摘要：文章分析了企业“云”信息化平台建设的三种模式，认为这些建设模式成本对比的优劣主要体现为自建和租赁方式的对比。借助CloudAnalyst软件可以仿真SaaS租赁成本，从而为企业科学制定“云”信息化硬件平台建设决策提供依据。
关键词：云计算；信息化；SaaS
一、 引言
云计算作为IT发展的一个新理念，得到了IT服务商的大力推广，在学界、业界、商界都成为炙手可热的热点名词，被认为是引导“第三次IT革命”的大旗，将对组织、企业和个人带来深远的影响，从而也必将深刻地影响企业的信息化建设模式。
二、 云计算信息化模式
与其说“云计算”是一种IT新技术，不如说是一种新的运营模式：从传统PC机中分离出“沉重”的软、硬件设备，将其集中起来以构成无比强大的“超级算机”，为无数“轻便”终端提供更为优质、专业的软、硬件服务。
在云计算平台的支撑下，应用程序、存储空间、计算能力等计算机传统部件都可以从云端直接获取，从而使终端用户可以极度轻型化。轻型化的客户端设备将日益沦为未来计算机的“显示器、鼠标和键盘”，而庞大的云将成为终端的“主机箱”，使“网络即计算机”的理念逐步成为现实。为此，企业传统的信息化模式也将随之发生变化：
1. 硬件设施建设模式。规划良好的硬件设施才能为各种信息系统提供充分保障，但是过高性能的设备也会造成资金和资源的浪费，而过低性能的设备则造成企业信息化性能不达标。另外，计算机设备的更新换代和折旧速度远高于企业其他固定资产。因此企业信息化建设常陷入设备购置的两难境地。云计算概念出现之前，服务器租赁就已经成为企业信息化建设常采用的方式。但是这种简单的服务器托管服务难以真正满足企业信息化的需要。云计算这个“超级网络计算机”使得企业可以将自己的信息系统直接搭建在以低廉价格租用的专业、高性能的云设施上，并可方便、廉价地进行硬件设备升级。企业也可以根据实际情况，在已有硬件设备的基础上部分租用SaaS服务进行企业信息化硬件平台混合搭建。云计算模式的出现使企业在提高自身信息化水平的情况下又可以有效控制成本，大大消减硬件设施投入。
2. 软件服务建设模式。企业信息系统建设常依据其自身软件开发实力的强弱进行自主开发或外包给软件开发商。软件开发本身存在巨大的风险，同时软件开发还需要与硬件相匹配才能最大地发挥其效能。而云计算模式的出现，提供了全新的在线软件服务模式：从简单的办公软件到复杂的管理信息系统，从而大大消减了对企业自身硬件的要求，也为信息化的软件服务建设提供了新选择。同时由于软件是云服务上提供的，繁琐的软件维护工作也一并由云服务商负责，减轻了企业的负担。
3. 系统集成模式。大多数企业都或多或少地进行了部分信息化建设工作，形成了自己的硬件、软件及数据等宝贵资源，借助这些宝贵资源构建适合企业未来发展的信息化平台则是系统集成的主要目的。通过专业咨询公司的资深方案，结合现有软、硬件资源和企业实际，将企业现有资源与云服务商资源进行有机整合和无缝连接，使企业直接跨入云信息化时代。
企业在运营过程中对IT资源的需求并不均衡，在运营高峰阶段访问需求激增，如大量文档的临时转换和大量数据的挖掘；运营周期闲暇时段服务器则处于闲置状态，对拥有高性能数据中心的企业而言，资源利用率很低。低于80%计算能力和65%存储空间利用率的数据中心都是低效的，具体统计显示有许多数据中心都是低效的。云计算模式中云计算平台根据数据访问需求动态分配资源，大大降低IT投资成本，以便企业能够集中资金于核心业务的发展。
采用云计算模型进行信息化建设具有更低的建设成本，更低的维护成本，更低的应用门槛，及更低的应用风险。张秀菊认为云计算能够减轻信息化基础设施的投资风险，降低信息化资金的支出，促进企业管理的标准化和工作模式的转变，提高中小企业的竞争力（张秀菊，2010）。韦群锋认为从技术人员配备方面看，IT方面的专业技术人员可大大减少；从投资成本看，企业以相对低廉的“月费”方式投资，缓解了企业资金压力，并能及时获得最新硬件平台及最佳问题解决方案；从维护和管理方面来看，不需要专门的维护和管理人员，很大程度上缓解了企业在人力、财力上的压力，使其能够集中资金对核心业务进行有效运营（韦群锋，2009）。
在云计算大潮之下，借助云计算实施企业信息化已逐渐成为业内共识，然而如何借助云计算东风，深化企业自身信息化建设是摆在众多企业管理人员面前的一道难题。云计算项目的盲目上马会给企业带来巨大的人力、物力和财力风险。管理者必须权衡利弊，进行充分论证和全面分析才能作出科学决策，其中成本与收益是主要的考虑因素，硬件设施的成本与收益核算相较于软件要清晰和简单得多。
