2. Per poter parlare di sistemi operativi cloud occorre innanzitutto
introdurre il concetto di cloud computing.
In informatica con il termine
inglese cloud computing
(in italiano nuvola informatica)
si indica un insieme di tecnologie
che permettono, tipicamente
sotto forma di un servizio offerto
da un provider al cliente, di
memorizzare/archiviare e/o
elaborare dati (tramite CPU o
software) grazie all'utilizzo di
risorse hardware/software
distribuite e virtualizzate in Rete.

3. Il Cloud Computing è un paradigma di uso delle risorse
computazionali attraverso Internet, cioè attraverso la “ Nuvola ”
( “ Cloud ” ) che è una metafora storica di Internet. Si tratta di un
paradigma ancora in evoluzione. Una definizione di casi d ’uso,
tecnologie sottostanti, problemi, rischi, benefici, sarà ridefinita dai
settori pubblici e privati.

4. È noto come, utilizzando varie tipologie di unità di elaborazione
(CPU), memorie di massa fisse o mobili come ram, dischi rigidi
interni o esterni, Cd/DVD, chiavi USB, eccetera, un computer sia
in 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 può
essere estesa ad altri computer e dispositivi remoti dislocati sulla
rete stessa.
Sfruttando la tecnologia del cloud computing gli utenti collegati
ad un cloud provider possono svolgere tutte queste mansioni,
anche tramite un semplice internet browser. Possono, ad esempio,
utilizzare software remoti non direttamente installati sul proprio
computer e salvare dati su memorie di massa on-line predisposte
dal provider stesso (sfruttando sia reti via cavo che senza fili).

5. Caratteristiche
 On-demand self-service: un consumer può stimare le risorse
infrastrutturali delle quali necessita per supportare il proprio
business ed ottenerle in tempi brevi ed a costi contenuti “in-the-
cloud”.
 Broad network access: tutte le risorse cloud sono accessibili a
mezzo della rete e di tutti gli standard che su essa si basano,
agevolando l’integrazione di sistemi e client eterogenei. La rete
quindi rappresenta il canale fondamentale a supporto del
paradigma cloud. Senza connettività in rete non è possibile parlare
di Cloud Computing…

6. …
 Shared Resource pooling: le risorse cloud sono organizzate
come pool configurabili ed utilizzabili, in modalità condivisa, da
diversi consumers a mezzo di un modello multi-tenant. A mezzo
del meccanismo della virtualizzazione le risorse fisiche sono
assegnate e sfruttate dai diversi tenants contemporaneamente in
base alle loro effettive necessità di utilizzo, nonostante la
condivisione i contesti di esecuzione legati a tenants diversi
restano isolati. Il modello multi-tenant è assolutamente
trasparente ai consumers che hanno la percezione di avere a
disposizione in ogni momento tutto ciò di cui hanno bisogno.
Tale caratteristica rappresenta uno dei più grandi punti di forza
del paradigma cloud poiché consente ai providers cloud di
abbattere enormemente i prezzi delle loro offerte…

7. …
 Rapid elasticity: le risorse richieste dai clienti possono essere
elasticamente fornite e rilasciate, mediante semplici procedure on-
the-click o, in alcuni casi, automaticamente. Ciò permette di
rendere l’infrastruttura cloud estremamente flessibile e scalabile.
Lato consumer le potenzialità dell’infrastruttura sono virtualmente
infinite e possono essere rapidamente e facilmente adattate alle
effettive esigenze del business “on-demand”.
 Measured service: i sistemi cloud automaticamente controllano
ed ottimizzano l’uso delle risorse in base alle effettive necessità. In
questo modo è possibile impiegare meccanismi di pagamento in
riferimento alle specifiche esigenze computazionali, di storage etc.
L’utilizzo delle risorse può inoltre essere monitorato in real-time
in modo trasparente sia dal provider che dal consumer dei servizi
cloud

8. La virtualizzazione
Un elemento abilitante per il Cloud è la virtualizzazione che
permette di “dematerializare” una risorsa fisica, un server, in una
risorsa astratta equivalente realizzata tramite software. I server
virtuali risultano meno potenti, ma tutti logicamente autonomi e
separati dal punto di vista della sicurezza.
Col termine “virtualizzazione” si indica anche la possibilità di
potere astrarre alcuni servizi IT dalle rispettive dipendenze (reti,
sistemi di storage e hardware), abilitando l’esecuzione di più
sistemi operativi virtuali su una singola macchina fisica.

