Estudo da aplicabilidade da tecnologia de computação em nuvem voltada para a informatização de consultórios médicos

Olá.

Meses de estudo e dedicação, minha e do meu amigo Valter Menegaro, conseguimos concluir o nosso estudo sobre computação em nuvem.

O material aborda um breve histórico da informática, o conceito da computação em nuvem, o seu antecessor, os tipos de nuvem, as camadas da computação em nuvem, os sistemas atuais, e um estudo de caso de um sistema médico, chamado de NinSaúde.

O que considero mais interessante no nosso trabalho é que qualquer pessoa pode ler e entender. Bom, também, para quem trabalha com finanças e querem entender os benefícios de trocar CAPEX por OPEX nas suas infraestruturas de TI.

Espero que vocês gostem do nosso trabalho, e caso tenham dúvidas. Comenta ai!

Até a próxima

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Cloud Computing: A nuvem pública

Segundo Chirigati (2009) e Taurion (2009, p. 46), as nuvens públicas são ofertadas por um provedor externo (terceiro). Neste provedor há varias aplicações de usuários, que no sistema de armazenamento, são misturadas. Porém, se a implementação de nuvem pública considerar questões fundamentais, como desempenho e segurança, a existência de outras aplicações na mesma nuvem é transparente para o provedor e para os usuários.

De acordo com Chirigati (2009) e Taurion (2009, p. 44), um dos benefícios das nuvens públicas é que elas podem ser muito maiores em recursos computacionais, visto que existe maior escalabilidade dos recursos. Com esta capacidade é possível, por exemplo, utilizar mais recursos computacionais em empresas de comércio eletrônico nos períodos de pico de venda. Recursos computacionais, que no modelo tradicional, ficam ociosos parte do tempo.

Um estudo sobre adoção de Computação em Nuvens realizado pela empresa Harris Interactive com mais de 200 líderes de TI de grandes organizações empresariais, aponta que […] 87% dos pesquisados considera que a adoção da computação em nuvem pública ocorrerá em paralelo, em invés de substituir os data centers proprietários das empresas, e 92% indicam um aumento no uso da nuvem pública à medida que as plataformas de TI atuais forem substituídas (LOBO, 2010).

Na utilização de nuvens públicas há uma redução significativa nos custos financeiros devido ao intenso compartilhamento de recursos, economias de escala, e simplificação dos processos operacionais. Além de eliminar a exploração de termos tradicionais de licenças de uso, através do uso de softwares Open Source (TAURION, 2009, p. 52).

O quadro a baixo apresenta as vantagens e desafios para uma nuvem pública.

Vantagens Desafios
Maior compartilhamento de recursos Segurança
Custos mais baixos com infraestrutura e licenciamento de software Nível menor de flexibilidade
Maior escalabilidade de recursos Nível menor de customização
Alta disponibilidade Alto custo de conectividade e baixa qualidade

Ao referir-se a segurança, Oliveira e Soares (2011) afirmam que “Pesquisa recente da Frost & Sullivan com 50 CIO brasileiros concluiu que para 70% desses executivos a segurança é o maior inibidor da adoção de arquiteturas na nuvem”.

Eduardo Abreu da IBM Brasil afirma que: “A organização deixa de adotar o modelo por receio. Mas, normalmente, essas empresas têm práticas de proteção inferiores em comparação com os fornecedores de nuvem” (OLIVEIRA; SOARES, 2011).

A ilustração a baixo apresenta a arquitetura de nuvem pública compartilhada entre cinco companhias.

 

A forma de cobrança dos serviços na nuvem pública também é diferente. Semelhante ao modelo SaaS que é visto no final deste capítulo, o risco financeiro é mensal (usa e paga) e os clientes poderão acompanhar mais de perto como o dinheiro está sendo gasto. Do ponto de vista do CFO (Chief Financial Officer) a Computação em Nuvem é um ótimo modelo, visto que troca-se de CAPEX (capital expenses) por OPEX (operating expenses). Além de não mais haver depreciação do ativo (TAURION, 2009, p. 35).

Conforme CPCON (2009) a depreciação, desvalorização do valor dos bens, da infraestrutura de TI possui uma taxa de 20% a.a. Esta depreciação ocorre devido à ação da natureza ou então pelo uso no processo produtivo.

A Amazon lançou seus primeiros serviços, os S3 e EC2, em 2006. A ideia é que os usuários possam operar seu negócio sem ter necessidade de investir em infraestrutura, como servidores e storage. E a plataforma computacional oferecida é a própria plataforma que roda os aplicativos da Amazon, uma infraestrutura de tecnologia que inclui dezenas de milhares de servidores e que levou anos para ser construída e ajustada (TAURION, 2009, p. 145).

