Infrastructure-as-a-Service, di solito indicata semplicemente come "IaaS", è una forma di cloud computing che mette a disposizione degli utenti risorse fondamentali di calcolo, rete e storage, on-demand, tramite internet e con modalità di pagamento PAYG (pay-as-you-go, ossia pagamento a consumo). Una soluzione IaaS consente agli utenti finali di aumentare e ridurre le risorse in base alle necessità, con una minore esigenza di elevate spese anticipate in conto capitale o di "detenere la proprietà" di un'infrastruttura non necessaria, soprattutto nel caso di carichi di lavoro "con picchi". Diversamente da soluzioni PaaS e SaaS (e anche da modelli di elaborazione più recenti quali container e sistemi serverless), la soluzione IaaS fornisce un livello di controllo dettagliato delle risorse nel cloud.

La soluzione IaaS è emersa come modello popolare di elaborazione agli inizi del 2010 e, da quel momento, è diventata il modello di astrazione standard per molti tipi di carichi di lavoro. Tuttavia, con l'avvento delle nuove tecnologie, come ad esempio i container e la modalità serverless e l'ascesa correlata del modello di applicazione dei microservizi, la soluzione IaaS rimane fondamentale, ma si trova a fronteggiare una concorrenza senza precedenti.

Nel video che segue, Bradley Knapp analizza dettagliatamente le basi di una soluzione IaaS:

Una soluzione IaaS è costituita da una raccolta di risorse fisiche e virtualizzate che forniscono agli utenti i blocchi costituenti di base per l'esecuzione delle applicazioni e dei carichi di lavoro nel cloud:

Data center fisici. I provider di IaaS solitamente gestiscono grandi data center, tipicamente in tutto il mondo, contenenti le macchine fisiche necessarie per supportare i vari livelli di astrazione e che vengono messe a disposizione degli utenti finali sul Web. Nella maggior parte dei modelli IaaS, gli utenti finali non interagiscono direttamente con l'infrastruttura fisica, che viene fornita loro come servizio.

Elaborazione. Il modello IaaS è tipicamente inteso come insieme di risorse di elaborazione virtualizzate, quindi, ai fini di questo articolo, definiremo l'elaborazione IaaS come una macchina virtuale. I provider gestiscono gli hypervisor e gli utenti finali possono quindi eseguire in modo programmatico il provisioning di "istanze" virtuali con le quantità desiderate di elaborazione e memoria (e talvolta storage). La maggior parte dei provider offrono sia CPU che GPU per diversi tipi di carichi di lavoro. Il cloud computing viene inoltre di solito abbinato a servizi di supporto, quali il dimensionamento automatico e il bilanciamento del carico che forniscono le caratteristiche di scalabilità e prestazioni che rendono il cloud particolarmente attraente.

Rete. La Rete nel cloud è una forma di SDN (Software Defined Networking) in cui l'hardware tradizionale per la connessione di rete, ad esempio router e switch, è reso disponibile in modo programmatico, di solito tramite API. Casi d'uso più avanzati di connessione di rete implicano la costruzione di regioni multi-zona e cloud privati virtuali, di cui si discuterà più dettagliatamente in seguito.

Storage. I tre tipi principali di storage su cloud sono lo storage a blocchi, lo storage di file e lo storage di oggetti. Lo storage a blocchi e di file sono tipi di storage comuni nei data center tradizionali, ma spesso possono incontrare difficoltà con la scalabilità, le prestazioni e le caratteristiche distribuite del cloud. Perciò, dei tre, lo storage di oggetti è diventato il tipo più comune di storage nel cloud, poiché è estremamente distribuito (e pertanto resiliente), utilizza efficacemente l'hardware commerciale, ai dati si può facilmente accedere tramite HTTP e la scalabilità non solo è sostanzialmente illimitata, ma le prestazioni si ridimensionano in modo lineare man mano che il cluster cresce.  

Il modello BMaaS fornisce un livello di controllo ancora più dettagliato rispetto al tradizionale IaaS. In un ambiente BMaaS, il provisioning delle risorse viene ancora effettuato on-demand, esse sono rese disponibili su Internet e per la fatturazione si adotta una modalità pay-as-you-go (di solito con incrementi mensili o orari).

A differenza del tradizionale modello IaaS, BMaaS non fornisce agli utenti finali risorse di calcolo, rete e storage già virtualizzate; invece, dà accesso diretto all'hardware sottostante. Questo livello di accesso offre agli utenti finali il quasi totale controllo delle loro specifiche hardware. Dal momento che l'hardware non è virtualizzato né di supporto a più macchine virtuali, offre anche all'utente finale la massima quantità di prestazioni potenziali, qualcosa che ha un valore significativo per casi d'uso quali HPC e GPU computing, database ad alte prestazioni, carichi di lavoro di analytics e altro ancora.

Per utenti finali che hanno familiarità con le operazioni nei data center tradizionali, gli ambienti BMaaS verranno anche percepiti come i più familiari e quelli più in grado di associarsi ai modelli di architettura dei carichi di lavoro esistenti.

