肖光華

(江蘇城鄉(xiāng)建設(shè)職業(yè)學(xué)院 設(shè)備工程學(xué)院，江蘇 常州 213147)

0 引言

云桌面作為云計(jì)算技術(shù)的典型應(yīng)用，它改變了傳統(tǒng)PC機(jī)的部署方式，通過(guò)服務(wù)器集群部署的方式提供集中交付服務(wù)，使之具有管理高效、性能可靠、易于維護(hù)以及“綠色”計(jì)算的特性。因此，在高校信息化機(jī)房建設(shè)中受到越來(lái)越廣泛的關(guān)注，許多高校已著手開(kāi)始云計(jì)算服務(wù)的招標(biāo)采購(gòu)[1]。但云計(jì)算技術(shù)主要還是應(yīng)用于校園云服務(wù)器的建設(shè)，而對(duì)于多媒體教室、實(shí)訓(xùn)室、實(shí)驗(yàn)室等機(jī)房環(huán)境的云桌面應(yīng)用，多數(shù)還停留在試點(diǎn)階段，即僅對(duì)幾個(gè)實(shí)訓(xùn)室或一些特定的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行云桌面的部署，高校學(xué)校信息化機(jī)房仍然以傳統(tǒng)PC機(jī)為主。

1 設(shè)成本分析

在信息化機(jī)房建設(shè)過(guò)程中，由于云桌面建設(shè)模式和傳統(tǒng)PC機(jī)建設(shè)模式存在較大差異，很難對(duì)其進(jìn)行一對(duì)一的分析比較。在對(duì)大量相關(guān)資料進(jìn)行分析后，結(jié)合過(guò)往的成功案例以及各集成商提供的報(bào)價(jià)方案，剔除兩種建設(shè)模式重合的部分(如顯示器、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等外設(shè)以及交換機(jī)、綜合布線(xiàn)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備)，比較分析云桌面(僅考慮私有云)建設(shè)模式和傳統(tǒng)PC機(jī)建設(shè)模式兩種建設(shè)方案的成本趨勢(shì)。

通常，按照表1中云桌面服務(wù)器的配置，投入成本約6萬(wàn)元，瘦終端價(jià)格800元左右，加上軟件授權(quán)費(fèi)、服務(wù)費(fèi)施工成本等，一套20臺(tái)云桌面的整體投入為10萬(wàn)元左右，平均一臺(tái)桌面的價(jià)格為5 000元左右，而按照表1配置一臺(tái)普通PC機(jī)加上軟件費(fèi)用投入成本約3 500元。如果僅按照20臺(tái)桌面的需求進(jìn)行信息化機(jī)房建設(shè)的話(huà)，云桌面方案的成本要遠(yuǎn)高于PC機(jī)方案的成本。但云桌面的特性是集成度越高，資源復(fù)用程度越高[2]。這種復(fù)用比率并沒(méi)有既定的算法可以遵循，而是需要根據(jù)實(shí)際使用場(chǎng)景進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。圖1是根據(jù)以往成功案例和實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，動(dòng)態(tài)設(shè)定的服務(wù)器資源和云桌面數(shù)量的復(fù)用比率，從中可以看出，一般云桌面數(shù)量至少要達(dá)到200臺(tái)以上，才有可能比PC機(jī)成本低，而這“節(jié)約”的成本，是靠犧牲用戶(hù)體驗(yàn)，增加網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴和資源過(guò)載的風(fēng)險(xiǎn)換來(lái)的。因此，如果僅針對(duì)高校信息化機(jī)房這種使用率較高的應(yīng)用場(chǎng)景，從初期建設(shè)成本的角度考慮的話(huà)，云桌面方案并沒(méi)有較大的優(yōu)勢(shì)，除非學(xué)校將其它資源(如辦公、多媒體、網(wǎng)站服務(wù)器等)集中整合，形成一個(gè)超大資源池，那么云桌面的優(yōu)勢(shì)才可以體現(xiàn)[3]。一般高校每年信息化投資預(yù)算有限，比起門(mén)檻較高的云桌面，PC機(jī)這種“化整為零”的建設(shè)方案顯得更為靈活，也是云桌面目前無(wú)法在高校普及的原因之一。

