Cloud computing e sistema operativo linux
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Cloud computing e sistema operativo linux Cloud computing e sistema operativo linux Presentation Transcript

  • Per poter parlare di sistemi operativi cloud occorre innanzituttointrodurre il concetto di cloud computing.In informatica con il termineinglese cloud computing (in italiano nuvola informatica)si indica un insieme di tecnologieche permettono, tipicamentesotto forma di un servizio offertoda un provider al cliente, dimemorizzare/archiviare e/oelaborare dati (tramite CPU osoftware) grazie allutilizzo dirisorse hardware/softwaredistribuite e virtualizzate in Rete.
  • Il Cloud Computing è un paradigma di uso delle risorsecomputazionali attraverso Internet, cioè attraverso la “ Nuvola ”( “ Cloud ” ) che è una metafora storica di Internet. Si tratta di unparadigma ancora in evoluzione. Una definizione di casi d ’uso,tecnologie sottostanti, problemi, rischi, benefici, sarà ridefinita daisettori pubblici e privati.
  • È noto come, utilizzando varie tipologie di unità di elaborazione(CPU), memorie di massa fisse o mobili come ram, dischi rigidiinterni o esterni, Cd/DVD, chiavi USB, eccetera, un computer siain grado di elaborare, archiviare, recuperare programmi e dati.Nel caso di computer collegati in rete locale (LAN) o geografica(WAN) la possibilità di elaborazione/archiviazione/recupero puòessere estesa ad altri computer e dispositivi remoti dislocati sullarete stessa.Sfruttando la tecnologia del cloud computing gli utenti collegatiad un cloud provider possono svolgere tutte queste mansioni,anche tramite un semplice internet browser. Possono, ad esempio,utilizzare software remoti non direttamente installati sul propriocomputer e salvare dati su memorie di massa on-line predispostedal provider stesso (sfruttando sia reti via cavo che senza fili).
  • Caratteristiche On-demand self-service: un consumer può stimare le risorseinfrastrutturali delle quali necessita per supportare il propriobusiness ed ottenerle in tempi brevi ed a costi contenuti “in-the-cloud”. Broad network access: tutte le risorse cloud sono accessibili amezzo della rete e di tutti gli standard che su essa si basano,agevolando l’integrazione di sistemi e client eterogenei. La retequindi rappresenta il canale fondamentale a supporto delparadigma cloud. Senza connettività in rete non è possibile parlaredi Cloud Computing…
  • … Shared Resource pooling: le risorse cloud sono organizzatecome pool configurabili ed utilizzabili, in modalità condivisa, dadiversi consumers a mezzo di un modello multi-tenant. A mezzodel meccanismo della virtualizzazione le risorse fisiche sonoassegnate e sfruttate dai diversi tenants contemporaneamente inbase alle loro effettive necessità di utilizzo, nonostante lacondivisione i contesti di esecuzione legati a tenants diversirestano isolati. Il modello multi-tenant è assolutamentetrasparente ai consumers che hanno la percezione di avere adisposizione in ogni momento tutto ciò di cui hanno bisogno.Tale caratteristica rappresenta uno dei più grandi punti di forzadel paradigma cloud poiché consente ai providers cloud diabbattere enormemente i prezzi delle loro offerte…
  • … Rapid elasticity: le risorse richieste dai clienti possono essereelasticamente fornite e rilasciate, mediante semplici procedure on-the-click o, in alcuni casi, automaticamente. Ciò permette direndere l’infrastruttura cloud estremamente flessibile e scalabile.Lato consumer le potenzialità dell’infrastruttura sono virtualmenteinfinite e possono essere rapidamente e facilmente adattate alleeffettive esigenze del business “on-demand”. Measured service: i sistemi cloud automaticamente controllanoed ottimizzano l’uso delle risorse in base alle effettive necessità. Inquesto modo è possibile impiegare meccanismi di pagamento inriferimento alle specifiche esigenze computazionali, di storage etc.L’utilizzo delle risorse può inoltre essere monitorato in real-timein modo trasparente sia dal provider che dal consumer dei servizicloud
  • La virtualizzazioneUn elemento abilitante per il Cloud è la virtualizzazione chepermette di “dematerializare” una risorsa fisica, un server, in unarisorsa astratta equivalente realizzata tramite software. I servervirtuali risultano meno potenti, ma tutti logicamente autonomi eseparati dal punto di vista della sicurezza. Col termine “virtualizzazione” si indica anche la possibilità dipotere astrarre alcuni servizi IT dalle rispettive dipendenze (reti,sistemi di storage e hardware), abilitando l’esecuzione di piùsistemi operativi virtuali su una singola macchina fisica.
