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user: 3. 电力云资源池投资成本监控算法 3.1. 电力云资源池投资成本监控算法 进行投资成本监控的目标主要是控制资源池的建设成本，使投资成本最小化，而任何的项目投资成本的大小和该项目带来的收益是正相关的。收益是在成本消耗所带来的、以价值形式表现出的经济收益、劳动成果或使用价值，所以投资成本监控的根本目标是保证一定收益的情况下，投资成本最小化，或在投资成本最小化的同时，要保证收益最大化，以避免投资的盲目性。 资源池建设的投资成本有有形成本(或直接成本)和无形成本(或间接成本)组成，直接成本以有形的形式存在，可以直接计算得到，甚至通过历史数据及其它企业的经验数据较为容易地通过预算获得。相反，间接成本是较难估算出来的。 本文在对资源池建设的投资成本进行监控时，仅考虑了建设成本，不考虑运营成本，而建设成本主要包括咨询设计成本、设备购置成本、人工建设成本等，这些都可视为直接成本，由于间接成本和直接成本相比，所占比例较小而忽略不计。在考虑资源池投资收益时，把资源池建设和同等能力传统架构建设对比，所节约的资源作为资源池建设的效益来考量。 令资源池投资成本为 Z ( x ) ，同等能力传统架构的建设能本为 T ( x ) ，投资收益为 Y ( x ) ，则有投资收益模型如式(1)所示： Y ( x ) = T ( x ) − Z ( x ) (1) 根据上述分析，可得资源池投资建设成本监控算法，其基本算法原理是投资收益大于0时，收益越大，说明资源池和同等能力传统架构建设相差越大，资源池建设越可行；反之，当收益小于0时，说明资源池和同等能力传统架构建设成本高，说明投资成本超饱和，不易投资。 3.2. 成本分析 成本是指获取收益所产生的各种资金消耗，这种资金消耗是在项目执行过程中已消耗的生产资料的转移价值和必要劳动创造价值的货币表现 [ 11 ] 。就资源池建设而言，该项目的投资成本是指资源池建设过程中产生的资金消耗，也就是建设过程发生的所有费用的总和。 1) 资源池投资成本分析 资源池建设的投资成本主要由咨询设计成本、人工成本和设备购置成本组成的，其中设备购置成本是最为主要的一项，也可称其为核心成本。 核心成本 C h ( x ) ：从电力资源池六层物理模型和基础架构设计的全景图可以看出，电力云资源池以最小交付单元为单位进行设计，资源池的规模可以用最小交付单元的个数来计算，那么资源池的核心投资成本也可以用最小交付单元的成本来衡量，既： C h ( x ) = c min ( x ) × N (2) 其中 C h ( x ) 为核心成本， c min ( x ) 为最小交付单元成本， N 为资源池规模。 从交付单元的定义可以看出，一个最小交付单元的成本包括机架、服务器、存储器、交换机、虚拟化软件、实施成本等。例如一个典型的最小交付单元含24台2路服务器、4台存储、两台光纤交换机，如表1所示为一个典型的最小交付单元的成本计算。 人力成本 C R ( x ) ：是指资源池建设过程投入的人力部分成本。它和建设规模、当地人员的工资水平息息相关。如果单位规模需要的人员 ϕ ，人员为平均年薪为100，000元/年，则人工成本为： C R ( x ) = N × ϕ × 100 ， 000 (3) Table 1 Composition cost of the typical mini-delivery unit. Unit: ten thousand Yua 类别 计价单位 数量 单位 成本 服务器 台 24 15 360 二级存储 台 4 30 120 交换机 台 2 25 50 机架 组 2 2 4 虚拟化软件 CPU颗数 48 2 96 存储管理软件 套 1 5 5 能耗管理软件 CPU颗数 48 0.2 9.6 实施成本 - - - 15 合计 660 表1. 典型最小交付单元的组成成本。单位：万元人民币 咨询设计成本 C i ( x ) ：资源池建设之前需要进行资源池建设咨询，需要咨询设计费，以及网络环境改造费用和资源池管理系统建设费用等，这些成本也是和建设规模息息相关。假设单位规模的费用为 β ，则有： C i ( x ) = β × N (4) 那么资源池建设的投资成本如式(5)所示： Z ( x ) = C h ( x ) + C r ( x ) + C i ( x ) (5) 2) 同等能力传统架构建设的成本 传统架构的建设和资源池建设相比，一方面资源池利用虚拟化技术可以在一台物理服务器上运行多台虚拟机，从而使得实际需要的服务器数量大幅降低。另一方面是资源池系统通过弹性计算，实现多个应用系统之间的资源共享，达到不同系统资源随着业务负载的变化“削峰填谷”，而传统架构的建设要满足高峰的应用需求，需要配置数量较多的设备。 基于上述分析看，假如一个典型的最小交付单元，其虚拟化比率为1:4，冗余比为3:1，则该最小交付单元可交付 3 × 24 = 72 台虚拟机，也就是说同等能力传统架构建设设置的服务器数是资源池的3倍，由此可得同等能力传统架构的成本分析如下： 核心成本： C h t ( x ) = 3 × N × c s (6) 其中 c s 为单台服务器的价格。 人力成本和咨询设计成本也是建设规模相关，同等能力的传统架构的规模大于资源池，但其建设的技术难度要低于资源池，故可假设二者在人力成本和咨询设计成本基本可以相当，如式(7)所示： C r t ( x ) + C i t ( x ) = C r ( x ) + C i ( x ) (7) 3.3. 算法的实践与分析 把式(2)和式(6)代入式(1)可得，资源池建设的投资收益如式(8)所示： Y ( x ) = 3 × N × c s − c min × N (8) 从式(8)可以看出投资收益和资源池建设的规模息息相关，表2给出了不同建设规模的收益情况。图3给出了不同建设规模下各自的成本及收益情况。 从表2和图3可以看出，资源池的投资收益与其建设规模是紧密相关的，当资源池规模很小，比如最小交付单元个数小于8时，投资收益是负值，也就是说同等规模的资源池建设的成本大于传统架构的建设成本，不适合进行资源池建设投资。当最小交付单元个数在8个时，资源池建设的收支平衡，当资源池规模大于该平衡点时，规模越大，投资收益就会越大，尤其是最小交付单元个数超过100时，投资收益会加速上升。 在建设规模较小时，从式(2)和式(6)及最小交付单元的组成，可以看出，传统架构建设的核心成本低于资源池建设的核心成本，故资源池建设的投资收益成为负值。随着建设规模的增加，由于资源的虚拟化，同等能力的资源池和传统架构相比，其核心成本可获得大幅降低，故随着规模的扩大，资源池建设的投资收益会越来越大。 Table 2 Financial rewards of different scale resource pool. Unit: ten thousand Yua 最小交付单元个数 涉及的物理服务器数量 可提供虚拟机数量 建设成本 同等能力传统架构建设成本 经济回报 5 120 360 6298 5400 −898 6 144 432 6957.6 6480 −477.6 7 168 504 7617.2 7560 −57.2 8 192 576 8276.8 8640 363.2 9 216 648 8936.4 9720 783.6 10 240 720 9596 10，800 1204 20 480 1440 16，192 21，600 5408 30 720 2160 22，788 32，400 9612 40 960 2880 29，384 43，200 13，816 50 1200 3600 35，980 54，000 18，020 100 2400 7200 68，960 108，000 39，040 表2. 不同规模的资源池经济回报。单位：万元人民币 图3. 不同建设规模下的投资成本及收益