Scalabilità del cloud
Cos’è la scalabilità del cloud?
La scalabilità del cloud è un’infrastruttura dati flessibile e affidabile, in grado di scalare in orizzontale o in verticale in termini di quantità di dati, numero di applicazioni e tipi di posizioni per supportare l’evoluzione delle esigenze e degli obiettivi aziendali.
Perché il cloud è scalabile?
La scalabilità del cloud supera molti dei limiti dello storage dati legacy fornendo un’infrastruttura dati unificatrice con diversi vantaggi importanti:
· Scalabilità efficiente: le risorse vengono allocate e riallocate in modo rapido e semplice in risposta al cambiamento delle esigenze
· riparazione automatica: la replica automatica dei dati archivia copie speculari e ridondanti di tutti i dati in diverse macchine e posizioni affinché le applicazioni continuino a funzionare anche in caso di guasto di un disco
· bilanciamento del carico: il bilanciamento automatico del carico distribuisce i carichi di lavoro nell’intero sistema, migliorando l’affidabilità e la disponibilità complessive delle risorse
· accesso aperto: diversi tool specializzati con API differenti possono accedere agli stessi dati contemporaneamente
· versatilità: i dati possono essere archiviati come file, oggetti, flussi di eventi, tabelle e altro ancora, tutto all’interno dello stesso sistema.
Quali sono i vantaggi della scalabilità del cloud?
Un sistema in grado di scalare in modo efficiente, vale a dire con una reale scalabilità, può incrementare e ridurre il numero e la varietà di dati, applicazioni, macchine e posizioni al suo interno. La vera scalabilità del cloud è:
· Flessibile: esegue un’ampia gamma di funzioni con diversi tool e applicazioni, tutti sullo stesso sistema.
· Variabile: si adatta al cambiamento della domanda e dei requisiti senza necessità di riprogettazione, attraverso l’espansione o la riduzione della capacità.
· Affidabile: continua a funzionare senza interruzioni anche in seguito a guasti dell’hardware o picchi di traffico.
· Efficiente: consente a un unico team IT di supportare diversi progetti e sistemi con la stessa struttura dati sottostante.
· Semplice: semplifica i carichi di lavoro e l’architettura per prestazioni superiori e un sistema a costi contenuti predisposto per il futuro.
Quando si dovrebbe sfruttare la scalabilità del cloud?
I sistemi su larga scala comportano complicazioni e le grandi organizzazioni hanno la chiara tendenza a generare più sistemi indipendenti, progettati per scopi diversi in luoghi diversi. Le persone si concentrano naturalmente sui problemi che si trovano di fronte, ma in questo modo le diverse problematiche portano a molteplici soluzioni scollegate tra loro. I sistemi aziendali diventano inutilmente complessi e ingombranti, con silo di dati e risorse sprecate.
Quando l’organizzazione si espande fino a comprendere molteplici sistemi in più sedi e inizia a generare maggiori volumi di dati di diverso tipo, è utile fare un passo indietro e valutare l’infrastruttura IT per accertarsi di disporre di un sistema efficace e a costi contenuti per le esigenze attuali, ma anche in grado di adattarsi ai cambiamenti.
Il passo successivo potrebbe includere l’aumento delle dimensioni, ma anche l’introduzione di nuovi processi aziendali o tecnologie come il machine learning o l’intelligenza artificiale. Un sistema scalabile in modo efficiente può adattarsi a questi cambiamenti senza problemi, evitando i downtime e le riprogettazioni radicali.
Come si raggiunge la scalabilità del cloud?
I dati sono il filo conduttore di ogni processo aziendale. Sono il principio unificatore e organizzativo che lega tutti gli elementi. Implementando un livello dati comune e coerente quale dorsale di un sistema scalabile è possibile integrare e semplificare le operazioni dall’edge al cloud.
La creazione di un sistema con una reale scalabilità, vale a dire non solo in grado di archiviare una quantità maggiore di dati, ma anche di supportare un’ampia gamma di diversi tipi di dati, applicazioni, posizioni, hardware e utenti, ha inizio con una strategia per i dati completa che vada oltre i singoli progetti per includere l’intera organizzazione. L’eliminazione dei silo di dati rende questi ultimi disponibili per l’uso da parte di diversi gruppi, mentre la garanzia che possano essere riutilizzati contribuisce a eliminarne gli sprechi.
