摘要:大數(shù)據(jù)時代已然來到,經(jīng)歷了多年的經(jīng)驗摸索,我們進(jìn)入了講求整體推進(jìn)系統(tǒng)、加深融合深度的時期,新興技術(shù)比如人工智能系統(tǒng)、5G網(wǎng)絡(luò)廣泛進(jìn)入到各行各業(yè),伴隨智慧服務(wù)平臺的發(fā)展,給數(shù)據(jù)處理工作帶來了極其迫切的需求。當(dāng)前是大數(shù)據(jù)廣泛應(yīng)用的時代,數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用與發(fā)展,不僅完成數(shù)據(jù)的匯總、分析,實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,還深挖數(shù)據(jù)的多維度價值,從而最大程度發(fā)揮信息價值。本文對智慧云數(shù)據(jù)中心的內(nèi)容進(jìn)行了講解,分析其特點和組成結(jié)構(gòu),并就其建設(shè)提供思路,展開研討。
關(guān)鍵詞:大數(shù)據(jù)時代;智慧云數(shù)據(jù)中心;建設(shè)
一、引言
社會進(jìn)入信息化高速發(fā)展的階段,計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用已十分普遍,技術(shù)也不斷發(fā)展,對于數(shù)據(jù)的傳遞、儲存、處理方式和管理能力,人們表現(xiàn)出了日益增長的要求。各行業(yè)、各單位都建立了相應(yīng)的業(yè)務(wù)系統(tǒng),但是系統(tǒng)卻缺少整體的規(guī)劃與協(xié)調(diào),在應(yīng)用業(yè)務(wù)與關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)上還存在短板,難以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和有效利用,而系統(tǒng)內(nèi)運行、產(chǎn)生的數(shù)據(jù)卻與行業(yè)和單位的工作息息相關(guān),數(shù)據(jù)無法被最大化使用,滿足不了綜合性管理的需求和單位分析、決策的需要,不能有效支撐各類信息服務(wù),數(shù)據(jù)的丟失還會造成不可估量的損失。目前,無論是政府,還是各大型企業(yè),都在數(shù)據(jù)中心建設(shè)上發(fā)力。數(shù)據(jù)中心表現(xiàn)出了前所未有的活力,成為各行各業(yè)爭相追逐的焦點。
二、智慧云數(shù)據(jù)中心內(nèi)涵
智慧云數(shù)據(jù)中心是指利用各種信息技術(shù),廣泛對各行業(yè)的核心開展監(jiān)測、分析,將行業(yè)的系統(tǒng)和服務(wù)打通,及時智能響應(yīng)各類需求,暢通各類服務(wù)和行業(yè)活動,其實質(zhì)是創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用,優(yōu)化行業(yè)管理,改善服務(wù)質(zhì)量,從而確保行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。智慧云數(shù)據(jù)中心是一個大的系統(tǒng),涵蓋各類平臺、各種子系統(tǒng)。通過使用物聯(lián)網(wǎng)、 云計算等方式,加速信息的分析和決策,借助這些物聯(lián)化和智能化、感知化的手段,有效關(guān)聯(lián)物理、信息、社會和商業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施,使其成為一個全新的智慧化系統(tǒng),充分顯露不同領(lǐng)域、不同子系統(tǒng)之間的關(guān)系,這種關(guān)系就好比是大腦的網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)元,使得大腦這個大系統(tǒng)能夠?qū)Ω髯酉到y(tǒng)完成指揮決策和協(xié)調(diào),做出實時反應(yīng)[1]。智慧云數(shù)據(jù)中心,涵蓋了所有領(lǐng)域產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、儲存數(shù)據(jù)并開展數(shù)據(jù)應(yīng)用的計算機(jī)和相應(yīng)形成的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,它不是只有信息網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、機(jī)房和儲存終端這種表現(xiàn)形式,數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)倉庫、各種相關(guān)系統(tǒng)也是它的表現(xiàn)形式。實現(xiàn)共享數(shù)據(jù)和應(yīng)用,主要是依托統(tǒng)一的數(shù)據(jù)定義標(biāo)準(zhǔn)、組織結(jié)構(gòu)以及對數(shù)據(jù)采集、分析和整合的能力,他需要充分挖掘不同的異構(gòu)數(shù)據(jù)庫對相同的集中數(shù)據(jù)做出的表現(xiàn)。
