卜振興，　洪衛(wèi)軍

(中國(guó)人民公安大學(xué)警務(wù)信息工程學(xué)院， 北京　100038)

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公安警務(wù)云基礎(chǔ)建設(shè)方案設(shè)計(jì)

卜振興，洪衛(wèi)軍

(中國(guó)人民公安大學(xué)警務(wù)信息工程學(xué)院， 北京100038)

摘要隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展和移動(dòng)應(yīng)用的普及，數(shù)據(jù)種類和規(guī)模急劇增長(zhǎng)，給公安信息化建設(shè)帶來了新的挑戰(zhàn)，利用云計(jì)算技術(shù)解決面臨的問題已成為公安信息化發(fā)展的必然趨勢(shì)。針對(duì)公安信息化建設(shè)面臨的問題，依托某市警務(wù)云建設(shè)，提出了基礎(chǔ)云建設(shè)的整體設(shè)計(jì)框架和設(shè)計(jì)方案，為警務(wù)云建設(shè)提供了基礎(chǔ)保障，也為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)警務(wù)云的DaaS、PaaS和SaaS等服務(wù)提供了基礎(chǔ)平臺(tái)，對(duì)加快警務(wù)云服務(wù)于公安實(shí)戰(zhàn)的進(jìn)度具有重要的意義。

關(guān)鍵詞警務(wù)云; 大數(shù)據(jù); 基礎(chǔ)云; IaaS

0引言

隨著公安信息化建設(shè)的全面發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)得到了較大的提高，信息系統(tǒng)在公安內(nèi)部得到了廣泛普及。近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展及移動(dòng)應(yīng)用的普及，數(shù)據(jù)種類和規(guī)模急劇增長(zhǎng)，給信息系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出了更高的要求。改變?cè)袉我荒Ｊ?，?shí)現(xiàn)多種數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)融合，有效利用海量數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)利用率，已經(jīng)成為公安信息化建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)。

云計(jì)算是一種基于分布式的應(yīng)用處理系統(tǒng)，利用虛擬技術(shù)將大量的計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)等設(shè)備進(jìn)行整合，實(shí)現(xiàn)資源共享，以支持各種應(yīng)用需求。云計(jì)算與傳統(tǒng)的大型機(jī)和服務(wù)器模式相比，具有計(jì)算能力強(qiáng)、成本低的優(yōu)勢(shì)，它將復(fù)雜的應(yīng)用簡(jiǎn)化為服務(wù)，以提供服務(wù)的方式，降低人們使用軟件的門檻，可以說云計(jì)算是一場(chǎng)信息革命。云計(jì)算按照服務(wù)的層次可以分為基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)、數(shù)據(jù)即服務(wù)(DaaS)、平臺(tái)即服務(wù)(PaaS)和軟件即服務(wù)(SaaS)4種類型。

警務(wù)云是利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)，將公安基礎(chǔ)信息平臺(tái)、數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)進(jìn)行整合應(yīng)用的生態(tài)體系，實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施的虛擬使用，數(shù)據(jù)共享和業(yè)務(wù)無縫關(guān)聯(lián)，提升數(shù)據(jù)計(jì)算能力、提高數(shù)據(jù)使用效率，實(shí)現(xiàn)公安信息化建設(shè)的飛躍式發(fā)展。云基礎(chǔ)(或基礎(chǔ)云)是整個(gè)警務(wù)云的基礎(chǔ)，采用虛擬化技術(shù)，將多臺(tái)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行連接、整合為邏輯上的一臺(tái)設(shè)備，將對(duì)多個(gè)設(shè)備的管理和使用簡(jiǎn)化到一個(gè)設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)硬件管理、配置簡(jiǎn)單化，增強(qiáng)系統(tǒng)處理冗余能力，提高系統(tǒng)的可靠性，同時(shí)為上層的服務(wù)提供基礎(chǔ)保障。

