No passado, a capacidade de processamento era dependente da infraestrutura de hardware local. Atualmente, com a crescente adoção de soluções de software na nuvem, essa função está sendo cada vez mais desempenhada pelo serviço web Elastic Compute Cloud (EC2).
O EC2 oferece recursos computacionais ajustáveis na nuvem, permitindo que os usuários aluguem máquinas virtuais, chamadas instâncias, para executar seus aplicativos. Essas instâncias podem ser configuradas de diversas maneiras, com diferentes sistemas operacionais, poder de processamento e capacidade de armazenamento.
O EC2 é um componente essencial da Amazon Web Services (AWS) e é amplamente utilizado em praticamente todas as implementações de projetos na nuvem. No entanto, se a arquitetura desejada for sem servidor, o EC2 não será necessário.
Componentes Fundamentais do EC2
Fonte: docs.aws.amazon.com
Cada instância do AWS EC2 utilizada em um projeto é composta por outros componentes da AWS, que definem as características exatas da sua configuração.
#1. Instâncias
Uma instância EC2 representa uma máquina virtual na nuvem, que pode ser configurada e iniciada com diferentes especificações. É preciso definir o sistema operacional desejado e o nível de desempenho necessário (quantidade de CPU, RAM, etc.).
Além disso, é possível determinar a capacidade de armazenamento a ser permanentemente associada à instância EC2.
#2. Imagens de Máquina da Amazon (AMIs)
Uma AMI é um modelo pré-configurado que contém as informações necessárias para a inicialização da instância. Nela, define-se o sistema operacional, a configuração do servidor de aplicação e os aplicativos que serão instalados.
#3. Armazenamento de Blocos Elásticos (EBS)
O EBS é um serviço de armazenamento que provê volumes persistentes para uso com a instância EC2. É onde os dados dos aplicativos e dos clientes são armazenados enquanto os aplicativos nas instâncias EC2 estão em operação.
#4. Grupos de Segurança
Cada instância EC2 requer um controle de acesso de segurança, tanto para a comunicação entre a instância e o mundo externo (tráfego de saída) quanto entre os serviços da AWS dentro da infraestrutura de nuvem (tráfego de entrada).
#5. Pares de Chaves
Para aumentar a segurança, são gerados pares de chaves públicas e privadas, utilizados para estabelecer conexões seguras com as instâncias EC2.
#6. Endereços IP Elásticos
Para permitir o acesso à instância EC2 a partir da internet ou dentro da infraestrutura de nuvem, um endereço IP estático é atribuído à instância, tornando-a acessível.
#7. Grupos de Posicionamento
Esses grupos permitem a criação de agrupamentos lógicos de instâncias, otimizando conexões de rede com baixa latência e alta largura de banda, tanto para fins organizacionais quanto de desempenho.
#8. Dimensionamento Automático
O dimensionamento automático é um serviço que ajusta automaticamente o número de instâncias EC2 em um grupo, com base nas necessidades de carga de trabalho. Isso permite que as instâncias sejam multiplicadas ou diminuídas para atender ao aumento ou diminuição da demanda.
O objetivo principal é garantir o desempenho durante picos de carga, ao mesmo tempo em que se economiza recursos quando a demanda é menor.
#9. Balanceadores de Carga
Balanceadores de carga distribuem o tráfego de entrada entre várias instâncias EC2, melhorando a disponibilidade e escalabilidade da aplicação.
#10. Nuvem Privada Virtual (VPC)
Uma VPC é uma rede virtual isolada que fornece um ambiente seguro para instâncias EC2. É possível organizar instâncias EC2 em VPCs diferentes ou na mesma, com regras de tráfego entre elas, e controlar o acesso às instâncias na infraestrutura de nuvem.
Com a VPC, é possível manter algumas instâncias EC2 privadas, acessíveis apenas pelo código do aplicativo, enquanto outras podem ser acessíveis pela internet.
Principais Características do EC2
Fonte: aws.amazon.com
As instâncias EC2 oferecem capacidade de computação escalável na nuvem da AWS. Empresas podem rapidamente lançar máquinas virtuais com o poder computacional e capacidade de armazenamento necessários, sem investir em hardware físico. Este é um dos principais benefícios da infraestrutura na nuvem, e o EC2 desempenha um papel fundamental.
As instâncias EC2 são normalmente utilizadas para hospedar aplicativos e sites na nuvem, atendendo a diversos tipos de cargas de trabalho, como processamento em lote, processamento em tempo real e aplicativos web e móveis.
