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第十七屆資訊管理暨實務研討會 以桌面即服務為方法建構私有雲模型 陳志達 1 邱顯光 2 蕭智鴻 3 1 南台科技大學資訊管理系 [email protected] 2 南台科技大學資訊管理系 [email protected] 3 南台科技大學資訊管理系 [email protected] 摘要 個人電腦稱霸的時代即將步入終結,取而代之的我們稱之為「後 PC 時代」。雖然個 人電腦的運算能力越來越強,但是大部分的運算資源都是處於未使用的狀態,花了大錢 卻白白浪費這些可以運用的資源,然而隨著雲端運算的興起、行動科技的不斷演進,一 個圍繞著個人電腦的運算方式即將被取代,人們只要有網路就能夠將需要運算的應用程 式交由雲端資料中心來處理,當使用者有運算的需求,只要負擔少許的費用就可以即時 向雲端資料中心連線取得運算資源,雲端運算將個人電腦的未來帶入了新的里程碑。有 鑑於此,本研究的目的,希望藉由探討在後 PC 時代下,如何將使用者桌面、應用程式、 作業系統以及資料從個人電腦中分離出來,以雲端服務的形式存在並提供給使用者,創 造出新型態的工作模式,藉由整合性資訊系統架構的方法論(Architecture of Integrated Information System ARIS)建構出私有雲的模型,將桌面即服務的解決方案中所有的流 程;從流程設計、管理與應用等方面作全方位的評估,並有效地描述組織內各個雲端服 務彼此之間的關係,探討要如何以深度整合組織資源的方式,打造以「雲」為中心,整 合硬體、軟體、內容與服務,提升使用者的使用體驗、增加人員生產力,進而強化組織 在後 PC 時代下的競爭力。 關鍵詞:雲端運算、後 PC 時代、桌面即服務、整合性資訊系統架構

以桌面即服務為方法建構私有雲模型oplab.im.ntu.edu.tw/csimweb/system/application/... · 務彼此之間的關係,探討要如何以深度整合組織資源的方式,打造以「雲」為中心,整

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  • 第十七屆資訊管理暨實務研討會

    以桌面即服務為方法建構私有雲模型

    陳志達 1 邱顯光 2 蕭智鴻 3

    1 南台科技大學資訊管理系 [email protected] 2 南台科技大學資訊管理系 [email protected] 3 南台科技大學資訊管理系 [email protected]

    摘要

    個人電腦稱霸的時代即將步入終結,取而代之的我們稱之為「後 PC 時代」。雖然個人電腦的運算能力越來越強,但是大部分的運算資源都是處於未使用的狀態,花了大錢

    卻白白浪費這些可以運用的資源,然而隨著雲端運算的興起、行動科技的不斷演進,一

    個圍繞著個人電腦的運算方式即將被取代,人們只要有網路就能夠將需要運算的應用程

    式交由雲端資料中心來處理,當使用者有運算的需求,只要負擔少許的費用就可以即時

    向雲端資料中心連線取得運算資源,雲端運算將個人電腦的未來帶入了新的里程碑。有

    鑑於此,本研究的目的,希望藉由探討在後 PC 時代下,如何將使用者桌面、應用程式、作業系統以及資料從個人電腦中分離出來,以雲端服務的形式存在並提供給使用者,創

    造出新型態的工作模式,藉由整合性資訊系統架構的方法論(Architecture of Integrated Information System,ARIS)建構出私有雲的模型,將桌面即服務的解決方案中所有的流程;從流程設計、管理與應用等方面作全方位的評估,並有效地描述組織內各個雲端服

    務彼此之間的關係,探討要如何以深度整合組織資源的方式,打造以「雲」為中心,整

    合硬體、軟體、內容與服務,提升使用者的使用體驗、增加人員生產力,進而強化組織

    在後 PC 時代下的競爭力。 關鍵詞:雲端運算、後 PC 時代、桌面即服務、整合性資訊系統架構

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    以桌面即服務為方法建構私有雲模型

    1. 前言 蘋果公司(Apple Inc.)已故的前執行長賈伯斯(Steve Jobs),在 iPad2 的上市發表會

    上,提出了後 PC 時代(post-PC era)的概念,此概念打開了通往新時代的大門,在後 PC時代裡,人們將重新定義 PC 的實質意義。 1.1 研究背景

    根據拓墣產業研究所在 HP 出脫 PC 事業後所釋出的新聞稿[1]中提到,PC 產業已經出現走向末路的四大徵兆,分別為低價化效應瀰漫整體 PC 產業,無論是桌上型或者是筆記型電腦;其次,從產業的最上游至最下游,每個環節的成本都壓縮到極致;第三,

    摩爾定律(Moore’s Law)已經沒有幾年光景,Wintel 不再能驅動 PC 成長;第四,PC每年出貨量不再以 2 位數字成長,而是變成常態的個位數字成長。從以上拓墣產業研究所做的分析,可以明顯看出後 PC 時代已經逐漸形成一股席捲全世界的滔天巨浪,如果企業不開始加緊腳步為未來的經營戰略做些變革,將會被這股勢不可擋的浪潮所沖走。

    而近年來,PC、Smartphone、平板電腦、NB 等,終端產品毛利率開始有不斷下降的趨勢之下,不論是國內的 IT 企業或者是國外的 IT 企業,紛紛開始跨足高毛利的服務產業,並積極的在雲端服務布局,擴充市場版圖和不斷尋找入股或併購標的來強化自身

    的軟體競爭力,大型企業藉由提供使用者優質的服務來提升企業品牌價值,為製造的產

    品與服務產生加乘的效果。 因此,有鑑於國內外 IT 企業紛紛對外拓展事業版圖的同時,組織內部勢必也需要

    做變革,為了因應雲端運算的興起和行動科技的不斷演進,未來在後 PC 時代中,要如何提高組織靈活度、簡化資訊部門的技術支援、提供無所不在的 PC 存取資源,進而實現後 PC 時代的企業創新科技應用服務願景,將會是企業在後 PC 時代的浪潮中首要思考的議題。 1.2 研究動機

