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TI Verde - Virutalização, Computação em Nuvem e Computação em Grade

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TI Verde - Virutalização, Computação em Nuvem e Computação em Grade

  1. 1. INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO CEARÁ, 13 DE DEZEMBRO DE 2012, FORTALEZA, CE TI Verde – Aplicação de Tecnologias em um Ambiente Corporativo a Favor de uma TISustentável Geyson Pereira Santana Resumo—O consumo de energia elétrica tem aumentado máximo dos recursos naturais para o seu fornecimento. exponencialmente nas últimas décadas graças ao aumento Precisamos hoje, mudar drasticamente a forma como populacional, urbanização e incorporação de tecnologias em extraímos os recursos naturais da biosfera reduzindo os danos diversos setores. Os Centros de Dados ou ―Data Centers‖ e também crescendo tecnologicamente para que a balança espalhados no mundo formam um total de mais de 1% do (desenvolvimento x meio ambiente) esteja equilibrada. consumo mundial de energia elétrica. Se fosse comparado a um país, estaria entre a lista dos 20 países que mais consomem A partir desse trabalho pretende-se de forma objetiva energia elétrica no mundo. Este trabalho tem por objetivo mostrar como a TI pode contribuir para uma diminuição do mostrar como as empresas de grande e de médio porte, podem, consumo de energia elétrica sem diminuir o ritmo do através de tecnologias que estão ganhando espaço no mercado desenvolvimento com o uso de tecnologias que temos à como a Computação em Grade e a Virtualização, pode contribuir disposição hoje e de contratos de infraestrutura entre para um desenvolvimento tecnológico sustentável a partir de empresas. contratos de serviço entre organizações fornecendo infraestrutura, diminuindo o consumo de energia elétrica e consequentemente reduzindo a emissão de gases poluentes na II. PROBLEMÁTICA atmosfera. O consumo de energia elétrica cresce a cada dia graças à Palavras-Chave—Computação em Grade, Virtualização, dependência do ser humano aos sistemas computacionais. Infraestrutura como um Serviço, TI Verde. Outro fator chave que vem causando o aumento da demanda de energia elétrica se dá devido à urbanização das regiões Abstract—Theelectricity consumptionhas increased interioranas no qual paulatinamente a tecnologia vai sendo exponentiallyin recent decadesthanksto population growth, difundida nos lugares mais remotos. urbanization andadoption of technologiesin various E, para que essa energia seja suprida é necessária à industries.Data Centersor"Data Centers" aroundthe worldform construção de mais barragens de usinas hidrelétricas, no caso atotal of more than1%of the worldselectricity.If it do Brasil que possui um grande potencial energético, que werecompared to acountry, would be amongthe list of20 causam danos irreparáveis à fauna e a flora. Além da produção countriesthatconsumemoreelectricityin the world. This workaims hidrelétrica temos também a termelétrica que se utiliza dos to showhow companieslarge andmidsizemay,through technologies thataregaining market shareasGrid fósseis para a produção de energia através da queima desses ComputingandVirtualization, cancontribute to asustainable combustíveis como o carvão mineral, o gás natural, a lenha e technological developmentfromservice etc. Esses tipos produtores de energia imediatamente lançam contractsbetweenorganizationsprovidinginfrastructure, reducing na atmosfera grandes quantidades de Dióxido de Carbono energy consumptionandconsequentlyreducing the emission (CO2) que contribuem para o efeito estufa e o aquecimento ofgreenhouse gasesin the atmosphere. global. Há três problemas futuros em que a humanidade precisará Keywords—Grid Computing, Virtualization, Infrastructure as a estar preparada, e serão eles: Falta de energia, falta de água Service, Green TI. potável e o lixo. Esses três problemas estão interligados como na figura 1 e devem começar a ser tratados pela humanidade. I. INTRODUÇÃO Lixo Na última década, houve por parte do governo, empresas e organizações de diversos setores um crescente interesse sobre o assunto sustentabilidade. Com o aumento da temperatura global gradativa, aumento do número de desastres naturais, secas intensas e enchentes, as autoridades, climatologistas e cientistas tem alertado sobre o consumo desenfreado dos recursos naturais terrestres. Água Energia Com o advento da tecnologia, praticamente tudo que Potável operamos hoje precisa de energia elétrica: Computadores, televisores, impressoras, fotocopiadoras, e etc. E, para toda essa demanda de energia elétrica, precisamos extrair ao Fig. 1. Figura do Consumo de Água, Energia e Lixo. Geyson Pereira Santana¸ Departamento de Telemática, IFCE, Instituto Federalde Educação Ciência e Tecnologia do Ceará,Fortaleza, Brasil, E-mail:geyson_santana@hotmail.com.
