對於IT組織管理者而言，雲端運算已成為一個重要課題和重點投資項目。大多數IT組織因為雲端環境提供了相對低廉的運算資源、儲存資源和資訊服務，因而決定將部分或全部的工作負載轉移至雲端架構上。當一個組織決定要採用雲端運算後，必須要做出許多選擇，其中最重要的是：什麼樣的雲端環境能夠幫助企業為用戶提供最有效率的服務，同時還能降低成本。美國國家標準暨技術研究院(NIST)將雲端運算定義為：雲端運算是一種利用無所不在的網路，便利且依照需求存取共享、可調整運算資源池(例如網路、伺服器、儲存、應用程式與服務)的方式，此運作模式只需要最少的管理成本或服務供應商涉入，就能快速配置及交付運算資源。這種雲端模式包括五個基本特徵、三種服務型態和四種部署模式。
NIST為雲端運算定義了多種部署模式，包括公有雲、私有雲、社群雲與混合雲。然而，最重要的考量點之一是：雲端運算環境的建置，究竟該選擇專屬架構？還是選用開放系統與軟體技術來設置及運作的開放式架構？
本地雲端是雲端運算的一種，其伺服器、儲存設備和網路設備等基礎設施都架設在公司內部。建置及採用這種類型的基礎設施提供用戶服務具有許多優點。不過，這種實體、在地端部署的雲端最大問題是：它是否可以即時使用最新技術並根據工作負載量進行擴充？
開放標準資料中心
資料中心的設計建造是為了滿足廣泛的用戶需求，在用戶需要時可以即時回應、隨著工作負載的增加而調整擴充，並在可行和適當時機善用新技術。Red Hat技術與業務發展副總裁Mike Evans表示，要定義開放的程度有兩種方式，一種是用於建構雲端服務的軟體開放程度，另一種則是探究布署在雲端服務上軟體的開放程度。Evans表示，大部分用來建構雲端服務的軟體，無論是Kubernetes或其他種類的軟體，都使用開放原始碼。只有 Microsoft在其專有引擎(Windows)上建立雲端，即使如此，Microsoft也開始透過開放原始碼的Linux軟體來提供雲端服務。
對於真正想為社群做出貢獻的組織而言，「專有雲供應商使用開源軟體」已成為倍受關注的議題。儘管有部分雲服務供應商為開源軟體社群作出貢獻，但有證據顯示確有雲端供應商使用開源軟體推出服務項目藉此收費盈利卻沒有回饋社群。導致多家廠商修改授權條款，好讓開源軟體不再那麼容易成為謀利工具。
大多數在雲端上的軟體，如容器(Container)或開發工具，也是採用開源軟體來運作。但是正如Evans所說，「什麼都是開源的」這個選項並不存在。當遷移至私有雲和混合雲系統時，雖有更多機會可選擇，但還是會碰到傳統、企業私有的特定內容。而這個私有部分可能正好是企業組織不需要或不希望變更的地方。現今大多數平台都在尋求可與其他平台相容的辦法，這是達到理想的開放性不可或缺之處。
組成高效率、高效能雲端的要件包括：
·硬體：
雖然運算伺服器的CPU有多種選擇，但現今所使用的主流CPU還是採用x64指令集。Intel所開發的第2代 Intel Xeon可擴充處理器是這個領域的領導者，標準化能讓眾多應用程式毋需更改即可執行。不過因為有好幾種CPU能夠達到特定指令集的高階需求，選擇不同的CPU就會造成不同程度CPU原生效能上的差距。雖然可以透過虛擬化和容器化技術消弭這種差距，但若是針對應用場景來選擇最適合的CPU，更能大幅提升效能並減少能耗。
·軟體：
為了要打造一個順暢運行的雲端環境，軟體堆疊會根據各種混合的工作負載變得既特定又複雜。對於底層函式庫(Underlying Libraries)和管理軟體的需求，幾乎每家公司都不相同。如果沒有多種簡易安裝及配置的基礎硬體可供選擇，雲平台可能無法滿足使用者或系統管理員的需求。並非所有中介層(Middleware)和支援軟體都可以在各種CPU上有效執行。在軟體堆疊中的每一層提供豐富的選項，以及一個開放式的運算環境，是建立有效雲端運算系統的關鍵。
·網路：
現今許多具創新性的應用必須要用到伺服器叢集，在某些情況下相互協作來解決複雜的難題。不過有些情況是，部分伺服器完全獨立於其他的伺服器，被賦予一定的工作量執行一些較簡單的任務。伺服器之間的網路傳輸須符合應用程式對於低延遲和頻寬的要求。開放式的雲端服務必須根據定義好的網路需求來設計與執行。依據不同的工作負載和應用，可能需要使用不同的網路解決方案，而且應用也不該被限定在一個非最佳化的環境中(表1)。