    在後 PC 時代的未來,智慧型行動裝置將會取代 PC,成為員工在執行業務時的應用中心。然而,目前台灣大部分的企業,在員工要執行業務的時候,必須要提供一部專屬

    個人 PC 做為工作使用,而終端使用者所使用的電腦元件都是密不可分,也就是一台 PC必定會包含使用者個人相關資料、應用程式、作業系統、硬體配備,當使用者非常多時,

    不僅僅很難維護、也很難為了業務需求而一個一個的替終端使用者安裝作業系統、設定

    和更新相關應用程式,造成企業必須要花費高額的管理成本和維護成本才能讓企業正常

    營運。因此,本研究希望能夠跳脫過往以每位員工都配發一部實體 PC 為主的傳統桌面模式,轉變成為讓桌面以服務的模式提供給終端使用者,將桌面存放在企業自己內部的

    雲端伺服器當中,並透過網路讓終端使用者可以在任何時間、任何地點和使用任何智慧

    型裝置,即可存取桌面資源,為組織打造新型態的工作模式,並以桌面即服務(Desktop as a Service)為基礎,建置更多相關的雲端服務,創造出後 PC 時代下更具有行動力的雲端應用組織。

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    1.3 研究目的

    圖 1 研究目的

    本研究的目的如圖 1 所示,希望藉由探討在後 PC 時代下如何以桌面即服務的雲端

    環境、創造出新型態的工作模式,並思考如何透過跨平台的裝置,如 Smart Phone、平板電腦、NB、PC 等,存取、備份和使用組織內部的資源,另外也探討要如何以深度整合組織資源的方式,打造以「雲」為中心,整合硬體、軟體、內容與服務,提升使用者

    的優質體驗、增加人員生產力,進而強化組織在後 PC 時代下的競爭力。

    2. 文獻探討 本研究的文獻探討將以雲端運算、後 PC 時代、桌面即服務與流程塑模方法論來做

    相關說明。 2.1 雲端運算(Cloud Computing)

    根據美國國家標準和科技機構 (National Institute of Standards and Technology;NIST)對雲端運算所做的定義[9]指出,雲端運算的模型要包含三大要素,第一大要素為五個基本特徵(five essential characteristics),其中包含隨選自助服務(On-demand self-service)、廣泛的網路存取(Broad network access)、多租戶共享資源池(Resource pooling)、快速彈性配置(Rapid elasticity)、可被測量的服務(Measured Service);第二大要素為四個部署模型(four deployment models),其中包含私有雲(Private cloud)、社群雲(Community cloud)、公眾雲(Public cloud)、混合雲(Hybrid cloud);第三大要素為三個服務模式(three service models),其中包含軟體即服務(Cloud Software as a Service)、平台即服務(Cloud Platform as a Service)、基礎建設即服務(Cloud Infrastructure as a Service),由此可知,透過這三大要素將可定義出雲端運算的組成元件為何。

    根據美國從事資訊技術研究的公司 Gartner 在 Computer World 中的一篇報導,雲端運算的過度混淆(Cloud computing hype spurs confusion)[8]中,將雲端運算的解釋可以概括分成兩大類,第一類「雲端服務」(Cloud Computing Services),即終端使用者透過網路向遠端的伺服器連線並取得相關的服務,終端使用者的設備不需要執行大量的運算,

    只要將需求藉由網路傳送到遠端伺服器上,讓遠端伺服器幫忙做大量運算,終端使用者

    甚至可以只靠智慧型裝置就能做到過去只能在 PC 上完成的運算工作;第二類「雲端科技」(Cloud Computing Technologies),是藉由虛擬化和自動化等技術的使用,來快速擴充大量的運算資源。國際研究暨顧問機構 Gartner 認為,雲端科技可以視為是傳統資料中心(Data Center)的延伸,可以應用在整個企業內部系統,而不需要使用外部第三方供應商所提供的功能。以上兩大類都是「雲端運算」,但是應用的領域完全不同,所以

    要建置雲端運算必須要先思考清楚應用的領域為何。

    http://stli.iii.org.tw/ContentPage.aspx?i=176�

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    2.2 後 PC 時代(post-PC era) 根據 Money DJ 財經網知識庫定義後 PC 時代[2]是建構在以網路為基礎所產生相關

    各式的應用,各種智慧型裝置也將具備上網功能。後 PC 時代的網路通訊的兩大特色為「無限」與「無線」。「無限」指得是上網的工具與應用將無所限制,「無線」代表的是

    人們將慢慢遠離有線傳輸。在後 PC 時代裡,網際網路將在人們生活中扮演重要角色。未來網路使用者不一定要透過個人電腦上網,無線傳輸的方式,無論走到哪裡,都可上

    網並傳輸資料。在後 PC 時代裡,人們將可以達到任何時間、任何地點、透過任何裝置存取各種服務。

    根據拓墣產業研究所針對後 PC 時代未來的趨勢表示[1],驅動後 PC 時代最為關鍵的三大應用趨勢包括應用程式商店(App Store)、社交媒體(Social Media)與雲端服務(Cloud Service)。這三項應用服務未來隨著「後 PC 裝置與平台」逐漸到達定位之後,將讓原本 PC 時代以硬體規格定勝負的遊戲規則,逐步轉為這三項服務與其他陣營之間的差異化大戰。 2.3 桌面即服務(Desktop as a Service)

    桌面即服務是透過虛擬化[3,4,5,6,10]的方式將硬體、應用程式、作業系統、使用者資料作分離,全部都集中到後端機房的伺服器中,使用者透過網路與後端伺服器溝通,

