云計(jì)算技術(shù)在煉化生產(chǎn)中的應(yīng)用

王洪鎖 尚振陽(yáng) 賈春香

[摘 要] 當(dāng)前，全球 IT 產(chǎn)業(yè)正在經(jīng)歷著一場(chǎng)聲勢(shì)浩大的“云計(jì)算”浪潮。美國(guó)市場(chǎng)研究公司評(píng)選出2011年對(duì)多數(shù)組織最具戰(zhàn)略意義的十大技術(shù)和趨勢(shì)，云計(jì)算居首?？梢?，云計(jì)算正是最符合條件的戰(zhàn)略技術(shù)，是時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)。

另外，戴爾數(shù)據(jù)中心解決方案部門在最近戴爾邁向云計(jì)算之旅的演講中形容云計(jì)算的熱度時(shí)這樣說(shuō)：“有人認(rèn)為云計(jì)算無(wú)所不能，甚至能夠解決全球的饑餓問題?！焙翢o(wú)疑問，云計(jì)算已經(jīng)成為IT業(yè)的主旋律：無(wú)論是亞馬遜、Google，還是IBM、微軟都在積極謀劃“云計(jì)算”布局。隨著IT巨頭的推動(dòng)和用戶信任感不斷提高，云計(jì)算的市場(chǎng)潛力巨大，未來(lái)幾年將繼續(xù)保持較快增長(zhǎng)的勢(shì)頭。

[關(guān)鍵詞] IT產(chǎn)業(yè)；云計(jì)算；戰(zhàn)略技術(shù)

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 04. 036

[中圖分類號(hào)] F270.7；TP393 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673 - 0194（2014）04- 0073- 03

1 論文的意義

隨著中國(guó)石油業(yè)務(wù)和市場(chǎng)的不斷擴(kuò)展，作為中國(guó)石油下游的煉化企業(yè)對(duì)IT建設(shè)和運(yùn)營(yíng)提出了更高的要求，IT部門越來(lái)越成為企業(yè)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的源泉，真正實(shí)現(xiàn)客戶和市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)的運(yùn)營(yíng)模式。面對(duì)新的挑戰(zhàn)，一方面需要IT服務(wù)能力能夠?qū)崿F(xiàn)快速交付；同時(shí)，企業(yè)內(nèi)部的IT系統(tǒng)規(guī)模不斷增大，各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)量日益龐雜，如果繼續(xù)采用傳統(tǒng)從硬件到應(yīng)用相對(duì)獨(dú)立的煙囪式運(yùn)營(yíng)發(fā)展模式，IT設(shè)備采購(gòu)和部署將面臨越來(lái)越大的壓力，各類IT設(shè)備（網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)等）的資源將無(wú)法得到充分利用，從而在一定程度上制約了企業(yè)的快速發(fā)展。

通過(guò)企業(yè)內(nèi)部云計(jì)算的謀劃、布局，可以提高系統(tǒng)遷移和部署速度，提高資源利用率，降低資產(chǎn)和維護(hù)成本，并為在建和擬建信息系統(tǒng)提供最先進(jìn)的技術(shù)支持，以很小的投入，解決企業(yè)各信息系統(tǒng)對(duì)IT資源的需求，保障未來(lái)企業(yè)信息化建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 云計(jì)算介紹

2.1 云計(jì)算的定義

云計(jì)算秉承“按需服務(wù)”的理念，狹義的云計(jì)算指云系統(tǒng)的可配置計(jì)算資源共享池（如：硬件、平臺(tái)、軟件）的交付和使用模式，廣義的云計(jì)算指服務(wù)的交付和使用模式，即用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的云系統(tǒng)的可配置計(jì)算資源/服務(wù)。云計(jì)算是商業(yè)模式的創(chuàng)新，主要實(shí)現(xiàn)形式包括 SaaS、PaaS 和 IaaS。

