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O Paradoxo da Elasticidade em Nuvem Privada Ronei Martins Ferrigolo Administrador de Empresas com ênfase em Análise de Sistemas, Especialista em Sistemas de Informação e Telemática, Especialista em Governo Eletrônico e Mestre em Administração, opção: Gestão da Inovação Tecnológica.
[email protected] Áreas Temáticas: Tecnologia da Informação, Modelos de Negócio, Computação em Nuvem
ABSTRACT Cloud computing is an innovation that brings significant gains for organizations to reduce total cost of ownership and increase agility to provide the ICT platform. Elasticity is one of the key features of this model, allowing gains from the match between supply and demand of resources: on the one hand reduces idleness and advanced investment, on the other avoids the lack of resources in the event of a peak in demand. The definition of the new concepts to communicate the strategy to be used, the term "Private Cloud" has been sometimes used to define a cloud provided by an organization for its own exclusive use. In these particular cases, the resources to fulfil peaks on demand came along with an increasing investment, and the so-called "private cloud" comes to be only in the technological aspect of supply format upon request, but on resources already contracted. But when analyzing the economic effect of this strategy, it is concluded that the expected gains with a cloud arrangement is not reached, by contrast, costs go up by the increase in total idleness of resources.
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RESUMO A computação em nuvem é uma inovação na medida em que traz relevantes ganhos para as organizações ao reduzir o custo total de propriedade e aumentar a agilidade com que é provisionada a plataforma de TIC. A elasticidade é uma das características fundamentais deste modelo, permitindo ganhos a partir do casamento entre a oferta e a demanda de recursos: por um lado reduz a ociosidade e a antecipação dos investimentos, por outro permite evitar a falta de recursos em casos de picos de demanda. Com a necessidade de criação de jargão que ajude a definir os conceitos e comunicar a estratégia a ser utilizada, o termo “private cloud” vem sendo usado para definir uma cloud provida por uma organização para seu uso próprio e exclusivo. O atendimento dos picos de demanda ocorre exatamente pelo aumento do investimento, e a chamada private cloud se resume ao aspecto tecnológico no formato do aprovisionamento quando solicitado, mas sobre recursos já contratados. Mas, ao analisar o efeito econômico desta estratégia, conclui-se que os ganhos esperados com um arranjo de cloud não são atingidos, ao contrário, os custos sobem pelo aumento da ociosidade total dos recursos. Palavras-chave: Cloud computing, private cloud, desempenho econômico, custo total de propriedade e TCO.
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1. Introdução Computação em nuvem (cloud computing) vem produzindo uma enorme transformação na atividade econômica, seja pública ou privada, ao habilitar uma nova estrutura para as organizações suportarem suas operações. Ao alterar substancialmente as premissas sobre as quais estão baseados os custos para ofertar a base de tecnologia para os processos organizacionais, ela expande horizontes e permite enormes alterações no cenário competitivo. Em geral a TI tem revolucionado o custeio das organizações: Nenhuma companhia pode escapar aos efeitos da revolução da informação. Dramáticas reduções nos custos de obtenção, processamento e transmissão de informação estão mudando a maneira como fazemos negócios (PORTER & MILAR, 1985, p. 149). Em particular, cloud computing vem trazendo ganhos econômicos capazes de reduzir em até 80% o nível de investimento inicial e o TCO em torno de 30%, como demonstram algumas experiencias práticas. Não é à toa que cloud computing é um dos principais tópicos na agenda dos executivos de TI e de negócios. Recentemente, uma pesquisa do Gartner confirmou a adoção em massa de public cloud em um dos mais avançados mercados de tecnologia, a Coréia do Sul: As empresas da Coreia do Sul têm uma estratégia de “primeiro cloud pública”, com 70% das organizações aumentando seus investimentos em serviços de cloud até 2017 (YIM, 2015). Como toda tecnologia disruptiva, a própria linguagem é impactada, gerando a necessidade da criação de novos termos e definições que ajudem as pessoas a discutir novos conceitos. Que auxiliem a precisão na troca de ideias e permitam o crescimento coletivo do conhecimento sobre o assunto. A menor ambiguidade deste novo vocabulário é a medida para a capacidade de aprender o tema. Desta necessidade de assertividade na formação do vocabulário para avançarmos na disciplina de computação em nuvem decorre o objetivo deste artigo.
