第一章 绪论
1.1 研究背景
2010 年 10 月 18 日中国共产党第十七届中央委员会第五次全体会议通过的十二五规划中提出：“十二五”期间，我国将全面提高信息化水平，推动信息化与工业化深度融合，实现三网融合，构建宽带融合安全的下一代国家信息基础设施[2]。
信息化是指培养和发展以智能计算机为主的自动化工具为代表的新生产力，并使之造福于人类的历史过程。根据最新公布的《2006-2020 国家信息化发展战略》，信息化是充分利用信息技术，开发利用信息资源，促进信息交流和知识共享，提高经济增长质量，推动经济社会发展转型的历史进程[3]。信息化代表了一种信息技术(Information Technology， IT)，高科技被广泛应用，信息资源被高度共享，从而使得人的智能、社会物质资源等潜力被充分挖掘，个人行为、社会运行和组织决策趋于更合理化的理想状态。企业信的信息化是国民经济信息化的基础，指企业在产品的设计、开发、生产、管理、经营等多个环节中广泛利用信息技术，并大力培养信息化的人才，完善信息服务，加速建设企业的信息系统。[4]
如何更好地加强现代的企业信息化建设，最重要的一点就是要搞清楚，企业搞信息化的范围究竟是什么。企业的信息化是一个很广泛的概念，总的来说就是广泛利用信息技术，使企业在生产、管理等方面实现无纸化、自动化、信息化。具体可以分为三个层次。
1、企业在生产当中广泛运用电子信息技术，实现生产自动化。如生产设计自动化（CAD）、自动化控制、智能仪表、单板机的运用等等，凡是用到电子信息技术的都是企业信息化的一部分。
2、企业数据的自动化、信息化。用电子信息技术对生产、销售、财务等数据进行处理，这是最基础的、大量的数据信息化过程。
3、更高层次的辅助管理、辅助决策系统，Intranet、Extranet、制造资源计划（MRPII）、计算机集成制造系统（CIMS）、办公自动化（OA）等都是用来辅助管理、辅助决策的，这是更高层次的信息化[5]。
随着现代科技的越来越发达，信息化成本在企业的运营成本中所占比例越来越大。比如，一个很小的企业也需要给员工购买办公用的电脑设备来支撑员工工作，稍微大一点的企业还需要有办公系统、网站、邮件系统等，这些都需要企业购买硬件系统来支持运转，而一个跨国企业则更需要各种各样的系统来支撑企业的运营，如果哪天某个系统宕机都会给企业造成不可弥补的损失，而这些系统都需要大量的人员和软硬件设备来支撑，为了在残酷的竞争中占有先机，企业也会投入越来越多的资金来建设信息化系统，而且这些系统的硬件都会随着时间的推移而逐渐老化。
因此，随着我国企业信息化的深入发展，在企业信息化中的硬件基础设施的投资在企业的经营成本中占比越来越大，而在二十一世纪的今天，作为处于信息时代的企业，对 IT 基础设施的要求需要满足：建立灵活的、敏捷的 IT 基础设施，面向服务、动态开通及调整；提高业务价值，关注服务的可用性及质量；持续优化运营成本及管理成本；建立可变成本模式，打破原有固定成本模式；保障绿色 IT 计划的实施，因此，IT 的主要目标是加快实现企业业务转型、创新及高效运营。
传统的企业 IT 基础设施是基于普通 PC 的 C/S（客户端-服务器）模式，随着企业的发展，竞争也逐渐加剧，因此，多核的中央处理器、计算的虚拟化、分布式的存储、宽带网络等新技术的发展，以及大量信息化数据处理需求的飞速增长，现在企业的 IT 基础设施都是通过不断地购买普通 PC 或服务器来满足企业信息化及业务发展的需要，而且每台设备都需要购买安装相关的软件，据统计一个企业的 IT 硬件设备平均 3-5 年就需要更换，这对一个不断成长的企业来说是一比不小的投入[7]。另一方面，企业的 IT 基础设施和企业数据中心也存在重复投资，设备的利用率较低，设备的能耗过大，这都会大大的增加企业的运营管理成本，即便在这种情况下有事也会导致 IT 基础设施无法满足企业快速发展的需要。