  2. 2. INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO CEARÁ, 13 DE DEZEMBRO DE 2012, FORTALEZA, CE problemas ambientais: Falta de água potável, grandes Na figura 1 vemos a água potável, a energia e o lixo como acúmulos de lixo e etc. um ciclo. Se for necessária a produção energia, precisamos de O legado que iremos deixar para as gerações futuras não água não necessariamente potável para a produção de energia deve ser de um planeta em colapso e com seus recursos (hidrelétricas ou termelétricas). Ao produzirmos energia em esgotados, mas, de um planeta que poderá nos abrigar de larga escala, consumimos mais computadores, televisores, forma segura por muitas décadas ainda. eletroportáteis, e, assim, descartamos rapidamente e geramos muito lixo. Se existe uma grande quantidade de lixo eletrônico, e esse lixo não é tratado de forma adequada já que IV. TI VERDE possui metais pesados como chumbo, cromo, mercúrio e Para que seja implantada a TI Verde nas empresas, de vários outros que causam danos sérios à saúde como início, deve haver uma mudança de hábitos e atitudes além de problemas ao sistema nervoso e até câncer, acabamos por uma conscientização geral da equipe de TI. Nesse capítulo, poluir os lençóis freáticos reduzindo a quantidade de água abordaremos o conceito de TI Verde com foco na redução da potável necessária aos seres humanos. Dessa forma, esses três utilização dos recursos de energia e como as empresas poderão pilares estão interligados e devem ser cuidadosamente implantar em seus ambientes. analisados para que os problemas ambientais não aumentem. A. O que é TI Verde? III. SUSTENTABILIDADE O termo TI Verde tem sido utilizado nos últimos anos por Mas, o que é sustentabilidade? Como explicita Cintia Maria várias empresas, geralmente as grandes corporações: HP, Afonso [2006]: IBM, Microsoft e etc. Cada uma dessas empresas mostra em ―... o termo implica na manutenção quantitativa e qualitativa seu respectivo site um conceito que pode ser aplicado a TI do estoque de recursos ambientais, utilizando tais recursos Verde. O conceito de TI Verde está intimamente ligado ao sem danificar suas fontes ou limitar a capacidade de conceito de sustentabilidade, mas, aplicado ao ambiente de TI. suprimento futuro, para que tanto as necessidades atuais A TI Verde pode ser conceituada como práticas sustentáveis quanto aquelas do futuro possam ser igualmente satisfeitas.‖ aplicadas no ambiente de TI produzindo como resultado um Os recursos naturais são limitados e aos poucos irão se impacto ambiental mínimo de forma a prolongar a utilização tornar escassos em um futuro não muito distante. Extrair os dos recursos naturais para que estejam disponíveis por um recursos naturais de forma sustentável já é preocupação de longo período de tempo. várias empresas no mundo como: HP, Dell, IBM e Microsoft, no qual, em cada site dessas empresas há uma página que B. Tecnologias Verdes explica como a corporação está inserida no programa de sustentabilidade e como pode contribuir com o planeta. Algumas tecnologias hoje podem contribuir para a implantação da TI Verde nas empresas, sejam de grande, A. Responsabilidade Social médio ou pequeno porte. Veremos a seguir essas tecnologias e quais as suas vantagens energéticas. As empresas como grandes corporações tem sua função social e, se assim podemos dizer, essa função é contribuir para 1. Virtualização o progresso da raça humana. Elas têm um grande peso na economia, pois, parcerias, fusões, tem se tornado comum entre Empresas no mundo inteiro estão cada vez mais migrando corporações como forma de promover um aumento dos seus servidores para a tecnologia de Virtualização. Suas indicativos financeiros. Para se ter uma ideia, há hoje, inúmeras vantagens tanto no gerenciamento de recursos empresas