Fundamentos da Nuvem AWS

Recentemente tive a oportunidade de ser contemplado com uma bolsa do Santander Open Academy para iniciar meus estudos sobre AWS. Sempre tive muita vontade de estudar sobre o tema, porém nunca tive contato com a tecnologia e apesar de existir muitos materiais sobre, eu não fazia por onde começar.

Pensando nisso, decidi resumir o que aprendi neste curso de uma forma simples. A ideia é que o conteúdo seja acessível para que qualquer pessoa e que no final do texto ela saiba ao menos o básico sobre Amazon Web Services.

O texto está estruturado em 12 tópicos que abordam desde os conceitos de computação em nuvem e o que é AWS até os seus principais serviços, precificação e custos.

1. Introdução à AWS

Amazon Web Services ou AWS é a plataforma de nuvem mais adotada no mundo, contando com mais de 200 serviços integrados em uma infraestrutura global de datacenters possibilitando redução de custos, agilidade e inovar rapidamente.

2. Computação em Nuvem

Computação em nuvem é a entrega de recursos de TI sobre demanda através da internet. Em contrapartida ao modelo em nuvem, existe o modelo tradicional (On-Premises). Nele, em vez de acessar recursos pela internet, a empresa compra, instala e gerencia toda a infraestrutura de TI como servidores, redes e armazenamento dentro do seu próprio espaço físico.

Os benefícios da computação em nuvem são:

• Troca de despesas fixas iniciais por despesas variáveis: Paga somente quando usar;
• Otimização de custos: Construir/Manter um datacenter é mais caro;
• Capacidade de atendimento escalável: O sistema aumenta ou diminui seus recursos automaticamente para suportar picos de acessos sem travar.
• Economia de escala: Você se beneficia do uso conjunto para pagar mais barato;
• Infraestrutura global da AWS;

3. Categorias de Serviços da AWS

Atualmente, a AWS possui mais de 200 serviços em nuvem, organizados em diversas categorias, entre as quais se destacam:

• Computação
• Armazenamento
• Banco de Dados
• Redes
• Segurança
• Monitoramento
• Mensageria
• Analytics e IA

4. Infraestrutura Global da AWS

A infraestrutura global da AWS está distribuída em diversos continentes, contando com dezenas de regiões geográficas, centenas de Zonas de Disponibilidade e pontos de presença ao redor do mundo. Ela é composta por regiões, zonas de disponibilidade e pontos de presença.

• Zona de disponibilidade são um ou mais data centers fisicamente isolados dentro de uma região.

• Região é uma localização geográfica da AWS composta por duas ou mais Zonas de Disponibilidade fisicamente isoladas

• Pontos de presença são locais físicos distribuídos globalmente onde a AWS mantém infraestrutura de rede para entregar conteúdo mais próximo dos usuários finais, diminuindo a latência e aumentando o desempenho dos serviços.

5. Serviços de Computação

O principal serviço de computação da AWS é o Amazon Elastic Compute Cloud (EC2). Ele fornece máquinas virtuais na nuvem, seguras e escaláveis, permitindo iniciar instâncias de servidor em poucos minutos e pagar apenas pelo uso.

Existem diferentes tipos de instâncias do Amazon EC2, que podem ser escolhidas de acordo com a necessidade da aplicação. São elas:

- Uso geral: Equilibra recursos de computação, memória e rede. É adequada para uma ampla gama de cargas de trabalho;

- Otimizada para computação: Oferece processadores de alto desempenho, é ideal para aplicações com uso intenso de processamento e processamento em lote;

- Otimizada para memória: Oferece alto desempenho para cargas de trabalho que exigem grande quantidade de memória. É adequado para banco de dados de alta performance;

- Computação acelerada: Utiliza aceleradores de hardware para agilizar o processamento de dados. Ideal para fazer streaming de aplicações e cargas de trabalho gráficas;

- Otimizada para armazenamento: Oferece baixa latência e alta taxa de operações de entrada/saída por segundo (IOPS). Adequada para cargas de trabalho como sistemas de arquivos distribuídos e aplicações de data warehousing;

Além disso, existem serviços de computação sem servidor (serverless), sendo o principal deles o AWS Lambda.

- AWS Lambda: Serviço de computação sem servidor que permite executar código sem gerenciar infraestrutura. As funções são acionadas por eventos e o usuário paga apenas pelo tempo de execução;

6. Armazenamento

Os serviços de armazenamento da AWS podem ser classificados em três tipos principais: armazenamento em blocos, em objetos e em arquivos.

• Armazenamento em blocos: Os dados são divididos em pequenos blocos independentes, que podem ser acessados diretamente pelo sistema operacional. Na AWS, o principal serviço desse tipo é o Amazon Elastic Block Store (EBS). O EBS funciona como um disco rígido virtual conectado a uma instância EC2 e é utilizado para armazenar dados de forma persistente, ou seja, os dados permanecem armazenados mesmo que a instância seja desligada ou reiniciada.