10. Modelli di servizio

11.  SaaS (Software as a Service) - Consiste nell'utilizzo di
programmi in remoto, spesso attraverso un server web. Consente
all’utente finale di accedere ad applicazioni e software “installati”
su Cloud. Questo acronimo condivide in parte la filosofia di un
termine oggi in disuso, ASP (Application service provider). Il
servizio Saas si divide in due categorie:
Linea di Servizi alle Imprese: si riferiscono a soluzioni di business
offerte alle imprese, e venduti o messi a disposizione di queste
sulla base di un abbonamento.
Orientato al Cliente: sono servizi che vengono offerti al pubblico
in generale né su una base di sottoscrizione o (più spesso) offerti
gratuitamente, ma sono supportati dalla pubblicità.

12.  PaaS (Platform as a Service) - Invece che uno o più programmi
singoli, viene eseguita in remoto una piattaforma software che può
essere costituita da diversi servizi, programmi, librerie, etc. (ad
esempio Google's App Engine). Permette agli utenti finali di
creare applicazioni a partire da piattaforme pre-esistenti. Permette
di sviluppare e distribuire applicazioni create utilizzando linguaggi
di 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 applicazioni
sviluppate e distribuite ed eventualmente sulle configurazioni.

13.  IaaS (Infrastructure as a Service) - Utilizzo di risorse hardware
in remoto. Questo tipo di cloud è quasi un sinonimo di Grid
Computing, ma con una caratteristica imprescindibile: le risorse
vengono utilizzate su richiesta o domanda al momento in cui una
piattaforma ne ha bisogno, non vengono assegnate a prescindere
dal loro utilizzo effettivo.
Permette di noleggiare capacità di CPU, storage, network e altre
risorse come i sistemi operativi e le applicazioni. Il cliente ha il
controllo su: sistemi operativi, storage, distribuzione delle
applicazioni e può selezionare componenti di rete (ad esempio,
firewall,load balancer) .

14. Modelli di Distribuzione
o LL’infrastruttura è condivisa fra organizzazioni
multiple di una specifica community. Spesso
pone questioni tecniche relative a compliance
Community 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

15. o IL’infrastruttura pensata per l’utilizzo da parte
di una singola organizzazione. Può essere
Privato 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 di
Ibrido molteplici entità riunite fra loro
o VVersatile, in quanto consente molteplici
modelli di distribuzione cloud

16. Casi d'uso
Il sistema del cloud computing prevede tre fattori distinti:
 Fornitore di servizi (cloud provider) – offre servizi (server
virtuali, storage, applicazioni complete) generalmente secondo un
modello "pay-per-use“ che impone la predisposizione di sistemi di
misurazione in tempo reale del consumo delle risorse e un sistema
di fatturazione mirato all’effettivo uso delle risorse per un
determinato periodo;

17.  Cliente amministratore – sceglie e configura i servizi offerti dal
fornitore, generalmente offrendo un valore aggiunto come ad
esempio applicazioni software;
 Cliente finale – utilizza i servizi opportunamente configurati dal
cliente amministratore.
In determinati casi d'uso il cliente amministratore e il cliente
finale possono coincidere. Ad esempio un cliente può utilizzare un
servizio di storage per effettuare il backup dei propri dati, in
questo caso il cliente finale provvede a configurare e utilizzare il
servizio.
I principali processi su cui i diversi fornitori cominciano a proporre
soluzioni in modalità cloud sono Customer relationship
management (CRM), Human Capital Management (HCM),
Enterprise resource planning (ERP).

18. Architettura
L'architettura del cloud computing prevede uno o più server reali,
generalmente in architettura ad alta affidabilità e fisicamente
collocati presso il data center del fornitore del servizio.
Il fornitore di servizi espone delle interfacce per elencare e gestire
i propri servizi. Il cliente amministratore utilizza tali interfacce per
selezionare il servizio richiesto (ad esempio un server virtuale
completo oppure solo storage) e per amministrarlo
(configurazione, attivazione, disattivazione). Il cliente finale
utilizza il servizio configurato dal cliente amministratore.
Le caratteristiche fisiche dell'implementazione (server reale,
localizzazione del data center) sono irrilevanti.

