Introdução ao SRE: guia definitivo para Engenharia de Confiabilidade de Sites

Reliability Engineering (SRE), ou Engenharia de Confiabilidade de Sites, é uma prática fundamental para o desenvolvimento e operação de sistemas de software modernos, especialmente em ambientes complexos e em larga escala.

Originado no Google, o SRE aplica princípios de engenharia de software à infraestrutura e operações de TI. Assim, seu grande objetivo é criar sistemas altamente escaláveis e confiáveis.

Nesta página, você encontrará tudo o que precisa saber sobre o tema, desde os conceitos básicos até as práticas avançadas. Continue a leitura!

1.    O que é SRE?

SRE é uma abordagem estratégica que integra desenvolvimento de software e operações de TI para alcançar um equilíbrio ideal entre a velocidade de entrega de novas funcionalidades e a manutenção da estabilidade do sistema.

Essa prática foca em automatizar tarefas operacionais repetitivas, reduzir o trabalho manual e melhorar continuamente a confiabilidade dos serviços.

Os princípios básicos do SRE

• Service Level Objectives (SLOs): metas específicas de nível de serviço que um sistema deve atingir. Eles são definidos com base nas expectativas do cliente e servem como um guia para a confiabilidade do serviço.
• Service Level Agreements (SLAs): acordos formais entre um provedor de serviço e seus clientes, detalhando as expectativas de serviço e as penalidades por falhas no cumprimento dessas expectativas.
• Service Level Indicators (SLIs): métricas usadas para medir a conformidade com SLOs. Exemplos comuns incluem latência, taxa de erro, tempo de resposta, entre outros.

Esses conceitos são fundamentais para a aplicação íntegra de estratégias de SRE. Isso porque, ajudam a definir e medir a confiabilidade do sistema e garantir o cumprimento dos objetivos de serviço.

2.    Qual a função de SRE?

Uma estratégia SRE é uma prática que envolve várias atividades e responsabilidades voltadas para a manutenção da confiabilidade do sistema e a eficiência operacional.

Gestão de incidentes

Os SREs são responsáveis pela gestão de incidentes, o que inclui a identificação, resposta e resolução de problemas.

Eles desenvolvem e utilizam processos para responder rapidamente a incidentes, minimizando o impacto nos usuários e garantindo a continuidade dos serviços.

Planejamento de capacidade (Capacity Planning)

The planejamento de capacidade é uma prática chave em SRE para prever e gerenciar o uso de recursos.

Isso envolve a análise de tendências de uso, a estimativa de necessidades futuras e a garantia de que a infraestrutura pode suportar cargas de trabalho crescentes sem degradação de desempenho.

O planejamento de capacidade é complementado pelo provisionamento dinâmico de infraestrutura. Assim, permite o ajuste dos recursos para garantir performance e escalabilidade.

Apesar de cada equipe de SRE atuar com ferramentas diferentes conforme suas necessidades, a Infraestrutura como Código (IaC), é um modelo indispensável para quem deseja gerenciar a confiabilidade em escala. 

Na prática, o IaC economiza tempo e esforço do time, pois automatiza a configuração da infraestrutura. Este é um diferencial valioso no processo de desenvolvimento e no contexto de SRE ainda conta com vantagens importantes, como:

• impulsiona a colaboração;
• automatiza o provisionamento de infraestrutura;
• garante visibilidade das alterações e versões.

Sistema de alertas e on-call

Os SREs gerenciam sistemas de alertas e on-call para garantir que qualquer problema seja detectado e resolvido rapidamente.

Ferramentas como Grafana são frequentemente usadas para monitoramento e alertas, assegurando que a equipe esteja sempre pronta para responder a incidentes.

3.    Os 7 pilares de SRE

The pilares de SRE são essenciais para garantir a operação eficiente, confiável e escalável de sistemas complexos. Afinal, com uma visão unificada e analítica, a equipe de infraestrutura consegue identificar problemas e entender como o sistema se comporta.

Conhecer esses pilares ajuda a entender como o SRE atua para antecipar e agir perante falhas nos sistemas. Ou seja, como proporciona mais agilidade e performance.

