一、前言：
關(guān)于云計算
云計算是一種基于網(wǎng)絡(luò)的支持異構(gòu)設(shè)施和資源流轉(zhuǎn)的服務(wù)供給模型，它提供給客戶可自治的服務(wù)。云計算支持異構(gòu)的基礎(chǔ)資源和異構(gòu)的多任務(wù)體系，可以實現(xiàn)資源的按需分配、按量計費，達到按需索取的目標，最終促進資源規(guī)?；?，促使分工的專業(yè)化，有利于降低單位資源成本，促進網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)創(chuàng)新。
關(guān)于智慧城市
智慧城市是以多應(yīng)用、多行業(yè)、復雜系統(tǒng)組成的綜合體。多個應(yīng)用系統(tǒng)之間存在信息共享、交互的需求。各不同的應(yīng)用系統(tǒng)需要共同抽取數(shù)據(jù)綜合計算和呈現(xiàn)綜合結(jié)果。如此眾多繁復的系統(tǒng)需要多個強大的信息處理中心進行各種信息的處理。
要從根本上支撐龐大系統(tǒng)的安全運行，需要考慮基于云計算的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，建設(shè)智慧城市云計算數(shù)據(jù)中心。在滿足上述需求的同時云計算數(shù)據(jù)中心具備傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心、單應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)無法比擬的優(yōu)勢：隨需應(yīng)變的動態(tài)伸縮能力(基于云計算基礎(chǔ)架構(gòu)平臺，動態(tài)添加應(yīng)用系統(tǒng))以及極高的性能投資比(相對傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心，硬件投資至少下降30%以上)。
二、云計算應(yīng)用于智慧城市的優(yōu)勢
平臺層的統(tǒng)一和高效能
通過架構(gòu)即服務(wù)(Iaas)的構(gòu)建模式，將傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心不同架構(gòu)、不同品牌、不同型號的服務(wù)器進行整合，通過云操作系統(tǒng)的調(diào)度，向應(yīng)用系統(tǒng)提供一個統(tǒng)一的運行支撐平臺。
同時，借助于云計算平臺的虛擬化基礎(chǔ)架構(gòu)，可以有效的進行資源切割、資源調(diào)配和資源整合，按照應(yīng)用需求來合理分配計算、存儲資源，最優(yōu)化效能比例。
大規(guī)模基礎(chǔ)軟硬件管理
基礎(chǔ)軟硬件管理，主要負責大規(guī)?；A(chǔ)軟件、硬件資源的監(jiān)控和管理，為云計算中心操作系統(tǒng)的資源調(diào)度等高級應(yīng)用提供了決策信息，是云計算中心操作系統(tǒng)的資源管理的基礎(chǔ)?；A(chǔ)軟件資源，包括單機操作系統(tǒng)、中間件、數(shù)據(jù)庫等?；A(chǔ)硬件資源，則包括網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的三大主要設(shè)備，即：計算(服務(wù)器)、存儲(存儲設(shè)備)和網(wǎng)絡(luò)(交換機、路由器等設(shè)備)?；A(chǔ)軟硬件管理中心，可以對基礎(chǔ)軟件、硬件資源進行資產(chǎn)管理;可以實現(xiàn)基礎(chǔ)硬件的狀態(tài)監(jiān)控和性能監(jiān)控;能夠?qū)Ξ惓Ｇ闆r觸發(fā)報警，提醒用戶及時維護問題設(shè)備;能夠?qū)A(chǔ)軟硬件資源進行長期的統(tǒng)計分析，為高層次的資源調(diào)度提供決策依據(jù)。
業(yè)務(wù)/資源調(diào)度管理
云計算數(shù)據(jù)中心的突出特點，是具備大量的基礎(chǔ)軟硬件資源，實現(xiàn)了基礎(chǔ)資源的規(guī)模化。可以提高資源的利用率，降低單位資源的成本。業(yè)務(wù)/資源調(diào)度中心可以實現(xiàn)資源的多用戶共享，有效提高資源的利用率。且可以根據(jù)業(yè)務(wù)的負載情況，自動將資源調(diào)度到需要的地方。