20. I pro …
o Flessibilità: dal momento che i dati non sono salvati sul pc, ma
in Internet, l’utente può richiamarli da qualsiasi computer, o
anche 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 pochi
clic;
o Manutenzione: il cliente non si deve preoccupare degli
aggiornamenti 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 di
poca importanza per il Cloud computing, il computer serve solo
per l’invio di informazioni, l’elaborazione dei dati viene effettuata
dalla Cloud;
o Scalabilità;

21. … e i contro
I sistemi di cloud computing vengono criticati principalmente per
l’esposizione degli utenti a rischi legati a:
1)Sicurezza informatica e privacy degli utenti:
o Utilizzare un servizio di cloud computing per memorizzare dati
personali o sensibili, espone l'utente a potenziali problemi di
violazione della privacy. I dati personali vengono memorizzati
nelle Server Farms di aziende che spesso risiedono in uno stato
diverso da quello dell'utente. Il cloud provider, in caso di
comportamento scorretto o malevolo, potrebbe accedere ai dati
personali per eseguire ricerche di mercato e profilazione degli
utenti.

22. o Con i collegamenti wireless, il rischio sicurezza aumenta e si è
maggiormente esposti ai casi di pirateria informatica a causa della
minore sicurezza offerta dalle reti senza fili. In presenza di atti
illegali, come appropriazione indebita o illegale di dati personali, il
danno potrebbe essere molto grave per l'utente, con difficoltà di
raggiungere soluzioni giuridiche e/o rimborsi se il fornitore
risiede in uno stato diverso da paese dell'utente.
o Nel caso di industrie o aziende, tutti i dati memorizzati nelle
memorie esterne sono seriamente esposti a eventuali casi di
spionaggio industriale.

23. 2) Problemi internazionali di tipo economico e politico
o Tali problemi possono verificarsi quando dati pubblici sono
raccolti e conservati in archivi privati, situati in un paese diverso
da quelli degli utenti della "nuvola".
Produzioni cruciali e di carattere intellettuale insieme a una
grande quantità di informazioni personali sono memorizzate in
modo crescente in forma di dati digitali in archivi privati
centralizzati e parzialmente accessibili. Nessuna garanzia viene
data agli utenti per un libero accesso futuro.

24. o Altre problematiche sono legate alla localizzazione degli archivi
della "nuvola" in alcuni paesi ricchi. Se non regolato da specifiche
norme internazionali ciò potrebbe:
- aumentare il "digital divide" tra paesi ricchi e poveri (se
l'accesso alle conoscenze memorizzate non sarà liberamente
garantita a tutti).
- favorire principalmente grandi corporation con «organismi
policentrici" e "menti monocentriche" dislocate principalmente
nei Paesi della "nuvola", essendo la proprietà immateriale
considerata come un fattore strategico per le moderne economie
"knowledge-based".

25. 3) Continuità del servizio offerto:
o Delegando a un servizio esterno la gestione dei dati e la loro
elaborazione l'utente si trova fortemente limitato nel caso in cui i
suddetti servizi non siano operativi (out of service). Un eventuale
malfunzionamento inoltre colpirebbe un numero molto elevato di
persone contemporaneamente dato che questi sono servizi
condivisi. Anche se i migliori servizi di cloud computing utilizzano
architetture ridondate e personale qualificato al fine di evitare
malfunzionamenti dei sistema e ridurre la probabilità di guasti
visibili dall'utente finale, non eliminano del tutto il problema.
Bisogna anche considerare che tutto si basa sulla possibilità di
avere una connessione Internet ad alta velocità sia in download che
in upload e che anche nel caso di una interruzione della
connessione dovuta al proprio Internet Service Provider/ISP si ha
la completa paralisi delle attività.

26. 4) Difficoltà di migrazione dei dati nel caso di un eventuale cambio
del gestore dei servizi cloud:
o Non esistendo uno standard definito tra i gestori dei servizi un
eventuale cambio di operatore risulta estremamente complesso.
Tutto ciò risulterebbe estremamente dannoso in caso di fallimento
del gestore dei servizi cui ci si è affidati.