    伺服器將虛擬化的桌面,藉由網路將畫面送到使用者端的個人電腦或精簡型電腦。 藉由將桌面集中化管理的方式,資訊人員就不需要維護終端設備,並且,所有桌面

    映像檔資料都存儲在後端伺服器,可防止有心人士竊取資料,而使用者不用再依靠單一

    的設備就可以依照個人需求使用完整的桌面環境,可達到無所不在的工作,大大提高對

    桌面使用的靈活性。 桌面即服務是雲端運算興起後[12,13,14],對桌面基礎架構做一個全新的詮釋,其打

    破以往桌面解決方案的局限性,可以幫助企業大幅降低資訊科技的預算支出,降低機房

    與終端設備的能源消耗,而且在伺服器整合與虛擬化之後,能夠達到快速部署應用、災

    難恢復等達到企業營運不中斷,因此,桌面即服務是具有突破性科技的優勢。 2.4 流程塑模方法論 – 整合性資訊系統架構 (ARIS)

    對於企業在製訂流程的描述方法當中有許多種,不同的描述方法有著不同的方法論

    來達成建構流程模型的作法。企業為求永續經營,而將流程標準化、最佳化是不可或缺

    的重要過程,企業若能對整個流程做有效的控管,將更可提升企業的核心能力、提升服

    務價值、提升企業運作效率與企業競爭力。因此企業採用何種方法論與相關技術、對後

    緒在建構企業流程的影響是非常重大的。 整合性資訊系統架構(Architecture of Integrated Information System,ARIS),該方

    法論是由 August-Wilhelm Scheer 教授在 1980 年的德國蕯爾大學企業管理研究所時提出,1984 年,為了成功地將研究成果轉化到實際應用當中,創立了 IDS Scheer 公司,直至今日,已有 50 多個國家和 5 萬多家企業使用 ARIS 軟體來建構企業流程。根據國際研究暨顧問機構 Gartner 在 2010 年的研究報告[7],如圖 2 所示,由 IDS Scheer 所開發的軟體在多家同性質產品的國際企業當中,該軟體是位於企業流程分析工具的領先地

    位。

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    圖 2 Magic Quadrant for Business Process Analysis Tools

    【資料來源:修改自 Gartner Research,2010】 ARIS 的設計理念是在於透過一個整合性的觀念出發,目的是將企業所有的流程從

    流程設計、管理與應用等方面作全方位的評估,並有效地描述企業內各個應用系統彼此

    之間的關係,透過流程標準化的述、分析、建置和改善,完成企業流程最佳化的策略管

    理目的。 ARIS 的架構概念 [11]是依照五個不同的觀點 (Views),如:流程 /控制觀點

    (Process/Control view)、組織觀點(Organization view)、資料觀點(Data view)、功能觀點(Function view)及產品/服務觀點(Product/Service view)所建構出的一個架構,每個觀點都彼此有互動、相互有關聯。ARIS 的每一觀點中又分為三種描述性的概念,此三種描述性的概念依序分別為需求定義(Requirements definition)、設計規格(Design specification)及實施(Implementation)。因此綜合上述的觀點、描述性概念和企業在管理上會遇到的問題,組合成如圖 3 的概念架構圖。

    圖 3 ARIS concept

    【資料來源:ARIS Method Product Documentation,2011】

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    3. 研究架構與方法 3.1 研究架構與方法說明

    圖 4 研究架構

    本研究的研究架構如圖 4 所示。本研究藉由 ARIS 方法論建構出一套私有雲模型,

    並依序從系統規劃、系統建置、系統營運等三方面來導入私有雲,蒐集桌面即服務相關

    理論、具體實踐案例,並進行資料彙總與分析,從針對桌面即服務的概念理論與具體作

    法,進行細部執行的規劃,因而確定人、流程、工具,在管理上的對應關係,規劃桌面

    即服務在各個階段的實作內容與方式,進而打造桌面即服務的雲端創新應用技術,最後

    探討桌面即服務對組織成本效益之影響。

    4. 系統分析與設計 本研究以實際導入桌面即服務的情況,藉由 ARIS 的各項關鍵觀點作為導入時的參

    考依據,並藉由 ARIS 的架構觀點進行桌面即服務的塑模活動,透過私有雲模型分別以系統架構圖、系統規劃、系統建置、系統營運做詳細的說明。

    4.1 ARIS 架構的桌面即服務私有雲模型

    圖 5 ARIS 架構的桌面即服務私有雲模型示意圖

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    ARIS 架構的桌面即服務私有雲模型,如圖 5 所示,首先,桌面即服務的規劃、建置與營運,需要雲端環境來支持,因此以雲端服務供應與管理平台為基礎,架設相關 IT架構與應用程式,並依據業務所需部署相關的平台及元件;其次,在資料的管理上,必

    須要做到集中化、標準化、虛擬化、自動化,以大幅降低管理基礎設備時,所耗費的資

    源與時間,並提供充足的資源,以利能夠快速地回應業務需求;接下來,必須要打造組

    織的雲端生命週期,此生命週期可分為七個步驟,如:建立雲端策略、評估雲端價值、

    部署雲端應用、供應雲端服務、使用雲端服務、監控雲端服務、追蹤成本與費用;再來,

    為桌面即服務的應用規劃,依照功能的不同,區分為四個層面,桌面即服務、軟體即服

    務、平台即服務、基礎建設即服務,並讓硬體、軟體與效能之間的溝通和管理達到最大

    功效;最後,確立組織部門、職位與負責人員,並針對組織在導入桌面即服務後,對於

    往後在經營上的理念、策略與目標所需要做的改變。 4.2 系統架構圖

    圖 6 系統架構圖

    桌面即服務是作為雲端運算的興起與後 PC 時代下,一種對於終端使用者所使用的

    桌面做全新的詮釋,是一種新的應用服務模式。桌面即服務主要是以雲端運算平台為基

    礎,在此平台上讓雲端服務的使用者、提供者和開發者,可以更快速而有彈性的存取雲

    端資源。根據本研究分析有關雲端運算的技術架構和相關運作模式後,提出了私有雲的

    參考模型;針對雲端服務的供應及管理平台繪製如圖 6 所示的系統架構圖,此系統架構圖共分為五個層次,各層次詳細說明如下表 1 所示。

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    表 1 系統架構圖之各層相關說明 Client 對於組織內想要使用雲端服務的使用者而言,組織能夠

