8 Atributos Chave em Cloud Design Patterns

By Fábio Diniz Last updated 17 nov, 2023

Para a criação de aplicações em nuvem confiáveis, escaláveis e seguras, existem 8 atributos chave relativos aos Cloud Design Patterns.

A nuvem vem ocupando cada vez mais espaço, junto a isso, temos uma crescente demanda por soluções mais robustas que amparem suas aplicações. Nessa linha, surgiram diversos Cloud Design Patterns, cada um deles contemplando um ou mais atributos chave que apoiam arquitetos de soluções na sua utilização.

Leia mais:

1 – Disponibilidade

É bastante comum que serviços na nuvem ofereçam um SLA (Service Level Agreement), que é a porcentagem do tempo que um sistema está funcionando. Portanto, esse um dos pontos cruciais na escolha de um fornecedor.

Diversos fatores afetam a disponibilidade de uma aplicação, tais como: erros de sistema; problemas de infraestrutura; ataques maliciosos e carga do sistema.

Sendo assim, atualmente, a disponibilidade em soluções de cloud computing vai além do simples funcionamento do sistema. É importante considerar aspectos como:

Recuperação de Desastres e Continuidade de Negócios: Implementação de estratégias robustas de backup e recuperação de desastres para garantir a continuidade dos serviços em casos de falhas ou incidentes.
Balanceamento de Carga e Redundância: Uso de técnicas avançadas de balanceamento de carga e redundância para distribuir eficientemente o tráfego e recursos, assegurando alta disponibilidade mesmo durante picos de demanda.
Monitoramento Proativo e Alertas: Implementação de sistemas de monitoramento proativo para detectar e resolver problemas antes que impactem os usuários, complementado por um sistema eficiente de alertas.
Acordos de Nível de Serviço (SLA) Personalizados: Oferecimento de SLAs flexíveis e personalizados para atender às necessidades específicas dos clientes, garantindo assim um compromisso mais alinhado com as expectativas de cada negócio.

Esses elementos refletem a evolução da abordagem de disponibilidade, considerando não apenas a operação constante do sistema, mas também a capacidade de prevenir e responder rapidamente a interrupções.

2 – Gerenciamento de Dados

Geralmente, os ambientes em nuvem são distribuídos entre locais e servidores diferentes, seja por questões de desempenho e escala seja por disponibilidade.

Dado esse cenário, torna-se desafiador manter a consistência e a sincronização dos dados, por exemplo.

O gerenciamento de dados em ambientes de nuvem continua sendo um desafio significativo, mas as soluções têm evoluído. Aspectos a serem considerados em 2023 incluem:

Interoperabilidade e Integração de Dados: Avanços na integração de dados entre diferentes plataformas e sistemas, facilitando o fluxo de dados em ambientes híbridos e multi-cloud.
Governança de Dados e Conformidade: Implementação de políticas de governança de dados robustas para garantir a conformidade com as regulamentações globais de privacidade de dados, como GDPR e LGPD.
Armazenamento e Processamento de Dados em Tempo Real: Uso de tecnologias que permitem o processamento e análise de grandes volumes de dados em tempo real, fundamentais para aplicações de analytics e machine learning.
Segurança e Criptografia de Dados: Reforço das práticas de segurança, incluindo criptografia avançada e controles de acesso para proteger os dados em repouso e em trânsito.

Essas atualizações refletem as mudanças recentes no cenário de gerenciamento de dados, com ênfase na segurança, conformidade e eficiência no tratamento de grandes volumes de dados.

3 – Projeto e Implementação

Esse é um atributo de suma importância, pois definições durante a fase de projeto e implementação, têm um grande impacto sobre a qualidade e o custo total.

Portanto, estratégias que facilitam e simplificam o desenvolvimento e manutenção, bem como o reaproveitamento de componentes em outros sistemas, são necessárias.

A área de projeto e implementação em cloud computing tem passado por inovações significativas. Em 2023, os seguintes aspectos são vitais:

Adoção de Microserviços e Contêineres: Implementação de arquiteturas baseadas em microserviços e contêineres para promover a modularidade, a escalabilidade e a portabilidade das aplicações.
Desenvolvimento Baseado em DevOps e CI/CD: Integração de práticas de DevOps e pipelines de integração contínua e entrega contínua (CI/CD) para acelerar o desenvolvimento e a implantação de aplicações.
Arquitetura Sem Servidor (Serverless): Aproveitamento da arquitetura sem servidor para melhorar a eficiência operacional, reduzindo a necessidade de gerenciamento de infraestrutura.
Design Responsivo e Centrado no Usuário: Enfoque no design responsivo e centrado no usuário para garantir que as aplicações sejam intuitivas e acessíveis em uma variedade de dispositivos e plataformas.

