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O que é cluster em computação?

Imagine um time de basquete, onde cada jogador tem sua posição, mas todos jogam em equipe para alcançar um objetivo comum.

Quando alguém vai para o ataque, o time todo se movimenta de forma coordenada para fazer a cesta. Além disso, um cobre o outro e todos trabalham em equipe contra os avanços do time adversário.

Caso alguém precise de atendimento, outro jogador o substitui, sem que a dinâmica do time seja prejudicada. Agora, imagine essa mesma dinâmica aplicada à tecnologia, essa é a essência de um cluster.

Pense nele como o time de basquete da empresa, que une os recursos de hardware e software no mesmo ambiente para alcançar objetivos tecnológicos.

Mas, o que faz exatamente um cluster e como ele pode beneficiar uma empresa?

O que é cluster?

O que é cluster?

Um cluster é um conjunto de servidores interconectados, que atuam como se fossem um único sistema e trabalham juntos para realizar tarefas de forma mais eficiente e escalável. Esses sistemas computacionais possuem alta disponibilidade, balanceamento de carga e processamento paralelo.

Em um datacenter, um cluster é composto por vários nós (servidores), cada um com seu próprio processador, memória e armazenamento. Esses nós são geralmente fornecidos como servidores físicos ou instâncias virtuais.

Os clusters são amplamente usados para aumentar a disponibilidade, escalabilidade e desempenho de aplicativos e sistemas.

A associação dos sistemas de virtualização, clusters de servidores físicos e o cloud computing otimizou o uso da infraestrutura de TI, racionalizando os investimentos exigidos pela compra de hardware e de gerenciamento do ambiente.

Na computação em nuvem, um cluster também é composto por vários nós, que não precisam estar fisicamente próximos. Esses nós são geralmente fornecidos como instâncias virtuais em uma nuvem pública ou privada.

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Quais são as vantagens da implementação de um cluster?

Escalabilidade: A principal vantagem em usar um cluster na computação em nuvem é a escalabilidade.

Ao contratar um servidor de nuvem, alguns provedores permitem que esse ambiente seja escalável, ou seja, possa aumentar o poder de processamento e a área de armazenamento sob demanda.

Esse recurso permite adicionar ou remover nós (servidores físicos), locais ou remotos, conforme a necessidade por serviços de computação aumenta ou diminui.

É aí que entra o cluster: Ele permite que uma empresa possa responder rapidamente às mudanças desse tipo de demanda, alocando mais recursos quando necessário e evitando o desperdício de recursos.

Computação de alto desempenho: Outro ponto positivo de montar um cluster é obter um ambiente do tipo “high performance computing” (HPC).

A computação de alto desempenho (HPC) só é obtida graças ao agrupamento dos recursos disponíveis de vários nós de processamento em um único ambiente de computação.

Esse ambiente entrega um sistema computacional com o poder de processamento e armazenamento de vários servidores e storages, todos agrupados virtualmente num só sistema.

Vários softwares que gerenciam o cluster são os responsáveis em adicionar mais recursos ao sistema para melhorar o desempenho e a capacidade de armazenamento exigida.

Alguns clusters de alto desempenho podem ainda fazer parte de uma nuvem híbrida, que aloca recursos de terceiros (provedores de nuvem) ao ambiente sempre que necessário.

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Alta disponibilidade: Outra vantagem do uso de um cluster é a alta disponibilidade. Com um cluster é possível configurar um ambiente redundante e totalmente tolerante à falhas.

Esses ambientes possuem diversos componentes e mecanismos de proteção para garantir o funcionamento ininterrupto do sistema. Neles, todos os dados são replicados em vários nós. Isso garante que os serviços e dados estejam sempre disponíveis, mesmo que um nó falhe.

Além disso, os clusters também podem ser configurados para failover automático, onde cada nó tem seus dados replicados e sincronizados em tempo real, que são ativados automaticamente em caso de falha.

Processamento paralelo: Os clusters também são ideais para executar aplicações que exigem alta performance, como a inteligência artificial (AI) e o machine learning.

Com a capacidade de processamento distribuído, vários clusters podem processar grandes volumes de dados em paralelo, o que aumenta significativamente a velocidade de processamento em aplicações.

Esse recurso é particularmente útil para aplicativos de inteligência artificial e aprendizado de máquina, que requerem processamento de grandes volumes de dados e acesso a enormes data lakes.

Banco de dados de alta disponibilidade: Outro uso comum de clusters dentro de datacenters é garantir a alta disponibilidade de aplicações complexas que envolvem grandes bancos de dados.

A configuração de um cluster permite garantir que todos os bancos de dados estejam sempre disponíveis, mesmo que um dos nós da corporação falhe.

Isso é particularmente importante para aplicativos críticos, como sistemas de gerenciamento de transações financeiras, controles de processos industriais e sistemas de gerenciamento de relacionamento com os clientes.

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Quando implementar a computação em cluster?

Algumas situações exigem a implementação de um cluster de TI, são elas:

1- Crescimento exponencial: Quando a demanda por recursos de computação aumenta rapidamente e a infraestrutura atual não é capaz de suportar esse crescimento.

2- Disponibilidade: Quando é necessário garantir a disponibilidade contínua dos serviços, mesmo em caso de possíveis falhas de hardware ou software.

3- Cálculos complexos: Softwares de modelagem e estatística complexos, que realizam volumes intensivos de operações, como simulações científicas e de engenharia.

4- Grande crescimento na base de dados: Aplicações ou serviços que crescem de forma não planejada e exigem armazenar e gerenciar grandes quantidades de dados.

5- Expansões geográficas e descentralização dos dados: Quando a empresa está planejando expandir sua presença geográfica e precisa de uma solução de TI escalável e flexível.

6- Aplicações de containers escaláveis: Quando a empresa está planejando implementar aplicativos em containers e precisa de uma solução para gerenciar e escalar esses aplicativos.

Considerações finais

Apesar de todas as considerações favoráveis sobre a unificação dos recursos de tecnologia de um ambiente, vale lembrar que a implementação de um cluster requer um planejamento cuidadoso e uma boa compreensão das necessidades e objetivos da empresa.

Além de ser um processo demorado e complexo, qualquer passo na direção da clusterização de servidores e recursos exigirá altos investimentos na adequação de hardware, software e infraestrutura.

Além disso, para implementar o novo ambiente será necessário que a equipe de TI deve acompanhar o processo e ser qualificada para gerenciar e manter o novo ambiente.

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