1整體框架

基礎(chǔ)云(IaaS)是在基礎(chǔ)設(shè)備資源池基礎(chǔ)上，通過虛擬化技術(shù)將計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)和災(zāi)備等資源進(jìn)行聚合部署，形成兼具業(yè)務(wù)負(fù)載均衡和自動(dòng)故障切換的多節(jié)點(diǎn)集群，實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)在各個(gè)分布式節(jié)點(diǎn)之間的熱遷移和自動(dòng)調(diào)度，解決跨數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的負(fù)荷分擔(dān)和業(yè)務(wù)零中斷的資源調(diào)度。利用基礎(chǔ)云管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)部署、調(diào)度管理、模塊管理、接口管理等能力，提供自動(dòng)服務(wù)、運(yùn)行業(yè)務(wù)管理、流量管理和用戶管理等功能服務(wù)。同時(shí)也為更上一層的數(shù)據(jù)即服務(wù)、平臺(tái)即服務(wù)和軟件即服務(wù)提供良好的運(yùn)行平臺(tái)，具有較高的擴(kuò)展性和自適應(yīng)性?；A(chǔ)云邏輯架構(gòu)如圖1所示。

圖1　IaaS平臺(tái)架構(gòu)

基礎(chǔ)設(shè)施資源池負(fù)責(zé)將計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、網(wǎng)絡(luò)資源和災(zāi)備資源以及虛擬化資源形成統(tǒng)一的資源池，并對(duì)進(jìn)行統(tǒng)一個(gè)管理和調(diào)度，保障基礎(chǔ)云服務(wù)的可靠運(yùn)行?；A(chǔ)云平臺(tái)負(fù)責(zé)在基礎(chǔ)設(shè)備資源池基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)物理資源池和虛擬資源池的部署、調(diào)度管理，模塊和基礎(chǔ)管理，向用戶提供自動(dòng)服務(wù)、業(yè)務(wù)運(yùn)行管理、用戶管理和流量管理等功能服務(wù)，同時(shí)向更高級(jí)云服務(wù)的基礎(chǔ)服務(wù)。

2總體設(shè)計(jì)

基礎(chǔ)云總體設(shè)計(jì)主要包括：網(wǎng)絡(luò)資源池設(shè)計(jì)、計(jì)算資源池設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)資源池設(shè)計(jì)和云管理平臺(tái)設(shè)計(jì)四個(gè)主要內(nèi)容。

2.1網(wǎng)絡(luò)資源池設(shè)計(jì)

警務(wù)云基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)采用虛擬化技術(shù)，將多個(gè)相連的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連接、整合為邏輯上的一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，將對(duì)多個(gè)設(shè)備的管理和使用簡(jiǎn)化到一個(gè)設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)硬件管理、配置簡(jiǎn)單化，增強(qiáng)系統(tǒng)處理冗余能力，提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的可靠性。警務(wù)云網(wǎng)絡(luò)資源池核心設(shè)計(jì)如圖2所示。

圖2　警務(wù)云網(wǎng)絡(luò)資源池核心設(shè)計(jì)

警務(wù)云在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)管理上采用模塊化方式，同時(shí)兼顧傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)層次設(shè)計(jì)，構(gòu)建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)核心層和各功能模塊接入?yún)^(qū)，統(tǒng)一安全防范體系，統(tǒng)一數(shù)據(jù)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，并保證有足夠的靈活性和擴(kuò)展能力。

在設(shè)備及鏈路設(shè)計(jì)上，需要考慮冗余問題，配置支持萬兆的核心交換機(jī)要求實(shí)現(xiàn)雙機(jī)容錯(cuò)工作，保證數(shù)據(jù)的高速、無阻塞的交換，增加可靠性，并能滿足業(yè)務(wù)系統(tǒng)對(duì)于帶寬及承載能力的要求。

數(shù)據(jù)中心采用雙核心交換機(jī)設(shè)計(jì)，通過萬兆接口連接各二級(jí)交換機(jī)。通過虛擬化技術(shù)形成一個(gè)邏輯節(jié)點(diǎn)(萬兆核心)，對(duì)于用戶管理和接入層設(shè)備完全是一個(gè)邏輯單元，具有一個(gè)IP管理和MAC地址的特點(diǎn)?？梢蕴岣哒w性能和可用性，如可以減少部署二層網(wǎng)關(guān)協(xié)議 VRRP進(jìn)行主備切換時(shí)造成的網(wǎng)絡(luò)中斷問題。

對(duì)于服務(wù)器接入層設(shè)備，建議采用雙萬兆上聯(lián)，千兆接入的方式，具有線速交換、堆疊技術(shù)以及高級(jí)QoS策略等功能。

上行的2個(gè)端口采用端口聚合技術(shù)形成2×10GE鏈路，核心交換機(jī)使用跨物理設(shè)備的鏈路聚合技術(shù)，一方面提高帶寬，另一方面可提供鏈路的冗余，保證當(dāng)其中一條上聯(lián)鏈路故障時(shí)，無需運(yùn)行STP或路由協(xié)議即可實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)的故障切換。

