Interconexão de data centers na era da nuvem
Cada vez mais os data centers e a tecnologia da informação estão migrando para a nuvem. Com isso, os provedores de serviços precisam disponibilizar novas soluções de interconexão de data centers baseadas em cloud para aproveitar todas as vantagens desse ecossistema.
Muitos provedores de serviços de comunicação (CSPs) oferecem uma variedade de soluções gerenciadas e não gerenciadas de interconexão de data centers (DCI) para permitir que empresas, indústrias e clientes interconectem os seus data centers. Os provedores também interconectam os seus próprios data centers para suportar a prestação de serviços de entrega e de funções de back office. Mas, atualmente, os data centers e a tecnologia da informação têm a necessidade de migrar para a nuvem. Com isso, os CSPs precisam disponibilizar novos serviços de interconexão de data centers na nuvem para aproveitar todas as vantagens desse ecossistema.
Os provedores estão estrategicamente posicionados no centro do ecossistema de nuvem para oferecer interconexão de data centers para era da nuvem a todos os usuários e gerar receita e lucratividade adicionais. Porém, para ter sucesso e aproveitar ao máximo a oportunidade da nuvem, os CSPs precisam reconhecer que os serviços de interconexão na nuvem devem ser mais escaláveis, ágeis e flexíveis do que os atuais serviços interconexão de data centers.
A oportunidade de interconexão de data centers na nuvem
Os serviços de interconexão de data centers são amplamente utilizados para vincular e realizar o tráfego entre os data centers das empresas, indústria e clientes do setor público. Com o aumento contínuo de data centers em todos os segmentos de mercado e a adoção da nuvem, a interconexão de data centers é a aplicação com crescimento mais rápido para o transporte óptico e está projetada para ter uma taxa duas vezes maior que a do mercado global de redes ópticas.
Atualmente, muitos CSPs já fornecem uma ampla oferta de serviços ópticos de DCI, incluindo dark fiber, comprimentos de onda gerenciados e Carrier Ethernet. Abordagens baseadas em IP para DCI também estão se tornando cada vez mais importantes para interconectar data centers. O IP interconexão de data centers emerge como um aplicativo de roteador para os CSPs que precisam conectar data centers na nuvem, por meio das WANs IP/MPLS existentes. Vários analistas do setor estimam que os roteadores com IP DCI ocuparão uma alta porcentagem dos mercados globais de interconexão de data centers e de roteadores nos próximos anos devido à nuvem.
Os serviços gerenciados de interconexão de data centers representam um negócio de alta receita e alta margem de lucro para os provedores e permitem que eles fidelizem os seus clientes que necessitam de recursos de continuidade e recuperação de desastres, devido à natureza crítica dos negócios, que a interconexão de data centers oferece. Isso criou um nível de “rigidez” que torna difícil para as empresas moverem os seus serviços de interconexão de data centers de um provedor para outro. Os serviços de interconexão de data centers também têm preços muito competitivos, e os CSPs, frequentemente, estão dispostos a reduzir os preços ou oferecer incentivos adicionais, para reter clientes.
Mas, à medida que os clientes transferem data centers e TI para a nuvem, os provedores de serviços precisam de novas abordagens para a DCI, a fim de permitir que os clientes aproveitem ao máximo a agilidade, a flexibilidade e os benefícios de baixo custo oferecidos pela nuvem. As redes IP e de fibra óptica se espalham por todo o mundo e os provedores têm centrais e pontos de presença em milhares de locais para maximizar os seu uso e o alcance.
Muitos CSPs estão aprimorando os data centers existentes, que oferecem entrega de serviços e funções de back office, para fornecer os seus próprios serviços de nuvem. Alguns também pretendem ampliar os seus data centers e reaproveitar as centrais para suportar arquiteturas baseadas em SDN – redes definidas por software e NFV – virtualização de funções de rede, com servidores baseados em arquiteturas que aumentam a agilidade e a flexibilidade e baixam os custos ao fornecer serviços em nuvem.
Como resultado, os provedores estão estrategicamente posicionados para se beneficiarem do ecossistema de nuvem e oferecer um novo tipo de interconexão de data centers de nuvem a todos os usuários para se conectarem aos seus data centers distribuídos em clouds privadas, virtuais, públicas e híbridas.
