云計算在電力企業(yè)經(jīng)營管理中的應(yīng)用研究-論文.pdf

文章編號 中圖分類號 TP3 05 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 學(xué)科分類號 520 99 云計算在電力企業(yè)經(jīng)營管理中的應(yīng)用研究 羅志明 丁輝 張大華 中國電力科學(xué)研究院 信息與通信研究所 北京 海淀區(qū) 100192 Research on Application of Power Business Management in Cloud Computing LUO Zhiming DING Hui ZHANG Dahua China Electric Power Research Institute Haidian Distinct Beijing 100192 China ABSTRACT This paper from the cloud computing and the origin of the cloud computing applications development at home and abroad the cloud computing as a whole is introduced the introduction of by cloud in computing research and construction of purpose and meaning combined with domestic and foreign present application situation and the national grid company information present situation and intensive management we comprehensive management business application analysis to the national electricity grid computing clouds construction company with the enterprise management the paper discusses the role of change and the state grid corporation management of the cloud computing applications scene KEY WORDS cloud computing business management power system IT information technology power informatization 摘要 本文將從云計算的起源和國內(nèi)外云計算應(yīng)用發(fā)展歷程 對云計算作整體介紹 引入國網(wǎng)公司進(jìn)行云計算研究及建設(shè) 的目的和意義 再結(jié)合國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀及國家電網(wǎng)公司信息 化現(xiàn)狀以及人財物集約化管理 綜合管理等業(yè)務(wù)應(yīng)用情況 分析云計算建設(shè)為國家電網(wǎng)公司企業(yè)經(jīng)營管理帶來的變革 和作用 論述國家電網(wǎng)公司經(jīng)營管理中的云計算應(yīng)用場景 關(guān)鍵詞 云計算 經(jīng)營管理 電力系統(tǒng) 信息技術(shù) 電力信息化 1 引言 我國電網(wǎng)是利用先進(jìn)的信息通信和控制技術(shù) 構(gòu)建以信息化 數(shù)字化 自動化 互動化為特征的 自主創(chuàng)新 國際領(lǐng)先的智能電網(wǎng) 包括在技術(shù)上實 現(xiàn)信息化 數(shù)字化 自動化和互動化 在管理上實 現(xiàn)集團(tuán)化 集約化 精益化 標(biāo)準(zhǔn)化 它以充分滿 足用戶對電力的需求和優(yōu)化資源配置 確保電力供 應(yīng)的安全性 可靠性和經(jīng)濟(jì)性 滿足環(huán)保約束 保 證電能質(zhì)量 適應(yīng)電力市場化發(fā)展為目的 建設(shè)全 面高效的電網(wǎng)企業(yè)經(jīng)營管理信息化系統(tǒng) 將 云計 算 引入電力系統(tǒng) 通過建立云計算平臺充分的整 合系統(tǒng)內(nèi)部的計算處理和儲存資源 極大提高電網(wǎng) 企業(yè)數(shù)據(jù)處理和交互能力 面向企業(yè)經(jīng)營管理的電力系統(tǒng)云計算平臺 一 方面保證各項企業(yè)經(jīng)營業(yè)務(wù)應(yīng)用的穩(wěn)定性 可靠性 和安全性 另一方面最大限度挖掘出軟硬件資源的 計算效率 提升各業(yè)務(wù)應(yīng)用以及企業(yè)的整體經(jīng)營管 理服務(wù)水平 2 云計算概述 云計算概念是由 Google 提出 狹義云計算是 指 IT 基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式 指通過網(wǎng)絡(luò)以 按需 易擴(kuò)展的方式獲得所需的資源 廣義云計算 是指服務(wù)的交付和使用模式 通過網(wǎng)絡(luò)以按需 易 擴(kuò)展的方式獲得所需的服務(wù) 云計算是網(wǎng)格計算 分布式計算 并行計算 效用計算 網(wǎng)絡(luò)存儲 虛擬化 負(fù)載均衡等傳統(tǒng)計 算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物 