基于公有云的民生服務(wù)平臺研究

王永建 中國通信建設(shè)集團設(shè)計院有限公司高級工程師

基于公有云的民生服務(wù)平臺研究

王永建 中國通信建設(shè)集團設(shè)計院有限公司高級工程師

云計算是近些年最為重要的信息化技術(shù)之一。當(dāng)前國內(nèi)信息化建設(shè)中，尤其是在民生領(lǐng)域問題突出。因此，基于云計算，從公有云的角度出發(fā)，對民生公共服務(wù)平臺做了研究。首先，結(jié)合云計算系統(tǒng)分層框架，研究了民生服務(wù)平臺系統(tǒng)架構(gòu)，分別對數(shù)據(jù)服務(wù)層、基礎(chǔ)平臺層、服務(wù)層、界面呈現(xiàn)層做了定義。然后，設(shè)計了平臺功能結(jié)構(gòu)，包括業(yè)務(wù)服務(wù)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)，并對各子系統(tǒng)的功能模塊進行了設(shè)計與定義。這些研究成果在國內(nèi)已開始運用，對民生服務(wù)平臺的建設(shè)具有積極推廣價值。

公有云；民生服務(wù)平臺；Web Service；FTP；HTML5

1 引言

自從2006年Google提出了云的概念，云計算即成為信息技術(shù)領(lǐng)域最熱門的技術(shù)之一，學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界做了大量研究，近些年在信息化建設(shè)中大行其道。云計算是一種服務(wù)，也是一種技術(shù)，或者商業(yè)模式。按照服務(wù)模式，本文將云計算由低層到高層分為4層：

（1）基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS，Infrastructure as a Service），將服務(wù)器、存儲、網(wǎng)絡(luò)、安全設(shè)施等構(gòu)建成云資源，將虛擬機、內(nèi)存、I/O、存儲、IP地址、網(wǎng)絡(luò)等組成虛擬化資源池，為用戶提供定制化服務(wù)。

（2）平臺即服務(wù)（PaaS，Platform as a Service），將開發(fā)環(huán)境/平臺和基礎(chǔ)能力（如數(shù)據(jù)分析處理、身份認證、中間件、數(shù)據(jù)庫等）作為服務(wù)，這是一種分布式服務(wù)，客戶在平臺上開發(fā)定制化應(yīng)用。

（3）軟件即服務(wù)（SaaS，Software as a Service），將應(yīng)用軟件或者應(yīng)用程序部署在PaaS上作為服務(wù)，根據(jù)客戶訂購的功能、數(shù)量、時間、性能要求等提供相應(yīng)服務(wù)。

（4）呈現(xiàn)即服務(wù)（DaaS，Display as a Service），將Web、短彩信、PC桌面、顯示大屏等作為服務(wù)。

按照服務(wù)對象，云計算可分為私有云、公有云、混合云；按照所屬行業(yè)，可分為政務(wù)云、民生云、旅游云、醫(yī)療云、環(huán)保云、企業(yè)云、農(nóng)業(yè)云等。

2014年，國務(wù)院發(fā)改委協(xié)同多部委發(fā)布了《關(guān)于加快實施信息惠民工程有關(guān)工作的通知》，重點解決與民生緊密相關(guān)的九大領(lǐng)域，加大面向民生服務(wù)的信息化建設(shè)力度，進一步彰顯了“以民為本，服務(wù)于民”的宗旨。

我國信息化建設(shè)整體水平不高，區(qū)域發(fā)展不平衡，尤其在民生領(lǐng)域問題更加突出。因此，本文從公有云的角度出發(fā)，對民生服務(wù)平臺進行了探究。

2 系統(tǒng)架構(gòu)

結(jié)合云計算系統(tǒng)分層框架，本文將民生公共服務(wù)云平臺由下自上分為4個邏輯層次，即數(shù)據(jù)服務(wù)層、基礎(chǔ)平臺層、服務(wù)層、呈現(xiàn)層，具體參見圖1。

圖1中數(shù)據(jù)服務(wù)層負責(zé)平臺所需的數(shù)據(jù)獲取和管理，基礎(chǔ)平臺層提供系統(tǒng)運行必備環(huán)境，服務(wù)層實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯和相應(yīng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)，呈現(xiàn)層負責(zé)最終的各種接口和定制界面的輸出和呈現(xiàn)。

2.1 數(shù)據(jù)服務(wù)層

數(shù)據(jù)服務(wù)的主要職責(zé)和功能是通過各類接口和適配器從各個其它系統(tǒng)數(shù)據(jù)獲取、采集，實現(xiàn)數(shù)據(jù)調(diào)用和數(shù)據(jù)操作服務(wù)。

