城市云计算中心解决方案.pdf

1、 城市云计算中心 解决方案 曙光信息产业 (北京 )有限公司 技术支持中心 2010 年 12 月 1 摘 要 城市云计算中心是城市公共 IT 基础设施平台，是涵盖电子政务、企业创新和公共计算服务等多功能一体的复合型计算中心， 能够极大的提升区域信息服务水平，抢占区域现代服务业发展先机，助 推区域信息产业的快速发展。 城市云计算中心解决方案详细论述了云计算中心的定位和服务内容，各个子系统的设计方案，并介绍了无锡城市云计算中心的典型案例。 关键词： 云计算 电子政务 企业创新 公共计算 2 目 录 第 1 章 概述 . 3 1.1 建设背景 . 3 1.2 建设意义 . 4 第 2 章 总体规划

2、 . 9 2.1 设计和建设原则 . 9 2.2 规划建设内容 . 9 2.3 建设运营模式 . 11 第 3 章 详细规划 . 11 3.1 整体架构 . 11 3.2 政府公共服务云（ G-cloud） . 12 3.3 企业云（ E-cloud） . 15 3.4 公共计算云平台（ HPC） . 16 3.5 数据备份和灾难恢复 . 18 3.5.1 本地备份 . 18 3.5.2 异地灾备 . 18 第 4 章 典型案例：无锡城市云计算中心 . 23 4.1 中心概况 . 23 4.2 建设目标 . 23 4.3 应用领域 . 24 4.3.1 物联网产业 . 24 4.3.2 文化创

3、意产业 . 26 4.3.3 数字新媒体 . 26 4.3.4 软件服务 . 27 4.3.5 移动互联网 . 27 第 1章 概述 1.1建设背景 云计算是继个人计算机、互联网后的第三次 IT 革命。未来，云计算 及其基础设施将和电话、宽带一样，成为人类生产、生活中不可或缺的平台性基础设施。云计算将使软件、硬件、基础设施发生革命性的变化，会大幅提高经济的运行效率，创造新的产业、商业模式和明星企业。预计到 2013 年，全球云计算市场规模将达到 2000 亿美元。 2010 年 10 月 18 日，国务院发布国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定，明确将云计算为主的新一代信息网络领域定位

4、于“十二五”战略性新兴产业之一。 2010 年 10 月 18 日，工信部和国家发改委联合发出关于做好云计算服务创新发展试点示范工作的通知 (以下简称 通知 )，明确指出，北京、上海、深圳、杭州、无锡等 5个城市将先行开展中国云计算服务创新发展试点示范工作。对于国内各大城市而言而言，发展云计算是实现产业结构调整，培育战略性新兴产业的突破点和重要方向。 作为国内领先的云计算与数据中心解决方案供应商，曙光公司多年来一直致力于通过技术创新为用户创造价值。在云计算时代，曙光公司将不仅作为建设者，为云服务提供者提供基础资源和解决方案，还将作为提供者，为最终用户提供云计算应用服务。 建设城市云计算中心，能

5、够极大的提升区域信息服务水平，抢占区域现代服务业发展先机，助 推区域信息产业的快速发展。 4 1.2建设意义 作为区域标志性的 IT 基础设施，城市云计算中心是集公共服务、企业创新和公共计算等多种功能于一体的复合型数据中心。其建设意义和作用主要体现在以下几个方面： 可作为政务信息系统和公共服务系统的支撑平台 当前各级政府的信息化系统建设大多处于粗放式发展阶段，各部门各自为政，各自提出自己的系统建设要求，分散投资、分散建设，缺乏以区域为单位、着眼全局的统筹规划。以某市为例，市政府下辖 90 个左右的“委办局”，仅门户网站群就有大概 60 个左右，而且都处理独立建设状态，由于分散购置、分散管理，设

6、备与投资不能共享，整体使用效率很低，资源浪费严重。随着云计算技术的出现，世界各国政府部门的 CIO 们都在考虑运用云计算技术重塑电子政务系统，从而提高电子政务系统的弹性化、自动化和动态化，以期避免重复建设、信息孤岛、效率低下等问题。 例如，在成都云计算中心，工商、社保等部门十几个民生相关的信息化系统已经陆续移植到了“电子政务云”服务平台，并按照实际需求向“电子政务云”动态申请计算与存储能力，极大的降低了成都市政府信息化总体投入。 可作为 “数字化、网络化、智慧化”城市的支撑平台 经济技术的快速发展，城市规模的扩大，使很多城市在 IT 基础架构方面跟不上城市快速发展的步伐。云计算中心可作为“数字