對(duì)于管理簡(jiǎn)易化方面，可以通過交換機(jī)自動(dòng)智能QoS配置功能，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中語音視頻數(shù)據(jù)的合理化QoS配置，也可以通過自動(dòng)配置管理，在設(shè)備更新和替換時(shí)自動(dòng)下載更新配置等。

2.2計(jì)算資源池設(shè)計(jì)

云計(jì)算中心服務(wù)器系統(tǒng)具有業(yè)務(wù)復(fù)雜、處理數(shù)據(jù)量大、連接用戶數(shù)多，考慮到警務(wù)云計(jì)算平臺(tái)的實(shí)際需求、性能保障和運(yùn)行維護(hù)等特點(diǎn)。服務(wù)器選型主要考慮服務(wù)器的計(jì)算能力、服務(wù)器內(nèi)存、高速的I/O能力、系統(tǒng)擴(kuò)展等。

服務(wù)器系統(tǒng)是整個(gè)云計(jì)算中心的心臟，負(fù)責(zé)管理基礎(chǔ)信息、共享信息、各專業(yè)區(qū)域信息、業(yè)務(wù)應(yīng)用過程中產(chǎn)生的相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)管理過程中產(chǎn)生的比對(duì)信息、整理信息、管理信息等，同時(shí)為各個(gè)分系統(tǒng)提供共享信息。因此，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期，硬件不僅要滿足當(dāng)前應(yīng)用需求，也要具備高擴(kuò)展能力，以備將來應(yīng)用增加、負(fù)載增強(qiáng)之需。

2.2.1虛擬化資源區(qū)

虛擬化作為實(shí)現(xiàn)云計(jì)算最基礎(chǔ)的技術(shù)，通過對(duì)IT硬件資源整合、優(yōu)化、共享，可以有效地提高管理的靈活性和效率，同時(shí)降低成本。以其先進(jìn)性、高可用、靈活擴(kuò)展以及開放性等，能夠滿足當(dāng)前和未來幾年警務(wù)云計(jì)算信息系統(tǒng)的發(fā)展需求。虛擬化關(guān)鍵特性和收益如圖3所示。

圖3　虛擬化關(guān)鍵特性和關(guān)鍵收益

虛擬化資源區(qū)為應(yīng)用系統(tǒng)提供計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)和災(zāi)備等資源服務(wù)。將新增應(yīng)用或現(xiàn)有部分應(yīng)用，按照遷移規(guī)則進(jìn)行遷移或部署在虛擬化資源區(qū)運(yùn)行。本資源區(qū)配置虛擬化軟件，對(duì)外提供虛擬服務(wù)器資源和存儲(chǔ)資源。

虛擬化技術(shù)將物理服務(wù)器進(jìn)行虛擬化，包括CPU虛擬化、內(nèi)存虛擬化和設(shè)備I/O虛擬化等，實(shí)現(xiàn)在單一物理服務(wù)器上運(yùn)行多個(gè)虛擬服務(wù)器(虛擬機(jī))，把應(yīng)用程序?qū)Φ讓酉到y(tǒng)和硬件的依賴抽象出來，解除應(yīng)用和操作系統(tǒng)與硬件的緊耦合關(guān)系，使物理設(shè)備的差異性、兼容性與上層應(yīng)用透明，不同虛擬機(jī)之間相互隔離、互不影響，可運(yùn)行不同操作系統(tǒng)，提供不同應(yīng)用服務(wù)。

虛擬化資源區(qū)，服務(wù)器選型主要依據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用類型，選用高端服務(wù)器進(jìn)行資源整合，提供統(tǒng)一資源服務(wù)。高端和低端服務(wù)器在性能上差異較大，計(jì)劃采用統(tǒng)一檔次、統(tǒng)一類型的x86高端服務(wù)器。單臺(tái)物理服務(wù)器的計(jì)算能力越強(qiáng)，越便于進(jìn)行資源動(dòng)態(tài)分配。