三、智慧云數(shù)據(jù)中心特點
智慧云數(shù)據(jù)中心,雖然它也有軟硬件,通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)來滿足統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)和協(xié)同業(yè)務(wù)等需要,它還能輔助做好決策分析,但是同企業(yè)的數(shù)據(jù)中心相比,在規(guī)模、范圍和使用的相關(guān)領(lǐng)域都表現(xiàn)出了差異性。
第一,智慧云數(shù)據(jù)中心對數(shù)據(jù)的管理規(guī)模更大,由于它波及行業(yè)的方方面面,包括日常生活和與之相關(guān)的運營和管理,每天各種新的數(shù)據(jù)都在24小時不間斷地產(chǎn)生,短時內(nèi)數(shù)據(jù)單位完成從GB到 TB的海量式跨越增長,對數(shù)據(jù)的管理和處理需要借助于多種技術(shù),包括但不局限于云計算和虛擬化技術(shù),而企業(yè)數(shù)據(jù),只涉及幾項業(yè)務(wù)系統(tǒng),整體而言規(guī)模較小,輔助決策和開展系統(tǒng)協(xié)同的功能相對簡單。
第二,智慧云數(shù)據(jù)中心具有更廣泛的集成范圍,它的數(shù)據(jù)中心既要完成遠(yuǎn)程(上、 下級)數(shù)據(jù)的集成,又要對不同領(lǐng)域系統(tǒng)產(chǎn)生的運行數(shù)據(jù)進(jìn)行集成,完成大量、高頻的集成和數(shù)據(jù)協(xié)同,數(shù)據(jù)、應(yīng)用和流程集成三者都有被應(yīng)用的可能,才能滿足日常管理數(shù)據(jù)、進(jìn)行查詢和分析的需求。
第三,智慧云數(shù)據(jù)中心具有更大的應(yīng)用領(lǐng)域,它不是特定地服務(wù)于某個應(yīng)用系統(tǒng),而是服務(wù)于日常行業(yè)運轉(zhuǎn)的方方面面,是面向多領(lǐng)域、多部門、涵蓋多系統(tǒng)的綜合性服務(wù),協(xié)助決策、分析,提供管理數(shù)據(jù)和系統(tǒng)協(xié)同服務(wù),它具有更高的數(shù)據(jù)存儲要求和傳輸、使用需求。
四、智慧云數(shù)據(jù)中心組成
(一)硬件基礎(chǔ)設(shè)施
建設(shè)智慧云數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)和前提條件是硬件系統(tǒng),這些硬件基礎(chǔ)包括機(jī)房局域網(wǎng)、服務(wù)器的存儲、負(fù)載均衡和備份等系統(tǒng)。其中數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)平臺是局域網(wǎng),它立足千兆級的數(shù)據(jù)接口,高效連接服務(wù)器和存儲終端,它完成了各部門、網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)中心的雙向連接。它依托IPSAN 技術(shù)完善存儲系統(tǒng),實現(xiàn)快速、安全、穩(wěn)定存儲,管理可靠、方便擴(kuò)展,并利用集群技術(shù)強(qiáng)化服務(wù)效率,擴(kuò)展服務(wù)器性能。負(fù)載均衡系統(tǒng)主要是分?jǐn)傌?fù)載到服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)出口來執(zhí)行任務(wù),重點應(yīng)對服務(wù)器高瀏覽量可能出現(xiàn)的問題。
(二)數(shù)據(jù)交換平臺
數(shù)據(jù)交換平臺的框架為服務(wù)對象的體系結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)是總線技術(shù)(ESB),構(gòu)建方式為松散耦合,它能支撐不同平臺間數(shù)據(jù)交互的需要,能統(tǒng)一、規(guī)范管理數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換過程和數(shù)據(jù)傳輸過程,同時讓原有系統(tǒng)彼此間保持獨立。智慧云數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)交流平臺,它包括連接層、 轉(zhuǎn)換層、傳輸層、 監(jiān)控管理層。其中連接層,提供大量的連接器和適配器來滿足異構(gòu)系統(tǒng)的接口需求,不改變其原有應(yīng)用程序,按照策略,抽取數(shù)據(jù)并傳遞到總線。傳輸層,是各個系統(tǒng)間傳遞數(shù)據(jù)、消息的媒介,完成了數(shù)據(jù)和指令信號的整體傳播。轉(zhuǎn)換層,統(tǒng)一處理總線中的數(shù)據(jù)信息,包括異構(gòu)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)、檢驗分析數(shù)據(jù)的有效性等。監(jiān)控管理層,提供監(jiān)控和管理工具,對交換流程和整合流程,實現(xiàn)調(diào)度、部署、配置管理,并通過集中、統(tǒng)一、遠(yuǎn)程的方式實時監(jiān)控數(shù)據(jù)交換平臺。