表1 云桌面和PC機(jī)主要配置比較

圖1 云桌面與PC機(jī)方案建設(shè)成本對(duì)比

2 使用成本分析

桌面的使用成本包括能源消耗、設(shè)備的折舊與損耗等[4]。在建設(shè)成本或使用需求相當(dāng)?shù)那闆r下精簡(jiǎn)模型，暫不考慮因設(shè)備散熱所帶來(lái)的空調(diào)能耗，以及兩種模式中重合部分(網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、顯示器等)的能耗，僅針對(duì)設(shè)備運(yùn)行本身能源消耗的成本進(jìn)行分析，得到表2與圖2。

表2 瘦終端和傳統(tǒng)PC機(jī)能耗對(duì)比

圖2 云桌面和PC機(jī)的能耗對(duì)比

通常，云服務(wù)提供商將瘦終端和PC機(jī)的能耗作對(duì)比，以突出云桌面在能耗表現(xiàn)上的巨大優(yōu)勢(shì)(如表2所示)。但這種比較只是基于公有云的模式下，僅計(jì)算客戶(hù)使用云桌面的能耗成本。而高校信息化機(jī)房的應(yīng)用場(chǎng)景幾乎都是私有云的模式，在這種模式下，云桌面的能耗由兩部分產(chǎn)生，一部分是瘦終端，另一部分是“云端”(即服務(wù)器端)[5]。此外，每臺(tái)PC機(jī)雖然額定功率是300W，但實(shí)際資源使用效率大概只有30%～50%，因此其平均負(fù)荷功率約100～150W。如果按實(shí)際使用情況測(cè)算能耗成本，兩種模式的平均能耗情況由圖2所示。PC機(jī)以每臺(tái)150W的平均能耗為測(cè)算依據(jù)，云桌面除了瘦終端的能耗(按平均能耗15W計(jì)算)，還增加了云端服務(wù)器的能耗，主要測(cè)算依據(jù)是以電信運(yùn)營(yíng)商IDC機(jī)房提供的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架額定功率為依據(jù)，一般是16～20A，換算成功率約4kW。此外，云端服務(wù)器不像終端設(shè)備可以隨開(kāi)隨關(guān)，哪怕只有一個(gè)云桌面在運(yùn)行都要保證服務(wù)器端的正常運(yùn)行，但隨著桌面使用數(shù)量的增加，服務(wù)器端是通過(guò)提高資源使用效率而非增加設(shè)備數(shù)量來(lái)滿(mǎn)足需求的，這使得電力消耗大大減少，從而達(dá)到節(jié)能減排、綠色計(jì)算的效果[6]。如果從能耗成本的角度來(lái)考慮，云桌面使用成本優(yōu)勢(shì)明顯，但前提是使用效率足夠高，因?yàn)樵谱烂娣?wù)器端為保證云桌面的正常運(yùn)行，不會(huì)輕易關(guān)機(jī)，一般都是24小時(shí)運(yùn)行，所以如果使用效率不高還將造成能耗資源的浪費(fèi)。如果高校從節(jié)省使用成本的角度而采用云桌面的建設(shè)方案，那就必須要測(cè)算機(jī)房所需的計(jì)算資源規(guī)模和機(jī)房使用率。通常資源規(guī)模越大，資源復(fù)用率就越高[7]，但隨之而來(lái)的是設(shè)備采購(gòu)成本就會(huì)上升，在設(shè)備使用周期內(nèi)究竟能不能節(jié)約成本并不是簡(jiǎn)單計(jì)算就能得出結(jié)論的，需要在長(zhǎng)期實(shí)際使用過(guò)程中才能看出一些端倪。由于缺少這類(lèi)分析比較的模型，信息化機(jī)房建設(shè)是選云桌面還是選PC變成了橫亙?cè)诟咝ｎI(lǐng)導(dǎo)面前的難題。