2.2 云計(jì)算的基本原理

云計(jì)算的基本原理是：通過(guò)使計(jì)算分布在大量的分布式計(jì)算機(jī)上，而非本地計(jì)算機(jī)或遠(yuǎn)程服務(wù)器中，數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行將更與互聯(lián)網(wǎng)相似，使得中心能夠?qū)①Y源切換到需要的應(yīng)用。同時(shí)，云計(jì)算也是一種商業(yè)計(jì)算模型，它將計(jì)算任務(wù)分布在大量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的資源池上，使用戶能夠按需獲取計(jì)算力、存儲(chǔ)空間和信息服務(wù)。這種資源池稱為“云”?！霸啤笔且恍┛梢宰晕揖S護(hù)和管理的虛擬計(jì)算資源，通常是一些大型服務(wù)器集群，包括計(jì)算服務(wù)器、存儲(chǔ)服務(wù)器和寬帶資源等。

2.3 云計(jì)算的服務(wù)模型

在互聯(lián)網(wǎng)的第一次革命中三層（或n 層）模型作為一般架構(gòu)出現(xiàn)，但虛擬化在云中的應(yīng)用創(chuàng)造出一組新層：應(yīng)用程序、服務(wù)和基礎(chǔ)設(shè)施。從當(dāng)前的發(fā)展?fàn)顩r看，云計(jì)算的服務(wù)模式可以分為基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS），平臺(tái)即服務(wù)（PaaS）和軟件即服務(wù)（SaaS）三種。如圖1所示：

其主要特征：

（1）按需服務(wù)性：云計(jì)算服務(wù)應(yīng)能夠快速自動(dòng)化地滿足用戶對(duì)服務(wù)功能、服務(wù)實(shí)例等服務(wù)交付內(nèi)容的申請(qǐng)，變更，取消等操作，使用戶的需求能夠即時(shí)得到滿足；

（2）彈性：云計(jì)算服務(wù)應(yīng)具有快速伸縮的能力，用戶可隨時(shí)申請(qǐng)、釋放和調(diào)整云計(jì)算服務(wù)資源的使用；

（3）網(wǎng)絡(luò)依存性：云計(jì)算服務(wù)的使用者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問計(jì)算，存儲(chǔ)資源以及各種服務(wù)； 可計(jì)量：云計(jì)算服務(wù)本身應(yīng)具備將用戶使用的計(jì)算、存儲(chǔ)及其他特定功能的服務(wù)按照合理一致的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行細(xì)粒度地計(jì)量的能力。

2.4 云計(jì)算技術(shù)演進(jìn)路線

云計(jì)算是并行計(jì)算（Parallel ）、分布式計(jì)算（Distributed）、網(wǎng)格計(jì)算（Grid）發(fā)展，或者說(shuō)是這些計(jì)算機(jī)科學(xué)概念的商業(yè)實(shí)現(xiàn)，是虛擬化（Virtualization）、 效用計(jì)算（Utility Computing）、面向服務(wù)（SOA）、IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）、PaaS（平臺(tái)即服務(wù)）、SaaS（軟件即服務(wù)）等概念混合演進(jìn)并躍升的結(jié)果。

2.5 構(gòu)建云計(jì)算平臺(tái)IaaS，PaaS和SaaS

按需部署是云計(jì)算的核心。要解決好按需部署，必須解決好資源的動(dòng)態(tài)可重構(gòu)、監(jiān)控和自動(dòng)化部署等、而這些又需要以虛 擬化技術(shù)、高性能存儲(chǔ)技術(shù)、處理器技術(shù)、高速互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)。所以云計(jì)算除了需要仔細(xì)研究其體系結(jié)構(gòu)外，還要特 別注意研究資源的動(dòng)態(tài)可重構(gòu)、自動(dòng)化部署、資源監(jiān)控、虛擬化技術(shù)、高性能存儲(chǔ)技術(shù)、處理器技術(shù)等。

以關(guān)鍵技術(shù)為支撐，以IT資源為對(duì)象進(jìn)行整合，構(gòu)建云計(jì)算平臺(tái)，即基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS），平臺(tái)即服務(wù)（PaaS）和軟件即服務(wù)（SaaS）三個(gè)層次，如圖3所示。

