曹仕羽，汪濤

(南京市信息中心，江蘇 南京 210019)

0 引言

隨著云計(jì)算技術(shù)的成熟和數(shù)字政府建設(shè)發(fā)展，政務(wù)云已經(jīng)成為城市數(shù)字化治理的核心支撐，其全局性地位日益增強(qiáng)。政務(wù)信息化的逐步深入和云服務(wù)[1]的興起，使各級(jí)政府部門(mén)部署在政務(wù)云上的信息系統(tǒng)越來(lái)越多，從而對(duì)已上云的業(yè)務(wù)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性要求也越來(lái)越高[2]。這對(duì)政務(wù)云的監(jiān)管能力、服務(wù)能力要求也日益提升。

在云資源申請(qǐng)方面，以往是各委辦局項(xiàng)目負(fù)責(zé)人通過(guò)填寫(xiě)工單文檔，再將其經(jīng)電子郵箱發(fā)送給政務(wù)云主管單位受理，辦理流程復(fù)雜，無(wú)法實(shí)時(shí)跟蹤工單流轉(zhuǎn)情況，只能通過(guò)電話或郵件的方式詢(xún)問(wèn)受理方，既耗時(shí)又耗力。在資源監(jiān)控方面，運(yùn)維人員往往采用各云服務(wù)商直接提供的云管理平臺(tái)進(jìn)行政務(wù)云的監(jiān)管，云平臺(tái)本身呈“煙囪式”發(fā)展，如：VMware 提供的vCenter 平臺(tái)[3]、阿里云提供的飛天云平臺(tái)等。云服務(wù)商直接提供的云管理平臺(tái)僅支持自有架構(gòu)的云資源管理。然而，越來(lái)越多的政務(wù)云主管單位為了提升云平臺(tái)可靠性以及滿(mǎn)足不同的業(yè)務(wù)需求，會(huì)選擇多云或者混合云的設(shè)計(jì)架構(gòu)，這為后期的資源管理帶來(lái)了諸多不便[4]，例如：在異構(gòu)云環(huán)境下監(jiān)控政務(wù)云中的業(yè)務(wù)系統(tǒng)需要運(yùn)維工程師分別查詢(xún)不同的云平臺(tái)數(shù)據(jù)，再匯總報(bào)送，效率較低。

本文提出了一種異構(gòu)云環(huán)境下政務(wù)云統(tǒng)一云管平臺(tái)建設(shè)方案，將異構(gòu)環(huán)境中的云平臺(tái)納管接入整合，從委辦局角度將多種云資源使用的全流程設(shè)置到平臺(tái)中，提供了智能、高效的統(tǒng)一管理和調(diào)度，提升了政務(wù)云的管理和服務(wù)的水平。

1 政務(wù)云概述

政務(wù)云是政府信息化主管部門(mén)運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)，統(tǒng)籌利用已有的IT 基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用支撐等資源和條件統(tǒng)一建設(shè)，為各政務(wù)部門(mén)按照需求便捷地提供基礎(chǔ)設(shè)施、支撐軟件、信息資源、信息安全等服務(wù)的電子政務(wù)綜合性服務(wù)平臺(tái)[5]。這種集約化建設(shè)方式不僅降低了行政成本，而且有利于實(shí)現(xiàn)公共信息資源的歸集和共享。目前，在國(guó)家政策的推動(dòng)下，我國(guó)已有超過(guò)90%的省級(jí)政府與70%以上的地市級(jí)政府已啟動(dòng)政務(wù)云的建設(shè)。由于黨政機(jī)關(guān)信息安全保密性的特殊要求，普遍以私有云的模式建設(shè)政務(wù)云。

2 政務(wù)云統(tǒng)一云管平臺(tái)的設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)需求

云管平臺(tái)應(yīng)該能統(tǒng)籌管理和調(diào)度異構(gòu)云資源，屏蔽不同云平臺(tái)的操作差異和技術(shù)細(xì)節(jié)，支持大于100的并發(fā)操作，提供便捷美觀的用戶(hù)交互界面。其核心功能如下。