2. O que é Cloud Computing Várias publicações e artigos consolidam a definição de cloud computing: Computação em nuvem é um modelo que permite acesso ubíquo, conveniente e sob demanda, através da rede, a um conjunto compartilhado de recursos computacionais configuráveis (por exemplo: redes, servidores, armazenamento, aplicações e serviços), que podem ser rapidamente provisionados e disponibilizados com o mínimo de esforço de gerenciamento ou de interação com o provedor de serviços. (MELL; GRANCE, 2011).
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Um estilo de computação no qual capacidades de TI escaláveis e elásticas são entregues como um serviço a clientes externos, utilizando tecnologias de Internet (GARTNER GROUP, 2013). Tenho a tendência de usar a definição do NIST de computação em nuvem, onde é basicamente compartilhamento de recursos, temos um pool de recursos, você paga por uso, você tipicamente usa uma infraestrutura multitenant e é usada em uma das três principais formas – SaaS, IaaS ou PaaS – e entrega uma economia de escala que nos dá vantagens de custo e eficiência (David Linthicum, CTO at Blue Mountain Labs APUD SCHULTZ, 2011). Estas e outras definições trazem alguns elementos centrais para o entendimento do que define e delimita a computação em nuvem. Novamente a visão do NIST, aponta 5 elementos como centrais e imprescindíveis para que um modelo de provisionamento de TIC seja considerado um modelo de computação em nuvem: 1) Auto-provisionamento sob demanda (“on-demand self-service”): o consumidor pode ter a iniciativa de provisionar recursos na nuvem, e ajustá-los de acordo com as suas necessidades ao decorrer do tempo; 2) Acesso amplo pela rede (“broad network access”): os recursos da nuvem estão disponíveis para acesso pela rede 3) Compartilhamento através de pool de recursos (“resource pooling”): Os recursos computacionais do provedor são agrupados para servir a múltiplos consumidores 4) Rápida elasticidade: os recursos podem ser elasticamente provisionados e liberados, adaptando-se à demanda. 5) Serviços medidos por utilização (“measured service”): a precificação é balizada pelo uso dos serviços. Neste artigo, é necessário ater-se ao consenso de que um arranjo que entregue recursos computacionais no formato de cloud computing deverá necessariamente permitir sua rápida escalabilidade, entendida como a alocação e liberação de recursos de forma rápida, permitindo a compra da oferta de recursos ajustada à demanda.
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3. Tipos de Cloud Computing Como há vários aspectos relevantes para que este modelo de alocação de recursos seja empregado no aumento da competitividade e eficiência das organizações, identifica-se alguns tipos de computação em nuvem. 3.1 Quanto a arquitetura de serviços Decompõe os serviços em camadas, entendendo que há algumas camadas que são providas pelo fornecedor e outras que são de responsabilidade do cliente do serviço. On Premise
IaaS
PaaS
SaaS
Figura 1 - Responsabilidades entre cliente e fornecedor de nuvem Fonte: Adaptado pelo autor a partir de imagem da internet, autor original desconhecido 3.2 Quanto a forma de implantação Considerando as formas de implantação, existem quatro categorias distintas, de acordo com o NIST e CSA: Nuvem Pública, Nuvem Privada, Nuvem Comunitária e Nuvem Híbrida. 1) Nuvem Pública: A infraestrutura de nuvem pública está disponível para uso aberto do público em geral e fica nas instalações do provedor. A sua propriedade, gerenciamento e operação podem ser de uma empresa, uma instituição acadêmica, uma organização do governo, ou de uma combinação desses. 2) Nuvem Privada: A infraestrutura de nuvem privada está disponível para uso exclusivo por uma única organização, composta de múltiplos consumidores (por exemplo, unidades de negócio). Sua propriedade, gerenciamento e operação podem ser feitos pela própria organização, terceiros, ou por uma combinação dos dois, e pode estar localizada em suas dependências ou fora delas. 3) Nuvem Comunitária: A infraestrutura de nuvem comunitária está disponível para uso exclusivo de uma comunidade específica formada por organizações que possuem interesses e preocupações em comum (por exemplo: requisitos de segurança e conformidade). Sua utilização, gerenciamento e operação podem ser feitos por uma ou várias das organizações pertencentes à comunidade, por terceiros, ou por uma combinação deles.
