Cloud Computing IaaS, funzionamento ed esempi

Quarta puntata della guida al cloud computing di HostingTalk.it, dopo aver analizzato i principi base del cloud computing, la storia di questa tecnologia e le tipologie (privato, pubblico e ibrido), iniziamo a scendere nei dettagli, andando a capire come funziona il cloud computing IaaS, Infrastructure as a Service. Vediamo dapprima di capire dove si colloca questa tipologia nelle tre definizioni classiche: IaaS (Infrastructure as a Service) , PaaS (Platform as a Service) e SaaS (Software as a Service).

Quarta puntata della guida al cloud computing di HostingTalk.it, dopo aver analizzato i principi base del cloud computing, la storia di questa tecnologia e le tipologie (privato, pubblico e ibrido), iniziamo a scendere nei dettagli, andando a capire come funziona il cloud computing IaaS, Infrastructure as a Service. Vediamo dapprima di capire dove si colloca questa tipologia nelle tre definizioni classiche: IaaS (Infrastructure as a Service) , PaaS  (Platform as a Service) e SaaS (Software as a Service).

 

Oggi del cloud parlano in molti, ma pochi effettivamente sanno di cosa parlano e di come funziona il sistema. Questo è dovuto alla disinformazione, e poche informazioni che spesso si ritiene siano sufficienti per poter parlare di una tecnologia. Il cloud sta diventando per alcuni come i commenti sul calcio il lunedì mattina, se ne fa un gran parlare ma spesso in maniera confusa e inadeguata. Sono in pochi quelli che  hanno le idee chiare sul cloud.

 

Un cloud è formato da tre componenti: lo storage, i nodi di ed un controller. Oltre questi è possibile individuare nella definizione di un modello generale tre attori principali:

 

    • Fornitore di servizi o cloud provider che mette a disposizione i servizi intesi come server virtuali, storage, applicazioni complete, secondo un modello già discusso di pay-per-use;

 

    • L’ amministratore, che  si occupa di scegliere e configurare i servizi offerti;

 

    • Il cliente finale che utilizza i servizi acquistati e configurati dall’amministratore.

 

Nel precedente articolo abbiamo visto come siano attualmente definite tre tipologie di organizzazione del servizio: cloud pubblico, privato, ed ibrido. Un’ulteriore differenziazione avviene sui servizi. I servizi che possono essere offerti da una struttura cloud sono di base tre, a cui se ne aggiungono altri due, e sono classificati come:

 

    • SaaS (Software as a Service) : Consiste nell’utilizzo di programmi in remoto, ad esempio tramite un web server. Un esempio di Software as a Service è per esempio Salesforce. Solitamente all’utente viene richiesto un accesso base, tramite browser, senza alcuna applicazione da dover installare.

 

    • DaaS (Database as a Service) : Con questo servizio sono messi a disposizione via web solamente i dati ai quali gli utenti possono accedere tramite qualsiasi applicazione come se fossero residenti su un disco locale.

 

    • HaaS (Hardware as a Service) : L’utente di questo servizio invia i propri dati ad un server,  che provvederà ad elaborarli e successivamente li renderà disponibili all’utente iniziale.

 

    • PaaS (Platform as a Service) : Si tratta essenzialmente di una piattaforma software remota che può essere costituita da diversi servizi, programmi, librerie; un esempio tipico può essere  Google App Engine. Microsoft Azure è una alternativa che consente di poter inviare nella cloud solamente il codice delle proprie applicazioni senza dover gestire l’infrastruttura server.

 

    • IaaS (Infrastructure as a Service) : In questo caso, avviene l’utilizzo di risorse hardware in remoto. In questo tipo di cloud le risorse vengono utilizzate su richiesta al momento in cui una piattaforma ne ha bisogno, e non vengono assegnate a prescindere dal loro utilizzo effettivo.

 

Le tipologie Saas, Paas ed Iaas, si differenziano per il livello di controllo che viene concesso all’utente sull’infrastruttura del provider.