它旨在通過 網(wǎng)絡(luò)把多個成本相對較低的計算實體整合成一個 具有強(qiáng)大計算能力的系統(tǒng) 并借助 SaaS PaaS IaaS 等先進(jìn)的商業(yè)模式把這強(qiáng)大的計算能力分布到終 端用戶手中 云計算的三種服務(wù)模式 1 IaaS Infrastructure as a Service 基礎(chǔ)設(shè) 施即服務(wù) 用戶通過 Internet 可以按需獲得服務(wù) 這些包括 CPU 內(nèi)存 存儲等 這些服務(wù)都應(yīng) 該是彈性可擴(kuò)展的 2 PaaS Platform as a Service 平臺即服務(wù) PaaS 實際上是指將軟件研發(fā)的平臺作為一種服務(wù) 以 SaaS 的模式提交給用戶 因此 PaaS 也是 SaaS 模式的一種應(yīng)用 但是 PaaS 的出現(xiàn)可以加快 SaaS 的發(fā)展 尤其是加快 SaaS 應(yīng)用的開發(fā)速度 3 SaaS Software as a Service 軟件即服務(wù) 它是一種通過 Internet 提供軟件的模式 用戶無需 購買軟件 而是向提供商租用基于 Web 的軟件 來 管理企業(yè)經(jīng)營活動 相對于傳統(tǒng)的軟件 SaaS 解決 方案有明顯的優(yōu)勢 包括較低的前期成本 便于維 護(hù) 快速使用等 云計算是在快速增長的互聯(lián)網(wǎng) 移動互聯(lián)網(wǎng)對 低成本海量數(shù)據(jù)存儲和大規(guī)模并行計算需求 以及 客戶對低成本 高效率的信息化應(yīng)用需求越來越強(qiáng) 烈的背景下出現(xiàn)的新型 IT 基礎(chǔ)服務(wù)架構(gòu)和服務(wù)模 式 云計算具有超大規(guī)模 虛擬化 通用性 高擴(kuò) 展性 開放性 按需計費(fèi) 共享性 更優(yōu)惠 對終 端要求低等特點(diǎn) 為人們使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供了無限 的空間與可能 3 國內(nèi)外云計算的應(yīng)用現(xiàn)狀 3 1 國外應(yīng)用現(xiàn)狀 繼 Google 之后 Amazon IBM HP 等國外大 型 IT 廠商相繼進(jìn)入云計算領(lǐng)域 截止目前 Google 微軟 亞馬遜等較有實力的公司都推出了自己的云 計算方案并商用 英國 BT 美國 AT T 和 Verizon 等公司也推出了自己的商用產(chǎn)品 致力于為商企客 戶在線套件服務(wù)和為政企客戶提供新型按需解決 方案等 從 2007 年開始各大廠商云計算相關(guān)產(chǎn)品 相繼出爐 大多都以 IaaS PaaS SaaS 三個層面的 服務(wù)模式為主 基于數(shù)據(jù)中心的云計算應(yīng)用中又包 括公有云 私有云和混云幾類別 其中典型的案例 包括 Amazon 的 AWS IBM 藍(lán)云 NOVELL 基于 IDC 的云計算解決方案等 3 2 國內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀 2008 年無錫市政府率先與 IBM 開展了一系列 的云計算項目合作 并在無錫實現(xiàn)了全球首個商業(yè) 云計算中心 2009 年 10 月 17 日 IBM 再度與無錫 云計算中心聯(lián)手 簽訂關(guān)于無錫云計算中心二期建 設(shè)的合作協(xié)議 實現(xiàn)三大云計算服務(wù)平臺 商務(wù)云 開發(fā)云 政府云 阿里軟件于2009年初在南京建立國內(nèi)首個 電 子商務(wù)云計算中心 與此同時 廣東 北京 山 東等省市也在加快云計算及其相關(guān)服務(wù)的建設(shè)與 運(yùn)營 通過云計算搭建政府辦公信息平臺 逐步完 成電子政務(wù) 公共醫(yī)療 數(shù)字化城市等應(yīng)用服務(wù)部 署 協(xié)助構(gòu)建智慧城市與和諧社會 3 3 國內(nèi)外云計算案例 3 3 1 Google 云計算 Google 的云計算技術(shù)實際是針對 Google 特定 的應(yīng)用程序而定制的 針對內(nèi)部數(shù)據(jù)規(guī)模超大的特 點(diǎn) Google 提出了一整套基于分布式并行集群方式 的基礎(chǔ)架構(gòu) 利用軟件的能力來處理集群中經(jīng)常發(fā) 生的節(jié)點(diǎn)失效問題 為了滿足 Google 迅速增長的 數(shù)據(jù)處理需求 Google 設(shè)計并實現(xiàn)了 Google 文件 系統(tǒng) GFS Google File System GFS 與過去的 分布式文件系統(tǒng)擁有許多相同的目標(biāo) 例如性能 可伸縮性 可靠性以及可用性 Google 還設(shè)計并實現(xiàn)了一套大規(guī)模數(shù)據(jù)處理 的編程規(guī)范 Map Reduce 框架 非分布式專業(yè)的程 序編寫人員也能夠為大規(guī)模的集群編寫應(yīng)用程序 而不用去顧慮集群的可靠性 可擴(kuò)展性等問題 應(yīng) 用程序編寫人員只需要將精力放在應(yīng)用程序本身 而關(guān)于集群的處理問題則交由平臺來處理 Google 還在其云計算架構(gòu)上建立了一系列新 型網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序 