云计算是一种新的计算和应用服务模型,建立在传统的虚拟化、分布式计算、web服务等多种技术的基础上,将分布在不同地域的存储、网络、数据、软件、应用服务等多种资源进行整合,按照内网或外网用户的需求提供不同层次和级别的存储服务、计算服务和应用服务等,用户不必受所在地域和软硬件的限制,通过各种云终端设备透明地访问云服务。
随着信息技术的发展,特别是近年来云计算技术在各行业的快速应用,推动了行业的信息化进程。笔者认为,云计算是一种新的计算和应用服务模型,建立在传统的虚拟化、分布式计算、web服务等多种技术的基础上,将分布在不同地域的存储、网络、数据、软件、应用服务等多种资源进行整合,按照内网或外网用户的需求提供不同层次和级别的存储服务、计算服务和应用服务等,用户不必受所在地域和软硬件的限制,通过各种云终端设备透明地访问云服务。
减灾行业应用需求现状
减灾行业对云计算技术主要有以下几方面的应用需求:
一、云计算为灾情数据处理提供基础设施资源。灾情数据处理涉及到海量数据和庞大的计算能力,普通的单服务器计算模式并不能满足要求,需要采用集群环境,而普通开发者并没有适合的硬件环境。云计算提供统一并强大的计算环境和硬件资源。
二、云计算为灾情数据处理提供统一的开发平台。目前缺乏适合灾情数据处理的Web开发平台。目前GIS服务多数基于web service相关平台。云计算提供统一接口可使算法开发变简单,算法开发者无须知道网络通信相关知识即可被最终用户所调用。
三、云计算在减灾高性能计算中的应用。高性能计算是推进减灾研究,建立灾害监测、预警、评估模型的重要手段。“云计算”技术为整合行业的高性能计算、革新高性能计算的管理模式奠定了基础。在减灾中心内网探索建立“私有云”的模式,开展高性能计算的试用研究。在研究的基础上将“私有云”与“公有云”整合为“混合云”,拓展更多的应用。
四、云计算可以应对突发灾害引起的网络流量巨增。每当灾害发生,特别是重大灾害发生时,灾害行业的网站总要面对网络流量巨增的严峻考验,网络拥塞,甚至宕机。基于“云计算”的服务适应各方需求和即用即付费的特征,考虑应用“云计算”的“公有云”,解决突发灾害引起的网络流量巨增的问题。当灾害发生时,将行业的重要业务和部分WEB服务无缝迁移到“公有云”上,用“公有云”的技术与资源来解决突发灾害时灾害系统网络被点死的状况。这样既节省费用又切实解决了问题。
五、云计算促进灾害协同研究环境的建立。“云计算”的平台即服务可以把开发环境作为一种服务提供到用户端,这种服务为灾害协同研究创造了一个很好的平台。随着3G、WIFi等无线接入技术的普及,灾情野外监测环境的协同,灾害应急救援现场的协同,灾害科学普及与公众的互动,政府减灾与民众的沟通等都需要一个良好的协同平台, “云计算”的平台即服务技术为灾害协同研究环境的建立与发展提供了基础。
六、云计算提升灾情数据共享服务。“云计算”是下一代的数据中心,随着“云计算”的发展,灾情数据共享应用“云计算”的技术模式在数据挖掘、数据加工、数据利用、数据管理、数据存储、数据迁移等方面可以得到便捷的发展,使灾情数据共享服务得到真正提升。
七、云计算推进协同服务。将云计算应用在实时协同研究、远程观测、海量数据存储与传输、应用软件、科学数据、网络工具以及科研活动的综合协同,在“云计算”环境下支持位于不同地点的减灾工作人员实现软件、硬件和数据资源的共享。
八、云计算是创建绿色减灾的一个途径。随着网络的发展,倡导绿色,节约能源己成为网络发展进程必须解决的问题。设备的空载、电力资源的浪费、制冷环境的扩展,引起许多网络管理部、运行部门和政府的极大关注。“云计算”实现了对资源的整合,顺应了网络的发展需求。
