云計算與政府CIO一、什么是云計算云計算有很多種不同的定義不完全統計，云計算有66種定義云計算是指信息基礎設施的交付和使用模式，指通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需的資源（硬件、平臺、軟件）。這種信息、軟件、硬件或網絡的資源被稱為“云”。“云”中的資源在使用者看來是可以無限擴展的，并且可以隨時獲取，按需使用，隨時擴展，按使用付費。

“云”包括了IT業中很多術語：公用設施計算，網格計算，軟件即服務，以及其他許多可擴展的遠程計算模式。一、什么是云計算

美國標準局（NIST）專家于2009年4月24日給出了一個云計算定義草案，概括了云計算的五大特點、三大服務模式、四大部署模式。說明1：云計算仍是一個不斷發展的詞匯。b它的定義，用例，基本技術，問題，風險和收益，將在公眾和企業參與的激烈辯論中不斷發展。這些定義，屬性和特征都將隨時間發展和改變。說明2：云計算行業代表一個由眾多商業模式、企業、小市場構成的一個龐大的生態系統。

一、什么是云計算

云計算定義:云計算是一種按使用量付費的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網絡訪問，進入可配置的計算資源共享池（資源包括網絡，服務器，存儲，應用軟件，服務），這些資源能夠被快速提供，只需投入很少的管理工作，或與服務供應商進行很少的交互。云計算模式提高了可用性。云計算模式由三個服務模式、四個部署模式、五個主要特點構成。

3類服務模式

（1）云計算軟件即服務。提供給客戶的能力是服務商運行在云計算基礎設施上的應用程序，可以在各種客戶端設備上通過瘦客戶端界面訪問，比如瀏覽器。消費者不需要管理或控制的底層云計算基礎設施、網絡、服務器、操作系統、存儲，甚至單個應用程序的功能，可能的例外就是一些有限的客戶可定制的應用軟件配置設置。（2）云計算平臺即服務。提供給消費者的能力是把客戶利用供應商提供的開發語言和工具（例如Java，python,.Net）創建的應用程序部署到云計算基礎設施上去。客戶不需要管理或控制底層的云基礎設施、網絡、服務器、操作系統、存儲，但消費者能控制部署的應用程序，也可能控制應用的托管環境配置。（3）云基礎設施即服務。提供給消費者的能力是出租處理能力、存儲、網絡和其它基本的計算資源，用戶能夠依此部署和運行任意軟件，包括操作系統和應用程序。消費者不管理或控制底層的云計算基礎設施，但能控制操作系統、儲存、部署的應用，也有可能選擇網絡組件（例如，防火墻，負載均衡器）。4種部署構架

（1）私有云。云基礎設施被某單一組織擁有或租用，該基礎設施只為該組織運行。（2）社區云。基礎設施被一些組織共享，并為一個有共同關注點的社區服務（例如，任務，安全要求，政策和準則等等）。

（3）公共云。基礎設施是被一個銷售云計算服務的組織所擁有，該組織將云計算服務銷售給一般大眾或廣泛的工業群體。

（4）混合云。基礎設施是由兩種或兩種以上的云（內部云，社區云或公共云）組成，每種云仍然保持獨立，但用標準的或專有的技術將它們組合起來，具有數據和應用程序的可移植性（例如，可以用來處理突發負載）。每種服務模型實例有兩種類型：內部或外部。內部云存在于組織的網絡安全邊界（指防火墻）之內，外部云存在于網絡安全邊界之外。

5個特點

（1）按需自助服務。消費者可以單方面按需部署處理能力，如服務器時間和網絡存儲，而不需要與每個服務供應商進行人工交互。

（2）通過網絡訪問。可以通過互聯網獲取各種能力,并可以通過標準方式訪問，以通過眾多瘦客戶端或富客戶端推廣使用（例如移動電話，筆記本電腦，PDA等）。（3）與地點無關的資源池。供應商的計算資源被集中，以便以多用戶租用模式服務所有客戶，同時不同的物理和虛擬資源可根據客戶需求動態分配和重新分配。客戶一般無法控制或知道資源的確切位置。這些資源包括存儲、處理器、內存、網絡帶寬和虛擬機器。（4）快速伸縮性。可以迅速、彈性地提供能力，能快速擴展，也可以快速釋放實現快速縮小。對客戶來說，可以租用的資源看起來似乎是無限的，并且可在任何時間購買任何數量的資源。（5）按使用付費。能力的收費是基于計量的一次一付，或基于廣告的收費模式，以促進資源的優化利用。比如計量存儲，帶寬和計算資源的消耗，按月根據用戶實際使用收費。在一個組織內的云可以在部門之間計算費用，但不一定使用真實貨幣。二、北京市政府云計算應用與祥云工程

