ocorrem de forma
intermitente, mas no geral tem se comportado de forma satisfatória.
Por fim, o API de armazenamento do Google™, que discutimos no capítulo 3 é o
Google™ File System ou GFS (Sistema de Arquivos do Google™) para gerenciar as
informações e também podendo utilizar o “Map Reduce”, que também é um aplicativo
desenvolvido pelo Google™ para suportar computação distribuída entre grandes quantidades
de dados para distribuir o processamento [18].
Como mencionado anteriormente, os aplicativos em Java podem armazenar os dados
com interfaces JDO e JPA, que são interfaces de objetos de dados e API persistente
respectivamente.
4.2 Amazon®
Um dos maiores varejistas da internet é também um dos principais fornecedores de
serviços em nuvens, pois a Amazon® tem gasto muito tempo e dinheiro na criação de um
grande número de servidores para serviços em seu página da web¹. Esse serviço é chamado de
“Elastic Compute Cloud” ou apenas EC2. Este é um serviço web¹ comercial que permite os
40
desenvolvedores e empresas alugar a capacidade em nuvem dos servidores da Amazon®. EC2
permite que os clientes acessem máquinas virtuais no qual podem carregar qualquer aplicativo
de sua escolha, podendo criar, abrir ou encerrar instâncias do servidor [5].
No Amazon® é possível escolher entre três tamanhos de servidores virtuais [5]:
• Pequeno porte: Oferece o equivalente a um sistema com 1.7GB de memória, 160GB
de armazenamento e um processador virtual de 32-bit5.
• Grande porte: Oferece o equivalente a um sistema com 7.5GB de memória, 850GB de
armazenamento e dois processadores core virtuais de 64-bit5.
• Porte extragrande: Oferece o equivalente de um sistema com 15GB de memória,
1.7TB de armazenamento e quatro processadores virtuais de 64-bit5.
EC2 é apenas parte do “Amazon Web¹ Services” (AWS), os desenvolvedores podem
criar confiávelmente, em máquinas potentes e de baixo custo, pois pagam apenas o poder de
computação que usam. AWS é talvez o mais popular serviço de computação em nuvem até
hoje. Amazon® afirma que detém um mercado de mais de 330.000 clientes, que é composto
de desenvolvedores, usuários iniciantes e também empresas.
Para não deixar a sua grande estrutura de processamento e armazenamento de dados
ociosa o Amazon® teve a idéia de “alugar” para uso de máquinas virtuais. É possível saber
mais sobre os serviços oferecidos pela Amazon® em sua página na internet [5];
Amazon® EC2 oferece suporte para Solaris OS, Linux e Windows [16]. EC2 é uma
IaaS, ou seja, Infra-estrutura como um serviço que oferece instâncias de servidor virtual com
endereços Ips e armazenamento por demanda. As instâncias no servidor, como dito
anteriormente, podem ser criadas conforme a necessidade e pagando apenas pelos servidores
ativos. É o que chamamos de elasticidade e pagar por uso.
As máquinas virtuais criadas são chamadas de Amazon® Machine Images (AMIS) ou
em português, Máquina de Imagens da Amazon®. Inclui sistema operacional e alguns
aplicativos necessários para a prestação do serviço [5].
“Amazon® Simple Storage Service®” (S3), ou em português, Serviço de
Armazenamento Simples é o serviço web¹ de armazenamento que oferece o acesso a grande
estrutura de armazenamento de dados da Amazon® e que é altamente escalável. Fornece uma
41
interface que pode ser utilizado para armazenar ou recuperar os dados guardados a qualquer
hora em qualquer lugar.
Amazon® oferece ferramentas para ajudar na seleção das imagens configuradas a partir
do seu armazenamento S3 e também podemos configurar a segurança e funções de
acessibilidade através da rede. Ao selecionar os tipos de instâncias e sistema operacional, é
possível iniciar e monitorar suas instâncias do IAM quando necessário, utilizando APIs
oferecidas. Permite também executar aplicações em diversos locais, utilizar terminais com IP
estático ou ainda bloquear instâncias [5].
Para utilizar os benefícios e se cadastrar no Amazon® EC2, basta acessar a página
aws.amazon.com e preencher seus dados criando uma conta. Quando receber a sua conta
existem diversos modos utilizados para acessar e gerenciar suas máquinas virtuais.
O console de gerenciamento do Amazon® é mostrado na figura 4-15, que é um
aplicativo da Web¹ que cria e gerencia instâncias EC2 sem ter que aprender ou baixar as APIs
ou plataformas de desenvolvimento. O console fornece os recursos listados abaixo [5]:
• Criar, parar e gerenciar instâncias EC2;
• Verificar seus dados no EC2 e serviços ativos;
• Criar novos AMIs;
• Criar e associar Ips;
• Gerenciar chaves de acesso público e privado;
• Configurar firewall6.