  • Modelli di servizio
  •  SaaS (Software as a Service) - Consiste nellutilizzo diprogrammi in remoto, spesso attraverso un server web. Consenteall’utente finale di accedere ad applicazioni e software “installati”su Cloud. Questo acronimo condivide in parte la filosofia di untermine oggi in disuso, ASP (Application service provider). Ilservizio Saas si divide in due categorie: Linea di Servizi alle Imprese: si riferiscono a soluzioni di businessofferte alle imprese, e venduti o messi a disposizione di questesulla base di un abbonamento. Orientato al Cliente: sono servizi che vengono offerti al pubblicoin generale né su una base di sottoscrizione o (più spesso) offertigratuitamente, ma sono supportati dalla pubblicità.
  •  PaaS (Platform as a Service) - Invece che uno o più programmisingoli, viene eseguita in remoto una piattaforma software che puòessere costituita da diversi servizi, programmi, librerie, etc. (adesempio Googles App Engine). Permette agli utenti finali dicreare applicazioni a partire da piattaforme pre-esistenti. Permettedi sviluppare e distribuire applicazioni create utilizzando linguaggidi programmazione supportati dal fornitore (ad esempio Java,Python, Net). Il cliente non ha il controllo dell’infrastruttura (rete, server,sistemi operativi, storage), ma ha il controllo sulle applicazionisviluppate e distribuite ed eventualmente sulle configurazioni.
  •  IaaS (Infrastructure as a Service) - Utilizzo di risorse hardwarein remoto. Questo tipo di cloud è quasi un sinonimo di GridComputing, ma con una caratteristica imprescindibile: le risorsevengono utilizzate su richiesta o domanda al momento in cui unapiattaforma ne ha bisogno, non vengono assegnate a prescinderedal loro utilizzo effettivo.Permette di noleggiare capacità di CPU, storage, network e altrerisorse come i sistemi operativi e le applicazioni. Il cliente ha ilcontrollo su: sistemi operativi, storage, distribuzione delleapplicazioni e può selezionare componenti di rete (ad esempio,firewall,load balancer) .
  • Modelli di Distribuzione o LL’infrastruttura è condivisa fra organizzazioni multiple di una specifica community. Spesso pone questioni tecniche relative a complianceCommunity o sicurezza. Può essere gestita su server proprietari o di terze parti. Esempi: Google" Gov Cloud&quot o IL’infrastruttura messa a disposizione da un provider cloud per uso condiviso da parte di un Pubblico pubblico generico. Può essere gestita, controllata o supportata da un istituto educativo, governativo, aziendale o misto
  • o IL’infrastruttura pensata per l’utilizzo da parte di una singola organizzazione. Può esserePrivato gestita internamente o da terze parti, con hosting in-house o esterno o LL’infrastruttura è una combinazione di due o più tipologie di cloud. Si tratta spesso diIbrido molteplici entità riunite fra loro o VVersatile, in quanto consente molteplici modelli di distribuzione cloud
  • Casi dusoIl sistema del cloud computing prevede tre fattori distinti: Fornitore di servizi (cloud provider) – offre servizi (servervirtuali, storage, applicazioni complete) generalmente secondo unmodello "pay-per-use“ che impone la predisposizione di sistemi dimisurazione in tempo reale del consumo delle risorse e un sistemadi fatturazione mirato all’effettivo uso delle risorse per undeterminato periodo;
  •  Cliente amministratore – sceglie e configura i servizi offerti dalfornitore, generalmente offrendo un valore aggiunto come adesempio applicazioni software; Cliente finale – utilizza i servizi opportunamente configurati dalcliente amministratore.In determinati casi duso il cliente amministratore e il clientefinale possono coincidere. Ad esempio un cliente può utilizzare unservizio di storage per effettuare il backup dei propri dati, inquesto caso il cliente finale provvede a configurare e utilizzare ilservizio.I principali processi su cui i diversi fornitori cominciano a proporresoluzioni in modalità cloud sono Customer relationshipmanagement (CRM), Human Capital Management (HCM),Enterprise resource planning (ERP).
  • ArchitetturaLarchitettura del cloud computing prevede uno o più server reali,generalmente in architettura ad alta affidabilità e fisicamentecollocati presso il data center del fornitore del servizio.Il fornitore di servizi espone delle interfacce per elencare e gestirei propri servizi. Il cliente amministratore utilizza tali interfacce perselezionare il servizio richiesto (ad esempio un server virtualecompleto oppure solo storage) e per amministrarlo(configurazione, attivazione, disattivazione). Il cliente finaleutilizza il servizio configurato dal cliente amministratore.Le caratteristiche fisiche dellimplementazione (server reale,localizzazione del data center) sono irrilevanti.
