電子政務(wù)大數(shù)據(jù)云中心體系架構(gòu)分析

安軍

政府擁有最權(quán)威、最豐富的數(shù)據(jù)資源，運(yùn)用大數(shù)據(jù)提升政府服務(wù)和監(jiān)管能力勢(shì)在必行。我國已經(jīng)相繼制定出臺(tái)了實(shí)施大數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)+政務(wù)服務(wù)的一系列戰(zhàn)略性文件，大力推動(dòng)大數(shù)據(jù)發(fā)展和應(yīng)用。云計(jì)算是建設(shè)大數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)+政務(wù)服務(wù)的前提，海量數(shù)據(jù)處理以云中心技術(shù)集中建設(shè)和管理的模式為主。來自公有云、私有云以及混合云之上的強(qiáng)大的云計(jì)算能力，對(duì)于降低數(shù)據(jù)提取過程中的成本不可或缺。

目前，一些地方政府以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，加快大數(shù)據(jù)部署，已建成電子政務(wù)云中心，啟動(dòng)大數(shù)據(jù)相關(guān)工作。隨著中央集采趨勢(shì)的蔓延，這種集中管理和建設(shè)的模式由于可以大大釋放政府投資、管理、運(yùn)維等多方面的壓力，也將獲得良好的推廣應(yīng)用。

一、系統(tǒng)概述。

電子政務(wù)云屬于政府云，結(jié)合了云計(jì)算技術(shù)的特點(diǎn)，對(duì)政府管理和服務(wù)職能進(jìn)行精簡(jiǎn)、優(yōu)化、整合，并通過信息化手段在政務(wù)上實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)流程辦理和職能服務(wù)，為政府各級(jí)部門提供可靠的基礎(chǔ)IT服務(wù)平臺(tái)。電子政務(wù)云由客戶端、SaaS、PaaS、IaaS四部分組成，并通過管理和業(yè)務(wù)支撐、開發(fā)工具進(jìn)行聯(lián)通。在基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)Iaas層提供通過主機(jī)、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)以及其他設(shè)備的虛擬化技術(shù)對(duì)外提供靈活可擴(kuò)展的計(jì)算、存儲(chǔ)、負(fù)載管理、備份等基礎(chǔ)服務(wù)。在平臺(tái)即服務(wù)Paas層提供中間件、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、事務(wù)處理、工作流引擎、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析和挖掘、身份認(rèn)證（注冊(cè)和主索引）和權(quán)限管理等云平臺(tái)核心服務(wù)功能。在軟件即服務(wù)Saas層“電子政務(wù)云”提供統(tǒng)一的應(yīng)用開發(fā)、檢測(cè)、移植、發(fā)布的工具、環(huán)境和平臺(tái)，多種應(yīng)用軟件在云平臺(tái)上將統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)外發(fā)布，供各級(jí)政務(wù)機(jī)構(gòu)用戶選擇使用。

電子政務(wù)云平臺(tái)整合各類通訊運(yùn)營商的技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)資源，支持有線（ADSL、MPLSVPN、SDH專線）、無線WIFI/3G/4G網(wǎng)絡(luò)通訊，支持WIFI/3G/4G移動(dòng)終端，只要登陸到平臺(tái)，就可以遠(yuǎn)程使用數(shù)據(jù)中心服務(wù)器上所有的相關(guān)應(yīng)用。真正做到“無縫覆蓋，彈性應(yīng)用，快速部署、降低投資”。

根據(jù)政務(wù)外網(wǎng)云數(shù)據(jù)中心所承載的業(yè)務(wù)和系統(tǒng)服務(wù)的類型不同，在邏輯上，電子政務(wù)云劃分為公用網(wǎng)服務(wù)區(qū)、部門專網(wǎng)服務(wù)區(qū)和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)區(qū)三個(gè)功能域，分別提供政務(wù)外網(wǎng)互聯(lián)互通業(yè)務(wù)服務(wù)，專用VPN業(yè)務(wù)服務(wù)和互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)服務(wù)。

公用網(wǎng)服務(wù)區(qū)通過VPN技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行邏輯隔離，實(shí)現(xiàn)各部門、各地區(qū)互聯(lián)互通，為跨地區(qū)、跨部門的業(yè)務(wù)應(yīng)用提供支撐。公用網(wǎng)服務(wù)區(qū)是政務(wù)外網(wǎng)云的主要核心承載業(yè)務(wù)，可以對(duì)外網(wǎng)各部門專網(wǎng)提供公共訪問服務(wù)以及共享云服務(wù)。

部門專網(wǎng)服務(wù)區(qū)是依托統(tǒng)一的政務(wù)外網(wǎng)云基礎(chǔ)設(shè)施，為有特定需求的部門或業(yè)務(wù)設(shè)置的虛擬云數(shù)據(jù)中心服務(wù)區(qū)域，主要滿足部門獨(dú)立的專用業(yè)務(wù)的需要，實(shí)現(xiàn)不同部門之間的業(yè)務(wù)隔離，各部門業(yè)務(wù)云采用本部門專網(wǎng)內(nèi)部統(tǒng)一規(guī)劃之間相互獨(dú)立。