• Armazenamento de objetos: Os dados são armazenados como objetos compostos pelo arquivo, seus metadados e uma chave única de identificação dentro do bucket. Diferentemente do armazenamento em blocos, os arquivos são armazenados como unidades completas. Na AWS, o principal serviço desse tipo é o Amazon Simple Storage Service (S3), utilizado para armazenar e acessar arquivos pela internet.

• Armazenamento de arquivos: Os arquivos ficam organizados em uma estrutura hierárquica de pastas e arquivos igual usamos no computador. Na AWS, o principal serviço desse tipo é o Amazon Elastic File System (EFS). O EFS funciona como uma pasta compartilhada na nuvem que várias máquinas podem acessar ao mesmo tempo.

7. Banco de Dados

Quando falamos de bancos de dados, podemos dividi-los em relacionais e não relacionais. Os bancos de dados relacionais armazenam dados estruturados em tabelas compostas por linhas e colunas. Essas tabelas se relacionam entre si por meio de chaves e relacionamentos lógicos, permitindo a organização e a integridade dos dados.

Na AWS, o principal serviço de banco de dados relacional é o Amazon Relational Database Service (Amazon RDS). Esse serviço permite criar, configurar, operar e gerenciar bancos de dados na nuvem sem a necessidade de administrar toda a infraestrutura subjacente, como servidores, backups e atualizações. O Amazon RDS oferece suporte a diversos mecanismos de banco de dados, entre eles: Amazon Aurora, PostgreSQL, MySQL, MariaDB, Oracle Database e Microsoft SQL Server.

Já os bancos de dados não relacionais (NoSQL) são uma solução de armazenamento mais flexível, que utiliza estruturas diferentes das tabelas tradicionais. Um dos modelos mais comuns é o armazenamento no formato chave-valor, permitindo lidar com grandes volumes de dados e oferecendo alta performance e facilidade de escalabilidade.

Na AWS, o principal serviço desse tipo é o Amazon DynamoDB, um banco de dados NoSQL totalmente gerenciado, desenvolvido para aplicações que exigem alta disponibilidade, baixa latência e escalabilidade automática.

8. Redes na AWS

A rede é um dos principais componentes de uma infraestrutura em nuvem, pois é responsável pela comunicação entre servidores, bancos de dados, aplicações e usuários. Entre os principais recursos de rede da AWS estão a Amazon Virtual Private Cloud (Amazon VPC), as sub-redes (subnets) e o Internet Gateway, que trabalham em conjunto para organizar e controlar a comunicação dos recursos dentro da nuvem.

- Amazon VPC: Serviço que permite criar uma rede virtual privada dentro da nuvem da AWS;
- Sub-redes ou Subnets: São divisões menores de uma VPC utilizadas para organizar e controlar onde os recursos serão implantados. Elas podem ser públicas, com acesso à internet por meio de um Internet Gateway, ou privadas, sem acesso direto à internet;
- Internet Gateway: Componente que permite a comunicação entre recursos de uma VPC e a internet;

9. Segurança na AWS

A segurança na AWS é baseada em serviços e práticas que ajudam a proteger dados, aplicações e recursos na nuvem. O principal conceito apresentado aqui é o Modelo de Responsabilidade Compartilhada, que define os papéis da AWS e do cliente em relação à segurança na nuvem. Nesse modelo, a AWS é responsável pela segurança da nuvem, enquanto o cliente é responsável pela segurança dos recursos e dados que estão na nuvem.

O principal serviço de segurança da AWS é o AWS Identity and Access Management (IAM). Ele é responsável pelo gerenciamento de identidades e permissões na AWS. Com ele, é possível controlar quem pode acessar os recursos da conta e quais ações cada usuário, grupo ou serviço está autorizado a realizar.

O IAM é composto pelos seguintes elementos:

- Usuários (Users): representam pessoas ou aplicações que precisam acessar os recursos da AWS;
- Grupos (Groups): conjuntos de usuários que compartilham as mesmas permissões;
- Funções (Roles): concedem permissões temporárias para usuários, aplicações ou serviços da AWS;
- Políticas (Policies): regras que definem as permissões, especificando quais ações são permitidas ou negadas em determinados recursos;

A proteção de aplicações na AWS tem como objetivo garantir que sistemas permaneçam disponíveis e seguros. O principal tipo de ameaça nesse contexto são os ataques DoS (feito a partir de uma única origem) e DDoS (feito a partir de várias origens simultâneas), que tentam sobrecarregar uma aplicação com um grande volume de requisições, com o intuito de tornar a aplicação indisponível para usuários legítimos. Para esses casos a AWS oferece serviços como o AWS Web Application Firewall e o AWS Shield.