A interconexão de nuvem provê largura de banda escalável e econômica com alto desempenho, confiabilidade e baixa latência. Ela também traz segurança, QoS e gerenciamento de ponta a ponta para executar aplicativos aos negócios críticos na nuvem – características que a Internet não pode fornecer. Também tem capacidade de aumentar e diminuir a largura de banda, conforme a necessidade, com recursos multi-site e multitecnologia para ajudar a compartilhar dados, distribuir aplicativos e equilibrar as cargas de trabalho. Mais importante, ela inclui o provisionamento dinâmico e ágil com suporte para orquestração de recursos de rede de maneira rápida e fácil, particularmente por múltiplos tipos de nuvem e domínios administrativos no ecossistema.
O ecossistema da nuvem
O ecossistema de nuvem compreende nuvens privadas, virtuais privadas, públicas e híbridas que oferecem benefícios exclusivos, como agilidade, flexibilidade, maior controle e custos mais baixos. Os diferentes tipos de nuvem e os vários participantes no ecossistema da nuvem são mostrados na figura abaixo.
A nuvem é um modelo de entrega de serviços, não um produto, e as definições dos diferentes tipos de nuvem podem ser confusas. Algumas definições geralmente entendidas são:
• Nuvem privada – Os data centers e a rede de interconexão de data centers que os interconectam são totalmente dedicados e controlados por uma única organização, seja uma empresa ou um grupo com um interesse comum.
• Nuvem virtual privada – Os data centers das empresas e organismos são virtualizados, o que permite que eles incluam recursos de TI remotos em centros de dados pertencentes a outras organizações, como um CSP ou um provedor de carrier neutra (CNP).
• Nuvem pública – Um provedor de conteúdo de nuvem da Internet (ICP) oferece serviços em nuvem para as organizações, com pagamento conforme o uso.
• Nuvem híbrida – Esse modelo combina nuvens públicas, privadas e virtuais, com a orquestração de recursos operando no limite entre as nuvens pública/privada.
Além disso, os vários participantes do ecossistema da nuvem têm o seu próprio papel específico a desempenhar:
• Os CSPs estão focados principalmente no fornecimento de serviços DCI gerenciado e de interconexão de nuvem e estão usando os seus ativos de data center e recursos da central para oferecer serviços de nuvem privada virtual. Eles também estão compartilhando instalações da CNP com outros CSPs para fornecer pontos de interconexão da nuvem principal.
• Os CNPs estão construindo e expandindo os seus data centers e instalações de compartilhamento, particularmente em áreas metropolitanas e cidades menores. Eles também estão implementando DCI metropolitanos privados para conectividade “intra” e “inter” data center.
• Os ICPs têm centros de dados de grande escala e estão construindo um DCI Terabit privado para interconectar os seus data centers em áreas metropolitanas e em escalas regional, nacional e internacional. Os ICPs também consideram os benefícios do colocation nas instalações do CNP para expandir a capacidade local e alcançar mais clientes.
• Empresas, indústrias e clientes estão construindo nuvens privadas, virtuais privadas e híbridas. Ao usar o DCI privado para construir nuvens privadas com controle e segurança, eles também estão expandindo no CSP e CNP as instalações de compartilhamento e implementando nuvens virtuais privadas e híbridas para maior agilidade e flexibilidade.
Os diferentes tipos de nuvem e os vários participantes no ecossistema de nuvem estão resumidos na figura baixo.
O papel da interconexão na nuvem e dos CSPs no ecossistema da nuvem
A interconexão de nuvem apresenta uma oportunidade ideal para que os CSPs aumentem as receitas e a lucratividade. Por exemplo, eles podem oferecer serviços de interconexão em nuvem altamente escaláveis e de alto desempenho para conectar data centers, colocation e pontos de troca de tráfego, como mostra a figura abaixo.
A interconexão na nuvem ajuda os provedores para:
• Oferecer diretamente serviços DCI gerenciados para conectar vários data centers em nuvens privada, virtual privada, pública e híbrida.
• Implantar gateways para estender a virtualização dos data centers de clientes sobre serviços IP/MPLS e conectar sites remotos e usuários finais a aplicativos na nuvem.
• Conectar data centers distribuídos e COs para otimizar conjuntos de recursos e aumentar a eficiência dos serviços de nuvem.
• Expandir o footprint para alcançar mais clientes ao compartilhar as instalações do CNP para criar pontos de troca de tráfego e de interconexão de nuvem.