Aqui estão os pilares detalhados com maior profundidade:

1.     Embracing Risk (Abraçar o risco)

Abraçar o risco significa entender que, na maioria dos casos, os softwares não precisam ser perfeitos. Falhas acontecem, então o ideal é estabelecer um nível de risco para tolerar essas falhas.

2.     Eliminating toil (Eliminar trabalho repetitivo)

É preciso eliminar o trabalho repetitivo e desnecessário, ou seja, automatizar os serviços manuais desgastantes. Afinal, esse tipo de trabalho não agrega valor para o sistema e atrapalha a escalabilidade da empresa.

3.     Monitoramento

Acompanhar métricas é crucial, mas esse trabalho precisa ser feito de forma simples. A equipe deve atuar focada nas métricas, mas considerando apenas aquelas que realmente importam para a operação.

4.     Automatização

Mesmo que um processo feito de forma manual tenha baixo custo, faz sentido investir na automatização. Isso porque, ela traz vantagens importantes, como:

• descentralizar tarefas realizadas por apenas uma pessoa;
• obter total monitoramento do processo;
• reduzir erros e acelerar o desenvolvimento.

Existem ferramentas que simplificam e padronizam a configuração, desde o desenvolvimento até a produção, eliminando erros manuais e acelerando os ciclos de desenvolvimento.

5.     Release engineering

Com um time de release centrado em ferramentas e padrões, a equipe de desenvolvimento já sabe de onde partir. Dessa forma, se concentra em criar o código do software e nas alterações do sistema

6.     Simplicidade

Softwares são dinâmicos e sempre precisarão de ajustes. Portanto, é preciso aceitar que ajustes fazem parte do processo e entender que remover códigos desnecessários eleva a confiança, eficiência e escalabilidade do sistema.

7.     Observabilidade

The observabilidade das aplicações oferece vantagens para toda a equipe. Em geral, com o monitoramento em tempo real, é possível compreender como as aplicações e seus serviços interagem uns com os outros.

4.    Vantagens do SRE

Entregar softwares confiáveis e estáveis ao usuário final é uma meta comum a qualquer equipe de desenvolvimento. Porém, até mesmo as manutenções periódicas no software podem provocar erros no código.

Com o SRE, é possível evitar problemas assim e aproveitar grandes benefícios. Confira!

1. Melhoria da confiabilidade do sistema: com foco na automação e na engenharia, o SRE ajuda a construir sistemas mais resilientes que podem se recuperar rapidamente de falhas.
2. Automação de operações repetitivas: o SRE automatiza tarefas operacionais manuais, reduzindo o trabalho repetitivo e liberando tempo para os engenheiros se concentrarem em melhorias de sistema.
3. Redução de incidentes e tempos de inatividade: com práticas eficazes de gestão de incidentes e monitoramento, o SRE reduz a frequência e o impacto dos incidentes.
4. Aperfeiçoamento contínuo: com as práticas de SRE, os processos e sistemas são reavaliados com frequência. Assim, é possível garantir uma boa performance e confiabilidade.
5. Maior colaboração no desenvolvimento de software: o SRE mantém o time de desenvolvimento e operação trabalhando lado a lado, com foco na experiência do usuário. Os problemas são identificados e solucionados com mais agilidade.

5. DevOps x SRE

Embora muitas vezes sejam mencionados juntos, DevOps and SRE não são a mesma coisa.

Os dois visam melhorar a colaboração entre equipes de desenvolvimento e operações e de aumentar a velocidade e a qualidade da entrega de software. Porém, fazem isso de formas diferentes, com focos distintos:

DevOps	Enfatiza a cultura de colaboração entre desenvolvedores e operadores, visando a entrega contínua e a automação de pipelines de CI/CD.
SRE	Foca na aplicação de princípios de engenharia de software para operações, com uma ênfase particular na automação, confiabilidade e redução do trabalho manual repetitivo.

É interessante destacar que as duas estratégias podem coexistir em uma organização. Na verdade, essa combinação é essencial para operações de TI eficientes e serviços mais confiáveis.

6. Métricas de SRE

No mundo da Engenharia de Confiabilidade de Sites, entender o desempenho do seu sistema é fundamental. Para isso, utilizamos métricas específicas que ajudam a monitorar e melhorar a operação dos serviços.

