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Omnia

Con la testa tra le nuvole

Lavoro, energia, calore

Manifestazione termodinamicaUn importante principio della fisica classica, tanto fondamentale che qualsiasi teoria che non ne preveda l’adozione in ambiti macroscopici decade immediatamente poiché scardinata nei suoi stessi principi fondativi, è quello che recita più o meno così: ogni lavoro, e sua possibile trasformazione, comporta produzione di calore e dispendio d’energia.
Dal punto di vista della filosofia della scienza questo principio termodinamico assume, assieme ai fenomeni ciclici o periodici, un’importanza fondamentale poiché di fatto regola profondamente il comportamento della fisica stessa, conferendo alla Natura quell’ordine e quella logica che solo apparentemente si contrappongono al disordine e al caos che sembrano descriverne manifestazione.
La teoria dell’informazione, a sua volta intimamente legata a quella di un assunto entropico che la pervade (basti pensare al primo teorema di Shannon sulla codifica di sorgente per simboli di codice), non si sottrae a questo principio ma anzi definisce il significato operativo dell’entropia stessa, la cui connessione con quella termodinamica, quindi classicamente intesa, sta nel rapporto di compressione: al diminuire della temperatura corrisponde la riduzione della ridondanza del segnale, e quindi l’aumento della compressione.

Vi chiederete cosa tutto questo abbia a che fare con Fucine Mute in particolare e con un generico sito web in generale. E tuttavia, prima di porvi questa domanda – se mai doveste sentirne necessità esiziale – non dimenticatevi di due assunti fondamentali: il DNA di Fucine Mute è codificato in stringhe di bit (teoria dell’informazione) ed esso vive all’interno di sistemi di elaborazione dell’informazione che, per lavorare ed anzi proprio in quanto costantemente operosi, producono quel calore che essi stessi cercano altresì di dissipare (principi termodinamici).

Detto questo lo scenario cui stiamo assistendo nel corso dell’ultimo decennio è quello in cui sempre più si delineano politiche di preservazione energetica in generale ed ottimizzazione delle risorse elettriche in particolare, tanto che – per ciò che pertiene Fucine Mute e tutte le centinaia di milioni di altri siti che costellano il mare magnum di Internet – le sale dati, sparse in tutto il mondo e che vedono al loro interno collocati i server in cui tutti i siti alloggiano, stanno adottando sistemi di raffreddamento alternativi a quelli dell’aria termo condizionata, basati principalmente sull’acqua e su quanto di freddo già esiste in natura.
Stanno in tal senso prolificando i data center ubicati nelle profondità marine o nei paesi scandinavi e più generalmente polari, che possono sempre disporre di aria fredda a costo zero, e la stessa lotta allo SPAM assume vieppiù una valenza ambientalista poiché l’energia usata per trasmettere, elaborare e filtrare la posta indesiderata ammonterebbe, secondo uno studio recente condotto dalla McAfee in undici paesi, ad un totale di 33 miliardi di chilowattora, vale a dire l’equivalente dell’energia elettrica utilizzata in 2,4 milioni di case, che rappresenta, in termini di quantità di emissioni di gas serra, più di tre milioni di automobili che usano quasi otto miliardi di litri di benzina.

SPAMSi calcola che la media delle emissioni di gas a effetto serra associate ad un singolo messaggio di spam sia di 0,3 grammi di CO2 e che il volume di anidride carbonica emessa in un anno sia equivalente a quello prodotto da un’automobile che compia 1,6 milioni di volte il giro della Terra. Lo stesso Jeff Green, vice-presidente senior e responsabile dello sviluppo ai McAfee Avert Labs, ha dichiarato a tal proposito: “Lo spam è un’immensa spesa finanziaria, personale e di impatto ambientale per le imprese e gli individui. Fermare lo spam alla fonte, investendo in tecnologie di filtraggio, risparmierebbe tempo e denaro, e farebbe guadagnare anche il pianeta stesso grazie alla riduzione delle emissioni di anidride carbonica”.
In buona sostanza quelli che trent’anni fa non si ponevano come problemi energetici di tali portata ed implicazioni – risale alla metà dello scorso secolo la scoperta del buco dell’ozono ma che tale strato presentasse un assottigliamento marcato sopra le aree polari avviene grazie alle prime misurazioni effettuate nel 1974 da Sherry Rowland – assumono oggi la valenza di un campanello d’allarme che non possiamo più far finta d’ignorare.