    根據其業務上的需求動態調整所需要的運算資源,例如:只

    是單純處理文書跟上網瀏覽,在 CPU 與 Memory 的容量分配為單核心與 1G 即可;如果是需要圖形跟程式運算,在 CPU與 Memory 的容量分配就可以給予雙核心與 2G 以上的運算資源,如果不夠可以在動態增加。

    每一個終端使用者都是取得獨佔式的運算資源,彼此之

    間不會互相影響,而在使用者業務終結之後又可以將相關資

    源釋放,以利組織在運算資源可以保持高度的彈性調整空間。 組織內員工也可以透過跨平台的裝置存取桌面資源,如

    智慧型手機、平板電腦、個人電腦與筆記型電腦,員工工作

    不再受限於一定要固定的地方、使用固定的機器,而是可以

    更具備行動力,在任何時間、任何地點和使用任何裝置,皆

    可以存取組織的桌面資源,提高組織靈活度,簡化資訊部門

    的技術支援,進而實現企業創新科技應用服務。 Portal Portal 分為兩個入口,一個是給使用者用、另一個是

    給管理者用,此層所負責的功能是用於客戶端連線代理的一

    種服務,在連線到雲端服務之前,伺服器會先要求輸入帳號

    跟密碼進行身份驗證,待驗證通過後,會將用戶的請求指向

    對應的虛擬桌面,依據客戶端所提供的身分認證給予專屬的

    虛擬機器,並建立一個安全存取的通道,讓使用者可以安全

    的使用組織內部網路內的任何資源。 Monitor And Management 用於集中監控與管理雲端基礎建設上所有的虛擬機器。

    透過雲端管理平台、管理者就可以快速部署與監視虛擬

    機器,並藉由預先建立好的應用程式範本,就可以在幾分鐘

    之內完成全新應用程式的部署,達到快速回應業務需求。 管理者可以使用自動化功能自訂管理原則,讓雲端管理

    平台可以自動的幫管理者完成管理作業,像是動態負載平衡

    (DRS),讓虛擬機器可以全自動的尋找並移動到硬體資源較充足的伺服器來運行;像是高可用性(High Availability),預防突發性的故障,當某部虛擬機器故障就會自動在其它伺服器上

    重新啟動;像是災難復原,藉由自動化的完整備份虛擬機器

    的映像檔,讓組織的業務在執行過程更有保障。 Virtual Desktops 在虛擬機器上建立一個獨立工作環境,將終端使用者要

    在桌面工作的負荷,如:作業系統、應用程式、使用者資料

    等,從原本在單一實體主機上運作,移至雲端資料中心的伺

    服器上執行,使用者透過任何可以使用網路的用戶端裝置,

    就能和他們的虛擬桌面進行操作並使用雲端的運算資源。 Virtualized Infrastructure 藉由伺服器虛擬化技術,用於接管底層伺服器的硬體資

    源,將 CPU 資源累加之後分配,同時也會分配記憶體及儲存空間給虛擬機器使用。透過建立多台伺服器打造一個叢集的

    雲端伺服器環境,讓多台伺服器可以同時負擔更多個虛擬機

    器,彼此在雲端的環境裡共享資源,並達到資源利用最佳化。

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    4.3 系統規劃 – 雲端導入生命週期

    圖 7 雲端導入生命週期

    在即將進入後 PC 時代之下,在桌面與機房的環境將有許多重大的改變,最顯而易

    見的就是所有 IT 設備都由實體漸漸的轉向虛擬化,硬體資源也由固定無法分享變成可彈性變動與共享資源;在管理上,甚至可以透過自動化的服務取代人工手動管理。會產

    生如此不同的改變,最主要的原因就是資訊科技乃致於管理者,已經不再是一個一個獨

    立、互不相干的個體,而是可以互相融合、互相支援的大資源池。因此為了完美的整合

    硬體、軟體、內容與服務,並確保能為組織帶來最大的價值,因此必須從規劃開始,本

    研究在系統規劃方面,為雲端導入規劃一個完整的生命週期流程,如圖 7 所示,其中包含七個步驟,相關說明如 4.3.1 到 4.3.7 所示。 4.3.1 建立雲端策略

    首先,組織要考量未來的營運目標如何結合雲端資料中心,並根據組織現行運作中

    的資訊服務系統,考量其雲端化的適用性,決定轉移至雲端資料中心的時程順序,將原

    本在終端設備所執行的作業系統、應用程式和資料,透過虛擬化的方式轉變成為在雲端

    伺服器上執行,將資源的使用率做最有效的彈性分配,並思考如何藉由可量化計費的服

    務方式,讓使用者透過網路就可隨時存取服務。 其次,組織必須要考量雲端化之後的成長規模,由於導入雲端運算之後、企業進入

    新型態的運作模式,組織可以有高效率取得高品質的 IT 資源,卻又可以大幅度的減少在基礎建設上的投資需求,因此組織要先整理出內部的需求,而且要慎選供應的雲端服

    務內容。 最後,組織在導入雲端服務前,必須要以現有資訊系統的轉換、以及可能投資的基

    礎建設為主,思考如何降低資訊科技的營運支出,以便創造出更有效率的模式。

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    4.3.2 評估雲端價值 雲端對於組織的價值可以從資源投入面、管理面和組織面,三個方面來評估。 在資源投入面,當組織導入雲端運算之後,顯而易見的價值是在資訊科技的預算支