給予用戶全新的用戶體驗和更加 強(qiáng)大的多用戶交互能力 其中典型的 Google 云計 算應(yīng)用程序就是 Google 推出的與 Microsoft Office 軟件進(jìn)行競爭的 Docs 在線網(wǎng)絡(luò)服務(wù) 3 3 2 亞馬遜彈性云 Amazon 以在線書店和電子零售業(yè)起家 如今 已在業(yè)界享有盛譽(yù) 最新的業(yè)務(wù)卻與云計算有關(guān) 亞馬遜的云名為亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù) Amazon WebServices AWS 主要以公有云的模式提供 目前主要服務(wù)為 彈性計算云 EC2 簡單存儲 服務(wù) S3 簡單隊列服務(wù) Simple Queue Service SQS EC2 和 S3 為企業(yè)提供計算和存儲服務(wù) 這項服務(wù)使托管主機(jī)可以存儲計算機(jī)之間發(fā)送的 消息 亞馬遜現(xiàn)在提供的是可以通過網(wǎng)絡(luò)訪問的存 儲 計算機(jī)處理 信息排隊和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)接入 式服務(wù) 亞馬遜簡單存儲服務(wù) Simple Storage Service S3 按照每個月類似租金的形式進(jìn)行服務(wù)付費(fèi) 同時用戶還需要為相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行付費(fèi) 實際 用戶租用的是虛擬的計算能力 簡化了計費(fèi)方式 3 3 3 IBM 藍(lán)云 IBM 在 2007 年 11 月推出了藍(lán)云計算平臺 為 客戶帶來即買即用的云計算服務(wù) 它包括一系列的 云產(chǎn)品 使得計算不僅僅局限在本地機(jī)或遠(yuǎn)程服務(wù) 器農(nóng)場 即服務(wù)器集群 通過架構(gòu)一個分布式 可全球訪問的資源結(jié)構(gòu) 它包括一系列的自動化 自我管理和自我修復(fù)的虛擬化云計算軟件 使來自 全球的應(yīng)用可以訪問分布式的大型服務(wù)器池 使得 第 XX 卷 電 網(wǎng) 技 術(shù) 11 數(shù)據(jù)中心在類似于互聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境下運(yùn)行計算 IBM 正在與 17 個歐洲組織合作開展云計算項目 歐盟 提供了 1 7 億歐元作為部分資金 該計劃名為 RESERVOIR 以 無障礙的資源和服務(wù)虛擬化 為口號 2009 年在 10 個國家投資 3 億美元建 13 個 云計算中心 3 3 4 Salesforce 云計算 Salesforce 是軟件即服務(wù)廠商的先驅(qū) 它一開 始提供的是可通過網(wǎng)絡(luò)訪問的銷售力量自動化應(yīng) 用軟件 該公司的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件平臺可作為其他企 業(yè)自身軟件服務(wù)的基礎(chǔ) 包括關(guān)系數(shù)據(jù)庫 用戶界 面選項 企業(yè)邏輯以及一個名為 Apex 的集成開發(fā) 環(huán)境 程序員可以在平臺的 Sandbox 上將他們利用 Apex 開 發(fā) 出 的應(yīng) 用軟 件 進(jìn)行 測試 然 后 在 Salesforce 的 AppExchange 目錄上提交完成后的應(yīng) 用程序 基于 F 平臺的 Salesforce CRM 為市 場上最快捷 最具彈性的客戶關(guān)系管理方案 能夠 在省去傳統(tǒng)客戶端軟件的成本 風(fēng)險及復(fù)雜性的情 況下 協(xié)助用戶提供更佳的客戶服務(wù) 它將客戶關(guān) 系管理轉(zhuǎn)化為智能型方案 協(xié)助企業(yè)掌握有關(guān)客戶 服務(wù)及銷售的數(shù)據(jù) 能夠讓企業(yè)提供更有效的客戶 服務(wù) 讓用戶能夠以低成本 低風(fēng)險執(zhí)行業(yè)務(wù) 既 可省去龐大的預(yù)付成本 更可提升客戶服務(wù)及銷售 代表的工作效率 4 云計算在國家電網(wǎng)公司經(jīng)營管理中的應(yīng)用 場景分析 4 1 國家電網(wǎng)公司信息化現(xiàn)狀 經(jīng)過十一五建設(shè) 國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)信息化水 平大幅提高 信息化已實現(xiàn)由部門級向企業(yè)集團(tuán)級 的跨越發(fā)展 實現(xiàn)了縱向貫通 橫向集成 在公司 生產(chǎn)經(jīng)營管理中發(fā)揮了重要作用 一體化信息系統(tǒng) 已成為公司日常運(yùn)轉(zhuǎn)的必要輔助和有力支撐 為集 團(tuán)化運(yùn)作提供了有力手段 十二五期間 國家電網(wǎng)公司正在全面建設(shè)以特 高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架 各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強(qiáng)電 網(wǎng)為基礎(chǔ) 以信息化 數(shù)字化 自動化 互動化四 化為特征的自主創(chuàng)新 國際領(lǐng)先的堅強(qiáng)智能電網(wǎng) 