而在实际的业务需求中，越来越多的用户都期待着使用计算机操作能简单化，希望能按需提供计算能力或各种应用及服务，企业也希望利用一台普通的个人终端，例如笔记本、iPAD、iPhone 等等，就可以通过连接网络服务来实现需要完成的一切任务，不用随着业务的需要不断的更新 IT 硬件设备。传统的 IT 管理模式的 IT 资源是固定分配的模式，资源利用效率低、投资回报差、IT 适应性低，因此，其在时效性和灵活性上已不能满足日新月异的市场需求，客观上需要一种灵活、动态的，能够为企业提高实时支持的 IT 模式，云计算技术的兴起，提供了一种适应于企业信息化发展需要的具体方式。
云计算（cloud computing）是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。云是网络、互联网的一种比喻说法。过去在图中往往用云来表示电信网，后来也用来表示互联网和底层基础设施的抽象[8]。
NIST 的云计算定义共有三种服务模式：IaaS(基础设施即服务，Infrastructure as aService)、SaaS(软件即服务，Software as a Service)、PaaS(平台即服务，Platform as aService)，通过这三种服务模式，云计算将软件、平台和基础设施作为服务向用户提供[9]。
IaaS(基础设施即服务)，消费者使用“基础计算资源”，如处理能力、存储空间、网络组件或中间件。消费者能掌控操作系统、存储空间、已部署的应用程序及网络组件（如防火墙、负载平衡器等），但并不掌控云基础架构。
云计算的广泛运用将给热门的经济社会生活带来翻天覆地的变化。第一，云计算引发 ICT 产业的深刻变革。首先，云计算改变了用户对 ICT 资源的获取方式，从购买产品独立构建 ICT 设施转为寻求社会化公共服务。其次，云计算成为 ICT 产业服务化发展转型的重要方向，服务商成长为重要的主导力量。最后，云计算改变 ICT产业技术和产品发展方向。第二，云计算将对经济社会各领域带来深远影响。首先，云计算提高社会信息化水平并推动社会生产方式的变革。其次，云计算塑造的信息资源集聚和掌控优势将成为国家竞争的战略制高点。最后，云计算促进节能减排。
1.2 研究的目的和意义
企业信息化实质上是将企业的生产过程、物料转移、事务处理、现金流动、客户管理等业务过程数字化，通过各种信息系统网络转换成新的信息资源，提供给各级别的人们观察即洞悉各类动态业务中的一切信息，以做出有利于生产要素组合优化的决策，使企业资源配置更加合理，以使企业能应对瞬息万变的市场经济竞争环境，从而求得最大的经济效益。业界广为流传的一句话“企业不上信息化是等死，上了信息化是找死”，这其中也反映出企业信息化成本较高，甚至会给企业经营成本带来很大的压力，所以如何降低企业信息化过程中的成本是很多企业面临的问题。
本文研究的目的是通过引入云计算，探讨对企业信息化管理过程中的成本分析。
云计算模式的创新，是企业的业务应用、数据和其他资源都是通过网络资源提供给使用者[10]。云计算也是一种基础架构管理的方法论，很多的信息化资源组成信息化资源池，构建动态高度虚拟化的资源提供给使用者。在云计算模式下，计算工作由互联网或专用网络中的计算资源来完成，使用者只需要连入相应的网络，通过智能手机、浏览器等客户端调用需要的信息资源，使用者能进行业务流程作业、程序开发、大量计算等。所有的信息资源对使用者都是透明的，使用者无需关心后台如何部署，因而这些资源被形象的比喻为“云”。“云”就象一个蓄水池，只是“云”
提供的不是水，而是计算机的计算、应用和管理能力，只需要通过网络给使用者限定的权限，使用者根据自己的权限使用这些能力和资源[11]。
本文研究的主要意义体现在以下几个方面：
