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 2

2 - DEFINIZIONI 4

3 - Bilancio Funzione Difesa - Considerazioni 5

4 - Cloud Computing – Analisi Economica 7

5 - Cloud Computing: ripercussioni su “vision organizzativa” Difesa 2011 – 2013 13

1 - 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 ,

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 Situazione attuale

• Incrementi e riduzioni di capacità

elaborative in termini “quasi” istantanei

• Maggiore prontezza di risposta alle

esigenze con carattere “Urgente”

• 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.

• Elevata scalabilità dei servizi/sistemi.

• Situazione attuale appesantita dalla

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

(2010 - 2015), 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) / 2010 – 2015

Risparmio Spese IT per capitale (IT CapEx) 7.377

Risparmio Spese IT operative (IT OpEx) in termini

di impiego-fulltime / produttività( FTE /

Productivity)

4.431

Risparmio Spese IT operative (IT OpEx) in termini

di potenza impegnata e sistemi di raffreddamento

( FTE / Productivity)

3.670

Risparmio Totale Netto Dei Costi IT (€ mil) 15.478

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 2010-2015 risulta pari a 150.8 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 2010-2015, 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).

4

Fig 3 - Benefici economici complessivi apportati dalla tecnologia cloud e risparmio totale netto dei costi IT per private

cloud nell’arco temporale 2010-2015.

2 - 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.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

2010-2015

Risparmio Costi IT

Private Cloud

Benefici Economici

Complessivi

Miliardi

di €

0,18 % PIL

1,76 % PIL

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 2006 – 2011, che può così riassumersi nella

seguente tabella:

Percentuale del PIL destinata alla Funzione DIFESA (Marina,

Aereonautica, Esercito) Anno

Variazione %

annua a valori

costanti 2006 % in M€ a valori

costanti 2006

0,815% € 12.106,70 2006

0,935% € 14.207,30 2007 17,4%

0,983% € 14.897,50 2008 4,9%

0,943% € 13.767,70 2009 -7,6%

0,919% € 13.522,10 2010 -1,8%

0,894% € 13.352,70 2011 -1,3%

Variazione % media annua a valori costanti 2006 -1,4%

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 2006.

6

Fig 5 - Percentuale PIL destinata alla Funzione DIFESA (Marina, Aereonautica, Esercito) - 2006-2011

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 - 13 - “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.

0,000%

0,200%

0,400%

0,600%

0,800%

1,000%

1,200%

2006 2007 2008 2009 2010 2011

Percentuale PIL destinata alla Funzione DIFESA

(Marina, Aereonautica, Esercito) - 2006-2011

Percentuale PIL destinata

alla Funzione DIFESA

(Marina, Aereonautica,

Esercito)

Curva di tendenza di tipo

Polinomiale di ordine 2

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

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.

9

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 : (500 + 100)/2 = 300 server,

cosicché il costo giornaliero medio risulta pari a 300*24 = 7.200 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 = 12.000 server-ora (cfr. Fig. 7), il

che significa amplificare il costo giornaliero medio di un fattore 1.7 (fattore di amplificazione di spesa: 12.000/7.200

= 1.7).

# di

server

Arco temporale (ore) Costo (server-ora) per far

fronte alla relativa domanda

Domanda di risorse

picco

500 24 12000

Domanda di risorse

media

300 24 7200

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:

���� � �� �⋯����

0

100

200

300

400

500

1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Ris

ors

e (

# d

i se

rve

r)

Tempo (ore)

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 2010-2012)

2. ed una seconda fase operativa/mantenimento, della durata di 10 anni (FY 2013-2022)

considerando una infrastruttura IT da migrare costituita da 1000 server senza alcuna virtualizzazione (situazione di

Status Quo - SQ).

