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INFRAESTRUTURA DE TI Roni Francisco Pichetti IaaS (infraestrutura como serviço) Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: � Caracterizar IaaS. � Reconhecer o funcionamento, a provisão de recursos e os modos de cobrança em IaaS. � Analisar desafios, vantagens e casos de uso. Introdução Entre os diferentes modelos de serviço empregados na computação em nuvem, o de infraestrutura como serviço (IaaS) é característico de organizações que priorizam a segurança e o gerenciamento próprio dos recursos computacionais, visto oferecer recursos de hardware, enquanto a instalação de software e o seu gerenciamento ficam sob responsabilidade dos clientes, que têm acesso remoto, em geral pela internet. Neste capítulo, você estudará sobre o modelo de serviço de nuvem de infraestrutura como serviço e conhecerá algumas de suas características, como funcionamento, custos, vantagens e desvantagens. 1 Modelos de serviço: IaaS A computação em nuvem dispõe de três tipos principais de modelos de serviço: infraestrutura como serviço (Infrastructure as a Service [IaaS]), que trata da capacidade do provedor de proporcionar uma infraestrutura de armazenamento e processamento; plataforma como um serviço (Platform as a Service [PaaS]), que se refere à capacidade do provedor de oferecer para o desenvolvedor de aplicativos executados e disponibilizados na nuvem; e o software como um serviço (Software as a Service [SaaS]), que corresponde à hospedagem na nuvem de aplicativos de interesse para uma grande quantidade dos clientes (SOUSA NETO, 2015). O Quadro 1 faz uma comparação entre os três modelos de serviço, em que a base é a IaaS, a mais popular, seguida da PaaS e do SaaS, camadas adicionais e que podem ser utilizadas em conjunto à IaaS. Fonte: Adaptado de Baltzan (2016). SaaS � Oferece aplicações no modelo pay-per-use � Exemplo: Salesforce.com � Aplicabilidade: organizações que necessitam disponibilizar software com acesso pela internet PaaS � Oferece hardware, rede e aplicações no modelo pay-per-use � Exemplo: Google Application Engine � Aplicabilidade: organizações que não desejam ou não têm disponibilidade financeira para adquirir hardware e software necessários para utilizar computação em nuvem IaaS � Proporciona hardware e equipamentos de rede em um modelo pay-per-use (“pague o que usar”) � Exemplo: Amazon EC2 � Aplicabilidade: organizações que processam grandes volumes de informações com intervalos irregulares Quadro 1. Modelos de serviços de nuvem No modelo IaaS, mesmo que o usuário não disponha do controle da in- fraestrutura física, com mecanismos de virtualização, ele consegue controlar as máquinas virtuais, o armazenamento, os aplicativos instalados e, mesmo limitadamente, os recursos de rede (SOUSA NETO, 2015). São exemplos de IaaS a HP Flexible Computing, a IBM Blue Cloud e a Amazon Web Services (AWS), com a Amazon EC2, a mais popular. Ao utilizar a AWS, o cliente recebe algumas responsabilidades, que en- volvem o sistema operacional, a aplicação, os grupos de segurança ( firewall), a configuração da rede e o gerenciamento da conta, enquanto a AWS garante as instalações, a segurança física, a segurança da infraestrutura, a segurança do hardware e a virtualização da infraestrutura. Portanto, essa divisão con- figura uma responsabilidade compartilhada entre os envolvidos (SOUSA NETO, 2013). IaaS (infraestrutura como serviço)2 A Amazon EC2, ou somente EC2, fornece uma interface web com a qual seus clientes podem carregar e executar aplicativos próprios em servidores da Amazon, ou seja, eles conseguem controlar o próprio ambiente operacional para criar, executar ou interromper serviços, de acordo com a sua necessidade, uma característica que está relacionada à sua elasticidade (BALTZAN, 2016). Ainda sobre a AWS, Sousa Neto (2013) aponta que suas funcionalidades a caracterizam como um serviço global de IaaS, e mesmo que apresente algumas especificidades relacionadas à PaaS, é mais comumente classificada como IaaS. A AWS apresenta uma infraestrutura global baseada em data centers de alta disponibilidade, o que possibilita obedecer a requisitos legais de segurança, desempenho e disponibilidade. Os data centers oferecem serviços como hosting (hospedagem tradicio- nal) e colocation (aluguel da infraestrutura de data center), que podem ser comparados aos serviços de nuvem. No caso do colocation, a organização