這將成為拉動電力行業(yè)信息化需求新的增長點(diǎn) 將 帶動電網(wǎng)生產(chǎn)運(yùn)行 經(jīng)營管理 客戶服務(wù)以及社會 能源利用模式的重大變革 從信息化建設(shè)上來看 應(yīng)用的一級部署和數(shù)據(jù) 中心系統(tǒng)都需要更多的計算資源 需要大量設(shè)備的 投入以及機(jī)房的建設(shè) 傳統(tǒng)的建設(shè)方式 各個應(yīng)用 范圍內(nèi)的資源相互之間獨(dú)立 形成資源孤島 資源 無法共享 其次應(yīng)用對資源的需求本身是成周期性 變化 導(dǎo)致有時資源不夠用 有時資源大量閑置 在遇到較大峰值的處理時將造成系統(tǒng)響應(yīng)時間緩 慢或直至崩潰 傳統(tǒng)的集群應(yīng)用系統(tǒng) 在計算力的 擴(kuò)展上仍然限制于集群中硬件設(shè)備的數(shù)量 無法達(dá) 到自動擴(kuò)展的效果 對運(yùn)維來說 大量的設(shè)備投入 就需要大量的運(yùn)維人員 最終使企業(yè)信息化建設(shè)成 本居高不下 因此 電網(wǎng)應(yīng)用的建設(shè)將日益迫切地需要解決 這些傳統(tǒng)的難題 4 2 云計算對企業(yè)經(jīng)營模式的變革 隨著市場競爭的日趨激烈 再加上客戶需求的 多樣化和重要性的不斷提升 方方面面都要求通過 信息化快速提升服務(wù)水平 這不僅有助于直接將信 息資源轉(zhuǎn)化為收益 同時還能夠讓管理方式從粗放 型向精確型轉(zhuǎn)變 提升整體的知識技術(shù)水平 強(qiáng)化 企業(yè)競爭實力 擴(kuò)大電力企業(yè)的營銷范圍 加強(qiáng)營 銷的針對性 以及促進(jìn)企業(yè)的客戶關(guān)系管理水平 作為信息化的基礎(chǔ)特征 節(jié)約交易成本 促成產(chǎn)業(yè) 創(chuàng)新以及提高運(yùn)營效率 云計算具有強(qiáng)大的計算能力 高可用性 隨需 應(yīng)變的動態(tài)資源分配特性 更快的市場響應(yīng)服務(wù) 更綠色環(huán)保 節(jié)能減排等經(jīng)濟(jì)和社會價值 云計算 也是一種新的基礎(chǔ)架構(gòu)管理方法 能夠把大量的 高度虛擬化的資源統(tǒng)一組織 組成一個龐大的資源 池 統(tǒng)一提供服務(wù) 對于電力企業(yè)管理而言 利用 云計算 將 IT 部門由一個傳統(tǒng)的運(yùn)營支持 設(shè)備 維護(hù)的后臺服務(wù)部門和成本中心轉(zhuǎn)型為一個推動 企業(yè)業(yè)務(wù)發(fā)展的創(chuàng)新中心 并通過 IT 整合能力 在正確的時間把正確的數(shù)據(jù)提供給正確的業(yè)務(wù)部 門 領(lǐng)導(dǎo)做出正確的決策 利用創(chuàng)新導(dǎo)向的云服務(wù) 是實現(xiàn)提高利潤 降低成本和開拓經(jīng)營目標(biāo)的關(guān) 鍵 最終與企業(yè)戰(zhàn)略經(jīng)營 快速實現(xiàn)商業(yè)創(chuàng)新與變 革 優(yōu)化流程 降低成本 形成可持續(xù)發(fā)展的電力 產(chǎn)業(yè)鏈 云計算意味著 IT 與業(yè)務(wù)相結(jié)合的一種創(chuàng)新管 理模式 它能將 IT 轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力 推動企業(yè)經(jīng)營 管理模式的創(chuàng)新 在不斷變化的商業(yè)環(huán)境和產(chǎn)業(yè)鏈 中 云計算能夠為電力企業(yè)發(fā)展帶來巨大的商機(jī)和 競爭優(yōu)勢 全面提升投資回報率和社會責(zé)任 4 3 云計算在國網(wǎng)公司經(jīng)營管理中的應(yīng)用場景 云計算能夠把 IT 基礎(chǔ)資源 應(yīng)用平臺 軟件 應(yīng)用作為服務(wù)通過網(wǎng)絡(luò)提供給用戶 與傳統(tǒng)的 IT 投資和運(yùn)維模式相比 云計算模式能夠?qū)崿F(xiàn)電力企 業(yè)內(nèi)部集約化和精細(xì)化管理 從而提高運(yùn)作效率 降低運(yùn)營成本 下面將從幾個方面來分析云計算在 企業(yè)經(jīng)營管理中的應(yīng)用 信息系統(tǒng)建設(shè) IT運(yùn)維 信息化辦公 IT資源整合 應(yīng)用層 云計算管理控制服務(wù) 基礎(chǔ)設(shè)施層 服務(wù)訪問層 IaaA PaaS SaaS web瀏覽器 PC機(jī) 刀片機(jī) 小型機(jī)存儲設(shè)備網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 專用客戶端無線終端其它 企業(yè)經(jīng)營管理應(yīng)用 圖1 云計算在國網(wǎng)公司經(jīng)營管理應(yīng)用整體結(jié)構(gòu) Fig 1 Cloud Computing by Management Application Overall Structure 4 3 1 基礎(chǔ)資源整合云 IT 資源整合適應(yīng)了集約化管理的需求 電網(wǎng)信 息平臺的基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模龐大 數(shù)量眾多且分布在不 同區(qū)域 同時運(yùn)行多種應(yīng)用 信息化平臺在公司總 部與各個網(wǎng)省公司建立 2 