物聯網系統總體框架圖云計算、云計算應用模式祥云工程主要任務1.云計算適用芯片和軟件平臺加快低功耗芯片、新型嵌入式軟件系統、云計算軟件平臺的開發和產業化，為云計算的發展提供產業基礎支撐，形成十余家掌握云計算的核心技術的骨干企業群體。2.云服務產品以云計算的基礎設施服務（IaaS）、平臺服務（PaaS）、軟件服務（SaaS）等3個服務線為核心，整合我市信息服務業資源，促進現有的電信運營商、軟件提供商、信息服務提供商、內容提供商等的轉型。形成十余家規模級IaaS企業，發展百家有獨特技術價值、良好商業模式的PaaS和SaaS企業。3.云計算解決方案充分利用本市系統集成企業在傳統軟件領域行業解決方案優勢，根據云計算技術、產品和服務特點，研發適合各行業的云計算解決方案，繼續保持北京在云計算服務時代企業后臺軟件系統主力供應商的地位。

祥云工程主要任務4.云計算網絡產品以新架構服務器、新一代網絡存儲系統、下一代網絡設備、新型計算單元為重點，積極擴大同國際企業的合作，特別利用好華人企業家的資源，構建我市云計算網絡產品體系，創建十余個新的優勢品牌。5.云計算終端產品積極發展下一代移動通信終端、移動互聯網智能設備、平板電腦、電子書、感知終端等多種云計算終端產品，支持形成以新型終端為龍頭的、集硬件、軟件、服務、內容與一體的云計算產業生態圈，培育百億元級別的產業鏈。

提高業務敏捷性高效滿足業務發展需要應用1虛擬存儲池虛擬化服務器池應用2應用3虛擬化網絡和網絡服務虛擬化增強資源利用率，提高伸縮性彈性管理應用和數據需求綠色數據中心向云計算演化12大集中和標準化提高資源利用率降低能耗和成本應用1共享存儲標準化的服務器群應用3可擴展的數據中心網絡(LAN+SAN)降低基礎設施復雜性降低運營費用應用2自動配置隨需應變公用化規模化降低成本隨需應變業務需求

應用服務1應用服務2應用服務3公用化基礎設施云計算騰訊聯席CTO熊明華預言，未來5年內，面對帶寬、存儲、電力、機房等成本的大量增長，中國互聯網企業的利潤可能會被吃掉，如果不能應對“云計算”的挑戰，中國互聯網也許會面臨“崩潰”云計算面臨七個主要挑戰安全性：用戶隱私和數據安全服務質量（可靠性）：服務中斷、網絡慢；云計算可能會大幅度增加互聯網流量用戶鎖定：出現新的壟斷、新的信息孤島缺乏標準：云計算接口無標準，不同的云計算系統不能互操作成本：針對長期日常業務使用，云計算真能降低成本嗎？IaaS目前比傳統數據中心貴歐洲研究結論：針對科學計算，目前的云計算性能比高性能計算中心或網格差2~10倍持續性：SaaS盈利，但PaaS和IaaS云計算提供商的商業模式尚未得到證明應用移植成本設備人力Ostermannetal,SC09；科學計算應用響應時間（秒）應用程序 網格平臺 云計算平臺DAS-2 802 2,292RAL 27,807 131,300GLOW 17,643 59,448Grid3 7,199 50,470SharcNet 61,682 219,212LCG 9,011 63,158云計算接口類型REST服務：SREST服務+SSH：AmazonEC2,NanoHub本地開發再上傳：GoogleAppEngine三、政府云架構的需求能效