1、IT 硬件资源的共享与整合、提高其实际利用率，并节约企业运营成本。企业规划建设信息化基础平台时，要依据据企业内部实际需求及未来发展状况，以提高资源利用率并能快速响应各种需求。能够帮助企业共同分担昂贵的软件工具及硬件工具费用，同时可以解决软件版权的问题；另外可以降低企业信息化管理的复杂性，降低信息化的运营成本；进而可以延长企业信息化设备的使用周期，降低信息化TCO[12]。
2、不仅可以灵活分配资源，而且扩展性好，因此可以满足企业对资源弹性需求。提高资源分配灵活度，按需分配系统资源，搭建集约化和自动化的服务运营平台；提高了对业务需求的响应速度，具有可扩展性；当业务需求提高时，可以动态调整系统容量，为企业的可持续发展提供可能；提高企业对业务的响应速度，迅速响应市场需求；提升企业之间协作创新能力，通过丰富的信息化资源，可以提升对人员的培训质量[13]。
3、云计算具有资源集中池化、广泛网络接入、快速动态配置、按需自助服务、按使用量计费等主要特点，从而具有成本低、资源利用率高、使用方便等优势。因此本文的研究可以为企业基于云计算的信息化改造提供借鉴和指导意见[14]。
1.3 国内外发展现状
1.3.1 云计算在国内的发展
我国的企业信息化建设从 20 世纪 70 年代开始起步，20 世纪 80 年代进行铺垫，20 世纪 90 年代中、后期进入了快速发展阶段。企业上网数量逐渐增多，但是应用网络进行交易的仍然很少。2000 年是“企业上网年”，很多企业都建立了自己的网站，但是绝大多数企业网站起到的作用仅仅是停留在媒体的简单扩充上，没有充分利用网络资源进行深层的挖掘，尤其是电子商务的运用上还非常落后[15]。
1.产业整体处于市场导入阶段
从产业发展演变的角度来看，中国云计算产业可分为市场导入阶段、成长阶段、成熟阶段三个阶段。[16]如图 1-1 所示。
目前中国云计算产业尚处于市场导入阶段，正处于快速成长、大规模爆发的前期。IDC 对最终用户的调研显示，目前多数用户仍然持观望态度，在短期内不会真正去使用，更多的用户希望市场上能够出现与自身行业相近的成功案例，以便能够在实施过程中少走弯路。IDC 的调研数据显示，目前只有大约 9.0%的用户已经开始使用云计算服务，12.3%的用户正在评估采用云计算的可行性，或是已经开始了对云计算平台的测试项目，不过，有超过半数的用户目前正在考虑使用云计算或是将一些具体的应用移植到云计算平台上，如下图 1-2 所示。另一家知名研究机构思林博德（SpringBoard Research）的调查研究结果显示，目前内部实施云计算的企业数量比例在亚太几个国家中是最低的，只有 16%，但计划实施云计算企业数量比例较高，是 39%，与泰国、马来西亚一样，仅次于印度，如下图 1-3 所示。可见，目前云计算在中国的认知度还不高，已进行实施应用的用户比例比较低，但显然越来越多的用户和 IT 厂商开始关注云计算，云计算的应用推广和市场培育有望大规模展开。
2.产业格局和产业链正在构建
随着云计算应用的推进，尤其是国家政策的支持和各地方云计算项目的实施，再加上云计算相关厂商的积极宣传，2010 年中国云计算市场发展明显加快，市场规模快速增长。不过不同研究机构对中国云计算市场规模的估计数据差异较大，思林博德预计 2010 年中国云市场规模将达到 12 亿元人民币，而国内有研究公司则预计能达到近 170 亿元人民币。不过在增速方面，多家机构都认为在 60%或以上。
