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云计算需要面对基础架构与整合问题

国家图书馆中央控制室 主任总工 于洪波:云计算需要面对基础架构与整合问题
4月17日、18日在北京国家会议中心隆重举行2012 第四届CCS云计算高峰论坛暨展览。近3000名来自运营商、政府部门、金融、保险、电力、能源、医疗、公安、军队、教育、制造等行业的企业IT、信息部门主管及专家学者齐聚一堂,深度探讨云计算应用现状及发展趋势,分享交流云计算的优秀案例。60多家国内外知名厂商以云计算高峰论坛为平台展示了其最新的产品及解决方案,成为众多线上线下观众的关注焦点。
“国家图书馆”亮相“云计算高峰论坛”并发表精彩主题演讲,其演讲主题为“云计算需要面对基础架构与整合问题”。以下是现场快递。(声明:本稿件来源为现场速记,可能有笔误和别字,仅供参考)
于洪波:
通过云计算这方面,从使用角度来说,在云的范围之内,想解决一些什么问题,这是我们关心的。我想从三个方面来说明一下,一个是云计算的实质,,第二个是跨系统的问题,还有一个是数据存储的问题,这三个对于用户来说比较关心的问题。
云计算的实质是什么,可能从这几个方面来考虑,我认为云计算是一种计算服务模型,从广义上覆盖,可能扩展到公共云这个方面,局部可能是私有云,现在国家提出来专有云,可能是想区别于私有云。还有一个他是通过网络和提供便捷计算服务的IT基础设施,其中硬件是基础环境,软件是灵魂,硬件、软件结合的产物。这两个方面是解决跨系统应用的手段,因为跨系统应用从我们这个角度来说面临的比较多。第三个云计算是多种计算和服务的综合表现形式,我前面听了一些,大家讲了一些虚拟化,还有一些网格计算等等,这些方面可能是做得比较多,但是这个可能应该是体现了一个方面,有可能是比较全面一点。第四个是云计算的应用,类似于服务器模式,服务器的模式跟终端关系不是特别大,这样我们运用起来比较容易。端到端有几种说法,刚才我听了服务器端,可能从前端然后一直到个人服务端,这块可能是比较形象的一个描述,这个下面我再给大家讲一下。
另外,目前各个系统互相独立,自成体系,数据独享,是现在IT业的主要问题。云计算可以通过互联网,跨系统解决端到端的问题,这个端可能直接到客户端,可能直接到探测器端,或者是社强及端,这个可能是真正做到了一些东西。还有一个就是现在以计算机为核心的控制,因为我们负责范围是自动控制范围。现在的计算机,以计算机为核心实时控制,计算机解决的就是寻检,控制,加密等一些任务,包括联动,前端可能是需要前端数据收集采集不一样,人员输入还有一些银行用的,可能就是一些文字。但如果要是实时控制可能就是一个探测器,还有一些我们的摄像头,类似这些东西,这些东西他有地址,可以作为实时控制的一种手段,这是普遍的一种形式,这个形式有一个问题,就是一个系统解决一个问题,或者一个系统解决两个问题,三个问题,这都是可以。但是你的问题多了以后,你需要的设备就多,你需要的系统就多,这样系统参差复杂。
这个就是现在的,IT业发展到现在,无论是原来的经验教训,还是出现的问题,发展云计算想解决类似的问题,可能是一个共识,因为IT业发展到现在,不是发展不下去,而是不好发展,解决怎么好发展的问题,从这块方面考虑一下。还有云计算要解决有的问题,再有一个就是好的问题,这也是个解决各类问题的枢纽,逐步完善,我觉得互联网包括计算机等等,都是通过这么一个形式发展起来的,这是一个实质。
第二就是跨系统的问题,在跨系统平台方面,对于环境的综合配置问题上很有潜力,其中包括以下几个内容,不同的数据中心,不同的服务商,服务商可能也包括厂商,服务商也代表一些厂商,一些产品,在这方面我们也深有体会,各个服务商经过招标来了以后,第一个符合政策,第二个符合招投标标准。
