電子政務(wù)云平臺(tái)建設(shè)探討

李慧 徐慧 劉仁山

（呼倫貝爾學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院 內(nèi)蒙古 海拉爾 021008）

1.概述

電子政務(wù)自產(chǎn)生以來(lái)，不同的組織對(duì)其有不同的定義。世界銀行組織認(rèn)為電子政務(wù)是指“政府機(jī)構(gòu)應(yīng)用信息技術(shù)來(lái)創(chuàng)新與公眾、企業(yè)、社會(huì)以及其他政府部門(mén)的關(guān)系”；中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)室則將電子政務(wù)定義為“政府機(jī)構(gòu)應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高效、透明、規(guī)范的電子化內(nèi)部辦公、協(xié)同辦公和對(duì)外服務(wù)的過(guò)程”。今天，隨著世界范圍內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛使用以及信息技術(shù)的飛速發(fā)展，電子政務(wù)成為最重要的信息化領(lǐng)域之一[1]。

當(dāng)前，我國(guó)電子政務(wù)總體框架包括如下方面。

1.1 服務(wù)與應(yīng)用系統(tǒng)。位于框架最頂層，涉及服務(wù)體系、優(yōu)先支持業(yè)務(wù)、以及應(yīng)用系統(tǒng)；

1.2 信息資源。涉及信息采錄和更新資源、信息公開(kāi)和共享資源以及基礎(chǔ)信息資源；

1.3 基礎(chǔ)設(shè)施。位于框架最底層，涉及國(guó)家電子政務(wù)網(wǎng)絡(luò)、政府信息資源索引互換體系、以及信息安全基本結(jié)構(gòu)；

1.4 法律法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)化體系。涉及基礎(chǔ)設(shè)施、信息資源、服務(wù)與應(yīng)用系統(tǒng)等各個(gè)層面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、法律法規(guī)；

1.5 管理體制。對(duì)電子政務(wù)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)和管理。

實(shí)際建設(shè)中，我國(guó)政府習(xí)慣將電子政務(wù)系統(tǒng)按網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)劃分為三類(lèi)，即內(nèi)部辦公業(yè)務(wù)網(wǎng)（政務(wù)內(nèi)網(wǎng)）、電子政務(wù)專(zhuān)用網(wǎng)（政務(wù)專(zhuān)網(wǎng)）和外部信息服務(wù)網(wǎng)（政務(wù)外網(wǎng)）。

2.電子政務(wù)云平臺(tái)的構(gòu)建思路

根據(jù)國(guó)家電子政務(wù)云平臺(tái)相關(guān)設(shè)計(jì)指南，借鑒其他城市成功的構(gòu)建經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本市電子政務(wù)系統(tǒng)現(xiàn)狀，本文提出呼倫貝爾市電子政務(wù)云平臺(tái)構(gòu)建的思路和原則。

2.1總體思路

結(jié)合呼倫貝爾市實(shí)際，根據(jù)“十三五”電子政務(wù)規(guī)劃，研究認(rèn)為，呼倫貝爾市電子政務(wù)云平臺(tái)構(gòu)建應(yīng)以部門(mén)信息化應(yīng)用需求為導(dǎo)向，集約化發(fā)展。云平臺(tái)將承載建設(shè)運(yùn)維 80%以上政府部門(mén)電子政務(wù)項(xiàng)目，以縮減電子政務(wù)建設(shè)成本，提升系統(tǒng)建設(shè)運(yùn)維專(zhuān)業(yè)化水平。