42
Figura 4-15: Console do Amazon® EC2 [5].
Para iniciar o console devemos criar chaves para garantir que só o usuário terá acesso às
instâncias que o usuário cria. É preciso baixar o arquivo de chaves para guardá-lo em um local
seguro. Este arquivo é necessário para acessar suas instâncias que são criadas a partir destas
chaves. Após criar suas chaves é necessário autorizar o acesso de rede para suas instâncias
configurando um grupo de segurança. Esse grupos definem as permissões de rede,
controlando o acesso as instâncias [5].
4.2.1 Arquitetura Amazon® EC2
Na figura 4-16 podemos ver a arquitetura do Amazon® EC2. Detalho abaixo cada
componente [16]:
• Amazon® SQS prove confiabilidade e escalabilidade enfileirando e armazenando
mensagens são trocadas entre os recursos.
• O Controlador é responsável por executar o processamento sob demanda utilizando
todos os componentes aqui descritos, faz toda a lógica entre os componentes para realizar o
processamento distribuído. O Controlador é considerado, em comparação a arquitetura do
capítulo 3, como o Balanceador de Cargas.
43
• SimpleDB® é um serviço Web¹ e prove as funcionalidades de um banco de dados
como armazemanento, indexação e consultas. Sua arquitetura é usada para armazenamento e
recuperação de estados do sistema. No caso de falha um novo nó pode ser iniciado. O
SimpleDB® nada mais é que a API de Armazenamento utilizado pelo Amazon®. O
SimpleDB® é a Base de Dados, da arquitetura estudada no capítulo 3.
• S3 é um sistema de armazenamento pela Internet. SimpleDB® é um banco de dados e
o S3 é um sistema de arquivos distribuído que tem a utilidade de recuperar e armazenar dados.
Oferece segurança, confiabilidade e rapidez. Se o SimpleDB® é a Base de Dados, o S3 é o
API de Armazenamento do Amazon®.
Figura 4-16: Arquitetura do Amazon® EC2 [5].
4.3 IBM® Computação sob Demanda em parceria com Amazon®.
A IBM® fez uma parceria com o Amazon® Web¹ Services para dar acesso aos usuários
aos aplicativos da IBM® utilizando o Amazon “Elastic Compute Cloud” (EC2) explicados
em detalhes no capítulo 4.2.
Além de usar a grande estrutura do Amazon® que oferece armazenamento com o
Amazon® S3, máquinas virtuais com o Amazon® EC2, troca de mensagens com o Amazon®
44
SQS e serviços de Banco de Dados com o Amazon® Simple DB a IBM® disponibilizou
alguns produtos do seu portfólio [20], como:
• Aplicativos de gerenciamento de dados;
o DB2® : Servidor de dados DB2, oferece 3 versões para computação em
nuvem. Gerencia os dados e fornece base para construir e implementar
aplicativos utilizando C/C++®, Java®, .Net®, PHP®, Ruby® e outras
plataformas.
o Informix Dynamic Server®: Projetado para desenvolvimento de
aplicações e protótipos. Integrado com outro aplicação da IBM®, Data
Studio, que oferece algumas ferramentas adicionais de desenvolvimento.
• Aplicação Lotus, para colaboração;
o IBM® Mashup Center®: Permite reutilizar códigos existentes para novas
aplicações
o Lotus Forms Turbo®: Ajuda a desenvolver formulários;
• Tivoli, para gerenciamento das aplicações;
o Tivoli Monitoring: Sistema de monitoramento de aplicação para banco
de dados, sistemas operacionais e servidores.
4.3.1 Usando a estrutura Zend com Amazon® S3
Zend [21] é uma estrutura que contém diversas classes tornando a utilização do
armazenamento de serviços na nuvem simples.
Como o armazenamento na nuvem não é tão fácil de acessar como um disco rígido, os
desenvolvedores precisam criar protocolos e configurações para trabalhar com os dados.
Sobre a interface para os serviços, no S3, pode-se utilizar a interface REST -
Transferência de Estado Representacional (Representational State Transfer), onde descreve
qualquer interface web¹ simples, pode ser XML, HTML ou mesmo o SOAP, que é outra
interface aceita pelo S3, SOAP quer dizer Protocolo de acesso a objetos (Simple Object
Access Protocol) que é um protocolo para troca de informações com uma estrutura em
plataformas distribuídas, utilizando tecnologias baseadas em XML. Isso quer dizer que você
pode utilizar um serviço de qualquer linguagem de programação, mas obriga o desenvolvedor
a pensar nos detalhes do pedido e não sobre os dados usados, por exemplo, as solicitações S3
45
devem sempre incluir um token para a autenticação em conjunto com uma chave de acesso ao
Amazon®.