减灾云总体框架
减灾云是将云计算技术应用到减灾领域,通过存储虚拟化、服务器虚拟化、软件虚拟化和桌面虚拟化技术,将各种软硬件资源进行整合后形成虚拟的数据资源、计算资源和服务资源,构建标准的减灾应用服务,基于SOA架构,为内网或外网的减灾行业的专业用户、一般用户及社会公众提供多种形式的减灾应用服务。减灾云平台主要以云存储、高性能计算和云服务为国家和地方减灾业务应用提供弹性的基础设施资源和减灾业务支持服务,并实现国家和省级的减灾业务协同。
一、减灾云基础设施。云基础设施层整介减灾国家和省级节点的服务器资源、存储资源、网络资源等,在虚拟化软件的支持下建立虚拟化平台,实现减灾资源的虚拟化,为减灾应用提供高性能的计算资源池、海量的存储资源池以及高速的网络资源池,充分提高资源的利用率。云基础设施层又叫分为硬件资源层、虚拟化层和云资源池层。硬件资源层包括物理上的服务器资源、存储设备资源和网络设施资源;虚拟化层主要是利用虚拟化商业软件实现硬件资源的虚拟化;云资源池层通过虚拟化层整介异构资源,在云资源池层实现物理和虚拟资源(虚拟机、逻辑存储单元和虚拟网络设施等)的统管理。
二、减灾云应用平台。减灾云应用平台在高性能计算和云存储技术的支持,以及遥感平台组件、GIS平台组件、减灾通用业务组件库的支撑下,对外提供参数反演、口标识别等的SOA服务。减灾应用云平台包括操作系统层、数据层和基于SOA的云平台管理层、应用程序组件层和服务组件层。
三、减灾云服务。减灾云服务则是通过选择相应的应用服务组件进行流程编排,形成各应用系统,为国家减灾中心、省级减灾部门等减灾业务用户提供小同类型服务产品。减灾云服务山应用系统层和服务产品层组成。其中,应用系统层包括灾害监测原刑子系统、灾害预警原刑子系统、灾害评估原刑子系统、数据库管理原刑子系统、减灾业务协同与服务平台和业务管理原刑子系统;各类应用子系统生成的服务产品种类包括报告、报表、图像和应用程序等形式,在客户端展示给各类用户。
四、标准体系建设。减灾云需要建立完整的标准体系,主要包括数据存储标准、调度策略标准、数据处理标准、各类性能指标和平台扩展标准等。1.数据存储标准:研究数据级并行模式,建立减灾应用GF辨率遥感数据组织和存储标准。2.调度策略标准:研究任务粒度、数据粒度以及调度策略之间的关系,建立基于性能最优化的二元模刑,制定对应的调度策略标准。3.数据处理标准:提炼减灾应用中的自动化、半自动化业务流程、制定从数据获取到数据评价的全程数据处理规范。4.各类性能指标:建立与减灾相关的应急场景和常规场景下云平台内数据访问、业务运算、作业调度、资源池化、产品生成、产品交换等各方而性能的标准。5.平台扩展标准:建立从物理硬件到服务功能(资源调度、遥感和GIS软件、数据存储、减灾业务等)的扩展标准,保证云计算平台的全而、无缝的升级。
减灾云安全体系
建立减灾云的安全保障体系,从软件服务、基础设施服务(IaaS)、(SaaS)、平台服务(PaaS)二个层次上保障减灾云计算平台的安全。
云计算作为种新技术手段,与减灾行业应用的结介是必然的发展趋势,运用云计算技术将有利于解决减灾行业应用中的海量数据存储与管理、高性能并行处理和多级减灾应用服务等方而的问题。依托现有的软硬件环境,基于初步搭建的减灾云平台,进步深入挖掘减灾行业的应用需求,为减灾领域各类用户提供更加丰富的减灾行业应用服务,推进减灾事业的发展。