級數(shù)據(jù)中心 實現(xiàn)公司總 部 網(wǎng)省公司 地市縣公司的 3 層應(yīng)用 如何有 效管理這些基礎(chǔ)設(shè)施 減少數(shù)據(jù)中心的運(yùn)營成本 面臨巨大挑戰(zhàn) 表 1 資源整合前后對比 Tab 1 The Comparison between before and after Resources Integration 指標(biāo)名稱 整合前 整合后 資源利用率 60 項目設(shè)備準(zhǔn)備周期 10 30 天 1 5 小時 IT 硬件投資成本 一個一級數(shù)據(jù)中心 500 臺 PC server 單價 6 萬 元計算 總成本為 3000 萬元 通過云計算整合后資 源利用率超過 60 即 只需以整合前1 6 的成 本 500 萬元 IT 設(shè)備能耗 50 臺 pcServer 每年耗 電 21 萬度電 50 臺 pcServer 每年耗 電 2 萬度電 通過云計算對 IT 資源進(jìn)行構(gòu)建后 應(yīng)用的計 算能力可通過云平臺進(jìn)行靈活按需分配 傳統(tǒng)的數(shù) 據(jù)中心通過物理服務(wù)器支撐應(yīng)用運(yùn)行 據(jù)統(tǒng)計這種 模式下各網(wǎng)省的基礎(chǔ)資源利用率不到 10 大量的 資源空閑浪費(fèi) 而通過 IaaS 云計算構(gòu)建后 資源利 用率可以達(dá) 60 以上 按此推算 IaaS 構(gòu)建的數(shù)據(jù) 中心在硬件成本上可節(jié)約 60 以上 通過對環(huán)境集中統(tǒng)一配置 應(yīng)用統(tǒng)一創(chuàng)建部署 等方式可對用戶資源需求進(jìn)行整體統(tǒng)計分析 得出 資源整體需求報表 通過對資源細(xì)粒度進(jìn)行拆分 如需要多少 CPU 內(nèi)存 存儲 網(wǎng)卡等 可以對資 源成本進(jìn)行快速精確管理 對資源規(guī)劃決策等提供 理論依據(jù) 云計算主要以數(shù)據(jù)中心的形式提供底層資源 的使用 云計算從一開始就支持廣域企業(yè)計算 普 適性更強(qiáng) 因此 云計算更能滿足企業(yè)一體化信息 平臺數(shù)據(jù)中心建設(shè)的需要 目前 各省或地區(qū)供電 公司閑置大量未充分利用的計算與存儲資源 通過 虛擬化技術(shù)對物理主機(jī)進(jìn)行虛擬化 使其具有良好 的伸縮性和靈活性 可以直接利用閑置的不同類型 的 x86 架構(gòu)的服務(wù)器搭建 一級數(shù)據(jù)中心基 礎(chǔ)設(shè)施 一級部署機(jī)群總部共享網(wǎng)存儲整 合 網(wǎng)省數(shù)據(jù)中心 專 用 網(wǎng) 絡(luò) 專 用 網(wǎng) 絡(luò) 專 用 網(wǎng) 絡(luò) 地市應(yīng) 用機(jī)群 個人電腦及 基它終端 網(wǎng)省外 圍應(yīng)用 機(jī)群 個人電 腦及其 它終端 網(wǎng)省外 圍應(yīng)用 機(jī)群 個人電 腦及其 它終端 辦 公 網(wǎng) 絡(luò) 辦 公 網(wǎng) 絡(luò) 辦 公 網(wǎng) 絡(luò) 辦 公 網(wǎng) 絡(luò) 總部 網(wǎng)省數(shù)據(jù)中心 網(wǎng)省 地市 專 用 網(wǎng) 絡(luò) 地市應(yīng) 用機(jī)群 個人電腦及 基它終端 高速 專網(wǎng) 圖 2 IT 基礎(chǔ)設(shè)施整合結(jié)構(gòu)與分布 Fig 2 IT infrastructure integration structure and distribution 基于云計算的 IT 資源整合首先應(yīng)該對數(shù)據(jù)中 心的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境 設(shè)備類型 物理架構(gòu)等可按集群 業(yè)務(wù)分類進(jìn)行整合 分別按數(shù)據(jù)中心 網(wǎng)省外圍機(jī) 群 個人電腦及終端設(shè)備進(jìn)行整合 數(shù)據(jù)中心通過 與總部專有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交互 數(shù)據(jù)中心之間通過高速 的專有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行跨云交互 建議通過光遷傳輸 各 網(wǎng)省的外圍系統(tǒng)應(yīng)都有各自的特殊性 不適合建設(shè) 在數(shù)據(jù)中心 可單獨(dú)進(jìn)行整合 個人電腦及終端設(shè) 備都采用統(tǒng)一桌面方式 統(tǒng)一管理維護(hù) 從業(yè)務(wù)應(yīng)用及組織機(jī)構(gòu)的劃分上 可按業(yè)務(wù)進(jìn) 行分類 建立不同的資源區(qū) 同一資源區(qū)按同一類 型且相互兼容的物理環(huán)境進(jìn)行配置 以保證不同業(yè) 務(wù)之間互不影響 同類業(yè)務(wù)應(yīng)用可在同一資源區(qū)內(nèi) 動態(tài)遷移 從應(yīng)用的安全和服務(wù)級別上對應(yīng)用進(jìn)行 第 XX 卷 電 網(wǎng) 技 術(shù) 13 分類 定制多種重要和安全級別 對可靠性要求不 高 但數(shù)據(jù)流量較大的應(yīng)用定制在本地物理機(jī)上 