(三)中心數(shù)據(jù)庫
ODS 系統(tǒng):把從業(yè)務(wù)系統(tǒng)調(diào)取出的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲,這些數(shù)據(jù)保持了與原業(yè)務(wù)系統(tǒng)近乎一致的結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)邏輯關(guān)系,這樣簡單了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化過程,減弱抽取難度。對于用戶不需要永久保留、但可能在特定時間內(nèi)需要進(jìn)行查詢的數(shù)據(jù),可以存儲在ODS 中,通過主題存儲的方式,這可減輕存儲壓力,主要是減輕數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)集市的壓力,并能保證用戶的快速查詢需求。ODS 有OLTP的運行特點,在 ODS 中,可以實現(xiàn)共享數(shù)據(jù)和實時傳遞數(shù)據(jù),對于準(zhǔn)時段的數(shù)據(jù)類型,可以結(jié)合消息機(jī)制,準(zhǔn)確同步數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)倉庫:是數(shù)據(jù)的集中化、 一體化的存儲區(qū)域,它立足數(shù)據(jù)的整合、歷史數(shù)據(jù)儲存需求,面向主題并涉及多個主題域,重點在于對數(shù)據(jù)進(jìn)行整合和儲存。數(shù)據(jù)倉庫,是一種面向企業(yè)全局而成立的概念模型,它提供了統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的視圖概念,方便不同應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)整合工作。概念模型不受制于技術(shù)條件,只要在高階的抽象層面完成設(shè)計,而邏輯模型的創(chuàng)建需要細(xì)化和深入概念模型,設(shè)計過程中利用好星型模式、第三范式[2]。同樣,物理模型的建立,需結(jié)合邏輯模型和相應(yīng)不同的數(shù)據(jù)庫類型,確定好數(shù)據(jù)的索引策略、存放位置和數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)、存儲分配等。
(四)運行管理系統(tǒng)
安全和運維等系統(tǒng)都是數(shù)據(jù)中心的核心管理系統(tǒng),安全系統(tǒng)其功能主要是保證數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)安全,它由防火墻、安全管理規(guī)章和入侵檢測、審計、防病毒等系統(tǒng)構(gòu)成,他能對網(wǎng)絡(luò)安全進(jìn)行掃描和入侵檢測,進(jìn)行隱患掃描、訪問控制,同時也有防 IP 盜用、安全審計和漏洞修補(bǔ)的作用。
運維管理系統(tǒng),監(jiān)控數(shù)據(jù)中心的整體網(wǎng)絡(luò)運行狀況,包括監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器、監(jiān)控消防、溫濕度和視頻,還涉及門禁管理、網(wǎng)絡(luò)流量管理、Web 業(yè)務(wù)管理、設(shè)備管理等。其中地對異構(gòu)系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、 動態(tài)顯示圖形并在緊急時自動報警的技術(shù),是他的關(guān)鍵核心,多元異構(gòu)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集是通過多種方式提高數(shù)據(jù)的整體兼容性和普遍適用性,并允許之后的數(shù)據(jù)分析。動態(tài)地圖報警,就是動態(tài)顯示位置變化并有實時監(jiān)控功能,報警事件發(fā)生后可以監(jiān)控位置信息,方便管理員進(jìn)行信息查看和采取措施。
五、智慧云數(shù)據(jù)中心建設(shè)方法
(一)資源虛擬化
虛擬技術(shù),高效使用服務(wù)器、存儲終端來使真實使用的設(shè)備數(shù)量減少,全面集成服務(wù)和多種功能,來實現(xiàn)簡化管理的目的,并使復(fù)雜的后臺程序被隱藏。新建數(shù)據(jù)中心,為了使存儲最大化,把軟硬件進(jìn)行有效整合是最為常見的虛擬方案。智慧云數(shù)據(jù)中心,為了合理配置存儲資源,廣泛使用技術(shù)實現(xiàn)存儲和服務(wù)器虛擬化,其中,用虛擬的邏輯存儲終端代替真實的物理磁盤就是存儲虛擬化,用戶統(tǒng)一管理虛擬磁盤,可以自主合理分配儲存位置和儲存方式;而服務(wù)器虛擬化則是將真實存在的服務(wù)器進(jìn)行虛化,使其以邏輯服務(wù)器的虛擬方式出現(xiàn),用戶能夠不受干擾對其進(jìn)行系統(tǒng)操作和應(yīng)用部署。
(二)信息資源整合
