PARTE I – FUNDAMENTOS

Capítulo 1 – A Evolução dos Servidores

Da Computação Centralizada à Computação em Nuvem e aos Contêineres

Objetivos de Aprendizagem

Ao final deste capítulo, o estudante deverá ser capaz de:

• compreender a evolução histórica dos servidores de computadores;
• identificar as principais mudanças ocorridas na arquitetura dos sistemas computacionais;
• diferenciar os modelos de computação centralizada, cliente-servidor, virtualização, computação em nuvem e conteinerização;
• reconhecer como essas tecnologias influenciaram a administração moderna de servidores;
• compreender por que o administrador de sistemas precisa conhecer essa evolução para tomar decisões técnicas adequadas.

Introdução

Quando se fala em servidores, muitas pessoas imaginam imediatamente computadores robustos instalados em grandes salas climatizadas, repletas de cabos, equipamentos de rede e luzes piscando continuamente. Essa imagem, embora ainda represente parte da realidade, está longe de explicar a complexidade e a importância que os servidores adquiriram ao longo da evolução da Tecnologia da Informação.

Os servidores não surgiram da forma como os conhecemos atualmente. Eles são resultado de décadas de evolução tecnológica, impulsionada pela necessidade de processar volumes cada vez maiores de dados, atender a um número crescente de usuários e oferecer serviços com maior disponibilidade, desempenho e segurança. A história dos servidores acompanha, praticamente, a própria evolução da computação.

Compreender essa trajetória histórica é essencial para qualquer profissional que pretenda administrar infraestruturas de tecnologia. Muitas das tecnologias utilizadas atualmente, como virtualização, computação em nuvem e contêineres, não substituíram completamente as tecnologias anteriores; ao contrário, elas evoluíram a partir de conceitos já existentes. Dessa forma, entender o passado permite compreender por que determinadas soluções existem e como elas se relacionam.

Ao longo deste capítulo, será apresentada a evolução dos modelos computacionais, desde os grandes computadores centralizados (mainframes) até os modernos ambientes baseados em nuvem e contêineres, destacando os problemas que cada tecnologia buscou resolver e os impactos provocados na administração de servidores.

A importância da evolução tecnológica

A evolução da infraestrutura computacional não ocorreu apenas em função do avanço do hardware. Ela foi motivada principalmente pela necessidade das organizações de reduzir custos, aumentar a produtividade e garantir maior disponibilidade dos serviços.

Ao longo das últimas décadas, diferentes modelos arquiteturais foram desenvolvidos para atender a essas necessidades. Cada novo modelo solucionou limitações do anterior, ao mesmo tempo em que introduziu novos desafios técnicos para administradores de sistemas.

Essa evolução pode ser resumida da seguinte forma:

Essa sequência representa muito mais do que uma evolução tecnológica; ela representa mudanças profundas na forma como empresas projetam, implantam e administram suas infraestruturas.

1.1 A Era da Computação Centralizada

Durante as primeiras décadas da computação, os computadores eram equipamentos extremamente caros, grandes e complexos. Apenas governos, universidades e grandes empresas possuíam recursos financeiros para adquiri-los.

Esses computadores, conhecidos como mainframes, ocupavam salas inteiras e exigiam infraestrutura especializada, incluindo sistemas de refrigeração, controle de energia elétrica e equipes técnicas dedicadas.

Nesse modelo, toda a capacidade de processamento encontrava-se concentrada em um único equipamento central.

Os usuários não possuíam computadores pessoais. Em vez disso, utilizavam terminais conectados ao computador principal. Esses terminais eram dispositivos bastante simples, normalmente compostos apenas por teclado e monitor, sem capacidade própria de processamento.

Todo o trabalho era realizado pelo servidor central.

Esse modelo ficou conhecido como computação centralizada.

Características da computação centralizada

• processamento concentrado em um único computador;
• armazenamento centralizado;
• administração simplificada;
• alta confiabilidade;
• elevado custo de aquisição e manutenção;
• grande dependência do servidor central.

A principal vantagem desse modelo era a facilidade de gerenciamento. Como todas as informações permaneciam em um único computador, a administração dos dados e dos usuários era relativamente simples.

Entretanto, existia um problema importante: qualquer falha no servidor interrompia completamente o funcionamento da organização.

1.2 O Modelo Cliente-Servidor

O surgimento dos computadores pessoais, durante as décadas de 1980 e 1990, transformou profundamente a forma como as organizações utilizavam a informática.

Agora, cada usuário possuía seu próprio computador, capaz de executar programas localmente.

Entretanto, algumas informações precisavam continuar sendo compartilhadas entre todos os usuários da empresa, como arquivos, bancos de dados, impressoras e sistemas corporativos.

Nascia, então, o modelo cliente-servidor.

Nesse modelo, os computadores dos usuários (clientes) executam parte do processamento, enquanto servidores especializados fornecem serviços compartilhados para toda a rede.

Cada computador passou a exercer uma função específica.

O cliente solicita um serviço.

O servidor responde à solicitação.

Essa arquitetura tornou-se a base da informática moderna e permanece presente até os dias atuais.

Principais serviços oferecidos pelos servidores

Os servidores passaram a desempenhar funções especializadas, como:

• autenticação de usuários;
• compartilhamento de arquivos;
• impressão em rede;
• hospedagem de páginas web;
• banco de dados;
• correio eletrônico;
• serviços DNS;
• serviços DHCP;
• aplicações corporativas.

