‧ 漫步“雲”端 暢想城市“智慧夢”

來源:CPS中安網作者:左雄偉

當人類文明走向成熟時，城市開始出現。歷經演變，其發生諸多變革，在當前，城市向智慧化挺進。一時間，關於智慧城市的各種話題不絕於耳，一些探索也在進行中。

暢想的智慧城市

智慧化是繼工業化、電氣化、資訊化之後，世界科技革命又一次新的突破。利用智慧技術，建設智慧城市，是當今世界城市發展的趨勢和特徵。

駕馭“雲”技術，構架智慧城市最佳方案

建設智慧城市，最大的技術難點是構架資訊的最佳傳遞方式。資訊間的互聯互通、充分整合、協同運作、創新發展是其難點。智慧城市是以多應用、多行業、複雜系統組成的綜合體。多個應用系統之間存在資訊共用、交互的需求。各不同的應用系統需要共同抽取資料綜合計算和呈現綜合結果。如此眾多繁複的系統，需要多個強大的資訊處理中心進行各種資訊的處理。

要從根本上支撐龐大系統的安全運行，需要考慮基於雲計算的網路架構，建設智慧城市雲計算資料中心。在滿足上述需求的同時雲計算資料中心具備傳統資料中心、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(基於雲計算基礎架構平臺，動態添加應用系統)以及極高的性能投資比(相對傳統的資料中心，硬體投資至少下降30%以上)。

城市構架“智慧夢”是以一個統一的網路和資料平臺設立城市雲資料中心，構建三張基礎網路，通過分層設計達到平臺能力及應用的可成長、可擴充，極具創造力的創建面向未來的智慧城市系統框架。簡單點說，我們理解的智慧城市構架是以雲計算和基於網路的雲服務平臺為支撐，架構城市的智慧應用群。

由於在現代行動網路快速發展時代，更多的即時影像與資料，更多的自動化控制與高清體驗，更多的社交媒體與互動，都需要大寬頻的網路支撐智慧城市建設。同時軟體定義網路(SDN)的設計理念引領新一代網路架構的發展，伴隨以LTE為代表的4G寬頻無線技術成熟，使隨時隨地接入網路成為可能，為城市居民提供智慧和便捷的用戶體驗。

物物互聯是智慧網的一個重要體現，這就是對傳感網路和無線通訊技術都提出了新的要求。華為ICT擁有全世界領先的通信網路解決方案設計和交付能力，為智慧城市提供無縫覆蓋、安全、可靠的基礎網路平臺。

以雲計算為支撐，這個智慧城市資訊通道的特點是以下幾個方面：

1、平臺層的統一和高效能

通過架構即服務(Iaas)的構建模式，將傳統資料中心不同架構、不同品牌、不同型號的伺服器進行整合，通過雲作業系統的調度，向應用系統提供一個統一的運行支撐平臺。同時，借助於雲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、儲存資源，最優化效能比例。

2、大規模基礎軟硬體管理

基礎軟硬體管理，主要負責大規模基礎軟體、硬體資源的監控和管理，為雲計算中心作業系統的資源調度等高級應用提供了決策資訊，是雲計算中心作業系統的資源管理的基礎。基礎軟體資源，包括單機作業系統、中介軟體、資料庫等。

基礎硬體資源，則包括網路環境下的三大主要設備，即：計算(伺服器)、儲存(存放裝置)和網路(交換機、路由器等設備)。基礎軟硬體管理中心，可以對基礎軟體、硬體資源進行資產管理;可以實現基礎硬體的狀態監控和性能監控;能夠對異常情況觸發報警，提醒使用者及時維護問題設備;能夠對基礎軟硬體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。

3、業務/資源調度管理

雲計算資料中心的突出特點，是具備大量的基礎軟硬體資源，實現了基礎資源的規模化。可以提高資源的利用率，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用，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/資源調度中心是雲計算資料中心作業系統的高級應用模式，也是雲計算資料中心低碳、綠色的開展業務的必然要求。

4、安全控制管理

一個產業、一個國家的競爭力可以有很多，而在資訊時代下，資料已成為產業、國家的核心競爭力。雲計算，實現了計算與儲存的分離，實現了眾多用戶對同一基礎資源的共用使用。但同時，眾多用戶共用同一資源，也對資料安全提出了更高的挑戰。

在雲計算環境下，基礎資源的集中規模化管理，使得用戶端的安全問題更多的轉移到資料中心。從專業化角度，最終用戶可以借助雲資料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，對雲計算中心而言，需要直接對更多使用者的安全負責。具體而言，雲計算安全涉及以下幾個主要方面：資料訪問風險、資料存放地風險、資訊管理風險、資料隔離風險、法律調查支援風險、持續發展和遷移風險等等。雲計算資料中心的安全控制，可以從基礎軟硬體安全設計、雲計算中心作業系統架構、策略、認證、加密等多方面進行綜合防控，保證雲計算資料中心的資訊安全。

5、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。對於雲計算資料中心，面對規模巨大的基礎軟、硬體資源，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，也是雲計算發展的初衷之一。

當前，業界普遍的情況，設備採購是以保證各項業務峰值需要為依據的。為此，使用者往往採購了大量的設備。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，伺服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。

雲計算資料中心，實現了資源的多租戶應用。通過業務的歷史統計資訊，配合業務/資源調度管理，可以有效提高資源的利用率。在典型城市應用中，採用節能技術的雲計算資料中心，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。

當前中國伺服器保有量在200餘萬台，如果能夠較為普遍的採用雲計算節能技術，則可以降低65%左右的能源損耗。以伺服器平均能耗200瓦/小時計，全年可節約160億千瓦時的電能，相當於葛洲壩電站2009年全年的發電量。而在夜間，資料中心整體負載降低情況下，則可將空閒資源轉入休眠模式，從而在最大程度上實現資料中心綠色、低碳的節能運營。