云計(jì)算變革城市消防通信

王飛　陳偉

從今天IT技術(shù)發(fā)展的角度看，現(xiàn)有的119接處警系統(tǒng)雖然在邏輯業(yè)務(wù)模式上能夠滿足需要，但在物理結(jié)構(gòu)上卻逐漸暴露出很多不足。

比如，受到客觀條件的限制，系統(tǒng)部署時(shí)僅有后臺(tái)的核心數(shù)據(jù)庫(kù)采用了傳統(tǒng)的高可用HA保護(hù)機(jī)制，其他關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用模塊仍然在單機(jī)環(huán)境運(yùn)行。119接處警系統(tǒng)是一個(gè)涵蓋多業(yè)務(wù)邏輯緊密耦合、聯(lián)動(dòng)調(diào)用的復(fù)雜業(yè)務(wù)架構(gòu)，因此任何一臺(tái)服務(wù)器的宕機(jī)都會(huì)對(duì)系統(tǒng)的整體業(yè)務(wù)連續(xù)性造成重要影響。作為一個(gè)關(guān)系到人民生命財(cái)產(chǎn)安全的應(yīng)急系統(tǒng)，安全性的問(wèn)題尤其重要。而且，系統(tǒng)架構(gòu)的靈活性不足，升級(jí)維護(hù)比較困難。而在系統(tǒng)優(yōu)化升級(jí)方面，也無(wú)法適應(yīng)未來(lái)業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。

然而，城市消防通信指揮系統(tǒng)關(guān)系到人民生命財(cái)產(chǎn)的安全，其系統(tǒng)自身的安全性、管理便捷性、服務(wù)的連續(xù)性至關(guān)重要，由于傳統(tǒng)架構(gòu)已經(jīng)不能滿足未來(lái)發(fā)展的需要，在現(xiàn)有的架構(gòu)下提高安全性和可管理性，代價(jià)更高，也會(huì)造成更多的資源浪費(fèi)，因此，必須充分利用已日趨成熟的云計(jì)算體系，將系統(tǒng)現(xiàn)有基礎(chǔ)架構(gòu)向云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)轉(zhuǎn)型，利用云計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)解決系統(tǒng)在安全性、管理復(fù)雜度以及可擴(kuò)展性方面的不足。

云計(jì)算帶來(lái)新思路

與傳統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)相比，新的云計(jì)算動(dòng)態(tài)基礎(chǔ)架構(gòu)在靈活性、可延續(xù)性、保護(hù)能力、綜合成本方面具有諸多優(yōu)勢(shì)，而相關(guān)的特性也有助于彌補(bǔ)現(xiàn)有應(yīng)用的缺陷，提高119接處警系統(tǒng)的響應(yīng)能力和業(yè)務(wù)連續(xù)性。

作為應(yīng)急系統(tǒng)，119接處警平臺(tái)的可用性至關(guān)重要。云平臺(tái)的動(dòng)態(tài)冗余架構(gòu)和靈活的數(shù)據(jù)保護(hù)機(jī)制，是彌補(bǔ)原有架構(gòu)安全性不足的最好方法。通過(guò)部署動(dòng)態(tài)基礎(chǔ)架構(gòu)，力求實(shí)現(xiàn)物理服務(wù)器、虛擬服務(wù)器資源池的N+M冗余（N>M），在有硬件出現(xiàn)故障時(shí)實(shí)現(xiàn)服務(wù)器的自動(dòng)切換，接管應(yīng)用。并且在集中存儲(chǔ)架構(gòu)下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一保護(hù)。最終整個(gè)平臺(tái)的RTO和RPO指標(biāo)可以達(dá)到業(yè)內(nèi)先進(jìn)水平。

最大限度地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)均衡性和靈活調(diào)度也是利用云計(jì)算技術(shù)新一代城市消防通信指揮系統(tǒng)的重要考慮。通過(guò)重新整合硬件平臺(tái)，將服務(wù)器分成高、中、低（可以是虛擬機(jī)）幾個(gè)計(jì)算等級(jí)，將應(yīng)用按負(fù)載程度分類，分別于不同等級(jí)的服務(wù)器資源匹配，并實(shí)現(xiàn)OS和應(yīng)用在物理服務(wù)器之間或物理服務(wù)器到虛擬服務(wù)器之間的靈活遷移。為最終實(shí)現(xiàn)資源的動(dòng)態(tài)調(diào)度優(yōu)化、簡(jiǎn)化系統(tǒng)管理、降低能耗、硬件物理冗余以及統(tǒng)一災(zāi)備保護(hù)建立基礎(chǔ)。

