Nuvem Computacional Unicamp

O que é computação em nuvem?

A computação em nuvem (cloud computing) nada mais é que o fornecimento sob demanda de serviços de computação por uma rede de comunicação, e a mais comum delas é a Internet (“a nuvem”). Dentre esses serviços, podemos destacar servidores, aplicativos, ferramentas de comunicação, armazenamento de arquivos, plataformas para hospedagem de aplicações e sites web, bancos de dados e muitos outros.

A computação em nuvem possui algumas características que a distingue de outros conceitos. Dentre elas, podemos destacar:

  • Provisionamento dinâmico de recursos sob demanda, com esforço mínimo;

  • Escalabilidade;

  • Recursos computacionais de processamento e armazenamento compartilhados;

  • Distribuição geográfica dos recursos de forma transparente ao usuário;

  • Amplo acesso a partir de qualquer localidade;

  • Cobrança baseada na utilização de recursos, ao invés de investimentos e taxas fixas para aquisição e suporte.

Uma nuvem computacional pode ser implantada seguindo alguns modelos. Os mais comuns são:

  • Nuvem privada: uma nuvem privada é aquela construída para uso exclusivo de uma entidade e operada pela mesma. Em geral, ela é construída sobre um ou mais data centers privados;
     

  • Nuvem pública: uma nuvem pública é aquela construída por um provedor de serviços e que fornece serviços acessíveis ao público em geral pela Internet;
     

  • Nuvem híbrida: uma nuvem híbrida é aquela criada por uma composição de duas ou mais nuvens privadas e públicas, que permanecem distintas, mas são interconectadas. Comumente se utilizam nuvens híbridas para aumentar a escalabilidade de uma nuvem privada, ou seja, uma entidade aumenta a sua capacidade de entrega de recursos computacionais ao se conectar a uma ou mais nuvens públicas. Outro caso de uso é prover recursos computacionais para alta disponibilidade ou recuperação de desastres;
     

  • Nuvem comunitária: uma nuvem comunitária é aquela criada por uma federação de nuvens privadas pertencentes a entidades com mesmos fins ou objetivos. Por exemplo, pode-se criar uma nuvem comunitária das universidades estaduais paulistas, a Unicamp, a Unesp e a USP, e permitir o compartilhamento de recursos computacionais entre os membros dessas instituições.

Sobre a Nuvem Computacional Unicamp

A Nuvem Computacional Unicamp é uma nuvem privada, construída sobre um moderno ambiente computacional corporativo, e fornecida à comunidade para uso em atividades de ensino e pesquisa, assim como para sistemas de fins administrativos.

Para a implantação deste ambiente, alguns princípios foram observados:

  1. Economizar recursos financeiros destinados à aquisição e manutenção de equipamentos para as unidades e órgãos, visto que passarão a utilizar um único ambiente corporativo, de uso compartilhado;

  2. Economizar recursos como energia elétrica, refrigeração, etc.;

  3. Adotar tecnologias alinhadas à modernização do parque computacional corporativo da Universidade, de modo a torná-la referência;

  4. Investir na infraestrutura computacional de forma a atender as demandas presentes e futuras das áreas de ensino e pesquisa, além do crescimento dos sistemas administrativos;

  5. Preservar o investimento realizado por meio da adoção de tecnologias escaláveis com longevidade tecnológica e garantia de três anos.

Histórico do projeto Nuvem Computacional Unicamp

O projeto se iniciou em 2013, com a criação do Fórum Técnico Consultivo de Nuvem, pela Coordenadoria de Tecnologia da Informação e Comunicação (CTIC), com professores do Instituto de Computação (IC) e da Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação (FEEC), além de técnicos do Centro de Computação (CCUEC) e do Centro Nacional de Processamento de Alto Desempenho em São Paulo (CENAPAD-SP).

No ano de 2014, foi elaborada uma proposta para o recebimento de recursos da Financiadora de Estudos e Projetos (Finep), dentro do âmbito do projeto CTINFRA/2014, com a participação de um grupo científico da universidade.

Entre 2014 e 2015, diversas provas de conceito foram realizadas. Podemos destacar:

  • plataforma de virtualização XenServer, software de orquestração de IaaS Citrix CloudPlatform;

  • execução de cargas de trabalho tradicionais e de alto desempenho (HPC) em ambiente com suíte de computação em nuvem VMware vCloud;

  • plataforma de virtualização KVM sobre hardware hiperconvergente Nutanix e equipamentos de rede Mellanox;

  • plataforma de virtualização XenServer, software de orquestração de IaaS Apache CloudStack.

