Desenvolvimento de Aplicações na Nuvem

Uma breve história

A história do cloud-native remonta ao desenvolvimento e evolução da computação em nuvem. A ideia da computação em nuvem originou-se na década de 1960 com o conceito de "computação como serviço" proposto por John McCarthy. No entanto, o enfoque cloud-native surgiu na década de 2000 para otimizar aplicativos na nuvem. Ele se baseia no uso de micro-serviços, containers, orquestração, escalabilidade elástica e DevOps. Os micro-serviços decompõem os aplicativos em componentes autônomos, os containers fornecem um ambiente portátil, a orquestração permite gerenciar e escalar os containers, a escalabilidade elástica ajusta os recursos de acordo com a demanda e o enfoque DevOps promove a colaboração entre equipes. O cloud-native melhora a agilidade, eficiência e escalabilidade dos aplicativos, e tem sido amplamente adotado para aproveitar as vantagens da computação em nuvem.

As aplicações nativas da nuvem têm ganhado popularidade recentemente e são consideradas o futuro do desenvolvimento de software. Apesar de parecer uma tendência na indústria de TI, as organizações inovadoras buscam acelerar a inovação por meio delas.

O que é Infraestrutura como Serviço?

A Infraestrutura como Serviço (IaaS) é um modelo de negócios que fornece infraestrutura de TI, como recursos de computação, armazenamento e rede, com pagamento conforme o uso pela Internet. Você pode usar o IaaS para solicitar e configurar os recursos necessários para executar suas aplicações e sistemas de TI. Você é responsável por implantar, manter e dar suporte às suas aplicações, e o provedor de IaaS é responsável por manter a infraestrutura física. A infraestrutura como serviço oferece flexibilidade e controle sobre seus recursos de TI de maneira econômica.

Por que a Infraestrutura como Serviço é importante?

É importante por que pode utilizar a infraestrutura como serviço (IaaS) para dimensionar sua capacidade computacional e, ao mesmo tempo, reduzir seus gastos com tecnologia da informação. Antigamente, as empresas costumavam comprar e manter seus próprios dispositivos de computação em um datacenter local. No entanto, isso frequentemente exigia um investimento inicial significativo para lidar apenas com cargas de trabalho altas em ocasiões específicas. Por exemplo, uma empresa de comércio eletrônico recebe três vezes mais tráfego de aplicativos durante as festas de fim de ano. Para lidar com esse aumento de tráfego, eles precisavam adquirir servidores adicionais, que ficavam ociosos durante o restante do ano.

É importante por que provedores de nuvem como a AWS, Azure ou Google  Cloud mantêm datacenters altamente seguros com um grande número de dispositivos de hardware. Eles oferecem acesso a essa infraestrutura de computação em nuvem com base no modelo de pagamento por uso. Dessa forma, você obtém acesso flexível e seguro a recursos praticamente ilimitados para atender a todas as suas necessidades comerciais, legais e de conformidade. Isso permite que você ajuste dinamicamente seus recursos de acordo com a demanda, evitando a ociosidade e otimizando seus custos operacionais.

O que é Desenvolvimento de Aplicações na Nuvem?

O desenvolvimento de aplicações na nuvem é uma abordagem que permite uma inovação ágil ao utilizar arquiteturas nativas da nuvem com micro-serviços flexíveis, bancos de dados gerenciados, inteligência artificial, suporte ao DevOps e monitoramento integrado. Essas aplicações são projetadas para atender às necessidades em constante mudança dos clientes, oferecendo experiências altamente personalizadas e adaptando-se dinamicamente a eventos em tempo real.

Resumindo, a abordagem cloud-native refere-se à construção de software que é executado em plataformas de infraestrutura como serviço. Seu objetivo principal é otimizar o uso de recursos e reduzir o desperdício ao usar containers em vez de máquinas virtuais ou servidores físicos. Ao utilizar containers, é possível obter maior portabilidade e eficiência no deploy de aplicações, permitindo um uso mais eficiente dos recursos disponíveis na nuvem.