“Alguns estudos têm mostrado que empresas de pequeno a médio porte gastam 70% do seu tempo gerenciando os recursos de TI (algo que não gera valor agregado ao negócio) e apenas 30% em atividades focadas no seu próprio negócio” (TAURION, 2009, p. 6).

A Amazon e o Google entraram no mercado de nuvem pública ofertando recursos computacionais – processamento, memória, storage, e tráfego de rede – na camada IaaS (Infrastructure as a Service). Já a SalesForce.com foi uma das primeiras empresas no mundo a ofertar SaaS (Software as a Service) em sua infraestrutura própria (LIMA, 2011).

Referências:

CHIRIGATI, Fernando. Computação em nuvem. 2009. Disponível em: <http://www.gta.ufrj.br/ensino/eel879/trabalhos_vf_2009_2/seabra/index.html&gt;. Acesso em: 27 abr. 2011.

CPCON. A depreciação na gestão patrimonial. 2009. Disponível em: <http://www.cpcon.eng.br/gestao-patrimonial/gestao-e-financas/depreciacao-gestao-patrimonial/&gt;. Acesso em: 11 jun. 2011.

IYER, Sreekanth. Cloud Deployment and Delivery Models. 2010. Disponível em: < https://www.ibm.com/developerworks/mydeveloperworks/blogs/c2028fdc-41fe-4493-8257-33a59069fa04/entry/september_19_2010_1_45_pm7?lang=en&gt;. Acesso em: 11 ago. 2011.

LIMA, Gustavo. DataCenter, Virtualização e Cloud Computing: Evolução – Parte III. 2010. Disponível em: <http://blog.corujadeti.com.br/datacenter-virtualizacao-e-cloud-computing-evolucao-%E2%80%93-parte-iii/&gt;. Acesso em: 11 ago. 2011.

LOBO, Ana. Nuvem privada dispara na preferência dos gestores de TI. 2010. Disponível em: <http://convergenciadigital.uol.com.br/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?from_info_index=31&infoid=23939&sid=97&gt;. Acesso em: 30 abr. 2011.

OLIVEIRA, Déborah; SOARES, Edileuza. Opção pela nuvem pública ou privada não envolve necessariamente segurança. 2011. Disponível em: <http://cio.uol.com.br/gestao/2011/06/03/opcao-pela-nuvem-publica-ou-privada-nao-envolve-necessariamente-seguranca/&gt;. Acesso em: 08 jun. 2011.

TAURION, Cezar. Cloud computing: computação em nuvem: transformando o mundo da tecnologia da informação. Rio de Janeiro: Brasport, 2009.

Pay as you go

Conforme Parizotto (2010, p. 36) este tipo de cobrança denomina que a empresa vai pagar somente o que contratar e pelo tempo utilizado ou recursos contratados. É muito caro manter uma infraestrutura necessária para rodar diversos sistemas, por exemplo, servidores web, banco de dados, em especial para organização de pequeno e médio porte. Torna-se um problema, quando as empresas dispõem do capital e recursos necessários para fazer investimentos, porém, estas não utilizam toda sua capacidade, e alocam seus recursos para áreas desnecessárias.

Parizotto (2010, p. 37) considera ainda que a computação em nuvem permite às organizações pagarem por hora o uso de recursos de computação, o que leva a redução de custos.

O apelo econômico da Computação em Nuvem, de converter despesas de capital (CAPEX) em despesas operacionais (OPEX), é bem forte, e o modelo de pagar por uso, ou “pay as you go”, captura muito adequadamente o benefício econômico da proposta. As horas de computação adquiridas de uma nuvem podem ser distribuídas de forma não uniforme, ou seja, podemos usar 80 horas de servidor hoje e apenas 5 amanhã, e pagaremos apenas 85 horas. Adicionalmente, pelo fato de não ser necessário provisionar antecipadamente capex, podemos deslocar este capital para algum investimento diretamente relacionado com o próprio negócio da empresa. Os modelos contratuais são diversos, mas geralmente contratam-se horas de processador, espaço em disco e volume de dados trafegados entre os servidores e os discos (FREIRE, 2010, p. 44)

Segundo Taurion (2009, p. 35), no modelo tradicional o cliente compra uma licença de uso, paga um valor fixo e é forçado a pagar por diversas atualizações sempre que necessário, e muitas vezes ainda paga pelo suporte ou deslocamento de um técnico especializado para fazer o software funcionar ou resolver problemas que em muitos casos não são lógicos e sim físicos. Em computação em nuvem no modelo de software como serviço, pode-se comparar com a analogia de uma conta de energia elétrica. Paga-se uma taxa mensal pelo que foi utilizado e os programas são acessados pela Internet, sem nenhum trabalho extra e de fácil suporte sem deslocamento e custos extras.