Cloud Computing

Alla luce di queste considerazioni i vecchi paradigmi di una rete in cui ogni singolo sito risiedeva all’interno di un server dedicato, in compagnia di anche mille altri ancora, stanno trasformando alla base, e di per sé rivoluzionando, il concetto di risorsa hardware dedicata per ogni singolo processo di elaborazione informativa: non più mille siti Internet in una sola macchina, cosa già di per sé energeticamente vantaggiosa, bensì anche solo una decina di macchine per dare vita a ben più centomila siti, oltre che a svariati altri servizi; non più una coppia di dischi rigidi, magari uno ridondato all’altro, per ciascun server, bensì centinaia di dischi stoccati in NAS e SAN ad altissima densità e prestazioni, per concentrare in un unico luogo le risorse di storage, distribuite tra milioni di siti e migliaia di macchine che a tali risorse hanno accesso tramite rodati e sicuri protocolli di comunicazione via rete.

Le prime avvisaglie di questo cambio di rotta si erano intraviste nei primi anni del nuovo millennio, con la penetrazione sempre più spinta nel mercato dell’hosting professionale di soluzioni di virtualizzazione in grado di far impersonare ad un unico server ben carrozzato anche decine di macchine in tutto e per tutto simili a quella madre, con un degrado minimo di prestazioni unitarie e con gli indubbi vantaggi che tali situazioni rappresentavano in termini di flessibilità, ridondanza ed affidabilità nell’erogazione dei servizi. Con un semplice clic del mouse si poteva avviare un intero server virtuale; crearne, con uno ulteriore, una copia fisica assolutamente identica che ne fotografasse lo stato in caso di malfunzionamento; con pochi semplici passaggi si poteva creare ex-novo un server vergine, installarne il sistema operativo e configurarne al volo il funzionamento di rete e le capacità di calcolo.
In tal modo un unico alimentatore da 350 watt, atto al sostentamento di una sola macchina fisica, rappresentava di fatto un investimento energetico almeno dieci volte inferiore a quello necessario per ottenere lo stesso risultato, tuttavia dieci volte replicato in altrettante macchine reali. Che avrebbero assorbito un’energia dieci volte superiore, prodotto un calore decuplicato (e quindi altra energia ancora per dissiparlo o convertirlo) e non sarebbero state sfruttate al massimo delle loro capacità di calcolo e memorizzazione di massa.

Blade Server

Il passo successivo è stato quello consistente nell’aver reso oltre modo densa, ed ottimizzata secondo gli stessi principi di risparmio energetico, la “matrice di calcolo”, facendo sì che l’unione di enne server fisici rappresentasse non più solo dieci volte enne server virtuali, ma addirittura un intero data center. In tal modo se dieci anni fa il logo di Fucine Mute risiedeva in una cartella di un solo disco rigido, cinque anni fa esso sarebbe appartenuto ad un’intera porzione di quello stesso disco, collegato alla stessa macchina che le restanti porzioni di disco metteva a disposizione di terzi, e oggi esso apparterrebbe a enne dischi, geograficamente distribuiti anche in luoghi assai distanti uno dall’altro, pilotati non più dal controller (pezzo di hardware) interno allo chassis di un solo server, ma da un ipervisore (pezzo di software) installato su un certo numero di “nodi” che della matrice suesposta rappresenterebbero i centri nevralgici, una sorta di gangli cerebro-spinali del terzo millennio.

Tutto ciò – cose, sia chiaro, già ampiamente sperimentate fin dagli anni settanta con il calcolo parallelo, che voleva far da contraltare ai supercalcolatori della Cray Research – trova adesso, sotto il nome di Cloud Computing, compiuta implementazione nella rete Internet che, Italia a parte, è sempre più veloce e, per l’appunto, a sua volta densa.