    出可以比以往的投資大幅減少,但是真正要評估的是當組織在雲端上部署眾多的應用程

    式之後,是否能夠比以往更具擴充性、效率、動態轉移和快速回應等要素,才是組織在

    投入雲端資訊科技時所要評估的。 在管理面,組織則是要評估是否能夠有效的將伺服器集中來管理,而集中管理之後

    是否能讓伺服器自動化分配資源給虛擬機器,藉此提高管理人員的管理效率、以及資源

    利用率。 在組織面,組織要評估是否能提高災難復原的效率、員工的生產率,是否能依照需

    求彈性擴充設備,如何藉由高可用性(High Availability)避免計畫性停機所造成的衝擊,如何透過容錯(Fault Tolerant)降低突發狀況所造成的風險。 4.3.3 部署雲端應用

    由組織內部管理雲端平台的資訊人員,在雲端平台部署策略上和價值上對組織在未

    來經營有幫助的雲端服務,透過設計與建構具備標準、效率和選擇性的服務,並制定一

    套服務目錄,考慮使用者要如何付費使用,最後藉由迅速部署、管理與追蹤多租戶的使

    用環境,提升組織的運作效率。 4.3.4 供應雲端服務

    藉由虛擬化技術,為硬體資源做更有效率的分配,讓實體主機大幅減少,取而代之

    的是更多的虛擬機器來提供服務,並且簡化復原程序,原本實體主機故障後需要非常多

    步驟且複雜的手續才能重新運作,但是,虛擬機器不需要費時的設定與安裝,復原程序

    被大幅簡化,讓管理人員在管理上有著極大的好處。 4.3.5 使用雲端服務

    當組織導入桌面即服務的雲端架構後,組織就不再需要提供使用者一部實體主機,

    而是讓使用者可以藉由使用自己的筆記型電腦、平板電腦或者是智慧型手機等不同的裝

    置,透過網路與位於組織內部的虛擬桌面連線,達到無所不在的桌面雲環境,因此不會

    有以往使用者自身的主機故障導致組織業務無法進行的問題。 4.3.6 監控雲端服務

    組織的管理人員可以即時的透過雲端管理介面監控並管理相關的應用服務,透過即

    時的數位儀表板,可以瞭解目前伺服器的 CPU、Memory 與 Storage 的使用量,如果當供應給雲端服務的 CPU、Memory 與 Storage 的使用量接近極限值時,會導致該服務的可用性降低,因此可以透過管理介面即時瞭解相關資訊、以動態調整雲端服務的資源,

    確保雲端服務的可用性。 4.3.7 追蹤成本與費用

    組織可以根據追蹤雲端服務所使用的資源,透過自訂的成本衡量指標,計算各部門

    或個別使用者的所需負擔的成本與費用,產生相關的服務使用報表,讓雲端服務的成本

    資訊可以透明化,能夠一目瞭然的知道耗用的資源與其相對應的成本,讓未來在投資雲

    端運算的效益與成本的計算上可以更為準確。

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    4.4 系統建置

    圖 8 系統建置關鍵四步驟

    在系統建置的階段,如圖 8 所示,包含集中化、標準化、虛擬化與自動化等四個步

    驟,為了要將軟體、硬體與雲端服務內容,發揮最大的效益,因此必須要藉由這四個步

    驟來建置相關的雲端架構,各步驟相關說明如下表 2 所示。 表 2 系統建置相關說明

    集中化 (Consolidation)

    由於組織導入雲端運算之後,會建立一個極為龐大的資源池

    (Resource Pool),讓資訊管理人員不再需要去為每個實體伺服器做設定,因此該階段所要做的事情為,確認組織內部所擁有可以用來做

    為雲端伺服器的設備,將所有設備集中起來統一管理,建立一個龐

    大的資料中心;由於將資源集中起來並建立一個資源池,讓資訊管

    理人員只需要在一個地方,就可以對組織所以伺服器進行部署與變

    更管理,大幅降低管理基礎設備時,所需耗費的成本與時間,並且

    可以靈活的彈性運用,將運算能力較少的資源移至運算能力較大的

    伺服器上,同時也能夠快速地回應業務需求。 標準化

    (Standardization) 此階段是要制定應用程式與資訊系統的部署原則標準化的作業

    程序,例如,透過建立樣板(Template)或者是複製(Clone)的方式,將一個虛擬機器當作範本,隨時可產生各種虛擬機器的應用,根據組

    織所建立的範本不同,就有許多不同種類的應用;依照組織事前建

    立好的虛擬機器範本,資訊管理人員也就不需要費時的設定與安

    裝,復原程序大幅簡化,對資訊管理人員在管理上有著極大的好處。 虛擬化

    (Virtualization) 此階段是藉由伺服器虛擬化技術,將 CPU 資源累加之後分配,

    同時也會分配記憶體及儲存空間,透過建立多台伺服器打造一個叢

    集的伺服器環境,讓多台伺服器可以同時負擔更多個虛擬機器,並

    搭配雲端管理平台,管理多台雲端伺服器及虛擬機器;同時組織內

    部終端用戶所使用的桌面,依照不同的需求藉由網路、並且使用個

    人電腦、筆記型電腦或平板電腦,與雲端伺服器連線,遠端伺服器

    確認授權的用戶身份後,就能確保終端用戶所使用的虛擬桌面是正

    確的且能夠正常運作。 自動化

    (Automation) 此階段是建立多個資源池(Resource Pool),來動態調配資源,並

    建立叢集 (Cluster)將雲端伺服器做群組,以便做動態負載平衡(DRS),讓虛擬機器可以全自動的尋找並移動到硬體資源較充足的伺服器來運行。配置高可用性(High Availability),預防突發性的故障,當某部虛擬機器故障就會自動在其它伺服器上重新啟動。讓資