對于重要級別較高的應(yīng)用可以定制在共享網(wǎng)絡(luò)存 儲上 所有在共享存儲上的應(yīng)用智能的啟動 遷移 備份和容災(zāi)等 云計算模式能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)內(nèi)部集約化及網(wǎng)絡(luò) 化管理格局 提高運(yùn)作效率 降低運(yùn)營成本 尤其 在 IT 運(yùn)維人員成本方面能夠產(chǎn)生顯著效果 以組 織和企業(yè)內(nèi)部的桌面系統(tǒng)舉例 在私有模式之下 云計算可以把成千上萬臺電腦簡化成顯示器 鍵盤 和鼠標(biāo) 所有的計算能力 系統(tǒng)和文件都會放入后 臺云上 在使用傳統(tǒng)桌面的整體成本中 管理維護(hù)成本 在其整個生命周期中占很大的一部分 管理成本包 括硬件和操作系統(tǒng)安裝配置 升級 修復(fù)的成本 數(shù)據(jù)恢復(fù) 備份的成本 各種應(yīng)用程序安裝配置 升級 維修的成本 這些工作基本都需要在每個桌 面上做一次 工作量非常大 表 2 云計算建設(shè)前后 IT 資源運(yùn)維對比 Tab 2 Cloud computing before and after construction IT resources operation and maintenance contrast 指標(biāo)名稱 傳統(tǒng)運(yùn)維方式 基于云平臺運(yùn)維 1000 個服務(wù)器安裝 600 1000 人天 3 5 人天 1000 個應(yīng)用部署 1000 3000 人天 3 5 人天 1000 個服務(wù)器系統(tǒng) 升級 20 人天 只需一個維護(hù)人員 簡單配置后 2 小時 內(nèi)完成 云計算環(huán)境中 物理機(jī)祼機(jī)只需要接入網(wǎng)絡(luò) 控制服務(wù)節(jié)點(diǎn)可以自動發(fā)現(xiàn) 并通過 PXE 技術(shù)遠(yuǎn)程 對物理祼機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)安裝 用戶通過云管理平臺向信息部門提出應(yīng)用部 署或升級的申請 云管理服務(wù)收到部署命令后 首 先明確彈性池中間件管理節(jié)點(diǎn)所在虛擬機(jī)位置 由 管理服務(wù)生成從矩陣中取得執(zhí)行 JOB 以及部署安 裝腳本模板 攜帶部署參數(shù)發(fā)送給虛擬機(jī) Agent 虛擬機(jī)的 Agent 接收到該腳本后將載入 JOB 并由 JOB 調(diào)用在虛擬機(jī)本地執(zhí)行部署安裝腳本 下載指 定的應(yīng)用 執(zhí)行安裝操作 云計算云計算 Agent 腳本模板腳本模板 FTP HTTP SMB 云計算控制器云計算控制器 云管理服務(wù)器云管理服務(wù)器虛擬機(jī)虛擬機(jī)WEB應(yīng)用軟件中心應(yīng)用軟件中心 JOB 中間件平臺管理節(jié)點(diǎn)中間件平臺管理節(jié)點(diǎn) 安裝應(yīng)用安裝應(yīng)用 應(yīng)用應(yīng)用1應(yīng)用應(yīng)用2 應(yīng)用應(yīng)用3應(yīng)用應(yīng)用4 應(yīng)用應(yīng)用5應(yīng)用應(yīng)用6 云管理應(yīng)用云管理應(yīng)用 Portal 服務(wù)服務(wù) 圖 3 基于云平臺管理部署升級流程 Fig 3 Based on cloud deployment upgrade process management platform 4 3 2 信息系統(tǒng)平臺云 企業(yè)信息系統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)劃 企業(yè)內(nèi)各應(yīng)用系統(tǒng)之 間往往需要進(jìn)行數(shù)據(jù)交互 應(yīng)用之間統(tǒng)一在云平臺 發(fā)布外部接口 同一數(shù)據(jù)中心下應(yīng)用接口統(tǒng)一在云 平臺中注冊 建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)及安全機(jī)制 并在數(shù) 據(jù)中心內(nèi)共享 應(yīng)用只需要通過云平臺的用戶認(rèn)證 就可以直接使用另一個應(yīng)用的接口 使得應(yīng)用之間 可以更安全 輕松的交互 云計算的構(gòu)建將提供平 臺級的服務(wù) 為企業(yè)應(yīng)用提供開發(fā) 測試 部署一 體化管理 信息系統(tǒng)的開發(fā) 測試 部署都通過云計算管 理平臺進(jìn)行 企業(yè)內(nèi)部建設(shè)專有的云資源管理中 心 云資源管理中心負(fù)責(zé)企業(yè)內(nèi)云平臺的建設(shè)與資 源管理維護(hù)工作 企業(yè)所有信息系統(tǒng)的建設(shè)都需要 上報給云資源管理中心 由云資源管理中心審核后 統(tǒng)一分配信息系統(tǒng)建設(shè)相關(guān)資源 這正是云計算的 PaaS 服務(wù)模式 云資源管理中心 企業(yè)內(nèi)部用戶 1 資源申請 5 布署申請 2 資源分配 6 部署運(yùn)行 虛擬服務(wù)器 存儲 開發(fā)平臺 云計算平臺 在線測試 中間件 數(shù)據(jù)庫 3 在線開發(fā) 4 在線測試 圖 4 基于云環(huán)境的企業(yè)信息系統(tǒng)建設(shè)流程 Fig 4 Based on