Nuvem Distribuída: Transformando Negócios com Nuvens Públicas Geograficamente Dispersas

A nuvem distribuída é uma das tendências mais recentes em computação em nuvem, um tipo de implantação que permite aos usuários espalhar uma única nuvem pública por diferentes localidades. Diferente de nuvens híbridas e até mesmo de algumas configurações multi-cloud, a nuvem distribuída permite que uma empresa supere completamente a stack tecnológica atual em favor da nuvem pública.

Este artigo é uma introdução às nuvens distribuídas e aos benefícios de uma nuvem pública geograficamente dispersa. Continue lendo para entender por que as empresas estão adotando cada vez mais este modelo de implantação e qual o papel da nuvem distribuída no crescimento da computação de borda (edge computing).

O que é uma Nuvem Distribuída?

A nuvem distribuída é uma forma de serviço em nuvem que permite a uma empresa executar uma única infraestrutura de nuvem pública em múltiplas localidades diferentes. Estas localidades, conhecidas como hubs, subestações ou mini-nuvens, são nuvens individuais menores com capacidades de processamento.

Ao configurar uma nuvem distribuída, o usuário tem liberdade para implantar e executar serviços/componentes de aplicações individuais em uma combinação de localidades e ambientes, tais como:

• Uma instalação on-premise (local).
• O data center do provedor principal.
• Instalações de outros fornecedores.
• Um centro de colocation.
• Na borda da rede (o ponto onde dispositivos finais se conectam à rede para entregar dados).

As nuvens distribuídas permitem que uma organização escolha a melhor localidade para cada carga de trabalho com base em:

• Localização do usuário.
• Requisitos da aplicação.
• Custo.
• Largura de banda disponível.
• Regulamentações baseadas na indústria ou região.
• Riscos de segurança.

Apesar da natureza dispersa deste tipo de nuvem, o usuário gerencia toda a configuração a partir de um único painel de controle. O modelo não sofre com inconsistências de gerenciamento, que é um desafio típico das nuvens híbridas.

A capacidade de escolher localidades para cada serviço, stack e aplicação permite que uma empresa garanta desempenho máximo e conformidade regulatória. Além disso, a estratégia distribuída resolve dois grandes problemas da indústria de computação em nuvem:

• Latência causada por servidores muito distantes do endpoint da rede.
• Congestionamento de rede causado por uma configuração de nuvem centralizada sobrecarregada.

Como a Nuvem Distribuída se Compara a uma Nuvem "Tradicional"?

A nuvem tradicional envolve a entrega sob demanda de recursos de TI virtuais (servidores, VMs, bancos de dados, etc.). Os provedores de nuvem oferecem este serviço via Internet ou rede privada, e os modelos de implantação mais comuns são:

• Nuvem pública.
• Nuvem privada.
• Nuvens híbridas (combinação de pública e privada).
• Nuvem comunitária.
• Multi-cloud (configuração com múltiplas nuvens públicas de diferentes provedores).

A nuvem distribuída também oferece recursos sob demanda, mas o modelo permite que os usuários configurem cargas de trabalho em localidades estratégicas para garantir níveis ideais de desempenho. Em vez de depender de uma solução híbrida ou trabalhar com múltiplos provedores para atingir o mesmo objetivo, a nuvem distribuída oferece uma única plataforma espalhada por várias subestações.

A capacidade de usar múltiplos hubs de processamento é a principal diferença entre uma nuvem distribuída e qualquer outra nuvem. Um consumidor de um modelo de nuvem tradicional tipicamente não tem conhecimento (nem controle) sobre a localização exata dos recursos de nuvem pública, que é o principal diferencial das configurações distribuídas.

Como Funciona a Nuvem Distribuída?

Do ponto de vista do consumidor, a nuvem distribuída funciona como uma infraestrutura de nuvem pública padrão. O usuário gerencia a configuração a partir de um único painel de controle, independentemente do número de subestações. No entanto, alguns novos recursos estão disponíveis para adicionar ao acordo de nível de serviço (SLA), tais como:

• Solicitar que certas cargas de trabalho operem em hubs específicos.
• Concordar que certos dados ou processos nunca saiam de uma região específica.
• Definir metas de latência ou throughput por componente ou por hub.

Do ponto de vista do provedor de nuvem, lidar com uma configuração distribuída é desafiador. O provedor precisa estender a rede de nuvem tipicamente centralizada por uma variedade de ambientes menores interconectados.