⑴自助服務(wù) 支持云資源的申請(qǐng)、工單管理、服務(wù)審批、項(xiàng)目管理、工單檢索、賬號(hào)審核、工單統(tǒng)計(jì)、IP查詢(xún)等。

⑵ 云管理 支持服務(wù)目錄、流程管理、資源管理、工單資源池管理等。

⑶運(yùn)營(yíng)門(mén)戶(hù) 支持對(duì)計(jì)算資源和存儲(chǔ)資源的統(tǒng)計(jì)分析、資源報(bào)價(jià)表管理。

⑷監(jiān)控 支持監(jiān)控概覽、告警管理、項(xiàng)目概覽。

⑸系統(tǒng)管理 支持多角色、權(quán)限、部門(mén)、用戶(hù)管理、數(shù)據(jù)對(duì)接等。

⑹系統(tǒng)監(jiān)控 支持?jǐn)?shù)據(jù)監(jiān)控、服務(wù)監(jiān)控、定時(shí)任務(wù)管理。

2.2 總體架構(gòu)

南京市政務(wù)云統(tǒng)一云管平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)旨在提供便捷專(zhuān)業(yè)的云資源集中管理、云平臺(tái)運(yùn)維與運(yùn)營(yíng)、對(duì)政務(wù)云全生命周期管理的一站式云管理平臺(tái)。系統(tǒng)總體架構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

平臺(tái)運(yùn)用統(tǒng)一的界面風(fēng)格和流程管理、實(shí)現(xiàn)覆蓋IaaS、PaaS、SaaS以及網(wǎng)絡(luò)管理、機(jī)房運(yùn)維等功能，集成了云主機(jī)、云存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)庫(kù)、大數(shù)據(jù)工具、短信網(wǎng)關(guān)等業(yè)務(wù)管理功能。異構(gòu)環(huán)境下政務(wù)云統(tǒng)一云管平臺(tái)有利于統(tǒng)一服務(wù)和技術(shù)規(guī)范，利用異構(gòu)云平臺(tái)特性服務(wù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)，簡(jiǎn)化異構(gòu)云的運(yùn)維難度。該平臺(tái)總體架構(gòu)包含：異構(gòu)適配層、服務(wù)管理層、統(tǒng)一門(mén)戶(hù)層。

2.2.1 異構(gòu)適配層

南京市政務(wù)云基礎(chǔ)設(shè)施為的多站點(diǎn)異構(gòu)云環(huán)境，由華為云、阿里云、VMware 共同組成。政務(wù)云統(tǒng)一云管平臺(tái)需構(gòu)建面向多個(gè)云平臺(tái)的異構(gòu)接入，通過(guò)調(diào)用API接口獲取各云平臺(tái)數(shù)據(jù)，再進(jìn)行適配，融合多源異構(gòu)云平臺(tái)數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)API接入。

2.2.2 服務(wù)管理層

政務(wù)云統(tǒng)一云管平臺(tái)能實(shí)現(xiàn)上云系統(tǒng)維護(hù)、監(jiān)控管理、34 類(lèi)工單流程處理。依托政務(wù)云提供的計(jì)算資源，構(gòu)建邏輯集中、物理分散、可靈活分配的開(kāi)發(fā)環(huán)境，能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)境的自動(dòng)化部署。統(tǒng)一云管平臺(tái)和統(tǒng)一運(yùn)維平臺(tái)、數(shù)據(jù)湖互聯(lián)互通，帶來(lái)“可視、智能、易用”的數(shù)字化運(yùn)維新體驗(yàn)，為各委辦局提供不間斷的系統(tǒng)監(jiān)控服務(wù)。