刚才我已经讲过了,跨系统的问题,就是通过这么几个方面,一个是电脑,然后通过摄像头或者探测器,包括个人的一些数据,组成了一个系统,这个系统出现了不太一样,这个不一样到什么程度呢,就是说我的数据量可以大到很大,特别是像摄像头这种,现在平安城市的交通,还有一些边防的检查,另外国家图书馆,他里面的系统很多,他是个智能建筑,他交叉起来,交叉范围也比较大,每个交差点就会出现一个问题,这就是一个系统,这些问题应该是比较迫切的问题。用户第一个想到的问题就是我现有的资源能够继续使用,避免浪费,这是用户想的问题。
下面以图书馆为例,就是智能建筑,他是多种形式综合的一个产物,既然讲到的是建筑,现在建筑讲的有很多,智能建筑很多消防自动报警系统,防入侵系统,门禁系统等等。
我以轨道传送系统简单说一下,轨道传送主要是出纳台,后面有传送系统,这个传送系统跟书库相连的,这是一般图书馆必须得做的,特别是国家图书馆都是这样形式,国外可能要先进一些,但是起码要做到这种程度。这个系统比较大,入侵人员可以沿着这个轨道进入,这种情况想解决就比较麻烦,因为现在是两个系统,现在一般解决方法因为没有跨系统的问题,跨系统有一个叫系统集成,集成解决不了这个问题,集成商必须全部由一个厂商解决的情况下,他能给你解决两个系统之间的问题。现在大家可能不太清楚,他这种自动控制解决是靠什么呢,就是要解决这两个之间的这个系统搭建,搭建要怎么搭建,就是按照下面的方法建。就是两个系统相互独立,通行能力和防护功能是相互制约的,既要保障通讯能力,又要防止入侵,目前采用两个方法,两个系统软件要编写同一地址,供值守人员看,这个控制起来比较麻烦,安装自己的控制模块,实现两个系统的寻址。用一个系统内继电器的外接点,接入另一个系统的除法设备,在这个环节中还要考虑控制触发执行机构的时序问题,再由两个系统按照设定的程序,分别完成各自的任务。这种解决方法比较麻烦。以上情况是解决两个系统是这样解决。两个系统内的地址点要一个一个的完成才能做到,这还没有包括其他系统,如果要包括其他系统,采用专业云就是非常重要的概念。用专业云的概念统一这个问题,使办法比较简单、稳妥,并且可以解决多变、善变和易变的情况。这是现在目前的情况。
如果我用人工开环的系统,用人工来判断也会出现一些问题,他没有严格的标准,我人工处理起来是没有严格的标准,不会按照统一的模式来做,按照统一的程序来做,他不会,一个人处理一样,而且在处理同一个问题的时候缺乏一致性,我同样处理一个问题,这个人处理是一样,那个人处理是另外一样。这个就不仅仅是实际情况的需要,也是服务者和使用者的需要。服务者和使用者是协调一致的,这样解决起来是比较好的。现在跨系统问题上,细节上就是这么多环节。
我们考虑,比如按实际者使用需求来说,他应该是这么一种情况,如果在云计算综合平台上,根据各个系统的重点,要害部门的需要,预警级别的不同,,做到同时检控数千个点,准确跟踪数百个点,严密掌控数十个点时时调整联动控制设备,就可以无限趋近于做到切合实际、万无一失。这个说起来是容易,但是从国家图书馆来说,现在他两个控制的面积可能是将近二十多万,上万个点,摄像机上千个,而且各种系统的点加起来也是很多。比如说要是比较重要的场所,就包括他的及时性,空调系统解决的是舒适程度,火警系统侧重范围也不一样,火灾以后的严重情况,包括防入侵的东西,门禁,控制人流。这些系统加起来以后,人判断起来很麻烦,计算机判断好上万点以后,同时监测,然后跟踪,严密掌控这些及时处理比较好。这个整个从智能建筑这块,还有目前所有自动控制系统包括的问题,所体现出来要解决的方法,这个可能跟业内人讨论一下,在这些环境范围内应该做到实事求是,能够真正解决这个问题,是使用者可能需要的问题。