Vamos explorar três das métricas mais importantes e ver como elas contribuem para uma infraestrutura mais robusta e eficiente.

1. Tempo Médio para Recuperação (MTTR)

O que é?

MTTR (Mean Time to Recovery) é o tempo médio que seu sistema leva para se recuperar de uma falha. Em outras palavras, é o tempo que você leva para “arrumar a casa” depois que algo deu errado.

Por que é importante?

• Minimiza o impacto no usuário: menos tempo fora do ar significa menos clientes insatisfeitos.
• Aumenta a eficiência da equipe: mostra o quão rápido sua equipe consegue resolver problemas, refletindo diretamente na eficiência operacional.

Como melhorar o MTTR?

• Automatize processos de recuperação usando ferramentas e scripts para corrigir falhas rapidamente.
• Tenha um sistema de monitoramento que detecte falhas antes que se tornem críticas. Contar com monitoramento proativo é essencial.
• Treine sua equipe: realize simulações regulares de falhas para que sua equipe esteja sempre preparada para agir rapidamente.

2. Tempo médio entre falhas (MTBF)

O que é?

MTBF (Mean Time Between Failures) mede o tempo médio que seu sistema opera sem falhas. É um indicador de quanto tempo seu serviço pode “voar sem turbulência” antes que algo dê errado.

Por que é importante?

• Garante maior confiabilidade: um MTBF alto significa que seu sistema é confiável e menos propenso a falhas frequentes.
• Planeja manutenção preventiva: ajuda a prever quando e onde a manutenção é necessária, evitando surpresas desagradáveis.

Como aumentar o MTBF?

• Realize manutenção preventiva: verifique regularmente os sistemas para evitar falhas.
• Implemente redundância: tenha backups e sistemas de failover prontos para entrar em ação quando necessário.
• Melhore continuamente o design do sistema: use dados de falhas passadas para ajustar e aprimorar a infraestrutura.

3. Taxa de erro

O que é?

A taxa de erro é a porcentagem de solicitações que resultam em erros, em comparação com o número total de solicitações ao sistema. É como um “termômetro“, que mostra a frequência com que as coisas dão errado.

Por que é importante?

• Mantém a qualidade do serviço: uma baixa taxa de erro indica que o sistema está funcionando bem e proporcionando uma boa experiência ao usuário.
• Identifica problemas críticos rapidamente. Uma alta taxa de erro alerta para problemas que precisam ser resolvidos antes que se tornem grandes dores de cabeça.

Como reduzir a taxa de erro?

• Automatize testes para identificar e corrigir bugs antes de ir para produção;
• Use ferramentas de monitoramento para capturar e responder rapidamente a erros;
• Use feedback constante para corrigir erros e prevenir novos;

Essas métricas não funcionam isoladamente. Elas se complementam e oferecem uma visão 360 graus da saúde do seu sistema:

• MTTR baixo + MTBF alto = sistema resiliente e confiável.
• MTTR baixo + taxa de erro alta = boa resposta a incidentes, mas qualidade do software pode precisar de atenção.
• MTBF alto + taxa de erro baixa = serviço estável e de alta qualidade.

7. SRE e Observabilidade

Você já enfrentou problemas em seus sistemas que pareciam surgir do nada?

A falta de visibilidade sobre o que realmente está acontecendo com seus serviços pode resultar em tempos de inatividade prolongados, perda de receita e insatisfação do cliente.

The observabilidade é a chave para evitar esses problemas e é um componente necessário para o sucesso de qualquer estratégia SRE.

Diferente do monitoramento tradicional, que apenas avisa quando algo dá errado, a observabilidade vai além, ajudando sua equipe a entender por que os problemas ocorrem.

Isso proporciona insights profundos sobre o comportamento do sistema. Na prática, permite uma resposta proativa e direcionada, antes que pequenos incidentes se transformem em grandes dores de cabeça.

Os 3 Pilares da Observabilidade

The três pilares da observabilidade — logs, métricas e traces — são fundamentais para garantir a visibilidade e a compreensão de sistemas complexos de TI.