Referências:

FREIRE, Flávia. Cezar Taurion ameniza as tempestades de questionamentos sobre cloud computing. TI Digital, Rio de Janeiro, RJ: Arteccom. n. 12, p. 40-47, fev. 2010. Disponível em: <www.arteccom.com.br/revistatidigital/downloads/12/link_12_4047.pdf >. Acesso em 14 jun. 2011.

PARIZOTTO, Rogério Torres. Cloud computing: aplicações de saas e paas em uma rede de supermercados de varejo. 2010. 83 f. (Monografia) Faculdade de Tecnologia Zona Leste. São Paulo: 2010. Disponível em: <http://fateczl.edu.br/TCC/2010-2/TCC-011.pdf&gt;. Acesso em: 15 jun. 2011.

TAURION, Cezar. Cloud computing: computação em nuvem: transformando o mundo da tecnologia da informação. Rio de Janeiro: Brasport, 2009.

BaaS – Backup as a Service

Segundo Shields (2009), as soluções no modelo BaaS são projetadas para fazer backups através de um serviço profissional, isto é, aumentando o nível de garantia de que os dados serão armazenados corretamente. Além de dispensarem a participação ativa da equipe técnica dos clientes.

De acordo com Taurion (2009, p. 136), as soluções no modelo SaaS possuem técnicas para otimizar a transferência das informações entre os clientes e a nuvem computacional. As técnicas mais conhecidas são: backups incrementais, evitando o envio de arquivos já armazenados e sem modificações; compressão, reduzindo de 10 a 20 vezes o volume de informações transmitidas; e de duplicação, removendo informações duplicadas antes de serem transmitidas.

[…] Backup-as-a-Service (BaaS) é outro exemplo interessante de SaaS. Backup é um problema para a maioria das empresas, principalmente para as pequenas e médias que, por terem um staff técnico reduzido, não conseguem manter operando eficazmente um sistema específico. Os backups são intensivos em capital (a empresa tem que comprar software específico e a mídia para backup) e demanda um elaborado processo de gerenciamento. (TAURION, 2009, p. 135).

O Quadro a baixo apresenta as vantagens e desafios ao selecionar um provedor de serviços BaaS.

Vantagens Desafios
Não requer investimentos em mídias (troca CAPEX por OPEX) Recuperação das informações
Backups incrementais, após o primeiro backup completo Desempenho do backup, dependendo da largura de banda
Reduz o tempo gasto na gestão Alto custo, dependendo do tamanho das informações
Reduz a possibilidade de falhas em backups críticos

Ao referir-se a arquitetura do modelo BaaS oferecida aos seus clientes, NSCALED (2011) afirma utilizar um agente capaz de  replicar as informações de máquinas físicas e virtuais para nuvem através de conexão VPN (Virtual Private Network) ou WAN (Wide Area Network).

A Ilustração a baixo apresenta as máquinas físicas, virtuais, e bases de dados sendo replicadas para nuvem através do agente NSCALED. Em seguida essas informações são duplicadas na nuvem. Já para os administradores, há um console SaaS capaz de gerenciar recuperações de informações, políticas de retenção, e o monitoramento do sistema.

O mercado de BaaS já possui ferramentas desenvolvidas especialmente para consumidores, pequenas e médias empresas que possuem menos informações. HP Upline, SOS Backup on-line, Carbonite, Mozy, e iDrive oferecem características totalmente diferentes. Alguns oferecem acesso via Web para arquivos individuais ou pastas de restauração, aplicativo instalado junto ao console (terminal) de gerenciamento do cliente, e backup de bases de dados especiais – Microsoft Outlook e Intuit QuickBooks (SHIELDS 2009).

Referências:

NSCALED. Cloud Backup. 2011. Disponível em: <http://www.nscaled.com/ns_services_cloudbackup.php&gt;. Acesso em: 05 ago. 2011.

SHIELDS, Greg. The efficacy of backup-as-a-service solutions. 2009. Disponível em: <http://searchwindowsserver.techtarget.com/tip/The-efficacy-of-backup-as-a-service-solutions&gt;. Acesso em: 02 ago. 2011.

TAURION, Cezar. Cloud computing: computação em nuvem: transformando o mundo da tecnologia da informação. Rio de Janeiro: Brasport, 2009.