Essas práticas refletem a necessidade de rapidez, eficiência e adaptabilidade no desenvolvimento de aplicações em nuvem.

4 – Mensageria

Como já salientamos, a nuvem pode ser uma gama de sistemas distribuídos, realizar a conexão e comunicação entre os diversos componentes pode ser bem complicado.

Estruturas de mensageria assíncronas são bastante usadas, assim, ajudando a manter um baixo acoplamento entre as partes.

Porém, traz consigo alguns problemas a serem pensados, como ordenação de mensagens, o gerenciamento de mensagens suspeitas, a idempotência entre outros.

Em 2023, o aspecto da mensageria em ambientes de nuvem abrange:

Sistemas de Mensagens Avançados: Utilização de sistemas de mensagens avançados que suportam altos volumes de dados e integração entre diferentes plataformas e serviços.
Mensageria Assíncrona e Event-Driven: Emprego de mensageria assíncrona e arquiteturas orientadas a eventos para melhorar a eficiência e a escalabilidade das comunicações.
Gerenciamento de Filas e Priorização de Mensagens: Implementação de soluções eficientes para gerenciamento de filas e priorização de mensagens, assegurando a entrega e processamento adequados.

Essas evoluções refletem a necessidade de sistemas mais robustos e flexíveis para a comunicação em arquiteturas de cloud complexas.

5 – Gerenciamento e Monitoramento

Quanto mais as soluções em cloud evoluem, mais abstratas elas vem se tornando. Cada vez menos temos (e precisamos) de acesso ao hardware e, até mesmo, das VMs (Virtual Machine).

Entretanto, essa abstração tem um preço. É preciso que as aplicações consigam expor informações em tempo de execução para que possa ser feito o monitoramento da saúde delas.

Sendo assim, os desenvolvedores necessitam estruturar logs e utilizarem ferramentas como Application Insights e Stackify para apoiar nessa tarefa.

Para 2023, o gerenciamento e monitoramento em cloud computing inclui:

Automação Avançada de Monitoramento: Implementação de ferramentas de monitoramento automatizadas que utilizam inteligência artificial e machine learning para prever e mitigar problemas antes que eles ocorram.
Dashboards Personalizáveis e Analytics: Oferecimento de dashboards personalizáveis e análises detalhadas para uma visão abrangente do desempenho e saúde das aplicações.
Monitoramento Baseado em Desempenho e Segurança: Enfoque em monitoramento que não apenas rastreia a saúde operacional, mas também a segurança e o desempenho dos sistemas.

Estas atualizações refletem a importância de uma visão holística e proativa na gestão de sistemas em nuvem.

6 – Desempenho e Escalabilidade

Enquanto desempenho é um indicador da responsividade do sistema em executar qualquer ação em um dado espaço de tempo, a escalabilidade é sua habilidade de prover recursos dado um aumento de carga sem deteriorar o desempenho.

Fazer a predição dos picos e variações nas cargas de trabalho é praticamente impossível. Por isso, a infraestrutura na nuvem deve ser capaz de escalar tanto horizontal como verticalmente.

Assim, dentro de limites estabelecidos, as aplicações podem tirar proveito de mais recursos quando passam por picos e, em momentos de menor uso reduzir os custos liberando-os.

Em 2023, as considerações sobre desempenho e escalabilidade em cloud computing incluem:

Escalabilidade Automática e Inteligente: Utilização de soluções de escalabilidade que automaticamente ajustam recursos com base na demanda real, otimizando o uso de infraestrutura.
Desempenho Otimizado com Edge Computing: Incorporação de edge computing para reduzir a latência e melhorar a experiência do usuário, processando dados mais próximos da fonte.
Análise Preditiva para Gerenciamento de Recursos: Aplicação de análises preditivas para antecipar picos de demanda e alocar recursos de maneira mais eficiente.

Esses aspectos destacam a importância da agilidade e eficiência na gestão de recursos em nuvem.

7 – Resiliência

Recuperar-se e tratar falhas sistêmicas de forma natural é uma capacidade importante em aplicações na nuvem, visto que elas realizam operações com outros sistemas e serviços que nem sempre estão no ar ou responsivos.

