市級政務云計算中心建設探討

四川省達州市電信分公司 唐 彥

1 前言

目前，全國進入新型智慧城市建設的初始階段，新型智慧城市建設必須以云計算中心為IT基礎設施平臺，加快各種信息資源及功能應用的整合以實現新型智慧城市建設目標。為節省政府信息化投資，集中管理政務系統數據，通過建設市級政務云中心，很好的解決了各個部門重復建設機房及購置軟硬件、維護成本高、數據管理難等問題[1]。

2 總體技術架構

政務云計算中心總體架構如圖1：

圖1 市級政務云計算中心總體架構

總體設計架構從“3個1”角度進行層次解讀，分為1個云中心，包括基礎配套設施、基礎資源池及云管理平臺；1個云監管中心，包括具備統一門戶、運營管理、服務考核、決策分析、資源監管、日志管理、用戶管理、安全管理、告警管理等功能；1個云保障中心，包括云標準、云安全、云遷移及云運維。

總體設計架構具體功能組件分為基礎配套設施、云資源、云管理、云網絡、云安全、云監管及云運維等7個方面內容。基礎配套設施包括政務云數據中心機房等相關基礎設施；政務云資源包括服務器及存儲兩個部分；云管理為政務云中心的資源管理部分；網絡為政務云中心平臺的互聯互通設計；云安全包括云安全及基礎安全兩個安全體系；云監管包括運營管理、服務考核、決策分析、資源監管、日志管理、用戶管理、告警管理等；云運維包括運維服務體系級運維服務內容。

3 各組件功能解析

為高效建設政務云計算中心，對政務云計算中心各組件解析如下。

3.1 基礎配套設施

市級政務云計算中心基礎配套設施主要是指機房配套設施。機房必須是獨立機房，選址必須在市主城區內，以提升政、企聯動能力和效果，便于參觀、應急和搶維。工程設備安裝所需機柜空間要滿足工程需求，每機柜提供雙路不間斷供電，機房空間和供電在滿足建設規模基礎上，具備適應業務發展的擴展能力。政務云計算中心辦公場地與機房同地點，滿足日常運維值班，設備安裝調試，后期業務系統遷移等工作需要[2]。云資源要進行物理和邏輯隔離，且需要在機房內劃分獨立區域。獨立區域具有門禁控制，控制權按照采購人要求進行管理。機房具備較高性能的安防、環境監控、滅火系統等基礎設施服務，機房抗震烈度達6度或以上。機房具備環境智能監控，實現對設備電流量的監控、機房溫度監控、機房濕度監控。機柜區域配備專用門禁和24小時監控系統，視頻監控畫面可遠程調用，監控錄像保存時間大于3個月。服務器設備要獲得可持續電力供應，包括增加UPS及柴油發電等應急電源保障，每年持續電力供應時間在99.99%以上，以確保電子政務應用系統可持續工作，滿足信息化政務工作的高要求。

3.2 云資源

云資源分為云計算資源和云存儲資源。云計算資源平臺至少劃分為互聯網業務區和公用業務區，兩個區域之間應采用安全數據交換系統進行隔離防護。云資源平臺內部計算資源池劃分為高性能計算區、通用性能計算區，每個區分別使用不同的服務器進行承載，具體資源劃分可在具體實施中根據各政府部門在兩個區的業務比例來確定，服務器均通用，可根據業務上線情況相互調配。云存儲資源的設計分為兩類，FC-SAN(光纖存儲網絡)存儲和分布式存儲，FC-SAN存儲為高端集中式存儲池，用來承載對實時要求較高的業務數據；分布式存儲為分布式網絡存儲，用來承載虛擬機系統、虛擬機鏡像、虛擬機的模板文件、非結構化數據、大文件等。FCSAN可以實現數據的集中存儲，可以充分利用虛擬架構中虛擬機可動態在線從一臺物理服務器遷移到另一臺物理服務器。分布式網絡存儲可以實現分散數據的集中管控，多采用2個存儲控制器，并配置多塊SSD(固態硬盤)硬盤用于二級緩存或加速，以充分保證未來各級政務業務系統的 I/O （輸入輸出）需求。

3.3 云管理

云管理通過使用一套成熟的商業化云操作系統軟件，完成搭建工作并提供相應服務。云操作系統核心功能包括云服務管理和高可用性管理，云服務管理提供資源調度、資源規劃以及監控等功能，高可用管理提供彈性擴展、彈性遷移、負載均衡及故障隔離等功能，基礎設施資源池通過云操作系統的云服務管理和高可用管理提供物理資源虛擬化服務，將服務器、存儲、網絡資源進行虛擬化，實現統一云資源管理[2]。云操作系統軟件需自主可控，采用Openstack（開放堆砌）技術架構，新的物理服務器資源可以自動被識別到，并加入到平臺的資源池中，而整個過程不應停止原有服務，且不對原有服務造成影響。云操作系統對虛擬機所在的硬件設備維護升級時能夠實時遷移到其它硬件設備上運行，而原虛擬機中的服務不停止。至于云操作系統中的負載均衡功能可以在Hypervisor（管理程序）上以虛機的方式實現，支持第4到7層的負載均衡，可以實時測量服務器利用率和連接負載。另外，云操作系統權限至少要具備云平臺監管人員、云平臺系統管理人員、云平臺安全管理員、云平臺安全審計員等分級權限。