O Zend entra exatamente nesse ponto, em vez do desenvolvedor se preocupar em
assinaturas, que é uma detalhe irrelevante para a aplicação, concentra-se nos dados, pois essa
classe permite [21].
4.3.2 Utilizando o IBM® Cloud Demand em parceria com o
Amazon®.
Para iniciar a criação de uma aplicação no IBM® Cloud Demand é necessário a Zend
instalado [21] [22] (zend.com/community/downloads). Esse pacote instala o Zend, o PHP e o
Servidor Web¹ Apache. Também é necessário criar uma conta no Amazon®, que fornece uma
chave de acesso e outra chave secreta para conseguir adicioná-las no código e enviar as
páginas em PHP para o S3. Todas as páginas PHP precisarão dessa chave e o melhor a se
fazer é criar uma classe para recuperar as credenciais. Exemplo:
Credenciais necessárias:
[amazon]
accessKey=X
secretKey=Y
ownerId=123
[nirvanix]
username=Leo Anser
password=xxxxx
appKey=Z
Classe PHP para recuperar as credenciais:
<?php
class Credentials
{
var $key_array;
function Credentials() {
$this->key_array = parse_ini_file("..\conf\cloud.ini", true);
}
function getCredential($group, $key) {
return $this->key_array[$group][$key];
}
} ?>
Esta classe usa parse_ini_file() para ler os valores do arquivo inicial, no caso cloud.ini.
A matriz $key_array guarda as chaves do Amazon®. getCredential() é um método para
recuperar um valor a partir do arquivo .ini ao invés de codificar para cada arquivo PHP.
46
Com isso as credenciais serão definidas apenas uma vez em um lugar e caso precise
alterá-la também. O arquivo .ini não está na raiz do documento pois assim os usuários
poderiam acessá-lo, ele está no diretório conf. Os outros PHPs estarão na raiz do web¹ Server.
Amazon® S3 é um sistema de arquivos distribuído como explicado anteriormente, seu
modelo de dados tem dois conceitos: Bucket e o Objeto. O Bucket concentra e pode haver um
número infinito de objetos com dados, mas não pode conter outro Bucket. Seu nome precisa
ser único.
O objeto, quando criado é definido os parâmetros de controle de acesso para ele e por
padrão são privados, não podem ser modificado ou compartilhados, apenas substituído ou
excluído.
No nosso exemplo, criaremos um aplicativo baseado na Web¹ que gerencia arquivos S3
usando a classe Zend. As páginas criadas no PHP permitirão:
• Criar, Verificar e Deletar os Buckets na conta S3;
• Criar, Verificar e Deletar os Objetos dentro do Bucket.
A aplicação será escrita com 2 arquivos PHP: S3.PHP (exibe os arquivos da sua conta e
permite criar novos e excluir bucket) e Bucketlist.PHP (Exibe, cria e exclui os objetos de
certo bucket).
Quando o usuário carregar o S3.php ele poderá ver uma lista dos Bucket em sua conta
no Amazon®. Como mostra a figura 4-17.
Figura 4-17: Lista dos Buckets ativos [21].
Para criar um novo bucket há algumas restrições impostas pelo Amazon®:
47
• De 3 a 63 caracteres, pode conter números, letras, pontos e traços e deve
começar com número ou letra;
• Não pode ser um endereço IP;
• Não pode terminar com traço;
É fornecido um método para validar o nome (validBucketName()). O formulário fica
dessa forma como mostra a figura 4-18:
Figura 4-18: Formulário para criar um novo bucket [21].
Existe um PHP chamado bucketlist.php que lista todos os buckets existentes e os dados
sobre cada objeto, como mostra a figura 4-19.
Figura 4-19: Lista dos dados dentro de um bucket [21].
48
Zend fornece o método getObjectsByBucket(), que retorna um array com os nomes dos
objetos como mostra a figura 4-17. Para exibir os objetos, utiliza-se o método getInfo() para
cada item do Bucket.
Criar um objeto é a parte mais complicada, o nome deve seguir as regras descritas
anteriormente e os dados devem estar disponíveis. O formulário da figura 4-20 mostra o
usuário adicionando um novo arquivo no objeto, pedindo para selecionar um arquivo, uma
opção de acesso e um nome que é opcional.
Figura 4-20: Criando um novo objeto [21].
Para deletar um objeto é simples, a figura 4-17 mostra o botão “delete” dos objetos.
