O minicurso sobre infraestrutura em nuvem com Amazon Web Services abordou teorias sobre arquitetura web, modelos de infraestrutura e serviços da AWS, seguido de uma atividade prática de publicação de uma aplicação chamada Clickgram. O curso detalhou desafios de escalabilidade e disponibilidade, sugerindo práticas de redundância e separação de componentes. Além disso, foram discutidos vários modelos de contratação de infraestrutura e comparações entre provedores de cloud computing.

1. Infraestrutura em nuvem com
Amazon Web Services
Minicurso Poli-USP
24/09/2014 e 25/09/2014

2. Sobre nós
Débora Setton Fernandes
Engenheira de Computação pela Poli-USP (COOP 11)
debora.setton@infosimples.com.br
Rafael Barbolo
Engenheiro de Computação pela Poli-USP (COOP 10)
rafael.barbolo@infosimples.com.br
Rafael Ivan Garcia
Engenheiro de Computação pela Poli-USP (COOP 10)
rafael.ivan@infosimples.com.br

3. ENGENHARIA
DE DADOS
DESENVOLVIMENTO
DE SOFTWARE
CONSULTORIA
EM TECNOLOGIA
Uso de Inteligência Artificial,
Machine Learning e Big Data
Design e desenvolvimento de
sistemas, portais e aplicativos
Treinamentos, arquitetura e
sustentação de infraestrutura
Sobre nós

4. Estamos contratando
Temos vagas para estagiários e efetivos. Interessados:
rh@infosimples.com.br
infosimples.com

5. ?
Sobre vocês

6. Sobre vocês
Ano de Ingresso
7
6
5
4
3
2
1
0
2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014
Departamento na
Engenharia Elétrica
7%
7%
4%
7%
74%
PCS PSI PEA PTC Outros

7. Agenda do minicurso
DIA 1 - CONTEÚDO TEÓRICO E DISCUSSÕES
• Arquitetura de uma aplicação web
• Modelos de contratação de infraestrutura
• Provedores de Cloud Computing
• Apresentação de alguns serviços da Amazon Web Services
DIA 2 - ATIVIDADE PRÁTICA
Publicação de uma aplicação web utilizando a Amazon Web
Services.

8. Arquitetura de uma aplicação web
…

9. Um desafio para o analista de infraestrutura
Você é o responsável pela
infraestrutura de um novo
aplicativo chamado Clickgram.
O Clickgram permite que qualquer
pessoa compartilhe uma foto com
seus amigos em apenas um clique!
Chegou o momento de você colocar o
aplicativo no ar e seu chefe exigiu que não
ocorram problemas de escalabilidade ou
de disponibilidade.

10. Um desafio para o analista de infraestrutura

11. Clickgram
A primeira versão do Clickgram possui as seguintes
características:
• Possui acesso apenas através da aplicação Web
• Uma foto pode ser armazenada no formato JPG, GIF ou PNG
• A aplicação web foi desenvolvida em Ruby on Rails
• O banco de dados é o MySQL
• O sistema de cache em memória usado é o Redis

12. Arquitetura do Clickgram
Requisição Resposta
Rails
Redis MySQL HD (arquivos)

13. Arquitetura do Clickgram - Rails é MVC
Requisição Resposta
Controller
Model View
Redis MySQL HD (arquivos)

14. Arquitetura física do Clickgram
Servidor
Rails MySQL
Redis HD
Tudo pode ser instalado
em único servidor.

15. Arquitetura física do Clickgram
Servidor
MySQL
Rails
Redis HD
Como você escala para 2x a
capacidade atual?

16. Arquitetura física do Clickgram
Servidor 1
Rails MySQL
Redis HD
Parece bom?
Servidor 2
Rails MySQL
Redis HD
hum…?

17. Arquitetura física do Clickgram
NOOOOOOOO!!!!

18. Arquitetura física do Clickgram
Servidor
MySQL
Redis HD
Camadas de dados não são
escaladas apenas "clonando"
o servidor. E agora?

19. Arquitetura física do Clickgram
Servidor
Rails MySQL
Redis HD
Um servidor mais potente parece funcionar… Porém, esta abordagem
possui um limite físico de componentes do servidor. Em algum momento,
não haverá componentes melhores do que os atuais.
Além disso, o Rails pode necessitar de mais CPU, enquanto o MySQL pode
necessitar de mais memória. O upgrade do servidor pode não atender a
necessidades específicas de cada software.