Tuttavia, questi vantaggi possono essere ottenuti anche a spese dei benefici derivanti da modelli IaaS tradizionali, vale a dire sulla capacità di effettuare davvero rapidamente il provisioning ed espandere le risorse semplicemente facendo copie di istanze e bilanciando il carico tra esse.

Quando si tratta di BMaaS rispetto a IaaS, un modello non è superiore all'altro, si riduce tutto a quale modello supporti meglio lo specifico caso di utilizzo o carico di lavoro.

Per promuovere una maggiore disponibilità e resilienza delle risorse, la maggior parte dei provider cloud oggi offrono una gerarchia relativa a come i carichi di lavoro si associano all'infrastruttura fisica e virtuale oltre che all'area geografica.

Come esempio, IBM Cloud ha zone di disponibilità e regioni. Questi due termini sono definiti come segue:

• Regione IBM Cloud: una regione è un gruppo geograficamente e fisicamente separato di una o più zone di disponibilità con infrastrutture elettriche e di rete indipendenti, isolato da altre regioni. Le regioni sono progettate per rimuovere i singoli punti di errore condivisi con altre regioni e garantire bassa latenza inter-zona all'interno della regione.
  
  
• Zona di disponibilità IBM Cloud: una zona di disponibilità è una ubicazione logicamente e fisicamente isolata all'interno di una regione IBM Cloud, con infrastrutture indipendenti di alimentazione, raffreddamento e rete, isolata da altre zone. In questo modo si rafforza la tolleranza d'errore evitando singoli punti di errore e garantendo altresì larghezza di banda elevata e bassa latenza inter-zona all'interno di una regione.

Leggi ulteriori informazioni su regioni e zone sul blog IBM Cloud.

Per molti utenti finali, in particolare aziende con dati sensibili o rigidi requisiti di conformità, è auspicabile una maggiore protezione e privacy all'interno di un cloud pubblico. Un VPC (Virtual Private Cloud) può rappresentare un modo per creare isolamento ulteriore delle risorse dell'infrastruttura cloud, senza sacrificare velocità, scalabilità o funzionalità.

I VPC consentono agli utenti finali di creare una rete privata per un singolo tenant in un cloud pubblico. Essi offrono agli utenti controllo della creazione di reti secondarie, selezione di intervalli di indirizzi IP, firewall virtuali, gruppi di sicurezza, ACL di rete, VPN (Virtual Private Network) da sito a sito e bilanciamento del carico.

Nel video che segue, Ryan Sumner spiega più dettagliatamente i VPC:

Il modello IaaS di solito ha un prezzo in base al consumo, il che significa che gli utenti pagano solo per ciò che utilizzano. Nel tempo, i modelli di tariffazione dell'infrastruttura cloud sono arrivati a coprire molti livelli diversi di dettaglio:

• Abbonamenti e istanze riservate: molti provider offrono sconti sul prezzo di listino per i clienti intenzionati ad impegnarsi con contratti che prevedono durate maggiori, in genere da uno a tre anni circa.
  
  
• Fatturazione mensile: i modelli di fatturazione mensile sono i più comuni nel mercato BMaaS, dove l'infrastruttura fisica implica di solito dei carichi di lavoro in steady state senza picchi.
  
  
• Per ora/secondo: il livello di granularità più comune per l'infrastruttura cloud tradizionale, gli utenti finali pagano solo per quello che usano.
  
  
• Temporanea/a macchia: alcuni provider offrono capacità inutilizzata a prezzo scontato tramite istanze temporanee/a macchia, ma queste istanze possono essere rivendicate se ve ne fosse la necessità.

Nel loro insieme, esistono molte ragioni per cui qualcuno potrebbe ritenere l'infrastruttura cloud potenzialmente un'opzione valida:

• Pay-as-you-Go: a differenza dell'IT tradizionale, il modello IaaS non richiede alcun anticipo, alcuna spesa in conto capitale e agli utenti finali viene addebitato solo quello che utilizzano.
  
  
• Velocità: con la soluzione IaaS, gli utenti possono eseguire il provisioning di piccole o grandi quantità di risorse in pochi minuti, sottoporre a test nuove idee velocemente o ridimensionare quelle collaudate ancora più velocemente.
  
  
• Disponibilità: attraverso caratteristiche quali le regioni multizona, la disponibilità e la resilienza delle applicazioni cloud riesce a superare gli approcci tradizionali.
  
  
• Scalabilità: con una capacità apparentemente illimitata e la possibilità di ridimensionare le risorse automaticamente o con qualche supervisione, è semplice passare da un'istanza di un'applicazione o di un carico di lavoro a molte.
  
  
• Latenza e prestazioni: data la vasta distribuzione geografica della maggior parte dei provider IaaS, è facile posizionare app e servizi più vicino ai propri utenti, riducendo la latenza e migliorando le prestazioni.