Il passo successivo è l’adozione di un’infrastruttura dati unificatrice che sia non solo efficiente per le esigenze immediate, ma anche flessibile per consentire di crescere e adattarsi ai cambiamenti, che si tratti dell’aggiunta di nuovi prodotti, dell’espansione a nuove sedi, di upgrade o sostituzione dell’hardware o dell’introduzione di nuovi tool e processi. Un’architettura dati unificata come HPE Ezmeral Data Fabric fornisce un livello dati comune tra diverse applicazioni e nell’intera organizzazione.
Qual è l’importanza della scalabilità del cloud nell’infrastruttura IT moderna?
La scalabilità del cloud è di fondamentale importanza. Può essere ottenuta attraverso la virtualizzazione e consente alle aziende di scalare le risorse e le prestazioni in base alle loro esigenze. Le ragioni principali che spiegano l’importanza della scalabilità del cloud nell’infrastruttura IT moderna sono le seguenti:
La stabilità del cloud facilita la scalabilità verticale delle risorse da parte delle aziende in base alla domanda, in linea con i carichi di lavoro dinamici. Consente inoltre di scalare in orizzontale le risorse durante le ore in cui la domanda è bassa per ottimizzare l’utilizzo delle risorse. Con la scalabilità dinamica, le organizzazioni possono evitare i costi aggiuntivi e pagare solo per le risorse utilizzate.
Gli ambienti cloud scalabili offrono prestazioni elevate regolando le risorse durante le ore di punta e l’aumento dei carichi di lavoro, garantendo la disponibilità in ogni momento e interruzioni minime del servizio. I provider di servizi cloud dispongono di data center in diverse regioni, consentendo alle organizzazioni di distribuire le applicazioni e i servizi più vicino ai destinatari. In questo modo si ottengono tempi di risposta rapidi, accesso con bassa latenza e una migliore esperienza utente. Si accelera inoltre lo sviluppo di nuovi prodotti e servizi, riducendo il time to market, consentendo alle aziende di innovare rapidamente e riducendo i cicli di sviluppo.
La scalabilità nel cloud garantisce un disaster recovery veloce e la continuità operativa. Ad esempio, i provider di cloud offrono data center distribuiti e backup automatizzati, oltre a implementare tecniche di replica per garantire la ridondanza dei dati e la resilienza. Durante periodi di imprevedibilità come il guasto di un sistema o un’emergenza, le aziende possono scalare le risorse in verticale in altre regioni per ridurre le interruzioni e supportare le operazioni. La capacità di scalare le risorse on demand consente alle organizzazioni di analizzare ed elaborare i dati per acquisire informazioni significative e prendere decisioni.
Cos’è la scalabilità nel cloud?
La scalabilità nel cloud computing consente alle aziende di scalare le risorse di elaborazione in verticale e orizzontale in base ai requisiti, garantendo interruzioni minime dell’infrastruttura.
- Scalabilità ed elasticità nel cloud: la scalabilità può essere definita come la capacità del cloud di gestire i carichi di lavoro aumentando o riducendo le risorse in base alla domanda. È di due tipi: orizzontale e verticale. La scalabilità verticale include l’aggiunta di maggiore potenza alle risorse attuali, mentre la scalabilità orizzontale prevede l’incremento delle risorse per dividere il carico.
L’elasticità del cloud è il passaggio successivo della scalabilità e consente all’ambiente di scalare automaticamente le risorse in orizzontale e verticale in base alla domanda. Garantisce l’allocazione delle risorse on demand, con prestazioni elevate e migliorando l’efficienza dei costi.
- Scalabilità orizzontale e verticale: la scalabilità orizzontale comporta l’aggiunta di risorse simili per la gestione del carico di lavoro. Ad esempio, se un’applicazione viene eseguita su un server dedicato, il carico di lavoro aumenta. La scalabilità orizzontale consente di incrementare il numero di server per distribuire il carico aggiuntivo. Per ottenere la scalabilità orizzontale vengono utilizzati processi come il bilanciamento del carico, l’elaborazione distribuita e il clustering.
