基于云計(jì)算的我國電子政務(wù)平臺(tái)構(gòu)建研究

陳善武 賓悅 劉彬

摘要：傳統(tǒng)的基于互聯(lián)網(wǎng)的電子政務(wù)平臺(tái)存在著系統(tǒng)拓展性落后，運(yùn)營維護(hù)費(fèi)用高，用戶的體驗(yàn)度差等問題，無法滿足持續(xù)性增加的用戶使用要求。云計(jì)算作為時(shí)下最具前沿的技術(shù)，能有效解決當(dāng)前系統(tǒng)的瓶頸，實(shí)現(xiàn)資源的靈活共享和動(dòng)態(tài)分配，可以說在電子政務(wù)平臺(tái)中應(yīng)用云計(jì)算是大勢(shì)所趨。文章通過探討基于云計(jì)算的我國電子政務(wù)平臺(tái)構(gòu)建，以期打造更為高效、方便、公平公正的政府運(yùn)作系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算;電子政務(wù)平臺(tái);辦公環(huán)境

中圖分類號(hào)：TP393? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2022）19-0047-02

電子政務(wù)是利用現(xiàn)代信息和通信技術(shù)創(chuàng)建虛擬的政府辦公環(huán)境，實(shí)現(xiàn)政府組織結(jié)構(gòu)和工作流程在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中的優(yōu)化重組，使傳統(tǒng)政務(wù)工作能從時(shí)間、空間和部門分隔的限制中跳脫出來，以更好地開展政務(wù)管理和服務(wù)[1]。從技術(shù)手段的發(fā)展歷史來看，起初的電子政務(wù)平臺(tái)屬于桌面方式，填報(bào)單位在單機(jī)上安裝上級(jí)部門下發(fā)的軟件，接著單機(jī)顯示屏?xí)霈F(xiàn)服務(wù)器平臺(tái)，填報(bào)單位通過瀏覽器或客戶端連接后臺(tái)數(shù)據(jù)庫以后進(jìn)行填報(bào)，提高了行政效率，解決了下發(fā)軟件需頻繁維護(hù)與上報(bào)的難題。隨著移動(dòng)通信技術(shù)、云技術(shù)、5G技術(shù)、大數(shù)據(jù)、人工智能等科技的出現(xiàn)，電子政務(wù)的研究有了新的發(fā)展。《國家電子政務(wù)十二五規(guī)劃》指出了電子政務(wù)公共平臺(tái)發(fā)展方向與使用重點(diǎn)，同時(shí)提出了電子政務(wù)云計(jì)算的技術(shù)性標(biāo)準(zhǔn)、服務(wù)性標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、信息安全保障標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與管理性標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等建設(shè)要點(diǎn)[2]。電子政務(wù)平臺(tái)中應(yīng)用云計(jì)算是大勢(shì)所趨，借助云計(jì)算架構(gòu)能有效地整合IT資源，形成一個(gè)高效、方便、公平公正的政府運(yùn)作系統(tǒng)。

1 云計(jì)算的概念和特點(diǎn)

1）云計(jì)算的概念。云計(jì)算利用虛擬化、分布式計(jì)算等技術(shù)將大量用網(wǎng)絡(luò)連接的計(jì)算資源集中起來，構(gòu)成一個(gè)高度虛擬化的計(jì)算資源池，由軟件進(jìn)行統(tǒng)一管理與調(diào)度，按需向用戶提供服務(wù)[3]。該數(shù)據(jù)中心的計(jì)算資源能自動(dòng)地進(jìn)行管理、動(dòng)態(tài)地分配、配置、部署、再次配置和回收，還能動(dòng)態(tài)安裝軟件與應(yīng)用。云計(jì)算是一種新的基礎(chǔ)架構(gòu)，服務(wù)資源基礎(chǔ)層分為基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)、平臺(tái)即服務(wù)和軟件即服務(wù)等，通過網(wǎng)絡(luò)連接能夠向用戶提供快速且有彈性的服務(wù)，用戶能按照自己的需要來選擇有關(guān)的資源，也能根據(jù)自己的需求對(duì)資源不斷拓展，把所有的資源從本地轉(zhuǎn)移云端。云計(jì)算的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2）云計(jì)算的特點(diǎn)。一是廣泛的寬帶網(wǎng)絡(luò)接入。云數(shù)據(jù)不在用戶的本地，用戶需要利用網(wǎng)絡(luò)連接云端才能使用服務(wù)。采用標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制訪問物理與虛擬資源后，云計(jì)算用戶在網(wǎng)絡(luò)覆蓋的任何地方利用各種客戶端設(shè)備訪問資源[4]。二是共享資源池。供應(yīng)商將全部資源整合起來后，便可以更好地服務(wù)于一個(gè)或者是多個(gè)云服務(wù)客戶，客戶不用知道資源物理位置、配置等技術(shù)要點(diǎn)，就能方便地使用云計(jì)算的所有資源[5]。三是彈性資源伸縮。在資源不斷增多的情況下用戶會(huì)擔(dān)心資源的保存地方，云計(jì)算下物理或者是虛擬資源能夠自動(dòng)、快速、具有彈性地供應(yīng)給用戶，用戶不再擔(dān)心資源量、容量規(guī)劃。四是可度量服務(wù)。云計(jì)算用戶使用資源后要付費(fèi)，云計(jì)算技術(shù)借助可計(jì)量的服務(wù)交付辦法能監(jiān)控、控制、匯報(bào)和計(jì)費(fèi)用戶的使用情況[6]，用戶只需要付費(fèi)使用的資源即可。五是按需自助服務(wù)。云計(jì)算能在短時(shí)間內(nèi)向用戶輸出其所需的資源并提供相應(yīng)服務(wù)，為用戶減小了時(shí)間成本與操作成本。