A versatilidade do EC2 é praticamente ilimitada, podendo ser utilizado para processamento de dados, aprendizado de máquina, jogos e ambientes de desenvolvimento e teste. A possibilidade de criar e destruir instâncias sob demanda permite otimizar custos.
Fundamentos da Computação em Nuvem
Após abordarmos o EC2, é útil dar um passo atrás para explicar o conceito de computação em nuvem. Trata-se de um modelo de entrega de recursos de computação pela internet, sob demanda e como serviço. Permite acessar poder de processamento e infraestrutura sem a necessidade de investir em hardware.
A computação em nuvem é baseada em princípios como:
- Autoatendimento sob demanda: recursos como servidores e armazenamento estão disponíveis instantaneamente, sem processos burocráticos.
- Acesso universal: os recursos podem ser acessados de qualquer lugar e por diversos dispositivos (laptops, desktops, tablets, smartphones).
- Compartilhamento de recursos: a infraestrutura é compartilhada e alocada dinamicamente para atender a mudanças nas necessidades.
- Escalabilidade: é possível aumentar ou diminuir recursos rapidamente com base na demanda.
- Modelo de preços pré-pago: o usuário paga apenas pelos recursos que utiliza, com acompanhamento em tempo real.
Modelos de Serviço de Computação em Nuvem
Existem três modelos principais de serviços de computação em nuvem:
Modelos de Implantação de Computação em Nuvem
A computação em nuvem também pode ser diferenciada pela forma como os recursos são implementados e acessados:
- Nuvem pública: os recursos são fornecidos por terceiros, como AWS, Azure ou Google Cloud, e acessados pela internet.
- Nuvem privada: a organização constrói seu próprio data center e a infraestrutura é acessível somente dentro de sua rede.
- Nuvem híbrida: combina recursos de nuvens pública e privada, integrando-os em uma infraestrutura comum.
- Multinuvem: a organização utiliza múltiplos provedores de nuvem para atender necessidades específicas, como combinar AWS e SAP Datawarehouse Cloud para criar soluções com dados transacionais regulamentados em SAP e um data lake em AWS.
Elasticidade do EC2
Fonte: aws.amazon.com
A elasticidade é uma característica essencial da computação em nuvem, permitindo que a infraestrutura aloque e desaloque recursos dinamicamente em resposta a mudanças nas necessidades. Isso possibilita aumentar ou diminuir a infraestrutura sem investir em hardware físico.
A escalabilidade, outra propriedade da nuvem, permite que um sistema lide com o aumento de cargas ou tráfego sem perda de desempenho. Em um cenário de pico de tráfego, por exemplo, a escalabilidade entra em ação, aumentando recursos e potência para lidar com a carga.
A escalabilidade é alcançada através do uso de recursos elásticos como máquinas virtuais, armazenamento e rede, que podem ser ajustados rapidamente. O dimensionamento automático automatiza esse processo, ajustando os recursos de acordo com as expectativas de carga, com base em métricas como utilização da CPU, tráfego de rede ou tempo de resposta do aplicativo.
A alocação dinâmica de recursos em tempo real otimiza o uso da infraestrutura, permitindo que ela seja utilizada apenas quando necessário, liberando recursos quando não estão em uso, o que leva a maior eficiência e redução de custos.
Benefícios do EC2
Alguns dos principais benefícios do EC2 já são evidentes, mas para que fique mais claro, os mais importantes são:
Flexibilidade
O EC2 permite aumentar ou diminuir os recursos de computação de forma flexível, iniciar ou destruir instâncias conforme a necessidade e pausar ou reiniciar instâncias. Garante que sempre haja um backup disponível em caso de falha.
Eficiência de Custos
A flexibilidade do EC2 gera maior oportunidade de economizar dinheiro no provisionamento de infraestrutura. Instâncias EC2 podem ser iniciadas e encerradas no momento certo, evitando custos desnecessários.
Alta Disponibilidade
Com o EC2, você tem acesso a uma infraestrutura altamente disponível, garantindo o mínimo de tempo de inatividade e que aplicações e serviços estejam sempre acessíveis.
Confiabilidade
O EC2 oferece uma infraestrutura confiável, garantindo o funcionamento contínuo de aplicações e serviços, mantendo-os sempre disponíveis e com bom desempenho.
Acessibilidade
O acesso à infraestrutura pode ser feito de qualquer lugar, usando desktops, laptops, tablets ou smartphones. Além disso, é possível aplicar restrições de acesso de acordo com a necessidade.
