A scuola di cloud

A Catania, gli studenti dell'ITIS Cannizzaro alle prese con una nuova
materia di studio: le tecnologie cloud. Grazie alla collaborazione con INFN

“Una scuola tra le nuvole”, è questo il nome del nuovo e ambizioso progetto intrapreso dall’Istituto Tecnico Industriale Cannizzaro di Catania in cui il cloud computing, la simulazione e la sperimentazione scientifica diventano attività centrali nella formazione.

Il prof. Roberto Barbera, della sezione INFN di Catania e docente di Fisica Sperimentale presso il Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università di Catania ci spiega meglio come è nata questa iniziativa e quali saranno gli sviluppi futuri: “il Protocollo d'Intesa tra la Sezione di Catania dell'INFN e l'Istituto Cannizzaro si inquadra da una parte nelle attività di alternanza scuola lavoro e dall'altra parte alle attività di trasferimento tecnologico e di formazione informale che l'INFN abitualmente svolge. In questo progetto”, prosegue il prof. Barbera, “l’INFN ha donato alla scuola un’infrastrutture di calcolo, ovvero un piccolo cluster di computer che viene usato come banco di prova per realizzare tutta una serie di attività formative. Il progetto servirà a far conoscere ai ragazzi la tecnologia cloud (dropbox, ICloud) ma soprattutto per far vedere loro come si realizza un'infrastruttura cloud, come si gestisce e come su di essa si possono installare dei servizi. Quindi da una parte il cloud come fine dall'altra parte il cloud come mezzo perché l'infrastruttura e il sito che verrà installato e configurato presso l'istituto scolastico sarà anche sede di servizi quali archivi ad accesso aperto di dati e documenti prodotti dalla scuola ma anche analisi dei dati prodotti da un rivelatore per raggi cosmici.

Roberto Barbera
INFN Sezione di Catania
Università di Catania
Docente di Fisica Sperimentale
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L'iniziativa si inquadra bene in un tentativo di formare i giovani cosiddetti “nativi digitali”, fargli vedere quali sono le opportunità che queste nuove tecnologie forniscono e far sì ovviamente che possano orientarsi verso la scelta di facoltà nell'ambito di quelle che si chiamano STEM (scienza, tecnologia, ingegneria e matematica)”.

Si tratta di un’iniziativa che senza un’elevata connettività non sarebbe possibile. L’ITIS Cannizzaro, infatti, è una delle oltre 130 scuole connesse in fibra ottica alla rete GARR grazie al progetto GARR-X Progress e dispone oggi di un collegamento simmetrico della capacità di 100 Mbps che permette alla scuola di svolgere un ruolo attivo in iniziative come questa.

Andrea Calvagna
ITIS Cannizzaro di Catania
Docente di informatica
Referente per le infrastrutture e servizi ICT
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Come dichiara il prof. Andrea Calvagna, uno dei principali referenti del progetto per l’Istituto, “la connessione al GARR è stato il primo e indispensabile passo che ci ha consentito di pianificare e realizzare obiettivi come la condivisione delle risorse formative digitali della rete Open Access europea e l’inclusione di un nostro nodo locale nella rete dei servizi di calcolo Grid.  La connessione a banda larga alla dorsale GARR ci ha di fatto abilitati a potere non solo fruire ma a contribuire attivamente a tali servizi digitali, cosa che altrimenti non sarebbe certamente stata pensabile. Grazie al GARR ora il Cannizzaro è l’unica scuola superiore in Europa attivamente connessa al Grid al pari di decine di rinomate università e centri di ricerca internazionali”.

Come ci spiega poi il prof. Antonio Atalmi, altra figura chiave dell’accordo, l’Istituto non è nuovo a queste importanti iniziative. “Il Cannizzaro ha firmato nel 2007 una convenzione con il Centro Studi e Ricerche Enrico Fermi di Roma in corrispondenza all’adesione della scuola al progetto MIUR Extreme Energy Events (EEE), un’attività di ricerca in collaborazione con il CERN e l’INFN volta allo studio dei raggi cosmici di altissima energia. Questo è stato il punto di partenza di una serie di iniziative di carattere culturale, scientifico e tecnico. Considerando il tipo di attività che portiamo avanti abitualmente, la stipula di una convenzione quinquennale realizzata quest’anno con il Consortium GARR, è stato un passo naturale e indispensabile”.

Antonio Atalmi
ITIS Cannizzaro di Catania
Docente di fisica
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Prof. Calvagna, quali sono le iniziative concrete che l’Istituto intende realizzare a breve?

In questi mesi iniziali, il primo risultato concreto è stato l’attivazione di un laboratorio di calcolo parallelo, dove gli studenti possono cimentarsi su problematiche scientifiche d’eccellenza muniti di strumenti e tecnologie adeguate ad affrontarle.

Il passo immediatamente successivo sul quale stiamo lavorando è la creazione, come scuola-pilota in Italia, di un servizio di Identity Provider e la conseguente adesione dell’istituto alla Federazione d’Identità GARR IDEM. Il secondo passo sarà passare, attraverso questa, all’inter-federazione internazionale eduGAIN per l’accesso federato via web a risorse scientifiche e bibliografiche.