2 電子政務(wù)云計(jì)算的體系架構(gòu)

電子政務(wù)云平臺(tái)是為政府部門按需提供資源的電子政務(wù)服務(wù)體系，平臺(tái)借助云計(jì)算的基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）、平臺(tái)即服務(wù)（PaaS）、軟件即服務(wù)（SaaS）、數(shù)據(jù)即服務(wù)（DaaS）來實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)體系的架構(gòu)[7]，打造出電子政務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)、電子政務(wù)平臺(tái)服務(wù)和電子政務(wù)軟件服務(wù)這幾個(gè)核心服務(wù)內(nèi)容，以有效地滿足電子政務(wù)管理的不同使用要求。電子政務(wù)云平臺(tái)的信息安全體系與運(yùn)維管理體系分別由安全防護(hù)系統(tǒng)與運(yùn)維管理系統(tǒng)組成，確保電子政務(wù)云平臺(tái)高效有序運(yùn)行。云計(jì)算平臺(tái)總體架構(gòu)圖如圖2所示。

1）基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)層（laaS）。構(gòu)建系統(tǒng)的主要硬件包括網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、服務(wù)器等均為云計(jì)算中的基礎(chǔ)設(shè)施，具體包括三種類型，即硬件基礎(chǔ)設(shè)施子層、虛擬化和資源池化子層、資源調(diào)度和自動(dòng)化管理子層。硬件基礎(chǔ)設(shè)施子層是實(shí)現(xiàn)云計(jì)算的最根本的物理資源，涵蓋了服務(wù)器主機(jī)、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)和別的硬件在內(nèi)的硬件設(shè)備。虛擬化和資源池化子層是對(duì)硬件基礎(chǔ)設(shè)施子層的硬件進(jìn)行虛擬化技術(shù)整合，生成計(jì)算資源池、存儲(chǔ)池和網(wǎng)絡(luò)池，借助云管理平臺(tái)提供對(duì)外服務(wù)。資源調(diào)度和自動(dòng)化管理子層監(jiān)控基礎(chǔ)物理資源和虛擬池化資源，同時(shí)提供彈性分析、動(dòng)態(tài)遷移、負(fù)載均衡、按需給予和自動(dòng)化分布等工作?；A(chǔ)設(shè)施服務(wù)層的平臺(tái)設(shè)計(jì)同樣沿用了以應(yīng)用為中心的設(shè)計(jì)方式，使平臺(tái)政務(wù)的構(gòu)建更為完善、靈活，更利于管理、運(yùn)營及維護(hù)。

2）平臺(tái)服務(wù)層（PaS）。平臺(tái)服務(wù)層主要在laaS 之上提供統(tǒng)一身份認(rèn)證服務(wù)、工作流引擎服務(wù)、訪問控制服務(wù)和通用報(bào)表等平臺(tái)化系統(tǒng)軟件支撐服務(wù)。為了滿足云架構(gòu)的部署措施，借助虛擬化、集群和負(fù)載均衡等相關(guān)技術(shù)方式提供云計(jì)算平臺(tái)服務(wù)，各個(gè)用戶可以按照平臺(tái)提供的資源完成迅速地定制開發(fā)、測(cè)試等業(yè)務(wù)，也可以進(jìn)行相應(yīng)的功能擴(kuò)展。

