云計算在機場信息系統中的典型設計及應用

代 軍，楊 芳，錢 超

（1.中國民用航空局 第二研究所，成都 610041；2.成都航空職業技術學院，成都 610021）

0 引言

虛擬化的概念發展訊猛，云計算作為傳統計算機技術和網絡技術發展融合的產物，逐漸開始在各行各業應用，然而民航機場這樣一個信息化專業集成度高，對電子信息技術、網絡技術和IT技術的高度依賴者，云計算目前仍未在民航機場中應用。我們應該在云計算的浪潮下乘風破浪，抓住機遇積極應對。但如何將云計算的服務模式與機場信息化建設有機地結合是首要考慮的問題，機場信息化建設中所有新技術引進的最終目的都是為了在提高管理與服務水平的同時降低建設成本，云計算當然也不例外。作為一名機場的信息設計者，筆者將結合自己在機場信息設計中的感受，談談云計算在民航機場信息系統中應用的理解，探討具體的設計方案。

1 云計算及其基本特點

“云計算”概念最早由Google提出，但云計算在發展中多個企業對云計算有不盡相同的闡述,歸結起來云計算就是并行計算(Parallel computing)、分布式計算(Distributed Computing)和網格計算(Grid Computing)的發展，是虛擬化(Virtualization)、效用計算(Utility computing)、IaaS(基礎設施即服務)、Paas(平臺即服務)、SaaS(軟件即服務)等概念混合演進并躍升的結果[1]。

云計算的特點是IT基礎設施、服務的交付和使用模式，通過網絡以按需、易擴展的方式獲得所需的資源(包括軟硬件，平臺)和服務[2]。云計算中心關健解決按需配比，降低成本，通過計算服務化、資源虛擬化、管理智能化的滿足云計算中心的建設，采用工業標準、高伸縮性的系統平臺和IT支持服務及高效的計算方式實現計算服務化；資源的池化和優化并共享結合安全防護機制達到資源虛擬化；統一資源管理和根據需求分配資源完成管理的智能化。而對用戶而言，采用云計算就是降低成本、節約能源、提高效率和管理水平。主要特點如圖1所示，云計算具備通用性、高可靠性、高可擴展性（可動態伸縮）、規模龐大、虛擬化、按需服務的主要特點。

圖1 云計算的主要特點

2 云計算的服務模式

在各行業的應用中，云計算的服務模式如圖2所示，主要為IaaS（Infrastructure as a Service）、PaaS（Platform as a Service）和 SaaS（Software as a service）三大類[4]，從圖中可以看出，實際上某種服務模式獲得成功，三種服務模式是的界限就會進一步模糊，三才之間相互關聯成功的IaaS或SaaS可以輕松的延伸到平臺領域。

圖2 云計算的服務模式

IaaS是把數據中心、基礎設施硬件（網絡、存貯等）和軟件資源按需提供給用戶使用的商業模式，Iaas的核心理念是通過虛擬化為用戶提供按需基礎資源服務。PaaS是把計算環境、應用開發環境等平臺一站式提供給用戶的商業模式。SaaS是隨著互聯網技術的發展和應用軟件的成熟興起的一種新的軟件應用模式，它是云計算領域發展最成熟、應用最廣泛的服務，是一種通過互聯網，為用戶提供軟件及各種應用程序的服務。可以看出，IaaS、SaaS和PaaS其核心概念就是為用戶提供按需服務。

3 機場應用云計算的優點

3.1 提供高性價比的IT服務支持

在國內幾乎所有已建成機場從竣工之日起就開始了系統的維保，隨著運營時間的增長，在IT設備的維護和保養上投入的經費逐年增加，尤其是大中型機場投入更加驚人。由于機場對IT設備（服務器、存貯等硬件設備和應用系統等軟件設備）的需求較高，機場的信息集成系統、離港系統、航班信息顯示系統、安防系統和廣播系統等等不同的業務通常需配備不同的軟硬件設施，機場一些關鍵的業務系統如信息集成系統等通常還需要考慮冗余和備份。然而機場IT信息技術的發展日新月異，其生命周期較短，過個三五年就需要進行升級或改造，其IT設備使用5年以上性能就開始衰退，繼續使用會降低效率并且增大安全風險，因此對機場來說是很大的浪費。引入云計算的服務模式，機場集團或行業機構可以建設超大規模的服務器集群、海量的存儲、高效的計算能力。云計算的服務模式可使機場用戶以較低的成本按需使用計算資源，大大降低設備的維護成本，同時滿足高速的響應機場各業務系統和用戶的訪問請求。

