POLO DI MANTENIMENTO DEI MEZZI DI TELECOMUNICAZIONE ELETTRONICI E OPTOELETTRONICI. Cloud Computing

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1 POLO DI MANTENIMENTO DEI MEZZI DI TELECOMUNICAZIONE ELETTRONICI E OPTOELETTRONICI Cloud Computing Analisi generale in proiezione Difesa Ipotesi impiego modelli infrastrutturali di tipo Private Cloud

2 INDICE 1 - INTRODUZIONE DEFINIZIONI Bilancio Funzione Difesa - Considerazioni Cloud Computing Analisi Economica Cloud Computing: ripercussioni su vision organizzativa Difesa INTRODUZIONE Il Programma d'informatizzazione della F.A. Esercito traccia le linee guida per una evoluzione nell ambito dell Information Technology (IT) nella consapevolezza del nuovo ruolo che le moderne tecnologie dell'informazione e della comunicazione hanno acquisito a livello mondiale ed in linea con le recenti linee-guida emanate dal Ministro per l'innovazione e le tecnologie in materia di informatizzazione della Pubblica Amministrazione (cfr. Programma d'informatizzazione della FA (1) e D.Lgs 30. Dic 2010 (2)). L esigenza di una tale programmazione nasce, quindi, dalla considerazione che il settore dell IT in ambito SME (Stato Maggiore Esercito) attualmente è ancora caratterizzato da: 1. Basso livello di utilizzo delle risorse 2. Frammentazione delle richieste di mezzi hardware e software 3. Duplicazioni di sistemi 4. Difficoltà di gestione dei sistemi 5. Tempi di approvvigionamento di risorse molto elevati. Queste inefficienze determinano un impatto negativo: sulla capacità reale di SME di approntare un servizio IT di elevata qualità logistica ed operativa in tempi relativamente brevi, e sulla potenzialità evolutiva di SME in ambito IT. Nell ampio spettro di nuove tecnologie IT, il Cloud Computing, pur con le dovute precisazioni, presenta quegli aspetti ad elevato contenuto innovativo che possono determinare un miglioramento sostanziale dell attuale asset IT in seno a SME. A questo proposito, come si evince dallo studio di Vivek Kundra (U.S. Chief Information Officier) Federal Cloud Computing Strategy (3), dell 8 febbraio 2011, la tecnologia Cloud presenta reali benefici in termini di: 1. Efficienza 2. Rapidità 3. Innovazione tali da giustificare investimenti pari ad un quarto dell intero budget federale americano 2011 in ambito IT (cfr. pag 1 ed Appendix 1 in (3)), per un ammontare complessivo di 20 miliardi di dollari. Sulla scorta del predetto studio, è possibile riassumere alcuni benefici della tecnologia cloud in termini di efficienza, rapidità ed innovazione a fronte delle attuali condizioni operative, come segue: Efficienza Benefici Cloud Situazione attuale Utilizzazione server superiore al 60-70% Basso livello di utilizzo dei server, 2

3 Aggregazione della richiesta di risorse Efficientamento delle risorse hardware, di rete e di personale mediamente inferiore al 30%. Frammentazione nella richiesta di risorse e duplicazione di sistemi. Difficoltà di gestione dei sistemi Rapidità Benefici Cloud Incrementi e riduzioni di capacità elaborative in termini quasi istantanei Maggiore prontezza di risposta alle esigenze con carattere Urgente Situazione attuale Tempi estremamente elevati ( solitamente anni ) per l approntamento di nuovi data center. Tempi mediamente elevati (mesi) per l incremento delle risorse hd di data center già esistenti Innovazione Benefici Cloud Situazione attuale Focalizzazione sulla gestione dei servizi. Situazione attuale appesantita dalla Elevata scalabilità dei servizi/sistemi. gestione degli asset tecnologici. Difficoltà in termini di scalabilità di servizi/sistemi Fig. 1 - Benefici della tecnologia cloud in termini di efficienza, rapidità ed innovazione a fronte delle attuali condizioni operative. Speciale attenzione alla tecnologia Cloud è stata riservata anche in sede UE (cfr. THE CLOUD DIVIDEND - Center for Economics and business Research. Dicembre 2010 (4)). In tale studio, commissionato dall EMC (cfr. (5)) al Cebr (cfr. (4)) si precisa che, nel prossimo quinquennio ( ), l adozione di tecnologia cloud di tipo private (cfr. paragrafo Definizioni ) in Italia porterà un risparmio totale netto dei costi IT pari a circa 15.5 miliardi di Euro come si evince dalla tabella di seguito riportata: Risparmio Totale Netto Dei Costi ( mil) / Risparmio Spese IT per capitale (IT CapEx) Risparmio Spese IT operative (IT OpEx) in termini di impiego-fulltime / produttività( FTE / Productivity) Risparmio Spese IT operative (IT OpEx) in termini di potenza impegnata e sistemi di raffreddamento ( FTE / Productivity) Risparmio Totale Netto Dei Costi IT ( mil) Fig 2 Fonte Tabella 22, pag 69, THE CLOUD DIVIDEND by Center for Economics and business Research. (4) Va altresì sottolineato che, in base allo studio del Cebr, la previsione complessiva relativa ai benefici economici apportati dalla tecnologia cloud nell arco temporale risulta pari a miliardi di Euro cioè, circa l 1.76 % del PIL italiano (cfr. pag 67 in (4)). Nell ambito, quindi, dei benefici economici apportati dalla tecnologia cloud nell arco temporale , il risparmio totale netto dei costi IT per private cloud incide per circa il 10.26% che, rapportato alla percentuale dei benefici economici complessivi, si attesta allo 0.18 % del PIL italiano (Figura 3). 3