DaaS – Database as a Service

De acordo com Taurion (2009, p. 128, 129), manter toda a infraestrutura necessária para o armazenamento de informações em bancos de dados, como integração, segurança, disponibilidade, e desempenho adequado, consome parcela significativa do orçamento de TI. Neste modelo o provedor da nuvem mantém o serviço e o cliente paga somente pelo volume de dados armazenados e transferidos de e para a nuvem.

Ao referir-se a percepção da falta de privacidade, (CURINO et al., 2011) afirma que pode-se utilizar DaaS com CryptDB, isto é, utilizar um conjunto de técnicas projetadas para fornecer privacidade com impacto aceitável sobre o desempenho (22,5% na taxa de transferência em TPC-C). Com este conjunto de técnicas, todas as consultas são avaliadas sobre dados criptografados e enviados de volta ao usuário para decodificar. Além dos administradores poderem gerenciar as bases de dados mantendo a privacidade sobre os dados dos usuários.

Outro aspecto levantado por (CURINO et al., 2011), é que DaaS utiliza os motores existentes no mercado e sem modificações no SGBD (Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados).

Taurion (2009, p. 130), sugere alguns usos iniciais para DaaS:

  • Ambiente de desenvolvimento e testes. Os desenvolvedores podem testar suas aplicações exaustivamente no momento em que precisam, sem a burocracia para terem ambientes disponibilizados.
  • Data archiving. Sabendo que apenas 20% das informações das empresas estão ativas e por aderência a legislação, a grande maioria das informações é armazenada em fitas após um período de inatividade. Através do DaaS há uma nova alternativa com custos menores para armazenar estas informações inativas.
  • Backup. O DaaS permite armazenamento de informações com custos menores que em discos próprios, além de fornecer ferramentas para automatizar os backups.

De acordo com Hamilton et. al (2009), a utilização de DaaS pode ser uma ferramenta importante para desenvolvedores, porém os desenvolvedores deverão ficar atentos as vantagens e desafios abordados.

Vantagens Desafios
Facilidade de implantação Data Design, número de entidades limitado em junções
Independência de plataforma Não existe padrão para particionamento dos dados
Administração simplificada de banco de dados Backup e recovery exigem procedimentos personalizados
Integração padronizada de dados Performance Tuning exigem boas práticas com os dados

Segundo Curino et. al (2011), a arquitetura do modelo DaaS (Ilustração a baixo) possui mais desafios do que uma simples instrução SQL sobre dados criptografados. Os aplicativos de usuários comunicam-se com o frontend utilizando um driver especifico de criptografia (CryptDB), que codifica e decodifica as instruções SQL mantendo a privacidade dos dados. O frontend analisa as consultas SQL e, utilizando seus metadados, determina os nós de backend e o plano de execução. O frontend também coordena transações multi-nós, controle de erros por nó (failover), grau de isolamento de desempenho, e a velocidade. Já nos nós de backend, o CryptDB explora uma combinação de criptografia no lado do servidor (serverside) junto com funções de usuário (UDFs) para permitir eficiência no processamento da SQL e suas particularidades – agregação, ordenação, junções, entre outros.

Arquitetura do modelo DaaS

Aplicativos se comunicam com DaaS usando uma camada de conectividade padrão, tais como JDBC. Eles se comunicam com o frontend usando um driver especial que garante a privacidade de seus dados, por exemplo, não pode ser lido pelo administrador do banco de dados (CURINO et al., 2011).

Atualmente grandes empresas como Amazon, IBM, Microsoft, e Oracle ofertam bancos de dados na nuvem. A Amazon com SimpleDB, EnterpriseDB, e MySQL; a IBM com DB2 Express-C e Informix Developer Edition; e a Microsoft com SQL Server Data Services (TAURION, 2009, p. 131, 132).

Referências:

TAURION, Cezar. Cloud computing: computação em nuvem: transformando o mundo da tecnologia da informação. Rio de Janeiro: Brasport, 2009.

CURINO, Carlo; WU, Engene; JONES, Evan P. C.; MADDEN, Sam; RALUCA, Ada Popa; BALAKRISHNAN, Hari; MALVIYA, Nirmesh; ZELDOVICH, Nickolai. Relational Cloud: A Database-as-a-Service for the Cloud. 2011. Disponível em: <http://tiny.cc/sjxxo&gt;. Acesso em: 31 jul. 2011.

HAMILTON, Gary; QUIMBO, Jocelyn; VERMA, Saurabh. Database as a Service: A Different Way to Manage Data. 2009. Disponível em: <http://cloudcomputing.sys-con.com/node/1203562&gt;. Acesso em: 30 jul. 2011.