云計(jì)算在中石油信息化服務(wù)平臺(tái)建設(shè)中的應(yīng)用研究

摘要：云計(jì)算技術(shù)目前已經(jīng)不僅僅是概念上的前沿技術(shù)，而是在各行業(yè)有了落地的成功經(jīng)驗(yàn)。該文研究中石油信息化服務(wù)平臺(tái)建設(shè)的需求及存在的問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上結(jié)合云計(jì)算技術(shù)，將其應(yīng)用到中石油的信息化建設(shè)中，以構(gòu)建一個(gè)基于云計(jì)算的中石油信息化服務(wù)平臺(tái)。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算;信息化;服務(wù)模式

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）34-0080-02

隨著大型國(guó)企規(guī)模及業(yè)務(wù)的不斷擴(kuò)大，能否深層次的應(yīng)用IT信息化已經(jīng)成為提高核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要指標(biāo)。作為國(guó)內(nèi)信息化比較早的大型企業(yè)，中石油積極倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保、關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)。云計(jì)算技術(shù)以其共享節(jié)能、動(dòng)態(tài)調(diào)配等優(yōu)勢(shì)而逐漸應(yīng)用到政府、電信、石油化工等重要領(lǐng)域。

1 云計(jì)算及其服務(wù)模式

云計(jì)算可以把物理資源、IT基礎(chǔ)設(shè)施、中間件、商業(yè)應(yīng)用等作為服務(wù)提供給用戶使用，可以讓云用戶通過(guò)API接口使用相關(guān)資源，而不會(huì)受到諸如時(shí)間、地域等的限制。根據(jù)云計(jì)算資源的服務(wù)對(duì)象，可以將云部署模式分為公有云、私有云以及社區(qū)云[1]。

公有云是面向大眾服務(wù)的，所有人都可以申請(qǐng)使用公有云中的資源，但云供應(yīng)商會(huì)通過(guò)訪問(wèn)控制機(jī)制進(jìn)行租戶隔離，避免云用戶獲取沒(méi)有權(quán)限訪問(wèn)的數(shù)據(jù)。公有云不是簡(jiǎn)單、成本低廉，但是安全性和隱私性受限于云供應(yīng)商的訪問(wèn)控制機(jī)制，比較適合關(guān)注成本且安全性要求不是特別高的用戶。私有云是專為某用戶或企業(yè)定制的云平臺(tái)，其中的各種云資源部署在企業(yè)組織內(nèi)部，只有定制用戶能夠訪問(wèn)，因此安全性非常高;隨之而來(lái)的就是高昂的成本。行業(yè)云的安全性介于公有云和私有云之間。同一行業(yè)中的一些業(yè)務(wù)相似企業(yè)或組織共圖建設(shè)一個(gè)云平臺(tái)，以便共同負(fù)擔(dān)云資源成本、共同承擔(dān)安全風(fēng)險(xiǎn)。

云計(jì)算的基本服務(wù)模式包括基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)模式（Iaas）、平臺(tái)即服務(wù)（Paas）以及軟件即服務(wù)（Saas），如圖1所示。

基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)模式指的是將各種物理資源等基礎(chǔ)設(shè)施虛擬化，這種服務(wù)模式的用戶群體多為對(duì)存儲(chǔ)及數(shù)據(jù)計(jì)算復(fù)雜性要求比較高的群體。平臺(tái)即服務(wù)模式為用戶提供一套從創(chuàng)建到運(yùn)行全生命周期的工具集，甚至包括各種編程語(yǔ)言的應(yīng)用開(kāi)發(fā)接口;微軟的Azure是典型的平臺(tái)即服務(wù)模式代表，在其中能夠快速開(kāi)發(fā)并測(cè)試應(yīng)用程序，然后部署到云環(huán)境中。軟件即服務(wù)模式就是常說(shuō)的“應(yīng)用型模式”，把應(yīng)用以一種服務(wù)的形式直接為客戶提供服務(wù)，用戶只需訪問(wèn)Web瀏覽器即可。

云計(jì)算通過(guò)上述幾種服務(wù)模式，能夠比傳統(tǒng)的信息化建設(shè)節(jié)省大量的成本，比如軟件成本、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本、專業(yè)服務(wù)成本以及能耗成本等。