Processo de desenvolvimento

As aplicações em nuvem geralmente são desenvolvidas utilizando práticas DevOps, que enfatizam a colaboração, automação e entrega contínua. Isso permite que os desenvolvedores iterem rapidamente no deploy de novas funcionalidades. Em contraste, as aplicações monolíticas tradicionais podem ter um processo de desenvolvimento mais rígido, o que pode ser mais lento e mais complicado.

A seguir gostaria de destacar dois pontos sobre DevOps no desenvolvimento de aplicações na nuvem.

O papel do DevOps no desenvolvimento de aplicativos em nuvem

Para aqueles que não estão familiarizados com o termo "DevOps", ele se refere a práticas culturais e técnicas.

• A nível cultural: Implica quebrar os silos entre as equipes de desenvolvimento e operações para que todos possam trabalhar juntos de forma integrada.
• A nível técnico: Significa automatizar processos e reduzir ao máximo os passos manuais (idealmente zero). Isso se aplica tanto dentro da sua organização (se faz parte de uma grande empresa) quanto no mundo, por exemplo, utilizando ferramentas de código aberto como containers Docker.

Desenvolvimento ágil

As aplicações em nuvem promovem metodologias de desenvolvimento ágeis, o que permite que os desenvolvedores iterem rapidamente em novas características e atualizações. Isso resulta em um tempo de lançamento mais rápido e uma melhor satisfação do cliente.

Benefícios do desenvolvimento na nuvem

• Escalabilidade: As aplicações em nuvem podem escalar facilmente conforme a demanda, permitindo que as empresas lidem com picos de tráfego ou acomodem bases de usuários em crescimento. Cada micro-serviço é logicamente isolado e escala de forma independente, não sendo afetado pela configuração dos demais.
• Eficiência de custos: As plataformas em nuvem oferecem um modelo de pagamento por uso, onde se paga apenas pelos recursos utilizados. Isso elimina a necessidade de investimentos iniciais em infraestrutura e permite a otimização de custos.
• Acessibilidade e flexibilidade: Às aplicações em nuvem podem ser acessadas de qualquer lugar com conexão à internet e são compatíveis com diversos dispositivos, proporcionando flexibilidade aos usuários.
• Alta disponibilidade: A infraestrutura em nuvem oferece redundância incorporada e capacidades de failover, garantindo que as aplicações continuem disponíveis mesmo em caso de falhas de servidores ou componentes individuais.
• Colaboração e integração: As plataformas em nuvem oferecem integração com vários serviços, APIs e ferramentas de terceiros, permitindo que os desenvolvedores incorporem facilmente funcionalidades adicionais em suas aplicações. As aplicações nativas da nuvem utilizam ferramentas e procedimentos de automação para implementar novas características e atualizações de versões. Os desenvolvedores podem rastrear todos os micro-serviços e componentes à medida que são implementados. As aplicações são decompostas em vários serviços menores de propósito único. Por design, uma equipe é responsável por um micro-serviço específico.
• Velocidade de entrada no mercado: Devido ao fato de as aplicações nativas da nuvem serem construídas com partes pequenas e modulares que os desenvolvedores podem implementar de forma independente, é possível lançar novas funcionalidades ou correções muito mais rapidamente do que com os monólitos tradicionais. Um design modular significa que as aplicações e o código podem ser divididos em partes menores e implantados separadamente. Isso torna muito mais fácil para os desenvolvedores criar novas funcionalidades sem afetar outras partes existentes da aplicação. Isso é particularmente importante para novas empresas que buscam conquistar participação de mercado em um ambiente cada vez mais competitivo.