La scalabilità verticale aumenta la capacità delle risorse ottimizzandone le prestazioni. Ad esempio, se una macchina virtuale necessita di maggiore potenza di elaborazione, la scalabilità facilità l’aggiunta di CPU, storage o memoria a quella specifica macchina.
- Fattori chiave che influenzano la scalabilità del cloud:
- L’architettura cloud deve prevedere la possibilità di suddividere i carichi di lavoro tra diverse forze per gestire i picchi di traffico e scalare le risorse in base alle necessità.
- Il provisioning del servizio e la gestione dei carichi di lavoro automatizzati si fanno carico delle esigenze dinamiche e garantiscono l’utilizzo ottimale delle risorse.
- Con il monitoraggio in tempo reale, è possibile individuare le vulnerabilità, i modelli di utilizzo delle risorse e qualsiasi altra problematica di scalabilità.
- È essenziale scegliere i provider di servizi cloud che forniscono infrastruttura affidabile, allocazione flessibile delle risorse e data center distribuiti.
Come progettare la scalabilità nel cloud?
Durante la progettazione della scalabilità del cloud è fondamentale concentrarsi sulle seguenti considerazioni.
Considerazioni sull’architettura per la scalabilità:
- Sistema distribuito: un’architettura di sistema distribuita è essenziale per ottenere la scalabilità nel cloud. La suddivisione dei carichi di lavoro tra i server previene i potenziali ostacoli e guasti, oltre a facilitare l’elaborazione parallela. Per sfruttare la potenza di componenti modulari e “loosely coupled”, la SOA (service-oriented architecture) consente di scalare le singole risorse. Inoltre, i microservizi suddividono le applicazioni in servizi indipendenti e supportano la scalabilità individuale.
- Bilanciamento del carico: gli algoritmi di bilanciamento del carico distribuiscono le richieste in arrivo tra le risorse accessibili regolando i volumi di traffico. Per le aziende con una presenza globale, il bilanciamento completo del carico garantisce che le richieste in arrivo vengano trasferite alle risorse disponibili più vicine per ridurre la latenza e offrire un’esperienza utente senza problemi.
- Fault tolerance e ridondanza: la replica di dati e servizi riduce i guasti e, nel caso in cui si verificassero, contribuisce a un ripristino rapido per ridurre il downtime e garantire la continuità. I failover automatizzati consentono di passare automaticamente alle risorse ridondanti.
Quali sono i modelli e le tecniche di scalabilità?
I modelli e le tecniche di scalabilità consentono alle aziende di soddisfare la domanda sempre crescente di applicazioni per garantire prestazioni ottimali.
- Scalabilità verticale e orizzontale: per scalabilità verticale si intende l’incremento della capacità delle singole risorse, ad esempio aumentando lo storage e la memoria per gestire i carichi di lavoro. La scalabilità orizzontale prevede, invece, l’aggiunta di ulteriori risorse, ad esempio istanze o server, per separare il carico di lavoro tra diversi asset con l’aiuto di tecniche di bilanciamento del carico.
- Architetture stateless e stateful: in un’architettura stateless, le richieste del cliente sono indipendenti e autosufficienti e non dipendono dalle richieste precedenti. Le informazioni relative alla sessione non vengono archiviate sul server. Tutte le richieste sono distribuite tra diversi server, eliminando la necessità di uno stato condiviso della sessione.
In un’architettura stateful, le informazioni relative alla sessione vengono memorizzate sul server e richiedono la sincronizzazione e il coordinamento della rete. L’architettura stateful è necessaria per le applicazioni che dipendono dai dati della sessione e garantisce scalabilità e fault tolerance.
- Caching e content delivery network (CDN): il caching archivia i dati in posizioni più vicine alla posizione del client. Attraverso il caching del contenuto statico, le aziende possono ridurre al minimo il carico sul backend e ottimizzare le prestazioni.
Le CDN sono reti di server distribuite che memorizzano nella cache e distribuiscono i contenuti agli utenti in base a dove si trovano. Alcuni di vantaggi delle CDN includono il miglioramento della scalabilità, l’ottimizzazione della delivery dei contenuti, la riduzione della congestione della rete e la semplificazione dell’esperienza utente.