20. Arquitetura física distribuída do Clickgram
Dica de ouro: isole cada componente da sua aplicação.
Servidor
Rails
Servidor
MySQL
Servidor
Redis
Servidor
HD

21. Arquitetura física distribuída do Clickgram
Problema: o banco de dados está muito lento.
O que fazer?

22. Arquitetura física distribuída do Clickgram
Servidor
Rails
Servidor
MySQL
(slave)
Servidor
Redis
Servidor
HD
Servidor
MySQL
(master)

23. Arquitetura física distribuída do Clickgram
Problema: a quantidade de escritas e leituras no sistema de
arquivos (armazenamento de fotos) precisa aumentar.
O que fazer?

24. Arquitetura física distribuída do Clickgram
Servidor
Rails
Servidor
MySQL
(slave)
Servidor
Redis
Servidor
MySQL
(master)
Servidor
HD
(shard 1)
Servidor
HD
(shard 2)

25. Arquitetura física distribuída do Clickgram
Problema: o sistema de cache precisa de mais memória.
O que fazer?

26. Arquitetura física distribuída do Clickgram
Servidor
Rails
Servidor
MySQL
(slave)
Servidor
Redis
(+ memória)
Servidor
MySQL
(master)
Servidor
HD
(shard 1)
Servidor
HD
(shard 2)

27. Arquitetura física distribuída do Clickgram
Problema: a aplicação Rails não está atendendo todas as
requisições por conta de limitação de processamento.
O que fazer?

28. Arquitetura física distribuída do Clickgram
Servidor
Rails
Servidor
MySQL
(slave)
Servidor
Redis
(+ memória)
Servidor
MySQL
(master)
Servidor
HD
(shard 1)
Servidor
HD
(shard 2)
Servidor
Load balancer
Servidor
Rails
Requisição
Resposta

29. Arquitetura física distribuída do Clickgram
Além de termos escalado a aplicação, também garantimos
redundância dos componentes Rails e MySQL.
Quando "perdemos" um servidor destes componentes, as
requisições continuam sendo atendidas.

30. Arquitetura física distribuída do Clickgram
Servidor
Redis
(+ memória)
Servidor
MySQL
(master)
Servidor
HD
(shard 1)
Servidor
HD
(shard 2)
Servidor
Load balancer
Servidor
Rails
Requisição
Resposta

31. Arquitetura física distribuída do Clickgram
Redundância é um termo que abrange muitos aspectos no
contexto de uma aplicação. Nossa sugestão, do ponto de vista
de arquitetura física e infraestrutura, é que todos os
componentes tenham redundância de servidores, com
localizações em múltiplos data centers, preferencialmente com
distância superior a 300km.

32. Modelos de contratação de
infraestrutura
…

33. Exemplos de fornecedores de infraestrutura

34. Modelos de contratação de infraestrutura
SHARED VPS DEDICADO CLOUD

35. Modelo de hospedagem compartilhada
CARACTERÍSTICAS DE SHARED HOSTING:
• É um dos modelos de hospedagem mais antigos
e ainda muito popular
• É fácil colocar um site no ar, em geral os
provedores oferecem construtores de site
• O servidor é compartilhado com aplicações de
outros clientes (é comum um servidor hospedar
mais de 1 mil aplicações)
• Você tem baixo controle sobre o ambiente que
executa sua aplicação
• "Não é possível" escalar ou oferecer redundância
• O preço é baixo, cerca de USD$ 10,00/mês

36. Modelo de servidor virtualizado
CARACTERÍSTICAS DE VPS:
• VPS é uma abreviação de Virtual Private Server
• Desde o início da década de 2010, a maioria das
empresas de shared hosting e de servidor
dedicado estão oferecendo VPS
• Um VPS é uma máquina virtual rodando em um
servidor dedicado, consumindo recursos
fracionados deste servidor
• Você tem alto controle sobre o ambiente que
executa sua aplicação
• Não é fácil, mas é possível escalar e oferecer
redundância
• O preço inicial é baixo, cerca de USD$ 20,00/mês

37. Modelo de servidor dedicado
CARACTERÍSTICAS DE SERVIDOR DEDICADO:
• É um servidor físico totalmente dedicado a você
• É um dos modelos de contratação de servidores
mais antigos, muito usado por empresas que
buscam alto desempenho e nível de controle
• Você tem alto controle sobre o ambiente que
executa sua aplicação
• Não existe virtualização de recursos, ou seja, todos
os recursos do servidor físico estão disponíveis
para você
• Não é fácil, mas é possível escalar e oferecer
redundância
• O preço inicial é alto, cerca de USD$ 100,00/mês

