云计算的成本分析I

现在是玛雅预言世界末日的夜晚，发篇博文权作纪念。本文就探讨云计算模式的成本由构成因素，以及满足不同 SLA （ Service-Level Agreement ，服务等级协议）要求的成本代价。本节论述的内容主要基于 IaaS 云计算模式，也同样适用于 SaaS 和 PaaS 云计算模式中，底层支撑平台的成本分析，对于后二者同样适用。

一、云及数据中心成本的构成因素

Jim Gray 在分布式计算经济性的论文中，指出一个计算任务通常由 4 种特性的需求组成 [1] ：

o   网络：传递请求和响应

o   计算：处理信息并产生新的信息

o   数据访问：访问并获取计算所需要的信息

o   数据存储：数据的长期保存，以满足未来数据访问的需求

云运营商的成本构成，与企业数据中心的成本构成是相同的。为了完成必要的任务， IaaS 云的运营商至少要保证满足上述特性，不同的 SLA 需求，运营商投入的成本也不相同，这些都涉及到云的计费问题，以及云从商业角度是否可以成功运营。对于 IaaS 云的提供商来说，云成本的构成与企业级数据中心的成本构成一样，包括硬件成本、软件成本、带宽成本、空间成本、电力成本、以及维护成本。

·         硬件成本

主要是服务器、存储、网络设备等的采购或者折旧费用，以服务器为例，目前 OEM 厂商的质保通常是 3 年，因此在计算机器折旧时，通常以 3 年进行计算。当然，也有 OEM 厂商提供 5 年质保，或者运营商为了获得额外的受益，延长机器的使用寿命，这取决于硬件性能提升、功耗下降、以及价格下降的情况，当然还有运营商的财务状况。硬件规模虽然在逐年上升，但是由于单个硬件本身的价格呈现逐年下降的趋势，因此，硬件成本维持在相对固定的水平上，而在整体成本的占比则呈现下降趋势。

·         软件成本

IaaS 的软件，包括虚拟化平台软件、客户端操作系统、存储管理软件、以及系统监控管理软件。这些软件构成了支撑系统运行的必要管理手段，在 IaaS 系统中，软件成本所占整体成本的比例相对较小。对于 SaaS 和 PaaS ，则软件的开发和维护所占用的成本份额会较大。

·         网络带宽成本

网络带宽，是云计算所依托的技术，带宽的成本，目前无论在国内还是国外，都属于最昂贵的成本，而且不同地区，甚至同一地区不同 IDC 机房，其带宽费用都存在很大差异。以北京为例， 100M 独享独享带宽价格从 70 万到 20 万都有，这取决于其接入的网络质量以及核心路由的成本，当然还有经营状况。云中内容的需求决定了带宽的需求，因此，对于云计算运营商来说，带宽的成本是相对固定的，难以通过技术手段进行消减。

·         空间成本

空间成本主要是机房的建设成本，或者 IDC 的租用成本。目前国内 IDC 的租用费用一般按照机架支付，而每机架的服务器容量则取决于机架最大功率 ( 国内 IDC 的机架供电在 13A 到 16A 之间 ) 。以最常见的 2U 机架服务器为例，按照正常运行时耗电 200W 计算，则一个机架通常服务器容量在 14 台到 17 台之间，则 42U 的总空间不会完全使用，因此，空间的成本这时与电力成本是成正比的，可以说就是电力成本的另一表现形式。

·         电力成本

电力成本包括了数据中心的关键 IT 负载，以及制冷、照明、 UPS 的耗电成本。在一般的数据中心，电力成本占据整体成本的约 15% ，考虑到大型云计算运营商通常具有更高的系统维护效率，因此如果不考虑维护成本，仅记入硬件成本和电力成本，则其占比将高达 40%( 参见图 1) 。

图1 IDC服务器规模与相关成本

 

·         维护成本

这里的维护成本，主要指机房人员所产生的成本。从图 1 的 IDC 统计来看，当前维护成本的上升最为明显，占比从 1996 年时的 30% ，上升到当前的超过 50% 。维护成本的上升主要由于规模的扩大和复杂度的提升，因此，采用更高效的维护手段应该成为压缩维护成本的有效方法。此外，专业的云运营商具备更高效的运维能力，以 2002 年的 Google 为例， 25 个人的运维团队，管理着 2PB （ 2 千万亿字节）、 10000 台部署于不同地点的服务器 [1] ，这是一般企业 IT 部门难以企及的。

在下面的成本效用的优化探讨中，将主要集中在硬件成本、功耗成本、和维护成本这三个主要的方向上。

（怎么显示超过8万字符不能一次发布呢？有这么多内容么？）