Quali sono le strategie di gestione dei dati per le applicazioni cloud scalabili?
Le seguenti strategie di gestione dei dati per le applicazioni cloud funzionano in modo efficiente per garantire la distribuzione efficace dei dati, la disponibilità elevata, prestazioni ottimali e fault tolerance.
- Sharding e partizionamento: per sharding si intende il partizionamento di un database in orizzontale suddividendo i dati tra nodi o “shard”. Ogni shard include un sottoinsieme di dati e ogni nodo gestisce uno shard specifico. Questa strategia garantisce l’elaborazione parallela, ottimizzando le prestazioni e supportando una distribuzione efficace dei dati. Lo sharding viene utilizzato per grandi volumi di dati ed esigenze di throughput elevato di scrittura/lettura.
Il partizionamento si riferisce alla suddivisione di una tabella di database in piccoli blocchi gestibili in base a specifici criteri, come un elenco, un hash o un intervallo. Tutte le partizioni vengono archiviate singolarmente su un dispositivo di storage separato. Questo riduce i conflitti e migliora le prestazioni delle query per aumentare la scalabilità.
- Replica e coerenza: la replica crea più copie dei dati tra diversi nodi per offrire disponibilità elevata. È possibile accedere ai dati dai nodi replicati in caso di guasto a un nodo o a una regione. Esistono due tipi di repliche, sincrona e asincrona, che variano in base a parametri come la latenza e la durabilità.
Le aziende devono scegliere il modello di coerenza più adatto in linea con i requisiti dell’applicazione. Sono previste due tecniche: “eventual consistency”, o coerenza finale, e “strong consistency”, o coerenza solida. L’eventual consistency è utile per le incoerenze temporanee tra le repliche. La strong consistency, invece, garantisce la coerenza immediata.
- Opzioni di scalabilità del database: la scalabilità verticale incrementa le risorse in un unico servizio di database, ottimizzando memoria, storage e CPU. Gestisce i carichi di lavoro elevati in un singolo server. La scalabilità orizzontale prevede l’aggiunta di nodi, server o istanze di database per distribuire il carico di lavoro durante le ore con traffico elevato.
Quali sono i tool e le tecnologie per la scalabilità del cloud?
I tool e le tecnologie per la scalabilità del cloud offrono flessibilità, automazione delle risorse e ottimizzazione, consentendo alle aziende di scalare le applicazioni.
- Virtualizzazione e containerizzazione: la virtualizzazione si riferisce alla creazione di istanze virtuali di risorse quali server, reti e sistemi operativi su una macchina dedicata. Garantisce l’uso efficiente delle risorse eseguendo più macchine virtuali sul server dedicato. Assegna le risorse in modo dinamico alle macchine virtuali in base alla domanda e fornisce l’isolamento tra le applicazioni.
La containerizzazione consente la creazione di pacchetti di applicazioni con le relative dipendenze in container leggeri che possono essere trasportati facilmente. Offre un ambiente di runtime isolato che garantisce una facile distribuzione tra diversi sistemi di elaborazione.
- Tool di orchestrazione: Kubernetes è un tool di orchestrazione dei container open source che consente di controllare le applicazioni containerizzate. Offre funzionalità avanzate come il bilanciamento automatico del carico e la scansione orizzontale dei container in base all’utilizzo delle risorse. Kubernetes semplifica la gestione di architetture delle applicazioni complesse, facilitando in questo modo la scalabilità.
- Servizi di scalabilità automatica e bilanciamento del carico: la scalabilità automatica modifica le risorse assegnate a un’applicazione in base a specifiche metriche o policy. Le risorse vengono scalate in verticale o orizzontale per soddisfare diverse esigenze, garantendo la loro ottimizzazione e prestazioni elevate durante le ore di punta. Il bilanciamento del carico gestisce il traffico di rete in entrata tra diversi server per evitare un carico di lavoro eccessivo e garantire l’uso ottimale delle risorse.