4 Miliardi di ,76 % PIL Risparmio Costi IT Private Cloud Benefici Economici Complessivi ,18 % PIL Fig 3 - Benefici economici complessivi apportati dalla tecnologia cloud e risparmio totale netto dei costi IT per private cloud nell arco temporale DEFINIZIONI Il NIST (cfr. (6)) definisce il Cloud Computing come: un modello per abilitare un accesso conveniente e su richiesta a un insieme condiviso di risorse computazionali configurabili (ad esempio reti, server, memoria di massa, applicazioni e servizi) che possono essere fornite e rilasciate con un minimo sforzo di gestione o di interazione con il fornitore del servizio. Il NIST declina quattro tipi di modelli di impiego della tecnologia cloud: 1. Private Cloud l infrastruttura cloud viene utilizzata esclusivamente da una singola organizzazione (azienda, ente, consorzi, etc ). Essa può essere gestita dall organizzazione stessa o da una organizzazione terza parte e può essere sia interna che esterna all organizzazione. 2. Community Cloud- l infrastruttura cloud può essere condivisa da diverse organizzazioni. 3. Public Cloud l infrastruttura cloud viene resa disponibile ad un pubblico generico o ad un ampio gruppo aziende ed è posseduta da una organizzazione che vende servizi cloud. 4. Hybrid Cloud in questo tipo di infrastruttura cloud coesistono tutti due o più dei suddetti modelli cloud che, pur rimanendo delle entità separate, vengono messe in comunicazione mediante tecnologie standardizzate o proprietarie, che consentono la portabilità di applicazioni e dati. Infine, il NIST definisce tre modelli di servizi forniti dall architettura cloud (cfr. Fig 4 Tassonomia del Cloud Computing): 1. Cloud Software as a Service (SaaS) l utente utilizza applicazioni che vengono eseguite in ambiente cloud. Le applicazioni sono accessibili da dispositivi differenti mediante un web browser (ne sono un esempio i servizi di web mail forniti dai maggiori provider mondiali). 2. Cloud Platform as a Service (PaaS) l utente può sviluppare e rilasciare in ambiente cloud proprie applicazioni preoccupandosi della sola gestione della stessa, senza dover controllare/gestire la rete, i server, lo storage, ed i sistemi operativi. 3. Cloud Infrastructure as a Service (IaaS) l utente sfrutta la Potenza di calcolo, lo storage, le reti e altre risorse di elaborazione fondamentali messe a disposizione dall architettura cloud. 4

5 Fig 4 Tassonomia del Cloud Computing. 3 - Bilancio Funzione Difesa - Considerazioni La Nota Aggiuntiva allo stato di previsione per la Difesa per l anno 2011 (cfr. (7)), presentata al Parlamento dal Ministro della Difesa On. Ignazio LA RUSSA (cfr. NOTA dell ottobre 2010 Allegato A 2/2), descrive un quadro di evoluzione degli stanziamenti previsionali per la difesa nel periodo , che può così riassumersi nella seguente tabella: Percentuale del PIL destinata alla Funzione DIFESA (Marina, Aereonautica, Esercito) % in M a valori costanti 2006 Anno Variazione % annua a valori costanti ,815% , ,935% , ,4% 0,983% , ,9% 0,943% , ,6% 0,919% , ,8% 0,894% , ,3% Variazione % media annua a valori costanti ,4% L analisi mostra, in maniera evidente, una tendenza negativa di stanziamenti per la Funzione Difesa che mediamente, in un anno, è pari a -1,4% del budget dell anno precedente a valori costanti