Cada servidor passou a ser responsável por uma função específica dentro da infraestrutura da organização.

1.3 A Virtualização

À medida que as empresas passaram a implantar um servidor para cada serviço, surgiu um novo problema.

Era comum encontrar servidores utilizando apenas uma pequena fração de sua capacidade de processamento, memória e armazenamento.

Em muitos casos, um equipamento extremamente poderoso era dedicado exclusivamente a um único serviço, permanecendo subutilizado durante grande parte do tempo.

Essa baixa taxa de utilização aumentava os custos com aquisição de hardware, consumo de energia, refrigeração e manutenção.

A solução encontrada foi a virtualização.

A virtualização permite executar diversos sistemas operacionais independentes sobre um único computador físico, utilizando um software denominado hipervisor.

Cada sistema operacional virtual funciona como um computador independente, conhecido como máquina virtual (Virtual Machine – VM).

Esse modelo proporciona melhor aproveitamento dos recursos computacionais, maior flexibilidade e facilidade de gerenciamento.

Entre suas principais vantagens destacam-se:

• consolidação de servidores;
• redução de custos;
• facilidade de backup;
• migração de máquinas virtuais;
• maior disponibilidade;
• escalabilidade.

A virtualização tornou-se um dos pilares da infraestrutura moderna de tecnologia e preparou o caminho para o surgimento da computação em nuvem.

1.4 A Computação em Nuvem (Cloud Computing)

A virtualização permitiu que diversos servidores fossem executados em um único equipamento físico. O passo seguinte foi ampliar esse conceito para grandes centros de processamento de dados distribuídos geograficamente.

Assim surgiu a Computação em Nuvem (Cloud Computing).

Na computação em nuvem, servidores físicos localizados em grandes datacenters são compartilhados entre milhares de clientes por meio de tecnologias de virtualização, automação e gerenciamento.

Para o usuário, os recursos computacionais tornam-se serviços disponíveis sob demanda, acessíveis pela Internet.

Entre os principais benefícios desse modelo estão:

• pagamento conforme o uso;
• rápida expansão da infraestrutura;
• alta disponibilidade;
• redução do investimento inicial;
• escalabilidade praticamente ilimitada;
• gerenciamento centralizado.

Atualmente, organizações de todos os portes utilizam serviços em nuvem para hospedar aplicações, armazenar dados e executar sistemas críticos.

Modelos de serviços em nuvem

Os serviços de computação em nuvem são normalmente classificados em três categorias:

• Infraestrutura como Serviço (IaaS): fornece máquinas virtuais, redes e armazenamento.
• Plataforma como Serviço (PaaS): fornece ambiente pronto para desenvolvimento e implantação de aplicações.
• Software como Serviço (SaaS): disponibiliza aplicações completas acessadas diretamente pelo navegador ou por aplicativos.

1.5 A Era dos Contêineres

Embora a virtualização tenha resolvido diversos problemas, ela ainda exige a execução de um sistema operacional completo para cada máquina virtual.

Isso implica maior consumo de memória, armazenamento e processamento.

Para aplicações modernas, especialmente em ambientes de desenvolvimento e DevOps, surgiu uma abordagem mais leve: os contêineres.

Um contêiner encapsula uma aplicação juntamente com todas as suas dependências, bibliotecas e configurações, compartilhando o kernel do sistema operacional hospedeiro.

Dessa forma, elimina-se a necessidade de instalar um sistema operacional completo para cada aplicação.

As principais vantagens dos contêineres são:

• inicialização em poucos segundos;
• baixo consumo de recursos;
• portabilidade;
• facilidade de distribuição;
• padronização dos ambientes;
• integração com processos de integração e entrega contínuas (CI/CD).

Ferramentas como Docker revolucionaram a forma como aplicações são distribuídas e executadas, enquanto plataformas como Kubernetes automatizaram o gerenciamento de milhares de contêineres em ambientes corporativos.

Atualmente, virtualização e contêineres coexistem e são frequentemente utilizados de forma complementar em infraestruturas modernas.

Resumo do Capítulo

A evolução dos servidores reflete a própria evolução da computação. O modelo de computação centralizada concentrou todo o processamento em grandes computadores. Posteriormente, a arquitetura cliente-servidor distribuiu parte do processamento para os computadores dos usuários, permitindo o surgimento das redes corporativas modernas. Com o crescimento das infraestruturas, a virtualização possibilitou consolidar diversos servidores em um único equipamento físico, aumentando a eficiência no uso dos recursos. Em seguida, a computação em nuvem expandiu esse conceito para grandes datacenters acessíveis pela Internet. Finalmente, os contêineres introduziram uma forma ainda mais leve, portátil e eficiente de executar aplicações, tornando-se elemento fundamental das arquiteturas modernas.

Cada uma dessas tecnologias representa uma etapa da evolução da administração de sistemas. Em vez de substituir completamente os modelos anteriores, elas coexistem e se complementam, formando a base das infraestruturas utilizadas atualmente em organizações públicas e privadas.

 

Referências bibliográficas

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• Frazão Jr., A.; Braga, M. Administração de Sistemas Linux. Escola Superior de Redes (RNP), 2015.
• Silva, G. M. Guia Foca GNU/Linux – Avançado. Versão 6.43.
• Mouat, A. Using Docker: Developing and Deploying Software with Containers. O’Reilly Media, 2015.
• Miell, I.; Hobson Sayers, A. Docker in Practice. Manning Publications, 2016.