Metodi e tecniche di auto-scaling nelle piattaforme Cloud

Le tecnologie di Cloud computing sono sempre più diffuse per lo sviluppo di servizi informatici. I servizi Cloud sono offerti in diverse tipologie, tra le quali le principali sono: Infrastructure as a Service (IaaS), Platform as a Service (PaaS), e Software as a Service (SaaS). Uno dei motivi che favoriscono il successo delle piattaforme Cloud è la possibilità di utilizzare (e quindi pagare) solamente le risorse che servono. Aspetti importanti riguardano: l'utilizzo efficace ed efficiente delle piattaforme, ossia elevata Quality of Service (QoS), coniugata con buona efficienza energetica, senza spreco di risorse (ovvero soddisfazione dei requisiti dell'utente coniugata con una gestione efficiente ed energy-aware del sistema), sicurezza e riservatezza dei dati. Approcci interessanti per affrontare tali problematiche sono: Cloud ibride, metodologie per ottimizzare il placement delle macchine virtuali, tecniche di auto-scaling. In questo Rapporto Tecnico sono presentati in particolare metodi e tecniche di auto-scaling. Le applicazioni che utilizzano risorse Cloud si aspettano che la QoS sia garantita in accordo con il contratto, ad esempio di tipo Service Level Agreement (SLA), stipulato tra l'utente e il fornitore del servizio. In tale contesto, i meccanismi di auto-scaling hanno l'obiettivo di assicurare alle applicazioni la QoS stabilita facendo allo stesso tempo un uso efficiente delle risorse e mantenendo i costi di gestione bassi sia per l'utente finale che per il fornitore di servizi. A tale scopo vengono aggiunte o rimosse dinamicamente e in modo il più possibile automatico risorse, in base alle esigenze variabili nel tempo dell'applicazione e all'utilizzo globale del sistema. Nella prima parte sono introdotte le tecniche di auto-scaling in generale, esaminando brevemente lo stato dell'arte e i principali problemi aperti. Sono quindi passate in rassegna le principali tipologie di auto-scaling (ad es. reattivo/proattivo, orizzontale/verticale), in relazione al tipo di utilizzo dei servizi Cloud. Inoltre viene evidenziato come tecniche di auto-scaling efficaci consentano di ottenere elevati livelli di QoS, buon bilanciamento del carico e significativi risparmi energetici (Geen computing). Nella seconda parte sono presentati i meccanismi di auto-scaling utilizzati in alcune delle principali piattaforme commerciali. Inoltre sono esaminate le problematiche di auto-scaling nei sistemi Cloud che forniscono servizi di calcolo ad elevate prestazioni, ad esempio per analisi di Big Data, basati sull'utilizzo di architetture specializzate quali le GPU.