com indicativos maiores do que o PIB (Produto computacionais quanto em termos econômicos são um Interno Bruto) de vários países. A credibilidade nas empresas atrativo, e, para quem deseja implantar a TI Verde em seu privadas é um fator fundamental e motivador de qualquer ambiente, deve ter essa tecnologia como base principal. mudança nas atitudes sustentáveis e como a credibilidade da Entendendo o Funcionamento: A figura 2 montra o população brasileira em empresas públicas é baixíssima funcionamento básico da virtualização de computadores, (somente 21%) as pessoas tendem a confiar mais em empresas válido para desktops ou servidores. Como mostra a e organizações não governamentais, ou seja, as empresas figura abaixo eu tenho um servidor físico com todo o privadas são os formadores de opinião em se tratando de hardware pronto e funcionando, então, é implantado tecnologia. nesse hardware um software que vai ser o meu servidor virtual (Camada de Abstração) que irá gerenciar toda a B. Práticas Sustentáveis são Importantes? minha parte física que no caso pode ser, por exemplo, o VMWare, VirtualBox, Virtual PC ou Hiper-V da As práticas sustentáveis são muito importantes de serem Microsoft. adotadas nas empresas, pois, precisamos urgentemente desacelerar o consumo desenfreado de combustíveis fósseis ou em um futuro não muito distante estaremos com sérios Geyson Pereira Santana¸ Departamento de Telemática, IFCE, Instituto Federalde Educação Ciência e Tecnologia do Ceará,Fortaleza, Brasil, E-mail:geyson_santana@hotmail.com.
  3. 3. INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO CEARÁ, 13 DE DEZEMBRO DE 2012, FORTALEZA, CE sua necessidade. Já o meu servidor de internet, precisa somente de 2 Gb de memória RAM, então, dimensiono as máquinas virtuais de acordo com a necessidade desses servidores faço a aquisição do meu servidor físico e não subutilizo os meus recursos de hardware. Dessa forma, ao invés de adquirir um servidor para cada serviço de minha rede, faço a aquisição de somente um servidor e virtualizo todos os meus serviços de rede. A figura 4 ilustra o funcionamento da Virtualização que possui flexibilidade, ou seja, posso alocar recursos de hardware a hora que eu necessitar e escalabilidade que, no caso, se eu precisar expandir meus recursos como adquirir um novo servidor, basta copiar os arquivos do servidor virtual para o novo servidor físico que o sistema irá iniciar normalmente, me garantindo assim uma maior Fig. 2. Figura do Funcionamento da Máquina Virtual disponibilidade. Em cima do meu servidor virtual posso criar diversas máquinas virtuais, cada uma com um sistema operacional diferente: Linux, Windows, Unix, além de outros, observando se o meu hardware é suficiente para comportar todas as máquinas que necessito alocar. Então, se, por exemplo, tenho um servidor físico com 16Gb de memória RAM e cada máquina virtual utiliza somente 4Gb de memória RAM, significa que posso alocar 4 máquinas virtuais e isso representa um ganho considerável de recursos. Isso vale para o processador, memória, disco rígido e todos os recursos disponíveis que podem ser compartilhados entre as máquinas representando, assim, um ganho de desempenho. Fig. 4. Figura da Ideia de Virtualização Gestão de Energia e a Virtualização:A Virtualização contribui significativamente para 2. Computação em Nuvem a sustentabilidade e o gerenciamento energético. Observe na figura 3 que esse era o A computação em nuvem é uma tendência mundial. A modelo de infraestrutura que as empresas ideia sedutora de que os recursos estarão disponíveis a adotavam, ou seja, era alocado um servidor qualquer momento e em qualquer lugar parece muito convidativa para os ambientes corporativos atuais, no físico de aplicação, outro de e-mail, outro de qual, a alta