contrata determinado espaço físico em racks, bem como a infraestrutura de energia e telecomunicações. Entretanto, o gerenciamento de servidores e aplicações, o suporte técnico e o monitoramento são realizados pela própria organização cliente. Essa relação entre as organizações clientes e o provedor pode ser flexibilizada por meio de contrato de serviço com termos, condições e responsabilidades de cada envolvido (SOUSA NETO, 2015). Já o hosting tem uma linha de serviços para aperfeiçoar investimentos em software e hardware, possibilitando que a organização cliente utilize a infraestrutura de data center, como servidores, storage e unidade de backup, além de contar com os profissionais do provedor para serviços de suporte (SOUSA NETO, 2015). Nesse contexto, cabe destacar que a computação em nuvem representa uma proposta mais sofisticada do que a oferta de serviços de colocation ou hosting. Considerando a interação entre os três modelos de serviços, a IaaS disponibiliza os recursos computacionais para a PaaS, que fornece tecnologias, recursos e ferramentas para executar e desenvolver os serviços implementados a serem disponibilizados como SaaS. Um provedor de serviços de nuvem não necessita obrigatoriamente disponibilizar os três modelos, podendo disponibilizar, por exemplo, apenas a IaaS (SOUSA NETO, 2015). Por suas necessidades de segurança ou gerenciamento de todos os recursos, grandes organizações recorrem aos provedores de IaaS, visto que eles disponi- bilizam todos os recursos de hardware de computação, mas deixam o cliente responsável pela instalação e pelo gerenciamento dos sistemas. Normalmente, essa contratação é feita pela internet, motivo pelo qual uma solução de IaaS pode ser compreendida como um data center remoto pronto para uso (JAMSA, 2013). 3IaaS (infraestrutura como serviço) O conceito de IaaS é bem conhecido e empregado por um grande número de organizações, pois envolve a utilização da infraestrutura de terceiros como um serviço, cenário em que os requisitos de latência, banda e poder de pro- cessamento são modificados para a garantia do nível de desempenho e de disponibilidade (SOUSA NETO, 2011). A IaaS é considerada o serviço de computação em nuvem mais direto, uma vez que o cliente do serviço é cobrado pelo recurso que utilizar, com base na quantidade e na duração de uso. 2 Funcionamento, cobrança e recursos em IaaS Como mencionado anteriormente, o modelo IaaS fornece o hardware conside- rado subjacente (servidores e armazenamento), e seus clientes devem instalar e gerenciar seu próprio sistema operacional, software de banco de dados e software de suporte (JAMSA, 2013). Na Figura 1, podemos identificar o fun- cionamento da IaaS, em que a conexão entre a organização consumidora de IaaS com os servidores físicos e os dispositivos de armazenamento de dados do provedor é realizada pela nuvem. Figura 1. Funcionamento da IaaS. Fonte: Adaptada de Chandrasekaran (2014). Camada do balanceador de carga Máquinas virtuais Infraestrutura virtual (computadores virtuais, rede, armazenamento) Camada de virtualização Fornece Consome Provedor de IaaS Consumidor de IaaS Infraestrutura física (data center, computadores, rede, armazenamento) IaaS (infraestrutura como serviço)4 Há versões públicas e privadas de IaaS: na pública, quando o usuário interrompe o pagamento do serviço, os recursos são descontinuados; já na versão privada, uma empresa é contratada para criar a infraestrutura projetada para o fornecimento dos recursospor demanda aos clientes. A IaaS se adapta bem ao caso de empresas com projetos de pesquisa in- tensiva e que necessitam processar grandes quantidades de informação com intervalos irregulares, como em setores científicos, para os quais os serviços de computação em nuvem oferecem uma grande economia de custos, já que precisam realizar muitos testes e análises em diferentes fases de pesquisa, o que não seria possível se houvesse a necessidade de adquirir a infraestrutura de computação compatível (BALTZAN, 2016). Outra funcionalidade da IaaS é a técnica do balanceamento de carga, como no caso de sites com milhares de acessos por dia, que precisam lidar com um grande número de solicitações, ao compartilhar as solicitações entre diferentes servidores (JAMSA, 2013). Quando as solicitações se tornam mais complexas, como em acessos a dados em um banco de dados, costuma-se utilizar, além do balanceamento de carga, um ponto de falha