7、化、网络化、智慧化”城市的支撑平台，助力城市管理和和规划、城市防灾和减灾，创造一个更加和谐的城市环境。云计算中心对城市发展推动作用体现在： (一 ) 城市规划 城市防灾减灾、城市零售网点布局规划、城市交通发展规划、城市环保与生态整治对策等，都是政府决策部门非常迫切需要解决好的问题，这些问题的解决都需要云计算中心高端计算资源的支持。以土地监测为例，政府决策在土地、资源 、环境等领域需要及时获得相关数据信息，以便掌握地区的土地使用、各种资源如粮食与地区江河湖水、环境变化。用可见光或微波成像来监控这些变化、为政府决策提供依据是最直接和高效的手段。但是遥感卫星成像数据十分庞大，而且微波成像处理有比较高

8、的实时性要求，必须采用高性能计算技术及高性能计算机才能解决这一问题。 高性能计算机利用其高带宽的互联网络、强大的处理器能力和海量存储，能够对土地、资源、环境监控领域中的 遥感科学与技术、地理信息系统 （ GIS） 、地球空间信息科学、对地观测、信息资源开发、 3S 系统集成、资源与环境、国土资 源调查、测绘、卫星应用技术等多个环节提供强大支持，使这种大规模系统成为可能。 (二 ) 工程仿真 5 大型城市建筑工程如桥梁、地铁、高层建筑等基础设施的抗震性能分析需要大量的计算资源，云计算中心可以很好的满足这一要求，这一点已经在上海超算中心等多个单位得到了充分说明。目前，国内各大城市地铁等各种大型基础

9、设施的快速发展也迫切需要先进的工程仿真平台。 (三 ) 城市管理 应急指挥、危险源监控、环境监测、交通管理和优化以及城市地下管网监控等都离不开云计算中心的支持。 例如在智能交通系统中，通过随处安置的传感器实时收集路况信息并通过无线网 络传送给后端的云计算中心处理，市民则可以通过手机、 GPS 等终端设备获取实时的交通信息，并据此调整路线以避免拥堵，最终实现社会资源的大幅节约以及城市空气质量的明显改善。 (四 ) 减灾防灾 云计算中心以其强大的计算和存储能力，可用于地震监测和天气预报，从而帮忙城市减灾防灾。 总体而言，云计算中心可以在城市空间地理，数字城管，智能交通，无线城市等项目上提供有力支持

10、。 可以为新形势下本地创业型企业提供孵化基地 云计算、物联网本身作为信息领域的新的发展方向正在蓬勃发展，许多相关的企业和研究机构都会不断产生，比如，百会 1、金算 盘 2等。云计算中心拥有庞大的计算资源和网络带宽，可以充分满足各大 SaaS 软件供应商的需求，使得用户以更低的成本、更快的得到运营平台，从而大幅度降低其 IT 系统开支，并专注于技术创新而非 IT 管理。因此，城市云计算中心的设立对推动区域产业结构升级和经济发展具有明显的聚集及支撑作用。 可以促进科技创新水平和装备制造业发展 城市云计算中心具有的超级计算中心的效能，可以提供公共计算服务。它不仅对汽车工业、电子信息制造业、生物医药业

11、等有很好的提升和支持作用，同时还对于发展高新技术产业，尤其在新材料产业、环保新能源产业、动 漫创意产业等方面提供强大的支持；对改造提升传统工业，包括钢铁工业、机械装备制造业、轻纺服装工业等方面提供科研创新的平台。在高性能计算领域处于领先地位就等于占领了未来发展的制高点，将能够迅速提高城市的综合竞争力。 (一 ) 汽车工业 汽车工业代表着一个国家制造业发展的水平，它不仅是带动面最广泛的工业，而且是高新技术的最大载体，一般航空、航天领域的高精尖技术只有通过汽车工业才能转化为规模产1 http:/ 2 http:/ 6 业，所以汽车工业是或曾是几乎所有发达国家的支柱产业。 在汽车产品的研发过程中，