三、 硬件设施成本分析
作为进行云信息化的第一步，企业管理者需要根据企业经营战略和经费预算等选定硬件设施的建设方案。
立足自我：以现有资源为主，进行适当添置，以满足企业信息化建设的需求；
外包租赁：根据信息化建设的需求，从专业基础设施服务商租赁主机、磁盘、路由等硬件设备；
混合搭建：在现有资源基础上再进行一定程度的设备租赁，通过资源整合来满足企业信息化的需求。
除了战略上的考量，企业通常基于成本—收益分析结果来进行方案选择。上述三个方案的权衡实际上是自主购置硬件搭建平台与租赁成熟硬件平台两个方案的成本－收益对比分析。要进行全面的成本比较，需要将硬件整个服务生命周期中发生成本均需计算在内，包括直接成本和间接成本，这样才能确保评估结果准确、有效。把使用周期内企业的IT设备购置、保养及专业维护人员的成本与达到同等效用的设备租赁成本进行比较，成本偏高的方案将是不符合企业经济利益的方案。杨振东从信息化建设的整个生命周期来考察其总体拥有成本（Total Cost of Ownership，TCO）（杨振东，2010），评价其投资回报率（Rate Of Invest，ROI）。TCO方法是Gartner公司于1987年提出的，用于评估拥有IT的可见成本和隐性成本，包含IT资产的生命周期内涉及从采购到最后处置的全部成本。 在自购模式下，企业IT部门通过一次性的投资获得所需硬件，并支付这些硬件设备使用周期内的后续维护所需的材料费用、服务费用和人员成本。在进行成本核算时，除了这些传统的显性费用，还应包括如能耗、环保等常被忽略的隐形成本。企业购置了大量的硬件设备的同时，还需要支付运行这些硬件设备所耗费的电力和空间成本，尤其是大型服务器的冷却耗电。据调查，2007年中国用于服务器的电源和冷却总开支就达到了19亿美元。Gartner公司对全球公司做的一个跟踪调查显示，有超过75%的IT预算是用于维护和运行现有的系统基础架构和软件，还推断出企业在维护和管理这些系统中花费的成本是购买系统所花费的四倍多。
而在云计算模式下，企业通过支付租赁费来使用SaaS提供的硬件系统，无需承担拥有和维护硬件资源的大笔费用。由于云计算厂商提供云服务是规模经济的，每个租赁用户分摊的服务成本较小，因此单个企业的租赁费用相当低廉。云服务提供商和用户借助服务级别协议（Service Level Agreement，SLA）对各种服务（计算、存储、网络和安全服务等）、质量以及违约责任进行定义。云计算实施的成功与否，很大程度决定于提供商服务质量及其可靠性，也影响了企业采用SaaS方式进行信息化建设的决心。如微软的SLA协议规定起始点可用性99.9%的可用性（低于这个百分比时客户每月可得到25%的补偿）和可用性99%（低于这个百分比时客户可得到50%的补偿）。在SLA协议的约束下，企业为信息化建设租赁的硬件设施也有久了保障。企业租赁SaaS服务的成本函数如下所示。
其中Cr代表企业从SaaS服务提供商获得硬件设施的累积成本，Cl代表企业为了能够使用SaaS服务而对企业进行的一次性改造费用，R为SaaS服务租赁年费用，k为服务使用时间。通常合同所约定的年租赁费为常数，或在使用期限内等同于一个常数，因此成本核算模型中将其处理为常数。从而企业租赁SaaS服务的成本曲线类似于如图1所示的线性函数。
企业自建信息化硬件平台的成本函数如下：
其中Cb代表企业自主购置硬件设备的累积成本，Cc代表企业购置硬件设备的一次性投入，?啄是硬件设备在经过n年后的折旧虑，C?祝是系统集成的改造费，P是企业进行设备维护与管理的人员费用，M是企业管理和维护硬件的费用，由于保修期的超出和设备逐渐老化，维修费用呈逐年上升的趋势，?琢k为设备在第k年硬件设备的管维因子。鉴于设备维修费用通常呈逐年上升的态势，从而使得企业的成本曲线如图2所示。
两种方式的成本核算因子如表1所示。
从而在n年的设定使用年限中，企业进行信息化基础设施外包与自购的权衡主要依据租赁SaaS服务商服务总成本Cr与自建云计算平台成本Cb数值的大小比较。
四、 案例分析
为了合理评估不同类型的企业满足自身需求的信息化建设方案选择，本文以三个同行业类型而规模各异的企业为例，通过对其在北美洲、欧洲和亚洲所拥有的固定用户群规模的描述体现公司规模的差异，如表2所示。