disponibilidade é de grande importância. A internet, outro de banco de dados e muitas vezes computação em nuvem: Cria a ilusão de disponibilidade o servidor que era de internet, por exemplo, não utilizava de recursos infinitos, elimina a necessidade de adquirir todos os seus recursos, e havia uma subutilização. produtos antecipadamente e oferece elasticidade permitindo a expansão gradativa ou escalabilidade de forma gradual, por demanda. Há hoje seis conceitos que são a base da utilização da computação em nuvem e são eles: Infraestrutura como um serviço(IaaS), software como um serviço(SaaS), plataforma como um serviço(PaaS), desenvolvimento como um serviço(DaaS), comunicação como um serviço(CaaS) e tudo como um serviço(EaaS). Infrastructure as a Service(IaaS):A Infraestrutura como um serviço é uma ideia nova que tem tudo para se popularizar, principalmente entre as pequenas e médias empresas. Funciona da seguinte forma: Uma empresa Fig. 3. Figura do Modelo de Infraestrutura precisa alocar um banco de dados de um sistema recém- adquirido em um servidor de intranet, mas, para não Nesse cenário, entra a Virtualização. Imagine que o adquirir um hardware novo somente para alocar esse meu servidor de banco de dados que recebe muitas requisições sistema, essa empresa contrata por um valor mensal um de um sistema, precisa de 8Gb de memória RAM para suprir servidor de outra empresa para alocar no mesmo, Geyson Pereira Santana¸ Departamento de Telemática, IFCE, Instituto Federalde Educação Ciência e Tecnologia do Ceará,Fortaleza, Brasil, E-mail:geyson_santana@hotmail.com.
  4. 4. INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO CEARÁ, 13 DE DEZEMBRO DE 2012, FORTALEZA, CE enquanto perdurar o contrato, o seu sistema com a manutenção do hardware por conta da prestadora do serviço. Note que se for necessário mais hardware é feita uma alteração de contrato e o serviço continua sendo oferecido normalmente. Do lado do fornecedor desse serviço, o servidor físico que possui o sistema do cliente funciona em uma máquina virtual que divide o hardware com outras máquinas virtuais de outros clientes. Da mesma forma funcionam os outros serviços que são providos pela computação em nuvem. Gestão de Energia e a Computação em Nuvem:Concluímos assim, a Computação em Nuvem, que está aos poucos se tornando realidade, pode sim ajudar a tecnologia da informação a se tornar verde e sua Fig. 5. Figura do Funcionamento da Computação em implantação pode ser gradativa de acordo com a Grade disponibilidade de grandes empresas no oferecimento do serviço. Temos hoje, serviços de disco virtual que é A figura 5 nos mostra a ideia do funcionamento de uma oferecido pela Google com o Gdrive, pela Microsoft com Grade de Computadores. Como na figura, temos um nó central o SkyDrive, pela Dropbox e diversas outras empresas que faz a ligação de várias máquinas que estão ligadas a outras que já disponibilizam armazenamento por um valor máquinas e que formam, desta forma, uma grade de contratual que é pago mensalmente lhe dando um interconexão entre todos os computadores. Os recursos de armazenamento de dados via internet. Dessa forma é processamento, dados e memória estão espalhados pela grade, possível evitar a alocação de recursos que por vezes sendo assim, transparente ao usuário onde está exatamente o ficarão subutilizados e que consumirão grandes recurso. quantidades de energia que poderiam ser utilizados de forma máxima sem desperdícios. Acredito que daqui a alguns anos ou até mesmo meses teremos softwares V. CONCLUSÕES disponíveis via web assim como o hardware de forma a Todos os setores de TI hoje estão voltados para a eficiência prover a utilização total dos recursos via rede e aí sim energética. Tanto fabricantes de produtos para a área de TI, estaremos maximizando