3.2 高可靠性的機場數據

現有大中型機場雖然對關鍵業務系統和存貯等做了容災備份處理，并且部分大型機場目前增加大量投資，采用異地備份，但還是無法抵抗災難性打擊。然而云計算具有高可靠性的特點，“云”中的某個節點即使完全破壞，我們可以通過其他節點正常訪問，從而保證機場實現真正無間斷的安全服務，數據在云端永不丟失，大大高于使用本地計算機服務的可靠性。

3.3 資源的高度共享

云計算的核心思路的按需提供服務，那么資源的池化和優化是重中之重，將池化和優化的資源充分共享。未來全國的機場逐步共享資源，形成全國的“機場云”?！霸啤毕碌乃袡C場只需要接入云端并可以共享機場資源。

3.4 系統的高擴展性

“云”的規?？梢詣討B伸縮，滿足應用和用戶規模增長的需要[3]。單個大中型機場可以建設機場自有的“私有云”，面向內部業務系統和用戶提供云計算服務。機場擁有云計算環境的自主權，并可基于自己的需求不斷改進服務，進行自主創新，提高機場信息化和服務水平。在機場云計算的應用中，國外已有案例，倫敦西斯羅機場的第二大航空公司BMI就一直在努力降低IT基礎架構的總擁有成本，同時增加業務的靈活性，云計算已經成為BMI日常運營的核心，利用“私有云”來支持其主要網站和關鍵的地面運營系統。

4 在機場信息系統中的設計及應用

云計算在機場信息化中的應用要統一規劃、統一設計、統一管理、統一實施，在機場信息化建設中逐步建設，首先考慮在信息系統中的應用，行業機構或機場集團可考慮IAAS基礎設施的建設，機場集團或大中型機場則可考慮SaaS應用的建設，逐步建立起機場信息平臺，形成機場“私有云”，運用云計算技術建立集中、高效的機場信息系統，實現提升機場運營效率和服務品質的目標。現階段筆者認為云計算可以在以下兩方面進行部署。

1）集團化機場生產運營管理系統和設備運行管理系統

通過SaaS，機場集團建設統一的生產運營管理系統和設備運行管理系統，應用功能覆蓋所有成員機場，所有成員機場基于SaaS訪問系統功能。即在機場集團總部建設云計算數據中心和應用中心，成員機場直接通過網絡訪問系統應用，滿足成員機場生產運營保障和設備管理需求。通過運用云計算技術實施上述兩個系統的建設，將大大降低集團的IT建設成本，節約能源消耗，全面提升生產運營管理和設備運行管理效率。

系統設計思路應具有以下特點：

（1）支線機場共享單一應用；

（2）由專門的SaaS服務商提供和管理；

（3）支持多用戶或單用戶；

（4）可以只需通過瀏覽器/手持設備即可享受服務。

系統典型設計結構圖如如圖3所示。

2）構建機場云測試中心和開發中心

機場集團或大中型機場在引入云計算服務之初，也可先考慮在機場測試和開發中心進行小規模應用。測試開發中心是為航站樓信息弱電系統提供一個可控制的測試環境，通過各信息弱電系統提供測試系統（設備）構成一套集成測試系統來完成信息弱電系統單系統功能測試、所有系統的集成測試和回歸測試，同時進行系統接口等應用軟件開發。通過IaaS，搭建云測試中心和開發中心基礎設施，各業務系統通過虛擬化共享軟硬件平臺，節省投資的同時大大提高處理能力。

測試中心IaaS設計結構圖如圖4所示。

圖4 測試中心IaaS設計結構圖

5 結束語

作為一個在民航機場使用的新概念，如何推動云計算在機場信息化中的應用，需要行業內外的共同努力，并逐步構建滿足機場生產運營和經營管理需要的私有云，以此提升機場運營效率和服務品質。最后建成全民航的“機場云”，提升民航整體運營管理水平。

圖3 集團化機場SaaS典型設計結構圖

[1] 劉越. 云計算綜述與移動云計算的應用研究. 信息通信技術, 2010, (02).

[2] 王鵬. 走進云計算. 人民郵電出版社, 2009.

[3] 孫少陵. 云計算及應用的研究與實現[J]. 電信工程技術與標準化. 2009, (11).

[4] 歐陽鐘輝. 云計算與信息集成. 泉州師范學院學報, 2009,27(2).