No entanto, os provedores devem garantir que os seus serviços de interconexão na nuvem sejam mais escaláveis, ágeis e flexíveis do que os serviços DCI tradicionais, para aproveitarem ao máximo a oportunidade apresentada pela natureza dinâmica dos serviços e do ecossistema.
Para aproveitar totalmente a oportunidade da nuvem, os provedores precisam criar redes de interconexão de nuvem privada com grande escalabilidade, confiabilidade e baixa latência. O motivo é que a nuvem cria a necessidade de largura de banda entre os data centers. Por exemplo, uma única solicitação de banco de dados pode gerar pesquisas adicionais e várias chamadas de procedimento remoto relacionadas, além de um aumento significativo na comunicação máquina-a-máquina, tanto dentro do data center quanto entre eles, especialmente quando os aplicativos são distribuídos na nuvem. Embora a Internet tenha uma grande escala e forneça conectividade para qualquer um, ela não oferece a largura de banda, segurança, desempenho e QoS econômicos, necessários para que empresas, indústria e clientes executem aplicativos de negócio críticos na nuvem.
Além disso, à medida que os clientes adotam SDN e virtualizam os seus data centers, eles precisam de largura de banda altamente escalável entre os recursos de TI, sejam eles em nuvens privadas, virtuais privadas, públicas ou híbridas. Os CSPs podem ampliar os seus serviços de fibra dark, comprimento de onda, Ethernet e IP/MPLS para oferecer interconexão de nuvem gerenciada com alto faturamento e alta margem de lucro, além de serviços DCI a todos os participantes do ecossistema de nuvem, dependendo das necessidades específicas de cada um deles.
Ao fornecer interconexão em nuvem de várias camadas, os CSPs podem implantar o serviço mais apropriado para permitir que os clientes compartilhem dados, distribuam aplicativos e equilibrem as suas cargas de trabalho em diferentes tipos de cloud, entre múltiplos locais e diferentes provedores de nuvem, garantindo, ao mesmo tempo, alto desempenho, confiabilidade e QoS para aplicativos de negócio críticos.
Os benefícios comerciais da implementação da interconexão em nuvem para os provedores incluem:
• Oferecer serviços de de interconexão de data centers gerenciados e de conexão direta seguros, escaláveis e flexíveis para nuvens privadas, públicas, híbridas e virtuais privadas.
• Entregar serviços altamente escaláveis e de alto desempenho de interconexão de data centrers aos CNPs, para quem necessita conectar data centers e colocation por meio das áreas periféricas e região metropolitana.
• Fornecer serviços de interconexão de data centers de longa distância altamente escaláveis e de alto desempenho que os ICPs precisam para conectar os seus data centers regionais, nacionais e internacionais e expandir a sua área de cobertura, com maior performance e menor latência para serviços de nuvem pública e híbrida.
Conexão via nuvem para data centers de clientes, sites remotos e usuários finais
A virtualização de servidores e o armazenamento no data center consomem muitos recursos de TI e a SDN permitiu que as redes dos data centers fossem configuradas tão rapidamente quanto os recursos de TI. A SDN virtualiza a rede e automatiza a entrega de serviços, permitindo uma infraestrutura mais robusta e escalável para múltiplos usuários. O servidor, o armazenamento e a virtualização de rede abriram caminho para o compartilhamento dinâmico de recursos e a migração de serviços para nuvem.
A vantagem dos serviços em nuvem é a capacidade de habilitar rápida e economicamente aplicativos que podem ser consumidos por clientes e usuários finais em qualquer lugar. Mas, para fazer valer a pena, a rede virtualizada no data center deve operar perfeitamente e se estender pela infraestrutura que conecta todos eles. O data center também deve integrar e se conectar à WAN, que por sua vez conecta data centers a sites remotos e usuários finais.
Usando a interconexão na nuvem com a funcionalidade de gateway do data center, os provedores podem habilitar, sem interrupções, a conectividade IP entre os data centers SDN e os serviços de WAN IP/MPLS já existentes para fornecer serviços de nuvem aprimorados. O gateway oferece suporte virtual extensível para a LAN (VxLAN), uma tecnologia de sobreposição de virtualização de rede (NVO – Network Virtualization Overlay) usada para virtualizar redes de data centers. O VxLAN encapsula Ethernet em IP e pode usar IP como uma rede underlay.
