云计算数据中心建设运营分析

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1、优质文档云计算数据中心建立运营分析摘要：通过对此时此刻云计算数据中心的建立本钱、市场业务开展和综合管理等方面的具体分析，建立云计算数据中心的建立运营模型，结合现阶段国内外云计算开展状况，给出企业、政府及电信运营商建立运营云计算数据中心的建议和看法。1 云计算数据中心的定义1.1 云计算和云计算数据中心云计算的开展和云计算数据中心的建立开展没有势必的联系，是一种松耦合的关系。这一点目前是业界人士对云计算和云计算数据中心的相识有混淆的地方。云计算技术和业务的开展可以基于传统的数据中心和传统的网络架构上开展，只是在此种根底和架构之上，云计算的开展较为缓慢，并且不能发挥云计算的最大优势。而云计算数据中

2、心事实上是为到达数据中心的最大效能，设计出的符合云计算开展模式的数据中心，是一种后匹配方式。那么，在云计算时代我们怎样对待云计算和云计算数据中心的关系呢？这里我们还是先回来到云计算的本质的思索。云计算本质从2个角度来讲，一是资源安排和分布格局的转变的方式。资源包括计算资源、存储资源和带宽资源。二是向客户供应效劳的模式的转变。从技术角度来讲，云计算是资源安排和分布格局转变的方式。传统IT开展模式下，资源(包含计算、存储等资源)分布是独立小系统的。虽然有可能许多IT设备是在一个数据中心内部，但是他们之间各自用各自的CPU、内存和存储，肯定不会跨域运用资源。而云计算使得大家能共享计算资源，共享的层级

3、可以是对应用系统而言，也可以是对客户而言，甚至在运营商整网而言都存在着共享。对大局部系统而言，共享提高效率是不争的事实。从客户供应效劳的模式角度来看，云计算所供应的是自动化的，高度细化和特性化的效劳。这和传统的IT效劳的差异也是较大的。传统的IT效劳是现成的套餐，除非付出较高的代价，否那么无法获得细化及特性化的效劳。当然，对于云计算，许多用户会有关于共享的平安性、数据的保密性等顾虑。这里面有一些观念须要大家重新相识，打个简洁的譬如，大家都放心把现金存进银行，为什么会不放心把数据存进运营商呢？一个企业要做云计算，假如这个企业本身就是信息效劳供应者，那么她或许更看重的是在技术层面的云计算的先进性，

4、而假如企业本领是客户效劳供应者，那么她更可能看重的是云计算效劳本身带给客户的价值。后者就是云效劳了。1.2 云效劳和云计算数据中心云效劳的实现比云计算的实现要难许多。事实上，一种新型的效劳对效劳供应者和被效劳者都有必须的要求。也就是说，云效劳承受对象必需具备必须的IT设施或者IT信息化程度根底之上，才能较好承受云效劳，其中信息化程度也包括客户对IT信息化的承受程度、依靠程度和认知程度等相关软性要素。云效劳的实现程度确定了供应云效劳的运营商建立云计算数据中心的踊跃性、实力要求和规模等。众所周知，云计算数据中心具有双重开展方向，一个是云效劳，一个是企业内部私有云。前者主要面对客户，产生新收入；后者

5、主要面对企业本身，节约原本钱。但是，殊途同归，云计算数据中心的建立运营和其开展方向关系并不大。对于承载主要面对企业内部的私有云的云计算数据中心，是否须要有运营可能会被质疑。从宏观层面考虑，或者说从整个企业角度来考虑，内部私有云实际也是在“缔造价值”。因此，运营目标是一样的。从上面的分析我们可以看出，要想真正供应云效劳，云计算数据中心是必不行少的根底。1.3 云计算数据中心定义要素一个数据中心到底具备什么条件才能真正称之为云计算数据中心呢？我们可以这样来定义一个云计算数据中心：当前科技水平下，云计算数据中心是一种基于云计算架构的，计算、存储及网络资源松耦合，完全虚拟化各种IT设备、模块化程度较高