2.2.3 統(tǒng)一門(mén)戶(hù)層

政務(wù)云統(tǒng)一云管平臺(tái)面向的用戶(hù)可以分為如下三類(lèi)。

⑴政務(wù)云資源使用單位的人員。提供云資源申請(qǐng)、云主機(jī)監(jiān)控、IP查詢(xún)等功能。

⑵云平臺(tái)的管理者。提供VDC 設(shè)置、基于用戶(hù)的鑒權(quán)級(jí)資源分配、各類(lèi)云服務(wù)的申請(qǐng)審批、資源審計(jì)等功能。

⑶云平臺(tái)運(yùn)維運(yùn)營(yíng)單位的人員。提供相關(guān)工單的接單提醒、告警提醒、工單操作結(jié)果填寫(xiě)等功能。

2.3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

2.3.1 異構(gòu)云多區(qū)域管理

異構(gòu)云環(huán)境下的政務(wù)云統(tǒng)一云管平臺(tái)依賴(lài)于不同處理框架的多種類(lèi)型任務(wù)，能提供整合異構(gòu)算力資源的能力。通過(guò)定義標(biāo)準(zhǔn)的API 接口，提供相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)模塊代理，用戶(hù)不用關(guān)心底層云架構(gòu)的不同，只需關(guān)注上層提供的各類(lèi)業(yè)務(wù)輸出功能，確保系統(tǒng)管理員實(shí)現(xiàn)多云納管，有利于多個(gè)政務(wù)數(shù)據(jù)中心信息資源的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)。

2.3.2 云資源的統(tǒng)一集中管理

平臺(tái)結(jié)合用戶(hù)的使用需求，將分散的高性能計(jì)算資源統(tǒng)一管理。資源池中的各類(lèi)計(jì)算資源由云管平臺(tái)整合、管理、調(diào)度，構(gòu)建符合“集約管理、高效融合、服務(wù)應(yīng)用、全程追溯、量化評(píng)估”的政務(wù)云管理平臺(tái)。管理員能實(shí)時(shí)了解各臺(tái)虛機(jī)的監(jiān)控信息，及時(shí)通知委辦局提交工單回收閑置的資源以及擴(kuò)容使用率高的資源，使資源利用更合理。

圖2 政務(wù)云云管平臺(tái)流程圖

平臺(tái)集中管理的資源包括云平臺(tái)的各類(lèi)組件和服務(wù)，支持Windows、Openeuler、AnolisOS、統(tǒng)信UOS等操作系統(tǒng)；支持Oracle、高斯、翰高等數(shù)據(jù)庫(kù)；支持Hadoop、redis等主流中間件；支持微服務(wù)、容器等PaaS服務(wù)，幫助用戶(hù)構(gòu)建高可靠、易擴(kuò)展的信息系統(tǒng)。

⑴資源申請(qǐng)功能

政務(wù)云統(tǒng)一云管平臺(tái)是政務(wù)云資源和應(yīng)用管理的核心中樞，提供智能化的云資源工單申請(qǐng)。每個(gè)工單的處理過(guò)程需要轉(zhuǎn)變?yōu)楦鶕?jù)該工單的子任務(wù)和子任務(wù)之間的依賴(lài)關(guān)系構(gòu)建一條完成的結(jié)構(gòu)化、可擴(kuò)展、可控制的工作流。系統(tǒng)可自動(dòng)根據(jù)用戶(hù)申請(qǐng)時(shí)填寫(xiě)的選項(xiàng)智能推薦相關(guān)人員審批，然后運(yùn)營(yíng)工程師在物理資源上分配相應(yīng)的資源。平臺(tái)可提供云服務(wù)器、端口開(kāi)放、公網(wǎng)映射等17種服務(wù)器類(lèi)工單服務(wù)。

異構(gòu)云環(huán)境下，工單中各個(gè)流程的劃分需要考慮許多限制條件，如：計(jì)算節(jié)點(diǎn)的資源限制、不同IP 地址對(duì)應(yīng)不同的服務(wù)商、不同節(jié)點(diǎn)負(fù)載問(wèn)題等。平臺(tái)能根據(jù)用戶(hù)需求和資源池負(fù)載情況為用戶(hù)提供資源。工單辦理的過(guò)程中，用戶(hù)可以進(jìn)行催單、撤單。結(jié)單后，發(fā)起人會(huì)收到短信提醒。用戶(hù)可以對(duì)工單辦理情況進(jìn)行多維度評(píng)價(jià)。