3）應(yīng)用軟件服務(wù)層（SaaS）。應(yīng)用軟件服務(wù)層分為基礎(chǔ)服務(wù)與專業(yè)服務(wù)?；A(chǔ)服務(wù)包含了門戶登錄、通訊等門類，專業(yè)服務(wù)包含了供多部共用的協(xié)同辦公、行政審批、GIS系統(tǒng)與線上執(zhí)法等門類。該軟件是一種創(chuàng)新、使用和授權(quán)的系統(tǒng)構(gòu)建，具有面向多用戶服務(wù)的特性，為用戶提供SOA系統(tǒng)、政務(wù)系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境與中間件等服務(wù)。用戶通過瀏覽器就可以實(shí)現(xiàn)訪問和使用，并且能以多駐戶方法一起用各種的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，能滿足各個(gè)政府用戶的個(gè)性化要求。軟件的使用不用購買，可以采用租用的方式應(yīng)用軟件。

4）電子政務(wù)運(yùn)維管理層。為了確保云計(jì)算平臺(tái)的正常運(yùn)行，該層主要包括政務(wù)質(zhì)量管理和安全管理等，安全管理運(yùn)用云安全模式提升云端與用戶端的關(guān)聯(lián)耦合與使用非技術(shù)方式補(bǔ)充等方式確保云計(jì)算平臺(tái)的安全，是一種高性能高可靠的互聯(lián)網(wǎng)安全一體化防護(hù)系統(tǒng)，安全管理又包含故障管理、配置管理和性能管理等類型。

5）通訊網(wǎng)/網(wǎng)絡(luò)層。該層是OSI參考模型中的第三層，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接的建立，為用戶連接政府的云平臺(tái)獲得所要的服務(wù)，確保了電子政務(wù)云平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)通信暢通以及信息的對(duì)稱。

3 云計(jì)算平臺(tái)雙活中心架構(gòu)

為了防止單中心造成政務(wù)平臺(tái)的業(yè)務(wù)中斷，電子政務(wù)平臺(tái)可以通過兩地中心配置云計(jì)算雙活系統(tǒng)平臺(tái)，在同一城市單中心故障時(shí)實(shí)現(xiàn)零RPO、RTO，同時(shí)雙中心的資源能實(shí)現(xiàn)負(fù)載的分擔(dān)。云計(jì)算平臺(tái)雙活中心架構(gòu)如圖3所示。

云計(jì)算平臺(tái)雙活中心架構(gòu)思路是確保電子政務(wù)系統(tǒng)的持續(xù)性運(yùn)轉(zhuǎn)，使兩個(gè)獨(dú)立的云計(jì)算平臺(tái)在正常狀況下都能向外提供服務(wù)，同時(shí)用戶的使用信息通過運(yùn)用負(fù)載均衡分發(fā)至兩個(gè)云計(jì)算平臺(tái)當(dāng)中。一旦某個(gè)云計(jì)算平臺(tái)發(fā)生斷電等突發(fā)情況便不能對(duì)外提供服務(wù)，這時(shí)，另外一個(gè)云計(jì)算機(jī)平臺(tái)會(huì)主動(dòng)行使對(duì)外提供服務(wù)的功能，確保電子政務(wù)系統(tǒng)的不間斷運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)發(fā)生故障的云計(jì)算平臺(tái)恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，數(shù)據(jù)同步技術(shù)又能將數(shù)據(jù)傳輸過來，確保了兩個(gè)云計(jì)算平臺(tái)數(shù)據(jù)的一致性，重新對(duì)外提供服務(wù)時(shí)云計(jì)算平臺(tái)不受故障的影響。云計(jì)算平臺(tái)雙活中心組網(wǎng)方式使用了FC網(wǎng)絡(luò)（Fibre Channel）和裸光纖直連或DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing，密集波分復(fù)用），其中FC網(wǎng)絡(luò)又稱FC協(xié)議、FC網(wǎng)絡(luò)或者是FC互聯(lián)，F(xiàn)C協(xié)議如同TCP/IP協(xié)議一樣，都遵循OSI模型，協(xié)議集有TCP/IP協(xié)議集和以太網(wǎng)中的概念相同，完全可以看作TCPAP協(xié)議以及FC協(xié)議。借助裸光纖直連或DWDM設(shè)備連接網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)點(diǎn)是延時(shí)低，能夠?qū)崿F(xiàn)100km時(shí)間1.3ms的快速響應(yīng)。超高帶寬，單纖極限支持在80*40=3.2 Tbit/s范圍。利用網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)，主機(jī)集群心跳構(gòu)建起大二層結(jié)構(gòu)。云計(jì)算平臺(tái)的有效應(yīng)用還需要利用專業(yè)的智能DNS多站點(diǎn)選擇設(shè)備，進(jìn)行雙活云計(jì)算平臺(tái)的應(yīng)用負(fù)載均衡，完成云計(jì)算平臺(tái)之間的整體性負(fù)載均衡與故障問題智能切換。還可以在云計(jì)算平臺(tái)中部署服務(wù)器負(fù)載均衡設(shè)備，互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行跨數(shù)據(jù)中心感知，眾多云計(jì)算平臺(tái)中部署的虛擬計(jì)算平臺(tái)結(jié)合起來后，完成跨云計(jì)算平臺(tái)中心的計(jì)算切換。