互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)區(qū)是政務(wù)部門依托互聯(lián)網(wǎng)云基礎(chǔ)設(shè)施建立的對(duì)互聯(lián)網(wǎng)面向公眾提供政務(wù)信息公開、網(wǎng)上辦事、公眾交互等服務(wù)區(qū)域，在互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)區(qū)，要求采取綜合的安全防護(hù)措施，對(duì)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供安全防護(hù)。

政務(wù)外網(wǎng)構(gòu)建互聯(lián)網(wǎng)安全接入平臺(tái)，建立VPN網(wǎng)關(guān)，通過數(shù)字證書認(rèn)證和密碼技術(shù)，實(shí)現(xiàn)各級(jí)政務(wù)部門移動(dòng)辦公的公務(wù)人員利用互聯(lián)網(wǎng)通道，安全接入政務(wù)外網(wǎng)，訪問指定的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)。

整個(gè)網(wǎng)絡(luò)體系可分為核心網(wǎng)絡(luò)區(qū)、應(yīng)用業(yè)務(wù)區(qū)、核心數(shù)據(jù)區(qū)、數(shù)據(jù)災(zāi)備區(qū)、安全和管理區(qū)和外聯(lián)處理區(qū)。核心網(wǎng)絡(luò)區(qū)是整個(gè)云計(jì)算中心網(wǎng)絡(luò)信息的核心交換層，由核心交換機(jī)組成，主要完成數(shù)據(jù)的高速、安全的交換。數(shù)據(jù)交換能力是最主要的技術(shù)指標(biāo)之一。

應(yīng)用業(yè)務(wù)區(qū)是云計(jì)算中心的應(yīng)用業(yè)務(wù)邏輯層，由服務(wù)器、存儲(chǔ)、虛擬化平臺(tái)等基礎(chǔ)設(shè)施組成的基礎(chǔ)架構(gòu)云平臺(tái)，主要完成各部門應(yīng)用業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)服務(wù)部署任務(wù)。

核心數(shù)據(jù)區(qū)是各部門電子政務(wù)核心業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的地方，通過數(shù)據(jù)中心云數(shù)據(jù)庫一體機(jī)建立Saas數(shù)據(jù)庫云平臺(tái)，為各部門提供動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)和數(shù)據(jù)管理服務(wù)。

數(shù)據(jù)災(zāi)備區(qū)是信息平臺(tái)的安全保障，由備份系統(tǒng)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器組成，完成基礎(chǔ)架構(gòu)云平臺(tái)和數(shù)據(jù)庫云平臺(tái)的數(shù)據(jù)備份、容錯(cuò)容災(zāi)任務(wù)，按照不同的安全等級(jí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)安全備份、系統(tǒng)容錯(cuò)、系統(tǒng)容災(zāi)等任務(wù)。

安全和管理區(qū)是云計(jì)算中心平臺(tái)的安全防護(hù)和日常運(yùn)維部分，由安全設(shè)備、管理工作站和相關(guān)的設(shè)備組成，用于整個(gè)系統(tǒng)的安全防護(hù)、管理維護(hù)等任務(wù)。

外聯(lián)處理區(qū)是實(shí)現(xiàn)和電子政務(wù)外網(wǎng)接入，由交換機(jī)和防火墻等相關(guān)的設(shè)施組成，完成信息平臺(tái)與外部網(wǎng)絡(luò)連接的任務(wù)。

二、核心網(wǎng)絡(luò)區(qū)建設(shè)

網(wǎng)絡(luò)是整個(gè)云計(jì)算中心網(wǎng)絡(luò)信息的核心交換層，由核心交換機(jī)組成，主要完成數(shù)據(jù)的高速、安全的交換，同時(shí)實(shí)現(xiàn)和電子政務(wù)外網(wǎng)接入。云計(jì)算中心核心網(wǎng)絡(luò)以雙核心、雙鏈路、全冗余互連的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)對(duì)高可靠性的需求。兩臺(tái)核心交換機(jī)通過虛擬化技術(shù)將兩臺(tái)設(shè)備“橫向整合”起來組成一個(gè)“聯(lián)合設(shè)備”，極大簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，同時(shí)進(jìn)一步增強(qiáng)冗余可靠性，實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)核心交換機(jī)的互為備份和負(fù)載均衡。

電子政務(wù)外網(wǎng)內(nèi)有多個(gè)不同的部門專網(wǎng)，各專網(wǎng)相互獨(dú)立，將系統(tǒng)遷移到云中以后，針對(duì)不同的業(yè)務(wù)部門，需要針對(duì)資源池，虛擬機(jī)等非網(wǎng)絡(luò)元素進(jìn)行分組，同時(shí)在網(wǎng)絡(luò)上保證各業(yè)務(wù)資源的相互獨(dú)立。因此云計(jì)算中心核心交換機(jī)必須支持PE和MCE等功能實(shí)現(xiàn)與電子政務(wù)外網(wǎng)MPLSVPN網(wǎng)絡(luò)的對(duì)接，確保各部門專網(wǎng)之間的相互隔離。

