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        行業聚焦

        淺談云計算與智慧城市建設

        發布時間:2012-08-31被閱次數:10286 來源:智慧城市網

                一、前言:
         
                關于云計算
         
                云計算是一種基于網絡的支持異構設施和資源流轉的服務供給模型,它提供給客戶可自治的服務。云計算支持異構的基礎資源和異構的多任務體系,可以實現資源的按需分配、按量計費,達到按需索取的目標,最終促進資源規?;?,促使分工的專業化,有利于降低單位資源成本,促進網絡業務創新。
         
                關于智慧城市
         
                智慧城市是以多應用、多行業、復雜系統組成的綜合體。多個應用系統之間存在信息共享、交互的需求。各不同的應用系統需要共同抽取數據綜合計算和呈現綜合結果。如此眾多繁復的系統需要多個強大的信息處理中心進行各種信息的處理。
         
                要從根本上支撐龐大系統的安全運行,需要考慮基于云計算的網絡架構,建設智慧城市云計算數據中心。在滿足上述需求的同時云計算數據中心具備傳統數據中心、單應用系統建設無法比擬的優勢:隨需應變的動態伸縮能力(基于云計算基礎架構平臺,動態添加應用系統)以及極高的性能投資比(相對傳統的數據中心,硬件投資至少下降30%以上)。
         
                二、云計算應用于智慧城市的優勢
         
                平臺層的統一和高效能
         
                通過架構即服務(Iaas)的構建模式,將傳統數據中心不同架構、不同品牌、不同型號的服務器進行整合,通過云操作系統的調度,向應用系統提供一個統一的運行支撐平臺。
         
                同時,借助于云計算平臺的虛擬化基礎架構,可以有效的進行資源切割、資源調配和資源整合,按照應用需求來合理分配計算、存儲資源,最優化效能比例。
         
                大規?;A軟硬件管理
         
                基礎軟硬件管理,主要負責大規?;A軟件、硬件資源的監控和管理,為云計算中心操作系統的資源調度等高級應用提供了決策信息,是云計算中心操作系統的資源管理的基礎?;A軟件資源,包括單機操作系統、中間件、數據庫等?;A硬件資源,則包括網絡環境下的三大主要設備,即:計算(服務器)、存儲(存儲設備)和網絡(交換機、路由器等設備)?;A軟硬件管理中心,可以對基礎軟件、硬件資源進行資產管理;可以實現基礎硬件的狀態監控和性能監控;能夠對異常情況觸發報警,提醒用戶及時維護問題設備;能夠對基礎軟硬件資源進行長期的統計分析,為高層次的資源調度提供決策依據。
         
                業務/資源調度管理
         
                云計算數據中心的突出特點,是具備大量的基礎軟硬件資源,實現了基礎資源的規?;???梢蕴岣哔Y源的利用率,降低單位資源的成本。業務/資源調度中心可以實現資源的多用戶共享,有效提高資源的利用率。且可以根據業務的負載情況,自動將資源調度到需要的地方。
         
                業務/資源調度中心是云計算數據中心操作系統的高級應用模式,也是云計算數據中心低碳、綠色的開展業務的必然要求。
         
                安全控制管理
         
                一個產業、一個國家的競爭力可以有很多,而在信息時代下,數據已成為產業、國家的核心競爭力。云計算,實現了計算與存儲的分離,實現了眾多用戶對同一基礎資源的共享使用。但同時,眾多用戶共享同一資源,也對數據安全提出了更高的挑戰。
         
                在云計算環境下,基礎資源的集中規?;芾?,使得客戶端的安全問題更多的轉移到數據中心。從專業化角度,最終用戶可以借助云數據中心的安全機制實現業務的安全性,而不用為此耗費自己過多的資源和精力。但同時,對云計算中心而言,需要直接對更多用戶的安全負責。具體而言,云計算安全涉及以下幾個主要方面:數據訪問風險、數據存放地風險、信息管理風險、數據隔離風險、法律調查支持風險、持續發展和遷移風險等等。
         
                云計算數據中心的安全控制,可以從基礎軟硬件安全設計、云計算中心操作系統架構、策略、認證、加密等多方面進行綜合防控,保證云計算數據中心的信息安全。
         
                節能降耗管理
         
                建設節約型社會,是經濟社會可持續發展的物質基礎,是保障經濟安全和國家安全的重要舉措。對于云計算數據中心,面對規模巨大的基礎軟、硬件資源,實現這些基礎資源的綠色、節能運維管理,是資源供應商業務的必然需求,也是云計算發展的初衷之一。
         
                當前,業界普遍的情況,設備采購是以保證各項業務峰值需要為依據的。為此,用戶往往采購了大量的設備。但實際運行過程中,設備負載普遍較低,通常僅在20%左右。特別在低負載時段,服務器的利用率更為低下。長期的低利用率,造成了大量資源的浪費和能源的無謂損耗。
         