27. Un sistema operativo cloud è installato su spazio disco virtuale
remoto, messo a disposizone del client da chi offre e gestisce il
servizio. Il sistema operativo cloud è responsabile della sicura,
efficiente e scalabile gestione delle risorse cloud, permette di
installare direttamente sul server virtuale remoto tutte le
applicazioni del cliente ed usarle come se fossero presenti nel suo
computer, quindi senza bisogno di installarle sul proprio pc.
Questo sistema operativo viene eseguito solo da un browser web
che fornisce l'accesso a una varietà di applicazioni web-based, la
combinazione di un browser con un sistema operativo di base
consente quindi l'utilizzo del cloud computing.
Il SO cloud gestisce il numero dei server e dispositivi hardware e
dei relativi servizi infrastrutturali che compongono il sistema
cloud, dando così all’utente l’impressione che questi interagiscono
attraverso una singola capacità infinita e cloud elastica.

28. Così come il sistema operativo multi-thread definisce il thread
come unità di esecuzione e l’applicazione multi-thread come entità
di gestione che supporta gli strumenti di comunicazione e di
sincronizzazione, anche il sistema operativo cloud multilivello
definisce la VM come unità base di esecuzione e il servizio
virtualizzato multilivello (gruppo di macchine virtuali che
eseguono un servizio a più livelli) come ente di gestione di base a
sostegno dei diversi strumenti di comunicazione e la loro auto-
configurazione al momento dell'avvio. Questo concetto consente di
creare applicazioni scalabili, perché è possibile aggiungere
macchine virtuali quando è necessario.
Singole applicazioni a più livelli sono tutte isolate le une dalle
altre, ma VM individuali nelle stesse applicazioni non possono
condividere una rete di comunicazione e i servizi come e quando
necessario

29. Funzioni
 Gestione delle reti e della capacità di memorizzazione:
orchestrazione di tecnologie di storage, di rete e virtualizzazione
per consentire il posizionamento dinamico dei multi-servizi di
livello sulle infrastrutture distribuite;
 Gestione del ciclo di vita delle VM : corretto svolgimento delle
macchine virtuali assegnando le risorse necessarie al loro
funzionamento e offrendo le funzionalità necessarie per
l'attuazione delle politiche di collocamento;
 Gestione dei Workload Placement: supporto per la definizione
delle politiche di allocazione del carico di lavoro e di risorse in
grado di riconoscere il consolidamento per l'efficienza energetica,
il bilanciamento del carico, affinità-aware, riserva di capacità ...

30.  Gestione delle immagini delle VM: esposizione di meccanismi
generali di trasferire e clonare immagini di macchine virtuali;
 Gestione delle informazioni e della contabilità: fornitura di
indicatori che possono essere utilizzati per diagnosticare il
corretto funzionamento del server e delle macchine virtuali e per
sostenere l'attuazione delle politiche di posizionamento dinamico
di macchine virtuali;
 Gestione della sicurezza: definizione della politica di sicurezza
sugli utenti del sistema, garantendo che le risorse vengano
utilizzate solo da utenti con le autorizzazioni;
 Gestione della capacità di cloud remoto: l'estensione dinamica
delle capacità locali con risorse da parte dei fornitori remoti.

31. Architettura

32. Linux: ideato per il cloud
Linux è la tecnologia naturale per abilitare il cloud computing:
è modulare, è performante, ha una potenza efficiente, viene
modificato in scala, è open source, ed è onnipresente.

33. Architettura
Il kernel Linux supporta un certo grado di componentizzazione che
non ha paragoni tra i sistemi operativi di uso generale.
Configurabile in modo tale che esso può potenziare qualsiasi
dispositivo da un portatile a un supercomputer, il kernel di Linux è
molto adattabile ad ambienti di elaborazione di tutte le forme e
dimensioni. Linux oggi supporta i dispositivi hardware più di
qualsiasi altro sistema operativo nella storia del mondo. Ciò è di
particolare valore per piattaforme cloud scale-out altamente
personalizzabili che sono necessari per l'esecuzione di un insieme
eterogeneo di componenti hardware, creazione di reti e attrezzi di
stoccaggio.
Al di là della compatibilità di base con la natura mista del
contesto, i fornitori di cloud spesso sfruttano la possibilità di
modificare il codice sorgente di Linux, al fine di ottimizzare e
personalizzare il kernel per le loro specifiche esigenze e per
l’hardware.