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4) Nuvem híbrida: A infraestrutura de nuvem é uma composição de duas ou mais infraestruturas de nuvem (privada, comunitária ou pública), interligadas por tecnologias padronizadas ou proprietárias que permitem portabilidade de aplicações e de dados entre as nuvens. O propósito deste documento é justamente evitar a proliferação do entendimento de que é concebível uma Nuvem Privada com um único dono e um único usuário auferir os ganhos econômicos do modelo de cloud, tendo em vista o paradoxo de sua utilidade como modelo de negócios.
4. O Paradoxo da Nuvem Privada Cloud computing representa uma inovação em termos de arquitetura computacional por representar uma alternativa à computação On Premise, onde toda a responsabilidade de alocação de recursos recai sobre a organização usuária (aqui vamos usar como sinônimo “cliente”). A fundamental caraterística do ambiente On Premise é a antecipação dos investimentos e o provisionamento antecipado dos recursos, caracterizando uma determinada capacidade computacional (hardware, software, conectividade, etc.). Ainda que possa haver um pagamento diluído no tempo, a decisão de alocação e consequente disponibilidade se dá em um tempo anterior aquela da demanda. Quando ocorre falha neste provisionamento antecipado, ocorre uma demanda não atendida, impactando na disponibilidade ou na performance dos serviços demandados. Ocorre aqui o que podemos definir como o paradoxo da Nuvem Privada, pois as organizações passam a esperar que seja possível uma “nuvem privada disponível para uso exclusivo por uma única organização”, entendendo que ela própria pode ser a provedora (proprietária) dos recursos computacionais para tal arranjo. Neste contexto, uma organização compra suficiente estoque de recursos e libera-os para usuários finais conforme sua demanda, a partir da virtualização de equipamentos sobre estes recursos já pré-alocados. Infelizmente, neste arranjo não são gerados os ganhos econômicos esperados pelo conceito da elasticidade e do casamento da oferta com a demanda da computação em nuvem. 4.1 Por que não há escalabilidade? Conforme definiu-se, escalabilidade seria a “alocação e liberação de recursos de forma rápida, permitindo o ajuste da oferta de recursos à demanda”. Ainda que haja muito software disponível, haverá um limite. Claro, tudo tem um limite, o ponto em questão é que o limite, neste caso, é estabelecido pelos recursos préalocados, ou de outro ponto de vista, pela ociosidade presente.
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A percepção de “elasticidade ilimitada” é gerada exatamente porque em uma cloud com diversos usuários (clientes) consegue compensar a demanda de uma solicitação de aumento de carga com outras de liberação de carga. Claro, este equilíbrio não é perfeito, devendo haver um lastro, uma ociosidade que torne as flutuações imperceptíveis aos usuários. Como em um banco, o dinheiro dos aplicadores é usado para emprestar aos tomadores, usando-se algum capital próprio do banco para garantir as flutuações. Mas qual o sentido de abrir um banco para aplicar e emprestar apenas o dinheiro do dono do banco? A cloud consegue ser uma arquitetura com menor custo total de propriedade na medida em que reduz a ociosidade. Este é talvez o principal efeito econômico deste arranjo produtivo. Na alternativa On Premise quase sempre há descasamento entre a oferta e a demanda de recursos, forçando aqueles que não querem correr o risco de constranger a qualidade dos serviços a antecipar os investimentos.