另外图书馆建筑是比较前卫化的建筑,所有的设备都要上,以后可能包括这类设施,比如像国家博物馆他们也上了一些东西,他们那个可能更大一些。但是他实际上都是类似的东西,这个东西他们的情况也不比我们好哪去,他及时新上的也没有好到哪去,他也是这么一个情况。所以这个情况,就是现在目前专业云所要解决的一个问题。
还有一个是数据存储的问题,数据存储的问题是比较麻烦的一个问题,这个数据存储,像这些系统的数据量是比较大的,他不像一些文字的数据,比如银行的报表,这个数据基础量大,现在比较大的就是这种图像处理技术是比较大的,他是数据的一个大组。以这个重点简单说一下。
视频资料我们统计过一次,一般的图像数据量是很大的,特别是NAR,现在NAR的系统是属于高清摄像机,现在咱们平安城市,包括北京,各个大城市省级以上城市都在做。做起来以后他主要是对社会稳定有好处。我们做过一个录像,1280×720的高清视频,占用资源是7.9M,另外一段30秒的1980-1080的高清视频占用资源是22M。如果全天记录规模就不小了。如果用传统现在大部分咱们这里面用的差不多是DVR系统,这个系统比较小一点,他是分两种格式的,一种是CIF的格式,一种是D1的格式,一般来说他的标配350线,那么他的一个小时也就是150兆,一天就是3.6个G,如果设定为480线占用硬盘空间就更大。这是现在普遍摄像机使用的情况。
当前咱们存储图像格式是以一个T以上的大硬盘,如何使用CIF格式,要保证故障图像的资料可以预期的存储量,满足国家规定的最低天数,他是动态存储,包括网络传输实时的都是,而且所有的硬盘都是满的,这是这么一种存储方式。这个我们计算过,经过一台16路的标准至少要配4块硬盘才能满足,低标配的话才能满足基本需求。
以国家图书馆一个较小规模且普通的视频系统为例,我们有40台硬盘录像机,用了160块硬盘,这个数据大家可以看一下,70万小时一块硬盘,我要是用70万块硬盘的话,一块硬盘将近一个小时就完蛋了,这么计算下来以后,他的平均时间就是4375小时就要换一块硬盘,一年是8760个小时,所以这种一年要换两块。所以这样下来以后,咱们的硬盘量比较大。如果我要再加上备份这个硬盘量更大,以后就跟换灯泡一样,可能几天就得换,这是现在目前的存储情况。
所以他有几个方法,一个是提高压缩比,另外还要保证云计算重要的手段,提高压缩比无外乎就是减少硬盘。另外个硬盘分开存放,也比较麻烦,他的散热条件不一样,所以这个也是比较麻烦的。还有一个就是存储芯片,因为咱们的温度和存储芯片都是一定的关系,因为可以看到温度升高以后,可以使这些三极管,二极管这些东西发生故障,这些故障是能够破坏电路正常工作,破坏以后他的耗电还有他的损害,维修量就已经很大了。我们大量的实验表明,50%以上的电子设备发生故障都是由环境温度造成的,基本就是这么个情况。所以在处理好温度上升和各自原件,我们现在所使用的就是我们用恒温机柜,比较普通机柜要好一点。
存储问题现在提到这么一个情况,存储问题如果解决不好,云计算应用不好。所以使用磁盘阵列是比较切实可行的方法,据我了解业内现在有一些厂商磁盘阵列已经达到了,因为我们所有的硬盘不是像原来传统硬盘一样,一开机就全部在运行,一直运行到完蛋,不是这样的,他数据存满了他开始休眠,休眠以后他可以做到你用的话我就转,不用的话我可以休眠不转,这样对硬盘的寿命是比较好的。现在咱们公安系统好像大部分用的产品都是类似这种的,包括边防也类似是这种。所以我想这种硬盘的存储格式要区别于传统的形式。只有这样才能保证云计算完成它的使命。随着计算机、互联网的发展,各种实时控制系统不断出现,自动控制系统的广泛应用,专业云私有云的概念是非常重要的模式,广阔的网络技术可以展开一系列的各种平台,今后发展不仅呈现在系统间的沟通应用方面,还会成为人类社会的共同资源,不知道这种比喻是否恰当。我的演讲结束,谢谢大家!