世界級的高能效開發

多廠商創新性方案兼容性安全

數據的有效隔離及快速獲取簡化

靈活的基礎架構和統一的網絡私有云的技術保障RefreshwithIntel?Xeon?5600andNodeManagerDeployinteroperablesolutionsandsupportstandardsIntelTrustedExecutionandVirtualizationTechnologiesIntel?Xeon?forservers&storageDeploy10GbE傳統IT外包

IT&Web政府應用服務/對外云服務提供商政府云傳統IT架構云架構IT和政府云計算演變舉例政務數據中心演變大型客戶化部署“Off-the-shelf”虛擬化–云架構的核心部件四種場景將會在私有云的部署中日益明顯場景1:存儲的水平擴展場景2:Cloudon-boarding場景3:一致化網絡VirtualSwitchVM遷移服務控制臺Port#110GbPort#210Gb主要網絡數據:虛機(VMs)次要網絡數據:VMMKernel存儲主要網絡數據:VMMKernel存儲次要網絡數據:虛機(VMs)場景4:基于策略的能源管理服務器級機架/數據中心級隨著中國經濟的持續快速發展、城市化進程的不斷推進，政府信息化的不斷發展，云計算應用越來越廣泛四、政府云計算服務的背景中國經濟的持續快速發展城市化進程的不斷推進社會信息化不斷發展龐大的政府應用群體龐大的社會群體一方面注重生活質量的提高，另一方面由于他們具備很好的經濟基礎、受過良好的高等教育和和互聯網應用的便捷性，網上消費、網上交流、網上娛樂等正逐漸成為主流的生活方式。社會消費需求及消費習慣的改變由于客戶的需求和消費習慣都在變，所以企業需要提供簡單、快捷的云計算服務來滿足客戶需求，而很多廠商在提供云計算服務時即希望低成本又希望高品質，云計算服務模式讓這一希望變為了現實。高品質的政府云計算服務應運而生云計算服務需求：1、低成本

2、高品質各種云計算服務模式應運而生！五、中國特色的政府云服務（ISP)模式SaasSaas(Software-as-a-service)為客戶提供各種應用軟件服務PaasPaas(Platform-as-a-service)通過平臺為客戶提供一站式服務IaasIaas(Infrastructure-as-a-service)為客戶提供網絡、計算和存儲一體化的基礎架構服務中國政府需求的Saas服務體系，從而促進新時代的ISP(Iaas、Saas、Paas)隨著技術發展和商業模式創新，SaaS領定義范圍會更寬泛，不僅僅包括在線企業管理軟件如CRM/ERP/SCM/人力資源等管理軟件，而且還包括在線辦公系統、在線營銷系統、在線客服系統、在線調研系統等等，只是滿足客戶的需求不同而已，在線管理軟件偏重于滿足客戶的管理需求，而其他在線軟件偏重于滿足客戶的辦公需求、市場推廣與市場營銷、客戶溝通等需求。開發或購買應用軟件購買服務器和基礎軟件支持與維護使用Saas服務Saas服務新概念Saas（一）：向外部發布信息不同規模的企業想讓政府在互聯網知道它，首先建個網站，其次通過網絡推廣服務把網站的品牌做起來。域名虛機LVS數商網站內容加速：CDN服務宣傳推廣加速：搜索服務Saas（一）：從外部獲取信息政府需要了解更多的行業信息、技術走勢、產品價格、銷售機會等等垂直B2B網站綜合的B2B網站Saas（二）：溝通需求不同政府部門于電子郵箱、IM和在線客服等產品進行內外部溝通，降低通訊成本。電子郵箱、在線客服、IM等++Saas（三）：管理需求不同政府部門都需要通過各種在線信息系統提高管理水平、提升核心競爭力CRMERPSCM內部資源管理供應鏈管理人力資源系統財務管理系統OA系統……客戶關系管理外部OLTP內部OLTPSaas（四）：科學決策需求日志分析系統EDM系統在線調研系統Paas平臺：線上模式SDP（ServiceDeliveryPlatform:服務交付平臺）模式：專業的云計算服務運營商，為客戶提供硬件、互聯網帶寬、操作系統和運營支撐管理軟件，不同的軟件開發商在此基礎上提供多種應用軟件。傳統營銷模式客戶統一營銷模式客戶1中企動力…..新網一大把客戶2….….客戶A客戶1中企動力…..新網一大把客戶2….….客戶A未來的云計算服務超市賣的是各種互聯網信息服務，為客戶提供一站式服務。Paas平臺：線下模式統一平臺存儲池化網絡池化internetinternetserverpoolstoragepoolNASpoolloadbalancerpoolfirewallpoolswitchingpoolswitchingpoolutilitycontroller服務器池化訪問層web層應用層數據庫層edgeroutersroutingswitchesauthentication,DNS,