Nuovamente: e Fucine Mute cosa avrà mai a che spartire con tutto ciò?

CDN stands for Content Delivery Network

Queste nostre Fucine Mute non vivono ancora all’interno di un Cloud, ma entro breve esse lasceranno il server dedicato al cui interno risiedono (tranquilli, anche noi siamo ecologisti: in compagnia di tanti altri siti) per approdare alle nuvole del cielo che sta sopra le loro teste. E questa è la prima notizia, che in uno dei prossimi editoriali troverà compiuta conferma. Compiuta come la promessa e la scommessa che io stesso oggi lancio.

Tuttavia già da circa una settimana a questa parte di queste nostre Fucine Mute esiste una copia fisica in ben dodici server dislocati in tutto il pianeta. E questa è la seconda notizia: il testo che state leggendo viene erogato da server che si trovano in Amsterdam, Ashburn, Chicago, Dallas, Francoforte, Hong Kong, Los Angeles, Newark, Parigi, San Jose, Singapore e Tokyo.
Siamo, come si suol dire in questi casi, parte di un CDN che ci fornisce protezione contro tutti i tipi di minacce, che rende e mantiene più sicura la navigazione dei nostri lettori, che ci fa risparmiare banda passante preziosa, che velocizza l’accesso alle nostre pagine poiché esse sono adesso inviate a chi ne fa richiesta da quel luogo che risulti a lui più vicino, tanto che leggere Fucine Mute in Giappone, piuttosto che farlo dall’Italia o dall’America comporta lo stesso dispendio di tempo: solo 30 millisecondi per singola risorsa. Il che significa che una generica pagina viene caricata in meno di due secondi. Da ovunque ci si trovi in ogni parte del mondo. E generalmente in un terzo del tempo prima necessario.

CDN - Content Delivery Network

Il fattore ancor più interessante risiede nel fatto che se qualcuno – magari non necessariamente solo una persona in carne ed ossa, ma anche un qualche automatismo (BOT) programmato per agire in tal senso – assumesse un qualche comportamento scorretto (tentativi di intrusione, raccolta automatizzata di indirizzi email, spam sui commenti), allora, anche nel caso di veri e propri attacchi DDOS di cui siamo stati vittima in passato, il nuovo network si accorgerebbe immediatamente di un tanto e provvederebbe a mitigare gli attacchi su larga scala e a bloccare automaticamente le attività sospette, presentando un bel codice captcha per gli esseri umani e quindi tagliando fuori tutti gli automatismi che non saprebbero passare la prova.
Se, per assurdo, anche il server principale fosse provvisoriamente in avaria allora il network continuerebbe ad erogare un buon 90% dei contenuti, ovvero tutte quelle pagine i cui contenuti non fossero generati on the fly, cosa di cui solo un sito dinamico (PHP+MySQL) può farsi carico, ad esempio per produrre il report di un’interrogazione al nostro motore di ricerca interno, o per la pubblicazione dei nuovi commenti agli articoli.

Nuvola CuoreCiò non di meno io dormirei sonni tranquilli perché quella che fino ad una settimana fa sarebbe stata situazione d’emergenza, con sito offline ed io a lavorare a cuore aperto su un server con magari grossi problemi da dover risolvere a distanza e in poco tempo, diventa adesso una situazione di calma maggiore, in cui della testata madre resta in piedi la proiezione nel mondo di ossatura da una parte e tessuto connettivo dall’altra, salvo restando il fatto che con il passaggio al Cloud anche questi problemi saranno, per me in primis e per voi tutti in secundis, null’altro se non un lontano ricordo.

Insomma, per farla breve (?) ed infine concludere (!): il nostro cuore resta ancorato alla produzione di lavoro, energia e calore, ma ci ritroviamo fin d’ora, e sempre più ci ritroveremo, con la testa tra le nuvole.

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2 commenti a “Con la testa tra le nuvole”

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