（1）數(shù)據(jù)服務(wù)內(nèi)容

數(shù)據(jù)服務(wù)包含的主要模塊為：

●數(shù)據(jù)接口服務(wù)

數(shù)據(jù)接口服務(wù)，主要從其它系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)服務(wù)進行接口的銜接和數(shù)據(jù)的獲取，并進行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和適配。對于部分靜態(tài)數(shù)據(jù)，可以采用頁面適配方式進行信息抓取，經(jīng)過加工后存儲到本地數(shù)據(jù)庫中。

●數(shù)據(jù)緩存服務(wù)

數(shù)據(jù)緩存服務(wù)，針對平臺的業(yè)務(wù)需求，對一些業(yè)務(wù)呈現(xiàn)數(shù)據(jù)進行計算并緩存，通過分布式緩存等機制確保應(yīng)用在訪問數(shù)據(jù)時有更好的性能。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

●數(shù)據(jù)操作服務(wù)

數(shù)據(jù)操作服務(wù)，實現(xiàn)對本地數(shù)據(jù)或其它系統(tǒng)接口操作服務(wù)（增、刪、改、查等）操作。

（2）數(shù)據(jù)服務(wù)層接口

數(shù)據(jù)服務(wù)層統(tǒng)一定義接口規(guī)范，制定嚴格的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)訪問策略，必須通過數(shù)據(jù)訪問層才能訪問數(shù)據(jù)庫。支持異構(gòu)數(shù)據(jù)庫操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)訪問層要求標準的接口定義，后臺數(shù)據(jù)庫操作系統(tǒng)的變化，前臺的應(yīng)用系統(tǒng)無需變化。

對于基于Web Service的其它應(yīng)用系統(tǒng)，根據(jù)對接需要為其提供相應(yīng)的Web Service接口，采用XML格式，如圖2（a）所示。

Web Service接口分為調(diào)用方法與調(diào)用實體實現(xiàn)，在民生服務(wù)平臺與其它系統(tǒng)的接口中，建議采用調(diào)用實體方法，不僅提高安全性，并且方便編程。

基于SOAP的Web Service雖然可以解決跨Internet的異構(gòu)訪問問題，但是需要進行定制、管理和調(diào)用接口變得比較復(fù)雜。本文采用REST Web Service，既能容易地實現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)之間調(diào)用，又能充分利用HTTP協(xié)議。

2.2 基礎(chǔ)平臺層

基礎(chǔ)平臺層提供系統(tǒng)所需的中間件、數(shù)據(jù)庫、第三方中間件。

2.3 服務(wù)層

（1）公共服務(wù)

公共服務(wù)層包含了平臺所必須的服務(wù)：

●通信服務(wù)

為平臺提供各類通信服務(wù)。

●資源管理

實現(xiàn)對平臺資源的管理，包括資源目錄的組織、資源的上傳下載、版本管理、資源的物理存儲和邏輯位置的映射等。

圖2 接口方式示意圖

●用戶管理和權(quán)限管理

對平臺的用戶和角色進行管理，管理用戶檔案、用戶組、角色；對平臺各個資源點進行權(quán)限控制，通過角色和操作點對各種平臺資源進行鑒權(quán)和授權(quán)的管理。

●報表服務(wù)

提供平臺統(tǒng)計分析的數(shù)據(jù)圖型和表格呈現(xiàn)、導(dǎo)出。

（2）業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)

實現(xiàn)各種視圖所必須的業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)，包括平臺管理服務(wù)、資源內(nèi)容管理服務(wù)、各類應(yīng)用管理服務(wù)等。通過對數(shù)據(jù)服務(wù)層獲取的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行處理，為平臺各功能模塊提供邏輯服務(wù)，實現(xiàn)業(yè)務(wù)的封裝和定制。

（3）服務(wù)層接口

服務(wù)層主要提供應(yīng)用層服務(wù)，對于B/S模式的其它系統(tǒng)接入民生服務(wù)平臺，若采用應(yīng)用層接口互聯(lián)，接口的方式可以是.dll和.Java Package等形式。

接口程序中將其它系統(tǒng)的具體應(yīng)用進行封裝，只需要其它應(yīng)用系統(tǒng)對程序進行相應(yīng)調(diào)整即可，如圖2（b）所示。

2.4 界面呈現(xiàn)層

（1）接口管理服務(wù)