O NVO e o VXLAN podem ser combinados com a Ethernet VPN (EVPN), uma tecnologia emergente que fornece um plano de controle de sobreposição baseado em protocolos de roteamento bem estabelecidos e experiência operacional usada em redes IP/MPLS. Quando combinada com a VXLAN, a EVPN permite que a virtualização do data center seja estendida por meio da nuvem, com benefícios para os mecanismos existentes de roteamento, resiliência e balanceamento de carga.
Os benefícios de usar a interconexão na nuvem com o gateway do data center incluem:
• Serviços flexíveis de nuvem privada virtual para habilitar múltiplos clientes corporativos, industriais e setor público para que complementem suas nuvens privadas.
• Estender as sub-redes da WAN para permitir que os recursos do data center virtualizado sejam consumidos e reaproveitados pelos clientes sob demanda.
• Aplicativos de múltiplos usuários e distribuição de cargas de trabalho entre servidores de diferentes data centers.
• Permitir que os clientes movam os seus aplicativos entre data centers, sem nenhum efeito perceptível aos usuários finais.
• Oferecer serviços inovadores, como combinar serviços e negócios na nuvem VPN ou colaborar com os operadores de data centers de terceiros, como CNPs e ICPs.
Observe que, embora o gateway do data center estenda a sua virtualização pela nuvem e se integra aos serviços VPN IP/MPLS existentes, esses serviços não acompanham a natureza dinâmica da nuvem. A WAN também deve se tornar mais ágil, flexível e dinâmica para corresponder aos recursos da nuvem.
À medida que os serviços em nuvem se tornam amplamente implantados e mais importantes para as operações de TI dos clientes, novas abordagens dinâmicas para WANs, como SDN e SD-WAN, permitirão que os provedores de serviços automatizem e orquestrem recursos de rede para entregar funcionalidades de provisionamento dinâmicos, largura de banda flexível e cobrança baseada em uso para a interconexão em nuvem e serviços de WAN.
Serviços em nuvem mais eficientes e econômicos
Muitos CSPs usam os seus próprios data centers para oferecer serviços aos clientes. As grandes empresas também operam data centers separados para apoiar os seus sistemas de back office e serviços de entrega de conteúdo e vídeo. Além disso, elas estão reaproveitando os seus COs para melhorar o footprint e oferecer serviços de nuvem aos clientes.
A interconexão da nuvem se tornará mais importante à medida que os CSPs usarem o NFV para implementar funções e recursos de rede de software de alto nível. Eles são executados em servidores de uso geral, que podem ser hospedados em data centers de back office do CSP e em COs reaproveitados, em vez de precisarem usar dispositivos ou aplicativos especializados na rede.
Muitos CSPs estão interessados em reaproveitar COs como parte da CORD – Central Office Re-architected as a Datacenter, uma iniciativa que visa trazer economia para o data center e agilidade de nuvem para as operadoras. Da mesma maneira que os aplicativos, servidores e armazenamento são virtualizados no data center, os servidores e as funções nos data centers do CSP e os COs redirecionados podem ser virtualizados na nuvem. Isso exigirá, não apenas alto desempenho, baixa latência e largura de banda segura entre os data centers virtualizados e o CO, mas também uma largura de banda mais ágil, flexível e dinâmica.
As redes em nuvem precisarão ser gerenciadas por meio de uma camada abstrata. usando SDN. Em vez de serem gerenciadas como dispositivos de rede física amplamente distribuídos, como são hoje, as funções de rede virtualizadas na nuvem serão gerenciadas como agrupamentos lógicos de recursos de rede. Com a NFV e a SDN, os provedores poderão automatizar o processo de provisionamento de ponta a ponta, entrega, gerenciamento e faturamento de clientes para o uso de serviços em nuvem, incluindo a interconexão.
Os CSPs podem usar a interconexão de nuvem internamente para os seus ativos de data center e os COs reaproveitados para criar plataformas de serviços de nuvem mais eficientes. Eles podem oferecer serviços de nuvem privada virtual e, ao mesmo tempo, aumentar a agilidade e a resiliência dos negócios, aproveitando esses recursos do data center e os ativos de TI do central por meio de toda a sua infraestrutura e rede.