Alcance Global
O EC2 está disponível em diversas regiões do mundo, o que permite implementar aplicações e serviços mais próximos dos clientes, em conformidade com as regulamentações locais de privacidade de dados.
Agilidade
A infraestrutura oferecida pelo EC2 é ágil, com capacidade de resposta rápida a mudanças nas condições do mercado, o que permite inovar de forma mais rápida.
Segurança de Dados
O EC2 fornece uma infraestrutura segura, criada para proteger dados e aplicações contra acessos não autorizados e ameaças cibernéticas.
Conformidade
O EC2 está em conformidade com uma variedade de padrões e regulamentações do setor, como HIPAA, PCI DSS e GDPR.
Colaboração
O EC2 fornece um ambiente colaborativo que permite que equipes trabalhem juntas em projetos e compartilhem recursos e dados.
Desafios com o EC2
Além dos benefícios, é preciso estar ciente dos desafios ao utilizar o EC2:
#1. Gestão de Custos
A precificação do EC2 é complexa e demanda atenção para evitar custos inesperados. É necessário monitorar continuamente o uso, utilizando ferramentas como AWS Cost Explorer ou AWS Trusted Advisor.
#2. Segurança
Apesar de o EC2 fornecer uma infraestrutura segura, o usuário é responsável pela segurança de aplicações e dados. É fundamental usar senhas fortes, criptografar dados e implementar controles de acesso.
#3. Conformidade
O uso do EC2 precisa estar em conformidade com padrões e regulamentações do setor. É importante revisar a documentação de conformidade da AWS e trabalhar com especialistas para garantir o cumprimento das exigências.
#4. Desempenho
O desempenho do EC2 pode ser afetado por fatores como latência de rede, E/S de disco ou utilização da CPU. É necessário monitorar o desempenho e utilizar ferramentas como AWS CloudWatch e AWS X-Ray para identificar e resolver problemas.
#5. Disponibilidade
O EC2 oferece uma infraestrutura altamente disponível, mas é importante garantir que aplicações e serviços também sejam projetados para alta disponibilidade, usando serviços como Elastic Load Balancing ou Auto Scaling.
#6. Transferência de Dados
É preciso estar atento aos custos de transferência de dados entre instâncias EC2 e outros serviços da AWS, utilizando soluções como Amazon S3 e Amazon CloudFront para minimizar os custos.
#7. Dependência do Fornecedor
É fundamental evitar a dependência do fornecedor ao usar o EC2. O design de aplicações e serviços deve ser portátil entre provedores de nuvem, utilizando padrões abertos e APIs para garantir a interoperabilidade.
EC2 e Tendências Futuras
Fonte: aws.amazon.com
Para quem tem curiosidade sobre as tendências e inovações futuras do EC2, algumas delas são:
Sem Servidor
A computação sem servidor é um novo paradigma, permitindo que desenvolvedores executem código sem gerenciar servidores ou infraestrutura. AWS Lambda e AWS Step são exemplos de serviços sem servidor que podem ser construídos sobre o EC2.
Aprendizado de Máquina
O EC2 é ideal para executar modelos, previsões e cargas de trabalho de aprendizado de máquina. A AWS oferece serviços de aprendizado de máquina prontos para uso, como Amazon SageMaker e Amazon Rekognition, que são baseados no EC2.
Computação de Borda
A computação de borda processa os dados mais próximo da fonte, e não em um data center centralizado. Isso permite que o processamento de dados seja feito no local de geração, com serviços de cache para transferir os dados para o armazenamento central. A AWS oferece serviços de computação de borda como AWS Greengrass e AWS IoT, que podem ser implementados no EC2.
Conteinerização
A conteinerização permite empacotar aplicações e serviços em contêineres, facilitando a implementação e gerenciamento. A AWS oferece serviços de conteinerização como Amazon ECS e Amazon EKS, baseados no EC2.
Computação Quântica
A computação quântica usa fenômenos da mecânica quântica para realizar cálculos. A AWS oferece serviços de computação quântica, como Amazon Braket, que podem ser utilizados em conjunto com o EC2.
Palavras Finais
O EC2 é um componente fundamental em qualquer infraestrutura de nuvem séria, sendo um dos principais serviços com maior geração de custos.
Como espinha dorsal da infraestrutura de nuvem, o EC2 integra vários serviços. A compreensão do EC2 é crucial para quem deseja obter sucesso no mundo da computação em nuvem.
Em seguida, explore as melhores práticas para segurança do AWS EC2.