Para excluir um bucket também é simples, a figura 4-15 mostra também um botão
delete ao lado dos buckets, mas existe uma diferença, é necessário verificar se ele não está
vazio e confirmar com o usuário se ele realmente deseja deletar esse bucket.
O código usa getObjectsByBucket() para pegar o array de todos os objetos de cada
bucket, se não estiver vazio é gerado uma mensagem de confirmação como dito
anteriormente.
O código passa por várias etapas até apagar o bucket, primeiro confirma se o nome é
válido, verifica se o conteúdo é vazio, mas se o parâmetro deleteeverything do código estiver
configurado como verdadeiro, o bucket é excluído de qualquer maneira. Existe método
Cleanbucket() verifica todos os itens do bucket e deleta um a um.
Um dos aspectos mais interessantes para computação em nuvem é a capacidade que o
usuário tem de executar máquinas virtuais em seu prestador de serviço, no nosso caso o
Amazon®. Amazon® EC2 oferece a capacidade de criar imagens de máquinas virtuais com
aplicaçãos e dados e criar quantas imagens forem necessárias.
49
Utilizando ainda o Zend, podemos trabalhar com imagens no EC2. Vamos agora
analisar como trabalhamos com as imagens.
A figura 4-21 mostra uma tabela das imagens, sua localização, seu status e a
plataforma utilizada.
Figura 4-21: Lista de imagens [22].
Para iniciar uma nova imagem, existe um formulário e para cada imagem é possível
iniciar como mostra a figura 4-22.
Figura 4-22: Iniciando uma imagem [22].
Após clicar no botão start this image (Iniciar está imagem), um botão de confirmação
parece para o usuário como mostra a figura 4-23.
50
Figura 4-23: Botão de confirmação para iniciar imagem EC2 [22].
Ao clicar em Ok, uma nova imagem ou instância é iniciada e suas informações são
enviadas para a página de gerenciamento de instâncias. É necessário criar um objeto para a
nova instância e com o objeto criado, é possível iniciar a nova imagem.
Podemos especificar alguns parâmetros para iniciar a nova instância, como o número
de instâncias, tamanho da memória e uso da CPU.
A figura 4-24 mostra o status de uma nova instância.
Figura 4-24: Status da nova instância [22].
Ao clicar em OK, a nova instância é coloca na lista de instâncias. A figura 4-25 mostra
essa lista.
51
Figura 4-25: Lista de instâncias, estância criada pendente [22].
Podemos nota os IDs da nova instância e a chave, explicados anteriormente. Quando
iniciamos uma nova instância seus status(estado) fica pending (pendente), que significa que a
imagem está iniciando mas não funciona ainda.
Quando iniciar, seu status se altera para running (funcionando) como podemos ver na
figura 4-26.
Figura 4-26: Lista de instâncias, estância criada rodando [22].
Isso significa que sua instância já está habilitada para acessos via Web¹. A instância será
executada em um servidor Web¹ utilizando a porta 80, podemos utilizar o endereço DNS
mostrado na figura 4-26 para consultar a página da web¹ da instância.
A figura 4-27 mostra a página de gerenciamento das instâncias onde é possível
reiniciar ou finalizar.
52
Figura 4-27: Lista de instâncias, estância criada rodando [22].
Ao clicar no botão Terminate (Finalizar) surge uma tela de confirmação para finalizar
a instância como mostra a figura 4-28 e ao apertar Ok, a figura 4-29 mostra a tela de
finalização da instância.
Figura 4-28: Tela de confirmação para finalizar a instância [22].
Figura 4-29: Tela de finalização da instância [22].
Como no caso de iniciar a instância, para finalizar ela também leva um tempo, as
figuras 4-30 e 4-31, representam isso. A instância, primeiro fica no status Shuting down
(Desligando) e ao finalizar seu status muda para terminated (Finalizado).
53
Figura 4-30: Tela de finalização da instância [22].
Figura 4-31: Tela da instância desligada [22].
Após terminar uma instância, dentro de uma hora todos os dados dentro dela serão
apagados. Após esse tempo a instância deixará de aparecer na lista.
Vale ressaltar que essa explicação incluindo as telas foram obtidas através da
bibliografia disponível no site da IBM® [21] [22]. Não foi possível demonstrar uma criação
prática, pois os serviços oferecidos pela Amazon® são pagos, como explicados no próximo
capítulo 4.3.4. Também não foi detalhado a programação PHP de cada formulário, pois estão
54
disponíveis no site para consulta, inclusive com exemplos prontos e esse não era o objetivo da
monografia.
