O conceito de computação em nuvem (em inglês, cloud computing) refere-se à utilização da memória, capacidade de armazenamento e poder computacional dos computadores interligados por meio da Internet, seguindo o princípio da computação em grade. Com a subutilização destes recursos computacionais em equipamentos modernos, surgiu a necessidade de compartilhar recursos de forma isolada, tornando assim uma máquina física em várias máquinas virtuais, cada uma servindo para um determinado propósito e com seus recursos bem definidos, tentando obter o máximo de aproveitamento dos recursos computacionais.
Prover uma infraestrutura de máquinas virtuais para clientes de forma escalável é hoje uma necessidade mundial e um desafio tecnológico. Este relatório tem por objetivo exibir as características e requisitos necessários para instalar e configurar uma infraestrutura de Cloud para prover máquinas virtuais aos usuários do projeto EduCloud.
O projeto EduCloud é uma iniciativa da Universidade Estadual Paulista - UNESP, em parceria com a secretaria de educação do estado de São Paulo, Intel e ACCEPT. Esta iniciativa visa fornecer uma infraestrutura de computação em nuvem para hospedar sistemas de apoio ao ensino para as Universidades e Escolas públicas do Brasil.
A maior vantagem da computação em nuvem é a possibilidade de utilizar softwares sem que estes estejam instalados no computador. Mas há outras vantagens1:
Para implementar uma infraestrutura de nuvem, o Núcleo de Computação Ciêntifica - NCC, da UNESP pesquisou as principais ferramentas livres2 do mercado para que juntas, executem esta tarefa.
Para prover uma infraestrutura de nuvem, precisamos atender as seguintes necessidades:
Alguns softwares existem para suprir estas necessidades. No capítulo 1 falaremos sobre o projeto OpenStack3, responsável por disponibilizar uma infraestrutura de máquinas virtuais e unidades de armazenamento para as máquinas virtuais. No capítulo 2 falaremos sobre o projeto Hadoop4, responsável por [preencher aqui]. No capítulo 5, falaremos sobre os balanceadores de conexões e de máquinas virtuais, fundamental para balancear a carga da nuvem entre os nós "workers", no capítulo 6 falaremos sobre o OCCI5, uma interface de comunicação entre os serviços de cloud.
O OpenStack é uma coleção de projetos "open source" que servem para executar uma infraestrutura de computação em nuvem e armazenamento distribuído. A empresa Rackspace6 e a NASA7 são os principais contribuidores do conjunto de projetos. Hoje o consórsio possui mais de 100 membros, dentre as principais temos: rackspace, AT&T, NASA, DreamHost, Safew Labs, Citrix, Dell, AMD, Intel, Canonical, Yahoo e HP. O projeto mantém uma página8 com uma lista dos principais contribuidores do projeto.
No OpenStack, existem 3 principais componentes:
Nova é um controlador de poder computacional para o OpenStack. Todas as atividades necessárias durante o ciclo de vida de uma instância (uma máquina virtual sendo executada) com o OpenStack são gerenciadas pelo Nova. Isto faz do Nova uma plataforma de gerenciamento que gerencia recursos computacionais, rede, autorização e escabilidade. O Nova não provê nenhuma funcionalidade de virtualização por si só; ele usa a interface libvirt9 para interagir com os hypervisors10 suportados.
O Swift provê um armazenamento para os objetos (dados) de forma distribuída. Ele é análogo ao serviço da Amazon: Simple Storage Service (S3)[11]. O Swift é capaz de armazenar bilhões de objetos distribuindos entre os nós. Ele possui um mecanismo de redundância e failover e é capaz de armazenar e transmitir os dados. É extremamente escalável em termos de tamanho (petabytes) e capacidade (número de objetos).
O Glance é um sistema de busca e recuperação de imagens de máquinas virtuais. Ele é responsável por gerenciar as imagens das máquinas virtuais, mas armazena elas no sistema de arquivos local ou via o OpenStack Object Store - Swift.
Outros componentes, como um front end web (Horizon) e um serviço de autenticação (keystone), também fazem parte do projeto. O OpenStack está disponível no site do projeto10 e está dispobilizado sobre a licença Apache11.
O OpenStack atende as necessidades do projeto EduCloud por se tratar de um conjunto de ferramentas que permitem montar uma infra estrutura de cloud utilizando ferramentas livres. Cada subprojeto do OpenStack tem suas próprias caracterias, mas de modo geral as principais vantagens do openstack são:
As principais desvantagens são:
O OpenStack é uma infraestrutura complexa que exige um conjunto mínimo de algumas máquinas. Embora uma única máquina pode ser utilizada para fins de desenvolvimento, os requisitos mínimos para um ambiente de produção exige uma quantidade maior de máquinas.
Várias tecnologias podem ser utilizadas para provêr uma infraestrutura de máquinas virtuais. Algumas delas na forma de solução livre, podendo ser instalada em infraestrutura própria, e outras na forma de serviço web, sendo executada na infraestrutura da empresa que a provê.
Entre as tecnologias livres mais conhecidas, temos:
Entre as tecnologias funcionando como serviço web, temos:
Estas são apenas as principais alternativas que atendem os requisitos do projeto, levando em consideração popularidade, quantidade de downloads/mês e nível de maturidade do projeto.