6 1,200% 1,000% 0,800% 0,600% 0,400% 0,200% 0,000% Percentuale PIL destinata alla Funzione DIFESA (Marina, Aereonautica, Esercito) Percentuale PIL destinata alla Funzione DIFESA (Marina, Aereonautica, Esercito) Curva di tendenza di tipo Polinomiale di ordine 2 Fig 5 - Percentuale PIL destinata alla Funzione DIFESA (Marina, Aereonautica, Esercito) Alla luce di una tale previsione, nasce l esigenza di monitorare accuratamente le risorse a disposizione, soprattutto, nell ottica di una progressiva e graduale RAZIONALIZZAZIONE DEL MODELLO ORGANIZZATIVO E MIGLIORAMENTO DELLA GOVERNANCE (cfr. (7)), al fine di poter razionalizzare la spesa. A tal proposito nella Nota aggiuntiva allo stato di previsione per la Difesa per l'anno 2011 (cfr. (7)) (I LE PRIORITA POLITICHE E GLI OBIETTIVI STRATEGICI ) si afferma quanto segue: Le attività di politica, di approntamento ed impiego dello strumento militare e funzionamento generale della Difesa dovranno essere improntate ad una vision organizzativa che comprenda tra l altro l esigenza della tradizionale impostazione della struttura militare con una innovativa qualificazione sotto il profilo della: informatizzazione e digitalizzazione delle informazioni fondamentali al fine di ottimizzare i sistemi decisionali ed di controllo ai vari livelli della catena direzionale, a partire dal Vertice politico del Dicastero; in tal senso dovrà essere implementata e condivisa la banca unica centralizzata, anche valorizzando quanto già esistente presso le FF.AA. e l Area Tecnico Amministrativa; interforzizzazione delle attività, quale valore aggiunto e fattore sinergizzante per incrementare l output complessivo, eliminando ridondanze di strutture e di funzioni; trasparenza e certificazione dei processi che sottendono i servizi fondamentali posti in essere ai vari livelli di articolazione, in cui tutte le filiere risultino formalmente mappate e delineate sotto il profilo della responsabilità e degli standard da assicurare, con il perseguimento della massima efficienza ed economicità nell impiego delle risorse ed un adeguato potenziamento del sistema dei controlli. Come già precedentemente accennato, nell ampio spettro di innovazioni tecnologiche in ambito IT, il Cloud Computing, nella sua declinazione di tipo Private, presenta quelle peculiarità che, garantendo elevati standard di sicurezza, amplificano gli aspetti cardine della vision organizzativa auspicata dal Dicastero della Difesa. 6

7 4 - Cloud Computing Analisi Economica Entrando più nel dettaglio è necessario chiarire, al di là di definizioni tecniche estremamente articolate, cosa effettivamente s intenda per architettura cloud e quali ne siano i punti di forza. Il Presidente, Garante per la Protezione dei Dati Personali, Francesco Pizzetti, durante l ultimo Forum PA 2011 (cfr. (8)), ha descritto in maniera molto intuitiva ma efficace il paradigma cloud paragonando la gestione dei server, delle applicazioni e delle risorse di storage alla gestione di un parco macchine e della relativa autorimessa. In sostanza, afferma il Garante, così come un automobile ed il garage dove la si ripone possono essere acquistati o presi in leasing oppure ancora noleggiati per un breve periodo così, anche l intero asset IT (server, applicazioni, storage) possono essere acquistati/gestiti e manutenuti da ciascun soggetto interessato oppure possono essere fruiti in varie modalità ed in tempi più o meno lunghi. Nonostante il paragone estremamente riduttivo l aspetto chiave del Cloud Computing viene espresso con evidente chiarezza: migrare da una concezione in cui ogni soggetto (nel nostro caso ogni singola Amministrazione Difesa) provvede sia all acquisto di hardware/software che alla relativa gestione mediante un apposita struttura CED (Centro Elaborazione Dati ), ad una visione in cui sia l approvvigionamento che la gestione delle risorse viene demandata ad appositi Data Center costituiti da un numero ridotto di soggetti. Premesso ciò, analizzando in maniera più approfondita il sistema Cloud, è necessario fare chiarezza su alcuni termini che usualmente vengono utilizzati per descrivere i vari attori del nuovo modello di IT. Innanzitutto, con il termine Cloud viene definito ciò che comunemente è un Data Center (DC) hardware/software (cfr. Communications of the ACM - Association for Computing Machinery (9)) costituito da server fisici e con una componente altamente variabile nel tempo di server virtuali. Quado ci si riferisce ad una federazione di data center interni ad una data organizzazione che forniscono servizi esclusivamente ai dipendenti di quest ultima si parla di Private Cloud (cfr. (9)). L accesso alle risorse (hardware e software) della Private Cloud da parte degli utenti dell organizzazione può avvenire mediante postazioni client dotate di (cfr. Fig. 6 ): connessione a banda larga al Data Center ed applicazioni cloud web-based Fig. 6 La fruizione delle risorse avviene mediante accesso a Banda Larga (cfr. (10)) Alla luce di queste premesse nasce l esigenza di chiarire quali siano, quindi, le differenze tra un data center di tipo tradizionale ed un data center di tipo cloud. Una fra le più rilevanti è sicuramente quella relativa alla 7