調整式基礎架構
現代的響應式應用程式需要調整過的基礎架構。如果具備可調整參數的能力， 即可建造一個更具生產力且低成本的雲端運算環境。像是依據應用的特徵來更動BIOS設定以最佳化伺服器。通常伺服器難以提供超越CPU時脈所能達到的理論效能值，大多數的應用程式並不會達到其原始設計的效能速率。系統製造商為系統管理員提供一些可調整的參數，這些參數可以針對將要執行的應用程式調整。比如說特定參數可以減少能源消耗、提高效率並降低成本。
網路也是開放式雲端運算系統中另一個可調整的基礎架構元件。如先前所述，網路能大幅影響終端消費者察覺到的效能。選用適當的網路技術串聯或單獨運作來因應已知的工作負載，可大幅影響整個系統的效能。
決定雲端架構時，常常會忽略儲存裝置。雖然有些架構師關注的重點在伺服器和CPU，但如果沒有選到正確或最佳的儲存裝置，還是會對所有應用程式產生不良影響。現今有眾多儲存選擇可以滿足各種應用程式需求。一個開放式的雲端運算環境可能需要同時執行許多應用程式，因此需要多元的儲存選項，如果打算單靠一種儲存裝置來滿足數以千計的應用程式需求，最終只會讓這些應用程式無法有效地為用戶提供服務。
開放式雲端的優點
採用開放式的雲端環境具有許多優點。底層的軟體和硬體可擁有更多選項來執行更大量、更多元的應用程式。可以使用和安裝開源應用程式，而不需為了使用開源軟體而向特定供應商支付費用。
彈性
開放式的雲端服務可為使用者提供更多軟/硬體的選擇空間。例如，伺服器可以包括1到8個CPU插槽以及好幾TB的內部記憶體。決定伺服器的CPU插槽數量後，還有運算核心數、高速記憶體、內部硬碟容量和類型、加速器安裝數量等五花八門的組合可以選擇。外部構造也有多重選項，無論是機架式、刀鋒式或其他更合適的機箱。開放式系統可依據工作負載，來選擇和使用特定元件，這樣的組合彈性是專有雲無法提供的。如果某些工作負載需要使用公有雲，採用混合雲則可為資料中心營運商所擁有和控制的部分提供最大的靈活度。
開放標準
開放標準通常由幾家合作組織共同開發。軟體領域中的開放標準，是為了開發可適用於各種硬體系統上的軟體。其中最知名的例子是開源軟體，它讓開發者發布強化功能、修復錯誤和提供免費的軟體。開源軟體可以免費下載，或是程式碼能被廣泛分享。在雲端環境中使用開放標準，能提供使用者更多應用程式的選項。硬體領域中的開放標準，發展出OCP聯盟(Open Compute Project)這個全球性的組織，它旨在推動開放運算平台，讓電腦硬體的設計可以重新構思、成本得以降低，並建置具擴充性的解決方案。
OCP基金會技術長Bill Carter表示，開放性代表的是能在眾多選項當中選擇最好的軟硬體。具體來說，硬體可以來自許多供應商、具有相互操作性，並可支援業界通用的介面和API，協助資料中心的IT管理者打造出更符合其需求的資料中心。
安全性
雲端環境的資料儲存安全性是現今最重要的議題之一。許多組織會限制公司或客戶資料只能儲存在企業的機房內或是在特定的地點。保護機密資料的挑戰有兩個面向：一個是軟硬體的安全措施，要能抵禦攻擊、入侵、密碼洩漏、資訊竊取等威脅。另一個是儲存資料的實體位置。各地區對於其公民資料儲存位置可能有自訂的法律和政策，因此只有開放雲能妥善運用所需技術來滿足各種需求。專有雲只能將資料存放在有限的實體位置，其安全措施未必齊備或確切落實，因此可能導致資料洩漏。透過組織真正需要的安全設置，包括網路上和實體的，促使企業資料可以輕鬆無虞地在內部存放資料。
新技術即時導入
新的運算、儲存和網路技術不斷以驚人的速度推陳出新。使用大家所熟知、開源標準的開放式雲端平台，可輕鬆享有這些新技術帶來的好處。例如，當有新的GPU上市時，採用開放標準的系統能立刻使用支援此最新GPU的軟體。開放式的雲端平台能夠更早使用到這些新技術，不像封閉式雲端(企業專屬私有雲)還要等待工程師更新。這點不僅適用於新的運算能力，還有新的儲存方式、儲存軟體以及網路等。隨著新技術的發展演進，採用開放式架構的企業私有雲可以依其對於應用程式的需求，快速整合新功能與新效能。
價格透明化