- Elaborazione serverless: l’elaborazione serverless facilita l’esecuzione del codice senza gestire i servizi. Isola l’infrastruttura fondamentale e scala l’ambiente di esecuzione in base alle richieste in entrata. Garantisce la scalabilità granulare assegnando le risorse in modo dinamico.
Quali sono le best practice per ottenere la scalabilità del cloud?
Implementando le best practice per la scalabilità del cloud, le imprese possono ottenere resilienza, flessibilità ed efficienza necessarie per scalare le applicazioni. Tra le best practice figurano:
- Pianificazione della scalabilità fin dall’inizio: inserisce importanti considerazioni sulla scalabilità (flessibilità, scalabilità orizzontale e fault tolerance) durante la fase di progettazione. Le applicazioni devono disporre di un’architettura modulare e disaccoppiata per consentire l’assegnazione granulare delle risorse.
- Monitoraggio e ottimizzazione delle prestazioni: analizza e monitora le metriche e gli indicatori chiave delle prestazioni per individuare vulnerabilità o problematiche. Quindi, ottimizza le prestazioni dell’applicazione migliorando le query dei database, mettendo a punto le configurazioni e incorporando strategie di caching.
- Scalabilità in base alla domanda e ai modelli di utilizzo: la scalabilità automatica assegna le risorse in modo dinamico in base alle necessità. La scalabilità predittiva è un’altra opzione che consente di sfruttare la scalabilità automatica con l’aiuto di dati storici.
- Continuous integration e deployment (CI/CD) per la scalabilità: l’approccio CI/CD consente di integrare funzionalità e ottimizzazioni, facilitando l’accelerazione di iterazioni e miglioramenti.
Quali sono le problematiche e i limiti della scalabilità del cloud?
Per garantire il successo, le aziende devono superare le problematiche e i limiti associati alla scalabilità del cloud.
- Le implicazioni in termini di costi della scalabilità nel cloud: il provisioning di ulteriori risorse per gestire i carichi di lavoro può comportare costi elevati, soprattutto in caso di overprovisioning o underprovisioning. Il trasferimento dei dati tra diversi server può far aumentare i costi, in particolare quando si sceglie la scalabilità orizzontale.
- Potenziali colli di bottiglia delle prestazioni: scalare tra diverse aree geografiche può comportare tempi di risposta più lunghi, con conseguenze sulla latenza di rete e l’esperienza dell’utente. Utilizza le CDN o l’edge computing per ridurre la latenza di rete. Scalare applicazioni complesse in termini di dipendenze o elaborazione è difficile. Analizza l’architettura dell’applicazione e risolvi tutte le vulnerabilità durante le fasi iniziali.
- Considerazioni sulla sicurezza e sulla privacy dei dati: mentre scali l’infrastruttura, proteggi la privacy delle informazioni sensibili utilizzando protocolli di comunicazione sicuri e crittografia. È inoltre fondamentale garantire la compliance con le normative in materia di privacy, archiviazione e accesso.
HPE e la scalabilità del cloud
La piattaforma edge to cloud HPE GreenLake rappresenta una delle offerte on-premise più complete del settore di servizi cloud sicuri e scalabili. HPE GreenLake consente alle aziende di trasformare e modernizzare i carichi di lavoro per il funzionamento nel cloud, ottimizzare e proteggere le applicazioni dall’edge al cloud, così come garantire l’accesso tempestivo a tutti i tipi di dati, indipendentemente dall’origine o dalla posizione.
HPE GreenLake Lighthouse mette a disposizione diversi servizi cloud on demand, senza complessità di configurazione. La sua infrastruttura cloud native sicura elimina la necessità di ordinare e attendere nuove configurazioni. I servizi cloud ottimizzati possono essere operativi da qualsiasi luogo in pochi minuti.
HPE Ezmeral Data Fabric è una soluzione altamente scalabile e interamente software-defined che fornisce storage, gestione e spostamento dei dati all’edge, on-premise o nel cloud. È indipendente dall’hardware e consente un’enorme flessibilità per i sistemi che possono utilizzarla. Inoltre, archivia i dati in diverse forme: come file, oggetti, flussi di eventi e tabelle, che fanno parte dello stesso sistema, con la stessa gestione e sicurezza. Questo vantaggio unifica il sistema conferendogli una reale scalabilità.