在基于同一軟硬件平臺(tái)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)IT基礎(chǔ)架構(gòu)從簡(jiǎn)化整合、虛擬化、自動(dòng)供應(yīng)到云計(jì)算的整合方向，資源整合過(guò)程演進(jìn)圖，如圖4所示。

3 云計(jì)算技術(shù)在煉化企業(yè)的應(yīng)用前景

目前，隨著中國(guó)石油煉化一體化業(yè)務(wù)的發(fā)展，行業(yè)正處于從傳統(tǒng)企業(yè)向數(shù)字化企業(yè)轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時(shí)期，企業(yè)管理數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)，數(shù)字企業(yè)則是信息化社會(huì)的主體。從橫向看，整個(gè)煉化企業(yè)的業(yè)務(wù)層次又可分為三個(gè)主要層次：生產(chǎn)運(yùn)行管理、以ERP為核心的運(yùn)營(yíng)管理和日常辦公平臺(tái)。

信息系統(tǒng)系統(tǒng)應(yīng)用于煉化企業(yè)的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，除了上述業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)外，還建立諸如安全、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心等基礎(chǔ)設(shè)施平臺(tái)及相應(yīng)的信息系統(tǒng)運(yùn)維管理系統(tǒng)，從而構(gòu)建出一個(gè)完整的業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)支撐體系。

3.1 煉化企業(yè)云計(jì)算的理論模型

根據(jù)上述煉化企業(yè)自身特點(diǎn)，結(jié)合信息化建設(shè)的現(xiàn)狀，提出煉化企業(yè)的云計(jì)算理論模型，如圖5所示。

總體上看，云計(jì)算平臺(tái)分為“資源服務(wù)層”，“管理平臺(tái)”，“服務(wù)界面”三個(gè)邏輯層次。這三個(gè)層次共同組成了云計(jì)算的功能核心，實(shí)現(xiàn)自底向上的云服務(wù)供應(yīng)與監(jiān)控。為保證云計(jì)算核心功能的正常運(yùn)行，云計(jì)算平臺(tái)還包含了“安全管理層”和“運(yùn)行維護(hù)層”兩大輔助管理層，這兩大輔助管理層的服務(wù)涵蓋了云計(jì)算平臺(tái)的整個(gè)核心。安全管理層為核心的三個(gè)層次提供安全支持，實(shí)現(xiàn)高可用、安全議問、用戶隔離和權(quán)限分配等服務(wù)。運(yùn)維管理層為核心的三個(gè)層次提供運(yùn)行維護(hù)的支撐，包括資源用量度量和用戶管理等服務(wù)。

3.2 基于理論模型的實(shí)踐研究

3.2.1 建立煉化企業(yè)的云計(jì)算管理平臺(tái)

建立一個(gè)可對(duì)企業(yè)各統(tǒng)建應(yīng)用系統(tǒng)所使用的服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)、中間件、應(yīng)用軟件等資源進(jìn)行虛擬化管理、監(jiān)控管理、資源調(diào)配管理、風(fēng)險(xiǎn)管理、運(yùn)維流程管理，并提供管理門戶。

統(tǒng)一規(guī)劃和部署硬件資源，提高硬件使用率，降低硬件成本。通過(guò)服務(wù)器虛擬化、存儲(chǔ)虛擬化和網(wǎng)絡(luò)虛擬化等技術(shù)將相關(guān)的硬件資源進(jìn)行整合，形成統(tǒng)一的硬件資源池。根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的需要分配必須的資源，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器的快速部署并且可以根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)際工作負(fù)載動(dòng)態(tài)調(diào)整資源分配，保證應(yīng)用系統(tǒng)的正常高效運(yùn)行。通過(guò)資源的整合實(shí)現(xiàn)綠色數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，發(fā)揮集中統(tǒng)一信息系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，減少信息系統(tǒng)的運(yùn)行能耗，持續(xù)降低總體擁有成本。

3.2.2 建立包含基礎(chǔ)設(shè)施、平臺(tái)的統(tǒng)一規(guī)劃和資源部署平臺(tái)