cloud environment of the business enterprise information system construction process 開發(fā)環(huán)境 開發(fā)環(huán)境 在使用 PaaS 開發(fā)時 開發(fā)人員使 用由平臺提供的免費(fèi)編程工具來開發(fā)應(yīng)用 并把它 們部署到云環(huán)境中 而底層基礎(chǔ)設(shè)施由云計算 IaaS 基礎(chǔ)架構(gòu)即服務(wù) 提供 整個平臺為研發(fā)人員提供了構(gòu)建和部署應(yīng)用 程序的所有工具 云計算開發(fā)的部署應(yīng)用高度協(xié)調(diào) 一致性 統(tǒng)一管理 統(tǒng)一 IDE 集成開發(fā)壞境 并針 對其與傳統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)之間存在的異同進(jìn)行優(yōu)化 另 外 在調(diào)試和測試機(jī)制中 遵循整個平臺的統(tǒng)一開 發(fā)標(biāo)準(zhǔn)來協(xié)同制定 中間件管理 中間件管理 將中間件平臺資源進(jìn)行整合提供 服務(wù) 中間件管理服務(wù)涉及整個應(yīng)用從申請 發(fā)布 遷移 備份 監(jiān)控等全生命周期 用戶選擇服務(wù)級別用戶選擇服務(wù)級別管理員審報管理員審報 用戶發(fā)布應(yīng)用用戶發(fā)布應(yīng)用應(yīng)用運(yùn)行應(yīng)用運(yùn)行 用戶申請用戶申請 應(yīng)用遷移應(yīng)用遷移 應(yīng)用上傳到應(yīng)用應(yīng)用上傳到應(yīng)用 軟件服務(wù)中心軟件服務(wù)中心 用戶更改應(yīng)用個用戶更改應(yīng)用個 性化配置性化配置 應(yīng)用從軟件中心應(yīng)用從軟件中心 部署到彈性池中部署到彈性池中 根據(jù)模板創(chuàng)建根據(jù)模板創(chuàng)建 不同計算容量的不同計算容量的 彈性池彈性池 應(yīng)用銷毀應(yīng)用銷毀 圖 5 中間件服務(wù)流程 Fig 5 Middleware service process 用戶通過云管理平臺向信息部門提出應(yīng)用部 署申請 由信息部門相關(guān)專責(zé)審核通過后 為用戶 選擇所需計算容量的彈性池 審批通過后 用戶成 功收到信息專責(zé)反饋后將應(yīng)用上傳至應(yīng)用軟件中 心 然后通過云管理平臺發(fā)送應(yīng)用部署相關(guān)命令完 成應(yīng)用部署 數(shù)據(jù)庫平臺 數(shù)據(jù)庫平臺 云計算將多個數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 虛擬 機(jī) 組成一個彈性擴(kuò)充資源池 同一資源池里數(shù)據(jù)庫 服務(wù)器形成集群 如同一個虛擬的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器節(jié) 點(diǎn) 云計算將實時監(jiān)控資源池的所有的數(shù)據(jù)庫服務(wù) 的 CPU 和網(wǎng)絡(luò) IO 情況 如果 CPU 和網(wǎng)絡(luò) IO 負(fù)載 過高 云計算將按照策略投入更多的虛擬機(jī)加入到 計算中 這些虛擬機(jī)分布在各個物理資源上 使負(fù) 載趨于正常 同樣 如果 CPU 和網(wǎng)絡(luò) IO 負(fù)載過低 時 彈性擴(kuò)充調(diào)度服務(wù)會自動按照策略停止資源池 中的虛擬機(jī)降低系統(tǒng)的資源消耗 4 3 3 智能移動桌面云 日常辦公個人電腦希望更簡單 更快捷 更輕 松 但每臺計算機(jī)需要安裝操作系統(tǒng) 各種應(yīng)用軟 件 同時需要不斷的維護(hù)升級 如此多的計算機(jī)管 理維護(hù)相當(dāng)繁瑣 假設(shè)一臺計算機(jī)一年花費(fèi)一周甚 至更多的時間 一萬臺計算機(jī)將耗費(fèi) 70000 人天的 人工成本 引入云計算后可以將其放入云端 由云 端服務(wù)統(tǒng)一定制各種用戶各不相同的需求的應(yīng)用 程序 操作系統(tǒng)等 統(tǒng)一進(jìn)行升級 將客戶端的所 有桌面集中管理 即通常意義上的桌面虛擬化 桌 面與應(yīng)用的區(qū)別在于每個用戶都擁有獨(dú)特的桌面 配置 更為個性化和人性化 同時操作系統(tǒng) 應(yīng)用 用戶數(shù)據(jù)都集中到云端統(tǒng)一管理 通過遠(yuǎn)程通信將 用戶桌面?zhèn)鬏數(shù)接脩艚K端設(shè)備上 僅需要一個瘦客 戶端設(shè)備 或者其他任何可以連接網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備 通 過專用程序或者瀏覽器 就可以訪問駐留在服務(wù)器 端的個人桌面以及各種應(yīng)用 并且用戶體驗更好 瀏覽器或其它終端 辦公軟件 桌面系統(tǒng) 生產(chǎn) 營銷 ERP 用戶認(rèn)證 云平臺 運(yùn)程連接服務(wù) 圖 6 桌面云邏輯架構(gòu) Fig 6 Desktop cloud logical architecture 某些特定應(yīng)用場景下 例如 95598 客戶服務(wù)中 心 一般都是使用同一種標(biāo)準(zhǔn)桌面和標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用 