2 當(dāng)前問(wèn)題及需求分析

2.1 存在的問(wèn)題

“十二五”以來(lái)，中石油在信息化建設(shè)方面的規(guī)劃重點(diǎn)是建設(shè)信息系統(tǒng)及自動(dòng)化系統(tǒng)間的接口，主要是在集體數(shù)據(jù)中心中實(shí)現(xiàn)常見(jiàn)的云計(jì)算功能、建設(shè)災(zāi)備系統(tǒng)等，以實(shí)現(xiàn)面向業(yè)務(wù)的應(yīng)用集成、具備云計(jì)算能力的數(shù)據(jù)中心等目標(biāo)。

為實(shí)現(xiàn)規(guī)劃的建設(shè)目標(biāo)，就不得不樹(shù)立中石油內(nèi)部的業(yè)務(wù)流程，以適應(yīng)云計(jì)算業(yè)務(wù)。中石油內(nèi)部的各種業(yè)務(wù)根據(jù)類型可以分為四大類[1]：核心業(yè)務(wù)、輔助業(yè)務(wù)、企業(yè)管理業(yè)務(wù)以及綜合運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)。核心業(yè)務(wù)會(huì)應(yīng)用各種大型專業(yè)軟件，管理類業(yè)務(wù)主要包括財(cái)務(wù)管理、供銷管理、質(zhì)量控制管理等，不同的業(yè)務(wù)模塊是緊密聯(lián)系的。

雖然目前中石油的信息化水平在建設(shè)過(guò)程中得以不斷提高，但是在不同信息系統(tǒng)的信息交換過(guò)程中，尤其是集團(tuán)總部和子、分公司間，還存在一些問(wèn)題[2]：1）硬件及軟件等信息資源整合率低。中石油下屬二級(jí)單位引進(jìn)的軟件只受限于二級(jí)單位使用，共享率相對(duì)較低，重復(fù)建設(shè)現(xiàn)象比較嚴(yán)重。2）能耗大、效率低，缺少災(zāi)備系統(tǒng)。中石油內(nèi)部層級(jí)劃分較多，不同層級(jí)間的各種信息資源難以有效整合，導(dǎo)致資源能耗浪費(fèi)嚴(yán)重。

2.2 功能需求

中石油中各類型業(yè)務(wù)的需求特征是[3]：1）核心業(yè)務(wù)會(huì)涉及鉆井、勘探、采油等各環(huán)節(jié)，這些核心業(yè)務(wù)的專業(yè)化程度相對(duì)較高，需要一定的業(yè)務(wù)連貫性及高數(shù)據(jù)處理能力。這樣一來(lái)就需要較大的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力以及較高的數(shù)據(jù)安全性。2）非核心業(yè)務(wù)的計(jì)算過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，不需要非常高的安全性，然而要求大量的批量處理要求，因此需要提高其響應(yīng)能力和實(shí)時(shí)處理能力。3）核心業(yè)務(wù)及非核心業(yè)務(wù)間有較大的數(shù)據(jù)交互性，不同層級(jí)間的數(shù)據(jù)交互比較頻繁。4）中石油的信息化建設(shè)當(dāng)前主要是數(shù)據(jù)管理，因此信息化需求不僅在中石油內(nèi)部有所需要，還體現(xiàn)在上下游企業(yè)間的協(xié)作運(yùn)營(yíng)方面。整體上說(shuō)，中石油集團(tuán)中的業(yè)務(wù)相對(duì)穩(wěn)定，而且各種信息資源配置及規(guī)劃比較合理，隨著各種數(shù)據(jù)的不斷積累，無(wú)疑要求越來(lái)越高的數(shù)據(jù)敏感性，同時(shí)也會(huì)要求一定的系統(tǒng)性能。

2.3 性能需求

和傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)相比，用戶在使用云計(jì)算平臺(tái)時(shí)主要關(guān)注的性能在于接人速率、穩(wěn)定性、響應(yīng)時(shí)間、并發(fā)性以及安全性等。