Il modello IaaS rappresenta risorse elaborative generiche ed è quindi in grado di supportare casi d'uso di tutti tipi. Oggi, il modello IaaS è più comunemente utilizzato per ambienti di sviluppo e test, siti Web e applicazioni web rivolti ai clienti, storage di dati, carichi di lavoro di analytics e data warehousing, backup e ripristino, in particolare per carichi di lavoro on-premise. IaaS è anche un'opzione valida per l'implementazione e l'esecuzione di software e applicazioni di business comuni, come ad esempio SAP.

E mentre il modello IaaS è in grado di supportare una gamma diversificata di carichi di lavoro, come vedremo nelle sezioni successive, esistono modelli di calcolo emergenti che potrebbero essere più idonei per supportare alcuni tipi di carichi di lavoro o architetture di applicazione, come ad esempio i microservizi.

Il modo più semplice e più comune di comprendere la distinzione tra le generiche categorie -aaS, cioè IaaS, PaaS e SaaS, consiste tipicamente nel comprendere quali elementi dello stack sono gestiti dal vendor e quali sono gestiti dall'utente finale.

In un contesto IT tradizionale, spetta all'utente finale gestire l'intero stack end-to-end, dall'hardware fisico per i server e la connessione di rete, fino alla virtualizzazione, ai sistemi operativi al middleware e così via.

IaaS, PaaS e SaaS offrono ciascuno un progressivo livello di astrazione oltre a questo. IaaS astrae l'elaborazione, la rete, lo storage fisici e la tecnologia necessaria per virtualizzare tali risorse. PaaS compie un ulteriore passo ed astrae la gestione del sistema operativo, del middleware e del runtime. L'elaborazione serverless (vedere sotto) astrae la gestione di tutti gli elementi, tranne il codice applicativo stesso e SaaS fornisce l'intera applicazione dell'utente finale as-a-Service, astraendo tutto il resto dello stack.

Scopri di più sulle differenze tra IaaS, PaaS e SaaS.

Più di recente, la discussione sul cloud si è sempre più incentrata su container e sistemi serverless. In molti modi, la soluzione IaaS rappresentava una fase del percorso verso l'ideale platonico del cloud.

Il modello IaaS offre davvero agli utenti finali una granularità molto maggiore nel pagare per quello che si utilizza, ma raramente si paga soltanto per quello che si utilizza. Anche i server virtuali implicano spesso processi di lunga durata e un utilizzo della capacità non proprio perfetto.

Il modello IaaS astrae molti componenti di basso livello, così gli sviluppatori possono focalizzarsi sulla logica di business che differenzia l'azienda, ma è ancora necessario che gli utenti finali gestiscano il sistema operativo, il middleware e i runtime.

Il modello IaaS è spesso più efficiente in termini di risorse e finanziari rispetto al calcolo tradizionale, ma aumentare la velocità di una VM può ancora richiedere molto tempo e ogni VM porta con sé costi generali sotto forma di sistemi operativi.

Questo modello di IT era in grado di supportare quasi tutti gli elementi dal punto di vista del carico di lavoro ma aveva un margine di evoluzione in relazione a certe filosofie e valori che sono alla base del cloud.

I container e i sistemi serverless sono i due più recenti modelli cloud che stanno sfidando il tradizionale modello IaaS per la supremazia per quanto riguarda certe classi di applicazioni e carichi di lavoro nativi del cloud.

In alcuni casi, il container ha iniziato a sostituire la VM come unità standard di implementazione di processi o servizi, con strumenti di orchestrazione quali Kubernetes che governano l'intero ecosistema dei cluster.

Il modello serverless va oltre qualsiasi modello, astraendo quasi tutto tranne la logica di business, con una perfetta scalabilità basata sulla richiesta e mantenendo realmente la promessa di pagare solo per quello che si usa.

Mentre nel mondo sono sempre più diffuse architetture di microservizi, dove le applicazioni vengono scomposte in piccole parti, implementate indipendentemente, gestiscono i propri dati e comunicano tramite API, gli approcci basati su container e modelli serverless diventeranno solo più comuni.

Oggi, il modello IaaS tradizionale è, di gran lunga, è il modello di elaborazione più maturo nel cloud e controlla l'ampia maggioranza della quota di mercato in questo spazio, ma i container e i modelli serverless saranno le tecnologie da tenere sotto osservazione e iniziare a impiegare opportunisticamente dove ciò abbia senso.

IBM offre una piattaforma cloud a stack completo, che include un livello IaaS completo di calcolo virtualizzato, rete e storage. Inoltre, e unico nel settore, IBM Cloud offre anche BMaaS per utenti che desiderano ulteriore controllo sull'hardware sottostante.

IBM è anche impegnata a fornire soluzioni per applicazioni e carichi di lavoro nativi del cloud che, in aggiunta a IaaS, includono IBM Cloud Kubernetes Service e IBM Cloud Functions per applicazioni serverless.

Per iniziare ad utilizzare una soluzione IaaS cloud, creare un account IBM Cloud ed eseguire il provisioning del primo server virtuale.