Gráfico 1 – Comportamento Oferta X Demanda On Premise Fonte: Autor No exemplo acima, identifica-se o comportamento padrão do investimento On Premise, quando uma oferta é pré-alocada, garantindo vazão à uma demanda. Normalmente, este processo leva a um crescente e antecipado investimento, na medida em que se presume um aumento de demanda no tempo. O que ocorre quase todo o tempo é que a demanda é atendida pela oferta. Neste caso, há uma ociosidade (capacidade investida e não usada) e uma antecipação de investimento, gerando custo financeiro. Além deste custo (o custo do dinheiro em si) há um efeito pernicioso referente ao custo da tecnologia no tempo, que é decrescente. Digamos que o gráfico acima seja de capacidade de storage (espaço em disco) e que uma unidade de grandeza (digamos 1 Tb) tenha um custo X em T2 quando foi comprada. Esta ociosidade só será demandada em T4. Digamos que o custo deste 1 Tb fosse U$ 5,00 em T2 e U$ 4,00 em T4. Além do custo financeiro dos U$ 5,00 alocados antecipadamente, houve um desperdício adicional de U$ 1,00 pois o custo do espaço em disco caiu. Mais caro e antecipado, duplamente ineficiente é o investimento On Premise.
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Além da ineficiência, a ineficácia ocorre em T4, quando a demanda tem um pico. Ali, a capacidade instalada não atende à demanda, gerando perda de qualidade de serviço. A arquitetura de cloud, com sua elasticidade, permite casar a demanda com a oferta tendendo a perfeição, como mostra o gráfico 2:
Gráfico 2 - Comportamento Oferta X Demanda em Cloud Computing Fonte: Autor Agora que casamos a oferta e a demanda de recursos, a organização cliente só paga pelos recursos realmente alocados. No caso de “Private Cloud” com a infraestrutura de propriedade do próprio cliente, isto é, em um caso onde todos os recursos são alocados para um usuário único, sendo ele o dono (único investidor) e o beneficiário (único usuário) de todos os recursos, o que temos é um aumento significativo da ineficiência.
Gráfico 3 - Comportamento Oferta X Demanda em “Private Cloud” Fonte: Autor
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A percepção de elasticidade transmitida ao usuário final decorre apenas de um aumento significativo da ociosidade, fazendo com que não haja um evento de pico de demanda que seja percebido como falta de recursos. A diferença da Cloud real, onde um recurso desalocado pode ser alocado para outro usuário, como temos um usuário único, todo o recurso desalocado por definição vai para ociosidade. Havendo, portanto, apenas um usuário, que vem a ser o mesmo dono dos recursos, a sensação de elasticidade é permitida com um simples aumento da ociosidade, ou, em outras palavras, aumento do desperdício e do custo para a organização.
5. Conclusão Um data center com grandes recursos computacionais, ferramentas de alocação dinâmica, interfaces de cloud ou softwares de virtualização podem gerar a sensação de elasticidade por parte dos usuários finais. Podem até mesmo usar as mesmas tecnologias de cloud do início ao fim, mas do ponto de vista de modelo de negócios e economicidade não passam pelo teste da elasticidade, pois a oferta de recursos foi antecipada em vez de alocada de acordo com a demanda. A ilusão de casamento oferta X demanda é gerada pela promoção de recursos já comprados para recursos em uso quando demandado pelo usuário final. Mas o investimento pela organização já foi realizado. Na medida em que todos os recursos liberados são necessariamente devolvidos à ociosidade, pois não há outros clientes externos para consumi-los, esta arquitetura não deve ser chamada de cloud computing. Os ganhos econômicos de alocação de capital simplesmente não estão lá.
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS GARTNER GROUP. IT Glossary, 2013. [Online] Arquivo capturado em 07/9/2015. Disponível na Internet via WWW URL: http://www.gartner.com/itglossary/cloud-computing. MELL, Peter, GRANCE, Timothy. The NIST Definition of Cloud Computing. Special Publication 800-145, Setembro, 2011. [Online] Arquivo capturado em 01/9/2015. Disponível na Internet via WWW URL: http://csrc.nist.gov/publications/nistpubs/800-145/SP800-145.pdf. PORTER, M; MILLAR, V. How information gives you competitive advantage. Harvard Business Review, p. 149-160. Julho-agosto, 1985. SCHULTZ, Beth. What is Cloud Computing? Network World, 2011. [Online] Arquivo capturado em 02/9/2015. Disponível na Internet via WWW URL: http://www.cio.com/article/2411317/cloud-computing/what-is-cloud-computing.html#slide5.