compartilhado, aplicado em provedores de IaaS pela replicação da base de dados em mais de um servidor. Quando a solicitação ou a requisição do usuário forem recebidas no servidor da base de dados, um software específico deverá sincronizar as atualizações necessárias entre os servidores (JAMSA, 2013). O processo de balanceamento de carga é exibido na Figura 2, em que o usuário inicia o processo com uma requisição, que passa primeiro pelo servidor de balanceamento de carga, o qual, depois, a encaminha para o primeiro servi- dor da base de dados, responsável por atualizar os dados no segundo servidor. Figura 2. Processo de balanceamento de carga. Fonte: Adaptada de Jamsa (2013). Usuário Requisição Requisição Servidor de balanceamento de carga Servidor da base de dados 1 Atualização da base de dados Servidor de base de dados 2 5IaaS (infraestrutura como serviço) Para compreender melhor o funcionamento do balanceamento mostrado na Figura 2, pense no processo de acessar um site qualquer. Primeiro, é necessário digitar um nome de domínio, como www.exemplobalanceamento.com; então, o navegador utilizado envia o nome de domínio para o servidor do sistema de nomes de domínio, o DNS (Domain Name System), que retorna o endereço IP (Internet Protocol) do site pesquisado; e, na sequência, o navegador usa o endereço IP para entrar em contato com o servidor que hospeda o site. Assim, o IP de retorno pelo DNS será o do endereço do servidor de ba- lanceamento de carga. As solicitações do navegador são enviadas ao data center em forma de rodízio, por conta do balanceador de carga. Quando a demanda aumenta, outros servidores são incluídos nesse rodízio, entre os quais o balanceador de carga, que distribui as requisições. De modo semelhante, a maioria das soluções IaaS fornece escalonamento e balanceamento de carga por demanda. 3 Desafios, vantagens e casos de uso de IaaS A IaaS abrange o processo de fornecer recursos ou o hardware virtualizado necessários para executar aplicativos ou sistemas de informação. Ao utilizar soluções de IaaS, as organizações eliminam a necessidade de hospedar e manter data centers caros. Ao contrário da PaaS, que também gerencia e administra o sistema operacional e o software de suporte, uma solução de IaaS exige que o cliente gerencie todo o software e assuma a responsabilidade pela manutenção das atualizações do sistema (JAMSA, 2013). Para Jamsa (2013, p. 53), as vantagens de empregar uma solução IaaS incluem: � Eliminação de data centers caros e com uma equipe muito extensa: diminuição de despesas com infraestrutura própria e com a equipe responsável por sua administração e manutenção. � Facilidade de escalabilidade de hardware e pagamento conforme o uso: aumento da disponibilidade de processamento sem a necessidade de novas aquisições pela organização cliente; quando a escala de recursos for maior, paga-se mais. � Custo de hardware reduzido: como se adquire uma quantidade menor de hardware próprio, a despesa interna quanto a esse aspecto diminui. IaaS (infraestrutura como serviço)6 � Adequação de ambientes de teste específicos para a sua funcionalidade. � Administração e gerenciamento de sistemas completos: a própria or- ganização cliente gerencia os seus sistemas. Outra vantagem oferecida pela IaaS consiste na melhoria de desempenho por meio da técnica do balanceamento de carga, detalhada anteriormente, além do aumento da segurança das informações armazenadas na base de dados no provedor, por meio de sua replicação em mais de um servidor. Ao utilizar a IaaS, o cliente aluga o hardware e utiliza programas e apli- cações próprias e personalizadas, economizando recursos por não precisar ter gastos altos com a compra de servidores caros, o que se torna uma grande vantagem para a organização, considerando o alto valor dos equipamentos para um servidor de alto desempenho. Geralmente, o serviço é pago de acordo o uso, da mesma forma que uma pessoa comum paga sua conta de fornecimento de energia ou de água. O modelo IaaS oferece uma solução econômica no caso de organizações que precisem aumentar ou diminuir os recursos de computação de acordo com a demanda de seus negócios — essa característica leva o nome de escala dinâmica, já que a infraestrutura de tecnologia da informação pode ser dimensionada automaticamente para baixo ou para cima, conforme os requisitos necessários (BALTZAN, 2016). O exemplo a seguir trata sobre os serviços de outro provedor