Computação em Nuvem Conceitos e Contexto

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1 Computação em Nuvem Conceitos e Contexto
Palestrante: Luis Cláudio Pereira Tujal

2 Serviço Federal de Processamento de Dados
SERPRO Serviço Federal de Processamento de Dados Empresa Pública de TIC do governo federal brasileiro *Picture taken under Creative Common license 2

3 Admirável Mundo Novo *Picture taken under Creative Common license 3

4 Reflexões Com grandes poderes vêm grandes responsabilidades
Tio Ben (do Homem Aranha) O maior crime da história é o assassinato da linda teoria pela cruel quadrilha dos fatos … Stendhal (O Vermelho e o Negro) *Picture taken under Creative Common license 4

5 Paradigmas da Ciência Há mil anos atrás, ciência empírica, descrevendo fenômenos naturais; - Nos últimos séculos, ciência teórica, valendo-se de modelos e generalizações; - Nas últimas décadas, ciência computacional, simulando fenômenos complexos; - Atualmente, ciência de dados massivos, a eCiência, unificando teoria, experimento e simulação; - dados capturados por instrumentos ou gerados por simuladores; - processados por software; - informação e conhecimento armazenados em sistemas de computação; - cientistas analisam bases de dados e arquivos usando gerenciamento de dados e estatísticas; - Fonte: Jim Gray (2009) e Tony Hey (2010, in “The Fourth Paradigm”) 5

6 eScience (eCiência) de acordo com John Taylor (Director General of Research Councils UK, Office of Science and Technology) se refere à colaboração mundial em áreas chave da ciência e à nova geração de infraestrutura que vai viabilizá-la. 6

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9 Big Data ou Big Informação
PEPEL DA INFORMAÇÃO nas Esferas de Influência na Vida Humana BIOSFERA, propagação da organização; - SIMBOLOSFERA, cultura, linguagem, tecnologia, ciência, governança, economia; - TECNOSFERA, ciência computacional, simulando fenômenos complexos; - ECONOSFERA, economia, política, ciências sociais, - Fonte: Logan (2010) “O que é informação?” 9

10 Arquiteturas Orientadas à Serviço
SOA – Service Oriented Architecture (Arquitetura Orientada a Serviço) Desacoplam aplicações e serviços de negócio dos serviços tecnológicos, tornando a organização independente de uma implementação tecnológica específica ou de uma infraestrutura. Em TIC, usualmente se baseiam em 04 (quatro) conceitos chave: - Interface de aplicação - Serviço - Repositório de Serviços - Barramento de Serviços Perspectivas de Federação, Agilidade, Interoperabilidade e Harmonia Fonte: Thomas Erl (2005) (2005, in “Service-Oriented Architecture – Concepts, Technology and Design”)

11 Ciências da Web As cinco mainstream dimensions das web sciences
Fonte: Documento Oficial do Instituto Brasileiro de Pesquisa em Ciência da Web Estratégia de Ambiente de Nuvem para eGoverno : CASE SERPRO 11

12 Terceira Plataforma É uma plataforma computacional de escopo abrangente que inclui tecnologias que estão se tornando comuns na segunda década do século XXI. O Gartner Group faz referência à “convergência e reforço mútuo de quatro tendências: interação social, mobilidade, nuvem e informação”. A IDC – International Data Corporation se refere à “terceira plataforma para inovação e crescimento de TI, construída sobre dispositivos móveis, serviços de nuvem, tecnologias socias e dados massivos”. Alguns incluem a IoT (Internet of Things) Fonte: Wikipedia, tradução do autor para (

13 O Sinal e o Ruído Segundo Tomasio Poggio, neurocientista do MIT, “os seres humanos têm mais essa necessidade de encontrar padrões que os outros animais”. Fomos programados para detectar padrões e reagir a oportunidades e ameaças sem muita hesitação. Contudo, o cérebro humano é capaz de armazenar uma quantidade próxima de 3TB de dados. Isto corresponde, de acordo com a IBM, a um milionésimo dos dados que o mundo produz em um dia (padrões de 2012). Fonte: Nate Silver (2012, in “O Sinal e o Ruído”) Considerando a aptidão natural humana para trabalhar com padrões, apresenta-se a disciplina multi-dimensional do analytics, “a descoberta e a comunicação de padrões significativos nos dados”. Fonte: Wikipedia, em (

14 Cloud Computing (Computação em Nuvem)
Voluntária em Grid Utilitária Web 2.0 Web 3.0 IoT Computação Paralela Distribuída Autonômica Ubíqua eScience Cloud Computing 14