6、、自动化程度较高、具备较高绿色节能程度的新型数据中心。从上面的定义当中，我们可以得出云计算数据中心的要素有以下几点：虚拟化程度：包含效劳器、网络、存储等虚拟化。计算、存储及网络资源的松耦合程度：用户可以单独运用其中随意一、二项资源而不拘泥于运营商的类似套餐打包效劳等。模块化程度：数据中心内的软硬件分别程度，机房区域模块化程度。自动化管理程度：机房内对物理效劳器、虚拟效劳器的管理，对相关业务的自动化流程管理、对客户效劳的收费等效劳自动化管理等。绿色节能程度：真正的云计算数据中心在各方面符合绿色节能标准，一般PUE值不超过1.5。2 云计算数据中心的建立分析2.1 云计算数据中心和传统数据中心的区

7、分云计算数据中心和传统数据中心的区分主要集中在上述的几个要素当中。传统数据中心根本没有实现虚拟化，而云计算数据中心最根本的是其内全部效劳器、存储都是经过虚拟化的，此举比同规格传统数据中心机房内IT设备利用效率提高60%以上(满负荷状况)。传统数据中心计算、存储及网络资源是紧耦合的，也就是说其内的IT建立是烟囱式的，依据客户需求一个工程建立一套系统，扩展起来要对系统进展重新设计。而云计算数据中心的全部计算、存储及网络资源都是松耦合的，可以依据数据中心内各种资源的消耗比例而适当增加或削减某种资源的配置。这样能使得数据中心的管理具有较大的敏捷性，使得资源配置优化，遵照客户需求进展配置。云计算数据中心

8、的模块化扩展实力也解决了传统数据中心扩容难的问题。传统数据中心在扩展受到系统设计、机房设计及网络设计的影响，对于机房扩容来说是一个系统性的工程，特殊是在空间和电力能源有限的状况下，要实现扩容是无法完成的事情，然后，云计算数据中心可以在总体空间和电力供应不变的状况通过提高单机架的容纳实力及降低PUE等方式实现“扩容”。此种实力具有很强的优势，特殊是在土地惊慌和电力惊慌的城市。自动化管理是传统数据中心没有的功能。云计算数据中心的自动化管理使得在规模较大的状况下，实现较少工作人员对数据中心的高度智能管理。此特性一方面能降低数据中心的人工维护本钱，另一方面能提高管理效率，提升客户体验。至于绿色节能，一

9、般状况，传统数据中心的PUE在1.8-2.5左右，而云计算数据中心一般低于1.6，目前世界上最先进的云计算数据中心可以低达1.1甚至以下。对于规模化的数据中心，能源本钱是其持续运营要考虑的特别重要的因素。2.2 云计算数据中心的建立本钱要素前面分析了云计算数据中心和传统数据中心的区分要素，当然，事实上要建立一个云计算数据中心的本钱其实和建立一个传统的数据中心也是有必须区分的。传统数据中心(以IDC为例，不考虑企业自用数据中心)的建立本钱包括以下几个方面：土地本钱：购置土地相关本钱，其中要考虑数据中心的位置、交通及周边环境、将来开展等方面。土建本钱：一般数据中心的机房建立标准都是较高等级的，特殊

10、是抗震、防火、防水、防风等方面的等级要求是很高的。电力电源设施：电力引入是数据中心须要考虑的重大因素，也是其位置选择的一个重要参考指标。电力电源设施的购置、建立本钱在整个数据中心建立当中只有相当大的比例。根底网络、网络平安设施建立：网络引入是数据中心(特殊是IDC)建立需考虑的特别重要的因素。许多数据中心建立地点一般都选在能最接近各电信运营商的骨干节点旁边。这对运营性数据中心来说是其将来市场的一个重要保证。网络平安设施也是机房平安的重要保证。空调及消防设施建立：空调及消防对于数据中心的持续运营有着重要作用，其效能也影响着数据中心的运营本钱。机房内饰、网络布线及机架建立：传统数据中心这些可能会比

11、拟简洁，然后事实上一个高标准的数据中心对这一块的要求会特别关注，因为机房内饰、网络布线及机架建立都是会影响到机房整体能耗的重要因素。客户专区、监控专区及外围设施建立：这些区域的建立其实和整个数据中心的平安有着亲密关系，也是机房建立必不行少的要素。以上7大要素是我们建立一个数据中心必需具备的要素，无论是传统数据中心或者是云计算数据中心。但是，假如建立云计算数据中心的话，除了上面7大要素还有以下几个要素：IT设备选购及建立：云计算数据中心全部IT设备(含网络设备)应当一体化，定制化，这和客户托管数据中心不太一样。当然，相对来说这一块本钱会较高。虚拟化软件、云计算管理系统及相关系统的建立：此要素主要