 

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Infrastructure as a Service, come funziona

IaaS rappresenta il livello di astrazione più basso e corrisponde all’utilizzo di una macchina virtuale che l’utente può configurare con un livello di granularità molto fine adattandola alle proprie esigenze nel modo più opportuno. Il NIST, ovvero il National Institute of Standards and Technology, l’agenzia del governo degli Stati Uniti d’America che si occupa della gestione delle tecnologie, definisce il cloud Iaas come quel servizio che fornisce all’utente la capacità di elaborazione, storage, le reti ed altre risorse di calcolo fondamentali;  l’utente è in grado di distribuire ed eseguire software arbitrario, che può includere sistemi operativi e applicazioni. L’utente non gestisce, ne controlla l’infrastruttura cloud sottostante nuvola ma controlla tutto il resto.

 

Cosa significa tutto questo? In una sola parola viene spiegato con il termine di virtualizzazione. IaaS è il servizio più vicino a ciò che forma il cloud, perché acquistando questo servizio abbiamo a disposizione una completa virtualizzazione dell’hardware di un server tradizionale (CPU, RAM, Storage e schede di rete con connettività).

 

Le infrastrutture di tipo IaaS sono gestite tramite un sistema di virtualizzazione, basato sui principali hypervisor, che consentono la creazione di istanze virtuali ai clienti: non viene fornito alcun supporto managed, pertanto il cliente è libero di creare una propria infrastruttura virtuale all’interno della cloud, facendo uso di componenti del networking, come switch e load balancer virtuali, o ancora componenti di storage.

I vantaggi del cloud computing IaaS

Il vantaggio di questa soluzione è appunto la capacità di controllo consentita all’utente. Scelto l’hardware più opportuno con il contratto di fornitura del servizio è poi possibile sfruttare da remoto e da computer poco potenti o da cellulari, la potenza presente su altri computer, ed eseguire elaborazioni complesse e che possono chiedere molto tempo è un vantaggio di questa virtualizzazione.

 

L’utente del servizio potendo infatti scegliere il sistema operativo che preferisce, ha un grado di libertà totale e può personalizzare la configurazione del sistema senza limiti. Certo bisogna occuparsi degli aspetti legati a carico della CPU, numero di applicazioni in esecuzione, occupazione su disco, insomma gli stessi che si dovrebbero gestire su un pc reale, però così facendo l’utente non è vincolato poi nella scelta delle applicazioni da installare, per esempio può scegliere il web server con cui ha più confidenza o installare il data base più adatto alle proprie esigenze.

 

 

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Per quanto riguarda i costi, si paga l’infrastruttura. Una istanza IaaS è un costo per il fornitore solo quando lavora e non quando è ferma, ciò vuol dire che per l’utente è conveniente una fatturazione a consumo; solitamente in Italia, si tende a fornire un servizio con fatturazione flat, perché l’utente non arriva mai a far lavorare l’infrastruttura a pieno regime, e quindi contando sui tempi morti il costo di fornitura è più basso, mentre il guadagno del provider aumenta.

 

Per un approfondimento sulle strategie dei big del mercato nel campo dell’Iaas è possibile consultare l’articolo sulle prossime mosse di Google e Microsoft.

 

Vediamo ora per punti i singoli vantaggi delle infrastrutture IaaS:

 

    • Scalabilità: le infrastrutture IaaS consentono di aumentare e diminuire le risorse dei singoli cloud server, in tempo reale.

 

    • Pagamento pay per use: uno dei vantaggi del modello cloud, le istanze virtuali sono tariffate per singola ora, o per singolo GB nel caso di servizi di storage.

 

    • Ridondanza geografica: le infrastrutture di cloud computing di tipo IaaS sono solitamente distribuite su più data center.

 

    • Accesso ad infrastruttura di computing, storage e networking: i provider di servizi infrastructure as a service forniscono una piattaforma di cloud computing completa all’interno della quale il cliente può gestire anche servizi di networking, come switch e router virtuali, o servizi di storage virtualizzati.

