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测绘数据中心建设设想

发布人:国家测绘地理信息局网站    发布日期:2012-02-20    点击数:5243

        

  近年来,计算机、互联网日益普及,政府部门和企事业单位大量投资建设机房、购买计算机设备。机房和计算机系统的设计、建设和维护管理不但投资大、技术复杂,甚至还需要一支专业队伍长期做电源监控、温湿度的监控、数据备份、系统升级、安全防护等运维工作。


  电、水、燃气通过电网和管网输送到千家万户,给人们生活带来诸多方便,城镇居民的日常生活离不开这些基础设施。通常,不管是个人还是企事业单位,没有人想自己建一个发电厂或自来水厂。那些投资巨大,技术复杂的事情交给专业的企业去做,电网、自来水管网和天然气管网通达消费者的驻地,一般企业和民众只要简单地使用和付费就行了。


  由此,人们想到能不能像使用电、水、燃气一样,由专门的企业(或部门)提供信息处理、信息存储、系统软件服务,而不是每个单位自己设计、采购、建设、维护。使用的单位、部门或个人通过网络只要用简单的微机等终端设备就可以按需使用服务器、存储、软件系统等资源,然后按照使用资源的种类、次数和时间付费。中小企事业不用一次性巨额投资就可以享受信息技术资源的设施和服务。这就是目前常听到的新名词“云计算”的概念。

  测绘信息化是实现建设测绘强国宏伟目标的重要途径,数据中心建设是信息化建设的基础设施,也是测绘地理信息的重要物理存储中心和网络节点。

 
  数据中心可以理解为计算机房,其中主要包括若干服务器、存储设备、网络设备、监控设备、电源、空调等等。主要用途是存储数据、处理数据、传输数据。通常,这些数据对于单位或部门来说至关重要,是十分珍贵的。在测绘地理信息系统,数据中心存放的数据可以说是几十人甚至十上百人几年的劳动成果,价值不可估量。数据中心的特点是设备价值昂贵,对环境(温度、湿度等)要求高,对安全的要求就更高,耗电量大。因此,数据中心的规划设计以及建设,在信息化实施过程中显得十分重要。


  目前,测绘创新基地有多个机房,占地面积几百平方米,各机房归不同的单位或部门拥有,各自管理维护。有的单位机房内还有若干个不同部门或项目组独立使用和管理的机柜(服务器、存储设备、网络设备等)。从投资、设计、采购、使用和维护角度看,机房之间是相互独立的,某些机房内不同项目组的机柜组相互也是独立的。每一个独立的系统在设计和建设上都会留有余量。据统计,一般情况下服务器计算能力被有效利用不足20%,也就是计算的设计上留有很大余量。同样,存储系统业留有余量,网络带宽留有余量,电源留有余量,占地空间留有余量等等。如果把测绘创新基地所有计算、存储、网络、电源和占用空间的余量加在一起,将是一个巨大的数字。本质上,这些数字代表的是浪费。各自为政建设机房,不但产生设备、电能和空间的浪费,也产生人力资源的浪费。比如,各个机房维护队伍中,不乏优秀的系统管理技术人员,他(或她)只能用他丰富的技术和经验管理一个机房或一个系统,不能也不允许管理其它机房或系统。由于管理人员的专业方向不同,导致某个系统资源配置合理,而另一个系统安全性能很高,每个系统都有不同的长处和不尽人意的“短板”。可以说,机房独立弊病多多,浪费多多是不争的事实。从投资的利用率和节能减排的要求看,更不能令人满意。

 
  测绘和地理信息事业和产业的发展导致对信息技术的需求不断增长,对于计算处理的要求和存储容量的要求也越来越高。从而对机房空间的要求,对电源电流的要求,对更多的UPS 电源、服务器、存储系统、网络带宽的需求越来越突出。面对这些对IT 资源的不断增长的要求,必须要寻求一种好的解决方法。


  测绘创新基地运用“云计算”技术,建设一个统一的数据中心是解决上述问题的好办法。采用“云计算”的模式,规划、建设以测绘创新基地为核心的两个私有云。一个建在测绘内部网上(Intranet),另一个建在国际互联网上(Internet)。主要是依据测绘创新基地地理信息处理、应用的特点和现状决定的。把那些不与国际互联网相联的服务器、存储系统、网络设备、UPS 电源等连接在一起,构建一个内部云。将现在与国际互联网联接的所有设备、系统,在国际互联网上构建测绘系统私有云,将来可以考虑扩充各省区市测绘行政主管部门的IT 系统。首先要打破单位与单位间的界限,打破部门与部门间的界限,甚至拆除各个机房之间的隔断,统一规划、统一建设、统一维护、统一管理。从IT 基础设施提供的角度看,两个私有云的建设会带来如下好处:
  1、机房整合可以节省空间,在现有机房占用的场地可以放入更多的机柜。从测绘创新基地机房情况看,现有机房占用面积再增加摆放40%的设备不成问题。