⑵網(wǎng)絡(luò)資源管理功能

政務(wù)云統(tǒng)一云管平臺(tái)在網(wǎng)絡(luò)管理中可以提供網(wǎng)絡(luò)接入、網(wǎng)絡(luò)變更、網(wǎng)絡(luò)移機(jī)、網(wǎng)絡(luò)拆機(jī)的申請(qǐng)、受理、統(tǒng)計(jì)。

⑶云資源資源管理功能

管理員可對(duì)工單、云服務(wù)器進(jìn)行狀態(tài)查看及管理。管理員可以綜合考慮工單處理時(shí)間、資源使用率、剩余資源可開(kāi)通數(shù)量、QoS等因素，有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)各資源池存在的問(wèn)題，做好統(tǒng)籌調(diào)度的決策和評(píng)估。

云管平臺(tái)對(duì)委辦局用戶(hù)提供其申請(qǐng)?zhí)摂M機(jī)的監(jiān)控概覽，包括：機(jī)房位置、主機(jī)名、申請(qǐng)單位、項(xiàng)目名稱(chēng)、CPU、內(nèi)存、硬盤(pán)等，使其了解虛擬機(jī)的使用情況及健康狀態(tài)。

根據(jù)國(guó)標(biāo)委發(fā)布的《電子政務(wù)云平臺(tái)服務(wù)費(fèi)用計(jì)算參考指南》和云主機(jī)監(jiān)控信息，管理員可以根據(jù)云服務(wù)目錄參考價(jià)及報(bào)價(jià)表評(píng)估委辦局資源申請(qǐng)的合理性。

2.3.3 統(tǒng)一門(mén)戶(hù)和權(quán)限管理

平臺(tái)將政務(wù)數(shù)據(jù)中心涉及的用戶(hù)、角色、組織、項(xiàng)目進(jìn)行一體化管理，賦予不同角色不同的資源訪問(wèn)和操作權(quán)限。平臺(tái)和統(tǒng)一身份認(rèn)證系統(tǒng)對(duì)接，確保注冊(cè)者身份的真實(shí)可靠。平臺(tái)與統(tǒng)一運(yùn)維平臺(tái)對(duì)接，有利于快速查詢(xún)和審核網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維需求。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文分析了政務(wù)云統(tǒng)一云管平臺(tái)的產(chǎn)生背景，結(jié)合南京市政務(wù)云建設(shè)現(xiàn)狀，對(duì)異構(gòu)環(huán)境下政務(wù)云統(tǒng)一云管平臺(tái)進(jìn)行了架構(gòu)設(shè)計(jì)和功能設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了異構(gòu)的政務(wù)云納管資源的統(tǒng)一管理和云服務(wù)提升。未來(lái)的研究可以從以下幾個(gè)方面入手。①出臺(tái)市級(jí)政府文件《政務(wù)云管理辦法》，以“體制機(jī)制+平臺(tái)建設(shè)”雙輪驅(qū)動(dòng)，規(guī)范政務(wù)云的建設(shè)和管理。②與云安全監(jiān)管聯(lián)動(dòng)。平臺(tái)將與態(tài)勢(shì)感知平臺(tái)、安管平臺(tái)對(duì)接，用戶(hù)可以在云管平臺(tái)上查看云主機(jī)存在的安全隱患，如：漏洞、弱口令問(wèn)題。平臺(tái)會(huì)及時(shí)通知用戶(hù)整改。③輔助提高云資源使用率。設(shè)計(jì)云資源評(píng)價(jià)算法，將亟需擴(kuò)容或縮容的云主機(jī)信息反饋用戶(hù)，有助于合理規(guī)劃和使用政務(wù)云資源。