A utilização de mecanismos como Circuit Breaker auxiliam em manter seu serviço funcional mesmo quando dependem de serviços externos, que podem estar passando por problemas transitórios e até permanentes.

Para 2023, a resiliência em cloud computing abrange:

Estratégias de Failover Automatizadas: Implementação de mecanismos de failover automatizados que garantem a continuidade do serviço em caso de falhas.
Design de Tolerância a Falhas: Desenvolvimento de sistemas com design de tolerância a falhas para lidar com interrupções sem afetar o desempenho geral.
Testes de Resiliência Regulares: Realização de testes de resiliência, como testes de caos, para avaliar e melhorar a capacidade de recuperação dos sistemas.

Estas práticas evidenciam a importância de sistemas robustos e auto-recuperáveis na nuvem.

8 – Segurança

Estabelecer limites do que pode ser acessado e acionado dentro de um sistema é um atributo importantíssimo. Principalmente em aplicações expostas na Internet.

Projetar o sistema de maneira a protegê-lo contra ataques mal-intencionados, restringir o acesso dos usuários e manter dados confidenciais, são preocupações que ser consideradas.

Em 2023, a segurança em cloud computing envolve:

Segurança de Dados Aprimorada: Fortalecimento da segurança de dados através de criptografia avançada e técnicas de prevenção de vazamento de dados.
Autenticação e Autorização Robustas: Implementação de sistemas de autenticação e autorização mais robustos, incluindo autenticação multifator e gerenciamento de identidades.
Conformidade e Auditorias Regulares: Garantia de conformidade com as normas de segurança globais e realização de auditorias de segurança regulares para identificar e mitigar vulnerabilidades.

Estas atualizações refletem o crescente foco na proteção contra ameaças cibernéticas e na garantia da segurança dos dados na nuvem.

Tendências e Tecnologias Emergentes em Cloud Computing

Em 2023, algumas das tendências e tecnologias emergentes em cloud computing incluem:

Computação Quântica na Nuvem: Exploração da computação quântica para resolver problemas complexos mais rapidamente que os sistemas convencionais.
Inteligência Artificial e Machine Learning: Integração avançada de IA e ML para automação, análise de dados, e otimização de recursos na nuvem.
Edge Computing e IoT: Expansão do edge computing e Internet das Coisas (IoT) para processamento de dados em tempo real mais próximo da fonte.

Estas inovações refletem o constante avanço da tecnologia de cloud e seu impacto em diversos setores.

Impacto das Legislações de Privacidade e Proteção de Dados

Em 2023, o impacto das legislações de privacidade e proteção de dados na cloud computing é significativo:

Adaptação às Normativas Globais: Adequação às regulamentações como o GDPR na Europa e a LGPD no Brasil, exigindo maior transparência e controle sobre os dados dos usuários.
Privacidade por Design: Implementação da privacidade por design em aplicações e infraestruturas de nuvem, garantindo que a privacidade do usuário seja considerada desde o início do desenvolvimento.
Controles de Acesso e Segurança de Dados: Reforço nos controles de acesso e medidas de segurança para proteger os dados contra acessos não autorizados e garantir a conformidade.

Essas mudanças refletem a crescente importância da privacidade e proteção de dados no ambiente de cloud computing.

Cloud Design Patterns

Em outra oportunidade, iremos trazer alguns dos padrões utilizados pela comunidade e como eles se relacionam com cada um dos 8 atributos apresentados.

Até a próxima! Deixe suas dúvidas e comentários abaixo.

Referências e Leituras Adicionais

Melhores Práticas em Aplicações Cloud – Azure Architecture Center: Este recurso fornece diretrizes e dicas para o design e implementação eficientes e robustos de sistemas em nuvem, incluindo exemplos de código compatíveis com serviços Azure.
Guia de Segurança CSA para Cloud Computing: Este guia apresenta práticas recomendadas de segurança na nuvem, desenvolvidas pela comunidade de especialistas em segurança da Cloud Security Alliance.
Padrões e Estruturas de Segurança na Nuvem a Considerar: Um artigo que discute os principais padrões e estruturas de segurança na nuvem, fornecendo conselhos para selecionar os melhores para sua organização.
Roadmap de Padrões de Computação em Nuvem do NIST: Um documento que detalha os esforços do NIST para desenvolver padrões e diretrizes para a adoção segura da computação em nuvem.

Nuvem Padrões de Projeto