8 percentuale di utilizzo dei server che costituiscono il Data Center; infatti, mentre in un data center di tipo tradizionale la percentuale di utilizzo dei server oscilla tra il 5% ed il 20% (cfr. Rangan, K. The Cloud Wars (11) e Siegele, L. Let It Rise (12)) in un DC di tipo cloud questa percentuale viene incrementata fino al 60/70 % grazie alle caratteristiche, intrinseche al sistema, di auto-configurazione di server virtuali (cfr. pag 1 ed Appendix 1 in (3) e pag. 7 in T. Alford, G. Morton. The Economics of Cloud Computing (13)). Per capire la motivazione di così basse percentuali di utilizzo dei server in un DC tradizionale, è sufficiente considerare che, nell arco di una giornata, la domanda di risorse da parte del bacino di utenza varia solitamente con un andamento caratterizzato da brevi picchi elevati (ad esempio, nel caso di siti web istituzionali durante le prime ore del mattino) mentre per il resto delle 24 ore le risorse a disposizione del DC rimangono, di fatto, sotto-utilizzate, rappresentando un costo addizionale per il gestore del DC. Fig. 7 (a)stima delle risorse operative di un DC tradizionale rispetto alla domanda di picco, (b) sottostima delle risorse operative di un DC rispetto alla domanda di picco (cfr. (9)), (c) stima delle risorse operative di un DC cloud: la capacità operativa si adatta alla domanda. Volendo quantificare economicamente il costo addizionale è possibile fare riferimento ad un esempio: nell ipotesi in cui la domanda di risorse per un dato Ente: 1. abbia un picco durante un dato periodo della giornata (e.g. dalle 8 a.m. alle 14 p.m.) pari a 500 server 2. mentre durante un altro periodo (e.g resto delle 24 ore) la domanda sia pari a 100 server. 8

9 Risorse (# di server) Tempo (ore) Fig. 8 Andamento della domanda di risorse per un dato ente in un giorno. Ciò significa che il valore medio di utilizzo sull intero arco giornaliero sia pari a : ( )/2 = 300 server, cosicché il costo giornaliero medio risulta pari a 300*24 = server-ora, ma dovendo calibrare il DC per far fronte ad una domanda di picco ne segue che si dovrà affrontare una spesa pari a 500*24 = server-ora (cfr. Fig. 7), il che significa amplificare il costo giornaliero medio di un fattore 1.7 (fattore di amplificazione di spesa: /7.200 = 1.7). Domanda di risorse picco Domanda di risorse media # di server Arco temporale (ore) Costo (server-ora) per far fronte alla relativa domanda Fattore di amplificazione di spesa rispetto al costo medio 1,7 Fig. 8 Esempio di stima del costo addizionale dovuto alla stima della capacità operativa di un DC sulla base della domanda di risorse di picco. Inoltre, considerando che la vita media di un server è pari a 3 anni (cfr. (9)), si può facilmente desumere che, se il costo delle risorse offerte da un DC cloud in un triennio è inferiore di 1.7 volte il costo della capacità operativa valutata (nel nostro esempio 7200 server-ora), l utilizzo delle risorse Cloud diventa vantaggioso dal punto di vista economico. Generalizzando ad un organizzazione costituita da n enti, supposto che sia la domanda di risorse di picco giornaliera per l n-simo ente e che sia la domanda di risorse media giornaliera per l n-simo ente, il fattore di amplificazione della spesa totale per l organizzazione risulta essere: Inoltre, considerando la domanda di risorse media giornaliera totale come: 9