4.3.3 Preços IBM® utilizando estrutura Amazon®
Tabela 1-4: Preços IBM® utilizando estrutura Amazon® (Tabela desenvolvida pelo autor com dados retirados so site do Amazon [5]).
55
4.4 Microsoft® Azure
É uma plataforma de serviços em nuvem baseada na internet hospedada nos
datacenters4 da Microsoft®, o qual fornece um sistema operacional e uma série de serviços de
desenvolvimento que podem ser usados individualmente ou colaborar em grupos. A
flexibilidade e interoperabilidade da plataforma Azure pode ser usada para criar novas
aplicações para serem executadas através da nuvem ou melhorar as aplicações existentes com
as capacidades baseadas na nuvem. A arquitetura abertura dá aos desenvolvedores a escolha
de construir aplicações para web¹, aplicações que rodam em dispositivos conectados, PCs,
Servers ou soluções híbridas oferecendo o melhor do online e local.
O Azure atualmente se encontra em fase de testes e foi liberado para o uso de um
número restrito de especialistas, que opinarão sobre o sistema, de forma a definir melhorias
antes de levá-lo definitivamente ao mercado. Nasceu com a idéia de revolucionar o mundo de
aplicativos e serviços na web¹, a fim de automatizar as relações entre empresas e clientes e
aumentar a conectividade. Proporcionará [8]:
• Hospedagem
• Administração de serviços
• Armazenamento em escala
• Computação e redes
Também oferece componentes básicos como:
• Microsoft® SQL Services
• Microsoft®.NET
• Live Services
• Microsoft® SharePoint
• Dynamics CRM Services.
Na figura 4-32 e 4-33 podemos ver a infra-estrutura adotada pela Microsoft® e seu
conjunto de serviços disponíveis [8].
56
• Microsoft® .NET Services são conjuntos de serviços escaláveis para desenvolvedores
e oferecem componentes para as aplicações na nuvem. O desenvolvedor concentram-se na
lógica da aplicação ao invés de construir e disponibilizar o próprio serviço de infra-estrutura
na nuvem. Esse é um grande diferencial da Microsoft® oferece suporte à plataforma de
desenvolvimento dentro da sua infra-estrutura;
• Live Services é um conjunto de componentes dentro do Azure para o tratamento de
dados dos usuários e outros recursos da aplicação. Possibilita os desenvolvedores construírem
aplicações para iteração com Windows Live por exemplo. Como o Google™, a Microsoft®
utiliza dos seu serviço Live para “amarrar” os usuários e obrigá-los a ter uma conta da
Microsoft®.
O Live Services também as tecnologias do Live Mesh para sincronização de dados dos
usuários e pode estender as aplicações na WEB¹ para diversos dispositivos;
• O SQL Services é o serviço da Microsoft® para Armazenamento, quando comparado
a arquitetura discutida no capítulo 3, que é um serviço de armazenamento de dados e de
processamento de consultas construído com base na tecnologia do SQL Server. Diferente do
Google™ que utiliza o Big Table que é um Banco de dados distribuído, SQL Services
implementa apenas partes do modelo relacional. Por isso não possui suporte completo da
linguagem SQL;
• SharePoint Services permite criar aplicações Intranet;
• Dynamics CRM Services é um sistema integrado de CRM.
Share Point e CRM são grandes diferenciais da Microsoft®, em nenhuma arquitetura
analisada temos serviços desse tipo.
57
Figura 4-32: Arquitetura do Microsoft® Azure [17].
Figura 4-33: Arquitetura mostrada em outro nível do Microsoft® Azure (figura desenvolvida pelo autor).
Diferente do Google™, a Microsoft® utiliza Visual Studio ao invés de Pyton® e
Java®. Isso já era esperado, já que o Visual Studio® é um grande pacote de programas da
Microsoft® para desenvolvimento de aplicações muito conhecido e utilizado por
desenvolvedores.
58
4.5 Tabela de Comparações
Tabela 1-5: Comparações entre os quatro grandes fornecedores na nuvem, desenvolvida pelo autor: Microsoft®, Google™, IBM® e Amazon®.
