职业类院校建设基于云技术计算机中心的经济性分析

2017-09-17 11:37:16周晓炜
数码设计 2017年10期
关键词:机房服务器计算机

周晓炜



职业类院校建设基于云技术计算机中心的经济性分析

周晓炜

(南京市职业技能鉴定指导中心 江苏 南京 210000)

云计算是下一代网络计算平台的核心技术,是一种新的计算模型,随着互联网宽带技术的逐步推广,带宽的飞速加大,云计算的实现越来越容易,各院校的传统机房模式是否要宣告退出历史舞台?或者是还有生命力。本文重点不讨论云计算的现状和未来,而是通过筹建一个中等规模的云计算机中心来对比传统机房经济性,并就职业院校、技工院校使用云计算机中心的成本进行了分析,并对云计算在职业教育领域中的应用进行初步探索。

职业类院校;云技术计算机;经济性;分析

1 引言

云计算是分布式处理、并行处理和网格计算的发展,或者说是这些计算机科学概念的商业实现。它是一种新兴的共享基础架构的方法,它面对的是超大规模的分布式环境,核心是提供数据存储和网络服务。它利用高速互联网的传输能力,将数据的处理过程从个人计算机或服务器移到互联网上的服务器集群中,这个服务器集群是由成千上万台普通的工业标准服务器组成,由大型的数据处理中心管理。如图l所示,云计算是一个虚拟的计算资源池,它通过互联网提供给用户使用资源池内的计算资源。完整的云计算是一个动态的计算体系,通过云数据中心管理系统,能够动态部署、动态分配计算资源;并通过安全系统,实时监控资源的使用情况。用户所处理的数据并不存储在本地,而是保存在互联网上的数据中心,用户所需的应用程序并不运行在用户的个人电脑、手机等终端设备上。而是运行在互联网上大规模的服务器集群中。

图一:云计算中心拓扑图

2 云计算的优势与问题

云计算最主要的优势:一是高可靠性的数据存储。云计算提供了比个人电脑更可靠、安全的数据存储中心,用户可以将数据存储在云端,不用再担心数据丢失,病毒入侵的麻烦。同时,严格的权限管理策略可以帮助你放心地与你指定的人共享数据。二是超大规模的计算能力。云计算中心由众多高性能服务器级成,为网络应用提供了强大的计算能力,可以提供最高达每秒10万亿次的运算能力,能完成用户的各种业务要求。这种超级运算能力在普通PC环境下是难以达到的。三是高可扩展性,提供方便的云软件服务。个人用户将不需要安装和升级电脑上的各种应件,只需要具有足够的带宽和浏览器,就可以方便快捷地使用云中心提供的各种软件服务。四是可观的经济效益。相对于普通机构自身运营的小数据中心而言,云计算供应商的存储成本一般只有其十分之一,而带宽成本只有二分之一,计算处理能力成本只有三分之一。这将帮助一些机构以比较低廉的架构成本进行运作。

自古有矛就有盾,云计算机的优势也会成为它的劣势。比如安全可靠的数据存储,也有潜在的危险性。一旦商业用户大规模使用企业机构提供的云计算服务,无论其技术优势有多强,大量集中的存储如果被黑客攻破,带来的泄密将是大范围的,涉及很多人群(例如苹果的云相册被黑)。再比如云软件可以有效地降低技术应用的难度,提供傻瓜服务,但存在的问题是客户想拥有个性化的定制使用,将很难实现。第三是云服务供应商的成本低,是以阿里、百度、腾讯等这种超大型供应商的成本来计算的,而大多数企事业单位因为各种需求建立的云中心,不能完全依托于公开的云服务,所以其云成本也就不可能这么低廉。第四是云计算服务当前垄断在少数企业手中,云计算用户的数据虽然对其它人是保密的,但对于提供云计算的商业机构而言确实毫无秘密可言。因此政府机构、商业机构(特别像银行这样持有敏感数据的商业机构)对于云计算服务的选择应保持足够的慎重。

3 云计算机中心的建设及使用成本

近几年国家出台各项政策重点扶持和推广职业教育,使职业教育有了长足进步,但我国职业教育的现状是存在着严重的地区差异,教育资源发展不平衡,信息和资源共享不充分。虽然云计算的出现让我们看到了资源共享的曙光,由于发展不平衡这一现象的存在,各职业院校计算机中心的建设就不可能用一个模板来套用,应本着实用、够用的技术来解决使用问题,切不可盲目贪大求全。

3.1建设成本。下文以建设一个中心机房,以及约10间使用机房(包含500个使用点)为基础的云计算中心的建设成本预算(不包含灾备中心),设备报价为2014年上半年价格。

表一:主要计算机设备(小计250.8万)

序号设备名称品牌型号数量单位报价 1云前端服务器IBMX3650M3 内存满2套7.6万 2云物理服务器IBMX3850X5 内存满6套91.2万 3云应用服务器IBMX3250M32套3万 4云计算终端联想视讯云端V80500套84万 5终端显示器联想L197WD500台46万 6UPS不间断电源山特30KVA 延时1H1套9万 7机房装修及环境监控设备纵横1套10万