  • I pro …o Flessibilità: dal momento che i dati non sono salvati sul pc, main Internet, l’utente può richiamarli da qualsiasi computer, oanche da uno smartphone, collegato al Web;o Risparmio di spazio di memoria;o Velocità: per usare un programma non occorre installare nulla,con il Cloud computing i programmi sono pronti all’uso con pochiclic;o Manutenzione: il cliente non si deve preoccupare degliaggiornamenti e delle falle di sicurezza;o Costi: si paga solo per la durata dell’utilizzo;o Risparmio sull’hardware: la potenza del pc diventa un fattore dipoca importanza per il Cloud computing, il computer serve soloper l’invio di informazioni, l’elaborazione dei dati viene effettuatadalla Cloud;o Scalabilità;
  • … e i controI sistemi di cloud computing vengono criticati principalmente perl’esposizione degli utenti a rischi legati a:1)Sicurezza informatica e privacy degli utenti:o Utilizzare un servizio di cloud computing per memorizzare datipersonali o sensibili, espone lutente a potenziali problemi diviolazione della privacy. I dati personali vengono memorizzatinelle Server Farms di aziende che spesso risiedono in uno statodiverso da quello dellutente. Il cloud provider, in caso dicomportamento scorretto o malevolo, potrebbe accedere ai datipersonali per eseguire ricerche di mercato e profilazione degliutenti.
  • o Con i collegamenti wireless, il rischio sicurezza aumenta e si èmaggiormente esposti ai casi di pirateria informatica a causa dellaminore sicurezza offerta dalle reti senza fili. In presenza di attiillegali, come appropriazione indebita o illegale di dati personali, ildanno potrebbe essere molto grave per lutente, con difficoltà diraggiungere soluzioni giuridiche e/o rimborsi se il fornitorerisiede in uno stato diverso da paese dellutente.o Nel caso di industrie o aziende, tutti i dati memorizzati nellememorie esterne sono seriamente esposti a eventuali casi dispionaggio industriale.
  • 2) Problemi internazionali di tipo economico e politicoo Tali problemi possono verificarsi quando dati pubblici sonoraccolti e conservati in archivi privati, situati in un paese diversoda quelli degli utenti della "nuvola".Produzioni cruciali e di carattere intellettuale insieme a unagrande quantità di informazioni personali sono memorizzate inmodo crescente in forma di dati digitali in archivi privaticentralizzati e parzialmente accessibili. Nessuna garanzia vienedata agli utenti per un libero accesso futuro.
  • o Altre problematiche sono legate alla localizzazione degli archividella "nuvola" in alcuni paesi ricchi. Se non regolato da specifichenorme internazionali ciò potrebbe: - aumentare il "digital divide" tra paesi ricchi e poveri (selaccesso alle conoscenze memorizzate non sarà liberamentegarantita a tutti). - favorire principalmente grandi corporation con «organismipolicentrici" e "menti monocentriche" dislocate principalmentenei Paesi della "nuvola", essendo la proprietà immaterialeconsiderata come un fattore strategico per le moderne economie"knowledge-based".
  • 3) Continuità del servizio offerto:o Delegando a un servizio esterno la gestione dei dati e la loroelaborazione lutente si trova fortemente limitato nel caso in cui isuddetti servizi non siano operativi (out of service). Un eventualemalfunzionamento inoltre colpirebbe un numero molto elevato dipersone contemporaneamente dato che questi sono servizicondivisi. Anche se i migliori servizi di cloud computing utilizzanoarchitetture ridondate e personale qualificato al fine di evitaremalfunzionamenti dei sistema e ridurre la probabilità di guastivisibili dallutente finale, non eliminano del tutto il problema.Bisogna anche considerare che tutto si basa sulla possibilità diavere una connessione Internet ad alta velocità sia in download chein upload e che anche nel caso di una interruzione dellaconnessione dovuta al proprio Internet Service Provider/ISP si hala completa paralisi delle attività.
  • 4) Difficoltà di migrazione dei dati nel caso di un eventuale cambiodel gestore dei servizi cloud:o Non esistendo uno standard definito tra i gestori dei servizi uneventuale cambio di operatore risulta estremamente complesso.Tutto ciò risulterebbe estremamente dannoso in caso di fallimentodel gestore dei servizi cui ci si è affidati.