在數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)中,信息整合泛指通過分析數(shù)據(jù)來實現(xiàn)集中、有序關(guān)聯(lián)信息并整合形成檢索信息系統(tǒng),能多層次靈活分析和展示數(shù)據(jù),為管理者決策提供有力的數(shù)字支撐,并廣泛開展數(shù)據(jù)的聯(lián)機(jī)分析、挖掘數(shù)據(jù)價值。智慧云數(shù)據(jù)中心建設(shè),包含形式多樣的系統(tǒng)和數(shù)據(jù)表格,這要求整合信息的方法也要多樣化,做到結(jié)合數(shù)據(jù)內(nèi)容、基礎(chǔ)設(shè)置和系統(tǒng)平臺全方位制定行動策略。所謂的數(shù)據(jù)整合不是單一的抽取所有系統(tǒng)的業(yè)務(wù)信息,而是量體裁衣、視各方需要重點突出、合理選擇數(shù)據(jù)開展整合,對于共享和管理決策、服務(wù)公眾所需數(shù)據(jù)以及最終成果展示的數(shù)據(jù)都要重點分析整合,而不用過分關(guān)注過程信息數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)整合就是全面進(jìn)行數(shù)據(jù)的梳理、采集和校驗、分析、轉(zhuǎn)變、集成和儲存的一系列數(shù)據(jù)過程[3]。數(shù)據(jù)梳理是全面梳理系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)流和相關(guān)系統(tǒng)流程,確立指定數(shù)據(jù)源。采集和校驗數(shù)據(jù),借助信息交換平臺,采集第一數(shù)據(jù)源的系統(tǒng)數(shù)據(jù)并進(jìn)行檢驗分析,舍掉重復(fù)性數(shù)據(jù),確保數(shù)據(jù)鏈條完整。分析和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)是轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式,以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和特定的邏輯結(jié)構(gòu)完成轉(zhuǎn)換。集成和存儲數(shù)據(jù),立足集成邏輯,整合、處理不同來源的數(shù)據(jù)信息并最終傳遞至中心數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲。
(三)數(shù)據(jù)交換
所謂數(shù)據(jù)交換是以統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的交換規(guī)則來連接多種應(yīng)用系統(tǒng),實現(xiàn)共享和交換數(shù)據(jù),交換主要圍繞多個支撐系統(tǒng)展開。數(shù)據(jù)中心就是轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的平臺,其應(yīng)用系統(tǒng)在面向用戶時對數(shù)據(jù)儲存和應(yīng)用層進(jìn)行了屏蔽,它能實現(xiàn)不同數(shù)據(jù)庫和操作平臺甚至是不同開發(fā)平臺間的數(shù)據(jù)交換,后臺交互端口滿足了無縫銜接的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和共享的處理需求。不需修改原來的系統(tǒng)和進(jìn)行新系統(tǒng)研發(fā),數(shù)據(jù)中心能夠統(tǒng)一調(diào)度處理不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息,服務(wù)上乘應(yīng)用,也可獨立開展運行管理和系統(tǒng)維護(hù)工作。通常數(shù)據(jù)中心完成數(shù)據(jù)解析轉(zhuǎn)換,開展消息服務(wù)和封裝信息都是利用Web Service和中間技術(shù)等。
六、 智慧云數(shù)據(jù)中心建設(shè)思路
(一)建設(shè)目標(biāo)
建設(shè)數(shù)據(jù)中心,目的是同時建立數(shù)據(jù)信息共享中心和控制中心,加強(qiáng)對企業(yè)數(shù)據(jù)的實時采集、共享和監(jiān)控三位一體的管控,實現(xiàn)同步跟進(jìn)信息、開展匯總分析和輔助決策。借助于安全穩(wěn)定的硬件環(huán)境,為不同系統(tǒng)搭建可靠的載體,解決不同系統(tǒng)服務(wù)器實際運行環(huán)境良莠不齊的問題,以理清各系統(tǒng)、各種數(shù)據(jù)類型為基礎(chǔ),強(qiáng)化數(shù)據(jù)整合,搭建標(biāo)準(zhǔn)一致的信息數(shù)據(jù)庫,確保信息全面共享得以變?yōu)楝F(xiàn)實,有利于服務(wù)質(zhì)量的提升,適應(yīng)了內(nèi)外部信息交互的需求,通過分析、挖掘數(shù)據(jù)價值,有力支撐領(lǐng)導(dǎo)決策、綜合性管理和業(yè)務(wù)服務(wù),并對應(yīng)急指揮做出即時響應(yīng)。
(二)建設(shè)思路