以上硬件设备可满足每个云使用点最低,其它与普通机房相同、相近设备不再列出。

表二:主要网络设备(小计161.4万)

序号设备名称品牌型号数量单位报价 1核心存储32TSURESAVEDA-5802套68万 2光纤SAN交换机SURESAVEFB804-1P2套7.2万 3主干交换机星网锐捷S120102套29万 4智能三层交换机星网锐捷S2928G-E24口20套21万 5普通交换机星网锐捷S2928G 24口15套7万 6主干路由器星网锐捷RG-NPE402套8.5万 7上网行为控制器星网锐捷EG1000S2套7.2万 8防火墙网御星云Power V14282套13.5万

以上设备报价为2014年上半年价格,其它与普通机房相同、相近设备不再列出。

表三:主要软件及其它设备(小计36—88.4万)

序号设备名称品牌型号数量单位报价 1Windows 2008 Server微软Enterprise6免费 2服务器虚拟化vmwareesxi 6.06点30万 3控制端虚拟化vmwarevcenter6.01套6万 *4云终端软件微软XP或WIN750套2.4万 *5连接协议vmware500点50万

软件说明:1、Windows 2008 Server R2由购买服务时供应商免费提供,云终端软件如果采用XP已经不用花钱,但考虑到XP的功能和稳定性,还是采用WIN 7比较可靠,以一套正版WIN 7带10个点使用。

2、协议费用。运用RDP协议的虚拟化平台有VMware、Microsoft等,下面解释下RDP,它是终端服务应用的协议,协议基于T.128提供多通道通信。在客户端支持多种资源缓冲和图片数据的压缩处理,协议通过TCP/IP进行数据传输。RDP协议将终端虚拟环境中的设备映射为不同的数据包,将对设备的输入输出(I/O)重定向到网络句柄中,不同设备的数据按不同格式组织成为小的数据包,并将多个小数据包封装成为一个大的数据包通过网络一次性发出。

Windows 2008 server 自带免费的RDP终端服务协议,它是微软买来的网络协议技术(Citrix),服务器端要安装、配置,客户端要连接程序。终端服务使任何一台有权限的终端机,用已知的账号登录服务器,所有的计算都在服务器端进行,客户端只需要处理网络连接、接收数据、界面显示和设备数据输出。它与收费的VMware协议的区别如下。

微软的免费协议:1、带宽占比大;2、视频优化差,只能看标清;3、占用了RDP端口,导致其它物理机无法相互访问,只能通过管理软件,拉低传输效率;4、软件延时较长,但尚可接受;5、唯一优势,免费,而且不挑终端盒子。

Vmware的客户端协议PCoIP:1、占带宽少,比微软的要低大概50%(测试数据);2、管理软件功能强大;3、软件调用基本无延时;缺点一是价格高,近千元一个点;二是对盒子有要求,必须要支持VM的盒子。(虽然支持的盒子很多,但毕竟不是全部)

综合以上得出结论,500点云计算机中心的建设费用约448—500.6万,平均一个点一万元。

3.2 使用成本。

3.2.1电费成本。一是云计算机中心机房功率计算,因为服务器、存储、核心交换机、路由和防火墙都采用了冗余电源,因此机房的功率要*2,累加各设备功率为:服务器(2000*6+460*2+350*2)*2=27.2KW;存储和交换机(600*2+600*3+700*2+600*4)*2=13.6KW;空调最大功率6000*2=12KW。机房总功率约 52.8KW。

二是终端功率计算:考虑到每个教室或机房的交换机柜和空调的功耗差不多,所以只计算云终端功率为:(终端盒11W+19寸液晶显示器22W)*500=16.5KW。

按一天8小时满功率计算,一天的电费为555元,一年约为14.65万元。

3.2.2人工成本:因为云服务器的软件发布和设备维护有相当的难度,人员培训也比较难,一个云中心机房的普通操作和维护人员年收入约为18万。

3.2.3折旧成本:因服务器极少损坏,在6年折旧期内不需要更换什么设备,且在第4 年可以通过服务器加CPU,加内存和硬盘来提升系统效能,折旧成本不高。

4 传统机房的建设及使用成本

4.1 建设成本。

4.1.1普通机房的主要计算机设备(共计约306万)

序号设备名称品牌型号数量单位报价 1机房服务器IBMX3650M32套5.5万 2主干交换机星网锐捷S120101套15万 3智能二层交换机星网锐捷S2910-E24口15套10万 4非管理普通交换机星网锐捷S2928G-E24口30套14万 5主干路由器星网锐捷RG-NPE401套4.3万 6防火墙网御星云Power V14281套7万 7上网行为控制器星网锐捷EG1000S1套3.7万 8终端显示器联想L197WD500台46万 9普通PC联想启天i5系列500台200万

4.1.2软件需要WIN sever 2008 r2企业版—3万,其它一些应用软件,总价不超过14万。

综合以上得出结论,500普通PC机及中心机房的建设费用约320万,平均一个点0.64万元。

4.2 使用成本。

4.2.1电费成本。一是普通构架的中心机房服务器少,不用存储,功耗比云机房的功率要低不少,机房总功率约为25KW;二是终端功率计算:(个人PC120W+19寸液晶显示器22W)*500=71KW。