面向各類平臺提供接口服務(wù)，可以根據(jù)雙方協(xié)商確定接口方式和接口內(nèi)容，并且結(jié)合權(quán)限和規(guī)則配置，確保接口的安全性。

（2）定制界面呈現(xiàn)

針對各類平臺直接輸出定制界面，主要以HTML5方式呈現(xiàn)。

3 平臺功能設(shè)計

3.1 功能結(jié)構(gòu)

民生公共服務(wù)平臺功能可分為兩個子系統(tǒng)：業(yè)務(wù)服務(wù)子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)。業(yè)務(wù)服務(wù)子系統(tǒng)主要實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入輸出，業(yè)務(wù)實現(xiàn)，平臺管理等功能，子系統(tǒng)分為5個主要模塊，即管理控制部分、信息接入部分、信息輸出部分、業(yè)務(wù)功能部分和支撐功能部分。數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)主要實現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的分類存儲，數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析，數(shù)據(jù)與其他系統(tǒng)信息交互等，子系統(tǒng)分為3個主要模塊，即數(shù)據(jù)存儲管理部分、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析部分、數(shù)據(jù)接口部分，具體參見圖3。

在平臺統(tǒng)一管理框架機制下，兩個子系統(tǒng)相互獨立實現(xiàn)相關(guān)功能，通過統(tǒng)一的內(nèi)部信息共享和交換機制實現(xiàn)整體功能的實現(xiàn)。在統(tǒng)一軟件管理架構(gòu)下，可根據(jù)業(yè)務(wù)快速開發(fā)上線，并可實現(xiàn)各業(yè)務(wù)模塊功能的靈活組裝形成新的業(yè)務(wù)形態(tài)。

3.2 業(yè)務(wù)服務(wù)子系統(tǒng)

圖3 平臺功能結(jié)構(gòu)

（1）管理控制

管理控制模塊是民生公共服務(wù)云平臺的核心管理部分，主要包括用戶管理、權(quán)限管理、模塊管理、接口管理、資源管理、性能管理、統(tǒng)計報表等內(nèi)容。

（2）信息接入

信息接入部分是系統(tǒng)用于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)的采集和交換，通過對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)的交換和采集生成各類信息數(shù)據(jù)，為業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務(wù)。數(shù)據(jù)接入存在3種方式：數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)抓取、數(shù)據(jù)上傳。

●數(shù)據(jù)接口

數(shù)據(jù)接口方式使用各類接口形式與其它系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換，提供Web Service、FTP、數(shù)據(jù)庫訪問接口等方式，具體參見表1～3。

表1 Web Service參數(shù)

●數(shù)據(jù)抓取

數(shù)據(jù)抓取主要作用是將散落在互聯(lián)網(wǎng)的有用信息自動采集抓取過來，然后進行分類和數(shù)據(jù)加工后，錄入數(shù)據(jù)庫。

表2 FTP參數(shù)

表3 數(shù)據(jù)庫訪問接口

——監(jiān)控采集配置管理

監(jiān)控采集配置管理用于監(jiān)控數(shù)據(jù)采集情況，按時間統(tǒng)計各種掃描結(jié)果和采集數(shù)據(jù)的數(shù)量，產(chǎn)生統(tǒng)計報表，并用圖形進行顯示，用于評估掃描參數(shù)的合理性（見表4）。

表4 數(shù)據(jù)元素（監(jiān)控數(shù)據(jù)）

——掃描設(shè)置管理

掃描設(shè)置管理用于管理需要掃描網(wǎng)站參數(shù)，配置完成后系統(tǒng)將自動對配置網(wǎng)站進行掃描，自動采集新數(shù)據(jù)（見表5）。

表5 數(shù)據(jù)元素（采集數(shù)據(jù)）

（3）信息輸出

信息輸出是依托平臺信息資源，由可視化設(shè)計工具、支撐引擎、資源管理系統(tǒng)和接口服務(wù)等組件構(gòu)成，在此模塊之上可以構(gòu)建出各類信息接口和定制頁面來支撐前端系統(tǒng)平臺展示。

信息輸出的系統(tǒng)模式是基于信息資源管理的信息資源應(yīng)用模式，它類似于一個資源工廠，通過對各種資源的加工、處理，提供各種標準數(shù)據(jù)接口，滿足不同系統(tǒng)（產(chǎn)品、用戶）的需求。