10 si ricava che la condizione per trarre un vantaggio economico dall adozione di tecnologia cloud diventa: LCC < dove LCC rappresenta il costo per ciclo di vita (LCC Life-Cycle Cost) dell infrastruttura cloud e V la vita media di un server. E necessario chiarire che, riguardo questo ultimo punto, il vantaggio economico è palese qualora si faccia riferimento a risorse cloud di tipo pubblic (in sostanza, il DC cloud viene gestito da un fornitore esterno all organizzazione) in quanto si abbattono: 1. i costi infrastrutturali (acquisto server, sistemi di alimentazione e raffreddamento) e 2. quelli operativi (personale addetto alla manutenzione server riutilizzabile in altre attività), calando, invece, il ragionamento in uno scenario di tipo private (il DC cloud deve essere gestito per policy all interno dell organizzazione stessa come nel caso della Difesa),tale beneficio non è affatto scontato: lo prova il solo fatto che, al fine di migrare l infrastruttura IT, dal modello tradizionale a quello Cloud, l Organizzazione dovrà affrontare una spesa di start up che, nello scenario di tipo pubblic, non si presenta o, comunque, si presenta in maniera fortemente attenuata a causa del fatto che la migrazione di infrastruttura IT non è immediata. Tuttavia, l analisi economica dello scenario cloud di tipo private può mutare nel caso in cui: si ampli il numero di variabili considerate e si articoli l analisi economica tenendo conto di una differente metrica di giudizio. A tale proposito si faccia riferimento allo studio The Economics of Cloud Computing (cfr. (13)). In tale studio viene preso in considerazione un progetto di migrazione di un infrastruttura IT dal modello tradizionale al modello cloud, nell ordine: pubblic, ibrido, private. Nel caso di migrazione verso un infrastruttura di tipo cloud private, Alford e Morton individuano i seguenti principali fattori di spesa: 1. costo dei server hardware e dei relativi elementi di supporto come router, switch, rack, cablaggi, etc.. 2. software di base per i server (sistemi operativi, sistemi di backup e di sicurezza) 3. contratti con fornitori esterni per il supporto durante la fase di start up e prima migrazione 4. costi di approvvigionamento di energia e di sistemi di raffreddamento Non vengono presi in considerazione altri fattori, meno incisivi in termini di spesa, quali il costo: dello storage, della connessione LAN delle applicazioni software mentre, in entrambi gli scenari, quello attuale e quello a seguito di migrazione infrastrutturale, vengono considerati i costi operativi e di supporto (O&S). L analisi economica così definita, viene poi articolata in: 1. una prima fase di investimento/migrazione, della durata di 3 anni (FY ) 2. ed una seconda fase operativa/mantenimento, della durata di 10 anni (FY ) considerando una infrastruttura IT da migrare costituita da 1000 server senza alcuna virtualizzazione (situazione di Status Quo - SQ). 10

11 Inoltre, vengono individuate le tre seguenti metriche di giudizio, al fine di valutare la convenienza del progetto di migrazione infrastrutturale: 1. Valore attuale netto (NPV Net Present Value): viene calcolato come differenza tra il valore economico netto dei benefici ed il costo una tantum dell investimento. Un valore positivo di (> 0 $) indica un vantaggio economico della nuova infrastruttura rispetto allo SQ. 2. Rapporto Benefici-Costi (BCR Benefit-to-Cost Ratios): viene calcolato come rapporto tra il valore economico netto dei benefici ed il costo dell investimento. Ne consegue che un valore superiore all unità determini un beneficio economico della nuova infrastruttura rispetto allo SQ. 3. Tempo di ritorno dell investimento (DPP - Discounted Payback Period): rappresenta il numero di anni (a partire dal FY 2010) necessario per recuperare il costo dell investimento iniziale. Sulla scorta di tali premesse i risultati del rapporto di Alford e Morton sono riassumibili nella seguente tabella: Costi Costi fase investimento (FY ) (Budget Year 2009 M$) Status Quo: 1000 Server (ambiente non virtualizzato) Scenario Private Cloud $0,0 $7,0 Costi O&S (FY ) (Budget Year $77,3 $31, M$) Costo totale per ciclo di vita (LCC Life-Cycle Cost) (Budget Year $77,3 $38, M$) Metriche NPV (Budget Year 2009 M$) N/A $31,1 BCR N/A 5,7 DPP ( anni ) N/A 3,7 Fig. 9 Costi, Metriche di giudizio Scenario Private Cloud. Si evince immediatamente che, a migrazione infrastrutturale completata, si ottiene: 1. una notevole riduzione di costi O&S, pari a % della spesa in ambiente SQ,. 2. una notevole riduzione di costo totale per ciclo di vita (LCC) pari a % della spesa in ambiente SQ, 3. un ritorno dell investimento raggiunto in poco meno di ai 4 anni (DPP), 4. un rapporto benefici costi decisamente superiore all unità.. In relazione a questo ultimo fattore di valutazione, aggiunge lo studio di Alford e Morton, due sono le variabili che intervengono con maggiore peso nella stima: 1. il numero di server oggetto di migrazione 2. in numero di anni in cui si effettua la migrazione Infatti, come si evince dagli andamenti delle curve riportate all interno dell analisi: 11

