computação em nuvem conceitos e contexto palestrante: luis cláudio pereira tujal

Computação em NuvemConceitos e Contexto

Palestrante: Luis Cláudio Pereira Tujal

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SERPRO

Serviço Federal de Processamento de Dados

Empresa Pública de TIC do governo federal brasileiro

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Admirável Mundo Novo

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Reflexões

Com grandes poderes vêm grandes responsabilidadesTio Ben (do Homem Aranha)

O maior crime da história é o assassinato da linda teoriapela cruel quadrilha dos fatos …

Stendhal (O Vermelho e o Negro)

Há mil anos atrás,ciência empírica, descrevendo fenômenos naturais;

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Nos últimos séculos,ciência teórica, valendo-se de modelos e generalizações;

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Nas últimas décadas,ciência computacional, simulando fenômenos complexos;

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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;

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Fonte: Jim Gray (2009) e Tony Hey (2010, in “The Fourth Paradigm”)

Paradigmas da Ciência

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.

eScience (eCiência)

PEPEL DA INFORMAÇÃO nasEsferas de Influência na Vida Humana

BIOSFERA,propagação da organização;

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SIMBOLOSFERA,cultura, linguagem, tecnologia, ciência, governança, economia;

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TECNOSFERA,ciência computacional, simulando fenômenos complexos;

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ECONOSFERA,economia, política, ciências sociais,

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Fonte: Logan (2010) “O que é informação?”

Big Data ou Big Informação

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”)

As cinco mainstream dimensions das web sciences

Estratégia de Ambiente de Nuvem para eGoverno : CASE SERPRO

Ciências da Web

Fonte: Documento Oficial do Instituto Brasileiro de Pesquisa em Ciência da Web

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 (http://en.wikipedia.org/wiki/Third_platform)

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 (http://en.wikipedia.org/wiki/Analytics).

Cloud Computing

ComputaçãoParalela

Computação Distribuída

Computação Autonômica

Computação Ubíqua

eScience

Computação Voluntária

Computação em Grid

Computação Utilitária

Web 2.0 Web 3.0

IoT

Cloud Computing (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.

Computação em Nuvem

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.

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.

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 (http://en.wikipedia.org/wiki/Ubiquitous_computing)

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.

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 (http://pt.wikipedia.org/wiki/Computa%C3%A7%C3%A3o_volunt%C3%A1ria)

Paralelismo e Distribuição

• A computação paralela é uma forma de computação em que vários cálculos são realizados simultaneamente.

Fonte: Wikipedia (http://en.wikipedia.org/wiki/Parallel_computing)

• 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 (http://en.wikipedia.org/wiki/Distributed_computing)

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.

Internet das Coisas

• IoT – Internet of ThingsRepresenta a interconexão de dispositivos

computacionais individualmente identificáveis através da infraestrutura de internet existente.

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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 TechnologyAuthors: Peter Mell and Tim Grance, Information Technology Laboratory Special Publication 800-145 September 2011

Tradução: Luis Cláudio Pereira Tujal

Computação em Nuvem

1) Elimina-se a necessidade de previsão e comprometimento na alocação inicial de recursos;

2) Granularidade para se pagar pelo uso de recursos computacionais ;

3) O efeito de recursos computacionais ilimitados, sem necessidade de futuros aprovisionamentos.

Aspectos da Computação em Nuvem

1) Autoserviço sob demanda – o consumidor pode provisionar unilateralmente as capacidades computacionais;

2) Acesso Amplo em Rede – capacidades computacionais disponíveis através da rede;

3) 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;

4) 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;

5) Serviços Mensurados – uso de recursos pode ser monitorado, controlado e relatado, provendo transparência do serviço utilizado para provedor e consumidor;

Aspectos da Computação em Nuvem

Conceitos de

XaaS (Onde X Є {S, I, H, P})

Em ambiente computacional distribuído.

Modelos de Serviço

Modelos de Serviço

Topologia Básica

Tipos de Nuvem Computacional

Organização

TI Tradicional

Nuvem Privada

Nuvem Pública

Nuvem Híbrida

Organização

TI Tradicional

Nuvem Privada

Nuvem Pública

Nuvem Comunitária

Nuvem Híbrida

Modelos de Entrega

Uso de CPU e Armazenamento

10-20%

Auto-Serviço Não há

Testes Semanas

Gerência de Mudanças

Meses

Gerência de Implantação

Semanas

Medição/Billing Custo Fixo

Padronização Complexa

Retorno para novos serviços

Anos

70-90%

Ilimitado

Minutos

Dias/Horas

Minutos

Granular

Auto-serviço

Meses

Ambiente Legados Ambiente em Nuvem

A nuvem acelera a agregação de valor em uma variedade de domínios

Capacidade De Para

Ganhos Esperados

Um novo modelo de consumo e entrega baseado consumo via serviços internet.

Privada, Publica e Híbrida Modelos de Workload e

Programação específicos

A industrialização da entrega de IT por meio de serviços

Serviços em Nuvem

Modelo de Computação em Nuvem

Auto-serviço Opções de Fornecimento Economia de Escala

Multiplos tipos de Nuvem CoexistirãoA Nuvem representa

A Nuvem permite:A Nuvem é

Nuvem Computacional

Conceitos de Serviços

Conceitos de Serviços

Arquitetura de Nuvem

ISO/IEC JTC1 SC38Distributed 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)

Padronização da Computação em Nuvem

Players de Nuvem

Caso Amazon

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%

Caso Amazon - AWS

Caso Rackspace

Caso Google

Tecnologia de Nuvem Computacional

Provedor de Nuvem - IaaS

Provedor de Nuvem - IaaS

Provedor de Nuvem - IaaS

Provedor de Nuvem - IaaS

Provedor de Nuvem - IaaS

Provedor de Nuvem - IaaS

Federação – Case Governo Brasileiro

Projeto AmãpytunaModelos Grid e Cloud

CICNCentro de Inovação em Computação em Nuvem

Cenário: Visão GeralDemanda de Conhecimento pelo GovernoOferta de Conhecimento pela AcademiaPressão 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 vendedoresDados podem ser “exportados” ou mantidos no exterior sem o

consentimento ou conhecimento dos compradoresPoder computacional fica localizado fora do país

Padrões Abertos e NacionaisComputação Avançada

Acompanhar a mudança de paradigmasCriar os novos paradigmas

Governo/IndústriaProblemas se amontoamTecnologias não são compreendidasInvestimento necessário aumentaLegados duram mais tempo que recomendado

AcademiaSoluções são desperdiçadasFaltam problemas e dados reaisConhecimento é direcionado para problemas internacionaisFormação humana em ciência e tecnologia de ponta trabalhando

nas tecnologias tradicionais

Cenário: Integração Governo Academia

Rede de Pesquisa

Computação em Nuvem - Conceitos e Contexto

Obrigado!

Luis Claudio Pereira TujalAnalista de Sistemas do SERPRO

luis.tujal@gmail.com