中国云计算的市场前景吸引了越来越多国内外 IT 企业，推动了中国云计算产业格局的发展。目前 IBM、微软、谷歌等 IT 巨头已在中国大力推广和部署云计算，亚马逊、VMWare、Salesforce 等云计算企业也在积极进入。国内 IT 企业起步滞后于国际 IT 巨头，但近年来也开始积极布局，世纪互联、百度、阿里软件、友友系统、金蝶软件、中搜等企业开始推出云计算平台、软件和应用方案，或着手开展云计算研发；中国移动、中国电信、中国联通几大电信运营商凭借自身拥有的通道优势，相继发布云战略和云方案，比如中国移动提出“大云”计划，中国电信推出“e 云”服务，中国联通发布“互联云”战略。纵观当前中国云计算市场，不同云计算厂商在服务类别上已逐渐呈现出日趋清晰的层次划分，包括“基础层、平台层、软件层、安全层（云安全）、应用层（商务云）”五大层级。IBM、微软等国际 IT 企业通常在多个层次都有布局，而国内 IT 企业大部分集中在软件层，少数企业在基础层、平台层、安全层和应用层发展，如下表 1-1 所示。
随着进入企业的增多和市场的发展，中国云计算产业链的构建正在进行中。云计算服务提供商、云计算运营商和用户构成主要的链条，软硬件、网络基础设施提供商、云计算咨询、规划、运维、集成服务商以及终端设备厂商也成为整个产业链的重要组成部分，如下图 1-4 所示。另外，政府在市场监管、政策规则制定等方面发挥着重要作用。
3.云服务市场尚在建设之中
中国云服务市场现在仍处于建设阶段。埃森哲的研究认为，全球云服务市场的发展可分为三个阶段：建立、合作和扩展。谷歌、Salesforce.com、亚马逊等企业先建立了云服务市场，随后越来越多的 IT 企业参与进去，市场创建者与其他相关企业，比如咨询公司建立合作，云组织和云联盟也开始发展起来。目前中国市场上有意采用云服务的企业所面临的选择很少。相对于全球 IT 企业推出种类繁多的云服务，中国 IT 企业在云计算服务领域展现光彩的很少，少数已进入云服务市场的企业产品也是以 SaaS 为主。至于合作，也基本限于地方政府与国外 IT 企业的合作，本地云供应商尚难见到产品线的大力扩展，如下表 1-2 所示。从这点也可以看出，即使是国外大型云计算供应商，在中国云计算市场的影响力仍落后于全球。这些供应商主要通过与地方政府部门、高校等机构建立合作关系来进入中国市场，在中国市场所提供的云产品和云服务也不及其他国家丰富。
中国云服务市场的另一特点是，大型电信运营商成为先行者。中国移动、中国联通、中国电信三大电信运营商都相继推出自己的云战略和云方案，比如中国移动的“大云”目的是为消费者和企业提供包括存储功能在内的移动互联网服务。另外，中国部分知名的高校和互联网企业也正在进入云服务市场，比如，电子商务企业阿里巴巴集团、互联网门户企业搜狐等都以不同的方式向云服务市场进军。
目前中国云计算应用还比较少，云计算支出还比较低，但未来将迅速增长。埃森哲的调查显示，目前中国云计算或构建私有云的支出仅占中国机构组织 IT 总预算的 6.3%，是美国的一半，但未来两年内将有更多的企业开始使用云计算，80%的受访者表示会增加在云计算方面的支出。如下图 1-5 所示，目前仅有 43%的企业在使用、测试或研究云计算，但两年内将上升到 88%。如下图 1-6 所示，47%的企业在未来两年内将增加云计算支出，但增幅在 100%以下；34%的企业将增长 100%或更多。
随着政府的大力推动和企业的积极拓展，国内云计算应用将不断展开，云计算及相关服务市场将高速发展，在 2015 年之前平均产业增速将在 50%以上，产业规模将得到壮大。根据北京市“祥云工程”计划、上海“云海计划”的发展目标以及其他三个试点城市的发展情况估计，2015 年中国云计算及相关产业的总规模将达到7500 亿元左右。IDC 也预测未来四年中国云计算将产生 1.1 万亿的市场。
1.3.2 云计算在国外的发展
“云计算”这个词最早在国外诞生，因此在国外云计算的发展也比国内早很多。目前，亚马逊、Google、IBM、微软和脸谱公司都在积极参与云计算的建设。而且国外主要 IT 企业都将云计算作为公司未来主要战略方向，云计算相关的合作与并购十分活跃。