15 Computação em Nuvem O escopo da computação em nuvem tem intersecção com as modalidades grid, e-Science, utilitária, ubíqua, autonômica, paralela, amorfa, para citar algumas. Podemos enxergar cloud como uma especialização da computação distribuída e da computação paralela que realiza o antigo sonho de computação utilitária. 15

16 Cloud vs Grid “GRID” refere-se às grades computacionais
Distinção sutil entre grid e cloud relacionada à alocação de recursos: recursos dedicados para poucos usuários de cada vez no grid e em tempo real para grandes quantidades de usuários na nuvem. 16

17 Computação Utilitária
No que se refere à computação utilitária, observamos que tanto nesta modalidade quanto na nuvem está ocorrendo um empacotamento de recursos computacionais, como por exemplo, geração, armazenamento e distribuição na forma de serviços similares aos utilidade pública, como eletricidade. 17

18 Computação Ubíqua A modalidade ubíqua se refere a um conceito em ciência da computação onde a computação se faz presente em todo e qualquer lugar. A computação ubíqua pode ocorrer em qualquer dispositivo, qualquer localidade, qualquer formato. Fonte: Wikipedia ( 18

19 Computação Autonômica
Os benefícios da computação autonômica se verificam com a experiência de sistemas computacionais capazes de se auto-gerenciarem. Envolve a automatização de componentes, de arquiteturas e de mecanismos de administração do ambiente, proporcionando um efeito de tempo real. 19

20 Computação Voluntária
Baseado na idéia de trabalho voluntário. É necessária a instalação de um programa cliente e cadastro num projeto. Este programa é o responsável pela comunocação com o servidor dos projetos via Internet, e pelo escalonamento de tarefas na utilização dos ciclos ociosos do computador para execução da tarefa referente ao projeto selecionado. O problema é quebrado em milhões de pequenas unidades que podem ser processadas de forma paralela e distribuída... Projetos que levariam milhares de anos para serem processados podem ser processados em muito menos tempo em milhões de computadores voluntários. Fonte: Wikipedia ( 20

21 Paralelismo e Distribuição
A computação paralela é uma forma de computação em que vários cálculos são realizados simultaneamente. Fonte: Wikipedia ( A computação distribuída é uma referência à computação paralela e descentralizada, realizada por dois ou mais computadores conectados através de uma rede, cujo objetivo é concluir uma tarefa em comum. Fonte: Wikipedia ( 21

22 Web N.0 Ao se tratar de cloud também tangencia-se a Web 2.0 e a Web semântica (Web 3.0). A interface que se origina das especificações e implementações da família das Web N.0 aproveita para expandir a nuvem. 22

23 Internet das Coisas IoT – Internet of Things .
Representa a interconexão de dispositivos computacionais individualmente identificáveis através da infraestrutura de internet existente. . 23

24 Computação em Nuvem Definição
É um modelo para possibilitar acesso de rede, ubíquo, conveniente e sob demanda, a um pool compartilhado de recursos computacionais configuráveis (e.g., redes, servidores, armazenamento, aplicações e serviços) que podem ser rapidamente provisionados e liberados com um mínimo de esforço gerencial ou de interação de provedor de serviço. Fonte: NIST National Institute of Standards and Technology Authors: Peter Mell and Tim Grance, Information Technology Laboratory Special Publication September Tradução: Luis Cláudio Pereira Tujal Estratégia de Ambiente de Nuvem para eGoverno : CASE SERPRO 24

25 Aspectos da Computação em Nuvem
Elimina-se a necessidade de previsão e comprometimento na alocação inicial de recursos; Granularidade para se pagar pelo uso de recursos computacionais ; O efeito de recursos computacionais ilimitados, sem necessidade de futuros aprovisionamentos. 25

26 Aspectos da Computação em Nuvem
Autoserviço sob demanda – o consumidor pode provisionar unilateralmente as capacidades computacionais; Acesso Amplo em Rede – capacidades computacionais disponíveis através da rede; Resource pooling – recursos computacionais do provedor estão agrupados para servir múltiplos consumidores como o uso de um modelo multi-tenant, com diferentes recursos físicos e virtuais designados e redesignados dinamicamente de acordo com a demanda do consumidor; Elasticidade Rápida – capacidades computacionais podem ser rapidamente provisionadas e liberadas, escalando para cima ou para fora de modo a manter o passo com a demanda; Serviços Mensurados – uso de recursos pode ser monitorado, controlado e relatado, provendo transparência do serviço utilizado para provedor e consumidor; 26