4 基于云計(jì)算的電子政務(wù)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)

通過以上對(duì)云計(jì)算平臺(tái)特點(diǎn)和電子政務(wù)中心的研究，電子政務(wù)云平臺(tái)有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。一是提高了服務(wù)用戶的質(zhì)量。在城市化進(jìn)程中市場(chǎng)越來越活躍，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年12月我國常住人口城鎮(zhèn)化率達(dá)到了歷史最高的64.72%，導(dǎo)致政務(wù)系統(tǒng)變得十分繁忙，現(xiàn)有政務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行過程中用戶持續(xù)增加，新的業(yè)務(wù)系統(tǒng)不斷投入使用，運(yùn)維壓力越來越大，導(dǎo)致服務(wù)水平很難提高。電子政務(wù)云平臺(tái)利用多層次虛擬化技術(shù)，完成了各個(gè)電子政務(wù)系統(tǒng)之間的硬件共享，能充分共享計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)等硬件資源和電子政務(wù)系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備間的數(shù)據(jù)，為用戶提供一站式網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)服務(wù)以及各類在線軟件使用的服務(wù)，而且用戶利用PC、筆記本、智能手機(jī)等簡(jiǎn)單的終端設(shè)備，就能隨時(shí)隨地地應(yīng)用電子政務(wù)云計(jì)算系統(tǒng)內(nèi)的資源。二是減小了客戶端維護(hù)成本。電子政務(wù)云平臺(tái)應(yīng)用虛擬化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了全面虛擬化客戶端，管理實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)，客戶端應(yīng)用維護(hù)過程被簡(jiǎn)化。相比現(xiàn)有的政務(wù)系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)都有特定的客戶端，維護(hù)工作隨使用頻率的增加而提高維護(hù)成本，電子政務(wù)云平臺(tái)維護(hù)費(fèi)用極少。三是解決了系統(tǒng)破壞無法恢復(fù)的問題?，F(xiàn)有政務(wù)系統(tǒng)是把所有系統(tǒng)都進(jìn)行異地災(zāi)備，成本與復(fù)雜性都非常高。電子政務(wù)云平臺(tái)通過云計(jì)算平臺(tái)雙活中心，確保電子政務(wù)系統(tǒng)的持續(xù)性運(yùn)轉(zhuǎn)，即使遭遇重大災(zāi)害都能實(shí)現(xiàn)零RTO、RPO，電子政務(wù)系統(tǒng)依然能不間斷運(yùn)轉(zhuǎn)，不受系統(tǒng)被破壞或者發(fā)生斷電的影響。

5 結(jié)束語

基于云計(jì)算的電子政務(wù)平臺(tái)能提高政府運(yùn)作效率，但是云計(jì)算的電子政務(wù)平臺(tái)的風(fēng)險(xiǎn)是嚴(yán)峻的，尤其是用戶最擔(dān)心的“彈性”和安全問題。根據(jù) Amazon 的服務(wù)監(jiān)控情況控制臺(tái)報(bào)告指出，云計(jì)算服務(wù)在美國、歐洲的ES3 服務(wù)的錯(cuò)誤率有所增加，導(dǎo)致服務(wù)大打折扣。其次是對(duì)安全問題的擔(dān)心，云計(jì)算雖然應(yīng)用了各種數(shù)據(jù)加密技術(shù)確保數(shù)據(jù)的安全，可是電子政務(wù)云平臺(tái)中基本上是公民的機(jī)密信息，數(shù)據(jù)的安全性要求更高。還有一個(gè)更為重要的問題是云中的數(shù)據(jù)是完全透明給云運(yùn)營商的，用什么制度來約束云運(yùn)營商確保數(shù)據(jù)不外泄，這些都是目前急需解決的問題。

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收稿日期：2022-03-20

作者簡(jiǎn)介：陳善武（1981—），男，四川南溪人，現(xiàn)任廣西壯族自治區(qū)信息中心大數(shù)據(jù)技術(shù)開發(fā)處處長，主要從事信息技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域的研究工作;賓悅（1996—），男，廣西博白人，現(xiàn)任廣西壯族自治區(qū)信息中心中國—東盟信息港建設(shè)服務(wù)處工程師，主要從事中國—東盟信息港戰(zhàn)略規(guī)劃研究、項(xiàng)目監(jiān)測(cè)評(píng)估、重大問題研判和行業(yè)趨勢(shì)決策咨詢工作;劉彬（1980—），男，廣西容縣人，現(xiàn)任廣西壯族自治區(qū)信息中心中國—東盟信息港建設(shè)服務(wù)處工程師，主要從事中國—東盟信息港建設(shè)規(guī)劃和政策研究工作。