企業(yè)“云”信息化硬件平臺建設(shè)策略研究

摘要：文章分析了企業(yè)“云”信息化平臺建設(shè)的三種模式，認(rèn)為這些建設(shè)模式成本對比的優(yōu)劣主要體現(xiàn)為自建和租賃方式的對比。借助CloudAnalyst軟件可以仿真SaaS租賃成本，從而為企業(yè)科學(xué)制定“云”信息化硬件平臺建設(shè)決策提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；信息化；SaaS

一、 引言

云計(jì)算作為IT發(fā)展的一個新理念，得到了IT服務(wù)商的大力推廣，在學(xué)界、業(yè)界、商界都成為炙手可熱的熱點(diǎn)名詞，被認(rèn)為是引導(dǎo)“第三次IT革命”的大旗，將對組織、企業(yè)和個人帶來深遠(yuǎn)的影響，從而也必將深刻地影響企業(yè)的信息化建設(shè)模式。

二、 云計(jì)算信息化模式

與其說“云計(jì)算”是一種IT新技術(shù)，不如說是一種新的運(yùn)營模式：從傳統(tǒng)PC機(jī)中分離出“沉重”的軟、硬件設(shè)備，將其集中起來以構(gòu)成無比強(qiáng)大的“超級算機(jī)”，為無數(shù)“輕便”終端提供更為優(yōu)質(zhì)、專業(yè)的軟、硬件服務(wù)。

在云計(jì)算平臺的支撐下，應(yīng)用程序、存儲空間、計(jì)算能力等計(jì)算機(jī)傳統(tǒng)部件都可以從云端直接獲取，從而使終端用戶可以極度輕型化。輕型化的客戶端設(shè)備將日益淪為未來計(jì)算機(jī)的“顯示器、鼠標(biāo)和鍵盤”，而龐大的云將成為終端的“主機(jī)箱”，使“網(wǎng)絡(luò)即計(jì)算機(jī)”的理念逐步成為現(xiàn)實(shí)。為此，企業(yè)傳統(tǒng)的信息化模式也將隨之發(fā)生變化：

1. 硬件設(shè)施建設(shè)模式。規(guī)劃良好的硬件設(shè)施才能為各種信息系統(tǒng)提供充分保障，但是過高性能的設(shè)備也會造成資金和資源的浪費(fèi)，而過低性能的設(shè)備則造成企業(yè)信息化性能不達(dá)標(biāo)。另外，計(jì)算機(jī)設(shè)備的更新?lián)Q代和折舊速度遠(yuǎn)高于企業(yè)其他固定資產(chǎn)。因此企業(yè)信息化建設(shè)常陷入設(shè)備購置的兩難境地。云計(jì)算概念出現(xiàn)之前，服務(wù)器租賃就已經(jīng)成為企業(yè)信息化建設(shè)常采用的方式。但是這種簡單的服務(wù)器托管服務(wù)難以真正滿足企業(yè)信息化的需要。云計(jì)算這個“超級網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)”使得企業(yè)可以將自己的信息系統(tǒng)直接搭建在以低廉價格租用的專業(yè)、高性能的云設(shè)施上，并可方便、廉價地進(jìn)行硬件設(shè)備升級。企業(yè)也可以根據(jù)實(shí)際情況，在已有硬件設(shè)備的基礎(chǔ)上部分租用SaaS服務(wù)進(jìn)行企業(yè)信息化硬件平臺混合搭建。云計(jì)算模式的出現(xiàn)使企業(yè)在提高自身信息化水平的情況下又可以有效控制成本，大大消減硬件設(shè)施投入。

2. 軟件服務(wù)建設(shè)模式。企業(yè)信息系統(tǒng)建設(shè)常依據(jù)其自身軟件開發(fā)實(shí)力的強(qiáng)弱進(jìn)行自主開發(fā)或外包給軟件開發(fā)商。軟件開發(fā)本身存在巨大的風(fēng)險，同時軟件開發(fā)還需要與硬件相匹配才能最大地發(fā)揮其效能。而云計(jì)算模式的出現(xiàn)，提供了全新的在線軟件服務(wù)模式：從簡單的辦公軟件到復(fù)雜的管理信息系統(tǒng)，從而大大消減了對企業(yè)自身硬件的要求，也為信息化的軟件服務(wù)建設(shè)提供了新選擇。同時由于軟件是云服務(wù)上提供的，繁瑣的軟件維護(hù)工作也一并由云服務(wù)商負(fù)責(zé)，減輕了企業(yè)的負(fù)擔(dān)。