云計(jì)算系統(tǒng)的接入速度受各網(wǎng)絡(luò)元素的影響[4]：核心交換機(jī)速率、用戶網(wǎng)絡(luò)類型及速率、用戶接入交換機(jī)的端口速率以及服務(wù)器配置等。用戶請(qǐng)求的響應(yīng)時(shí)間包括客戶請(qǐng)求時(shí)間和服務(wù)器響應(yīng)時(shí)間，如果響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)不僅會(huì)影響工作效率，而且會(huì)降低用戶體驗(yàn)，影響響應(yīng)時(shí)間的因素有應(yīng)用時(shí)間、網(wǎng)絡(luò)延遲以及服務(wù)器響應(yīng)等。可擴(kuò)展性直接影響云計(jì)算平臺(tái)的壽命，如果信息化平臺(tái)不具備可擴(kuò)展性，那么在需求變化或系統(tǒng)變更時(shí)，原有的信息化系統(tǒng)就無(wú)法滿足需求。

作為一個(gè)大型的國(guó)有企業(yè)，中石油有實(shí)力組建自己的云計(jì)算平臺(tái)，并和已有的公有云進(jìn)行資源整合，并可為合作單位提供成熟的訪問(wèn)接口。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)前文分析的系統(tǒng)需求，可以構(gòu)建基于云計(jì)算的信息化服務(wù)平臺(tái)，其邏輯結(jié)構(gòu)如圖2所示。

整個(gè)云計(jì)算信息化服務(wù)平臺(tái)分為云計(jì)算資源層、數(shù)據(jù)庫(kù)層、應(yīng)用層以及用戶層4層[5]。最底層的云計(jì)算資源層由各種硬件資源及操作系統(tǒng)組成，是上面其他層的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)庫(kù)層作為云計(jì)算信息化服務(wù)平臺(tái)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式，保證數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化和共享性。系統(tǒng)應(yīng)用層構(gòu)建在資源層和數(shù)據(jù)庫(kù)層之上，集成了中石油內(nèi)部各種應(yīng)用系統(tǒng)。用戶層即為使用云計(jì)算信息化服務(wù)平臺(tái)的各類用戶，包括系統(tǒng)管理員用戶、超級(jí)用戶、普通用戶等。

和云計(jì)算的服務(wù)模式相比，應(yīng)用層對(duì)應(yīng)的是軟件及服務(wù)層（SaaS），基于SaaS的應(yīng)用可以保證云計(jì)算信息化服務(wù)平臺(tái)的用戶能夠隨時(shí)隨地訪問(wèn)系統(tǒng)服務(wù)，而且系統(tǒng)中應(yīng)用層以下出現(xiàn)的問(wèn)題對(duì)于用戶而言是透明的，這也是基于SaaS的應(yīng)用比傳統(tǒng)應(yīng)用更加方便的原因。云資源層對(duì)應(yīng)的是基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（laaS），給信息化服務(wù)平臺(tái)的用戶提供虛擬化后的存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)存以及計(jì)算資源;用戶只可以控制操作系統(tǒng)層次，不能控制其他硬件基礎(chǔ)設(shè)施，也就是說(shuō)硬件基礎(chǔ)設(shè)施層對(duì)用戶是不可見(jiàn)的，保證了硬件資源的安全性。

云計(jì)算信息化服務(wù)平臺(tái)的物理結(jié)構(gòu)上，多個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)資源構(gòu)成分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)，作為整個(gè)信息化服務(wù)平臺(tái)的實(shí)體物理存儲(chǔ)資源;上層的各種應(yīng)用服務(wù)器組成應(yīng)用服務(wù)器集群，然后對(duì)外提供一個(gè)統(tǒng)一的服務(wù)接口。應(yīng)用服務(wù)器接口外部有防火墻，保證云計(jì)算信息化服務(wù)平臺(tái)的安全性。

4 總結(jié)

本文首先介紹了云計(jì)算技術(shù)及其服務(wù)模式，然后對(duì)中石油目前的業(yè)務(wù)流程需求進(jìn)行分析，接下來(lái)在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一個(gè)云計(jì)算信息化服務(wù)平臺(tái)，對(duì)解決中石油內(nèi)部的信息化瓶頸問(wèn)題有一定的幫助。

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【通聯(lián)編輯：王力】

收稿日期：2019-09-11

作者簡(jiǎn)介：王保寧（1984-），男，內(nèi)蒙古赤峰人，本科，研究方向?yàn)樾畔⒐こ獭?/p>