3 更新成本分析

設(shè)備的維護(hù)更新成本主要是由設(shè)備因故障和更新升級(jí)等影響正常使用而帶來(lái)的成本支出。一臺(tái)PC機(jī)的實(shí)際使用壽命約5年，而終端設(shè)備由于沒(méi)有風(fēng)扇、轉(zhuǎn)子等易損耗設(shè)備，實(shí)際使用壽命可到達(dá)8年且價(jià)格比PC低很多。從終端設(shè)備故障成本來(lái)看，云桌面優(yōu)勢(shì)明顯，這也是許多云服務(wù)廠商宣傳的賣(mài)點(diǎn)。但這種比較方式并不全面，因?yàn)閮烧呓ㄔO(shè)模式不同。首先，PC機(jī)的維修是可以通過(guò)更換主要部件來(lái)延長(zhǎng)其使用壽命，而瘦終端集成度較高，損壞后一般需要返廠維修；其次PC機(jī)的故障概率是獨(dú)立的，其本身的故障不影響其它PC機(jī)的正常使用，而云桌面除了瘦終端，其所有的應(yīng)用全部部署在服務(wù)器端，對(duì)網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器的依賴(lài)程度很大，雖然這些設(shè)備都是工業(yè)級(jí)設(shè)備，實(shí)際使用壽命可達(dá)到10年，可一旦發(fā)生故障，會(huì)造成資源池內(nèi)部署的云桌面大面積癱瘓。

圖3 云桌面和PC機(jī)的維修成本對(duì)比

圖4 云桌面和PC機(jī)的更新成本對(duì)比

由此可見(jiàn)，兩種模式的故障成因不盡相同，為能做出更客觀的分析比較，假設(shè)它們的故障概率都服從指數(shù)分布(也稱(chēng)為設(shè)備壽命分布)，即，其中t為時(shí)間(以天為單位)，λ可以根據(jù)設(shè)備的平均使用壽命計(jì)算得出，并且仍然以200臺(tái)桌面的規(guī)模進(jìn)行分析，每20臺(tái)云桌面配備一套服務(wù)器設(shè)備。依據(jù)經(jīng)驗(yàn)，PC機(jī)和服務(wù)器的維修成本按設(shè)備成本的20%計(jì)算，瘦終端維修成本按設(shè)備成本40%計(jì)算。從圖3中可以看出云桌面維修成本略低于PC機(jī)的成本，但這并不足以說(shuō)明云桌面的優(yōu)勢(shì)。如果以設(shè)備更新升級(jí)的成本來(lái)分析比較，情況就有所不同了，因?yàn)镮T技術(shù)進(jìn)步迅速，根據(jù)摩爾定律，計(jì)算機(jī)性能每2、3年就會(huì)翻一番，所以，計(jì)算機(jī)很少有使用至報(bào)廢后再淘汰，大多數(shù)情況都是因性能不能滿(mǎn)足需求而被淘汰。從更新升級(jí)的角度來(lái)看，被淘汰的PC機(jī)基本無(wú)法利舊，只能換新，而云桌面的升級(jí)只需要對(duì)服務(wù)端進(jìn)行增配擴(kuò)容，原有的資源池仍然可以繼續(xù)利用。如果要將現(xiàn)有的桌面性能提升一倍，云桌面可以大大降低升級(jí)成本。因此，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)看，云桌面的建設(shè)模式顯得更為經(jīng)濟(jì)，但這種建設(shè)模式的投資回報(bào)周期普遍較長(zhǎng)，需要高校在信息化建設(shè)中有一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的規(guī)劃。