4.6 Outros Exemplos
4.6.1 Live Mesh
Esse é um serviço da Microsoft® ainda em estágio inicial. Sua proposta principal é a de
permitir que o usuário acesse o seu desktop de qualquer computador, com a diferença de que
todos os seus arquivos ficam na nuvem, isto é, nos servidores da Microsoft® [6];
4.6.2 Datasul By You
A brasileira Datasul (agora integrada a TOTVS), dispõe de um conjunto de soluções de
ERP chamado By You que utiliza os conceitos de computação em nuvem e SaaS. O site
InfoWester [7] testou uma das versões do By You analisando suas características;
59
4.6.3 Virtual Computing Lab (Exemplo Acadêmico)
Um caso real de aplicação do conceito de computação em nuvem foi a criação do
Virtual Computing Lab (VCL) [9] na Universidade da Carolina do Norte (EUA). Várias
questões foram analisadas previamente antes da implementação dos laboratórios, como:
• Conseguiríamos suprir os custos e diversidades do que era requerido para o laboratório
dos estudantes;
• Precisaremos de desktops sob demanda;
• Suportaremos o custo de escalonamento entre as dezenas de aplicações instaladas nos
computadores do laboratório;
• Os estudantes fora da universidade terão acesso suficiente aos recursos computacionais;
• Conseguiremos suprir a necessidade de todos os aplicaçãos requeridos pelos estudantes;
• Quando nós deveremos instalar a uma nova versão de uma importante aplicação
demandado pela universidade;
• Precisaremos dos recursos de HPC (High Performance Computing);
Essas questões foram detalhadamente estudadas e em uma primeira tentativa de
análise de pacotes comerciais, nenhum deles atendeu a todos os requisitos exigidos. Na
mesma época a universidade começou a instalação de um serviço HPC centralizado,
utilizando equipamento (BladeCenter) e aplicação IBM® (xCAT – Extreme Cluster
Administration Toolkit). A experiência do uso dessa plataforma deixou claro que poderia
também ser usada para entregar aplicações pelo servidor Blade sob demanda. Essa realização
levou ao nascimento do NCSU’s Virtual Computing Labaratory (VCL) [5]. A principal
exigência do VCL foi acessibilidade. O objetivo era usar componentes industriais padrão com
a combinação de aplicações open source e proprietário (incluindo código VCL desenvolvido
em PHP e Perl pela NCSU), de modo flexível e economicamente atender às necessidades do
laboratório.
60
5 CONCLUSÃO
Concluindo esse estudo pode-se observar que o novo modelo chamado Computação em
Nuvem disponibiliza ao usuário uma forma de acessar os dados em qualquer lugar do mundo,
apenas havendo um computador conectado a internet, mudando completamente os conceitos
da computação clássica como conhecemos nos dias atuais.
Por serem ainda muito prematuros alguns problemas no sistema e a segurança dos dados
ainda deixa empresas e usuários pouco confiantes, no entanto merecem ser analisados e
aprovados na rotina diária de trabalho.
Os investimentos estão grandes e para alcançar as previsões as empresas investiram
muito em segurança e alguns outros investimentos para aumentar a armazenamento e
processamento, pois para conseguir a confiança dos usuários o acesso deve ser rápido como a
execução de um aplicativo nos computadores pessoais. Com a internet de alta qualidade está
cada vez mais disponível no mercado essa modalidade não será um grande problema.
Computação em nuvem é uma arquitetura que vai além de um conjunto de
computadores, neles devem existir uma infra-estrutura gerenciada que inclui funções de
prover recursos computacionais de modo elástico, balanceamento dinâmico das cargas e
monitoração constante do desempenho. Dessa forma o conceito ganha mais complexidade
onde todos os recursos de aplicações “online” devem trabalhar de forma integrada. No entanto
a arquitetura da computação em nuvem ainda está em discussão.
Hoje, ainda se consome muito tempo com manutenção de sistemas, porém as
perspectivas são de minimizar o tempo gasto com mais recursos computacionais.
Dessa forma a Computação em nuvem é muito mais que uma nova tecnologia, significa
novas oportunidades de se pensar em novas formas de negócio. Também será uma grande
alternativa para as empresas não comprar infra-estrutura e sim locarem esses serviços ou
ainda fazer uma combinação dos dois modelos e utilizarem uma arquitetura híbrida, os
recursos de grande utilização podem ser alojados dentro das empresas e novos recursos para
diferentes projetos podem ser alugados, diminuindo o tempo de resposta para os negócios e
disponibilizando uma forma ágil de decisão nos empreendimentos, com infra-estrutura,
deixando grandes recursos computacionais parados ou com pouca utilização.
Pode-se também utilizar na prevenção de desastres, quando as empresas podem estar em
locais de riscos naturais ou políticos.
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Das plataformas analisadas, o Amazon® com o seu Amazon® “Elastic Cloud” (EC2)
é a que recebe maior atenção dos seus desenvolvedores. Quando há necessidade, pode-se
solicitar uma “unidades de computação”. Amazon® disponibiliza uma base de dados, fila de
armazenamento de mensagem e outros recursos com custos adicionais.