近年来，大型 IT 企业面向云计算制定战略并调整内部组织机构，以适应未来的发展方向。早在 2008 年，包括思科、惠普、戴尔、EMC 等在内的主要国际 IT 企业就成立了专门的部门推动云计算技术和市场进展，并相继发布了云计算战略[17]。近年来，IT 巨头在云计算领域的并购行为尤为频繁，希望借收购补足其产品短板，提高其云解决方案和云服务能力，如 IBM 收购 Platform[18]，戴尔收购 Force10[19]，微软收购 Opalis[20]，Verizon 收购 Terremark[21]等。
另一方面，处于各垂直领域的企业也在寻求通过联盟或合作的方式形成新的产业集团，以实现取长补短，如由思科、EMC、威睿组成的“VCE 联盟”[22]，由法电、思科、EMC、威睿组成的“Flexible 4 Business 联盟”[23]等。国际上部分云服务企业已经形成了提供大规模全球化云计算服务的能力，并主导云计算的技术发展方向。
谷歌的 PaaS 服务——谷歌应用引擎（Google APP Engine）[9,24]用户数已经超过 1000万，在线办公套件“Google Apps”的企业用户也突破了 400 万家；亚马逊的云服务（AWS）已经在全球 190 多个国家和地区展开，拥有包括《纽约时报》、纳斯达克证券交易所等 40 多万个商业客户；新兴云服务企业 Salesforce[25]全球付费用户数已超过 10 万，在全球 CRM 市场的份额从 2006 年的 8%增加至 2011 年的 46%；Dropbox等一批云计算领域新兴服务商近几年以超过 30%的年度增幅快速发展。云计算制造领域的软件核心技术，如分布式体系架构、虚拟资源管理等，主要被谷歌、亚马逊等企业所掌握，它们同时通过 Hadoop[26]等云计算开源项目影响着云计算技术的发展方向。
传统 IT 巨头利用技术优势在私有云市场上迅速占据领导地位，并利用云计算概念在全球推销其产品和解决方案。一方面，国际 IT 巨头重新整合已有产品和服务，迅速提供云计算解决方案，如 IBM 的“蓝云”平台就整合了其 Tivoli 管理软件、WebSphere 应用服务器、DB2 数据库等多款已有产品；另一方面投入大量资金用于云计算研发。
数据中心是承载云计算服务的重要基础设施，成为云计算发展的关键之一。云计算的发展带动了全球数据中心的发展建设和资源整合步伐不断加快，近两年来全球数据中心硬件投资规模增幅超过 10%，且呈加速增长趋势；大规模、高密度、绿色化、模块化成为数据中心的新发展方向。
亚马逊使用弹性云(EC2)[28]和简单存储服务（S3）[29]为企业提供计算和存储服务。收费的服务项目包括存储服务器、带宽、CPU 资源以及月租费。月租费与电话月租费类似，存储服务器、带宽按容量收费，CPU 根据时长(小时)运算量收费。亚马逊把云计算做成一个大业务也没有花很长的时间：不到两年时间，亚马逊上的注册开发人员达 44 万人之多，除了有个人用户外还有为数众多的企业级用户。有第三方研究机构提供的数据显示，亚马逊与云计算相关的产业收入已达 1 亿美元。所以，云计算是亚马逊增长最快的业务之一。
Google 当属目前最大的云计算使用者。Google 的搜索引擎建立在全球 200 多个分布点上，超过 100 多万台服务器的支撑之上，而且随着业务的发展，这个数字还在快速增加中。Google 以发表学术论文的形式公布了其云计算上的三大工具：GFS[30]、Map/Reduce[31]和 BigTable[32]，并在全球各地的高校中开设云编程课程。根据中国移动研究院院长黄晓庆 2010 年的介绍，Google 所有的服务器使用效率在 90%左右，而我国运营商的设备利用率才 10%~15%，与传统的设备企业相比，Google 的运营成本是 1/30，存储成本是 1/60，运算成本只有 1/100。因此，在云计算的平台和应用方面，Google 无疑是当今最强的服务提供商。