  2、可节省投资和电力。通过虚拟技术,建成的虚拟化服务器群组、虚拟化存储系统后,计算和存储等资源的余量集中,其余量总量对于每一个现有应用都可以看成是本应用可以扩展的整块资源,对于新应用余量总量是可以直接使用的系统资源。应用的扩充和新应用的运行都是对资源的需求增加,不用新投资和新增设备就满足新的资源需求,从而节省了投资和电力的消耗。


  3、系统资源更丰富。从“云计算”的服务Iaas、Paas、Saas 看,对于任何一个运行在“云”上的应用,可以使用的资源更加丰富。除了基础设施,还有Windows Server、Linux、Unix、Oracl、DB2、Sybase 等等各种平台和软件系统可以共享,提高资源利用率。


  4、可以按需扩展。对用户来说,“云”中的基础设施资源似乎是无限的。可以根据需要可以随时扩展。事实上,“云”的管理者适时扩展数据中心标准模块或设备,有针对性地满足各种需求。有相当多的信息化系统,机房和硬件设备投资花费数百万,一年甚至更长时间才陆陆续续上应用系统,设备长期空转,不但浪费了电力,也会因为IT 设备价格迅速下滑,导致建设成本过高。


  5、可以降低运维成本,提高运维效率。服务器、存储系统、网络设备的设置和管理十分复杂,专业IT 系统运维人员的水平参差不齐,有的人擅长网络管理,有的人擅长配置虚拟机,还有的人擅长配置存储系统等等。有了“云”,可以集中优势技术力量,组成一支统一管理的、高水平的运维队伍,其成员发挥各自所长,为“云”客户提供最佳服务。


  6、系统的安全性更高。集中化的管理使数据存储更可靠更安全,用户不必担心数据丢失、病毒侵入等风险,可以专注于应用水平的提高。其主要原因还是由各单位各部门抽调的专业人员组成的队伍对“云”的专业化管理。无论是数据的备份,还是病毒、木马的监测和清除,还是操作系统的升级,都由这支专业队伍来做,可以达到数据中心改造前最好机房的水平,使“云”上的每一个用户都更加放心。

 
  实际上,“云”数据中心的好处还有很多,比如降低了终端设备的要求,减少了中断维护和技术支持的成本等等。瘦客户机或云终端不必安装大量各类应用软件,可以简单在“云”上调用等等。

 
 “云”数据中心的建造技术也在发展。国外一些大的IT 服务商已经采用“云箱”在室外空地,像搭积木一样搭建大型“云”数据中心。这些“云箱”都是标准集装箱尺寸,里边有制冷系统、UPS 电源、服务器、存储系统、网络设备、监控设备等,有多种内部配置不同的“云箱”,可以随时按需扩展,灵活布置,降低能耗,极大缩短了建设周期,易于运输,节省空间,便于升级,便于维护。

 
  比较典型的一个20 英尺长的集装箱内,可以托管5000 个以上虚拟机。根据应用和网络需求,随时可以增加模块达到扩容的目的。这种“云”数据中心建在露天场地,也可以放在地下室或者楼顶。

 
  构建测绘“私有云”数据中心会遇到各种阻力和困难,比如,单位之间的界限、部门之间的界限、项目之间的界限。又比如,公平合理的建设投入和使用消费结算的方法等,都是很现实的困难。要建成测绘“云”数据中心,统一认识,统一思想,统一规划,统一行动将是一个长期和复杂的过程。

 
 “云计算”发展前景广阔,也是我国信息化发展的一项战略任务。规划测绘和地理信息事业的发展,特别是规划信息化测绘的发展,必须考虑“云计算”技术的采纳。及早了解,及早规划,及早建设,就会及早受益。
测绘“私有云”一定会在不久的将来建成并运行,有理由相信,测绘“私有云”数据中心在国家“十二五”期间就有可能建成。(国家测绘地理信息局 张荣久)