3.4 云網絡

政務云資源池外部網絡互聯需滿足電子政務外網互聯、公眾互聯網訪問以及各廳委辦局安全接入等，內部網絡應采用分區、分層、分平面的網絡架構，實現業務平面、管理平面、存儲平面的分離[4]。依照電子政務外網的安全域劃分，政務云計算中心平臺主要劃分為公用網絡區和互聯網區，其中公用網絡區主要是政務部門系統內和系統間的互訪，互聯網用戶不能直接訪問這個區域的數據和信息系統；互聯網區部署政務部門的WEB（門戶網站）服務器，完成政務信息互聯網發布和數據填報。各安全域內從網絡服務、數據應用業務的獨立性、各業務的互訪關系及業務的安全隔離需求綜合考慮，將管理數據、網絡數據、存儲數據進行的存儲、傳輸和交互進行有效隔離。市級各部門的業務通過邏輯隔離劃分不同的安全域，市級部門訪問或管理業務系統可通過VPN（虛擬專線）等多種方式實現。互聯網區與公用網絡之間通過安全數據交換系統進行數據交換，互聯網區與公用網絡區出口邊界應通過訪問控制設備建立邊界。

3.5 云安全

云平臺應滿足《信息安全技術云計算服務安全能力要求》，達到為政府部門提供云計算服務的基本安全能力。市級政務云計算中心平臺具備基于軟件方式提供云安全服務的自動化部署功能，包含虛擬主機間通過虛擬防火墻進行安全隔離與防護，通過虛擬防火墻之間的互訪安全策略控制流量訪問；云平臺的每個租戶是專用的，可通過云管理平臺進行統一的管理和調度；具有為每個VPC（虛擬通道）、安全組、虛擬機提供殺毒功能；云平臺的租戶可以提供虛擬訪問通道，可以為租戶提供運維服務工具，支持圖形與命令行模式；云備份系統配置足夠的備份空間，提供整體保護，滿足業務系統數據庫備份的需求，無授權許可限制；除業務使用資源外，要布放備份容災資源，這包括應急接管運維支撐平臺和主要采用輕量級服務器組成，使用多路中央處理器單元和萬兆級內存提供應急接管服務；一體化實時備份及數據容錯恢復系統設計存儲容量不低于業務系統容量，具備秒級的保護能力。

3.6 云監管

云監管平臺涉及硬件、第三方軟件、與云資源平臺互聯互通網絡需根據實際需求進行配置，同時需考慮系統安全的相關設備配置。根據云監管的需求，應具備統一門戶、運營管理、服務商考評、決策分析、資源監管、日志管理、用戶管理、安全管理、告警管理、系統管理等功能。云資源平臺設計采用Openstack架構，按照業務需求，云監管平臺與云資源平臺要遵循基于Openstack的相關接口規范，形成最終的統一監管。對于跨平臺監管的部署，市級政務云管理員需要登錄省級政務云服務平臺，申請一個應急VDC（虛擬數據中心）資源池，獲得該VDC信息及OpenStack 管理IP后，將信息加入到市級政務云被級聯OpenStack平臺，系統將自動向省級應急VDC注入被級聯OpenStack，實現市級資源及省級應急資源的統一管理[3]。

3.7 云運維

市級政務云計算中心需服務商配置素質高、專業性強、經驗豐富、穩定的運維團隊，主要負責政務云平臺的軟硬件和網絡運維，團隊包括高級虛擬化工程師、高級運維工程師。服務商需建設有嚴格的、有組織有紀律的管理運維流程，并指派專職接口人，團隊需要24小時在崗及時響應故障請求，負責電子政務云平臺的故障受理、處理、跟蹤、結果匯報工作。云服務商須有本地化服務機構及固定的服務團隊，保證后期系統運維的正常運行。云服務商對項目使用的機房、互聯網接入電路、政務電路應保證服務期的穩定服務提供。

4 結束語

從新型智慧城市建設的需求來看，選定政務云為重要突破帶動其他信息化項目建設是必由之路，通過市級政務云計算中心建設，搭建各部門政務信息系統功能及應用整合的支撐平臺，實現IT資源整合和數據共享，真正從民生出發，面向百姓提供優質的政務服務，充分發揮信息化惠民的重大作用。

[1]中國建設信息化．政務云∶打造數據高地[J]．中國建設信息化,2017,24(23)∶54-55．

[2]孔守斌,王妙微,王博涵,陳東．基于云平臺的地方信息資源共享平臺建設模式研究[J]．電子政務,2017,15(12)∶49-50．

[3]杜軍龍,金俊平,周劍濤．云計算的電子政務網絡安全風險探析[J]．電子世界,2017,39(22)∶94-95．

[4]喬愛鋒．政務云資源池體系架構及關鍵技術應用[J]．電信技術,2017,64(10)∶68-70．