Eles atuam de forma complementar para fornecer uma visão completa do comportamento e da saúde de aplicações e infraestruturas. A seguir, um resumo abrangente de cada pilar:

1.      Logs

Logs são registros detalhados de eventos que ocorrem dentro de um sistema. Eles documentam informações granulares, como erros, exceções, transações e outras atividades do sistema.

Os logs são essenciais para investigar problemas, pois oferecem um histórico detalhado de eventos que podem ser consultados para entender o que aconteceu antes, durante e após um incidente.

Eles ajudam na análise retroativa e são cruciais para o diagnóstico de falhas e para entender o comportamento inesperado das aplicações.

2.      Métricas

Métricas são medidas numéricas que refletem o estado e o desempenho de um sistema ao longo do tempo. Alguns exemplos de métricas incluem uso de CPU, memória, taxa de erro, latência de resposta e throughput (taxa de transferência).

As métricas são geralmente agregadas e visualizadas em dashboards para facilitar o monitoramento contínuo.

Elas são necessárias para detectar rapidamente anomalias, tendências de desempenho e para alertar equipes sobre problemas potenciais antes que estes impactem os usuários.

Métricas ajudam a entender o comportamento do sistema em um nível macro e a identificar padrões que possam indicar futuros problemas.

3.      Traces

Traces capturam o percurso completo de uma solicitação através de um sistema distribuído, mostrando a interação entre diferentes serviços e componentes.

Eles fornecem uma visão detalhada do fluxo de chamadas e transações, incluindo os tempos de execução em cada estágio.

Isso é fundamental para identificar gargalos, latências e pontos de falha em sistemas complexos, especialmente em arquiteturas baseadas em microsserviços.

Traces ajudam a entender como diferentes partes do sistema se conectam e interagem, facilitando a otimização do desempenho e a detecção de problemas em tempo real.

8. SRE e Cloud Computing

A Cloud Computing tem grandes vantagens, como escalabilidade e apoio à colaboração de equipes. E é claro que isso faz muita diferença no contexto da Engenharia de Confiabilidade de Sites.

Como sabemos, o SRE é uma metodologia que reúne diversas práticas de engenharia para garantir a execução de softwares confiáveis. A nuvem entra em cena para ajudar a implementar seus princípios e garantir agilidade e segurança aos processos.

Em geral, a adoção de soluções em cloud computing, como o Grafana Cloud, traz escalabilidade e ainda garante que os sistemas suportem picos de demanda sem comprometer sua confiabilidade.

9. Monitoramento e estratégia SRE

Em uma estratégia de SRE, o monitoramento garante o funcionamento dos sistemas sem interrupções. Isso porque, ajuda a manter a estabilidade e a confiabilidade dos serviços.

Monitorar envolve observar o comportamento do sistema em tempo real para identificar rapidamente qualquer problema. Com isso, é possível agir antes que as falhas afetem os usuários finais.

Vale destacar que ferramentas, como a Grafana, são amplamente utilizadas por sua capacidade de criar dashboards intuitivos e alertas personalizados. Assim, oferecem uma visão clara e imediata da saúde do sistema.

10. Engenharia do caos (Chaos Engineering)

The Engenharia do Caos é a prática de introduzir falhas de maneira controlada em um sistema de produção para avaliar sua resiliência e capacidade de recuperação.

Sabemos que os clientes e usuários internos dependem do sistema operando em sua melhor performance. Em um cenário ideal, falhas e interrupções não deveriam acontecer, porém a realidade pode ser um pouco diferente.

A Engenharia do Caos parte do pressuposto que a melhor estratégia é ter um plano para situações inesperadas. Assim, trabalha para construir aplicações capazes de lidar com falhas e incidentes.

Simulando condições adversas, a Engenharia do Caos permite que as equipes de TI identifiquem e corrijam vulnerabilidades antes que causem interrupções reais. Dessa forma, garante que o sistema resista a falhas inesperadas e continue operando de forma eficaz.

Dessa forma, esses testes fazem parte de uma estratégia de SRE. Equipes qualificadas cuidam de todos os processos, focadas em encontrar fraquezas no sistema e prepará-lo para continuar eficiente até mesmo em situações caóticas.

11. SRE e experiência do usuário

Práticas de SRE garantem que os sistemas sejam estáveis e funcionem corretamente, reduzindo o tempo de inatividade e proporcionando uma experiência contínua aos usuários.