業(yè)務(wù)/資源調(diào)度中心是云計算數(shù)據(jù)中心操作系統(tǒng)的高級應(yīng)用模式，也是云計算數(shù)據(jù)中心低碳、綠色的開展業(yè)務(wù)的必然要求。
安全控制管理
一個產(chǎn)業(yè)、一個國家的競爭力可以有很多，而在信息時代下，數(shù)據(jù)已成為產(chǎn)業(yè)、國家的核心競爭力。云計算，實現(xiàn)了計算與存儲的分離，實現(xiàn)了眾多用戶對同一基礎(chǔ)資源的共享使用。但同時，眾多用戶共享同一資源，也對數(shù)據(jù)安全提出了更高的挑戰(zhàn)。
在云計算環(huán)境下，基礎(chǔ)資源的集中規(guī)?；芾?，使得客戶端的安全問題更多的轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)中心。從專業(yè)化角度，最終用戶可以借助云數(shù)據(jù)中心的安全機制實現(xiàn)業(yè)務(wù)的安全性，而不用為此耗費自己過多的資源和精力。但同時，對云計算中心而言，需要直接對更多用戶的安全負責。具體而言，云計算安全涉及以下幾個主要方面：數(shù)據(jù)訪問風險、數(shù)據(jù)存放地風險、信息管理風險、數(shù)據(jù)隔離風險、法律調(diào)查支持風險、持續(xù)發(fā)展和遷移風險等等。
云計算數(shù)據(jù)中心的安全控制，可以從基礎(chǔ)軟硬件安全設(shè)計、云計算中心操作系統(tǒng)架構(gòu)、策略、認證、加密等多方面進行綜合防控，保證云計算數(shù)據(jù)中心的信息安全。
節(jié)能降耗管理
建設(shè)節(jié)約型社會，是經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是保障經(jīng)濟安全和國家安全的重要舉措。對于云計算數(shù)據(jù)中心，面對規(guī)模巨大的基礎(chǔ)軟、硬件資源，實現(xiàn)這些基礎(chǔ)資源的綠色、節(jié)能運維管理，是資源供應(yīng)商業(yè)務(wù)的必然需求，也是云計算發(fā)展的初衷之一。
當前，業(yè)界普遍的情況，設(shè)備采購是以保證各項業(yè)務(wù)峰值需要為依據(jù)的。為此，用戶往往采購了大量的設(shè)備。但實際運行過程中，設(shè)備負載普遍較低，通常僅在20%左右。特別在低負載時段，服務(wù)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。
云計算數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)了資源的多租戶應(yīng)用。通過業(yè)務(wù)的歷史統(tǒng)計信息，配合業(yè)務(wù)/資源調(diào)度管理，可以有效提高資源的利用率。在典型應(yīng)用中，采用節(jié)能技術(shù)的云計算數(shù)據(jù)中心，可以將資源負載提高到80%，除去資源調(diào)度過程中的損耗，可以將資源的有效負載提高2倍。當前中國服務(wù)器保有量在200余萬臺，如果能夠較為普遍的采用云計算節(jié)能技術(shù)，則可以降低65%左右的能源損耗。以服務(wù)器平均能耗200瓦/小時計，全年可節(jié)約160億千瓦時的電能，相當于葛洲壩電站2009年全年的發(fā)電量。
而在夜間，數(shù)據(jù)中心整體負載降低情況下，則可將空閑資源轉(zhuǎn)入休眠模式，從而在最大程度上實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心綠色、低碳的節(jié)能運營。
三、云計算應(yīng)用于智慧城市建設(shè)的意義
促進現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的發(fā)展