                云計算數據中心,實現了資源的多租戶應用。通過業務的歷史統計信息,配合業務/資源調度管理,可以有效提高資源的利用率。在典型應用中,采用節能技術的云計算數據中心,可以將資源負載提高到80%,除去資源調度過程中的損耗,可以將資源的有效負載提高2倍。當前中國服務器保有量在200余萬臺,如果能夠較為普遍的采用云計算節能技術,則可以降低65%左右的能源損耗。以服務器平均能耗200瓦/小時計,全年可節約160億千瓦時的電能,相當于葛洲壩電站2009年全年的發電量。
         
                而在夜間,數據中心整體負載降低情況下,則可將空閑資源轉入休眠模式,從而在最大程度上實現數據中心綠色、低碳的節能運營。

                三、云計算應用于智慧城市建設的意義
         
                促進現代服務業的發展
         
                發展現代服務業,帶動產業結構調整,是我國信息技術產業所肩負的重要歷史使命。云計算,使計算與信息服務走向社會化、集約化、專業化,讓更多的人能夠以低成本享受到我們的信息技術和信息資源服務,是促進我國現代服務業發展的重要信息技術。
         
                現代服務業是從工業、農業、服務業三個產業角度抽出的,它是一種利用高新技術,特別是信息通信技術和墊帶管理理念的一種新的服務業態,云計算正是上述所提的新的業態??梢?,云計算是現代服務業的一個交集關系,一方面它屬現代服務業,另一方面它也可以為其它工業、農業和傳統服務業做計算服務,共同形成全面的支撐關系,可見云計算作為現代服務業中一員可提供一切需要計算服務的請求。
         
                現代服務業中各種計算服務都可以采用“云”計算的解決方案。云計算將進一步推動現代服務業的發展,而現代服務業的不斷增長的需求又會促進云計算服務的更大的應用和技術上進步。
         
                推動區域社會和經濟更快發展
         
                云計算作為一種計算模式,其重要特征就是資源整合,能夠提供更強大的應用支撐能力,進一步推動區域信息化建設發展,為區域社會和經濟更快更好地發展提供有力保障。
         
                經過多年的建設,傳統的無線城市在電子政務、電子商務等方面已經形成了多個應用平臺,積累的大量的數據。但是這些平臺之間是相互獨立的,形成多個數據孤島,并且普遍存在設備利用率低、管理維護成本高等問題。云計算中心的建設,使我們能夠有效整合計算資源和數據,支撐更大規模的應用,處理更大規模的數據,并且能夠對數據進行深度挖掘,從而為政府決策、企業發展、公眾服務提供更好的平臺。
         
                對于中小企業,傳統的IT模式需要在硬件設備上投入大量資金,而沒能在預期時間內獲取相應的收益,將面臨很大的商業風險;面對迅速增長的市場機遇,則可能因為無法滿足用戶需求而錯失市場機遇。在云計算環境下,用戶可以隨時根據業務規模,租借相應的硬件設備資源,可以靈活的適應業務變化,有效規避風險,更好的把握機遇。因而,云計算能夠更好的降低中小企業風險,促進中小企業高效、健康發展。
         
                降低區域信息化的總體成本
         
                云計算通過資源整合、統一管理和高效的資源流轉,可以有效降低區域信息化的總體成本,從而降低信息化門檻,使得更多的單位和企業愿意通過信息化提高工作效率。
         
                首先,降低投資成本。通常情況下,IT資源投資規劃,往往是依照業務高峰負載時的需求進行采購,是一種負載最大化的規劃形式。但在日常應用中,絕大多數時間里,IT資源的負載只有20%左右,導致大量的資源在低負荷中,被閑置浪費。云計算的突出特點,在于實現IT資源共享??梢栽诒WC數據隔離的情況下,實現多個業務對物理資源的共享,即在實現安全性的前提下,有效提高物理資源的利用率。因而,采用云計算方案構建數據中心,可以將IT物理資源的利用率提高到80%以上,有效降低物理設備的投資規模,是更為高效的投資規劃方向。
         
                其次,提高利用率,降低日常運營成本。在白天業務高峰時,IT物理資源負載較高。而在夜間,IT物理資源負載很低。但為了保證業務的連續性,IT物理資源往往需要不間斷運行,由此,在夜間負載很低時,IT物力資源也耗費了大量的電能。云計算,可以實現有效的綠色節能。在夜間負載低時,能夠實現業務的不間斷轉移,可以有效將業務轉移到部分IT物理資源上,而將其他空閑的物理資源關機或轉入節能模式。經過實際驗證,夜間,云計算可將80%的業務轉移到20%的物理資源上,從而節約70%左右的電能。
         
                最后,降低管理維護成本。傳統的IT系統,服務器分散,大量的計算任務在桌面進行,每個單位和企業都要拿出相當的人力、物力進行IT系統的日常維護,包括硬件維修、軟件升級、修補漏洞、查殺病毒等,甚至個人電腦重裝系統都要浪費大量時間。云計算通過資源集中和統一管理,降低了這些單位和企業的日常維護工作量,大量的工作都轉移到后臺由專業人員完成,從而有效降低了管理維護成本。
         