    源可以全自動的靈活調整,減輕管理者對資源的管理負擔。

  • 第十七屆資訊管理暨實務研討會

    4.5 系統營運

    圖 9 系統營運示意圖

    本研究在系統營運方面,為私有雲的應用規劃,包含「雲端桌面與基礎架構管理平

    台」、「雲端資料中心管理平台」、「雲端大量資料計算平台」、「雲端應用程式開發管理平

    台」、「雲端入口網站管理平台」、「桌面雲」、「計算雲」、「開發雲」、「網站雲」,如圖 9所示,區分為三個層面,應用層、平台層與基礎建設層,並以 4.5.1 到 4.5.9 各別說明三個層面的相關內容。 4.5.1 雲端桌面與基礎架構管理平台

    一個完整的雲端運算是需要不同的軟、硬體之間彼此來配合,此階段所建立的平台

    是雲端運算架構中,負責管理伺服器、資源池和虛擬機器等運作管理的平台,透過一目

    瞭然的圖形介面操作龐大而複雜的雲端基礎架構,並使用資料庫來存放所有的事件、記

    錄檔、狀態等相關資訊,以便管理者可以知道目前的運作狀況。 而在硬體方面,可以區分伺服器、網路設備、儲存設備等,透過虛擬化技術整合組

    織內的硬體資源,讓內部系統擁有較佳的延展性,並且能以較為精簡的 IT 預算,達成更好的資源使用率。

    當組織內部的使用者都使用雲端桌面之後,所有的使用者桌面都將存放在伺服器上

    的虛擬機器當中。此時作業系統、應用程式和使用者資料都被集中在雲端架構的管理

    中,不論是系統要升級、災難復原或者是應用程式的安裝,都可以透過雲端平台來管理,

    能夠強化管理效率、加速資訊科技的靈活度。

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    4.5.2 雲端資料中心管理平台 當組織導入雲端運算之後、無可避免的情況是資料量會呈現無止盡的向上成長,如

    何保持資料能夠不間斷的存取,並將為數可觀的數據資料轉變成為可以利用的資源,幫

    助組織發揮最大效益,就需要自行建立資料中心,透過管理平台可以手動或全自動管

    理,更能有效控制資源,提升整體資源利用率。 4.5.3 雲端大量資料計算平台

    Hadoop 是目前最常見且實際運用在大規模商業環境上的雲端大量資料計算平台之一,強大而完整的基礎架構可以減少大量的雲端架構開發的時間,大量部署時也相當迅

    速,不但有許多重量級的雲端運算服務提供者正在使用及投入開發,也與 Google 的雲端環境相似,因此,使用 Hadoop 提供大量資料的分散式運算環境,並成為雲端服務開發的最佳平台。 4.5.4 雲端應用程式開發管理平台