發(fā)展現(xiàn)代服務(wù)業(yè)，帶動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，是我國信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)所肩負的重要歷史使命。云計算，使計算與信息服務(wù)走向社會化、集約化、專業(yè)化，讓更多的人能夠以低成本享受到我們的信息技術(shù)和信息資源服務(wù)，是促進我國現(xiàn)代服務(wù)業(yè)發(fā)展的重要信息技術(shù)。
現(xiàn)代服務(wù)業(yè)是從工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)三個產(chǎn)業(yè)角度抽出的，它是一種利用高新技術(shù)，特別是信息通信技術(shù)和墊帶管理理念的一種新的服務(wù)業(yè)態(tài)，云計算正是上述所提的新的業(yè)態(tài)?？梢?，云計算是現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的一個交集關(guān)系，一方面它屬現(xiàn)代服務(wù)業(yè)，另一方面它也可以為其它工業(yè)、農(nóng)業(yè)和傳統(tǒng)服務(wù)業(yè)做計算服務(wù)，共同形成全面的支撐關(guān)系，可見云計算作為現(xiàn)代服務(wù)業(yè)中一員可提供一切需要計算服務(wù)的請求。
現(xiàn)代服務(wù)業(yè)中各種計算服務(wù)都可以采用“云”計算的解決方案。云計算將進一步推動現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的發(fā)展，而現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的不斷增長的需求又會促進云計算服務(wù)的更大的應(yīng)用和技術(shù)上進步。
推動區(qū)域社會和經(jīng)濟更快發(fā)展
云計算作為一種計算模式，其重要特征就是資源整合，能夠提供更強大的應(yīng)用支撐能力，進一步推動區(qū)域信息化建設(shè)發(fā)展，為區(qū)域社會和經(jīng)濟更快更好地發(fā)展提供有力保障。
經(jīng)過多年的建設(shè)，傳統(tǒng)的無線城市在電子政務(wù)、電子商務(wù)等方面已經(jīng)形成了多個應(yīng)用平臺，積累的大量的數(shù)據(jù)。但是這些平臺之間是相互獨立的，形成多個數(shù)據(jù)孤島，并且普遍存在設(shè)備利用率低、管理維護成本高等問題。云計算中心的建設(shè)，使我們能夠有效整合計算資源和數(shù)據(jù)，支撐更大規(guī)模的應(yīng)用，處理更大規(guī)模的數(shù)據(jù)，并且能夠?qū)?shù)據(jù)進行深度挖掘，從而為政府決策、企業(yè)發(fā)展、公眾服務(wù)提供更好的平臺。
對于中小企業(yè)，傳統(tǒng)的IT模式需要在硬件設(shè)備上投入大量資金，而沒能在預期時間內(nèi)獲取相應(yīng)的收益，將面臨很大的商業(yè)風險;面對迅速增長的市場機遇，則可能因為無法滿足用戶需求而錯失市場機遇。在云計算環(huán)境下，用戶可以隨時根據(jù)業(yè)務(wù)規(guī)模，租借相應(yīng)的硬件設(shè)備資源，可以靈活的適應(yīng)業(yè)務(wù)變化，有效規(guī)避風險，更好的把握機遇。因而，云計算能夠更好的降低中小企業(yè)風險，促進中小企業(yè)高效、健康發(fā)展。
降低區(qū)域信息化的總體成本
云計算通過資源整合、統(tǒng)一管理和高效的資源流轉(zhuǎn)，可以有效降低區(qū)域信息化的總體成本，從而降低信息化門檻，使得更多的單位和企業(yè)愿意通過信息化提高工作效率。
首先，降低投資成本。通常情況下，IT資源投資規(guī)劃，往往是依照業(yè)務(wù)高峰負載時的需求進行采購，是一種負載最大化的規(guī)劃形式。但在日常應(yīng)用中，絕大多數(shù)時間里，IT資源的負載只有20%左右，導致大量的資源在低負荷中，被閑置浪費。云計算的突出特點，在于實現(xiàn)IT資源共享?？梢栽诒ＷC數(shù)據(jù)隔離的情況下，實現(xiàn)多個業(yè)務(wù)對物理資源的共享，即在實現(xiàn)安全性的前提下，有效提高物理資源的利用率。因而，采用云計算方案構(gòu)建數(shù)據(jù)中心，可以將IT物理資源的利用率提高到80%以上，有效降低物理設(shè)備的投資規(guī)模，是更為高效的投資規(guī)劃方向。