●資源整合

面對多數(shù)量、多類型的民生信息資源，平臺提供手動錄入、批量導(dǎo)入、信息交換、信息抓取等采集手段。

●創(chuàng)建資源管理平臺

以元數(shù)據(jù)為核心，以多分類體系、多主題詞表和版本控制為主要方式，對信息資源進行有序的整合，創(chuàng)建民生信息資源管理體系。

●數(shù)據(jù)輸出

標準數(shù)據(jù)交換接口，實現(xiàn)與其他前端應(yīng)用系統(tǒng)的信息交換、信息遷移等功能，可以更方便地對信息進行管理。通過用戶管理、認證管理、權(quán)限控制、分析與統(tǒng)計等功能，有效地保證了信息資源輸出的安全。

（4）業(yè)務(wù)功能

業(yè)務(wù)功能子系統(tǒng)中業(yè)務(wù)功能模塊分為兩種類型，即統(tǒng)一建設(shè)業(yè)務(wù)模塊和特色業(yè)務(wù)模塊。其中，統(tǒng)一建設(shè)業(yè)務(wù)模塊是根據(jù)全省統(tǒng)一需求進行建設(shè)的業(yè)務(wù)功能模塊，主要包括五險一金服務(wù)、一卡通服務(wù)、招聘求職、人事考錄、預(yù)約掛號、醫(yī)院藥店導(dǎo)航、健康服務(wù)、政策辦事、水電氣服務(wù)等功能組成。

（5）前端輸出服務(wù)

前端輸出服務(wù)方式主要有HTML5、短彩信、接口、APP、Web站點等。

●HTML5方式

HTML5調(diào)用方式采用URL鏈接。雙方用戶信息交互機制主要采用用戶池方式，即為前段系統(tǒng)直接提供一組用戶名和密碼，前段系統(tǒng)在登陸時直接與用戶池用戶進行一一映射和轉(zhuǎn)換，映射關(guān)系必須固定，同時，考慮到用戶服務(wù)提供及BOSS標識，前端系統(tǒng)需傳遞用戶號碼信息。

●短彩信

短彩信作為一項輔助功能，主要實現(xiàn)信息的快速傳遞，擬調(diào)度現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)平臺或產(chǎn)品平臺短彩信端口，發(fā)送機制采用白名單模式，必須為注冊過用戶方可發(fā)送短信。應(yīng)用主要分為：

①信息提醒，包括各類個人信息提醒等。

②通知公告，由主管單位或系統(tǒng)發(fā)送的各類通知公告。

③短信認證，提供用戶身份鑒權(quán)的短信認證信息。

④用戶調(diào)查，提供用戶調(diào)查和統(tǒng)計功能。

⑤產(chǎn)品應(yīng)用，提供公益或增值產(chǎn)品短信端口。

⑥集團客戶應(yīng)用，為集團單位提供公共服務(wù)端口通信服務(wù)。

●接口

接口主要是通過數(shù)據(jù)接口向前端系統(tǒng)系統(tǒng)服務(wù)，以便于提升系統(tǒng)相應(yīng)速度，方便前端系統(tǒng)開發(fā)。接口形式應(yīng)具備多種方式，類型為標準定義接口，同時可支持根據(jù)應(yīng)用需求進行的接口定制。

●APP框架

建立獨立化的產(chǎn)品APP的框架，實現(xiàn)產(chǎn)品功能的全量展示，避免因客戶或業(yè)務(wù)發(fā)展需求開發(fā)APP時重復(fù)建設(shè)，APP架構(gòu)可以根據(jù)需要靈活增減內(nèi)容。

●Web站點

根據(jù)業(yè)務(wù)需求提供Web站點方式，具體展示內(nèi)容參照HTML5方式。

以上展示方式如表6所示。

（6）數(shù)據(jù)存儲

民生公共服務(wù)云平臺中涉及的信息資源種類繁多，需要對平臺中各類資源進行統(tǒng)一編碼設(shè)計，信息資源編碼有兩部分組成：

●信息類型和業(yè)務(wù)分類所屬字段，包括信息大類、信息小類和信息單元，整體按三級分類定位具體信息，信息單元為信息對象的基本單元（即不再進行對象細分）。

●信息單元所屬環(huán)節(jié)的字段，包括操作環(huán)節(jié)和信息屬性，操作環(huán)節(jié)主要指信息單元操作信息，如信息來源、創(chuàng)建時間、所述單位、變更記錄、信息使用權(quán)限等；信息屬性包括信息類型、信息特征等。

3.3 數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)

（1）數(shù)據(jù)存儲管理

通過業(yè)務(wù)服務(wù)子系統(tǒng)同步存儲管理用戶數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分為兩類：