            為數據安全提供保障
         
                云計算通過將數據集中存放,降低了數據在個人手中遺失或者泄露的風險。同時,云計算中心還采用了多種安全手段和容災備份手段,保證數據不會丟失,也不會被非法篡改。
         
                四、智慧城市的架構設計
         
                隨著業務的快速發展,政府與企業(泛指運營商、企業和行業用戶)的業務應用和數據正在從分散部署走向大集中,作為業務承載體的IT設施的部署模型隨之發生翻天覆地的變化,互聯互通已經不能滿足流程整合后的業務持續發展的需求。
         
                網絡是連接所有數據中心IT組件的唯一通用實體,構建堅實的網絡基礎設施將為數據中心業務永續、管理與運維提供保障。
         
                通常來講,用戶的業務可分為多個子系統,彼此之間會有數據共享、業務互訪、數據訪問控制與隔離的需求,根據業務相關性和流程需要,需要采用模塊化設計,實現低耦合、高內聚,保證系統和數據的安全性、可靠性、靈活擴展性、易于管理。
         
                考慮基于Iaas架構進行設計,以云計算數據中心為核心,打造獨立于多個應用系統的公共云,通過各類不同的云,如市政云、交通云、教育云、安全云、社區云、旅游云為各類上層應用提供支持,其架構能后續擴展支持其它云。
         
                市政云模塊
         
                市政平臺能提供移動辦公、移動執法、視頻監控、公眾服務等業務的移動通信網絡的接入通道服務,集成包括3G移動寬帶、短信、彩信、位置服務等移動通信資源,對委辦各局的應用接入進行統一管理,并負責移動智能政務的網絡安全、身份認證、運行監控,負責城市綜合多媒體信息的發布。
          
                平臺的建設目標包括以下六個方面:
         
                • 建立統一的移動智能政務接入管理平臺
         
                • 建立統一的移動智能政務訪問門戶
         
                • 建立統一的移動智能政務安全認證平臺
         
                • 建設統一的政務無線網關(短信、彩信、位置服務)
         
                • 建設與智能政務外網安全連接的3G通信網絡通道
         
                • 建設統一的城市綜合多媒體信息系統
         
                交通云模塊
         
                • 交通擁擠造成了巨大的時間浪費,加大了環境污染當前,面對當今世界全球化、信息化發展趨勢,傳統的交通技術和手段已不適應經濟社會發展的要求。智能交通系統將是交通事業發展的必然選擇,更是交通事業的一場革命。
         
                • 結合目前城市交通現狀和需求,為提升百姓出行幸福指數,重點在公共交通領域打造高質量服務的城市智能公交系統。
         
                • 智能公交解決方案,將無線技術與ITS的理念結合,為市民提供便民服務:
         
                – 公交調度指揮和車隊管理
         
                – 公交出行信息服務
         
                – 公交安保服務
         
                教育云模塊:好的教學課要打破時間、空間的限制,實時共享給其它學校的教師,并且能進行實時的互動、交流,以較快提升整個城市的教師水平。
         
                安全云模塊
         
                隨著城市區域不斷擴大、人口增加及流動因素也隨之擴大,公安警力的增長速度逐漸不能滿足實際需求,而很多城市早期對城市視頻監控系統的監控點分布少、覆蓋區域小、盲點多、清晰度差;各自的管理相對分散,居民小區或行業之間的信息匯總、資源共享較少。公安工作移動性、突發行、緊急性等特點,使得一線部門需要實時與公安數據中心交換信息。從上述需求看,結合城市里的已經部署的高清視頻監控系統,整合各種資源以適應城市應急保障制度,配備具有移動性能特點的“警務通”系統,通過數字視頻集中管理系統化科技手段打造“平安城市” 。智慧城市規劃應用中“平安城市”屬于此模塊。
         
                社區云模塊:“數字社區”將根據需求導向、科學規劃、著眼應用、注重實效的建設原則,進一步明確建設內容,規劃進度安排,展望實施效益,以確保“數字社區”建設科學、有序、快速建設。“數字社區”具有高技術含量與先進的物聯網及信息技術的應用集中體現。通過采用現代傳感技術、數字信息處理技術、數字通信技術、計算機技術、多媒體技術和網絡技術,實現社區內各種信息的采集、處理、傳輸、顯示和高度集成共享,實現社區自動化、智能化監控,實現社區生活與工作安全、舒適、高效。進行精密設計、優化集成建設代表國內一流水平的數字化及智能化系統工程。數字社區滿足社區廣大人民群眾的實際需求,建立一套極為完善的數字社區綜合信息平臺,充分體現端州鮮明的時代特征。
         

         

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        中國|智慧城市|智能建筑|建筑節能|系統集成|解決方案-延華智能


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        成員單位
        東方延華
        武漢智城
        海南智城
        延華高投
        成電醫星
        荊州智城
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