34. Virtualizzazione
A disposizione di tutti gli utenti Linux c’è una vasta gamma di
tecnologie di virtualizzazione, dai hypervisor che rendono possibile
la virtualizzazione, agli utensili di gestione che consentono alle
risorse virtualizzate di essere introdotte e applicate in modo
efficiente.
Accoppiato con le funzionalità della cosiddetta "live migration", la
virtualizzazione potrebbe essere un ponte importante fra ambienti
locali e cloud basati su hardware. Linux è quindi una piattaforma
di cloud ottimale, come è altrettanto abile nel giocare il ruolo del
sistema operativo host, tramite tecnologie KVM o Xen.

35. Norme
Una delle preoccupazioni più comuni che gli analisti e gli altri
consulenti hanno per i potenziali clienti di cloud è la mancanza di
norme, e la possibilità conseguente di lock-in.
Fortunatamente, i clienti possono sfruttare Linux come una
copertura contro questa possibilità. Le differenze tra le istanze
Linux ospitate in ambienti cloud e quelli ospitati in locale o in un
centro dati, sono in genere più geografici che tecnici.
Grazie alla standardizzazione su carichi di lavoro Linux, i clienti
avranno la possibilità di implementare a livello locale o in remoto
come lo richiedono le circostanze

36. Vantaggi
Linux ha una vasta applicazione; con migliaia di certificati
disponibili e applicazioni ad esso compatibili, gli utenti hanno
molte opzioni per le esigenze del loro carico di lavoro specifico. I
clienti che utilizzano Linux per le loro esigenze locali e centri dati,
saranno in grado di estendere questo vantaggio alle loro
implementazioni basate su cloud.
Per i fornitori di piattaforme, Linux è la scelta più logica; come le
architetture web dalle quali sono generate, le piattaforme di cloud
computing sono spesso composte da molti altri progetti open
source, dai database ai file system per server di applicazioni. In
virtù della sua qualità, ubiquità e la natura open source, Linux è la
prima destinazione di distribuzione scelta per gli sviluppatori di
quanto sopra citato.

37. Linux è il passato del Cloud
Il dominio dot com, oltre ad essere stato famoso per la sua
esuberanza irrazionale, ha visto i primi passi verso il cloud
computing.
Spinti dalla necessità di contenere i costi, molti web startup
evitatavano le più tradizionali architetture di scale-up di un minor
numero di server più potenti e mainframe a favore di architetture
scale-out composte da componenti hardware con il kernel di Linux.
Linux è il presente del Cloud
Il dominio di Linux all'interno dell’attuale generazione di fornitori
del cloud computing consente ad ogni cliente di disporre di Linux
con capacità sia primarie sia di supporto, e questo sta accelerando
l'adozione.

38. Il dominio di Linux all'interno dell’attuale generazione di fornitori del
cloud computing consente ad ogni cliente di disporre di Linux con
capacità sia primarie sia di supporto, e questo sta accelerando l'adozione.
Google ha recentemente lanciato App Engine e prodotto competitivo
EC2 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 Red
Hat Enterprise MRG Grid e Amazon EC2. Altre distribuzioni Linux che
lavorano 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 di
IBM con Amazon, dove IBM DB2 Express-C 9.5, Informix Dynamic
Server Developer Edition 11.5, WebSphere Portal Server e Lotus Web
Content Management Standard Edition e WebSphere sMash sono i
prodotti che i clienti possono utilizzare nel EC2.
Linux sta giocando un ruolo importante nella stragrande maggioranza
degli ambienti cloud.

39. Linux è il futuro del Cloud
Linux è stato il componente principale dell’alimentazione della
prima generazione di aziende web. Queste imprese non avrebbero
potuto essere costruite senza un costo basso e senza un software
flessibile di base come Linux. Windows, nel frattempo, non è stato
un mezzo importante per ragioni che vanno dai costi di licenza alle
limitazioni tecnologiche.
La seconda ondata di business online, caratterizzata da Google e
Amazon, migliorerà la vita digitale dei consumatori in esecuzione
in più dispositivi, la gestione delle interruzioni off-line,
migliorando l'interfaccia del browser, facilitando mashup tra i
diversi servizi scelti dall'utente, e una miriade di altre questioni
che stanno iniziando a intravedersi.
Questa flessibilità e utilità, basate su Linux, va ora spingendo la
nuvola in piccole e grandi imprese di tutto il mondo.