3. 系統(tǒng)集成模式。大多數(shù)企業(yè)都或多或少地進(jìn)行了部分信息化建設(shè)工作，形成了自己的硬件、軟件及數(shù)據(jù)等寶貴資源，借助這些寶貴資源構(gòu)建適合企業(yè)未來發(fā)展的信息化平臺則是系統(tǒng)集成的主要目的。通過專業(yè)咨詢公司的資深方案，結(jié)合現(xiàn)有軟、硬件資源和企業(yè)實(shí)際，將企業(yè)現(xiàn)有資源與云服務(wù)商資源進(jìn)行有機(jī)整合和無縫連接，使企業(yè)直接跨入云信息化時代。

企業(yè)在運(yùn)營過程中對IT資源的需求并不均衡，在運(yùn)營高峰階段訪問需求激增，如大量文檔的臨時轉(zhuǎn)換和大量數(shù)據(jù)的挖掘；運(yùn)營周期閑暇時段服務(wù)器則處于閑置狀態(tài)，對擁有高性能數(shù)據(jù)中心的企業(yè)而言，資源利用率很低。低于80%計(jì)算能力和65%存儲空間利用率的數(shù)據(jù)中心都是低效的，具體統(tǒng)計(jì)顯示有許多數(shù)據(jù)中心都是低效的。云計(jì)算模式中云計(jì)算平臺根據(jù)數(shù)據(jù)訪問需求動態(tài)分配資源，大大降低IT投資成本，以便企業(yè)能夠集中資金于核心業(yè)務(wù)的發(fā)展。

采用云計(jì)算模型進(jìn)行信息化建設(shè)具有更低的建設(shè)成本，更低的維護(hù)成本，更低的應(yīng)用門檻，及更低的應(yīng)用風(fēng)險。張秀菊認(rèn)為云計(jì)算能夠減輕信息化基礎(chǔ)設(shè)施的投資風(fēng)險，降低信息化資金的支出，促進(jìn)企業(yè)管理的標(biāo)準(zhǔn)化和工作模式的轉(zhuǎn)變，提高中小企業(yè)的競爭力（張秀菊，2010）。韋群鋒認(rèn)為從技術(shù)人員配備方面看，IT方面的專業(yè)技術(shù)人員可大大減少；從投資成本看，企業(yè)以相對低廉的“月費(fèi)”方式投資，緩解了企業(yè)資金壓力，并能及時獲得最新硬件平臺及最佳問題解決方案；從維護(hù)和管理方面來看，不需要專門的維護(hù)和管理人員，很大程度上緩解了企業(yè)在人力、財力上的壓力，使其能夠集中資金對核心業(yè)務(wù)進(jìn)行有效運(yùn)營（韋群鋒，2009）。

在云計(jì)算大潮之下，借助云計(jì)算實(shí)施企業(yè)信息化已逐漸成為業(yè)內(nèi)共識，然而如何借助云計(jì)算東風(fēng)，深化企業(yè)自身信息化建設(shè)是擺在眾多企業(yè)管理人員面前的一道難題。云計(jì)算項(xiàng)目的盲目上馬會給企業(yè)帶來巨大的人力、物力和財力風(fēng)險。管理者必須權(quán)衡利弊，進(jìn)行充分論證和全面分析才能作出科學(xué)決策，其中成本與收益是主要的考慮因素，硬件設(shè)施的成本與收益核算相較于軟件要清晰和簡單得多。

三、 硬件設(shè)施成本分析

作為進(jìn)行云信息化的第一步，企業(yè)管理者需要根據(jù)企業(yè)經(jīng)營戰(zhàn)略和經(jīng)費(fèi)預(yù)算等選定硬件設(shè)施的建設(shè)方案。