電子政務(wù)云平臺(tái)技術(shù)上以虛擬化技術(shù)為基礎(chǔ)，采用IaaS +PaaS+SaaS模式構(gòu)建，物理上以現(xiàn)有的市政府信息中心和市行政服務(wù)中心數(shù)據(jù)中心為基礎(chǔ)，主要搭建公共云、支撐云和業(yè)務(wù)云三個(gè)平臺(tái)。重點(diǎn)在IaaS上，借助VMware單位開(kāi)發(fā)的VMware vSphere等云計(jì)算解決方案系列軟件，運(yùn)用動(dòng)態(tài)虛擬實(shí)時(shí)遷移等技術(shù)，構(gòu)建出服務(wù)器端和使用終端虛擬化的一體化云平臺(tái)。構(gòu)建過(guò)程中，部門(mén)原有電子政務(wù)項(xiàng)目分批遷移到云平臺(tái)統(tǒng)一運(yùn)維，新增電子政務(wù)項(xiàng)目一律納入云平臺(tái)統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)[2]。

根據(jù)呼倫貝爾市電子政務(wù)系統(tǒng)現(xiàn)狀，將公共云細(xì)分為網(wǎng)站云和檢索云兩個(gè)子平臺(tái)，支撐云細(xì)分為基礎(chǔ)云、數(shù)據(jù)云和安全云三個(gè)子平臺(tái)。如圖1所示。

圖1 電子政務(wù)云平臺(tái)總體架構(gòu)

2.2實(shí)施步驟

從技術(shù)角度看，構(gòu)建呼倫貝爾市電子政務(wù)云平臺(tái)可以分虛擬化、平臺(tái)搭建以及服務(wù)提供三個(gè)階段。其基礎(chǔ)是虛擬化階段，需對(duì)服務(wù)器、存儲(chǔ)器、應(yīng)用程序進(jìn)行虛擬化。虛擬化完成后，進(jìn)入云平臺(tái)搭建階段，主要是搭建公共云、業(yè)務(wù)云以及支撐云三個(gè)平臺(tái)，整合各類(lèi)資源，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息資源以及相應(yīng)的虛擬化資源的調(diào)度和管理。服務(wù)提供階段是最后一個(gè)階段，此階段是把有關(guān)信息資源轉(zhuǎn)化為服務(wù)的階段，主要通過(guò)SaaS、PaaS和IaaS實(shí)現(xiàn)對(duì)不同層次資源在服務(wù)上的整合。三階段的具體過(guò)程如圖2所示[3]。

圖2 電子政務(wù)云平臺(tái)構(gòu)建示意圖

2.2.1虛擬化階段

此階段的主要目標(biāo)是統(tǒng)一整合服務(wù)器、存儲(chǔ)器等設(shè)備，管理和動(dòng)態(tài)分配現(xiàn)有計(jì)算存儲(chǔ)等資源，關(guān)鍵是要提高計(jì)算存儲(chǔ)資源的合理利用能力。在構(gòu)建時(shí)，運(yùn)用虛擬化軟件VMware，對(duì)呼倫貝爾市政府信息中心和呼倫貝爾市行政服務(wù)中心數(shù)據(jù)中心已有的和新添的服務(wù)器、存儲(chǔ)器，以及應(yīng)用程序等統(tǒng)一進(jìn)行虛擬化，協(xié)調(diào)組合成一體的資源池，動(dòng)態(tài)地將資源按需分配給每個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，促成應(yīng)用的動(dòng)態(tài)遷移。具體包括服務(wù)器虛擬化、存儲(chǔ)虛擬化、應(yīng)用程序虛擬化以及用戶(hù)接口虛擬化。呼倫貝爾市電子政務(wù)云平臺(tái)虛擬化架構(gòu)如圖3所示。

此外，虛擬化階段還需要解決信息資源使用權(quán)限的控制問(wèn)題，要根據(jù)不一的基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用程式等資源用戶(hù)的角色，準(zhǔn)確地賦予其相應(yīng)的訪(fǎng)問(wèn)權(quán)限和使用權(quán)限，保證在虛擬化后能合理而有序地使用相關(guān)信息資源。