2011 年，苹果公司在其新一代 iOS 5[33]操作系统中推出了 iCloud[34]功能，iCloud云服务功能还可以让用户实现各种 iOS 智能终端的无缝对接。用户通过 iCloud 可备份自己设备上的各类数据，并可以通过此功能查找自己的 iOS 设备以及朋友的大概位置。只要在任意设备上应用各种服务或功能，通过 iCloud 服务就可以使另外一台iOS 同步对应的应用、音乐、书籍等服务内容。例如，用户新拍摄的照片，应用 iCloud就能让你的照片会自动下载到所有其他 iOS 设备上，以及对设备信息进行备份和恢复等等。苹果推出的 iCloud 云服务可以让移动智能终端摆脱对电脑的依赖，真正的“移动”起来。目前 iCloud 的免费容量为 5GB，用户可以购买更大空间。付费后可以选择增加 10GB、20GB 或 50GB 的存储空间，价格分别为每年 14 英镑、28 英镑或70 英镑的费用。
1.4 研究的方法和内容
1.4.1 研究的内容
本文首先对云计算的基本理论进行了阐述，并在云计算的各种信息化建设中的一种解决方案——桌面云解决方案做了重点介绍；并基于桌面云解决方案下的的企业信息化建设对企业运用传统 PC 办公信息化系统与桌面云办公信息化系统进行对比，得到两种办公模式的优劣势；最后基于 TCO 分析模型建立桌面云企业信息化改造的成本分析，对 AB 公司研究所的信息化改造项目基于桌面云的企业信息化建设进行了成本分析和研究。具体来讲首先，从我国信息化建设着手，分析了我国企业信息化发展的现状以及云计算在国内外的发展情况，并提出了企业信息化建设中存在的一些问题。其次，介绍了云计算的体系结构及服务模式，并对成本管理以及现在比较流行的 IT 投资分析评估方法 TCO 进行了简介。随后从现在企业信息化建设中存在的问题提出了基于 IaaS 服务模式的桌面云解决方案，并从技术角度进行了详细的剖析。然后对桌面云信息化管理及效益进行了分析研究。最后通过 AB 公司的应用实例进一步强化了对基于桌面云的企业信息化改造后的可行性。本文的具体章节安排如下：
第一部分：绪论。介绍本文的研究背景、研究目的和意义。介绍国内外云计算的发展现状、研究方法和研究内容。
第二部分：云计算的相关概念及理论介绍。详细介绍了云计算的技术背景、IaaS服务模式以及成本管理相关理论。
第三部分：基于 IaaS 服务模式的桌面云解决方案。介绍了基于 IaaS 服务模式的云计算解决方案，及桌面云，从逻辑架构、物理架构、软件架构等方面详细介绍了桌面云，并阐述了桌面云的特性及给企业带来的价值及效益。
第四部分：桌面云信息化管理成本及效益研究。首先从经济学的角度探讨了云计算的成本，其次研究了桌面云的成本构成，从成本角度分析了桌面云对企业信息化管理的效用。
第五部分：基于桌面云的企业信息化改造中的运营管理成本实证分析。以 HW公司的基于桌面云的信息化改造为例，对企业的信息化运营成本进行了对比分析。
第六部分：对全文总结和展望。通过对全文的总结，指出了本文研究的局限性，并希望以后能对云计算做更深入的研究。
1.4.2 研究的方法
本论文釆用的主要研究方法如下：
1、文献检索法：本文将充分利用互联网络(百度百科、维基百科、Google 学术等)、学校图书馆的各种资料以及行业分析报告等，对当前已有的关于企业信息化、战略规划、运营成本分析方面的资料、文摘、新闻报道等资料进行收集和筛选，最后进行分析、统计和验证。目的在于找出论文研究所需要的理论基础、企业云计算信息化研究内容和实施的可行性方案。
2、理论与实践相结合的方法：理论的研究最终都是为了实践的应用，本文首先根据国内外云计算发展现状，对我国企业信息化发展中遇到的问题进行分析，剖析了原因。其次，提出了对应的解决方案，最后对该方案进行了实证分析，从而验证云计算技术给企业信息化改造成本带来的影响。
3、定性分析与定量分析相结合的方法：由于现实的复杂性及一些人为的因素，有些内容无法进行定量研究，需要结合定性的分析方法进行分析。