立足自我：以現(xiàn)有資源為主，進(jìn)行適當(dāng)添置，以滿足企業(yè)信息化建設(shè)的需求；

外包租賃：根據(jù)信息化建設(shè)的需求，從專業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)商租賃主機(jī)、磁盤、路由等硬件設(shè)備；

混合搭建：在現(xiàn)有資源基礎(chǔ)上再進(jìn)行一定程度的設(shè)備租賃，通過資源整合來滿足企業(yè)信息化的需求。

除了戰(zhàn)略上的考量，企業(yè)通常基于成本—收益分析結(jié)果來進(jìn)行方案選擇。上述三個方案的權(quán)衡實(shí)際上是自主購置硬件搭建平臺與租賃成熟硬件平臺兩個方案的成本－收益對比分析。要進(jìn)行全面的成本比較，需要將硬件整個服務(wù)生命周期中發(fā)生成本均需計(jì)算在內(nèi)，包括直接成本和間接成本，這樣才能確保評估結(jié)果準(zhǔn)確、有效。把使用周期內(nèi)企業(yè)的IT設(shè)備購置、保養(yǎng)及專業(yè)維護(hù)人員的成本與達(dá)到同等效用的設(shè)備租賃成本進(jìn)行比較，成本偏高的方案將是不符合企業(yè)經(jīng)濟(jì)利益的方案。楊振東從信息化建設(shè)的整個生命周期來考察其總體擁有成本（Total Cost of Ownership，TCO）（楊振東，2010），評價其投資回報率（Rate Of Invest，ROI）。TCO方法是Gartner公司于1987年提出的，用于評估擁有IT的可見成本和隱性成本，包含IT資產(chǎn)的生命周期內(nèi)涉及從采購到最后處置的全部成本。

在自購模式下，企業(yè)IT部門通過一次性的投資獲得所需硬件，并支付這些硬件設(shè)備使用周期內(nèi)的后續(xù)維護(hù)所需的材料費(fèi)用、服務(wù)費(fèi)用和人員成本。在進(jìn)行成本核算時，除了這些傳統(tǒng)的顯性費(fèi)用，還應(yīng)包括如能耗、環(huán)保等常被忽略的隱形成本。企業(yè)購置了大量的硬件設(shè)備的同時，還需要支付運(yùn)行這些硬件設(shè)備所耗費(fèi)的電力和空間成本，尤其是大型服務(wù)器的冷卻耗電。據(jù)調(diào)查，2007年中國用于服務(wù)器的電源和冷卻總開支就達(dá)到了19億美元。Gartner公司對全球公司做的一個跟蹤調(diào)查顯示，有超過75%的IT預(yù)算是用于維護(hù)和運(yùn)行現(xiàn)有的系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)和軟件，還推斷出企業(yè)在維護(hù)和管理這些系統(tǒng)中花費(fèi)的成本是購買系統(tǒng)所花費(fèi)的四倍多。

而在云計(jì)算模式下，企業(yè)通過支付租賃費(fèi)來使用SaaS提供的硬件系統(tǒng)，無需承擔(dān)擁有和維護(hù)硬件資源的大筆費(fèi)用。由于云計(jì)算廠商提供云服務(wù)是規(guī)模經(jīng)濟(jì)的，每個租賃用戶分?jǐn)偟姆?wù)成本較小，因此單個企業(yè)的租賃費(fèi)用相當(dāng)?shù)土?。云服?wù)提供商和用戶借助服務(wù)級別協(xié)議（Service Level Agreement，SLA）對各種服務(wù)（計(jì)算、存儲、網(wǎng)絡(luò)和安全服務(wù)等）、質(zhì)量以及違約責(zé)任進(jìn)行定義。云計(jì)算實(shí)施的成功與否，很大程度決定于提供商服務(wù)質(zhì)量及其可靠性，也影響了企業(yè)采用SaaS方式進(jìn)行信息化建設(shè)的決心。如微軟的SLA協(xié)議規(guī)定起始點(diǎn)可用性99.9%的可用性（低于這個百分比時客戶每月可得到25%的補(bǔ)償）和可用性99%（低于這個百分比時客戶可得到50%的補(bǔ)償）。在SLA協(xié)議的約束下，企業(yè)為信息化建設(shè)租賃的硬件設(shè)施也有久了保障。企業(yè)租賃SaaS服務(wù)的成本函數(shù)如下所示。