圖3 電子政務(wù)云平臺(tái)虛擬化架構(gòu)示意圖

2.2.2平臺(tái)搭建階段

第二個(gè)階段是搭建平臺(tái)，是在基礎(chǔ)設(shè)備虛擬化的基礎(chǔ)上，對(duì)相應(yīng)的信息和數(shù)據(jù)資源等進(jìn)行整合。此階段主要目標(biāo)是搭建公共云、業(yè)務(wù)云和支撐云三個(gè)平臺(tái)。公共云是既可供各個(gè)電子政務(wù)系統(tǒng)使用又可供外部用戶(hù)使用的云平臺(tái)，數(shù)據(jù)公開(kāi)且在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸；各個(gè)政府部門(mén)可以將可供公共使用的數(shù)據(jù)和信息以及其他相應(yīng)的資源放在該平臺(tái)上[4]。支撐云則總體管理和操作在虛擬化的基礎(chǔ)上構(gòu)建云平臺(tái)所需的各類(lèi)資源，提供資源與技術(shù)層面的支持，進(jìn)行用戶(hù)認(rèn)證和權(quán)限管理等，同時(shí)提供給公共云用戶(hù)相應(yīng)的接口。業(yè)務(wù)云旨在互聯(lián)互通政府內(nèi)部各個(gè)業(yè)務(wù)部門(mén)。

支撐云成功搭建與否關(guān)系到公共云和業(yè)務(wù)云的搭建和運(yùn)行。如圖 4所示，它是公共云和業(yè)務(wù)云聯(lián)接的“中間件”，主要整合三個(gè)邏輯層的各類(lèi)資源。最上層是應(yīng)用接口層，通過(guò)借助 API接口以及WebServices等技術(shù)，協(xié)調(diào)重新組合、共享有關(guān)資源和技術(shù)，實(shí)現(xiàn)包括網(wǎng)絡(luò)接入、用戶(hù)認(rèn)證、權(quán)限管理等在內(nèi)的眾多云平臺(tái)功能。最下層是計(jì)算存儲(chǔ)層，構(gòu)成是現(xiàn)有的各種服務(wù)器、存儲(chǔ)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施等，在虛擬化階段同步管理和分配基礎(chǔ)設(shè)施等資源[5]。處于中間的基礎(chǔ)管理層，由資源管理、任務(wù)管理以及安全管理等工作事務(wù)組成，主要通過(guò)集群系統(tǒng)、網(wǎng)格計(jì)算等技術(shù)，核心實(shí)現(xiàn)云平臺(tái)各類(lèi)資源的整合，管理、維護(hù)相關(guān)數(shù)據(jù)和信息資源以及云平臺(tái)信息資源網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，調(diào)度各類(lèi)應(yīng)用任務(wù)，高效、安全地使用各類(lèi)資源[6]。

圖4 電子政務(wù)云平臺(tái)支撐云邏輯架構(gòu)示意圖

2.2.3服務(wù)提供階段

圖5 電子政務(wù)云平臺(tái)服務(wù)模式架構(gòu)示意圖

此階段是呼倫貝爾市電子政務(wù)云平臺(tái)構(gòu)建的最后的高級(jí)階段。如圖 5所示，呼倫貝爾市電子政務(wù)云平臺(tái)作為服務(wù)提供方，提供豐富的云端服務(wù)給平臺(tái)內(nèi)需求各別的電子政務(wù)項(xiàng)目。主要是在虛擬化整合的基礎(chǔ)上，根據(jù)呼倫貝爾市電子政務(wù)用戶(hù)的需求，通過(guò)一定的服務(wù)模式自動(dòng)、動(dòng)態(tài)地調(diào)用和管理底層資源和功能。

基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)IaaS是從基礎(chǔ)資源服務(wù)的角度出發(fā)，將網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)和服務(wù)器等基礎(chǔ)設(shè)施資源作為一種服務(wù)提供給用戶(hù)，用戶(hù)能快速經(jīng)濟(jì)地經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)自呼倫貝爾市電子政務(wù)云平臺(tái)處獲得所需的基礎(chǔ)設(shè)施資源。在此，呼倫貝爾市電子政務(wù)云平臺(tái)將構(gòu)建公共的服務(wù)器池、存儲(chǔ)池等，以便政府部門(mén)間可以相互共享利用各類(lèi)基礎(chǔ)設(shè)施資源。