os recursos energéticos quanto consumidores, estão cada vez mais produzindo e disponíveis através do EaaS (Everything as a Service ou consumindo produtos eficientes e que de alguma forma não Tudo como um Serviço). agridem tão severamente com o meio ambiente. Há de certa forma, uma convergência para um pensamento 3. Computação em Grade sustentavelmente consciente. A evolução da TI é necessária para suprir as necessidades de negócio atuais e suprir a A Computação em Grade é um termo que tem sido evolução dos sistemas comerciais, mas, devemos levar emutilizado nos últimos anos nos artigos acadêmicos, mas, sua consideração que o meio ambiente tem fundamentalimplementação ainda tem sido um impasse devido à sua importância para que no futuro possamos continuar utilizandocomplexidade. Poucos artigos escritos e muita dúvida sobre os recursos naturais sem prejuízos severos. As sugestõesum tema que pode ser, e acredito que seja, o futuro da rede dos apresentadas nesse artigo podem ajudar aos profissionais de TIcomputadores. a implantarem em suas organizações tecnologias sustentáveis para reduzir em seus ―Datacenters‖ o consumo total de Conceito: Mas, é que é a Computação em Grade? energia, melhorando assim eficiência energética. Toda essaComo define Barry Wilkinson [2008]: mudança que caracteriza a TI verde deve partir principalmente “Computação em grade usa computadores de usuários e profissionais onde somente a empresa tem um interconectados distribuídos e recursos coletivos principal papel na mudança de hábitos de toda a organização para atingir alto desempenho de computação até atingir ao nível da sociedade. compartilhando recursos.”O conceito de Computação em Grade surgiu em meados dadécada de 1990 com o crescimento acelerado da rede de AGRADECIMENTOScomputadores e a internet que permitisse uma distribuição dos Ao Professor Doutor Wally o meu agradeciment pelosistemas de computadores para que eles estivessem espaço disponibilizado para apresentação deste artigo paraprontamente interconectados. A ideia da Computação em conclusão da graduação de Tecnologia em Telemática peloGrade é justamente o compartilhamento de recursos para Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará.prover a solução de problemas de estrutura e de desempenhode forma colaborativa.
  5. 5. INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO CEARÁ, 13 DE DEZEMBRO DE 2012, FORTALEZA, CE REFERÊNCIAS[1] Cintia Maria Afonso, Sustentabilidade – Caminho ou Utopia?, 2006.[2] José Antônio Puppim de Oliveira, Empresas na Sociedade – Sustentabilidade e Responsabilidade Social, 2008.[3] Barry Wilkinson, Grid Computer – Techniques and Applications, 2008.[4] PUCMINAS. Computação em Grade: Conceitos, Tecnologias, Aplicações e Tendências. Disponível em: http://www.ppgee.pucminas.br/lsdc/artigos/goes_erimg05.pdf Acessado em 03 de out. 2012.[5] ALLIANZ. Efeito Estufa. Disponível em: http://sustentabilidade.allianz.com.br/?171/gases-de-efeito-estufa Acessado em 03 de out. 2012.[6] UNESP. Efeito Estufa. Disponível em: http://wwwp.fc.unesp.br/~lavarda/procie/dez14/luciana/index.htmAcess ado em 04 de out. 2012.[7] CIO NBUSINESS. Seis Passos para Otimizar Energia no DataCenter. Disponível em: http://cio.uol.com.br/gestao/2011/10/13/seis-passos-para-otimizar- energia-no-data-center Acessado em 04 de out. 2012.[8] COMPUTERWORLD. Virtualização: Eficiência sob Medida. Disponível em: http://computerworld.uol.com.br Acessado em 07 de nov. 2012.[9] COMPUTERWORLD. TI Verde – Negócios em Linha com o Planeta. Disponível em: http://computerworld.uol.com.br Acessado em 07 de nov. 2012.[10] VMWARE. A História da Virtualização. Disponível em: http://www.vmware.com/br/technology/history.html Acessado em 19 de nov. 2012.

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