其中Cr代表企業(yè)從SaaS服務(wù)提供商獲得硬件設(shè)施的累積成本，Cl代表企業(yè)為了能夠使用SaaS服務(wù)而對企業(yè)進(jìn)行的一次性改造費(fèi)用，R為SaaS服務(wù)租賃年費(fèi)用，k為服務(wù)使用時間。通常合同所約定的年租賃費(fèi)為常數(shù)，或在使用期限內(nèi)等同于一個常數(shù)，因此成本核算模型中將其處理為常數(shù)。從而企業(yè)租賃SaaS服務(wù)的成本曲線類似于如圖1所示的線性函數(shù)。

企業(yè)自建信息化硬件平臺的成本函數(shù)如下：

其中Cb代表企業(yè)自主購置硬件設(shè)備的累積成本，Cc代表企業(yè)購置硬件設(shè)備的一次性投入，?啄是硬件設(shè)備在經(jīng)過n年后的折舊慮，C?祝是系統(tǒng)集成的改造費(fèi)，P是企業(yè)進(jìn)行設(shè)備維護(hù)與管理的人員費(fèi)用，M是企業(yè)管理和維護(hù)硬件的費(fèi)用，由于保修期的超出和設(shè)備逐漸老化，維修費(fèi)用呈逐年上升的趨勢，?琢k為設(shè)備在第k年硬件設(shè)備的管維因子。鑒于設(shè)備維修費(fèi)用通常呈逐年上升的態(tài)勢，從而使得企業(yè)的成本曲線如圖2所示。

兩種方式的成本核算因子如表1所示。

從而在n年的設(shè)定使用年限中，企業(yè)進(jìn)行信息化基礎(chǔ)設(shè)施外包與自購的權(quán)衡主要依據(jù)租賃SaaS服務(wù)商服務(wù)總成本Cr與自建云計(jì)算平臺成本Cb數(shù)值的大小比較。

四、 案例分析

為了合理評估不同類型的企業(yè)滿足自身需求的信息化建設(shè)方案選擇，本文以三個同行業(yè)類型而規(guī)模各異的企業(yè)為例，通過對其在北美洲、歐洲和亞洲所擁有的固定用戶群規(guī)模的描述體現(xiàn)公司規(guī)模的差異，如表2所示。

三個公司都在向Amazon EC2購買服務(wù)和自主購買設(shè)備之間進(jìn)行選擇。Amazon EC2的服務(wù)項(xiàng)目價格列表如表3。

為了評估服務(wù)租賃費(fèi)用，采用CloudAnalyst軟件進(jìn)行模擬估算。CloudAnalyst和CloudSim軟件都是時下比較流行的云計(jì)算開源仿真軟件，能夠進(jìn)行IaaS、PaaS和SaaS層次的仿真。（Calheiros，Ranjan et al.，2011）開發(fā)的CloudSim軟件能夠進(jìn)行云計(jì)算系統(tǒng)的建模與仿真，支持對云計(jì)算部件的系統(tǒng)性和行為建模，如數(shù)據(jù)中心、虛擬機(jī)、資源分配政策等。（Wickremasinghe，Calheiros et al.，2010）CloudAnalyst是基于CloudSim的一個圖形化仿真軟件，可以不用像CloudSim軟件那樣需要建模者編寫大量的代碼，具有友好的圖形化界面、靈活的參數(shù)定義、圖形化輸出、易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)。借助仿真軟件不僅可以從云計(jì)算服務(wù)商的角度對服務(wù)策略、負(fù)載均衡、成本優(yōu)化等進(jìn)行仿真，也可以從顧客的角度評估企業(yè)租賃服務(wù)的成本，從而為企業(yè)云信息化建設(shè)提供決策依據(jù)。