- AWS Web Application Firewall (WAF): é um firewall de aplicações web que protege aplicações filtrando e bloqueando requisições HTTP maliciosas, ajudando a prevenir ataques na camada de aplicação;
- AWS Shield: serviço de proteção contra ataques DDoS que ajuda a detectar e mitigar automaticamente grandes volumes de tráfego malicioso, protegendo a disponibilidade das aplicações;

10. Estabilidade, Monitoramento e Alta Disponibilidade

A estabilidade, o monitoramento e a alta disponibilidade são fundamentais para garantir que as aplicações permaneçam funcionando e apresentem bom desempenho. Nesta seção serão apresentados serviços e conceitos da AWS que ajudam a tornar as aplicações mais resilientes e disponíveis.

- Amazon CloudWatch: é um serviço da AWS que monitora recursos e aplicações em tempo real. Ele coleta métricas e logs dos serviços, permitindo analisar o desempenho e gerar alertas quando algum comportamento anormal é identificado;

- Amazon EC2 Auto Scaling: é um serviço da AWS que aumenta ou diminui automaticamente a quantidade de servidores (instâncias EC2) de acordo com a demanda da aplicação. Existem três tipos de escalabilidade: a manual, em que é definido um número fixo de instâncias; a dinâmica, que ajusta automaticamente a quantidade de instâncias com base em métricas do Amazon CloudWatch; e a programada, em que o dimensionamento ocorre em horários previamente definidos;

- Amazon Elastic Load Balancing (AWS ELB): é um serviço da AWS que distribui o tráfego dos usuários entre vários servidores, evitando a sobrecarga de uma única instância;

11. Serviços de Mensageria

Os serviços de mensageria permitem a comunicação entre diferentes partes de uma aplicação. Abaixo estão os principais serviços de mensageria da AWS, utilizados para o envio de notificações e o processamento de mensagens.

- Amazon Simple Notification Service (AWS SNS): é um serviço da AWS utilizado para enviar notificações e mensagens para vários destinatários ou serviços simultaneamente, seguindo o modelo de publicação e assinatura;

- Amazon Simple Queue Service (AWS SQS): é um serviço da AWS que permite enviar, armazenar e processar mensagens em filas, desacoplando diferentes partes de uma aplicação;

12. Precificação e Controle de Custos

A AWS oferece diferentes modelos de cobrança e ferramentas que ajudam a otimizar gastos e acompanhar os custos dos recursos utilizados. Abaixo serão apresentados os principais modelos de precificação, serviços de monitoramento de custos e os planos de suporte disponíveis.

Modelo de Precificação da AWS

A AWS utiliza diferentes modelos de precificação para atender às necessidades de cada aplicação:

• Pay-as-you-go: modelo em que o cliente paga apenas pelos recursos efetivamente utilizados, sem contratos ou pagamento antecipado.

• Reserved Instances: permitem obter descontos ao reservar instâncias por um período de um ou três anos.

• Savings Plans: modelo de economia baseado em um compromisso de uso por um período determinado, oferecendo maior flexibilidade em relação às Reserved Instances.

• Spot Instances: permitem utilizar capacidade ociosa da AWS com grandes descontos, porém as instâncias podem ser interrompidas pela AWS quando necessário.

Monitoramento de Custos

A AWS disponibiliza ferramentas para acompanhar os gastos e controlar o orçamento da conta.

• AWS Cost Explorer: permite visualizar, analisar e acompanhar os custos e o consumo dos serviços da AWS.

• AWS Budgets: permite criar orçamentos e configurar alertas quando os gastos ou o uso ultrapassam os limites definidos.

Planos de Suporte AWS

A AWS oferece diferentes planos de suporte para atender desde usuários iniciantes até grandes empresas.

• Basic: suporte gratuito com documentação, fóruns e atendimento para questões relacionadas à conta.

• Developer: indicado para ambientes de desenvolvimento e testes, oferecendo suporte técnico durante o horário comercial.

• Business: destinado a ambientes de produção, com suporte técnico 24 horas por dia e tempos de resposta menores.

• Enterprise: plano mais completo da AWS, oferecendo suporte especializado, menor tempo de resposta e acompanhamento técnico personalizado.

Conclusão

Neste texto foram apresentados os principais conceitos e serviços fundamentais da AWS. Esses conhecimentos servem como base para compreender o funcionamento da plataforma e a finalidade de seus principais serviços.
A partir daqui, o foco será compartilhar o conteúdo do curso de AWS Cloud Practitioner, organizado por áreas, onde cada conteúdo abordará um serviço ou conjunto de serviços específicos, explorando suas funcionalidades e os conceitos mais relevantes.