●用戶信息數(shù)據(jù)：用戶基本信息、用戶業(yè)務(wù)信息。

●用戶服務(wù)過程信息：用戶在業(yè)務(wù)使用過程中產(chǎn)生的中間信息和內(nèi)容信息。

（2）數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析

數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析是對各類存儲數(shù)據(jù)進行匯總分析并進行數(shù)據(jù)挖掘。數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析部分本期主要實現(xiàn)對各類數(shù)據(jù)的初步統(tǒng)計分析為主，實現(xiàn)對各類數(shù)據(jù)的多維度分析并以報表形式輸出。主要包括：

●數(shù)據(jù)統(tǒng)計類別，全省數(shù)據(jù)、地域數(shù)據(jù)、行業(yè)數(shù)據(jù)、定制數(shù)據(jù)等。

●數(shù)據(jù)展示方式，以表單和圖形為主，同時提供數(shù)據(jù)接口方式。

●數(shù)據(jù)更新頻度，針對具有一定時間要求的數(shù)據(jù)，按時間要求進行更新，無特殊要求的按日歷日更新。

（3）數(shù)據(jù)接口

表6 前端輸出服務(wù)類型

數(shù)據(jù)接口主要用于與用戶側(cè)系統(tǒng)和內(nèi)部系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互。根據(jù)互聯(lián)對象，數(shù)據(jù)接口分為業(yè)務(wù)服務(wù)系統(tǒng)接口、內(nèi)部接口與外部接口3類。

●業(yè)務(wù)服務(wù)系統(tǒng)接口

主要與業(yè)務(wù)服務(wù)子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口，實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的輸入和輸出。

●內(nèi)部接口

此類接口主要包括BOSS接口、大數(shù)據(jù)接口、經(jīng)分接口等。

①BOSS接口

——作用：向BOSS同步用戶業(yè)務(wù)注冊情況。

——是否實時：準實時，以雙方協(xié)商方式為準。

——同步方式：以雙方協(xié)商方式為準。

——是否支持反向同步：不支持。

——是否存在注銷：不存在。

——同步格式：業(yè)務(wù)編碼，用戶使用業(yè)務(wù)按編碼進行標記；注冊來源編碼，用戶注冊業(yè)務(wù)來源按編碼進行標記。

②大數(shù)據(jù)接口

——作用：雙向與大數(shù)據(jù)平臺進行信息交互。

——是否實時：準實時，以雙方協(xié)商方式為準。

——同步方式：以雙方協(xié)商方式為準。

——同步格式：根據(jù)業(yè)務(wù)需求，以雙方協(xié)商方式為準。

③經(jīng)分接口

——作用：單向與經(jīng)分平臺進行信息交互。

——是否實時：非實時，以雙方協(xié)商方式為準。

——同步方式：以雙方協(xié)商方式為準。

——同步格式：根據(jù)業(yè)務(wù)需求，以雙方協(xié)商方式為準。

●外部接口

外部接口主要向客戶側(cè)進行輸入輸出管理數(shù)據(jù)，主要包括用戶業(yè)務(wù)使用數(shù)據(jù)接口或報表、移動用戶號碼表等。此類接口應(yīng)以提供Web Service方式為主。

4 結(jié)束語

本文基于新興的信息技術(shù)云計算，結(jié)合國內(nèi)智慧城市試點建設(shè)經(jīng)驗，對面向民生的公共服務(wù)平臺進行了研究。本文的研究側(cè)重實際應(yīng)用，在國內(nèi)智慧城市試點建設(shè)中已開始運用，社會反應(yīng)良好。該領(lǐng)域的研究內(nèi)容廣泛，隨著人工智能、虛擬現(xiàn)實等新技術(shù)的逐漸成熟與應(yīng)用，將與信息化技術(shù)深度結(jié)合，對該領(lǐng)域的研究與建設(shè)將產(chǎn)生積極變革與創(chuàng)新。

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The study on service platform for people's livelihood based public cloud

WANG Yongjian

Cloud computing is one of the most important information technology in recent years. In the current domestic information construction， especially there are highlighted issues in the field of people's livelihood. Therefore， based on cloud computing， the public service platform for people's livelihood is studied， from the perspective of public cloud. Firstly， combined with the hierarchical framework of cloud computing system， the system architecture of the people's livelihood service platform is studied. The data service layer， the base platform layer， the service layer and the presentation layer are defined. Then， the function structure of the platform is designed， which includes service subsystem and data analysis subsystem. The function modules of each subsystem are designed and defined. These study achievements have already begun to be applied at home， and have positive promotion value for the construction in the service platform for people's livelihood.

public cloud；service platform for people's livelihood；Web Service；FTP；HTML5

2016-09-20）