假定北美的用戶每5分鐘請求一次，歐洲的用戶每10分鐘請求一次，亞洲的用戶每3分鐘請求一次，且每次請求的數(shù)據(jù)大小都是100b。數(shù)據(jù)中心為一個，包含5個相同配置的服務(wù)器，內(nèi)存2G，存儲空間100G，4個處理器的速度都為10000MIPS。數(shù)據(jù)中心DC2包含4個服務(wù)器，內(nèi)存204800Mb，存儲空間108Gb，4個處理器的速度都為10000MIPS，所有虛擬機(jī)的策略都是時間共享機(jī)制。

通過模擬估算出的各企業(yè)的年租賃費(fèi)用如表4。

為使用SaaS提供的服務(wù)，企業(yè)還需承擔(dān)一定的系統(tǒng)集成費(fèi)用，以很好地將企業(yè)內(nèi)網(wǎng)與SaaS提供的服務(wù)整合起來。企業(yè)規(guī)模越大，整合費(fèi)用越大，反之則越小。

企業(yè)如果采用自購設(shè)備構(gòu)建數(shù)據(jù)中心，需要購置服務(wù)器、路由器、集線器等硬件設(shè)備和操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理軟件等軟件。粗略估算構(gòu)建同等規(guī)模的數(shù)據(jù)中心需要一次性投入100 000購買各類設(shè)備。此外還需要雇傭一定數(shù)目的人員進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理與維護(hù)工作，假設(shè)硬件平臺自購成本估算清單如表5。

硬件使用生命周期以5年為計(jì)，硬件5年屆滿后折舊率設(shè)為80%，管維因子分別為0.1，0.2，0.4，0.6，0.8。從而參照方程（1）與（2）得到的兩種方案對應(yīng)總費(fèi)用如表6。

因此企業(yè)最終究竟采用哪種方案還依賴于企業(yè)對現(xiàn)有系統(tǒng)的集成費(fèi)用。不妨假設(shè)兩種方案的集成費(fèi)用相差不大，從而從表6可以看出企業(yè)A采用SaaS租賃方式比自購方式要昂貴（五年共計(jì)31 028），而其他兩個企業(yè)則是選擇SaaS租賃更為廉價（五年成本分別少145 632和152 549）。因此，并非所有的企業(yè)都適宜租賃SaaS服務(wù)，也不是所有的企業(yè)都適宜自主構(gòu)建信息化基礎(chǔ)設(shè)施。

五、 結(jié)論

借助云計(jì)算模式實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息化是大勢所趨，采用云計(jì)算進(jìn)行信息化建設(shè)具有更低的建設(shè)成本，更低的維護(hù)成本，更低的應(yīng)用門檻，及更低的應(yīng)用風(fēng)險。但是并非所有的企業(yè)都適合租賃SaaS服務(wù)進(jìn)行信息化建設(shè)。只有科學(xué)判斷企業(yè)適合何種方式的建設(shè)模才能有效降低投資風(fēng)險，消減運(yùn)行成本，提高企業(yè)核心競爭力。本文分析和總結(jié)了企業(yè)借助云計(jì)算模式進(jìn)行信息化建設(shè)的三種模式，認(rèn)為企業(yè)云計(jì)算硬件平臺的建設(shè)模式主要體現(xiàn)為全自建和全租賃的對比。借助CloudAnalyst軟件仿真滿足企業(yè)使用需求的SaaS服務(wù)成本，與自建成本進(jìn)行對比，從而輔助企業(yè)根據(jù)自身實(shí)際作出科學(xué)決策。

參考文獻(xiàn)：

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3. 張秀菊.“云計(jì)算及其對企業(yè)信息化的影響”.北京石油管理干部學(xué)院學(xué)報，2010，（1）.

作者簡介：薛華成，上海財經(jīng)大學(xué)信息管理與工程學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師；楊喆曦，上海財經(jīng)大學(xué)信息管理與工程學(xué)院博士生。

收稿日期：2012-04-22。