de IaaS, a empresa norte-americana Rackspace. A Rackspace emergiu como um dos maiores players do mercado de IaaS, oferecendo um conjunto de soluções que incluem hospedagem na nuvem, hospedagem gerenciada e soluções híbridas que combinam a nuvem e os serviços gerenciados. Em questão de minutos, no site do provedor, um administrador pode selecionar uma solução que implanta de 1 a 50 servidores. A Rackspace oferece soluções baseadas em nuvem para centenas de milhares de clientes, pois abriga seus data centers em grandes instalações localizadas em todo o mundo. Com relação à nuvem, a Rackspace oferece escalabilidade pré-paga, com armaze- namento por demanda e balanceamento de carga. Além da hospedagem na nuvem, fornece soluções para e-mail baseado em nuvem, hospedagem Exchange, comparti- lhamento de arquivos, backups e colaboração. 7IaaS (infraestrutura como serviço) O armazenamento por demanda é fornecido por meio de um serviço chamado Cloud Files, um sistema de arquivos de alto desempenho que proporciona armazenamento redundante por baixo custo desenvolvido com a utilização do OpenStack, uma iniciativa de software de código aberto para a criação de nuvens públicas e privadas. O objetivo do OpenStack consiste em criar um sistema operacional em nuvem escalável em massa para alavancar padrões abertos para produzir um ambiente menos suscetível ao bloqueio do fornecedor, aumentar os padrões de nuvem em todo o setor e fornecer uma plataforma que aproveite o desempenho e a flexibilidade (JAMSA, 2013). Já como desvantagens ou desafios da IaaS, podemos apontar o esforço da organização cliente para administrar e gerenciar a parte de software, mesmo que hospedada no provedor. Assim, organizações menores podem optar por utilizar soluções PaaS, a fim de eliminar a necessidade de administrar o sistema operacional e o software de suporte (JAMSA, 2013). Portanto, a IaaS está voltada para organizações que necessitem ter controle interno sobre os sistemas, o que inclui customizações específicas, responsabi- lidade pela instalação de sistemas e aplicativos, e configurações de segurança das informações, cenário em que o investimento em hardware é menor, pelo fato de esses recursos serem contratados de um provedor, possibilitando, ainda, aumentar ou diminuir a escala dos recursos conforme a demanda da contratante, pagando menos para a empresa fornecedora da IaaS, pela carac- terística de pagamento pelo uso. Ao longo deste capítulo, você pôde observar diferentes conceitos sobre os modelos de serviço na nuvem, principalmentea IaaS. A partir da leitura da dissertação de mestrado “Diagnóstico do provisionamento de recursos para máquinas virtuais em nuvens IaaS”, de Ricardo José Pfitscher, será possível conhecer mais conceitos e exemplos sobre o provisionamento de recursos para máquinas virtuais em nuvens IaaS. Dê atenção especial aos conceitos das páginas 33 e 49 do documento. IaaS (infraestrutura como serviço)8 BALTZAN, P. Tecnologia orientada para gestão. 6. ed. Porto Alegre: AMGH; Bookman, 2016. 608 p. CHANDRASEKARAN, K. Essentials of cloud computing. Boca Raton: CRC Press, 2014. 407 p. JAMSA, K. Cloud computing: SaaS, PaaS, IaaS, virtualization, business models, mobile, security, and more. Burlington: Jones & Barlett Learning, 2013. 324 p. SOUSA NETO, M. V. Arquitetura de nuvem: Amazon Web Services (AWS). Rio de Janeiro: Brasport, 2013. 389 p. SOUSA NETO, M. V. Computação em nuvem. Rio de Janeiro: Brasport, 2015. 192 p. SOUSA NETO, M. V. Virtualização: componente central do datacenter. Rio de Janeiro: Brasport, 2011. 364 p. Leitura recomendada PFITSCHER, R. J. Diagnóstico do provisionamento de recursos para máquinas virtuais em nuvens IaaS. Orientador: Mauricio Aronne Pillon. Coorientador: Rafael Rodrigues Obelheiro. 2014. 119 f. Dissertação (Mestrado em Computação) – Centro de Ciências Tecnológicas, Universidade do Estado de Santa Catarina, Joinville, 2014. Disponível em: http://tede.udesc.br/handle/tede/1752. Acesso em: 19 abr. 2020. Os links para sites da web fornecidos neste capítulo foram todos testados, e seu fun- cionamento foi comprovado no momento da publicação do material. No entanto, a rede é extremamente dinâmica; suas páginas estão constantemente mudando de local e conteúdo. Assim, os editores declaram não ter qualquer responsabilidade sobre qualidade, precisão ou integralidade das informações referidas em tais links. 9IaaS (infraestrutura como serviço)