    軟體開發逐漸成為組織差異化的重點之一,因為要確保軟體開發的品質,從軟體架

    構設計、程式碼撰寫、測試、專案管理、資料庫程式開發、原始碼管理、版本控制等等

    涵蓋整個軟體開發期間,加以管理與優化,提供開發團隊一個系統性的流程,提升專案

    開發的品質,並透過系統平台工具的導入,將開發流程自動化,讓軟體工程從理論轉為

    實際行動並推動落實,改善團隊的開發效率,以成功地開發客戶所需要的軟體。 4.5.5 雲端入口網站管理平台

    組織利用雲端入口網站管理平台,可以讓使用者與管理者根據所屬角色、部門的不

    同,定義不同的使用環境,並選擇適合角色與部門的使用者體驗。透過 SOA 的實現一個標準的介面,以達到跨平台的連接,並整合內部的應用程式與資源,提供可擴充的雲

    端服務型態。 4.5.6 桌面雲

    組織不再需要提供使用者一部實體主機,而是讓使用者可以藉由使用自己的筆電、

    平板電腦等不同的裝置,並透過網路與位於組織內部的虛擬桌面連線,達到無所不在的

    桌面雲環境,因此不會有主機故障導致組織業務無法進行的問題。 4.5.7 計算雲

    是建立一個分散式的運算平台,打造一個叢集的運算資源,讓過去因為需要大量的

    實體主機才能做到的運算,現在可以藉由虛擬化的環境,降低硬體建置成本,以完成更

    龐大的運算作業。 4.5.8 開發雲

    除了建立專案管理的平台之外,還打造一個測試實驗室,用於開發、測試或執行應

    用程式。結合虛擬化的環境,讓開發人員可以更方便的測試應用程式,不再為了上線前,

    還要找實體主機做測試而傷透腦筋,大幅降低測試時所需花費的成本。 4.5.9 網站雲

    是將原本在實體伺服器上所對外提供的網站,移植到虛擬伺服器上,藉由虛擬化的

    環境,使用者連結到的網站資料是由虛擬機器所提供,將網站集中管理,而在備份上也

    更加容易,因此為管理上帶來極大的便利。

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    4.6 組織經營

    圖 10 桌面即服務對組織經營之影響

    組織在導入桌面即服務的雲端環境後,桌面被當作是一種雲端服務來管理,桌面脫

    離了本地端的設備而可以獨立存在,使用者透過單一入口並且只需要一部可以上網的設

    備,如:智慧型手機、平板電腦、個人電腦與筆記型電腦…等,就可以無所不在的使用

    桌面,而資訊部門也可以大幅提升對桌面、應用程式和資料的管理,管理者更可以將省

    下來的成本依據組織在雲端運算所做的戰略佈局,投入更多的創新應用,因此本節將針

    桌面即服務導入後對組織經營的影響分為三個面向,從管理者、資訊部門、使用者做探

    討,相關說明如下表 3 所示。 表 3 桌面即服務對組織經營之影響相關說明

    管理者 對於管理者來說,在雲端的環境中提供桌面即服務,可以根據各別單位的需求,提供符合單位需求提供差異化功能的桌面,並內建相對應的應用程

    式,例如文書部門就安裝 Office、開發部門安裝 Visual Studio 的開發套件,並以角色的方式集中管理桌面即服務的安全性原則,如果是未經過授權的使

    用者將不允許使用任何應用程式,加強整個桌面即服務的控制與安全性。 除此之外,透過桌面即服務標準化部署和簡化桌面的遷移,可以快速回

    應業務單位需求,因此能夠加快新業務的推動速度。 最後,桌面即服務可以幫助管理者,讓決策可以達到近乎零時差。由於

    資料全部存放在雲端的桌面當中,需要時再連上網路取得即可,所以資料是

    完全同步,再加上部署桌面的速度比以往快上好幾倍,而且具備敏捷、彈性,

    因此可以讓組織根據決策需求的不同來做應變,快速應對商業決策。 資訊部門 對於資訊部門來說,建置桌面即服務並統一的基礎架構後,不僅僅降低

    了資訊科技支出的成本,還能運用多租戶(Multi-Tenancy)的概念,按照使用者的需求動態配置資源,並將桌面雲延伸至員工、合作夥伴、客戶和併購的

    公司,藉助集中化的組織資源、虛擬化的技術、標準化的作業流程、自動化

    的服務管理,既能滿足眾多事業單位的作業系統、應用程式、資料的獨立運

    作需求,還能解決資訊部門在管理桌面的效率,大幅降低維護的人力,並將

    空出來的人力可以專注在創新與應用服務開發上,提供真正能夠滿足使用者

    桌面需求的服務。 使用者 對於使用者來說,在組織內固定位置上班的概念將會慢慢的消失,因為

    使用者可以在任何時間、任何地點、任何裝置來作業,只要能夠連上網路就

    可以存取雲端上的桌面處理公事,不再需要到辦公室也能辦公,將資料都放

    至雲端當中,使用者在私有雲中就可以進行協同作業,為組織帶來創新動能。

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    5. 案例分析 5.1 效益實例

    圖 11 導入桌面即服務各類別所佔的成本支出百分比

    本組織在導入桌面即服務的雲端環境時,是以中小企業的營運規模做導入範本,總

    資訊科技支出的投資成本為$862,618 NTD,計算所需花費的成本包含六大項,如:軟體(Software) $ 368,569 NTD、伺服器(Server) $284,803 NTD、儲存設備(Storage) $68,699 NTD、網路設備(Networking) $24,000 NTD、訓練費用(Training) $106,187 NTD、營運支出(OpEx) $10,360 NTD,各類別所佔的成本百分比如圖 11 所示。

    下表 4 為各類別成本支出相關說明,由支出最高的排第一位,排名依序向下排序。 表 4 各類別成本支出相關說明

    軟體(Software) 42.73%

    支出最多的為軟體的部分,由於必須要購買雲端運算管理

    平台的軟體授權,還有組織在營運時會用到的相關軟體,因此

    在軟體支出的成本才會最多。 伺服器(Server)

    33.02% 支出第二多的為伺服器,由於導入時必須要添購適合運作

    雲端平台的伺服器,因此伺服器的支出是無可避免。 訓練費用(Training)

    12.31% 支出第三多的為訓練費用,由於導入雲端平台後,管理方

    式與以往大不相同,因此必須要做好人員的訓練,才能讓雲端

    成為組織成長的動力。 儲存設備(Storage)

    7.96 支出第四多的為儲存設備,由於所有的虛擬機器映像檔,

    都將集中儲存到後端的超大容量儲存空間,而儲存設備還必須

    支援 Gigabit(1000Mbps)傳輸速度,具備充足的運算能力,否則將會造成 I/O 瓶頸。

    網路設備(Networking) 2.78%

    支出第五多的為網路設備,必須具備 Gigabit(1000Mbps)傳輸速度,並提供高速穩定的網路連線環境,讓多個使用者可以

    同時使用,還能在雲端上同步傳輸資料。 營運支出(OpEx)