Inoltre, un altro progetto importante consiste nella creazione, presso l’ITIS Cannizzaro, di un archivio digitale di documenti e di dati che risponde sia al paradigma dell’Open Access, promosso dall’Agenda per l’Italia Digitale e dalla Commissione Europea, che a quello dell’Open Educational Resource, definito e promosso dall’UNESCO.

Prof. Barbera, in che modo l'INFN ha supportato i ragazzi?

Come prima attività sono stati coinvolti una decina di studenti per l'installazione di un middleware cloud Open Source  che si chiama OpenStack sull'infrastruttura che l'INFN ha donato alla scuola. In una prima fase è stato mostrato agli studenti come installare i vari servizi di OpenStack sia attraverso delle esercitazioni manuali sia attraverso video lezioni. Nella seconda fase, i ragazzi stessi hanno reinstallato i servizi per seguire la procedura dall'inizio alla fine.

L'idea è quella di organizzare ogni anno una giornata in cui i ragazzi mostrano i risultati del loro lavoro. Quest'anno saranno in grado gestire i vari servizi del sito cloud installato presso l'Istituto e accendere e spegnere tutta una serie di servizi virtuali su cui, nella seconda fase, verranno installate le componenti quali l'archivio di accesso aperto, i fornitori di identità ecc...

Quali saranno i tempi per vedere i primi servizi installati?

R.B. L'idea è che alla sperimentazione partecipino le IV e le V classi. Il sito cloud dovrebbe essere installato tra fine di luglio e l'inizio del nuovo anno scolastico. Prevediamo l'installazione dei servizi, quelli che useranno la cloud come mezzo e non come fine entro la fine del corrente anno.

I servizi saranno a disposizione di tutti gli studenti?

R.B. Sì, l'idea è di lanciare delle iniziative all'interno della scuola per spiegare cos'è un archivio di accesso aperto, far condividere i propri lavori agli studenti, creare archivi e accedere a quelli esterni, tramite l'autenticazione federata. Questa esperienza ha suscitato l'interesse di altre scuole con le quali probabilmente lavoreremo insieme.

Un requisito fondamentale è la connessione alla rete GARR, perché solamente con una rete così performante e i servizi che il GARR fornisce che il progetto si può sostanziare e far sì che i ragazzi abbiano un'esperienza vera di quello che vuol dire operare in rete e condividere dati e documenti online.

Prof. Calvagna: che tipo di risposta avete avuto dagli studenti?

Antonio Insolia, Direttore Sezione Catania INFN e Giuseppina Montella, Dirigente scolastica Cannizzaro nel momento della firma del Protocollo.

L'ITIS Cannizzaro non è nuovo a collaborazioni in ambito scientifico. La scuola aderisce dal 2007 al progetto MIUR Extreme Energy Events (EEE), un’attività di ricerca in collaborazione con il CERN e l’INFN per studiare i raggi cosmici di altissima energia.
Nel 2006 una delegazione di studenti e docenti del Cannizzaro ha costruito presso il CERN di Ginevra le camere MRPC del telescopio EEE per la rivelazione dei muoni. Nel 2008 il telescopio è stato installato a scuola e hanno preso inizio le attività di acquisizione e analisi dati, tuttora in corso.

Come ci aspettavamo, il coinvolgimento degli studenti è stato assolutamente positivo. Ad esempio, per la realizzazione del laboratorio di calcolo si è adoperato con grandissimo entusiasmo un nutrito gruppo di studenti del corso di informatica, che volontariamente e anche in giorni di vacanza o persino a scuola finita si sono organizzati e presentati armati di grandissima curiosità, voglia di imparare, entusiasmo e motivazione, ed hanno di fatto reso possibile ottenere risultati in tempi rapidissimi.  Col supporto tecnico del personale INFN e sotto la guida dei coordinatori, gli studenti sono stati coinvolti fin dall’inizio in tutte le attività, dal montaggio fisico all’installazione dei macchinari nel laboratorio, alla configurazione del software, dove hanno avuto a che fare con sistemi a rack per il calcolo parallelo, ben più complessi dei comuni PC usati fino ad allora, e di middleware per cloud computing, confrontandosi quindi con concetti per loro del tutto nuovi.

È importante il coinvolgimento gli studenti in questa fascia di età?

A.C. Alla luce della nostra esperienza possiamo dire che questo tipo di attività ha messo gli studenti a confronto con l’apprendimento di tecnologie allo stato dell’arte, superando gli schemi esistenti che dividono la formazione scolastica e universitaria. Studenti che sono maturi e pronti in anticipo rispetto a tali schemi possono entrare in una zona franca dove non conta la giovane età e, di fatto, iniziare ad apprendere a livelli universitari. Certamente per la maggior parte di loro il proseguimento degli studi in un indirizzo universitario affine sarà una scelta naturale, in continuità con un percorso che li ha già visti ben motivati e soddisfatti del ritorno avuto.