Ao otimizar a performance dos sistemas, o SRE assegura que as aplicações respondam rapidamente, melhorando a satisfação do usuário.

O foco do SRE em alta disponibilidade significa que os usuários têm acesso constante aos serviços, sem interrupções inesperadas.

Sistemas confiáveis e rápidos resultam em uma experiência de usuário superior, aumentando a satisfação e a lealdade dos clientes.

12. Ferramentas de SRE

As equipes de SRE podem aproveitar diferentes recursos em sua rotina. Em resumo, existem ferramentas específicas para otimizar o monitoramento, a observação e a resposta a incidentes.  

A seguir, listamos as principais. Confira!

Ferramentas de observabilidade e monitoramento

The Grafana é uma ferramenta interessante para a observabilidade e monitoramento. Isso porque, facilita a visualização e análise de métricas, logs e outros dados de desempenho de sistemas.

Equipes que contam com essa solução são mais eficientes e conseguem entregar sistemas mais confiáveis, com alto nível de confiabilidade e disponibilidade.

A observabilidade não se limita às métricas de software, mas também inclui o monitoramento de servidores e ambientes em cloud.

A capacidade de observar e ajustar recursos em tempo real, seja em servidores físicos ou em nuvem, é indispensável para garantir que os sistemas operem com alta disponibilidade e performance.

• Grafana: Interface de visualização de dados que se integra com diversas fontes, como Prometheus,
  para criar dashboards detalhados e alertas visuais.

• Prometheus: Ferramenta de monitoramento open-source que coleta e armazena métricas, amplamente utilizada para análise de métricas em tempo real e alertas.

• DataDog: Plataforma de monitoramento e análise que integra logs, métricas e rastreamento distribuído em uma interface única, facilitando a análise de desempenho.

• New Relic: Ferramenta de monitoramento de aplicações (APM) que oferece monitoramento em tempo real, análise de logs e alertas configuráveis.

• Elastic Stack (ELK): Conjunto de ferramentas para análise de logs e métricas, incluindo Elasticsearch, Logstash e Kibana, com ampla aplicabilidade em ambientes distribuídos.

Ferramentas de respostas a incidentes

As ferramentas de resposta a incidentes são as responsáveis por permitir a classificação e resolução estratégica dos erros identificados. Desse modo, ajudam a categorizá-los e acelerar a resolução dos desafios.

Além disso, as melhores soluções entregam relatórios e análises que são fundamentais para a prevenção de novos problemas. Afinal, é importante aprender com os erros.

• PagerDuty: Sistema de gerenciamento de incidentes que facilita a notificação de eventos críticos, permitindo rotação de equipes e escalonamento de alertas.

• Opsgenie: Ferramenta de alertas e incidentes que se integra com diversas plataformas de monitoramento, ajudando na gestão de resposta a incidentes.

• VictorOps: Solução que facilita a resposta a incidentes com notificações, escalonamento e colaboração em tempo real para equipes SRE.

Ferramentas de CI/CD

Quando falamos em ferramentas de SRE, é importante listar softwares de CI/CD. Atualmente, existem diversas opções no mercado capazes de automatizar os pipelines de entrega e promover uma integração contínua. Nós destacamos as seguintes:

• Terraform: Ferramenta de IaC (Infrastructure as Code) que permite definir e provisionar infraestrutura de maneira automatizada, garantindo consistência e reprodutibilidade.

• Ansible: Ferramenta de automação para configuração e gerenciamento de servidores, muito utilizada para orquestração de infraestrutura em escala.

• Kubernetes: Plataforma de orquestração de containers que facilita o gerenciamento, escalonamento e recuperação automática de aplicativos distribuídos.

Fortaleça sua resiliência e confiabilidade com SRE!

A implementação de práticas de SRE pode transformar a maneira como sua organização opera, proporcionando sistemas mais confiáveis, escaláveis e eficientes.

Ao adotar uma abordagem proativa e centrada na engenharia, o SRE permite que as empresas reduzam os tempos de inatividade, melhorem a experiência do usuário e maximizem a eficiência operacional.

Se você está interessado em aprender mais sobre como SRE pode beneficiar sua organização, entre em contato com nossa equipe para mais informações!