    1.20% 支出第六多的為營運支出,包含設備的電費、冷卻費用,

    為了保持運算效能,要降低伺服器集中化之後所帶來的熱能。

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    圖 12 導入前後資訊科技支出比較圖

    導入桌面即服務的雲端環境在總資訊科技支出成本比較如圖 12 所示,導入後第一

    年約可以為組織節省 45%資訊科技支出。 由於資訊科技預算各家組織不盡相同,根據本組織的情況,在尚未導入雲端環境之

    前,每次的資訊科技預算都必須要編列高達 2 百萬左右的預算支出,而超過 60%的預算都必須花費在硬體支出上,如伺服器、網路設備、儲存設備、使用者設備、硬體的維護

    費用等,而必須要壓縮組織投資在軟體的費用,著實讓組織在營運上面對資訊科技的日

    新月異,不僅僅很難使用到新的資訊軟體,對於組織投資在創新的預算變得更加困難。 因此導入桌面即服務的雲端環境之後,由於組織不再需要將大筆預算投資在硬體支

    出上,取而代之的是可以將更多的預算投資在軟體與創新上,對組織來說不僅節省相當

    高的資訊科技支出成本,還能為組織打造創新的動能,創造卓越的資訊科技績效。 5.2 案例說明

    組織在導入桌面即服務的雲端環境後,透過任何時間、任何地點和使用任何裝置、

    皆可以存取組織的桌面資源的特性,打造出一個具備無所不在的行動力環境,並且無縫

    整合人、流程與工具,運用桌面即服務的跨平台溝通的能力與同步協同合作的效率,轉

    化成組織內部使用者在平常辦公、開發時隨時可以使用的服務。 因為導入桌面即服務,改變了組織的營運方向。在面臨不斷持續向上成長且已經架

    構龐大的資訊科技基礎建設,面對新的用戶需求與應用服務,組織希望能將提供應用服

    務的基礎建設,進行全面性的雲端化步驟,透過具整合性、彈性、擴充性的雲端環境,

    因應組織未來業務擴充。 在此需求下,組織導入了桌面即服務的雲端平台,透過雲端的方式將服務提供給終

    端使用者,以具備高度彈性的資源配置方式,提供給組織內部的使用者,在未來更可以

    提供給相關的合作夥伴共同發展應用服務。 目前組織針對桌面即服務的雲端環境,主要的應用分為三大類,提供客製化的桌面

    資源、快速滿足組織開發需求、高效率同步的協同合作,相關說明如下表 5 所示。

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    表 5 桌面即服務的雲端應用相關說明 提供客製化的桌面資源 透過雲端平台的管理人員,為組織的使用者客製個人化的

    桌面使用環境,由於桌面的管理不在像以前,必須要親自到辦

    公室去為使用者一步一步的安裝軟體,透過應用程式虛擬化的

    方式,將許多應用程式檔案全部封裝成一個執行檔,管理者只

    需要將虛擬化的應用程式部署到使用者的桌面,使用者只要點

    擊 exe 檔案就可以使用應用程式,藉由應用程式虛擬化與作業系統隔離,讓客製化的部署虛擬機器應用程式可以更快速、更

    有效率且降低成本。 快速滿足組織開發需求 在過去開發人員總是在為伺服器資源傷透腦筋,開發人員

    常常抱怨必須要苦等別的開發專案結束之後所釋出的伺服

    器,才能給下一個開發專案使用,這是實體基礎建設所面臨到

    的通病。 因此,建立組織內部的開發雲端環境最主要的目的,就是

    希望開發人員能夠更快速的使用到所需要的伺服器資源,讓開

    發人員不必苦苦等待伺服器資源,當一接到案子之後就可以馬

    上開始新的專案,並協助開發團隊從專案設計、程式開發到程

    式碼測試及品質管理的每個步驟都能擁有卓越的成果。 將開發專案透過雲端來管理,讓所有的開發成員都可以享

    有共用的開發資源,藉由雲端存取放在開發雲上的流程範本

    (process templates) 、文件、工作項目、報表等項目,即使開發人員的程式碼或網站架構是跨越不同的異質平台,開發人員

    還是可以使用熟悉的開發工具來連接開發雲的環境。 高效率同步的協同合作 必須要在固定地點上班的概念將會被打破,組織內部的使

    用者只要連上網際網路,就可以在組織內的任何一個地方工

    作,甚至是在組織外部也能工作,使用者如果想要存取工作時

    所需要的相關文件,透過將文件存放在雲端的方式,實現同事

    之間彼此互相分享檔案、共用檔案,因此,組織內部的使用者

    不用像傳統一樣必須在同一個辦公室裡才能夠完成工作,為使

    用者帶來極高的便利性與行動性,隨時隨地都能工作,而且不

    論是在電腦、手機、平板電腦上,瀏覽的效果都是一致的,所

    以,在資訊科技管理人員的管控下,可以依據各個業務單位所

    提出的需求,建立符合單位需求的應用服務,加速現有業務與

    新業務的推動速度,為組織產生具競爭力的優勢。

    6. 結論 桌面即服務跟傳統的組織內部的桌面有著本質上極大的不同。桌面即服務跟傳統桌

    面相較來說,具備高度彈性、自動化管理、資源共用、標準化結構、跨平台的操作介面、

    有效提升組織運作效率等特色,是組織降低成本的同時,打造新一代具備經濟規模的資

    訊系統首選。因此本研究所提出的私有雲模型,是基於桌面即服務在後 PC 時代下的未來,所提出的整合軟體、硬體及內容與服務之解決方案,希望能將人、流程與工具整合

    至雲端中,以桌面即服務的雲端環境,踏出即將進入後 PC 時代的第一步,並且為組織帶來創新動能、開創全新的未來。

  • 第十七屆資訊管理暨實務研討會

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    Build a Private Cloud Model Based on the Approach of Desktop as a Service

    Jyi-Ta Chen1 Hsien-Kuang Chiou2 Jhih-Hong Siou3

    1,2,3Department of Information Management, Southern Taiwan University [email protected]

    [email protected] [email protected]

    Abstract

    Personal computer dominated the era is coming to an end, will be replaced by what we call "post-PC era." Although the computing power of personal computers is growing, but most of the computing resources are not used , spent a lot of money but a waste of these resources. With the rise of cloud computing, mobile technology continues to evolve, and the personal computer operations will be replaced. As long as people have the network are able to use cloud datacenter to handle computing application. When people has computing needs, as long as spending a little cost can be immediate connection to the cloud data center, and acquire computing resources, so cloud computing let the future of personal computers into a new milestone. For those reason, the purpose of this paper, hoping to explore the post-PC era, how will be about the user's desktop, applications, operating system and data separate from the personal computer. A form of cloud services provided to users, creating a new work type of mode through the method of Architecture of Integrated Information System to build a private cloud model. The desktop as a service solution for all the processes from the process design, management and application make a comprehensive assessment, effectively describe the relationships between each cloud services. To explore how to integrate the depth of the way of organizational resources, creating a "cloud" as the center for integrated hardware, software, content and services to enhance user quality experience, increasing staff productivity, and thus strengthen the organization in the post-PC era of competitiveness. Keywords: Cloud Computing, Post-PC era, Desktop as a Service, ARIS.