物理整合資源區(qū)，將不能遷移到虛擬化平臺(tái)或遷移遇到阻力的應(yīng)用系統(tǒng)，保留其軟硬件結(jié)構(gòu)，歸類為“物理整合資源區(qū)”。在部署新應(yīng)用到警務(wù)云計(jì)算平臺(tái)時(shí)，避免采購封閉操作系統(tǒng)設(shè)備，提高數(shù)據(jù)庫可靠性，降低軟硬件采購成本，將核心數(shù)據(jù)庫部署在獨(dú)立物理服務(wù)器上。同時(shí)，將利舊的封閉操作系統(tǒng)設(shè)備整合到該區(qū)。

物理整合資源區(qū)中，數(shù)據(jù)庫集群采用面向大型應(yīng)用的核心數(shù)據(jù)庫，硬件平臺(tái)采用性能強(qiáng)勁，可靠性、穩(wěn)定性高的四路、八路高端服務(wù)器作為應(yīng)用載體，具有極高的性價(jià)比，能夠提供強(qiáng)大、安全可靠的計(jì)算處理能力。

2.2.2大數(shù)據(jù)資源區(qū)

大數(shù)據(jù)資源區(qū)提供海量視音頻、圖像數(shù)據(jù)的分布式計(jì)算、處理和存儲(chǔ)。結(jié)合平臺(tái)應(yīng)用，利用并行編程模型，可實(shí)現(xiàn)對(duì)視音頻、圖像數(shù)據(jù)的分布并行計(jì)算和業(yè)務(wù)處理，提高數(shù)據(jù)的處理效率。大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)架構(gòu)如圖4所示。

圖4　大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)架構(gòu)

大數(shù)據(jù)資源區(qū)采用Hadoop分布式系統(tǒng)架構(gòu)，先分解任務(wù)、分工處理再匯總結(jié)果。將服務(wù)器按照其用途化分為管理模塊和計(jì)算模塊。管理模塊負(fù)責(zé)分配、分派任務(wù)；計(jì)算模塊負(fù)責(zé)執(zhí)行任務(wù)。

管理模塊服務(wù)器：管理模塊需要快速完成計(jì)算并提取索引、地址等數(shù)據(jù)。因此，采用內(nèi)存較大、性能強(qiáng)、穩(wěn)定性高的的四路、八路高端服務(wù)器，以便提供強(qiáng)大、安全可靠的計(jì)算處理能力。

計(jì)算模塊服務(wù)器：計(jì)算模塊需要強(qiáng)大的存儲(chǔ)空間、計(jì)算能力和安全可靠的運(yùn)行環(huán)境。因此采用性能較強(qiáng)、可靠性高、內(nèi)存高配、大容量硬盤的X86雙路存儲(chǔ)服務(wù)器。

2.3存儲(chǔ)資源池設(shè)計(jì)

存儲(chǔ)系統(tǒng)作為基礎(chǔ)架構(gòu)核心部分，主要負(fù)責(zé)統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)的存放，保證所有數(shù)據(jù)的高可靠性、統(tǒng)一可用性、冗余性等。存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖5所示。

存儲(chǔ)資源池設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則如下：

(1)按照數(shù)據(jù)重要性級(jí)別進(jìn)行分類，區(qū)分塊級(jí)、應(yīng)用級(jí)的需求。

(2)按需區(qū)分性能和容量，將投資回報(bào)率有效提高。

(3)存儲(chǔ)系統(tǒng)包含多協(xié)議融合、分布式技術(shù)，可以按需提高性能。

圖5　存儲(chǔ)系統(tǒng)

2.3.1虛擬化資源區(qū)

目前存儲(chǔ)系統(tǒng)現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢(shì)，充分考慮性能、容量、安全性、多協(xié)議融合、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)等方面，警務(wù)云存儲(chǔ)池主要包含結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)兩個(gè)部分。

結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)部分：面向虛擬化資源區(qū)和物理整合資源區(qū)，核心部件冗余，同時(shí)通過SAN交換的模式實(shí)現(xiàn)FC、iSCSI等多種主機(jī)接口支持。

采用以數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)為中心的存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(即Storage Area Network，SAN)解決方案。通過一個(gè)單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)將存儲(chǔ)設(shè)備和服務(wù)器相連，集中解決系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)中對(duì)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用共享和存儲(chǔ)I/O性能的挑戰(zhàn)，提高數(shù)據(jù)的可靠性和安全性。

非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)部分：提供iSCSI或NAS方式接入，按照應(yīng)用數(shù)據(jù)的級(jí)別，可適當(dāng)降低配置，主要傾向大容量及快速讀寫。

2.3.2物理整合資源區(qū)