Como em uma oferta típica de nuvem pública, o provedor de nuvem distribuída é responsável por gerenciar todas as operações de nuvem, incluindo:

• Segurança da nuvem.
• Manter software e hardware atualizados.
• Manter alta disponibilidade.
• Governança.
• Garantir a confiabilidade de toda a infraestrutura.

Estas tarefas tornam-se mais complexas com cada novo hub que o provedor disponibiliza aos usuários. Um único provedor gerencia o serviço de nuvem distribuída independentemente do número de subestações, mesmo que a configuração do consumidor inclua um data center pertencente a um fornecedor secundário.

Quais são as Vantagens da Computação em Nuvem Distribuída?

Além dos benefícios habituais da computação em nuvem como elasticidade e ausência de custos iniciais, a nuvem distribuída também oferece várias vantagens de negócio exclusivas.

Melhor Desempenho Geral

Usuários de nuvens distribuídas podem configurar operações individuais com base em necessidades específicas do negócio. Uma organização é livre para distribuir cargas de trabalho e reduzir a probabilidade de:

• Latência.
• Tempo de inatividade (downtime).
• Congestionamento de rede.

Os dados movem-se mais rapidamente entre o local de origem e os recursos de nuvem encarregados de processá-los. O resultado é um sistema com melhor desempenho, com níveis mais altos de visibilidade e confiabilidade.

Multi-Cloud com Gerenciamento Centralizado

Diferente de nuvens multi e híbridas, os usuários gerenciam uma nuvem distribuída a partir de uma única interface. Esta centralização simplifica a administração e ajuda a garantir de forma confiável:

• Consistência entre ambientes.
• Monitoramento dos níveis de desempenho de todos os componentes.
• Identificação de ameaças a tempo (sejam maliciosas ou baseadas em erros).

A centralização também é um benefício notável para equipes DevOps. Engenheiros DevOps obtêm a capacidade de lidar com todos os clusters igualmente ao implantar aplicações e, como resultado, aceleram a velocidade de desenvolvimento.

Conformidade Mais Fácil

Diferentes opções ao configurar cargas de trabalho e armazenar dados ajudam uma empresa a manter-se em conformidade com regulamentações baseadas na indústria ou região.

Por exemplo, garantir que todo armazenamento e processamento de dados do usuário ocorra dentro do país de origem ajuda a cumprir regulamentações de privacidade de dados como LGPD e GDPR. Estas capacidades são vitais se você opera em uma indústria altamente regulamentada, como finanças ou saúde.

Melhor Experiência do Usuário

A ausência de tempo de inatividade e latência é essencial para uma experiência positiva do usuário. Uma nuvem distribuída pode garantir desempenho confiável mesmo ao lidar com processos que consomem muitos dados, como streaming de conteúdo de vídeo ou videoconferência.

Redução de Riscos

Um ataque bem-sucedido a um dos hubs concede acesso apenas a uma porcentagem dos seus dados. Invadir o resto do sistema requer mais tempo e esforço, dando à equipe de segurança margem suficiente para identificar a ameaça e lançar um plano de resposta a incidentes.

Além de tornar o negócio menos vulnerável a ciberataques e vazamentos de dados, uma nuvem distribuída também permite desligar um hub para manutenção ou verificação de segurança sem afetar o resto do sistema.

Custo-Efetividade

Uma nuvem distribuída é uma solução muito custo-efetiva que ajuda a economizar dinheiro ao:

• Não ter custos iniciais de hardware.
• Garantir alta granularidade e capacidade de ajustar recursos em cada hub.
• Não exigir uma equipe individual para supervisionar cada subestação.
• Reduzir a quantidade de poder computacional que um sistema precisa para fazer uma requisição e obter uma resposta.

Expansão de Negócios Mais Rápida

Uma nuvem distribuída permite expansão rápida para novas bases de clientes sem a necessidade de gastar tempo ou dinheiro em:

• Construir infraestrutura adicional.
• Negociar e obter um novo provedor de nuvem.
• Contratar uma nova equipe interna dedicada.
• Expandir o conjunto de ferramentas atual.

Uma vez que você envia uma solicitação de expansão ao provedor de nuvem, normalmente pode começar a operar em uma nova localidade em questão de horas. À medida que as necessidades em uma nova área crescem, a pegada da nuvem pode escalar rapidamente para atender à demanda crescente.

Se o mercado se provar não lucrativo, você pode reduzir os recursos ou sair completamente da área sem perder dinheiro.

Quais são os Desafios da Computação em Nuvem Distribuída?

Do ponto de vista do consumidor, usar uma nuvem distribuída não tem desvantagens específicas do modelo. Se uma empresa já conhece os benefícios da virtualização, uma nuvem distribuída é apenas uma versão mais poderosa da oferta pública padrão.