建立包含基礎(chǔ)設(shè)施（IaaS）、平臺(tái)（PaaS）即服務(wù)的全面的云計(jì)算服務(wù)結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)設(shè)施即服務(wù)指的是為用戶提供服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等硬件資源的服務(wù)；平臺(tái)即服務(wù)指的是為用戶提供平臺(tái)、中間件等資源的服務(wù)。

根據(jù)煉化企業(yè)內(nèi)部各系統(tǒng)對(duì)各類基礎(chǔ)軟件的不同需求，將操作系統(tǒng)、中間件和數(shù)據(jù)庫(kù)等系統(tǒng)軟件定制為標(biāo)準(zhǔn)模板，快速為應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)、測(cè)試和部署提供包含技術(shù)資源、存儲(chǔ)資源、操作系統(tǒng)、中間件等模板的運(yùn)行平臺(tái)。簡(jiǎn)化應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)、測(cè)試和部署。

以客戶為中心，通過(guò)服務(wù)交付的方式將IT基礎(chǔ)架構(gòu)的計(jì)算能力提供給不同類型的客戶，提高軟硬件資源的使用率，簡(jiǎn)化應(yīng)用系統(tǒng)的維護(hù)工作，提高工作效率。

3.2.3 建立煉化企業(yè)生產(chǎn)、災(zāi)備數(shù)據(jù)中心的云計(jì)算架構(gòu)

建立煉化企業(yè)內(nèi)部數(shù)據(jù)中心的云計(jì)算架構(gòu)，分別是生產(chǎn)云、同城云和異地云。生產(chǎn)云以在線數(shù)據(jù)中心為基礎(chǔ)，主要提供用于生產(chǎn)系統(tǒng)的資源；同城云以同城災(zāi)備數(shù)據(jù)中心為基礎(chǔ)，和生產(chǎn)云之間為互備關(guān)系，主要用于與生產(chǎn)系統(tǒng)互備的資源；異地云以異地?cái)?shù)據(jù)中心為基礎(chǔ)，主要提供用于備份生產(chǎn)系統(tǒng)的資源。

3.2.4 建立為用戶提供NT平臺(tái)資源和Unix平臺(tái)資源的云計(jì)算平臺(tái)

建立為用戶提供NT平臺(tái)（虛擬）資源和Unix平臺(tái)（虛擬）資源的云計(jì)算平臺(tái)，首先進(jìn)行NT平臺(tái)虛擬化試點(diǎn)，納入相關(guān)系統(tǒng)；試點(diǎn)完成后，再對(duì)所有同類應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行NT平臺(tái)虛擬化推廣；在NT平臺(tái)虛擬化實(shí)施完成后，對(duì)所有除NT類系統(tǒng)以外的系統(tǒng)進(jìn)行Unix平臺(tái)虛擬化實(shí)施。

4 結(jié) 論

在云計(jì)算的大趨勢(shì)下，不僅包括計(jì)算機(jī)、通信、互聯(lián)網(wǎng)、媒體內(nèi)容等在內(nèi)的整個(gè)信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)發(fā)生全面重組洗牌，軟件產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)將面臨大調(diào)整，軟件生產(chǎn)組織方式向敏捷、定制化、服務(wù)化方向變革，網(wǎng)絡(luò)端設(shè)備更加多元化和個(gè)性化；而且會(huì)出現(xiàn)大眾普遍參與、形成群體智慧的新局面，從而對(duì)社會(huì)的組織形式和人們的生活方式都產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。這一切，都將為善于擁抱變化、善于創(chuàng)新的企業(yè)創(chuàng)造難得的歷史性機(jī)遇。但是，云計(jì)算給人們帶來(lái)創(chuàng)新和變革的同時(shí)，對(duì)安全問題也提出了更高的要求。無(wú)論是云計(jì)算服務(wù)的提供商還是使用者，對(duì)云計(jì)算技術(shù)背后的安全性問題都必須有足夠的認(rèn)識(shí)，只有深刻認(rèn)識(shí)到云技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和風(fēng)險(xiǎn)，才能更好地在現(xiàn)實(shí)生活中科學(xué)合理地利用云技術(shù)，充分發(fā)揮其帶來(lái)的巨大效益和優(yōu)勢(shì)。。

主要參考文獻(xiàn)

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