A plataforma é muito flexível, podendo aumentar poder de processamento e
armazemanento quando necessário existe suporte para diversos sistemas operacionais, banco
de dados e ambientes de desenvolvimento. No futuro a Amazon® promete adicionar melhores
recursos de balanceamento de carga, dimensionamento automático e outras ferramentas de
gestão e monitoramento.
O Google™ Apps é o mais novo e está em fase de testes, mas é a única empresa que
libera cotas grátis para usuários testarem. A Amazon® oferece uma máquina virtual para ser
instalado qualquer aplicação, o Google™ oferece um ambiente fixo, baseado na linguagem
Python® ou Java®, base de dados Google™ Big Table® e sistema de armazenamento
Google™ File System® (GFS). Por esses motivos o Google™ parece ser mais restritivo com
seus desenvolvedores, principalmente na parte de Banco de Dados, pois o Google™ Big
Table é distribuído e é o único banco de dados aceito.
Os desenvolvedores obtém 500 MB de armazenamento para testes e a empresa
anunciou que deverão cobrar cerca de 10 a 12 centavos de dólar por hora.
Por ser a única empresa que disponibiliza sua arquitetura sem onus até certa cota, foi a
única arquitetura que pode-se fazer testes e adicionar um aplicativo.
A IBM® com o “Computing on Demand” ou computação sob demanda da IBM® é de
alta performance, para ser utilizada, por exemplo, em simulações indústrias aeroespaciais ou
modelos genômicos. A IBM® utiliza a infra-estrutura do Amazon® para oferecer seus
serviços. Diferente do Google™ e da Microsoft®, os clientes recebem servidores físicos
dedicados e as empresas podem rodar máquinas virtuais nesses servidores. A IBM® apostou
na parceria com o Amazon® e já está gerando resultados. Prevê um investimento de $
100 milhões de dólares para o ano de 2010. Com seus poderosos aplicativos já conhecidos
pelo mercado e a mega estrutura do Amazon®, a IBM® entrou de vez na briga pela liderança
do mercado de computação em nuvem.
Dessa forma, a Microsoft® entrou na briga com sua plataforma Microsoft® Azure para
desenvolver serviços em nuvens. Azure também ainda é uma versão Beta, como o Google™.
Diferente das outras, a Microsoft® focou apenas para os desenvolvedores profissionais
e há pouco tempo lançou a Plataforma Windows Azure que utiliza ambiente desenvolvido
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pela própria Microsoft®. Como o Google™, o Azure obtém uma variedade grande de
serviços já conhecidos e agora adaptados para a computação em nuvem.
A plataforma de desenvolvimento padrão é o Visual Studio® onde é possível com
muita facilidade mover o aplicativo para a nuvem. Após criar sua conta no Azure pode-se
criar uma aplicação na nuvem com facilidade e enviar de dentro do próprio Visual Studio.
A versão mais simples do Azure inclui uma base de dados simples, sendo possível
conectar com uma nuvem de base de dados SQL Server®. O grande diferencial é que a
Microsoft® pretende oferecer os seus próprios serviços. Sua plataforma foi projetada para
rodar em computadores pessoais, servidores locais ou corporativos, dentro da empresa, no
Brasil ou no Exterior.
Analisando os quatro grandes concorrentes na nuvem, é possível perceber que cada um
segue um caminho e na verdade não são concorrentes diretos, pois oferecem serviços
diferentes e cada um segue uma linha. A Amazon® foi à pioneira e tem utilizado de grandes
plataformas em código aberto para se beneficiar e criar sua plataforma tornando-a muito
flexível e ganha maior atenção dos desenvolvedores. O Google™ deseja criar o ambiente
mais poderoso, mas esconde seus métodos de desenvolvimento tornando mais restritivo. A
Microsoft® tem o maior número de serviços e acompanha sua tradicional força em
desenvolvimento. A IBM® aposta em indústrias que exigem grande poder de processamento.
Há muitas empresas a serem analisada. Diversas pequenas empresas estão
desenvolvendo seus serviços em nuvens. Muitas utilizam a estrutura dos quatro grandes
fornecedores que foi escolhido para a análise. Para resumir todos os benefícios, criei também
a tabela 1.5, que consta no anexo dessa monografia, onde podemos rever as comparações
citadas e mais algumas dos quatro grandes fornecedores de computação em nuvem:
Google™, Amazon®, Microsoft® e IBM®.
5.3 Contribuições
Com esse estudo, acredito possibilitar um melhor entendimento desta nova tecnologia,
pouco conhecida chamada de computação em nuvens, como também a arquitetura que a
compõe sendo que ainda não foi definido um padrão de arquitetura e infra-estrutura.