其次，提高利用率，降低日常運營成本。在白天業(yè)務(wù)高峰時，IT物理資源負載較高。而在夜間，IT物理資源負載很低。但為了保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性，IT物理資源往往需要不間斷運行，由此，在夜間負載很低時，IT物力資源也耗費了大量的電能。云計算，可以實現(xiàn)有效的綠色節(jié)能。在夜間負載低時，能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)的不間斷轉(zhuǎn)移，可以有效將業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到部分IT物理資源上，而將其他空閑的物理資源關(guān)機或轉(zhuǎn)入節(jié)能模式。經(jīng)過實際驗證，夜間，云計算可將80%的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到20%的物理資源上，從而節(jié)約70%左右的電能。
最后，降低管理維護成本。傳統(tǒng)的IT系統(tǒng)，服務(wù)器分散，大量的計算任務(wù)在桌面進行，每個單位和企業(yè)都要拿出相當?shù)娜肆Α⑽锪M行IT系統(tǒng)的日常維護，包括硬件維修、軟件升級、修補漏洞、查殺病毒等，甚至個人電腦重裝系統(tǒng)都要浪費大量時間。云計算通過資源集中和統(tǒng)一管理，降低了這些單位和企業(yè)的日常維護工作量，大量的工作都轉(zhuǎn)移到后臺由專業(yè)人員完成，從而有效降低了管理維護成本。
為數(shù)據(jù)安全提供保障
云計算通過將數(shù)據(jù)集中存放，降低了數(shù)據(jù)在個人手中遺失或者泄露的風險。同時，云計算中心還采用了多種安全手段和容災(zāi)備份手段，保證數(shù)據(jù)不會丟失，也不會被非法篡改。
四、智慧城市的架構(gòu)設(shè)計
隨著業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，政府與企業(yè)(泛指運營商、企業(yè)和行業(yè)用戶)的業(yè)務(wù)應(yīng)用和數(shù)據(jù)正在從分散部署走向大集中，作為業(yè)務(wù)承載體的IT設(shè)施的部署模型隨之發(fā)生翻天覆地的變化，互聯(lián)互通已經(jīng)不能滿足流程整合后的業(yè)務(wù)持續(xù)發(fā)展的需求。
網(wǎng)絡(luò)是連接所有數(shù)據(jù)中心IT組件的唯一通用實體，構(gòu)建堅實的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施將為數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)永續(xù)、管理與運維提供保障。
通常來講，用戶的業(yè)務(wù)可分為多個子系統(tǒng)，彼此之間會有數(shù)據(jù)共享、業(yè)務(wù)互訪、數(shù)據(jù)訪問控制與隔離的需求，根據(jù)業(yè)務(wù)相關(guān)性和流程需要，需要采用模塊化設(shè)計，實現(xiàn)低耦合、高內(nèi)聚，保證系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的安全性、可靠性、靈活擴展性、易于管理。
考慮基于Iaas架構(gòu)進行設(shè)計，以云計算數(shù)據(jù)中心為核心，打造獨立于多個應(yīng)用系統(tǒng)的公共云，通過各類不同的云，如市政云、交通云、教育云、安全云、社區(qū)云、旅游云為各類上層應(yīng)用提供支持，其架構(gòu)能后續(xù)擴展支持其它云。
云計算數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)總體架構(gòu)圖
市政云模塊