採用開放標準來運作雲端時，雲端業者或營運商可以輕鬆決定哪些項目該向用戶端收費。相較於專有雲營運商需要建置硬體設施，開放式雲端架構可以完全免除或是大幅降低資料遷移(遷入和遷出)的成本。有許多採用開放式雲架構的企業組織，將IT基礎架構建置在本地端(企業內部)，資料遷移不須額外花費，因此能降低組織的總體成本。開放式企業私有雲可以向各部門收取資源使用費，不用透過複雜的付款流程支付給外部的供應商。
提升可維護性
業界早已認知採用開放標準的雲端，比專有雲更容易維持管理和運作。由於不同廠商的CPU、記憶體和周邊設備大同小異，很多公司的伺服器可使用符合產業標準的元件。管理員也可以透過開源且容易安裝的工具，掌握發生問題的位置和潛在風險。雲端資料中心可藉助這些工具更迅速回應使用者的需求、縮短停機時間並提高產能。相較於仰賴營運商修復公有雲的錯誤，內部或合約服務專員可以利用開源工具更快速地修復問題。
多雲和混合雲最佳化成本
雲端服務可以架設在企業或商業雲供應商的基礎上。現代化組織多半使用雲端建置和交付機制的組合。除此之外，工作負載將隨時間每日、每週、每季變化，因此設計永遠能滿足最高工作負載的雲端資料中心並非最佳方案。不如在開放雲無法承受瞬間流量時，使用外部或專有雲端系統來處理。混合雲和多雲方式將涵蓋企業內部日常使用的開放雲，結合偶爾使用的外部雲，將公司成本最佳化，保持即時反應能力。多雲和混合雲讓IT管理員能更彈性地搭配使用應用程式和所需資源。
應用程式在地化
雲端資料中心設立的位置對應用程式的反應速度有極大的影響。現場的資料中心能降低網路延遲，因此適合有極低延遲需求的應用程式。資料存取延遲會嚴重影響使用者使用具高速資料庫存取或互動式需求的應用程式時，整體滿意度和應用程式功能的體驗。企業資料中心的內部雲為使用者提供更穩定的回應，並降低執行應用程式的延遲。內部網路相較於公共網路能更穩定快速的傳輸資料。
負載管理最佳化
另一個在雲端設計上值得關注的是如何管理工作負載。各部門通常會相互競爭有效的運算和儲存資源。若工作負載管理系統能反映企業內優先順序，並有效且即時調整，將降低資源競爭並加快結果產生。有效使用資源可以減少總擁有成本 (TCO)。採用工作負載管理系統，可輕鬆定義且開放標準，能讓雲端環境最佳化、成本更低、產能更高。由於企業內的不同組織可能有不同工作時程或優先順序，使用內部開放式雲端可為不同工作負載安排不同優先順序，提升資料中心效率。
採開放標準可降低成本
組織使用資料中心的成本會依各種因素而有所不同。整體來說，相較於採用專有技術的雲端，建立或採用開放標準的雲端時，成本會更低。原因包括：
·多種基礎架構選擇：
多家廠商均能提供採用開放標準的伺服器、儲存裝置及網路。廠商間的競爭將降低終端使用者的成本。由於軟體廠商可以提供既有的解決方案而無需建置客製化的專有雲，軟體成本也會降低。
·僅需購買必要資源：
無論是在企業內部或外部建置開放式雲端，營運商都可以依據工作負載需求購買所需基礎架構。外部雲端供應商往往過度供應，間接將未使用系統成本轉嫁到消費者身上。
·服務易轉移：
開放式雲端服務可輕鬆轉移應用程式和其他服務。對採用開放運算平台的應用程式來說，轉移至另一個相容的雲端服務相對簡單。標準基礎架構正是為執行標準應用程式而設計。有很多原因會導致需要轉移關鍵運算環境，因此建立雲端服務的重要性相對提高。
開放式雲端的商業優勢
開放式雲端環境的優勢包含：
・高效率：基礎架構在能源使用上更有效率，並能密切配合工作負載進行調整。
・彈性高：開放式雲端服務可以快速回應工作負載變化。
・可客製化調整：可調整軟硬體配置，讓應用程式執行更快，能耗更低。
・更新及時：開放雲資料中心營運商根據需求可以升級至最新基礎架構，無需配合外部時程。
・費用透明化：組織可以採用透明的價格編列預算，不會被意外費用影響。
・高效益：開放式雲端可以增加投資報酬率，因為能依需求使用基礎架構，又能保持系統高效運作。
以未來發展考量雲端部署
雲端服務有各種形式和交付機制。雖然許多討論著重在要使用哪種形式的雲端，但要採用開放標準的開放雲或是專有雲更值得關注。雲端運算市場不斷擴大，預計在2022年達到3,640億美元。企業須判斷什麼功能最重要，除了考慮現有的需求考量，更要展望未來。
(本文作者為Supermicro副總裁暨台灣區總經理)