12 Fig. 10 BCR in funzione del numero di server migrati nel caso di tempi di migrazione differenti. il BCR subisce un incremento mediamente di una unità a seconda che la migrazione avvenga in 3 anni o in 1. La motivazione di questo incremento è da ricercarsi nelle spese che durante il periodo di migrazione, l Organizzazione dovrà sostenere per mantenere entrambe le tipologie di infrastrutture: quella SQ e quella private cloud, il BCR aumenta con l incremento di un valore superiore all unità fino ad una migrazione di 400 server e si riduce leggermente superato questo valore mantenendo, tuttavia, un incremento positivo. La ragione di questo comportamento è da ricercarsi nel fatto che: aumentando il numero di server nel medesimo arco temporale aumenta la richiesta di supporto sia in termini di personale (diretto o indiretto) che in termini di risorse hardware e software necessarie per effettuare lo swap d infrastruttura. Alla luce della suddetta analisi, risulta che: la migrazione dell infrastruttura IT verso una soluzione di tipo private cloud rappresenta un processo piuttosto complesso: il cui investimento iniziale ha un ritorno economico non di breve periodo ( poco inferiore a 4 anni ), se, inoltre, vi si aggiunge il periodo necessario per il reperimento dei fondi (mediamente mesi) questo periodo viene incrementato ulteriormente; la cui realizzazione coinvolge fortemente sia le strutture di elaborazione dati periferiche che quelle centrali con le relative fasi di riassetto del personale impiegato pur tuttavia, i vantaggi economici dell architettura private cloud risultano evidenti come ampiamente dimostrato dallo studio sopra citato e, qui di seguito riassunto: Vantaggi Private Cloud Valori Riepilogativi approssimati per eccesso Riduzione di costi O&S rispetto alla spesa in ambiente SQ pari a circa il 60% Riduzione di costo totale per ciclo di vita (LCC) della spesa in ambiente SQ pari a circa 49% Un ritorno dell investimento raggiunto Un rapporto benefici costi decisamente superiore all unità Fig. 11 Vantaggi Scenario Private Cloud. 4 anni 6 12

13 5 - Cloud Computing: ripercussioni su vision organizzativa Difesa Premesso quanto detto circa l efficienza economica dell architettura di tipo private cloud, vanno, altresì, analizzati i risvolti che l adozione di una tale tecnologia avrebbe in relazione agli obiettivi prefissati nella vision organizzativa della Difesa. A questo proposito è necessario, innanzitutto, chiarire che l architettura cloud (indipendentemente dalla sua tipologia: public, private o ibrida) consente di massimizzare i vantaggi della virtualizzazione delle risorse. Il processo di virtualizzazione, fondamentalmente, viene definito come la creazione di una versione virtuale di una qualsiasi risorsa reale, come, ad esempio, un sistema operativo, un server, un dispositivo di archiviazione di massa o delle risorse di rete (cfr. (14)). Questa metodologia consente di sfruttare appieno le risorse fisiche ( CPU, Storage) a disposizione, rendendo estremamente semplice l installazione, la configurazione e la manutenzione di un qualsiasi sistema desk o server. Fig. 12 Concezione tradizionale di un sistema server: su un singolo hardware fisico viene installato un singolo sistema operativo su cui vengono eseguite n applicazioni. In particolare, con il processo di virtualizzazione dei server viene inserito uno strato software di astrazione tra hardware e sistema operativo, consentendo, in questo modo, la creazione di più server logici, ognuno con il proprio carico di lavoro, su un singolo server fisico (cfr. Virtualization Impact on x86 Server Shipments (15)) e Server Virtualization. (16)) 13

14 (a) (b) Fig. 13 (a) Virtualizzazione server con inserimento di uno strato software di astrazione sul sistema operativo host del server fisico; (b) virtualizzazione server con inserimento di uno strato software di astrazione direttamente sull hardware: in ambedue i casi si ottiene, come risultato finale, quello di avere a disposizione n server logici su un singolo server fisico. In un ambiente cloud il processo di virtualizzazione, in modo particolare server, viene gestito in maniera automatica, per far fronte, in base alle capacità fisiche disponibili, alla domanda di risorse proveniente dai singoli utenti del sistema cosicchè, idealmente, la capacità operativa dell architettura si adatta alla domanda (cfr. Fig.7c Bilancio Funzione Difesa - Considerazioni ). 14