三个公司都在向Amazon EC2购买服务和自主购买设备之间进行选择。Amazon EC2的服务项目价格列表如表3。
为了评估服务租赁费用，采用CloudAnalyst软件进行模拟估算。CloudAnalyst和CloudSim软件都是时下比较流行的云计算开源仿真软件，能够进行IaaS、PaaS和SaaS层次的仿真。（Calheiros，Ranjan et al.，2011）开发的CloudSim软件能够进行云计算系统的建模与仿真，支持对云计算部件的系统性和行为建模，如数据中心、虚拟机、资源分配政策等。（Wickremasinghe，Calheiros et al.，2010）CloudAnalyst是基于CloudSim的一个图形化仿真软件，可以不用像CloudSim软件那样需要建模者编写大量的代码，具有友好的图形化界面、灵活的参数定义、图形化输出、易于扩展等优点。借助仿真软件不仅可以从云计算服务商的角度对服务策略、负载均衡、成本优化等进行仿真，也可以从顾客的角度评估企业租赁服务的成本，从而为企业云信息化建设提供决策依据。
假定北美的用户每5分钟请求一次，欧洲的用户每10分钟请求一次，亚洲的用户每3分钟请求一次，且每次请求的数据大小都是100b。数据中心为一个，包含5个相同配置的服务器，内存2G，存储空间100G，4个处理器的速度都为10000MIPS。数据中心DC2包含4个服务器，内存204800Mb，存储空间108Gb，4个处理器的速度都为10000MIPS，所有虚拟机的策略都是时间共享机制。
通过模拟估算出的各企业的年租赁费用如表4。
为使用SaaS提供的服务，企业还需承担一定的系统集成费用，以很好地将企业内网与SaaS提供的服务整合起来。企业规模越大，整合费用越大，反之则越小。
企业如果采用自购设备构建数据中心，需要购置服务器、路由器、集线器等硬件设备和操作系统、网络管理软件等软件。粗略估算构建同等规模的数据中心需要一次性投入100 000购买各类设备。此外还需要雇佣一定数目的人员进行网络管理与维护工作，假设硬件平台自购成本估算清单如表5。
硬件使用生命周期以5年为计，硬件5年届满后折旧率设为80%，管维因子分别为0.1，0.2，0.4，0.6，0.8。从而参照方程（1）与（2）得到的两种方案对应总费用如表6。
因此企业最终究竟采用哪种方案还依赖于企业对现有系统的集成费用。不妨假设两种方案的集成费用相差不大，从而从表6可以看出企业A采用SaaS租赁方式比自购方式要昂贵（五年共计31 028），而其他两个企业则是选择SaaS租赁更为廉价（五年成本分别少145 632和152 549）。因此，并非所有的企业都适宜租赁SaaS服务，也不是所有的企业都适宜自主构建信息化基础设施。
五、 结论
借助云计算模式实现企业信息化是大势所趋，采用云计算进行信息化建设具有更低的建设成本，更低的维护成本，更低的应用门槛，及更低的应用风险。但是并非所有的企业都适合租赁SaaS服务进行信息化建设。只有科学判断企业适合何种方式的建设模才能有效降低投资风险，消减运行成本，提高企业核心竞争力。本文分析和总结了企业借助云计算模式进行信息化建设的三种模式，认为企业云计算硬件平台的建设模式主要体现为全自建和全租赁的对比。借助CloudAnalyst软件仿真满足企业使用需求的SaaS服务成本，与自建成本进行对比，从而辅助企业根据自身实际作出科学决策。
参考文献：
1. Calheiros, R. N., R. Ranjan, et al. Clou- dSim: A Toolkit for Modeling and Simulation of Cloud Computing Environments and Evaluation of Resource Provisioning Algorithms. Software: Practice and Experience，2011，41（1）:23-50.
2. 郝雪梅.基于云计算的煤炭信息化研究.太原:山西财经大学硕士论文,2011.
3. 张秀菊.“云计算及其对企业信息化的影响”.北京石油管理干部学院学报，2010，（1）.
作者简介：薛华成，上海财经大学信息管理与工程学院教授、博士生导师；杨喆曦，上海财经大学信息管理与工程学院博士生。
收稿日期：2012-04-22。