基 本無需修改 在這種場景下 云桌面架構(gòu)則更顯優(yōu) 勢 可在特定的服務(wù)器上提供更多 更優(yōu)質(zhì)的服務(wù) 桌面云方案滿足了企業(yè)對桌面管理的要求 它 可以保證企業(yè)在安全和遵循法律法規(guī)的要求 降低 了總體成本 且綠色環(huán)保 桌面云改變了過去分散 獨(dú)立的桌面系統(tǒng)環(huán) 境 通過集中部署 IT 人員在數(shù)據(jù)中心就可以完成 所有的管理維護(hù)工作 同時通過自動化管理流程 80 的維護(hù)工作將自動完成 包括軟件下發(fā) 升級 補(bǔ)丁 安全更新等等 不但減少了大量的維護(hù)工作 量 還提供了迅捷的故障處理能力 全面提升 IT 人員對于企業(yè)桌面的維護(hù)支持服務(wù)水平 利用桌面 云 可以通過 PC 工作站 筆記本 上網(wǎng)本 智 能手機(jī) PDA 等任何與網(wǎng)絡(luò)相連的設(shè)備來訪問跨平 臺的應(yīng)用程序 以及整個客戶桌面 因此桌面云的 建設(shè)可以讓企業(yè)全面實現(xiàn)智能移動辦公 4 4 云計算應(yīng)用的策略和方法 首先 需要對公司各種資源現(xiàn)狀進(jìn)行分析評 估 并結(jié)合國內(nèi)外先進(jìn)云計算技術(shù)和成功案例 提 出一套適合自己的云計算體系結(jié)構(gòu) 其次 從基礎(chǔ)架構(gòu)層出發(fā) 對各種資源進(jìn)行整 合 實現(xiàn)資源的統(tǒng)一管理 統(tǒng)一調(diào)配 提升資源利 用率 建立對資源的智能分析 實現(xiàn)對資源的優(yōu)化 第 XX 卷 電 網(wǎng) 技 術(shù) 15 調(diào)度 建立基于云計算平臺的基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù) 再次 從應(yīng)用中間件平臺出發(fā) 實現(xiàn)對云計算 中間件平臺的智能監(jiān)控 智能分析 智能部署和智 能調(diào)度 最后 從高性能計算平臺出發(fā) 通過云計算平 臺對高性能計算提供平臺級支持 建立基于云計算 平臺的應(yīng)用環(huán)境 云計算平臺的研究和建設(shè) 存在一個設(shè)計和完 善過程 在設(shè)計過程中 通過建設(shè)云計算中心測試 云系統(tǒng)來驗證和完善設(shè)計中的關(guān)鍵點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù) 云計算平臺的建設(shè)實施 可遵循以下策略 漸進(jìn) 漸進(jìn) 完成云計算平臺建設(shè)后 首先選擇合適 應(yīng)用遷移到云計算中運(yùn)行 再逐漸分批進(jìn)行 同時 可先行試點(diǎn) 后分批推廣 速效 速效 在試點(diǎn)中確定云計算平臺推廣建設(shè)范 圍 保證后續(xù)推廣建設(shè)的速度 確保云計算平臺建 設(shè)迅速顯效 專業(yè)化分工 標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè) 專業(yè)化分工 標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè) 將實施隊伍分成不 同的工作組 分別展開工作實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的作業(yè) 5 云計算面臨的挑戰(zhàn)及前景 目前云計算廠商各自為戰(zhàn) 尚未在業(yè)界形成統(tǒng) 一的標(biāo)準(zhǔn)化體系 無法實現(xiàn)跨平臺互操作 在多用 戶環(huán)境中 很難提供與客戶環(huán)境相同的資源隔離等 級和 SLA 保障 數(shù)據(jù)隱私問題 如何保證存放在云端的數(shù)據(jù)隱 私 不被非法利用 不僅需要技術(shù)的改進(jìn) 也需要 法律的進(jìn)一步完善 數(shù)據(jù)安全性 有些數(shù)據(jù)是企業(yè)的商業(yè)機(jī)密 數(shù) 據(jù)的安全性關(guān)系到企業(yè)的生存和發(fā)展 云計算數(shù)據(jù) 的安全性問題解決不了會影響云計算在企業(yè)中的 應(yīng)用 網(wǎng)絡(luò)傳輸問題 云計算服務(wù)依賴網(wǎng)絡(luò) 目前帶 寬不穩(wěn)定 使云應(yīng)用的性能不高 云計算的普及依 賴網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展 云安全問題制約著云計算的發(fā)展和規(guī)?；?安 全性及隱私是目前傳統(tǒng)應(yīng)用遷移到云平臺的最大 風(fēng)險 這些問題在很大程度上影響著云平臺使用者 的信心 網(wǎng)絡(luò)帶寬成本則是應(yīng)用一個重要瓶頸 近年來圍繞著云計算概念展開的產(chǎn)業(yè)鏈逐漸 成形 云計算被認(rèn)為是 IT 技術(shù)的未來趨勢 應(yīng)用 場景十分廣泛 目前參與的科研機(jī)構(gòu)和廠商亦越來 越多 研究內(nèi)容包括如何運(yùn)營 發(fā)展和合作等 云 計算的前景藍(lán)圖也越來越清晰 中國的云計算市 場 將在未來幾年內(nèi)迅速發(fā)展 互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)將得到 快速提升 綜上所述 云計算雖面臨挑戰(zhàn)