三、應(yīng)用業(yè)務(wù)區(qū)建設(shè)

應(yīng)用業(yè)務(wù)區(qū)是云計(jì)算中心的應(yīng)用業(yè)務(wù)邏輯層，由服務(wù)器、存儲(chǔ)、虛擬化平臺(tái)等基礎(chǔ)設(shè)施組成的基礎(chǔ)架構(gòu)云平臺(tái)，主要完成各部門應(yīng)用業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)服務(wù)部署任務(wù)。

基礎(chǔ)架構(gòu)云計(jì)算解決方案，通過采用硬件設(shè)備虛擬化、軟件版本標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)管理自動(dòng)化和服務(wù)流程一體化等手段，建設(shè)一個(gè)以服務(wù)為中心的云計(jì)算運(yùn)行平臺(tái)，資源的使用方式從專有獨(dú)占方式轉(zhuǎn)變成完全共享方式，運(yùn)行環(huán)境可以自動(dòng)部署和調(diào)整資源分配，實(shí)現(xiàn)資源隨需掌控，從而建立一個(gè)基于業(yè)務(wù)的資源共享、服務(wù)集中和自動(dòng)化的開放數(shù)據(jù)中心。

由于云計(jì)算具有按需的自助服務(wù)、基于網(wǎng)絡(luò)、資源彈性擴(kuò)展等特性，也具有快速滿足業(yè)務(wù)需求、低成本、綠色節(jié)能、提高資源管理效率等有別于傳統(tǒng)信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，這些特性和優(yōu)勢(shì)能夠幫助電子政務(wù)信息化實(shí)現(xiàn)自己發(fā)展的要求。因此電子政務(wù)云平臺(tái)就是利用云計(jì)算平臺(tái)技術(shù)，建設(shè)部署部門業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，構(gòu)建各部門業(yè)務(wù)應(yīng)用體系。

基礎(chǔ)架構(gòu)云解決方案根據(jù)邏輯層次，可以分為物理資源層、邏輯資源層、虛擬化管理平臺(tái)層、云計(jì)算服務(wù)管理層。

由于存儲(chǔ)系統(tǒng)對(duì)保證數(shù)據(jù)訪問是至關(guān)重要的，存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能和可靠性是基本考慮。同時(shí)，在云計(jì)算平臺(tái)中，存儲(chǔ)云子系統(tǒng)需要具有高度的虛擬化、自動(dòng)化和自我修復(fù)的能力。

因此需構(gòu)建一個(gè)“統(tǒng)一存儲(chǔ)云”，“統(tǒng)一存儲(chǔ)云”和“服務(wù)器云”相結(jié)合就是一個(gè)結(jié)構(gòu)完善、功能先進(jìn)、具備可持續(xù)發(fā)展性的新型云數(shù)據(jù)中心?！敖y(tǒng)一存儲(chǔ)云”以一套存儲(chǔ)虛擬化設(shè)備來作為云計(jì)算中心的存儲(chǔ)核心設(shè)備，配合配置兩臺(tái)主、備核心存儲(chǔ)，統(tǒng)一實(shí)現(xiàn)本地主、備核心存儲(chǔ)設(shè)備的分配、訪問、調(diào)整以及快照、鏡像等多種高級(jí)功能，可實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)資源池化技術(shù)、虛擬整合加速技術(shù)、橫向擴(kuò)展技術(shù)、數(shù)據(jù)分層技術(shù)、Cache加速技術(shù)自動(dòng)負(fù)載均衡技術(shù)，同時(shí)具備基于云間漂移的數(shù)據(jù)安全（數(shù)據(jù)容災(zāi)或業(yè)務(wù)容災(zāi)）技術(shù)支撐，未來可輕松實(shí)現(xiàn)跨地區(qū)、跨存儲(chǔ)的容災(zāi)備份中心建設(shè)?；诖鎯?chǔ)虛擬化云導(dǎo)向器數(shù)據(jù)共享方式可以構(gòu)建一個(gè)雙活動(dòng)模式，即應(yīng)用請(qǐng)求可以來自于兩個(gè)存儲(chǔ)主機(jī)中的任何一個(gè)主機(jī)，無論哪個(gè)主機(jī)都可以訪問到需要的數(shù)據(jù)。

綜上所述，構(gòu)建云數(shù)據(jù)中心可以利用云計(jì)算解決高性能計(jì)算工作負(fù)載，充分利用硬、軟件資源，利用云計(jì)算可高效分析紛繁復(fù)雜的政府?dāng)?shù)據(jù)，與云計(jì)算的結(jié)合將使大數(shù)據(jù)分析變得更簡(jiǎn)單，有效輔助政府決策。

（作者單位：烏魯木齊市人民政府辦公廳電子政務(wù)辦公室）