按一天8小时满功率计算,一天的电费为768元,一年约为20.27万元。比云计算机中心构架一年多约5.6万元。

4.2.2人工成本:传统机房的维护难度低,大部分简单培训就可以上手,如果按2人来计算机,人工成本约为20万每年。

4.2.3折旧成本:普通PC在6年使用期内有15-20%的损坏,按80台来计算机,6年折旧成本比云计算机平台多近32万元,平均每年5.3万元。

5 经济性及应用领域的分析

根据以上的数据和内容,列出二个系统的成本分析表如下:

项目建设成本(万)五年使用成本(万) 可变动成本不变动本成电费人工折旧总费用 云系统350150.673.2905668.8 传统构架23090101.410026.5547.9

针对二种系统结构的分析,很容易得出如下结论,不管云计算机中心的规模如何、云点数如何增加,单看其建设成本一定是高于传统构架模式的。既然经济性不佳,那么采用云计算机中心最终能达到什么需求。下面通过分析其经济性、平衡点、以及使用方向等,来初步判断职业类院校有无必要建设云计算机中心。

5.1 云计算机中心的服务模式

大型云计算中心可以提供三个层次的服务:一是基础设施即服务(IaaS):消费者通过Internet可以获得完善的计算机基础设施服务,如租用服务器、存储和数据库等。这类服务称为基础设施即服务。二是平台即服务(PaaS):是把服务器平台作为一种服务提供的商业模式。即提供客户所需要的相应服务器平台或者开发环境为服务对象。三是软件即服务(SaaS):是一种通过Internet提供软件的模式,厂商将应用软件统一部署在自己的服务器上,客户可以根据自己实际需求,通过互联网向厂商定购所需的应用软件服务。

5.2 研究型院校需要云计算

科学研究的项目,部分需在高性能计算服务器上进行计算以得出预期的结果。高性能计算系统的投入大,费用高,运行管理复杂,每个需要的部门或是项目都建立自己的高性能计算系统是不现实的。故而通过在全校统一建立高性能计算平台,并以云计算的方式提供给用户使用,可极大提高系统的利用率并可做到集中管理与应用统计。所以研究型高等院校与科研单位应使用云平台,根据自身研究领域与技术需求建立云计算平台,提供高效可复用,且功能强大的计算机资源,进而大大提高研发工作效率,能保证研发的安全性。云计算应用已经在清华大学、中科院等单位得到了初步应用,并取得了很好的应用效果。

5.3 职业类院校的云计算机应用

职业类院校自己搭建云平台代价过大,那什么样的院校需要云平台呢。第一类资金充足,且系部及专业繁多的院校。可充分利用云计算部署方便快捷,软件升级快速的特点。在多应用、多平台、多专业复合使用的高校环境,其部署、升级的优势很强,特别是大规模的上机教学和多平台考试。第二类是资金有,但专业较集中,应用不复杂的院校,可以在全校开展“IT资源整合集成”,利用云计算思维,对现有各类服务器基础设施应用进行集成和升级,形成能够高度复用与统一管理的“准云平台”。第三类是资金不足,教学管理还未全面实施上机教学的院校,这样的学校无法完全利用云强大的功能,容易造成资源浪费。应该按传统机房布局。如确需要使用云计算,建议对外租用统一硬件资源服务,建立基于PAAS技术的系统整合平台,将各种教育服务放到云平台,实现各院部系统间的互联互通,扩展服务的范围和内容。进而实现内部可靠、稳定的资源运行。

6 结束语

云计算将成为未来中国的主流IT应用模式,其中开源软件在云计算领域的应用正在逐步加深。越来越多的企业和院校也将基于开源软件搭建私有云。云计算必将发挥着越来越重要的作用。

[1]探析云计算技术的GIS软件工程模式[J]. 桂亚平.电脑迷. 2016(08)

[2]云计算技术在企业中的应用[J]. 舒杰.民营科技. 2016(12)

[3]基于云计算的数据库技术应用分析[J]. 王海波.信息与电脑(理论版). 2016(19)

[4]基于云计算技术的智慧校园服务平台设计研究[J]. 杨随虎.自动化与仪器仪表. 2016(12)

[5]云计算仿真工具分析与比较[J]. 王霞俊.信息技术. 2014(05)

Cloud computing is the core technology of the next generation network computing platform and a new computing model. With the gradual promotion of broadband technology and the rapid increase of bandwidth cloud computing is becoming easier and easier. Is the traditional computer room mode of colleges and universities to be announced to withdraw from the historical stage? Or there is vitality. This paper does not focus on the status and future of cloud computing, but by building a medium-sized cloud computer center to compare the economy of traditional computer rooms and vocational colleges. The cost of using cloud computer center in technical colleges is analyzed, and the application of cloud computing in vocational education is preliminarily explored.

Vocational College; cloud computer computer; economy; analysis

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.10.046

TP308

A

1672-9129(2017)10-0040-02

周晓炜(1971-),男,江苏南京,工程师,硕士研究生。Email:430001@qq.com

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