當(dāng)然，還應(yīng)該意識(shí)到，部署云計(jì)算動(dòng)態(tài)基礎(chǔ)架構(gòu)并不意味著需要更換全部的硬件。在開放的軟件架構(gòu)下，原有的服務(wù)器、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都可以得到很好的利用。因此使用標(biāo)準(zhǔn)的、通用性較強(qiáng)的動(dòng)態(tài)基礎(chǔ)架構(gòu)管理軟件和服務(wù)器虛擬化軟件，可以盡量利用現(xiàn)有的硬件資源進(jìn)行系統(tǒng)改造。

因此，利用先進(jìn)的云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)城市消防通信指揮系統(tǒng)的跨越式轉(zhuǎn)型，進(jìn)而發(fā)展成具有高度安全性、業(yè)務(wù)連續(xù)性、可管理型和可擴(kuò)展性等鮮明特點(diǎn)，同時(shí)兼具負(fù)載均衡、容災(zāi)能力的新一代城市消防通信指揮系統(tǒng)架構(gòu)將會(huì)成為重要的技術(shù)方向。

構(gòu)建新一代系統(tǒng)

那么具體應(yīng)該如何利用云計(jì)算技術(shù)新一代城市消防通信指揮系統(tǒng)呢？筆者認(rèn)為可以按如下順序來(lái)實(shí)施。

首先，進(jìn)行現(xiàn)有服務(wù)器分級(jí)。按照計(jì)算力將所有業(yè)務(wù)服務(wù)器進(jìn)行分級(jí)分為四個(gè)等級(jí)，通過(guò)動(dòng)態(tài)基礎(chǔ)架構(gòu)管理，來(lái)實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)在這四種不同計(jì)算力的服務(wù)器之間進(jìn)行重定向。之后，開始構(gòu)建動(dòng)態(tài)119數(shù)據(jù)中心，這是非常關(guān)鍵的一步。

但要注意，與單純使用物理服務(wù)器或虛擬化技術(shù)不同，云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)使用動(dòng)態(tài)基礎(chǔ)架構(gòu)管理理念，即在數(shù)據(jù)中心里通過(guò)基礎(chǔ)架構(gòu)管理系統(tǒng)將物理服務(wù)器、虛擬服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)資源統(tǒng)一在一起部署與調(diào)度，IT應(yīng)用根據(jù)重要性和負(fù)載的不同可在不同層級(jí)的硬件資源上動(dòng)態(tài)部署，并有一定的冗余度。用戶可根據(jù)業(yè)務(wù)需求的變化任意調(diào)整應(yīng)用程序的部署位置。在這種架構(gòu)下，物理資源和應(yīng)用程序不再是固定的綁定關(guān)系，具有非常大的靈活性，同時(shí)避免了資源的浪費(fèi)。

數(shù)據(jù)中心要采用動(dòng)態(tài)架構(gòu)，將操作系統(tǒng)（OS）和應(yīng)用軟件（APP）等軟件系統(tǒng)和服務(wù)器（包括物理服務(wù)器和虛擬服務(wù)器）的綁定關(guān)系切斷。如果將操作系統(tǒng)（OS）和應(yīng)用軟件（APP）整體看成一個(gè)映像系統(tǒng)（Image/Persona），那么動(dòng)態(tài)架構(gòu)就是要把多臺(tái)服務(wù)器構(gòu)成服務(wù)器資源池，根據(jù)應(yīng)用負(fù)載的大小，靈活地從服務(wù)器資源池中選擇具有匹配計(jì)算力的服務(wù)器來(lái)運(yùn)行映像系統(tǒng)。