  • Un sistema operativo cloud è installato su spazio disco virtualeremoto, messo a disposizone del client da chi offre e gestisce ilservizio. Il sistema operativo cloud è responsabile della sicura,efficiente e scalabile gestione delle risorse cloud, permette diinstallare direttamente sul server virtuale remoto tutte leapplicazioni del cliente ed usarle come se fossero presenti nel suocomputer, quindi senza bisogno di installarle sul proprio pc.Questo sistema operativo viene eseguito solo da un browser webche fornisce laccesso a una varietà di applicazioni web-based, lacombinazione di un browser con un sistema operativo di baseconsente quindi lutilizzo del cloud computing.Il SO cloud gestisce il numero dei server e dispositivi hardware edei relativi servizi infrastrutturali che compongono il sistemacloud, dando così all’utente l’impressione che questi interagisconoattraverso una singola capacità infinita e cloud elastica.
  • Così come il sistema operativo multi-thread definisce il threadcome unità di esecuzione e l’applicazione multi-thread come entitàdi gestione che supporta gli strumenti di comunicazione e disincronizzazione, anche il sistema operativo cloud multilivellodefinisce la VM come unità base di esecuzione e il serviziovirtualizzato multilivello (gruppo di macchine virtuali cheeseguono un servizio a più livelli) come ente di gestione di base asostegno dei diversi strumenti di comunicazione e la loro auto-configurazione al momento dellavvio. Questo concetto consente dicreare applicazioni scalabili, perché è possibile aggiungeremacchine virtuali quando è necessario. Singole applicazioni a più livelli sono tutte isolate le une dallealtre, ma VM individuali nelle stesse applicazioni non possonocondividere una rete di comunicazione e i servizi come e quandonecessario
  • Funzioni Gestione delle reti e della capacità di memorizzazione:orchestrazione di tecnologie di storage, di rete e virtualizzazioneper consentire il posizionamento dinamico dei multi-servizi dilivello sulle infrastrutture distribuite; Gestione del ciclo di vita delle VM : corretto svolgimento dellemacchine virtuali assegnando le risorse necessarie al lorofunzionamento e offrendo le funzionalità necessarie perlattuazione delle politiche di collocamento; Gestione dei Workload Placement: supporto per la definizionedelle politiche di allocazione del carico di lavoro e di risorse ingrado di riconoscere il consolidamento per lefficienza energetica,il bilanciamento del carico, affinità-aware, riserva di capacità ...
  •  Gestione delle immagini delle VM: esposizione di meccanismigenerali di trasferire e clonare immagini di macchine virtuali; Gestione delle informazioni e della contabilità: fornitura diindicatori che possono essere utilizzati per diagnosticare ilcorretto funzionamento del server e delle macchine virtuali e persostenere lattuazione delle politiche di posizionamento dinamicodi macchine virtuali; Gestione della sicurezza: definizione della politica di sicurezzasugli utenti del sistema, garantendo che le risorse venganoutilizzate solo da utenti con le autorizzazioni; Gestione della capacità di cloud remoto: lestensione dinamicadelle capacità locali con risorse da parte dei fornitori remoti.
  • Architettura
  • Linux: ideato per il cloudLinux è la tecnologia naturale per abilitare il cloud computing: è modulare, è performante, ha una potenza efficiente, vienemodificato in scala, è open source, ed è onnipresente.
  • ArchitetturaIl kernel Linux supporta un certo grado di componentizzazione chenon ha paragoni tra i sistemi operativi di uso generale.Configurabile in modo tale che esso può potenziare qualsiasidispositivo da un portatile a un supercomputer, il kernel di Linux èmolto adattabile ad ambienti di elaborazione di tutte le forme edimensioni. Linux oggi supporta i dispositivi hardware più diqualsiasi altro sistema operativo nella storia del mondo. Ciò è diparticolare valore per piattaforme cloud scale-out altamentepersonalizzabili che sono necessari per lesecuzione di un insiemeeterogeneo di componenti hardware, creazione di reti e attrezzi distoccaggio.Al di là della compatibilità di base con la natura mista delcontesto, i fornitori di cloud spesso sfruttano la possibilità dimodificare il codice sorgente di Linux, al fine di ottimizzare epersonalizzare il kernel per le loro specifiche esigenze e perl’hardware.