考慮到物理整合資源區(qū)的數(shù)據(jù)以結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)庫表為主，采用以數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)為中心的SAN解決方案，集中解決系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)中對(duì)存儲(chǔ)I/O性能和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用共享的挑戰(zhàn)。

根據(jù)業(yè)務(wù)的實(shí)際數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求，配置SAS盤應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)的快速讀寫和存儲(chǔ)要求，實(shí)際的磁盤容量配置，可根據(jù)整個(gè)信息系統(tǒng)的實(shí)際需要進(jìn)行規(guī)劃配置。

2.3.3大數(shù)據(jù)資源區(qū)

大數(shù)據(jù)資源區(qū)提供海量視音頻、圖像等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的分布式計(jì)算、處理和存儲(chǔ)，采用hadoop分布式架構(gòu)，將一定數(shù)量的存儲(chǔ)服務(wù)器組建成存儲(chǔ)集群，在系統(tǒng)集群中可彈性、便捷地增加數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)，提高存儲(chǔ)能力和處理能力。同時(shí)，利用其高性能、高性價(jià)比的優(yōu)勢(shì)，改善傳統(tǒng)集中存儲(chǔ)造價(jià)高、性能差等弊端。集群的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)采用性價(jià)比高的2U雙路存儲(chǔ)服務(wù)器，存儲(chǔ)服務(wù)器支持12塊以上的大容量硬盤(單塊硬盤最大3T)，單節(jié)點(diǎn)就能實(shí)現(xiàn)30T以上的存儲(chǔ)規(guī)模。

2.4云管理平臺(tái)設(shè)計(jì)

警務(wù)云管理平臺(tái)作為云平臺(tái)管理員和用戶同底層物理設(shè)備通信的中間層，是整個(gè)警務(wù)云的核心。云管理平臺(tái)主要分為3大部分功能，包括底層虛擬化功能層、云資源調(diào)度和管理層、云管理平臺(tái)門戶層。警務(wù)云管理平臺(tái)架構(gòu)如圖6所示。

圖6　警務(wù)云管理平臺(tái)架構(gòu)

2.4.1底層虛擬化層

底層虛擬化層是云管理平臺(tái)的基礎(chǔ)，主要功能是將服務(wù)器、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等物理資源設(shè)備虛擬化成虛擬資源池，目前大部分主流的虛擬化組件包括VMware、KVM等；云資源調(diào)度和管理層是云管理平臺(tái)的核心，主要功能包括虛擬資源池的管理、資源計(jì)量計(jì)費(fèi)、資源自動(dòng)按需配置、資源監(jiān)控、訪問控制、業(yè)務(wù)全生命周期管理、應(yīng)用服務(wù)器的管理、自助服務(wù)、虛擬網(wǎng)絡(luò)隔離以及提供可擴(kuò)展的API接口等；云管理平臺(tái)門戶層是云平臺(tái)對(duì)外服務(wù)的門戶，提供平臺(tái)管理員及用戶的訪問入口。

2.4.2云資源調(diào)度和管理

(1)云資源管理

①資源目錄管理

資料目錄是向外發(fā)布平臺(tái)中可以使用的資源類別列表的界面，其功能包括對(duì)各種資料類別的基本操作，包括類別的增加、修改和刪除等。同時(shí)為維護(hù)人員提供資源設(shè)計(jì)和發(fā)布審批、管理資源目錄狀態(tài)等功能。

②資源管理

基于資源目錄，警務(wù)云平臺(tái)可對(duì)各種資源進(jìn)行如資源生命期、資源配置邏輯等基本管理。同時(shí)，使得維護(hù)人員能夠?qū)Y源進(jìn)行創(chuàng)建、激活、發(fā)布和刪除等基本操作。

③資源實(shí)例管理

資源實(shí)例管理是對(duì)已分配資源的實(shí)例進(jìn)行管理。

④資源池日志管理

實(shí)現(xiàn)警務(wù)云平臺(tái)對(duì)所有資源池的操作日志。

⑤資源統(tǒng)計(jì)分析

完成對(duì)各類資源的統(tǒng)計(jì)，并將結(jié)果輸出為報(bào)表。

⑥資源視圖

警務(wù)云平臺(tái)應(yīng)提供如下資源視圖功能。主要展現(xiàn)物理機(jī)、虛擬機(jī)的組成關(guān)系，以及節(jié)點(diǎn)信息等。

