國內電網企業云計算成熟度模型及實證

嚴宇平，孫迎新

（1.廣東電網公司信息中心，廣東 廣州 510000；2.中國電子軟件研究院云計算實驗室，北京 100081）

在傳統的信息化建設向云計算過渡時，如何對當前的電網信息化建設進行評估，分析電網信息化建設在云計算模式中的成熟度，成為電網企業信息化工作亟待解決的課題。

1 云計算成熟度模型研究及其現狀

1.1 云計算研究及現狀

云計算的思想最早是由MCCARTHY J于20世紀60年代提出來的[1]，云計算通過互聯網為載體進行應用訪問，任何一個用戶通過合適的互聯網接入設備以及一個標準的瀏覽器就能夠訪問一個云計算應用程序。HEWITT C[2]在2008年的論文中提出云計算模式是將所有的信息都保存在云端，用戶通過客戶端方式進行訪問的思路[3]。Wang Lizhe在論文中提出，云計算模式包括軟件即服務、硬件即服務、數據即服務和平臺即服務的想法[4]。ARMBRUST M等人在2009年發表了云計算經典之作[5]，指出云計算是云端數據的軟硬件的集合，分為公有云和私有云，其中公有云是指企業通過自己的平臺硬件資源直接向外部用戶提供服務，外部用戶通過互聯網訪問服務。目前的Amazon彈性云平臺是比較成熟的云平臺，用戶可以通過客戶端訪問應用或者服務，使用服務實例時需要進行付費[6]。

1.2 云計算成熟度模型研究與現狀

云計算成熟度是衡量一個企業原系統遷移至云模式時，其系統真實水平的尺度，以及指導企業云計算系統演化升級的標桿。成熟度是一個綜合指標，能夠將諸多衡量云計算能力的指標納入一個相對完整的框架和體系之內。對這一指標進行測量能夠整體上了解和把握一個企業云計算體系發展的程度[7]。

信息技術領域的成熟度模型較多，有軟件工程的集成成熟度模型CMMI、SOA成熟度模型[8]以及Nolan模型[9]等。其中，BRUNZEL T在論文[10]中提到了云計算對傳統IT外包軟件工程的改變，并構建了一個云計算評估模型。參考文獻[7]提出了將CMM/CMMI模型與云計算相結合，構建了一個基于CMM/CMMI的云計算能力評價指標體系，該指標體系將云計算能力細分為云基礎能力、云技術能力、云安全能力和云環境能力。并提出了一個云計算能力成熟度模型，該模型以CMM/CMMI為基礎，將云計算能力分為初始級、成長級、定型級、規范級和優化級。孫璐等人在2007年提出醫藥企業信息化成熟度評價指標體系，一級指標包括信息化基礎、信息化技術、信息化管理、信息化組織和信息化環境[11]。

本文旨在結合國內電網企業的信息化現狀，對電網企業信息化的云計算成熟度進行評估，并提出適合電網企業信息化的云計算成熟度模型MEC2-PGEI（Maturity Evaluation of Cloud Computing based on Power Grid Enterprise Informationization）為企業云計算建設提供參考，加速信息化工作向云計算模式的轉型。。

2 國內電網企業信息化云計算成熟度模型

2.1 成熟度評估模型

云計算環境中，軟件功能更多地是以能夠獲取的服務形式出現，而這種服務往往并非為一位客戶所獨占，是可以被同時租賃給其他擁有相似需求的若干客戶[12]。美國國家標準及技術研究院的云計算規范受到了業界的高度認可，其提出了云計算的基本特性有：按需自助式服務、廣泛網絡接入、資源池化、快速彈性、服務可測量，并提出了基本的三種服務模式：軟件即服務、平臺即服務、基礎設施即服務。

本文根據參考文獻[12]提出的云計算的基本特性和服務模式，結合國內電網企業信息化的實際情況，圍繞電網企業信息化所能提供的IT服務，從業務支撐、安全防護和基礎平臺支撐等方面對電網企業的云計算成熟度進行了分析，形成了一套符合電網企業的云計算成熟度模型。本文整理出電網云計算涉及的技術和管理指標，這些指標構成了一個指標體系，通過對每一個指標進行測量，能夠整體上了解和把握企業云計算發展的程度。并在此基礎上，制定了一個企業云計算能力評估模型，利用這個模型，可以從企業所具備的業務支撐能力、IT服務能力、安全防護能力以及基礎平臺支撐能力等方面對云計算成熟度進行全面的分析和評估。

該模型根據如圖1所示的業務支撐能力CBS（Capability of Business Support）、IT 服務能力 CITS（Capability of IT Service）、基礎平臺支撐能力 CP（Capability of Platform）和安全防護能力 CS（Capability of Security）4個維度，通過制定客觀的度量指標，分別對每個維度的能力進行打分，最后綜合計算出企業在云計算成熟度方面的總分MEC2-PGEI。