Além disso, é possível automatizar e melhorar a eficiência da entrega de serviços em nuvem com o SDN e NFV. Também podem melhorar a mobilidade da máquina virtual, facilitando a movimentação contínua de grupos de máquinas virtuais entre os data centers e equilibrando as cargas de trabalho do serviço de nuvem entre as instalações.
Os benefícios comerciais do NFV e SDN para oferecer serviços em nuvem incluem:
• Eficiência operacional e redução de custos com a implantação de múltiplos clientes ou departamentos na mesma máquina para maximizar a utilização de recursos do data center.
• Otimização dos recursos de computação e armazenamento em todos os data centers, estendendo a virtualização para além de um único ponto e equilibrando as cargas de trabalho entre as instalações.
• Fácil configuração, movimentação e dimensionamento dos recursos em toda a infraestrutura do data center e do CO.
• Ampliação dos negócios e com mobilidade de carga de trabalho transparente para permitir que os clientes acessem serviços mesmo durante grandes falhas.
Pontos de troca de nuvem
Compartilhando instalações da CNP, os provedores podem expandir ainda mais seu o footprint de serviço de interconexão na nuvem para alcançar mais clientes. É possível acessar e aumentar as opções em mais pontos de peering, , interconectar-se entre si para fornecer pontos de troca nas nuvens principais e, assim, participar melhor do ecossistema de nuvem.
Pontos de peering são pontos de troca mútua, governados por acordos de peering entre ICPs, CNPs e CSPs para a troca tráfego. Por exemplo, uma empresa em uma rede CSP pode querer se conectar a um serviço de nuvem pública, como o Amazon Web Services (AWS) ou o Microsoft Azure. As duas empresas estabeleceram muitos contratos de peering, possibilitando rotear de forma eficiente o tráfego de clientes de e para os seus data centers. Em alguns casos, esse tráfego é do usuário para o data center, mas em muitos é o tráfego do data center para outro data center.
Muitos provedores têm vários acordos de interconexão privada bilaterais entre si para o tráfego IP e peering. Trânsito de IP envolve o tráfego do usuário final que se origina em uma parte da rede que atravessa parte de outra rede para chegar ao seu destino. Já o peering de IP é simplesmente a troca e divulgação das informações de roteamento de cada parte. Embora as duas partes possam cobrar uma à outra pelo tráfego de IP, dependendo da quantidade de tráfego do usuário final, o IP peering, normalmente, não incorre em nenhuma cobrança, já que cada parte troca quantidades muito pequenas de informações de roteamento.
Geralmente, a interconexão privada na camada IP usa conexões particulares cruzadas nas instalações do CNP. Os CSPs também têm acordos de peering públicos, onde várias partes se conectam por pontos de troca de Internet que operam com infraestrutura compartilhada de switching, como a Ethernet, para permitir conexões “um para muitos”. O peering público é, geralmente, menos dispendioso do que estabelecer um grande número de arranjos bilaterais de peering e interconexão. Uma vez conectado, há relativamente pouco custo para se interconectar com outros CSPs na mesma conexão de Internet.
Com o aumento do tráfego e da largura de banda exigidas pela nuvem, e com novos players no ecossistema de nuvem, os atuais acordos de peering privados e públicos precisam se tornar mais abertos, ágeis e flexíveis para atender ao ambiente sob demanda da nuvem. A virtualização também está criando mais pedidos por opções de largura de banda sob demanda e de rede como serviço, que combinam elementos de redes física e virtual de maneira ágil e flexível, ao mesmo tempo em que oferecem desempenho, segurança e QoS.
A interconexão em nuvem pode facilitar a criação desses pontos de intercâmbio privados e multicamadas para CSPs, ICPs e CNPs. Os benefícios incluem:
• Criar arranjos de peering multilaterais mais abertos, dando aos participantes mais opções para interconectar e trocar dados.
• Permitir que empresas, integradores de sistemas, indústrias e organizações do setor público compartilhem e criem comunidades de interesse.
• Expandir as parcerias na nuvem, estender conexões para serviços de nuvem pública e habilitar ambientes de nuvem híbrida.
À medida em que o modelo de interconexão de nuvem se torna mais difundido, ele será mais automatizado para fornecer interconexão ágil, flexível e segura em nuvens. Isso requer a orquestração de recursos de rede entre as áreas administrativas para simplificar as operações, bem como a otimização das funções da rede para aumentar a eficiência, impulsionando a adoção mais ampla de tecnologias como a SDN e a NFV.