12、是系统层面的建立，建立周期和采纳的软件及集成商有特别的关系。因为是系统层面的关系，这中间有一段时间的调测期，也有必须的时间本钱。当然，对于云计算中心，仍旧有些其他要素须要关注，这里暂不一一列举。不过，云计算数据中心建立本钱不是在传统数据中心建立本钱的根底上简洁加上最终两项本钱即可。事实上，我们建立同等规模(一样实力)的数据中心，云计算数据中心实力建立本钱并不比传统数据中心高。2.3 国内云计算数据中心建立本钱模型为得出我们建立云计算数据中心的根本建立本钱模型，我们可以先做如下假定：我们欲建立一个纯机架总面积为2A云计算数据中心，机房为三层，一层为电力电源及空调相关设施，二、三层每层为A 机房(

13、每层中间无隔断，网络机柜单独在一个角落)，整个数据中心容积率为，机房设计PUE值为u(13m-4m左右最好，h，P的具体数值应采纳计算机模拟计算结果)，取北上广地区土地单价为C元/亩(北上广土地价格和其他二线、三线城市土地价格存在差异，和城市的人均GDP等因素相关，不妨设各线人均城市GDP之比为1：g2：g3，我们可以命名其为城市因子，其城市土地价格之比那么近似为1：g22：g32)，机房制冷率为250w/，北上广空调及制冷相关设施建立本钱为L元/kw(其他城市取城市因子(1/2)，取北上广地区工业电力建立本钱为D元/kw(二三线城市和北上广电价差异和城市因子相关，不妨简化处理为干脆取城市因子

14、(1/2)，北上广地区平均网络建立(含网络平安设备购置)本钱为W元/G (网络建立本钱和该数据中心区域和骨干节点的网络跳数及地理距离相关，目前也可以近似取城市因子(1/2)，还有几个因素我们也要考虑：国情因子(由地方政府对数据中心及云计算产业重视程度确定)取G1，电信运营商因子Y1(由电信运营商对数据中心及云计算产业重视程度确定)，该区域常年平均温度T(遵照电信机房温湿度标准，取机房需常年保持温度为25，代数差T=T-25，结合u，假设T越大，u就越大，空调建立本钱越高，我们近似取其线性相关系数为)，每平米消防设施建立费用为F元/(其他城市取城市因子)， IT设备(主要为效劳器和存储)选购本钱

15、分解成计算资源选购本钱为J元/标准核，存储选购本钱为S元/T，虚拟化比例为X：1，虚拟化软件本钱为V1元/核，虚拟存储软件本钱为V2元/T，虚拟化管理软件为V元/台物理效劳器，北上广单机架建立/装修及综合布线本钱为Z元/架(其他城市取城市因子)，单机架的最高功耗为Gkw，单机架最高承受30台效劳器重量，机架密度d /架，北上广机房建筑本钱M元/(其他城市取城市因子)，随机因子R(此因子表示国内、国际重大事务对本钱的影响，一般状况下如无重大事情发生时，R=1)，银行贷款月利息r，土地年升值率为，机房折旧周期50年，电力电源、IT及网络设备折旧周期10年，软件系统折旧周期5年(软件升级周期)。另外

16、，土地拿到后建立期为6个月。我们从上面9个因素分别计算相关本钱：土地本钱：B1 =(3A/)*C*(2)/667* G1*R土建本钱：B2 =3A*M*R电力电源设施：B3 =2*(2A/d)*G*u*D*(1/2)* G1*R根底网络、网络平安设施建立：B4 =(2A/d)*(10/11)*min(G/0.4)，30*X*0.002*W*(1/2)*R+(2A/d)*(1/11)* min(G/0.4)，30*0.1*W*(1/2)*R空调及消防设施建立：空调及相关制冷设施：B5 =(3A*0.25)*L*(1/2)*(1+*T)*R消防设施建立：B6 =3A*F*R机房内饰、网络布线及机架