4 人力成本分析

高校信息化建設(shè)目的是為了提升教學(xué)和管理水平，提高工作和學(xué)習(xí)效率[8]。不同的信息化機(jī)房建設(shè)模式帶來(lái)的管理和維護(hù)方式也不同，從而體現(xiàn)出人力成本的差異性。由于各高校內(nèi)部管理方式千差萬(wàn)別，無(wú)法具體量化分析哪種模式會(huì)需要更多的人力成本，僅以一些具體的工作為標(biāo)準(zhǔn)，分析兩種建設(shè)模式人力成本的差異。

首先，從系統(tǒng)和軟件部署的時(shí)間上來(lái)看，以部署100臺(tái)為例，PC機(jī)需要逐臺(tái)完成部署，即便依靠批量安裝工具、GHOST等方式，平均每臺(tái)部署時(shí)間約需要20分鐘，全部部署完成大概需要2～3名運(yùn)行維護(hù)人員花費(fèi)一天時(shí)間。云桌面的方式是在云端批量部署，完成一臺(tái)部署后其余的批量復(fù)制即可，1名運(yùn)行維護(hù)人員全部完成部署只需要約1小時(shí)左右，部署效率成倍提升。

其次，從日常的軟件安裝、病毒庫(kù)更新、系統(tǒng)升級(jí)或軟件類(lèi)故障等事務(wù)來(lái)看，PC機(jī)需要運(yùn)行維護(hù)人員趕赴現(xiàn)場(chǎng)處理這種方式極為消耗時(shí)間，一般都是通過(guò)安裝還原卡以減少因系統(tǒng)環(huán)境改變而帶來(lái)的問(wèn)題。而云桌面的所有軟件類(lèi)事務(wù)則都可以在云端進(jìn)行管理，不需要運(yùn)行維護(hù)人員親臨現(xiàn)場(chǎng)，從而節(jié)省了時(shí)間，提高了工作效率。但這種集中管理的方式也存在一定的弊端，比如，系統(tǒng)崩潰時(shí)，PC機(jī)可能只需要強(qiáng)制重啟一下即可解決，而云桌面則需要通知管理員，由管理員遠(yuǎn)程處理[9]；再比如，云桌面對(duì)網(wǎng)絡(luò)依賴(lài)度較高，一旦網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行不穩(wěn)定或者網(wǎng)絡(luò)帶寬不足，都可能導(dǎo)致云桌面頻繁“掉線(xiàn)”而增加管理員的負(fù)擔(dān)。

再次，從維護(hù)人員配比來(lái)看，每百臺(tái)PC機(jī)至少需要3名維護(hù)人員的人力成本支出，而在同一網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下每百臺(tái)云桌面只需一名維護(hù)人員，理論上該維護(hù)人員還可以維護(hù)更多云桌面。當(dāng)然，相較于PC機(jī)維護(hù)人員，對(duì)云桌面維護(hù)人員的要求要高的多，責(zé)任也更重大，因?yàn)槿魏我粋€(gè)微小的操作都有可能影響其管轄的數(shù)百臺(tái)終端。

5 結(jié)論

綜上所述，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)看，與傳統(tǒng)PC模式相比，一些應(yīng)用場(chǎng)景和需求采用云桌面的部署方式確實(shí)能降低總體擁有成本(TCO)。高校也需要進(jìn)一步提升信息化管理水平，加強(qiáng)IT人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)才能發(fā)揮云桌面的良好效果。目前影響云桌面在高校信息化機(jī)房建設(shè)中的普及的因素包括應(yīng)用的兼容性、用戶(hù)體驗(yàn)、外設(shè)支持、投資成本、維護(hù)管理難度以及使用習(xí)慣和觀念上的差異等。隨著云計(jì)算技術(shù)逐漸趨于完善和高校積極推動(dòng)教學(xué)改革、創(chuàng)新管理機(jī)制、踐行綠色發(fā)展理念，云桌面替代傳統(tǒng)PC的趨勢(shì)將不可逆轉(zhuǎn)。