Cloud Computing: balanço de 2010

Estamos no final de 2010, e fazendo um pequeno balanço, vejo que o tema
Cloud Computing tem despertado mais e mais atenção.

Recorri ao Google Trends e comprovei que o número de referências ao assunto
vem crescendo significativamente. Baseado nisso, resolvi escrever um texto com
minha percepção sobre o motivo de estarmos
falando tanto de computação em nuvem.

A computação evolui em movimentos pendulares, da mais completa centralização
a total descentralização, e fazendo o caminho de volta quando os extremos são
alcançados.

Nos anos 60 e 70, o paradigma era a computação centralizada. Foi a época de
ouro dos mainframes. No início dos anos 80, vimos o movimento do downsizing e a
descentralização, com a proliferação de redes locais e servidores. Parecia
realmente uma grande ideia, até que nos descobrimos envolvidos por inúmeras
ilhas tecnológicas, com custosas atividades de gerenciamento de redes e
aplicações heterogêneas.

A falta de controle deste ambiente está levando a altas taxas de crescimento
da capacidade computacional

A maioria das organizações, de médio a grande porte, utiliza centenas ou
mesmo milhares de servidores, de diversas tecnologias e fabricantes. Existem
máquinas Windows em diversas versões, inúmeros matizes de Unix (Solaris,
AIX e HP-UX), um número cada vez maior de máquinas rodando Linux e mesmo outros
ambientes operacionais como mainframes. Estudos têm mostrado que a maioria das
empresas que está implementando aplicações corporativas, como ERP, as baseiam
no mínimo em duas plataformas diferentes.

Esse complexo e heterogêneo parque computacional é responsável por uma
parcela significativa (pelo menos de 50%-60%) do orçamento de TI das empresas,
e infelizmente, não é aproveitado em todo seu potencial.

O cenário tecnológico para os próximos anos mostra que as empresas de médio
a grande porte continuarão enfrentando grande complexidade e diversidade de
ambientes, e que todas essas plataformas deverão estar se comunicando umas com
as outras. Em resumo, a maioria das empresas vai continuar operando com
múltiplos ambientes, e gerenciar com eficiência essa complexa infraestrutura é
bastante complicado e caro.

A utilização dos servidores é bastante variada

Existem muitas máquinas dedicadas a atividades de suporte à própria
infraestrutura, como servidores de correio eletrônico, servidores de impressão,
servidores de rede, firewalls e assim por diante. De maneira geral, seus níveis
de utilização são bastante baixos, com médias de apenas de 5% a 10%, com
períodos de pico de 30% a 40%.

Os servidores de aplicação (e existem muitos dedicados a apoiar as
aplicações em atividades de teste, não usados em produção) tendem a ser
utilizados um pouco mais, com períodos de pico chegando a mais de 70%, embora
sua utilização média também se situe em patamares baixos, de 15% a 20%.

É fácil explicar esse baixo nível de utilização.

Vamos imaginar um servidor dedicado à infraestrutura, como um servidor de
impressão (print server). Das 168 horas disponíveis em cada semana (sete dias x
24 horas), esse servidor é usado tipicamente umas 12 horas por dia útil da
semana, ou doze x cinco, 60 horas, que equivale a apenas cerca de 40% do tempo
total.

Detalhando a utilização do seu processador, observamos que esse servidor tem
uma carga típica de intensa operação de I/O (“I/O bound”) e, devido às
suas características operacionais, apenas em uma pequena porção de tempo tanto o
processador como os dispositivos de I/O estarão operando ao mesmo tempo (as
razões são várias, como paginação excessiva, baixo nível de multiprogramação e
assim por diante). Em consequência, em grande parte desse período de
utilização, o processador não está ocupado, havendo uma significativa
ociosidade dos ciclos de CPU.

Além disso, a distribuição da carga de trabalho não é homogênea. De maneira
geral, um pequeno número de servidores concentra a maior parte da carga, com
inúmeros outros sendo subutilizados. A lei de Pareto (também conhecida pela
regra dos 80-20, diz que 80% de determinado resultado é explicado somente por
20% das causas que o provocam. Por exemplo: 80% da carga de trabalho computacional de uma empresa está
concentrada em somente 20% dos seus servidores) aplica-se bem à distribuição da
carga entre servidores. Em consequência, um pequeno número de servidores,
geralmente os de mais alta capacidade computacional, encontra-se muitas vezes
sob demanda excessiva, com centenas de outros quase não sendo utilizados.

Um complicador adicional: no ambiente de empresas cada vez mais
interconectadas, a imprevisibilidade da demanda exige que os sistemas tenham
condições de adaptar-se instantaneamente a flutuações significativas. Essa
imprevisibilidade é potencializada pelas novas aplicações da internet, como a Web
2.0.

O cenário futuro, com advento de tecnologias que permitam uma computação cada
vez mais onipresente (dispositivos equipados com chips trocando informações em
tempo real), nos indica um imenso volume de dados a serem manuseados e
processados. Um exemplo pode ser os milhões e milhões de chips RFID (Radio
Frequency ID), etiquetas eletrônicas embutidas em latas de cerveja ou pacotes
de sucrilhos, que permitirão rastrear em tempo real todo o ciclo de negócios,
da fabricação à residência do consumidor.

O uso de inteligência (software) embarcada deve se acelerar nos próximos
anos, com uso intensivo de tecnologia em alguns setores que são grandes
desafios para a sociedade, como congestionamentos de trânsito nas grandes
cidades, melhoria da eficiência das redes elétricas, conservação de água
potável, distribuição de alimentos e serviços de saúde.

Temos, portanto, um imenso potencial para usar a tecnologia de forma
extremamente positiva, criando provavelmente uma nova revolução industrial.

Essa nova revolução industrial será baseada em software

Atualmente, nossa civilização depende de software para funcionar. Software é
“conhecimento engarrafado” e a própria “encarnação” digital
dos processos de negócio. O software já está embarcado na maioria dos produtos
que usamos hoje. Nada mais natural que busquemos conectar essa “inteligência”
dispersa pelos produtos ou “coisas” aos sistemas de gerenciam
processos de negócio, otimizando as infraestruturas físicas, sejam estas
prédios, estradas, processos de logística e assim por diante.

O conceito da “Internet das coisas”, que podemos considerar como o próximo
passo da evolução no uso da internet, tem o potencial de modificar profundamente
nossa sociedade e a nossa economia. A “Internet das coisas” vai combinar a
universalidade da internet, que já é a principal infraestrutura de comunicação
do planeta, com inteligência ou software embarcado em sensores e atuadores,
modificando a maneira de como o mundo físico vai operar.

Tratar esse imenso volume de novas informações em tempo real vai demandar
uma imensa capacidade computacional impossível de ser prevista em suas
flutuações de demanda. Claramente, é necessário um novo paradigma computacional,
que ajuste, sob demanda, a capacidade computacional às demandas de carga de
trabalho.

Portanto, dispor de ambientes dinâmicos, autoajustáveis, de alta
disponibilidade e escalabilidade, com custos de propriedade adequados, torna-se
o grande desafio dos gestores de tecnologia das organizações e governos.
Portanto, estamos falando de cloud computing!