17、建立：B7 =(2A/d)*Z*R客户专区、监控专区及外围设施建立：B8 =(Bi)*0.1(取经历值0.1)IT设备选购及建立：H1=(2A/d)*(J*200*10/11)+(2A/d)*(S*50*1/11)*R*1.1虚拟化软件、云计算管理系统及相关系统的建立：H2=(2A/d)*min(G/0.4)，30*V+(2A/d)*(V1*200*10/11)+(2A/d)*(V2*50*1/11)*R综合上述条件，我们可以得出云计算数据中心的综合建立本钱大致为：E=Bi+Hj (i8，j2)3 国内云计算数据中心的运营分析3.1 云计算数据中心的运营要素同上面对云计算数据中心的建立本钱分析

18、一样，我们对云计算数据中心运营先分析其要素，然后给出云计算数据中心的数学模型。一个数据中心的运营一般首先包含以下要素：运营本钱：运营本钱包括电力费用、带宽费用、人工本钱、营销本钱、传播本钱、管理本钱及其他隐性本钱。业务收入：业务收入包括云主机业务、云存储业务及弹性私有云业务，在必须条件下，假如云计算数据中心维护实力足够强的话，可以实现假设干SaaS层应用收入。云计算数据中心的运营本钱和传统数据中心的运营在运营要素方面并没有太多区分，但是，各要素的大小那么有着本质的区分。3.2 云计算数据中心运营模型分析同上章对云计算数据中心根本建立本钱分析类似，我们对云计算数据中心(以对外运营的IDC为例)的

19、运营做相关假设，并进展分析：我们欲运营前面所建立的纯机架总面积为2A云计算数据中心。不妨设该数据中心距离北京为lbkm，距离上海为lskm，距离广州为lgkm，距离其上级骨干节点距离为lnkm，距离运营商国家骨干节点网络跳数为n，北上广工业用电电费为f元/kwh(其他城市取城市因子)，北上广互联网带宽费用为k元/G.年(其他城市取城市因子2)，数据中心内的电力设施故障率(转换为特殊形式后)为ed /kw(次.年)，网络设施故障率为ew /G(次.年)，IT设备设施故障率为ei /核(次.年)，其他设施故障率为et(次.年)，系统软件故障率es(次.年)，每位员工处理故障实力为ex次.年。北上广

20、数据中心行业的员工平均人工本钱为Q元/年(其他城市取城市因子2)。业务收入中，我们将细分至每核及每T的收入，同时配给相应的带宽。不妨设北上广每核收入为Vh元/年，每T存储收入为Vt元/年(其他城市取城市因子)。带宽的配给已经在建立的模型给出，为每核配给2M带宽，每T存储配给100M带宽。云计算业务开展进度主要和地域经济开展状况、网络质量和价格关系相关。地域经济开展状况我们取城市因子(主要和城市宽带用户数量相关)；网络质量我们遵照前面假设和北上广距离及骨干节点跳数等综合确定；价格关系我们不妨假设采纳同城市因子(2)相关的特征。三者的权重分别为qc，qw,和qj。这里qc+qw,+qj=0.9。第

21、一年，其次年：qc:qw,:qj=2:3:4，第三年，第四年：qc:qw,:qj=1:1:1，第五年以后的qc:qw,:qj=4:3:2.(权重数据非精确数据，在理论上无法计算，是原有IDC业务的经历数据)网络质量确实定方式：假设min(lb/200，ls/200，lg/200)1，n1时，取=1；假设min(lb/500，ls/500，lg/500，ln/300)1，n2，取=0.2；假设min(lb/200，ls/200，lg/200)1，3n2，取=0.5；假设min(lb/500，ls/500，lg/500，ln/300)1，n1取=0.7；假设n4时，取=0.所以，机房内业务开展进度

22、状况如下：数据中心建成后一年的业务上架率：1=1*qc+*qw+(2)*qj，i为系数调整，i=R*1/Y1其次年的业务上架率：2=2*1+2 *qc+*qw+(2)*qj，10.5；2=1， 10.5第三年的业务上架率：3=3*2+3 *qc+*qw+(2)*qj，20.75；3=1，10.5或者20.75同理，可求出第四年及之后的收入进度，略。一般的，假如5我们从上述2个方面要素建立运营模型：1)运营本钱：电力费用：电力费用和业务上架率成正比.(这里作业务测试及上线时客户的非线性用电量的线性处理，取整体比例的1.2倍)，同时，单机架的平均功率为最大功率的80%，所以，第i年的电力费用：带宽