Em junho de 2016, foi lançado um primeiro ambiente da Nuvem Computacional Unicamp, chamado de “embrião”. O embrião teve como objetivo validar o conjunto de tecnologias escolhidas para a formação do ambiente, assim como demonstrar o uso para a comunidade universitária. Foi oferecido o serviço de Infraestrutura como Serviço (IaaS) com o software de orquestração Apache CloudStack versão 4.5.2, com servidores de virtualização Dell PowerEdge e armazenamento dedicado em equipamento EMC CX4 e rede SAN Fibre Channel (FC). O embrião foi utilizado para testes por quinze unidades e órgãos da Unicamp, assim para a execução de atividades em produção pela Coordenadoria Geral da Unicamp (CGU), Prefeitura Universitária e Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética (CBMEG).

 

No primeiro semestre de 2017, foi instalada uma nova infraestrutura de rede, novos equipamentos de virtualização e armazenamento integrados (hiperconvergentes) e o conjunto de virtualizadores e sistemas de orquestração para formar o ambiente de produção da Nuvem Computacional Unicamp.

 

No mês de junho de 2017, a Nuvem Computacional Unicamp entrou na sua fase de produção, com o seu primeiro serviço, a Infraestrutura como Serviço na Nuvem, sendo oficialmente inaugurado.

 

Informações sobre o ambiente

O ambiente da Nuvem Computacional Unicamp conta hoje com uma série de equipamentos modernos e de alto desempenho.

 

  • Rede: 6 switches Brocade VDX-6470 10 GbE, 2 switches Brocade ICX-7250 1 GbE;
     

  • Armazenamento: 2 equipamentos Huawei OceanStor 5300 v3 com total de aproximadamente 390 TB, para execução de máquinas virtuais e serviços de Backup;
     

  • Servidores de virtualização da gestão do ambiente: 2 servidores Dell PowerEdge R520, cada um com 2 processadores Intel Xeon E5-2470 (2,3 GHz, 4 cores) e 64 GB de memória RAM;
     

  • Servidores de virtualização: 5 servidores Dell PowerEdge R730, cada um com 2 processadores Intel Xeon E5-2630 v3 (2,4 GHz, 8 cores) e 128 GB de memória RAM;
     

  • Servidores de virtualização e armazenamento hiperconvergentes: solução Huawei FusionCube, composta por 3 servidores Huawei FusionServer RH2288v3, cada um com 2 processadores Intel Xeon E5-2640 v4 (2,4 GHz, 10 cores), 512 MB de memória RAM, 1 SSD PCI-Express de 600 GB e 10 HDDs SATA de 2 TB;
     

  • Servidores de virtualização e armazenamento hiperconvergentes de uso exclusivo para serviços de Banco de Dados: solução Huawei FusionCube, composta por 3 servidores Huawei FusionServer RH2288v3, cada um com 2 processadores Intel Xeon E5-2643 v4 (3,4 GHz, 6 cores), 256 MB de memória RAM, 2 SSDs PCI-Express de 800 GB e 7 HDDs SATA de 2 TB.

Todos esses equipamentos estão distribuídos em dois prédios dentro do campus de Barão Geraldo, permitindo o funcionamento com alta disponibilidade.

 

Ambiente da Nuvem Computacional Unicamp

 

Nos próximos meses, uma série de expansões irão ocorrer para que mais recursos computacionais sejam adicionados ao ambiente:

 

  • Aditivo: em setembro de 2017, serão entregues dois servidores Huawei FusionServer, para compor a solução Huawei FusionCube;
     

  • Expansão com recursos Finep do Arquivo Edgard Leuenroth (AEL) do Instituto de Filosofia e Ciências Humanas (IFCH): estimativa de aquisição de um servidor Huawei FusionServer, para compor a solução Huawei FusionCube, e expansões de disco dos equipamentos de armazenamento Huawei OceanStor;

     

  • Expansão com recursos orçamentários: estimativa de aquisição de, aproximadamente, vinte servidores de virtualização e armazenamento hiperconvergentes;
     

  • Expansão com recursos Finep: estimativa de aquisição de, aproximadamente, vinte servidores de virtualização e armazenamento hiperconvergentes.

Serviços oferecidos

O primeiro serviço oferecido sobre a Nuvem Computacional Unicamp é a Infraestrutura como Serviço na Nuvem. Neste serviço, os usuários em cada unidade/órgão da universidade, sejam eles profissionais de TI, professores ou alunos, poderão criar:

  • Instâncias de computação, ou seja, máquinas virtuais para a instalação de um sistema operacional e demais sistemas;

  • Volumes de armazenamento para adicionar espaço nas instâncias;

  • Modelos (templates) para o rápido provisionamento de novas instâncias;

  • Ambientes virtuais de rede com endereços IP públicos, firewall, VPN, balanceamento de carga e NAT para encaminhamento de portas e tradução de endereços.

A gestão do serviço é feita por uma interface web, que dá total autonomia e controle ao usuário para realizar as operações, sem necessidade de intervenção do Órgão Gestor da Nuvem Computacional Unicamp, o CCUEC.

Este serviço foi criado com o sistema de orquestração de código aberto Apache CloudStack.

No futuro, novos serviços poderão ser oferecidos, tais como: Plataforma como Serviço, Banco de Dados como Serviço, Desktop como Serviço, etc.