Foi detalhada uma proposta e realizado uma análise da arquitetura dos grandes
fornecedores em nuvem e realizado a comparação entre as tecnologias. Além da comparação
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da arquitetura, buscou-se também analisar os serviços oferecidos e fornecidos para os usuários
finais e para as empresas.
Como resultados dessa análise foram criados algumas tabelas para uma melhor
visualização, comparando algumas características como: Sistema Operacional, Linguagens,
Base de Dados, Sistema de Base de Dados e Servidores Web¹ suportados. Também algumas
outras como: Plataforma de visualização, Garantia de Serviço (SLA), Promessas.
5.4 Trabalhos futuros
É importante ressaltar que esse estudo foi um pequeno recorte, para analise da nova
tecnologia da computação em nuvens. Vejo a necessidade de avançar nas pesquisas, dando
continuidade a esse estudo, com a criação de um protótipo através da arquitetura analisada;
pesquisa e comparação de outras diversas APIs existentes; pesquisa e comparação de sistemas
operacionais na nuvem e testes funcionais de arquiteturas utilizando o CloudSim e
Eucalyptus.
Como se trata de tecnologia avançada, necessária a manutenção e avanços na área
computacional, penso que poderá fazer parte de novos projetos de estudo e pesquisa que
deverá acrescentar no meu currículo profissional, que por ora deixarei como propostas de
continuidade para um futuro objetivo de estudo.
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Glossário
1 – Web¹ = É a rede mundial de computadores, Internet.
2 - Software² = Programa de computador.
3 - Hardware³ = Equipamento.
4 - Datacenter4 = Centro de Processamento de Dados, ou seja, local onde são concentrados os
computadores e sistemas.
5 – Bit5 = Menor unidade de informação que pode ser armazenada ou transmitida.
6 – Firewall6 = Programa ou equipamento que protege a rede de computadores, restringindo o
acesso a determinadas zonas.
7 – Kilobyte7 = 1 Kbyte = 1024 Bytes (210) Bytes.
8 – Megabyte8 = 1.024 KB.
9 – Gigabyte9 = 1.024 MB.
10 – Terabyte10 = 1.024 GB.
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Referências Bibliográficas
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[7] – Datasul by You [http://www.datasul.com.br/byyou/]. Datasul; c2009 [acesso em 2009 Out 10]. Datasul By You ECM: gestão de informação através da internet; [7 telas]. Disponível em: http://www.infowester.com/blog/datasul-by-you-ecm-gestao-de-informacao-atraves-da-internet/
[8] – Plataforma Microsoft® Azure [http://www.microsoft.com/azure]. Microsoft®; c2009 [acesso em 2009 Out 12]. What is the Windows Azure Platform?; [9 telas]. Disponível em: http://www.microsoft.com/azure/whatisazure.mspx
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[12] New York Times [Open.blogs.nytimes.com] "Self-service, pro-rata Super Computing Fun!" 11/1/07, open.blogs.nytimes.com/2007/11/01/self-service-prorated-super-computing-fun/ [acesso em 25/10/09]
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[15]http://www.convergenciadigital.com.br/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?infoid=16024&sid=16 [Acesso em 01/11/2009]
[16] Sun MicroSystems: “Getting Started in the Cloud with the Sun GlassFish™ Portfolio”. Outubro 2009 11 páginas.
[17] Microsoft® Azure Web¹site, acesso em Novembro de 2009: http://www.microsoft.com/windowsazure/
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[18] Google™ Apps, acesso em Novembro de 2009: http://code.Google.com/intl/pt-BR/appengine/
[19] Google™ Apps, acesso em Novembro de 2009: http://code.Google.com/intl/pt-BR/appengine/downloads.html
[20] IBM® Computing on Demand, acesso em Novembro de 2009 http://www-03.ibm.com/press/br/pt/pressrelease/25568.wss
[21] IBM® Computing on Demand, acesso em Dezembro de 2009 http://www.ibm.com/developerworks/web¹/library/os-php-cloud1/index.html
[22] IBM® Computing on Demand, acesso em Dezembro de 2009 http://www.ibm.com/developerworks/web¹/library/os-php-cloud1/index.html
[23] Amazon® EC2, acesso em Dezembro de 2009: https://aws-portal.amazon.com/gp/aws/developer/subscription/index.html?ie=UTF8&productCode=AmazonEC2
[24] Sprending The Knowledge of Technology Innovators, acesso em Setembro de 2009: http://oreilly.com/
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[30] Core – Telecom & IT, Acesso em Setembro de 2009 http://www.caldasonline.com.br/cloudcomputing.php
[31] Introdução à Java Persistence API – JPA, acesso em Setembro de 2009 http://www.devmedia.com.br/articles/viewcomp.asp?comp=4590