23、费用：假如是电信运营商运营该数据中心，那么此处带宽费用为0.而非电信运营商运营该数据中心的话，那么第i年的带宽费用有如下计算：人工本钱：人工本钱的计算相对困难。涉及到数据中心的常态管理人员(值班人员)及故障处理人员。不妨假设其待遇一样。值班人员：当A 当500A 当2000其中，A/1000表示除后取整数。故障处理人员：营销本钱和传播本钱：营销本钱每年根本稳定，传播本钱根本和上一年业务上架率成反比。营销本钱：Yyi=E*5%传播本钱：Yxi=E*(2%)/i-1 (i1)，一般取Yx1= E*(3%)管理本钱及其他隐性本钱：Ygi=E*2%2)业务收入：4 国内云计算数据中心建立运营建议4.1

24、云计算数据中心建立运营综合分析从上面分别对云计算数据中心实力建立和运营的分析及模型的建立，我们在必须程度上可以分析出建立运营一个云计算数据中心的盈利模型：综合建立本钱模型：Ec=B1*(1+r)6+B2+B3+B4+B5+B6+B7 +B8+H1+H2*(1+r)(12*10)第i年综合建立本钱：Eci= B1*(1+r)6+B2*(1+r)(12*10)/50+ (B3+B4+B5+B6+B7 +B8+ H1) *(1+r)(12*10)/10+ H2 *(1+r)(12*10)/5第i年的综合运营本钱：Yci=Ydi +Yki +Yri +Yyi +Yxi +Ygi第i年的业务收入Ui=

25、Uzi +Usi +Uti那么此云计算数据中心的盈利模型为：Pro(i)= Ui-Eci-Yci=1+*(H2/E)* (2A/d)*(10/11)*200*(i+i-1)/2*Vh*+(2A/d)*(1/11)*50*(i+i-1)/2*Vt*- B1*(1+r)6+B2*(1+r)(12*10)/50+(B3+B4+B5+B6+B7+B8+H1) *(1+r)(12*10)/10+H2*(1+r)(12*10)/5-(2A/d)*(i+i-1)/2*1.2*G*0.8*24*365*f*-(2A/d)*(i+i-1)/2*1.2*200*(10/11)*0.002+(2A/d)*(i+i-

26、1)/2*1.2*(1/11)*50*0.1*k*(2)-Q*(Nx+N)*(2)-E*5%-E*(2%)/i-1 -E*2%4.2 云计算数据中心的建立、运营建议一、云计算数据中心的地址选择是一个特别困难的事情。这里要考虑的因素有许多，政府因素、电信运营商、土地价格、网络质量、业务开展预期等等。上面模型给出只是从假设干角度启程的一个也许模型，最终的选型还须要依据相关经历等综合确定。二、越是成熟的云计算数据中心，电力本钱在运营中的作用表达的越明显。因此，云计算数据中心的运营中如何压缩电力本钱是我们必需赐予足够考虑的因素。而我们从业务上架率的模型分析中可以看出，最终确定上架率及反影响价格的是云计

27、算数据中心覆盖范围内的宽带用户数量，也就是说，随着我国宽带用户的不断增长，云计算数据中心中的网络因素的作用是渐渐削减的，因此，运营商特殊是电信运营商在建立云计算数据中心时必需足够重视并考虑此问题。三、云计算数据中心的运营有一个和传统数据中心运营明显差异的地方，传统数据中心的运营中，营销和传播本钱其实相比拟而言会较高，而云计算数据中心那么是前高后低型，特殊是传播本钱和机房占有率完全成反比。四、事实上，云计算数据中心的人工本钱相比传统数据中心会降低许多，主要缘由是云计算数据中心的自动化程度较高。这样其实也对维护数据中心的人员的素养要求提高了许多。因此，云计算运营企业对员工的实力造就事实上会是一个云计算数据中心运营成败的一个关键因素。五、云计算数据中心的运营对网络质量的依靠程度高于传统数据中心，而我们可以通过对网络质量模型的分析看出，网络质量和网络节点跳数有很大关系，所以，假如运营性云计算数据中心的网络跳数大于2，从运营角度来说，是不合算的。5 小结通过上面对云计算数据中心的建立运营的数学模型的综合分析，我们可以看出，云计算数据中心的投资建立及日常运营是一个系统性特别强的事情，在我们国内涉及到国情、政府行为、电信运营商状况、国家互联网构造、业务开展水平、国内土地价格及物价水平、经营管理水平和营销力度等。因此，投资建立并运营一个云计算数据中心( 作者：曹鲁)