⑦資源隔離

警務(wù)云平臺(tái)應(yīng)支持為用戶提供不同強(qiáng)度的資源隔離功能，保障用戶資源不被非法訪問。為用戶提供的資源隔離等級(jí)包括虛擬隔離、物理隔離和虛擬網(wǎng)絡(luò)隔離等。用戶在申請(qǐng)資源時(shí)可選擇資源隔離等級(jí)。

(2)訪問控制

①用戶管理

警務(wù)云平臺(tái)對(duì)使用平臺(tái)的用戶提供基本的用戶管理功能，主要包括：注冊(cè)、更改權(quán)限、密碼更改、用戶刪除等功能。

②多租戶與多用戶角色支持

警務(wù)云平臺(tái)支持多租戶，通過共享的資源池向多個(gè)用戶的多種業(yè)務(wù)按需提供相應(yīng)服務(wù)。系統(tǒng)支持細(xì)粒度的多級(jí)訪問控制，使得每個(gè)用戶僅能訪問和管理自己的資源。提供用戶工作負(fù)載之間的隔離，保證用戶業(yè)務(wù)的隱私。

警務(wù)云運(yùn)維人員通過云管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)云平臺(tái)資源的調(diào)配和監(jiān)控；云平臺(tái)運(yùn)營(yíng)人員通過云管理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)根據(jù)業(yè)務(wù)需求的服務(wù)封裝和發(fā)布；外部用戶通過云管理平臺(tái)提供的自助門戶和自服務(wù)流程了解服務(wù)使用情況，并進(jìn)行服務(wù)自助操作。

③資源隔離

警務(wù)云資源池管理平臺(tái)應(yīng)支持為用戶提供不同強(qiáng)度的資源隔離功能，保障用戶資源不被非法訪問。為用戶提供的資源隔離等級(jí)包括虛擬隔離、物理隔離和虛擬網(wǎng)絡(luò)隔離等。用戶在申請(qǐng)資源時(shí)可選擇資源隔離等級(jí)。

(3)資源按需分配

警務(wù)云資源自助門戶是組織申請(qǐng)?zhí)摂M數(shù)據(jù)中心(vdc)、組織網(wǎng)絡(luò)，組織用戶申請(qǐng)vApp的入口。管理員或用戶通過在線提交資源表單申請(qǐng)，審批后即可在線獲取到計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)資源。通過虛擬機(jī)的控制臺(tái)或者RDP可連接至虛擬機(jī)來部署、維護(hù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)。平臺(tái)采用模塊化的架構(gòu)，可以根據(jù)不同用戶的需求，定制組合不同模塊以便實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。

(4)資源監(jiān)控

警務(wù)云資源池管理平臺(tái)負(fù)責(zé)對(duì)平臺(tái)內(nèi)的設(shè)備和資源進(jìn)行監(jiān)控管理，主要包括故障、性能、自動(dòng)巡檢等監(jiān)控功能。系統(tǒng)可以根據(jù)需求設(shè)置最小粒度對(duì)關(guān)鍵性能實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)時(shí)了解關(guān)鍵性能的變化情況。物理資源監(jiān)控管理如圖7所示。

圖7　云管理平臺(tái)物理資源監(jiān)控管理

警務(wù)云是眾多物理設(shè)備通過各種資源池化技術(shù)構(gòu)成的云計(jì)算資源池，為了滿足各種各樣業(yè)務(wù)應(yīng)用對(duì)資源的需求，資源池應(yīng)該可以提供物理計(jì)算資源和虛擬計(jì)算資源等不同形式的資源。

云平臺(tái)監(jiān)控子系統(tǒng)的核心功能是對(duì)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等各種資源進(jìn)行監(jiān)控，并根據(jù)監(jiān)控信息進(jìn)行靈活的告警通知。也可以根據(jù)用戶需要按資源的類型、可用性和健康狀況的統(tǒng)計(jì)和分析，提供各資源的趨勢(shì)分析報(bào)告等。

監(jiān)控功能可以通過插件擴(kuò)展、性能優(yōu)化等實(shí)現(xiàn)，最終可以將資源分解為各種類型的監(jiān)測(cè)器，通過精確的監(jiān)測(cè)各監(jiān)測(cè)器全面監(jiān)控各資源的狀態(tài)、使用情況和詳細(xì)數(shù)據(jù)信息。

(5)異常告警管理

告警機(jī)制在底層物理資源出現(xiàn)問題時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)通知相關(guān)人員，方便系統(tǒng)管理人員及時(shí)了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，維護(hù)問題設(shè)備。