市政平臺能提供移動辦公、移動執(zhí)法、視頻監(jiān)控、公眾服務(wù)等業(yè)務(wù)的移動通信網(wǎng)絡(luò)的接入通道服務(wù)，集成包括3G移動寬帶、短信、彩信、位置服務(wù)等移動通信資源，對委辦各局的應(yīng)用接入進行統(tǒng)一管理，并負責移動智能政務(wù)的網(wǎng)絡(luò)安全、身份認證、運行監(jiān)控，負責城市綜合多媒體信息的發(fā)布。
平臺的建設(shè)目標包括以下六個方面：
• 建立統(tǒng)一的移動智能政務(wù)接入管理平臺
• 建立統(tǒng)一的移動智能政務(wù)訪問門戶
• 建立統(tǒng)一的移動智能政務(wù)安全認證平臺
• 建設(shè)統(tǒng)一的政務(wù)無線網(wǎng)關(guān)(短信、彩信、位置服務(wù))
• 建設(shè)與智能政務(wù)外網(wǎng)安全連接的3G通信網(wǎng)絡(luò)通道
• 建設(shè)統(tǒng)一的城市綜合多媒體信息系統(tǒng)
交通云模塊
• 交通擁擠造成了巨大的時間浪費，加大了環(huán)境污染當前，面對當今世界全球化、信息化發(fā)展趨勢，傳統(tǒng)的交通技術(shù)和手段已不適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展的要求。智能交通系統(tǒng)將是交通事業(yè)發(fā)展的必然選擇，更是交通事業(yè)的一場革命。
• 結(jié)合目前城市交通現(xiàn)狀和需求，為提升百姓出行幸福指數(shù)，重點在公共交通領(lǐng)域打造高質(zhì)量服務(wù)的城市智能公交系統(tǒng)。
• 智能公交解決方案，將無線技術(shù)與ITS的理念結(jié)合，為市民提供便民服務(wù)：
– 公交調(diào)度指揮和車隊管理
– 公交出行信息服務(wù)
– 公交安保服務(wù)
教育云模塊：好的教學課要打破時間、空間的限制，實時共享給其它學校的教師，并且能進行實時的互動、交流，以較快提升整個城市的教師水平。
安全云模塊
隨著城市區(qū)域不斷擴大、人口增加及流動因素也隨之擴大，公安警力的增長速度逐漸不能滿足實際需求，而很多城市早期對城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控點分布少、覆蓋區(qū)域小、盲點多、清晰度差;各自的管理相對分散，居民小區(qū)或行業(yè)之間的信息匯總、資源共享較少。公安工作移動性、突發(fā)行、緊急性等特點，使得一線部門需要實時與公安數(shù)據(jù)中心交換信息。從上述需求看，結(jié)合城市里的已經(jīng)部署的高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)，整合各種資源以適應(yīng)城市應(yīng)急保障制度，配備具有移動性能特點的“警務(wù)通”系統(tǒng)，通過數(shù)字視頻集中管理系統(tǒng)化科技手段打造“平安城市” 。智慧城市規(guī)劃應(yīng)用中“平安城市”屬于此模塊。
社區(qū)云模塊：“數(shù)字社區(qū)”將根據(jù)需求導向、科學規(guī)劃、著眼應(yīng)用、注重實效的建設(shè)原則，進一步明確建設(shè)內(nèi)容，規(guī)劃進度安排，展望實施效益，以確保“數(shù)字社區(qū)”建設(shè)科學、有序、快速建設(shè)。“數(shù)字社區(qū)”具有高技術(shù)含量與先進的物聯(lián)網(wǎng)及信息技術(shù)的應(yīng)用集中體現(xiàn)。通過采用現(xiàn)代傳感技術(shù)、數(shù)字信息處理技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)、計算機技術(shù)、多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)社區(qū)內(nèi)各種信息的采集、處理、傳輸、顯示和高度集成共享，實現(xiàn)社區(qū)自動化、智能化監(jiān)控，實現(xiàn)社區(qū)生活與工作安全、舒適、高效。進行精密設(shè)計、優(yōu)化集成建設(shè)代表國內(nèi)一流水平的數(shù)字化及智能化系統(tǒng)工程。數(shù)字社區(qū)滿足社區(qū)廣大人民群眾的實際需求，建立一套極為完善的數(shù)字社區(qū)綜合信息平臺，充分體現(xiàn)端州鮮明的時代特征。