38. Modelo de servidor em nuvem
CARACTERÍSTICAS DE CLOUD SERVER:
• Não estamos falando de Platform As A Service
(Heroku, Google App Engine, Engine Yard, etc.)
• Consiste em servidores e serviços virtualizados, e
pode ser considerado uma evolução de VPS
• É uma das inovações em computação que
revolucionaram a Internet, pois permite que
qualquer desenvolvedor (pequeno ou grande)
tenha acesso a um poder computacional capaz de
executar qualquer trabalho a um preço baixo
• É fácil escalar e oferecer redundância
• O preço inicial é baixo, cerca de USD$ 10,00/mês
• Em geral, apresenta o melhor custo vs. benefício e
você "paga pelo que usa"

39. Modelo de servidor em nuvem
EXEMPLO DE ESCALABILIDADE COM CLOUD SERVER:
3.400 servidores
Modificação de
uma integração
com o Facebook
~ 1 semana (8 dias)
De 50 a 3.400
servidores em 3 dias

40. Comparação entre modelos de infraestrutura
SHARED VPS Dedicado Cloud
Recursos compartilhados
fracionados
(virtualização)
dedicados
fracionados
(virtualização)
Ambiente Baixo controle Alto controle Alto controle Alto controle
Escalar
recursos
"Impossível" Difícil Difícil Fácil
Redundância "Impossível" Difícil Difícil Fácil
Preço Baixo Baixo Alto Baixo
Contrato Mensal Mensal Mensal
Por hora
ou minuto

41. Provedores de Cloud Computing
…

42. Gartner 2014: infraestrutura como serviço em nuvem

43. Gartner 2014: soluções de armazenamento em nuvem

44. Amazon Web Services - Serviços oferecidos

45. Amazon Web Services - SDKs
Java
Python
(boto)
PHP .NET Ruby Node.js
iOS Android AWS Toolkit for
Visual Studio
AWS Toolkit
for Eclipse
AWS Tools for
Windows
PowerShell
AWS CLI
JavaScript

46. Amazon Web Services - Abrangência global
Regiões AWS

47. Amazon Web Services - Exemplo de painel de controle

48. Microsoft Azure
http://azure.microsoft.com/en-us/services/

49. Google Cloud Platform

50. Comparação de preços entre provedores de cloud
AWS Azure Google
Contrato Por hora Por hora
Por minuto, a partir
de 10 minutos
Servidor simples USD$ 9,67/mês
1GB RAM
USD$ 14,88/mês
0,75GB RAM
USD$ 9,67/mês
0,60GB RAM
Servidor médio
USD$ 52,08/mês
3,75GB RAM
2 COREs
USD$ 89,28/mês
3,5GB RAM
2 COREs
USD$ 52,08/mês
3,75GB RAM
1 CORE
Servidor avançado
USD$ 416,64/mês
30GB RAM
8 COREs
USD$ 372,00/mês
28GB RAM
4 COREs
USD$ 416,64/mês
30GB RAM
8 COREs

51. Apresentação de alguns serviços da
Amazon Web Services
…

52. Componentes usados na atividade prática
+ ELB (Elastic Load Balacing) e
Auto Scaling

53. De volta ao Clickgram…
Servidor
Rails
Servidor
MySQL
(slave)
Servidor
Redis
(+ memória)
Servidor
MySQL
(master)
Servidor
HD
(shard 1)
Servidor
HD
(shard 2)
Servidor
Rails
Servidor
Load balancer
Servidor
Rails

54. De volta ao Clickgram…
Servidor
Rails
Servidor
MySQL
(slave)
Servidor
Redis
(+ memória)
Servidor
MySQL
(master)
Servidor
HD
(shard 1)
Servidor
HD
(shard 2)
EC2
Servidor
Rails
Servidor
Load balancer
Servidor
ELB Rails
EC2
EC2
ElastiCache
RDS RDS
S3
Auto Scaling

55. Atividade prática
Publicação de uma aplicação web
…

56. Resumo
Objetivo: executar o tutorial disponível em
https://infosimples.com/tutorial-senec-2014
e publicar a sua versão desta aplicação web
http://senec-demo.infosimples.com
que ficará disponível em um endereço como:
http://54.69.65.171

57. Resumo
IMPORTANTE!
1. O passo 1 do tutorial é criar uma conta na AWS. Não deixe
para fazer isso amanhã. Chegue com a conta criada e
funcional.
2. É uma boa ideia dar uma lida no tutorial, para ter ideia do
que será feito durante o curso. O sucesso desta atividade vai
depender mais de você do que dos instrutores.
3. Computadores próprios são bem-vindos, mas não
necessários.
4. Linux é bem-vindo, mas não necessário.

58. Bye
Obrigado pela presença
e até amanhã!