15 La flessibilità del sistema cloud, dovuta all elevata efficienza degli algoritmi di virtualizzazione, consente, quindi, nei limiti delle risorse fisiche disponibili, di perseguire la massima efficienza ed economicità nell impiego delle risorse (cfr. (7) - I LE PRIORITA POLITICHE E GLI OBIETTIVI STRATEGICI )). Va altresì precisato che, grazie all impiego di tecnologia cloud e modelli di virtualizzazione sempre più evoluti, si riescono ad ottimizzare i sistemi decisionali ed di controllo ai vari livelli della catena direzionale (cfr. (7) - I LE PRIORITA POLITICHE E GLI OBIETTIVI STRATEGICI ). Ne è una dimostrazione lampante il progetto RACE (cfr. (17)) messo a punto e realizzato dalla DISA (cfr. (18)) negli U.S.A. (cfr. IANewsletter (19) e (3)). Nell ambito di questo progetto, che consente alle organizzazioni del Dipartimento della Difesa di fornire velocemente ed in sicurezza server virtuali e storage mediante accesso da portale web, è stato implementato un modello di path to production relativamente alle fasi di: progettazione, sviluppo, test e rilascio in produzione di applicazioni, interamente basato su architettura private cloud. In particolare, grazie all architettura cloud applicata sia agli ambienti di sviluppo che di test e mediante l utilizzo di un ambiente di produzione totalmente virtualizzato, come si evince dalla fig. seguente, il DISA è riuscito a ridurre i tempi di messa in esercizio del software sviluppato da 120 gg a meno di 40 gg ( -75% del tempo medio di rilascio delle applicazioni in produzione). Inoltre, l intero processo di migrazione del sistema IT del DISA verso architettura private cloud ha garantito gli attuali standard di sicurezza sanciti dalla direttiva del Dipartimento della Difesa statunitense (cfr. (19) e (3)). Fig. 14 Modello path to production adottato dal DISA per realizzare il sistema RACE: Rapid Access Computing Enviroment. Il RACE consente alle organizzazioni del Dipartimento della Difesa di fornire velocemente ed in sicurezza server virtuali e storage mediante accesso da portale web. 15

16 Sulla base del modello RACE, sono facilmente intuibili le ripercussioni: 1. sia sulla interforzizzazione delle attività 2. che sulla trasparenza e certificazione dei processi. filiere risultino formalmente mappate e delineate sotto il profilo della responsabilità e degli standard da assicurare (cfr. (7) (I LE PRIORITA POLITICHE E GLI OBIETTIVI STRATEGICI ); infatti, prendendo in considerazione, ad esempio, i sistemi di protocollazione informatica, ad oggi differenti fra le varie forze armate, un ambiente di progettazione, sviluppo, test e produzione in architettura cloud consentirebbe di uniformare: processi, metodologie e rilasci in ambiente di produzione, riducendo, sia gli inconvenienti tecnici per gli utenti sia gli ingenti costi di manutenzione e gestione dei differenti sistemi di protocollazione. Sistemi di protocollazione attualmente in esercizio nelle FF.AA. (Esercito, Aereonautica, Marina) [*]Si tenga presente che il numero è indicativo delle sole FF.AA.; nella realtà questo viene amplificato dal fatto che la maggior parte degli Enti sono provvisti di un loro sistema server dal quale viene fruito il servizio all interno dell Ente stesso Sistemi di protocollazione in cloud Ambienti di produzione 3[*] 1 Ambienti di test minimo 3 1 Ambienti di sviluppo minimo 3 1 Fig 15 Schema riassuntivo: confronto numero di ambienti per sistemi di protocollazione in architettura tradizionale ed in architettura cloud. Infine, si deve precisare che, l architettura cloud consentirebbe di ridurre drasticamente le ridondanze di strutture e di funzioni (cfr. (7) - I LE PRIORITA POLITICHE E GLI OBIETTIVI STRATEGICI ) valorizzare le ingenti capacità tecnico-operative delle FF.AA. Infatti, se attualmente la logica operativa di ogni Ente difesa, in ambito IT, è quella di: 1. effettuare una richiesta di fondi, 2. approvvigionarsi delle risorse hardware/software 3. procedere alla relativa configurazione e messa in esercizio 4. e realizzare tutte le attività di manutenzione ad esse correlate. nello scenario private cloud diventa quella di: 1. effettuare una richiesta di risorse on-line all amministrazione della private cloud indicando: a. numero di server virtuali e di processori per singolo server b. tipologia di sistema operativo 16