12、CAE 已经成为设计链中必须的条件。新产品开发涉及到的疲劳、寿命、振动、噪声等强度和刚度问题，可成熟地在设计阶段解决，这样就可以大幅度提高设计质量，缩短产品开发周期，节省大量开发费用。 汽车制造过程中采用高性能计算机模拟计算将可能为企业节约 70以上的试验成本。云计算中心的建设有利于营造区域产业环境，吸引更多汽车及配套企业的聚集。 (二 ) 生物制药 国家正在着手制定十 二五生物医药振兴规划 ，基本 确定生物医药发展的重点，包括基因药物、蛋白药物、单抗克隆药物、治疗性疫苗、小分子化学药物等。同时，国家将拿出 100多亿元来支持重大 新药 研究，生物医药产业迎来巨大发展机遇。 云计算中心通过提供

13、高性能计算环境和基于高性能计算的药物设计和生物信息学等专业软件，帮助药物企业提升新药研发能力、缩短新药研发时间。 (三 ) 新材料 随着高分子材料和纳米材料的不断发展，材料科学已经逐渐成为一种和化学物理共同交叉的学科，材料研究者利用量子力学理论和分子动力学理论去求解相应的材料问题，他们和化学工作者一样，是最早使用并行计算作为研究工具的人群之一。 计算材料学涉及 材料的各个方面，如不同层次的结构、各种性能等等，因此，有很多相应的计算方法。在进行材料计算时，首先要根据所要计算的对象、条件、要求等因素选择适当的方法。 目前常用的计算方法包括第一原理从头计算法，分子动力学方法，蒙特卡洛方法，有限元分析

14、等。 7 (四 ) 创意产业 基于高性能计算的渲染技术是文化创意产业发展的基础。动漫产业是许多城市着力发展的新兴数字文化产业，是基于高性能计算的“高可视”产品。云计算中心的建立将为区域文化创意产业的发展提供有力保障。 在数字文化创意产业中，渲染计算是三维动漫、影视制作、建筑设计等与图形设计有关设计中必不可少的一个程序，需要大量的计算时间。云计算中心包含动画制作相关技术应用、市场服务的产业化进程，建立了一个公共渲染服务平台，大量的计算资源和合理的统筹运维管理为动漫用户节省了大量的有效工作时间。 为城市人力资源整体素质提高提供储备平台 城市云计算中心可以作为吸引、引进高端人才的硬件基础，提升本地的

15、教育、科研水平和质量；同时中心还肩负着为本地人才提供进修培训的职能，使更多的人了解和掌握云计算这一高端信息技术，从而 为区域整体劳动力素质的提高提供保障。 社会效益和辐射作用 城市云计算中心在重大市政建设项目和重要社会活动中将发挥不可替代的作用，会带来8 巨大的社会效益，同时作为 IT 基础设施，云计算中心还可以改善区域投资环境，促进招商引资。 9 第 2章 总体规划 2.1设计和建设原则 城市云计算中心的规划和建设遵循以下原则： 先进性 综合国内外先进的云计算技术设计、实施城市云计算中心项目，比如计算资源和存储资源的虚拟化、服务化；整个云计算中心的基础架构可动态变化，满足多种业务系统不同时间

16、段的不同需求，充分保证服务质量。 可用性 系统应 采用 稳定的 、 成熟的先进技术，对各种可能出现的情况做出相应的保护设计和热备份设计，以确保 业务系统 无故障运作 。 所有关键设备要求均 采用 冗余方式 。同时，应该采用成熟、可靠的备份和灾难恢复方案，保证数据和应用的可用性。 可扩展 系统应具有较强的 弹性 扩容能力 ，提出的系统扩容与备份解决方案应能满足未来业务发展的需要，未来可随业务扩展而平滑扩充，且不影响业务系统运行；系统中配置的设备应便于维护和扩充；提供的设备和软件具有升级和扩展能力。 可管理 提供的产品应具有简单、方便的维护和管理手段，尽量减少维护和管理环节。实现从硬件到应 用级的

17、全方位、多层次的管理，并与原有应用平台的管理系统有机结合。 标准化 城市云计算中心建设所需的设备均应该采用国际工业化标准生产，满足各个方面的标准规范。充分保重未来扩展时的兼容性和采购来源的多样化。 2.2规划建设内容 城市云计算中心将包含公共服务云（ G-cloud）、企业云（ E-cloud）和公共计算平台（ HPC）三大业务平台以及一个省内异地灾备中心。 公共服务云用以支撑政务信息系统和面向市民的公共服务平台，而企业云和公共计算平台则构成一个开放的服务“大区”，提供给创新型软件企业、科研院所和对工程计算有需求的企业。 最后，通过城市云计算中心的建设，使城市具备集先进政务计算与信息处理、开放科研开发基础平台、开放培训和教育平台、面向综合信息化管理的综合办公平台于一体的基础设