圖1 電網企業信息化云計算成熟度評估模型評估維度

具體的 MEC2-PGEI算法如式 （1）， 其中 ηt∈[0，1]，Capabilityi∈[0，5]：然后基于得分情況，劃分出如圖2所示的幾個等級。

圖2 電網企業信息化云計算成熟度評估模型

（1）CBS：是指電網企業信息部門在對外提供 IT服務時，管理和維護這些IT服務的能力。確保用戶能夠得到適當的服務，支撐電網的業務功能，確保IT服務的服務質量。主要包括服務提供和服務支持兩大層面。目前電網企業的業務支撐能力主要通過IT服務管理系統實現。

（2）CITS：是指電網企業信息部門對外提供 IT服務的能力。目前電網信息部門提供的主要IT服務是對業務部門的信息化支撐。IT服務能力是云計算成熟度評估模型中的“中心點”，涵蓋基礎設施服務、平臺服務和應用服務三個層面。

（3）CP：是指為滿足 IT服務而建立的各種軟硬件平臺及利用這些軟硬件平臺滿足業務需求的能力。除了服務器、網絡、存儲及安全設備，虛擬化和基礎設施管理也屬于基礎平臺。另外，對數據庫、中間件的管理，業務的構件化等，都屬于基礎平臺支撐能力的部分。

（4）CS：是指在提供服務時，能否滿足安全需要。主要包括安全和隱私。安全通常包括：認證和授權、可用性、保密性、身份管理、完整性、安全監控和違規事件監控、安全策略管理等。隱私主要包括個人信息和個人識別信息的處理。

2.2 成熟度模型指標體系

業務支撐能力主要包含服務提供能力SSC1（Service Supply Capability）和服務支持能力 SSC2（Service Support Capability）。服務提供的主要目的是將企業數據中心的IT服務提供給客戶，服務支持的目的主要是圍繞支持企業數據中心的服務運營。具體指標值如表1所示。

IT服務能力CITS包括基礎設施服務、平臺服務和應用服務。CITS包括基礎架構服務能力ASC（Architecture Service Capability）、 平 臺 服 務 提 供 能 力 PSC（Platform Supply Capability）和應用服務能力AC（Application Capability）。具體指標指如表2所示。

基礎平臺支撐能力CP分為基礎設施、中間件和業務系統三大部分。CP包括業務系統支撐能力BASC（Business Application Support Capability）、中間件支撐能力 MSC（Middleware Support Capability）和基礎架構支撐能力 ISC（Infrastructure Support Capability）。 具體指標指如表3所示。

表1 業務支撐能力CBS指標體系

表2 IT服務支撐能力CITS指標體系

表3 基礎平臺支撐能力CP指標體系

安全防護能力CS則是根據電網企業信息安全規范而建立的安全防護體系。CS只有一個核心指標，即安全指標 SI（Security Index）。具體指標如表 4所示。

表4 安全防護能力CP指標體系

根據表 1～表 4 的指標體系，則有公式（2）～（5）（其中，ρi∈[0，1]、σi∈[0，1]、τi∈[0，1]、υ∈[0，1]為 4 個加權值）：

3 國內電網企業信息化云計算成熟度評估實證

為了驗證云計算成熟度模型的合理性，本文對國內某省級電網企業的云計算成熟度進行了評估分析。通過調研發現，目前該省級電網企業已經建立了比較完善的業務系統，基本覆蓋了公司的正常業務。根據調研獲得的數據，對電網整體信息化所具備的云計算業務支撐能力、IT服務能力、安全防護能力以及基礎平臺支撐能力等進行全面的評估分析。表5是針對電網的實際情況按照指標進行的評估結果。

表5 電網云計算能力評估得分明細

通過對每個維度的指標項進行算術平均計算，得出該升級電網云計算成熟度得分為2分。從整合評分可知，目前電網信息化在云計算模式轉變的能力支撐上，還處于剛剛起步階段。

本文根據云計算的基本特性和服務模式，研究了云計算成熟度模型（云計算能力評估模型）的研究現狀，結合國內電網企業的實際情況，首次提出了經過量化的面向國內電網企業的云計算能力成熟度模型，并建立了相應的指標體系。該模型將云計算能力劃分為IT服務能力、業務支撐能力、安全防護能力和基礎平臺支撐能力4個維度。通過對實際IT環境的評估分析，得出的評估結果也符合電網的信息化現狀，為電網進行云計算建設提供了指導意見。

[1]張建勛，古志民，鄭超.云計算研究進展綜述[J].計算機應用研究，2010，27（2）：429-433.

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