  • VirtualizzazioneA disposizione di tutti gli utenti Linux c’è una vasta gamma ditecnologie di virtualizzazione, dai hypervisor che rendono possibilela virtualizzazione, agli utensili di gestione che consentono allerisorse virtualizzate di essere introdotte e applicate in modoefficiente.Accoppiato con le funzionalità della cosiddetta "live migration", lavirtualizzazione potrebbe essere un ponte importante fra ambientilocali e cloud basati su hardware. Linux è quindi una piattaformadi cloud ottimale, come è altrettanto abile nel giocare il ruolo delsistema operativo host, tramite tecnologie KVM o Xen.
  • NormeUna delle preoccupazioni più comuni che gli analisti e gli altriconsulenti hanno per i potenziali clienti di cloud è la mancanza dinorme, e la possibilità conseguente di lock-in.Fortunatamente, i clienti possono sfruttare Linux come unacopertura contro questa possibilità. Le differenze tra le istanzeLinux ospitate in ambienti cloud e quelli ospitati in locale o in uncentro dati, sono in genere più geografici che tecnici.Grazie alla standardizzazione su carichi di lavoro Linux, i clientiavranno la possibilità di implementare a livello locale o in remotocome lo richiedono le circostanze
  • VantaggiLinux ha una vasta applicazione; con migliaia di certificatidisponibili e applicazioni ad esso compatibili, gli utenti hannomolte opzioni per le esigenze del loro carico di lavoro specifico. Iclienti che utilizzano Linux per le loro esigenze locali e centri dati,saranno in grado di estendere questo vantaggio alle loroimplementazioni basate su cloud.Per i fornitori di piattaforme, Linux è la scelta più logica; come learchitetture web dalle quali sono generate, le piattaforme di cloudcomputing sono spesso composte da molti altri progetti opensource, dai database ai file system per server di applicazioni. Invirtù della sua qualità, ubiquità e la natura open source, Linux è laprima destinazione di distribuzione scelta per gli sviluppatori diquanto sopra citato. 
  • Linux è il passato del CloudIl dominio dot com, oltre ad essere stato famoso per la suaesuberanza irrazionale, ha visto i primi passi verso il cloudcomputing.Spinti dalla necessità di contenere i costi, molti web startupevitatavano le più tradizionali architetture di scale-up di un minornumero di server più potenti e mainframe a favore di architetturescale-out composte da componenti hardware con il kernel di Linux.Linux è il presente del CloudIl dominio di Linux allinterno dell’attuale generazione di fornitoridel cloud computing consente ad ogni cliente di disporre di Linuxcon capacità sia primarie sia di supporto, e questo sta accelerandoladozione.
  • Il dominio di Linux allinterno dell’attuale generazione di fornitori delcloud computing consente ad ogni cliente di disporre di Linux concapacità sia primarie sia di supporto, e questo sta accelerando ladozione.Google ha recentemente lanciato App Engine e prodotto competitivoEC2 di Amazon che sfrutta il kernel di Linux, così come 10gen, 3Tera,Media Temple, Mosso, e Zimory. La collaborazione tra Red Hat e Amazon, supportata da Linux, offre:Red Hat Enterprise Linux, JBoss Enterprise Application Platform, e RedHat Enterprise MRG Grid e Amazon EC2. Altre distribuzioni Linux chelavorano sulla piattaforma EC2 includono Oracle Enterprise Linux,SUSE Enterprise Server, e più recentemente - Ubuntu Server 9.10.Linux è anche presente come piattaforma di base in collaborazione diIBM con Amazon, dove IBM DB2 Express-C 9.5, Informix DynamicServer Developer Edition 11.5, WebSphere Portal Server e Lotus WebContent Management Standard Edition e WebSphere sMash sono iprodotti che i clienti possono utilizzare nel EC2. Linux sta giocando un ruolo importante nella stragrande maggioranzadegli ambienti cloud.
  • Linux è il futuro del CloudLinux è stato il componente principale dell’alimentazione dellaprima generazione di aziende web. Queste imprese non avrebberopotuto essere costruite senza un costo basso e senza un softwareflessibile di base come Linux. Windows, nel frattempo, non è statoun mezzo importante per ragioni che vanno dai costi di licenza allelimitazioni tecnologiche.La seconda ondata di business online, caratterizzata da Google eAmazon, migliorerà la vita digitale dei consumatori in esecuzionein più dispositivi, la gestione delle interruzioni off-line,migliorando linterfaccia del browser, facilitando mashup tra idiversi servizi scelti dallutente, e una miriade di altre questioniche stanno iniziando a intravedersi.Questa flessibilità e utilità, basate su Linux, va ora spingendo lanuvola in piccole e grandi imprese di tutto il mondo.