系統(tǒng)監(jiān)控可以實(shí)現(xiàn)通過資源的狀態(tài)信息獲取，實(shí)時(shí)、有效的資源信息更新以及資源的故障檢測(cè)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)物理資源、服務(wù)資源和虛擬機(jī)資源等狀態(tài)信息的動(dòng)態(tài)采集和獲取，并按照合理的時(shí)間粒度更新，向用戶或管理員提供實(shí)時(shí)的信息，以支持資源的有效控制與管理。

(6)計(jì)量計(jì)費(fèi)

按需分配、按量計(jì)費(fèi)是云計(jì)算的重要特征。對(duì)所提供的服務(wù)進(jìn)行計(jì)費(fèi)管理將是云服務(wù)需要考慮的重點(diǎn)之一。警務(wù)云提供計(jì)費(fèi)和記賬功能，在對(duì)外部用戶提供服務(wù)時(shí)啟用。

(7)業(yè)務(wù)申請(qǐng)審批

警務(wù)云平臺(tái)的業(yè)務(wù)流程更加清晰且比較符合實(shí)際應(yīng)用需求。警務(wù)云用戶如果有資源需求，包括申請(qǐng)物理資源、虛擬資源及更改虛擬機(jī)配置，可以按照用戶自定義的流程依次審批，審批完成后提交給虛擬資源配合審核員，配置審核員審核委辦局用戶提交的資源需求，如果資源需求沒有問題，則提交給系統(tǒng)管理員，由系統(tǒng)管理員完成配置并將配置結(jié)果反饋給委辦局用戶；如果資源需求有問題，則配置審核員反饋給委辦局用戶，告知資源需求的問題及修改建議，之后由委辦局用戶重新申請(qǐng)。

(8)云平臺(tái)資源整合

云管理平臺(tái)將操作系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)中間件、業(yè)務(wù)抽象

中間件等做成文件鏡像并打包，放置于云內(nèi)基礎(chǔ)軟件資源池中。各部門根據(jù)各自的業(yè)務(wù)系統(tǒng)對(duì)資源的需求，通過云門戶申請(qǐng)硬件資源和相應(yīng)的操作系統(tǒng)、中間件等軟件資源，完成業(yè)務(wù)系統(tǒng)的快速、靈活部署。根據(jù)各部門反饋的平臺(tái)共享需求，只需新增部分標(biāo)準(zhǔn)中間件以及擴(kuò)容各種數(shù)據(jù)庫和操作系統(tǒng)。

2.4.3云管理平臺(tái)門戶

警務(wù)云管理平臺(tái)門戶為云平臺(tái)管理員管理平臺(tái)、普通用戶使用云資源提高操作界面和訪問入口。按照服務(wù)對(duì)象的不同，云管理平臺(tái)門戶可以分為服務(wù)門戶和管理門戶。

(1)服務(wù)門戶為使用平臺(tái)資源的用戶提供的自助服務(wù)和操作界面。其功能主要包括資源目錄查詢、用戶管理等。

(2)管理門戶為云管理平臺(tái)管理員、操作員提供的操作界面和功能訪問入口。其功能主要包括資源目錄管理、資源管理和監(jiān)控管理等。

3結(jié)語

本文根據(jù)某地級(jí)市警務(wù)云實(shí)際建設(shè)需求，提出了警務(wù)云基礎(chǔ)建設(shè)的整體框架和詳細(xì)設(shè)計(jì)方案，主要從網(wǎng)絡(luò)資源池設(shè)計(jì)、計(jì)算資源池設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)資源池設(shè)計(jì)和云管理平臺(tái)設(shè)計(jì)等4個(gè)方面進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)，為公安警務(wù)云基礎(chǔ)建設(shè)提供了參考，對(duì)加快實(shí)現(xiàn)警務(wù)云建設(shè)具有重要意義。

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(責(zé)任編輯陳小明)

中圖分類號(hào)D035.31

作者簡(jiǎn)介卜振興(1982—)，男，山東濟(jì)寧人，2013級(jí)在讀博士研究生。研究方向?yàn)榘踩婪都夹g(shù)與工程。

基金項(xiàng)目國(guó)家十二五科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“社會(huì)安全基礎(chǔ)工作對(duì)象信息采集與提取技術(shù)研究”(2013BAK02B01)。