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 Status Quo: 1000 Server

(ambiente non virtualizzato)

Scenario Private Cloud

Costi fase investimento

(FY 2010 - 2012)

(Budget Year 2009 M$) $0,0 $7,0

Costi O&S (FY 2010 -

2012) (Budget Year

2009 M$)

$77,3 $31,1

Costo totale per ciclo di

vita (LCC – Life-Cycle

Cost) (Budget Year

2009 M$)

$77,3 $38,1

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 �1 − ��.���.�� ∗ 100 ≅ 60% della spesa in ambiente SQ,

2. una notevole riduzione di costo totale per ciclo di vita (LCC) pari a �1 − �!.���.�� ∗ 100 ≅ 49% 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:

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 18-24 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 4 anni

Un rapporto benefici – costi decisamente superiore

all’unità 6

Fig. 11 – Vantaggi Scenario Private Cloud.

13

5 - Cloud Computing: ripercussioni su “vision organizzativa” Difesa 2011 – 2013

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))

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”).

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 - 13 - “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 - 13 - “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 8500.2 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.

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 - 13 - “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 - 13 - “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

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) -

http://www.google.it/url?sa=t&source=web&cd=1&sqi=2&ved=0CCEQFjAA&url=http%3A%2F%2Fciteseerx.is

t.psu.edu%2Fviewdoc%2Fdownload%3Fdoi%3D10.1.1.102.7562%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 :

$ � 10%&20()*$++,-

� 10 ∗2./ ∗ 8)*$+

20 ∗ 21/ )*$++,-≅ 4 ∗ 102+,-

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.

(a)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

60 70 80 90 100

Tempo di

Trasferimento

(giorni)

bit rate di trasferimento (Mbits/sec)

0,500 TB

1,000 TB

10 TB

18

(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.

0

2

4

6

8

10

12

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Tempo di

Trasferimento

(giorni)

bit rate di trasferimento (Mbits/sec

0,500 TB

1,000 TB

19

Opere citate

1. Programma d'informatizzazione della FA -

http://www.esercito.difesa.it/Equipaggiamenti/armi_materiali_mezzi/Mezzi/Delle%20Trasmissioni%20(Sistemi%20C

4I)/Reti%20e%20Informatica/Pagine/ProgrammadinformatizzazionedellaFA.aspx#. [Online]

2. D.Lgs 30. Dic 2010.

3. Kundra, Vivek. (U.S. Chief Information Officier) - Federal Cloud Computing Strategy. 8 febbraio 2011 .

4. “THE CLOUD DIVIDEND” - Center for Economics and business Research. Dicembre 2010.

5. 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 2011.

8. Pizzetti, Francesco. Garante per la Protezione dei Dati Personali - http://saperi.forumpa.it/relazione/cloud-

computing-sicurezza-e-privacy.

9. Communications of the ACM - Association for Computing Machinery | vol. 53 | no. 4. april 2010.

10. Fontana, Mario. Senior Architect Evangelist Microsoft Italia - http://blogs.msdn.com/mariofontana. [Online]

11. Rangan, K. The Cloud Wars: $100+ Billion at Stake, Tech. Rep. Merrill Lynch. Maggio 2008.

12. Siegele, L. Let It Rise: A special report on corporate IT,The Economist. Ottobre 2008.

13. T. Alford, G. Morton. “The Economics of Cloud Computing – Addressing the Benefits of Infrastructure in the

Cloud”. s.l. : Booz|Allen|Hamilton, 2010.

14. 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

http://www.gartner.com.exproxy.umuc.edu/resources/153500/156742/Vitrualization_impact_on_x86_156742.pdf.

16. Randhir. Re: Server Virtualization. 2009, July 8.

17. RACE. Rapid Access Computing Environment.

18. DISA. Defence Information System Agency.

19. IANewsletter. Volume 13 N° 2 – 2010 - http://iac.dtic.mil/iatac.

20. Xuehai Zhang, Katarzyna Keahey, Ian Foster, Timothy Freeman. Virtual Cluster Workspaces for Grid

Applications. [Online]

21. www.siptrunk.org. [Online]