Aspectos chaves

1. Design para a nuvem: Ao desenvolver aplicativos para a nuvem, os desenvolvedores devem considerar a arquitetura em nuvem e os padrões de design. Isso inclui projetar para escalabilidade, tolerância a falhas e alta disponibilidade, para aproveitar os benefícios da infraestrutura em nuvem.
2. Plataformas em nuvem: Os desenvolvedores podem escolher entre várias plataformas em nuvem, como Amazon Web Services (AWS), Microsoft Azure ou Google Cloud Platform. Essas plataformas oferecem uma ampla gama de serviços e ferramentas que os desenvolvedores podem usar para construir, implementar e gerenciar aplicativos em nuvem.
3. Tecnologias nativas da nuvem: As tecnologias nativas da nuvem são projetadas especificamente para ambientes em nuvem e facilitam o desenvolvimento de aplicativos escaláveis e resilientes. Essas tecnologias incluem containers, micro-serviços, computação sem servidor e ferramentas de orquestração de containers como Kubernetes.
4. Integração de API: Aplicativos em nuvem geralmente se integram a outros serviços em nuvem e APIs para aproveitar funcionalidades adicionais. Os desenvolvedores podem usar APIs de serviços em nuvem, como autenticação, mensagens, armazenamento ou aprendizado de máquina, para melhorar seus aplicativos.
5. Práticas de DevOps: O desenvolvimento de aplicativos em nuvem frequentemente adota práticas de DevOps para garantir processos eficientes de desenvolvimento, implantação e manutenção. Pipelines de integração contínua e entrega contínua (CI/CD), testes automatizados, infraestrutura como código e monitoramento são comumente usados nos fluxos de trabalho de desenvolvimento de aplicativos em nuvem.
6. Segurança e conformidade: Os desenvolvedores devem abordar os requisitos de segurança e conformidade ao construir aplicativos em nuvem. Isso inclui implementar medidas de segurança sólidas, criptografia, controles de acesso e cumprir regulamentos ou padrões específicos da indústria.

Exemplos

1. Netflix é um serviço de streaming que opera totalmente na nuvem. Foi projetado como um aplicativo nativo da nuvem desde o início, utilizando uma arquitetura de micro-serviços que permite escalabilidade rápida.
2. Spotify é outro serviço de streaming popular que utiliza uma arquitetura nativa da nuvem para entregar música aos seus usuários. Ele se baseia em uma combinação de provedores em nuvem, incluindo a Amazon Web Services (AWS) e a Google Cloud Platform (GCP), para fornecer uma infraestrutura escalável para seus serviços.
3. Airbnb é um mercado online para aluguel de casas de férias e apartamentos. Foi construído como um aplicativo nativo da nuvem, permitindo escalabilidade rápida ou redução conforme a demanda por seus serviços flutua.
4. Slack é uma plataforma de mensagens usada por empresas em todo o mundo. Foi projetado como um aplicativo nativo da nuvem, permitindo integração fácil com outros serviços e escalabilidade na nuvem conforme necessário.
5. Uber é um serviço de compartilhamento de viagens que se baseia em uma arquitetura nativa da nuvem para oferecer seus serviços. Seu aplicativo é executado em uma arquitetura de micro-serviços que permite processar grandes quantidades de dados e responder rapidamente às solicitações dos usuários.
6. Dropbox é um serviço de armazenamento e compartilhamento de arquivos baseado na nuvem, criado como um aplicativo nativo da nuvem. Ele utiliza uma arquitetura distribuída para garantir que os dados estejam sempre disponíveis e acessíveis para seus usuários.
7. Zoom é uma plataforma de videoconferência que se tornou cada vez mais popular durante a pandemia COVID-19. Foi construído como um aplicativo nativo da nuvem, permitindo escalabilidade rápida para atender às demandas de milhões de usuários ao redor do mundo.

Conclusões

O desenvolvimento de aplicações em nuvem aproveita as capacidades da infraestrutura e serviços em nuvem (IaaS) para construir aplicações escaláveis, flexíveis e econômicas. Ao evitar a necessidade de possuir, gerenciar e configurar sua própria infraestrutura de TI por meio da terceirização, as empresas podem focar em seu propósito principal, liberando recursos e acelerando sua capacidade de resposta ao mercado. As aplicações nativas da nuvem oferecem maior agilidade, escalabilidade e flexibilidade, conferindo às organizações uma vantagem competitiva na era digital.

A arquitetura em nuvem tem maneiras muito diferentes de alcançar resultados em comparação com projetos locais e impõe restrições diferentes. Se os arquitetos não reconhecem e adaptam sua abordagem para atender a essas limitações, os sistemas resultantes geralmente são subótimos, frágeis e difíceis de gerenciar. Por outro lado, um sistema nativo em nuvem bem conectado deve ser amplamente auto-configurável e auto-gerenciável, além de ser econômico e de fácil atualização e manutenção por meio da integração contínua/entrega contínua (CI/CD), que é a base do DevOps.

Referências

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