17 c. storage virtuale necessario 2. attendere i tempi operativi per l instanziazione delle risorse ( i tempi variano in base al numero di server richiesti, per avere un termine di paragone è sufficiente considerare che: l allestimento di un virtual cluster con 8 nodi avviene in poco meno di 10 min (cfr. Virtual Cluster Workspaces for Grid Applications (20) - t.psu.edu%2fviewdoc%2fdownload%3fdoi%3d %26rep%3drep1%26type%3dpdf&rct=j&q=vi rtual%20cluster%20time&ei=pz3_tek_hsea-wbhsnw6aw&usg=afqjcnfewfnqlztnkf- N4GIEnS3DlAN4ew&cad=rja ) 3. fruire delle risorse messe a disposizione, decidendo se salvare localmente i dati elborati o direttamente sulla SAN (Storage Area Network) dell infrastruttura cloud. E necessario precisare che, in questa nuova logica operativa in ambito IT, riveste un ruolo fondamentale: la larghezza di banda a disposizione dell utente fruitore delle risorse e dei servizi cloud. Infatti, nell ipotesi appena citata, in cui l utente decida di trasferire i propri dati sulla SAN messa a disposizione dall infrastruttura cloud, si ipotizzi di voler trasferire 10 TB. Un breve calcolo mostra che, potendo sfruttare una larghezza di banda di 20Mbits/sec, si avrebbe un tempo di trasferimento pari a : che, in sostanza, risulta superiore a 45 giorni ( cfr. (19)) Si faccia riferimento ai seguenti andamenti per confrontare il tempo di trasferimento dati di 0,500 TB, 1 TB e 10 TB in funzione del bit rate. Tempo di Trasferimento (giorni) bit rate di trasferimento (Mbits/sec) 0,500 TB 1,000 TB 10 TB (a) 17

18 12 10 Tempo di Trasferimento (giorni) ,500 TB 1,000 TB bit rate di trasferimento (Mbits/sec (b) Fig. 16 (a) il tempo di trasferimento dati di 0,500 TB, 1 TB e 10 TB in funzione del bit rate; (b) il tempo di trasferimento dati di 0,500 TB, 1 TB in funzione del bit rate. Pur con le dovute cautele, circa l accesso alle risorse cloud in base alla banda a disposizione di ciascun Ente, la variazione di paradigma in ambito IT è estremamente rilevante: alle medesime richieste di risorse, effettuate da n enti, si può far fronte senza dover moltiplicare n volte la spesa per un singolo sistema, consentendo, tra l altro, la diversificazione di funzioni svolte e di servizi offerti dai singoli soggetti coinvolti nell architettura. 18

19 Opere citate 1. Programma d'informatizzazione della FA - 4I)/Reti%20e%20Informatica/Pagine/ProgrammadinformatizzazionedellaFA.aspx#. [Online] 2. D.Lgs 30. Dic Kundra, Vivek. (U.S. Chief Information Officier) - Federal Cloud Computing Strategy. 8 febbraio THE CLOUD DIVIDEND - Center for Economics and business Research. Dicembre EMC. European Marketing Confederation. 6. NIST. National Institute for Standards and Technology. 7. Nota Aggiuntiva allo stato di previsione per la Difesa per l anno Pizzetti, Francesco. Garante per la Protezione dei Dati Personali Communications of the ACM - Association for Computing Machinery vol. 53 no. 4. april Fontana, Mario. Senior Architect Evangelist Microsoft Italia - [Online] 11. Rangan, K. The Cloud Wars: $100+ Billion at Stake, Tech. Rep. Merrill Lynch. Maggio Siegele, L. Let It Rise: A special report on corporate IT,The Economist. Ottobre T. Alford, G. Morton. The Economics of Cloud Computing Addressing the Benefits of Infrastructure in the Cloud. s.l. : Booz Allen Hamilton, searchservervirtualization.com. Virtualization. 15. O Connell, Adrian, Hewitt, Jeffrey, Hardcastle, Jonathon, and Dawson, Philip. Gartner.com, Virtualization Impact on x86 Server Shipments, March 2008 Update. Retrieved from 16. Randhir. Re: Server Virtualization. 2009, July RACE. Rapid Access Computing Environment. 18. DISA. Defence Information System Agency. 19. IANewsletter. Volume 13 N Xuehai Zhang, Katarzyna Keahey, Ian Foster, Timothy Freeman. Virtual Cluster Workspaces for Grid Applications. [Online] 21. [Online] 19

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