intrusiondetect,VPN

webcache1stlevelfirewall2ndlevelfirewallloadbalancing

switchesweb

serverswebpagestorage

(NAS)database

SQLserversstoragearea

network

(SAN)application

serversfiles

(NAS)switchesswitchesinternetinternet－靈活定制不同服務級別的池化資源

Iaas平臺架構Iaas平臺--網絡池化不僅通過動態雙鏈路、共享帶寬等技術實現網絡池化，而且在多個IDC機房之間實現互聯互通，從而保證了網絡通信的高可用。通過應用層池化技術、操作系統分隔技術、操作系統與硬件之間虛擬化技術來滿足客戶的多層次需求，越往下成本越高，但是對業務靈活性的支持能力越強。基礎架構虛擬化層次業務模式應用層池化操作系統分割硬件虛擬化虛機業務VPS租機業務專業化運營服務………….硬件與操作系統之間進行虛擬化Iaas平臺--計算池化存儲設備群根據信息生命周期模型，將目前現有設備以及業內主流的存儲設備整合實現存儲池化。

IT應用金融

遠程教育傳媒Iaas平臺--存儲池化數據中心級災備系統WORM、受控、保密數據復制主中心災備中心數據中心級二級存儲近線存儲歸檔應用iSCSIFCIP

HTTP

FTPNFSCIFS數據中心級主存儲設備集群復制Internet/內網部門級NAS、SAN、分布式存儲WORM、受控、保密數據，數據服務級別管理異構存儲主機資源工作組服務器UNIX服務器Window服務器工作組服務器、web服務器VM1VM2Iaas平臺--存儲池化方案提供不同服務級別的在線存儲服務、近線存儲服務、離線存儲服務和歸檔存儲服務。在線存儲近線一級存儲近線二級存儲Iaas平臺--存儲池化服務安全管理合規安全安全技術通信安全數據安全物理安全代碼安全系統安全應用安全操作安全風險評估漏洞掃描補丁管理應急響應災難恢復系統加固法規遵從內部審計行為審計過程控制IT審計基于云計算服務的安全運營模型積極參與云計算服務的標準制定云計算服務體系服務保障服務安全服務接口服務內容標準的服務保障規范化的服務內容統一的服務接口嚴格的服務安全六、云、端和朶一個復雜的云計算應用系統，所涉及的現實物理世界非常廣泛，對應整個物理世界的鏡像描述一定十分復雜，云計算應用系統中要感知、傳輸處理和反饋的信息量將隨著進入到云計算應用系統的物的量增加成指數級別激增。大量的信息交流和處理，必定使得云計算的運行速度和運行效率降低，當系統足夠大時，云計算就會由于系統堵塞而癱瘓。