 

Un generico esempio di cloud computing IaaS

Un modello IaaS dovrebbe  fornire caratteristiche di self-provisioning con attivazione e gestione on line, in totale autonomia e supporto ed assistenza on demand; scalabilità, di modo che le risorse siano flessibili ed in grado di adattarsi ai volumi di calcolo con tempi di creazione e rimozione delle risorse ridotti. La formula di pagamento a consumo può garantire ulteriore flessibilità e convenienza per l’utente finale.

 

L’IaaS di riferimento deve essere in grado di poter gestire più istanze di macchine virtuali garantendo che gli utenti non possano creare interruzioni di servizio agli altri o possano interferire reciprocamente.

 

Uno dei migliori esempi di cloud computing IaaS è la piattaforma di Amazon EC2; Amazon ha creato per primo nel 2006 un modello di cloud aderente ai vantaggi appena citati nella pagina precedente. La cloud di Amazon consente di creare cloud server scalabili, con valori differenti di CPU e RAM e pagare esclusivamente le singole ore di computazione. Non solo, a completare il servizio vi sono anche servizi di storage e di networking che consentono ai clienti di creare all’interno di EC2 una vera e propria infrastruttura di data center virtuale.

 

Amazon consente di operare facilmente con una infrastruttura virtuale scalabile sia a piccole startup e privati sia a grandi multinazionali: il numero di istanze richieste nella cloud non rappresenta mai un problema, Amazon è infatti in grado di aggiungere rapidamente hardware nei propri data center. Questo ci porta ad un altro aspetto fondamenale: Amazon gestisce diversi data center per la propria cloud, il che assicura al cliente anche una ridondanza di tipo geografico per il servizio.

 

Di seguito un esempio di come può essere organizzato una infrastruttura cloud all’interno di Amazon EC2: come è possibile vedere viene utilizzato sia il servizio di computing, sia il servizio di storage (Amazon S3).

 

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Come la maggior parte delle infrastrutture Infrastructure as a Service, anche la cloud di Amazon è completamente unmanaged, ed è quindi lasciato al cliente la gestione in totale dei server cloud.

IaaS nel mercato italiano

Esistono soluzioni di cloud computing infrastructure as a service anche nel mercato italiano. La maggior parte di queste aziende fornisce una infrastruttura localizzata nel nostro paese; esempi di fornitori di soluzioni di cloud computing sono Aruba.it, Seeweb.it, HostingSolutions.it, Enter.it, DnsHosting.it, Seflow.it, TelecomItalia.it e ServerPlan.it. Il numero di aziende che forniscono un servizio di tipo IaaS è in continua crescita nel mercato italiano, il che rende questo settore particolarmente competitivo e interessante per i clienti finali, che sono avvantaggiati da una concorrenza sempre più ostinata.

 

La maggior parte delle infrastrutture di cloud computing IaaS utilizzano i più comuni hypervisor: VMware, Hyper-V, XEN e KVM. Le singole aziende decidono se tariffare il cliente con un pagamento mensile o orario, ma in tutti casi viene fornita la possibilità di aumentare o diminuire le risorse acquistate; non tutti gli attuali fornitori presenti nel nostro paese forniscono un set di API per interagire con la cloud, il che rende questi sistemi ancora del tutto paragonabili al modello di Amazon EC2, ma sicuramente utilizzabili per startup, PMI e grandi aziende.

 

IaaS è attualmente il paradigma preferito dalle aziende del mercato italiano, anche per via del fatto che molti di questi provider avessero già un proprio data center virtualizzato, facilmente convertibile in una infrastruttura cloud. Il modello IaaS consente di sostituire spesso intere infrastrutture fisiche all’interno del data center: i clienti che hanno server in colocation sonos sempre più indirizzati verso un modello cloud che toglie loro costi di gestione e fornisce lo stesso livello di performance.

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