27 XaaS (Onde X Є {S, I, H, P}) Modelos de Serviço Conceitos de
Em ambiente computacional distribuído. 27

28 Modelos de Serviço 28

29 Topologia Básica 29

30 Tipos de Nuvem Computacional
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31 Modelos de Entrega TI Tradicional TI Tradicional Nuvem Pública
Nuvem Privada Organização Nuvem Híbrida TI Tradicional Nuvem Comunitária Nuvem Híbrida Nuvem Privada Organização Nuvem Pública TI Tradicional 31

32 Ganhos Esperados Capacidade De Para Uso de CPU e Armazenamento 10-20%
Auto-Serviço Não há Testes Semanas Gerência de Mudanças Meses Gerência de Implantação Medição/Billing Custo Fixo Padronização Complexa Retorno para novos serviços Anos 70-90% Ilimitado Minutos Dias/Horas Granular Auto-serviço Meses A nuvem acelera a agregação de valor em uma variedade de domínios IBM Ambiente Legados Ambiente em Nuvem 32

33 Modelo de Computação em Nuvem Multiplos tipos de Nuvem Coexistirão
Nuvem Computacional A Nuvem é A Nuvem permite: Um novo modelo de consumo e entrega baseado consumo via serviços internet. Auto-serviço Opções de Fornecimento Economia de Escala Serviços em Nuvem Modelo de Computação em Nuvem Multiplos tipos de Nuvem Coexistirão A Nuvem representa A industrialização da entrega de IT por meio de serviços Privada, Publica e Híbrida Modelos de Workload e Programação específicos consumption and delivery model inspired by consumer Internet services. 33

34 Conceitos de Serviços

35 Conceitos de Serviços

36 Arquitetura de Nuvem Estratégia de Ambiente de Nuvem para eGoverno : CASE SERPRO 36

37 Padronização da Computação em Nuvem
ISO/IEC JTC1 SC38 Distributed application platforms and services WG 3 – Cloud Computing ISO (International Standarts Organization) IEC (International Eletrotechnical Commission) JTC (Joint Technical Committee) SC (Subcommittee) WG (Working Group) 37

38 Players de Nuvem 38

39 Caso Amazon 39

40 Caso Amazon - AWS EC2, o Amazon Elastic Compute Cloud, que permite executar múltiplos servidores Linux virtuais por demanda, provendo quantos computadores você precisar para processar seus dados e executar sua aplicação web sem ter de comprar ou alugar máquinas físicas; Monthly Uptime % Service Credit % >= 99% e < 99.9% 10% < 99% 25% 40

41 Caso Rackspace 41

42 Caso Google 42

43 Tecnologia de Nuvem Computacional
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44 Provedor de Nuvem - IaaS
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45 Provedor de Nuvem - IaaS
Estratégia de Ambiente de Nuvem para eGoverno : CASE SERPRO 45

46 Provedor de Nuvem - IaaS
Estratégia de Ambiente de Nuvem para eGoverno : CASE SERPRO 46

47 Provedor de Nuvem - IaaS
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48 Provedor de Nuvem - IaaS
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49 Provedor de Nuvem - IaaS
Estratégia de Ambiente de Nuvem para eGoverno : CASE SERPRO 49

50 Federação – Case Governo Brasileiro
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51 Projeto Amãpytuna Modelos Grid e Cloud 51 51

52 CICN Centro de Inovação em Computação em Nuvem
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53 Cenário: Visão Geral Demanda de Conhecimento pelo Governo
Oferta de Conhecimento pela Academia Pressão para a mudança causada por: Novas Tecnologias com a oportunidade de ganhos econômicos efetivos. Tecnologias tradicionais incapazes de atender as novas demandas Grande oferta de sistemas computacionais, porém: Dados passam a ser controlados pelos vendedores Dados podem ser “exportados” ou mantidos no exterior sem o consentimento ou conhecimento dos compradores Poder computacional fica localizado fora do país Padrões Abertos e Nacionais Computação Avançada Acompanhar a mudança de paradigmas Criar os novos paradigmas

54 Cenário: Integração Governo Academia Governo/Indústria Academia
Problemas se amontoam Tecnologias não são compreendidas Investimento necessário aumenta Legados duram mais tempo que recomendado Academia Soluções são desperdiçadas Faltam problemas e dados reais Conhecimento é direcionado para problemas internacionais Formação humana em ciência e tecnologia de ponta trabalhando nas tecnologias tradicionais

55 Rede de Pesquisa

56 Computação em Nuvem - Conceitos e Contexto
Obrigado! Luis Claudio Pereira Tujal Analista de Sistemas do SERPRO Estratégia de Ambiente de Nuvem para eGoverno : CASE SERPRO 56