六、云、端和朶于是，我們陷入的困惑，復雜的云計算系統就真的不能實現了嗎？但是，我們從人體身上得到啟示。人體是最復雜的只能處理系統，同樣存在感知、智能處理和反饋的功能。同時，人體每時每刻要處理海量的信息，但并不是所有的信息都是通過大腦處理的。例如人類的部分條件反射功能就是在脊髓神經完成的，運動信息的處理大部分在小腦完成。我們再來分析復雜的云計算應用系統，在一個復雜的云計算應用系統中，并不是所有的物與物之間都要產生直接的聯系。我們將能夠完成復雜云計算應用系統內部某一部分相對獨立功能的系統稱之為子系統。六、云、端和朶在這個子系統內部，相關物的信息只與本子系統的物的信息發生關聯，而與離本系統較遠的物或者子系統之間不發生直接的關聯。那么，這個子系統內部的信息感知、傳遞、只能處理和反饋就完全可以在本子系統內部完成。這樣，即實現了云計算的功能，又使整個系統信息得到了分散處理，這種就進進行信息處理的方式就叫做本地處理。但是，作為復雜云計算應用系統本身又是一個整體，所以，個系統之間又要進行有機的協調與協作，各子系統的信息又是在上一級子系統的綜合協調下進行有序的信息交流，這就叫做異地交換。六、云、端和朶開放的云計算架構認為，任何的云計算應用系統都是由具備不同獨立功能的子系統（朶）組成，同時又可以是一個更大的云計算應用系統的子系統。同時，基于本地處理和異地交換的開放云計算架構體系認為，各子系統內部可以自成體系，其硬件系統、網絡架構、數據格式、功能要求、傳輸標準、處理能力和反饋模式等都可以自成體系，完成本子系統的功能。各子系統之間按照上一級云計算應用系統的標準進行信息交流。任何一個子系統的運行與否，多不會影響到另一個子系統的正常運行。六、云、端和朶于是，這種開放式的云計算結構就構成的一個積木式云計算的結構體系。任何一個云計算應用系統，都可以看成是由多個異構（同構是特例）的子系統（端、和朵），按照一定的協議（或標準）組合而成的。同時，組成任何云計算復雜系統的子系統都可以隨時隨地的接入和斷開，而這個復雜的云計算應用系統又可以和其他的云計算應用系統進行組合，形成更復雜的云計算應用系統。這就是云朵云計算。六、云、端和朶云朵云計算結構使得云計算應用不用一蹴而就，也不用求大求全，而是要面向需求，逐步完善云計算應用領域和功能。積木式云計算構架為各領域推進云計算應用提供了途徑。同時，云朵云計算要求建立廣泛的云計算信息資源共享機制，充分利用信息的一次采集，重復利用的高效利用模式，降低云計算運行成本。六、云、端和朶智能交通就是云朵云計算最完整的體現。以我國的智能交通為例，全國性的智能功能交通網絡是有個地區的智能交通網絡組合而成的，各地的智能交通云計算應用系統可有不同的構建模式，只要能夠滿足智能交通的需求即可。本地的智能交通的信息處理就在本地完成，而不同地區的智能交通信息，按照統一的標準，實現資源共享。不同地區智能交通的建設速度和建設模式不同，建成一個，接入一個，逐步形成全國范圍內的智能交通體系。在全國的智能交通體系中，任何一個地區的智能交通系統出現問題，都可以隨時斷開和主系統的鏈接，對主系統不會產生任何影響。同時，各地區的智能交通系統又是由更小的云計算應用系統所組成。按照云朵式云計算結構，任何的云計算應用系統都可以進行信息交流，云計算的信息資源能夠在更廣域的范圍內達到充分的利用和增值，云朵式云計算真正體現了智慧型云計算的開放式架構，實現了云計算效率的最大化。建議對政府用戶而言，云計算不僅能夠提高辦公效率、節約信息化成本，還能夠幫助其實現管理創新和服務型政府轉型。政府不僅是云計算重要應用主體，更是重要的市場規則制定者、產業運營監督者和產業發展推動者。建議政府的推動可以促進云計算產業跨越式發展。例如，目前各地政府結合當地產業規劃，積極建立云計算產業發展與創新基地，通過資金支持大力培育云計算技術服務廠商，建立面向城市管理、產業發展、電子政務、中小企業服務等領域的云計算示范平臺，推動IT廠商向云計算服務商轉型，并引導云計算技術和服務廠商向產業基地集聚，組建云計算產業聯盟，形成合力參與全球云計算產業競爭。建議在云計算產業發展中，政府用戶關注的核心聚焦在數據安全、云計算的標準建設及產業生態系統打造等方面。建議

一個適度寬松的云計算發展環境，對產業的整體推進甚為重要。具體來說，政府可以在以下四個方面發揮重要作