Para os provedores, no entanto, uma nuvem distribuída vem com várias considerações. Abaixo está uma lista dos problemas mais comuns na execução de uma nuvem distribuída:

• Complexidade geral: Configurar e manter uma nuvem distribuída pode ser um desafio para alguns provedores. A menos que o fornecedor seja um provedor de hiperescala, haverá problemas com expansão, atendimento a solicitações de clientes por localidades específicas e configuração de comunicação entre subestações. Uma vez em operação, cada hub requer manutenção específica da localidade.
• Problemas de largura de banda: Um ambiente disperso com diferentes modelos de conectividade pode colocar estresse nas conexões existentes. Muitos provedores precisam de upgrades para atender à demanda aumentada de throughput.
• Preocupações de segurança: Diferente de executar operações em um data center central, uma nuvem distribuída tem uma superfície de ataque mais ampla. Cada hub requer medidas de segurança individuais para evitar tempo de inatividade local e garantir que as cargas de trabalho permaneçam seguras. Os provedores também precisam atualizar planos de backup e continuidade de negócios para dados dispersos.

Nuvem Distribuída e Computação de Borda (Edge Computing)

A nuvem distribuída fornece uma base ideal para a computação de borda, o processo de executar cargas de trabalho o mais fisicamente próximo possível do ponto de geração de dados. Muitos dispositivos e aplicações que dependem de análise de dados em tempo real podem se beneficiar da computação de borda, tais como:

• Câmeras de segurança analisando filmagens de vigilância.
• Dispositivos de manufatura automatizados.
• Veículos autônomos.
• Leitores de código de barras.
• Aplicações em edifícios e cidades inteligentes.
• Sensores monitorando dados em ambientes industriais de alto risco.

Uma nuvem distribuída torna aplicações que dependem de computação de borda mais fáceis de implantar e gerenciar. Por exemplo, digamos que você esteja executando múltiplas fábricas de manufatura espalhadas pelo país. Cada planta tem um servidor de borda que processa dados de milhares de sensores.

Com uma nuvem distribuída, você pode controlar e gerenciar todos os servidores de borda a partir de um único painel, com a mesma equipe e com um conjunto de ferramentas de nuvem. Administradores podem facilmente:

• Implantar e gerenciar clusters de software entre ambientes.
• Fazer atualizações de segurança.
• Monitorar riscos e manter sistemas saudáveis.
• Manter desempenho de dispositivos.

Sem uma nuvem distribuída, estas responsabilidades seriam separadas e únicas para cada servidor de borda. A equipe teria que gerenciar cada ambiente individualmente, resultando em inconsistências e um aumento acentuado nas tarefas necessárias.

O que o Futuro Reserva para a Nuvem Distribuída?

A Gartner prevê que, até 2024, a maioria dos provedores de nuvem oferecerá alguns serviços IaaS distribuídos capazes de executar operações no ponto de necessidade. Este crescimento será principalmente resultado de desenvolvimentos contínuos em:

• Computação de borda (edge computing).
• Internet das Coisas (IoT).
• Inteligência artificial (IA) e machine learning (ML).
• Redes 5G.
• Realidades virtual e aumentada.

Aplicações provenientes destas tecnologias em evolução têm acesso a grandes conjuntos de dados e exigem latência extremamente baixa. Estes sistemas precisam de uma infraestrutura de alto desempenho para garantir uma experiência de usuário satisfatória, que é precisamente o que a nuvem distribuída oferece.

Como resultado, o mercado global para nuvens distribuídas deve atingir US$ 3,9 bilhões até 2025.

A Gartner também prevê que, até 2022, mais de 50% dos dados gerados por empresas exigirão processamento fora de uma nuvem única típica. Esta estimativa é outro indicador de que as nuvens distribuídas continuarão a crescer em popularidade.

Outra expectativa para o futuro é que veremos um aumento em hubs de terceiros compartilhados entre dois ou mais provedores de nuvem de primeira linha. Estas subestações eventualmente começarão a variar significativamente com base em serviços e casos de uso pretendidos.

Um Verdadeiro Modelo Multi-Cloud

Nuvens distribuídas são uma excelente oportunidade para CTOs que buscam maneiras de alcançar novos clientes ou configurar serviços específicos de localidade sem latência. Adotantes oportunos ganharão uma vantagem competitiva massiva ao desfrutar da inovação de provedores de nuvem pública e da liberdade de executar ativos onde eles são mais necessários.