建設(shè)數(shù)據(jù)中心是龐大復(fù)雜的,涵蓋軟硬件建設(shè)等諸多。首先,需調(diào)研業(yè)務(wù)訴求,對各行各業(yè)的發(fā)展運行詳細(xì)開展分析踏查,歸納整理各類系統(tǒng)數(shù)據(jù),并以信息標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)建立數(shù)據(jù)中心,每個系統(tǒng)均涵蓋共享數(shù)據(jù)和私有數(shù)據(jù),私有數(shù)據(jù)只限于本部門、內(nèi)部使用。其次,設(shè)計能夠抽取和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的工具,創(chuàng)建數(shù)據(jù)概念、邏輯和物理模型,區(qū)別對待數(shù)據(jù)的儲存和應(yīng)用策略,通過高度一致的標(biāo)準(zhǔn)完成對各系統(tǒng)抽調(diào)的共享數(shù)據(jù)的交互轉(zhuǎn)換并納入數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一管理[4]。再次,數(shù)據(jù)中心也可稱為數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理平臺,管理員擁有分配權(quán)限和管理數(shù)據(jù)的權(quán)力。最后,各個系統(tǒng)基于本身的權(quán)限賦予從數(shù)據(jù)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)抽調(diào),可以根據(jù)同步、異步更新方式來滿足不同的需求,并可對數(shù)據(jù)中心進(jìn)行系統(tǒng)拓展和開發(fā)運用。
(三)建設(shè)方案
智慧云數(shù)據(jù)中心的建設(shè)過程復(fù)雜,點多面廣,具體方案如下:
1.軟硬件的基礎(chǔ)環(huán)境:包括管理制度、基礎(chǔ)和運行軟件環(huán)境,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范(數(shù)據(jù)和交換標(biāo)準(zhǔn),平臺標(biāo)準(zhǔn)等),基礎(chǔ)硬件設(shè)備(網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、交換機(jī)、存儲和感知設(shè)備等),安全防護(hù)設(shè)施(物理和網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)安全、平臺和應(yīng)用安全等),強(qiáng)化軟硬件基礎(chǔ)條件建設(shè),精準(zhǔn)支撐數(shù)據(jù)運行。
2.采集業(yè)務(wù)數(shù)據(jù):通過數(shù)據(jù)交互平臺,研發(fā)采集數(shù)據(jù)所需的適配器、ETL 程序和端口,實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的采集工作,使其進(jìn)入到ODS 數(shù)據(jù)庫。
3.數(shù)據(jù)信息管理:創(chuàng)建大數(shù)據(jù)運維、管理和其他平臺,面向主數(shù)據(jù)和其他業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)廣泛開展數(shù)據(jù)編碼、標(biāo)識,做好產(chǎn)品的全生命周期管控,監(jiān)控數(shù)據(jù)的管理進(jìn)程,統(tǒng)一管理其可能出現(xiàn)的訪問控制、 安全審計和身份認(rèn)定、數(shù)據(jù)加密、入侵檢測工作,監(jiān)控其流程、質(zhì)量變化和校驗規(guī)則,確保全流程的安全性和可靠性。
4.數(shù)據(jù)集成平臺:通過各類數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)研發(fā)服務(wù)端口,準(zhǔn)確發(fā)布主數(shù)據(jù)和各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),并滿足不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)調(diào)取需求,強(qiáng)化信息資源共享。
5.分析應(yīng)用:立足平臺創(chuàng)建的需要,匯總聚合各類數(shù)據(jù),完成數(shù)據(jù)清洗、建模和深度分析,建立滿足平臺創(chuàng)建需求的統(tǒng)計圖表,或者強(qiáng)化管控、調(diào)控其他系統(tǒng)的響應(yīng)能力,使智慧決策與快速響應(yīng)的能力迅速提升,提高平臺服務(wù)水平。
七、結(jié)束語
綜上所述,智慧云數(shù)據(jù)中心概念龐大,牽涉的內(nèi)容多、范圍廣、數(shù)據(jù)多,實際應(yīng)用廣泛。為扎實創(chuàng)建智慧服務(wù)平臺,促進(jìn)行業(yè)發(fā)展,提升服務(wù)水平,需要結(jié)合科學(xué)的方式方法,使建設(shè)思路合理,建設(shè)技術(shù)先進(jìn),更好地促進(jìn)智慧云數(shù)據(jù)中心建設(shè)。
作者單位:李瓊" " 武警江蘇總隊
參" 考" 文" 獻(xiàn)
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