在技術(shù)上，一方面采用集中存儲(chǔ)的架構(gòu)，把分散在各個(gè)服務(wù)器內(nèi)置硬盤里面的映像系統(tǒng)遷移到后端的集中存儲(chǔ)中，從而讓所有服務(wù)器都可以“看到”后端存儲(chǔ)中的映像系統(tǒng)。另一方面，將服務(wù)器設(shè)置成網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)，以便運(yùn)行后端存儲(chǔ)里面的任意一個(gè)映像數(shù)據(jù)。

在動(dòng)態(tài)基礎(chǔ)架構(gòu)軟件的管理下，任何一個(gè)映像系統(tǒng)都可以和某一個(gè)服務(wù)器單獨(dú)關(guān)聯(lián)起來(lái)。也可以通過(guò)定義服務(wù)器池（Server Pool），讓一個(gè)映像系統(tǒng)和某個(gè)服務(wù)器池關(guān)聯(lián)起來(lái)。

當(dāng)某個(gè)映像系統(tǒng)和某個(gè)服務(wù)器池進(jìn)行關(guān)聯(lián)時(shí)，映像系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)在服務(wù)器池里面選擇任意一個(gè)空閑的服務(wù)器來(lái)啟動(dòng)和運(yùn)行。當(dāng)所運(yùn)行的服務(wù)器因?yàn)橛布收铣霈F(xiàn)宕機(jī)時(shí)，映像系統(tǒng)可以自動(dòng)在同一個(gè)資源池內(nèi)部實(shí)現(xiàn)服務(wù)器之間的自動(dòng)故障切換（Failover）。

第三步是服務(wù)虛擬化。我們可以將傳統(tǒng)的“物理服務(wù)器與應(yīng)用程序一對(duì)一的部署模式”與云計(jì)算、虛擬化技術(shù)相結(jié)合，嘗試將部分非關(guān)鍵業(yè)務(wù)部署在服務(wù)器虛擬化平臺(tái)上，減少了物理設(shè)備的數(shù)量的結(jié)果是一方面可以大幅降低整體系統(tǒng)的能耗開銷，另一方面也簡(jiǎn)化了管理，降低了運(yùn)維成本。

在技術(shù)上，利用虛擬化軟件VMware虛擬出虛擬服務(wù)器，用于運(yùn)行負(fù)載較小的一些應(yīng)用系統(tǒng)。如果這些虛擬服務(wù)器都是Windows或者都是Linux，他們被放在同一個(gè)服務(wù)器池中。如果我們的映像系統(tǒng)既有Windows，也有Linux，就需要在創(chuàng)建虛擬服務(wù)器的時(shí)候指定到底是用于運(yùn)行哪種操作系統(tǒng)，并將虛擬服務(wù)器按照操作系統(tǒng)的類型來(lái)放到兩個(gè)不同的服務(wù)器池中。例如兩個(gè)支持Linux的虛擬服務(wù)器，可以放到一個(gè)叫“VM Linux”的資源池中，而另外三個(gè)支持Windows的虛擬服務(wù)器，則放到一個(gè)叫“VM Windows”的服務(wù)器池中。

剩下的內(nèi)容，比如實(shí)現(xiàn)應(yīng)用虛擬集成系統(tǒng)的集中管理、服務(wù)器N+M冗余設(shè)計(jì)以及容災(zāi)系統(tǒng)構(gòu)建就相對(duì)比較簡(jiǎn)單了，在這里不再贅述。

以“將大量用網(wǎng)絡(luò)連接的計(jì)算資源統(tǒng)一管理和調(diào)度，構(gòu)成一個(gè)計(jì)算資源池向用戶按需服務(wù)”為核心思想的云計(jì)算，為解決傳統(tǒng)城市消防通信指揮系統(tǒng)在安全性、管理便捷性以及業(yè)務(wù)連續(xù)性等方面存在的問(wèn)題提供了一種嶄新的、具備高度可行性的解決思路。應(yīng)該在實(shí)踐中不斷完善城市消防通信指揮系統(tǒng)與計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)，“變科技為警力”，提高119火災(zāi)報(bào)警服務(wù)臺(tái)受理、處置各類災(zāi)害報(bào)警服務(wù)能力，更好地為保障人民的生命財(cái)產(chǎn)安全服務(wù)。