平臺(tái)即服務(wù)PaaS屬于云平臺(tái)中的一種服務(wù)理念，主要是為呼倫貝爾市政務(wù)用戶(hù)提供系統(tǒng)運(yùn)行所需的軟件平臺(tái)，服務(wù)于不同電子政務(wù)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)者，提供編程接口、開(kāi)源代碼、數(shù)據(jù)庫(kù)和相關(guān)的中間件，幫助他們經(jīng)濟(jì)便捷地在平臺(tái)上部署基于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、具備寬泛并行擴(kuò)展能力的軟件系統(tǒng)，或搭建共同的基礎(chǔ)服務(wù)平臺(tái)拓展自身的服務(wù)，保證自身服務(wù)的穩(wěn)定性。

軟件即服務(wù)SaaS是指呼倫貝爾市電子政務(wù)云平臺(tái)為政務(wù)用戶(hù)提供應(yīng)用軟件服務(wù)，用戶(hù)可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)從呼倫貝爾市電子政務(wù)云平臺(tái)那里獲得相應(yīng)的應(yīng)用軟件服務(wù)，且無(wú)需理會(huì)軟件的升級(jí)和維護(hù)。云平臺(tái)的SaaS服務(wù)封裝相應(yīng)的軟件作為一種服務(wù)直接被政府部門(mén)間的電子政務(wù)項(xiàng)目共享，避免反復(fù)開(kāi)發(fā)同類(lèi)軟件問(wèn)題，從而有效縮減電子政務(wù)項(xiàng)目成本。

通過(guò) IaaS、PaaS、SaaS三種服務(wù)模式下基礎(chǔ)資源層、平臺(tái)資源層、應(yīng)用資源層三個(gè)層面的構(gòu)建，呼倫貝爾市電子政務(wù)所有相關(guān)資源將得到比較充分的整合，資源經(jīng)由有關(guān)接口全部轉(zhuǎn)換成服務(wù)，直接面向相關(guān)用戶(hù)，最大限度地提升了資源的使用效率，提升了電子政務(wù)的整體服務(wù)水平。

3.電子政務(wù)云平臺(tái)的實(shí)施

電子政務(wù)云(E-government cloud)屬于政府云，結(jié)合了云計(jì)算技術(shù)的特點(diǎn)，對(duì)政府管理和服務(wù)職能進(jìn)行精簡(jiǎn)、優(yōu)化、整合，并通過(guò)信息化手段在政務(wù)上實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)流程辦理和職能服務(wù)，為政府各級(jí)部門(mén)提供可靠的基礎(chǔ)IT服務(wù)平臺(tái)。

3.1電子政務(wù)云平臺(tái)業(yè)務(wù)架構(gòu)

電子政務(wù)云平臺(tái)在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)政府組織結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和工作業(yè)務(wù)流程的再造，跨越時(shí)空與部門(mén)相隔局限，提供優(yōu)質(zhì)、高效、規(guī)范的管理和服務(wù)。其基本架構(gòu)大致包括資源層、云計(jì)算中心和服務(wù)應(yīng)用3個(gè)層次，如圖6所示。

3.2電子政務(wù)云平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)

電子政務(wù)云平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)如圖7所示。

硬件層：構(gòu)建服務(wù)器池、網(wǎng)絡(luò)池和存儲(chǔ)池等資源池。基于多用戶(hù)及各安全級(jí)別的業(yè)務(wù)分隔考量，需構(gòu)建多個(gè)物理上或邏輯上的資源池。

圖6 電子政務(wù)云平臺(tái)基本架構(gòu)

圖7 電子政務(wù)云平臺(tái)下的IaaS和PaaS系統(tǒng)架構(gòu)

IaaS層：主要包括虛擬化層及云服務(wù)層。通過(guò)虛擬化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)資源與物理硬件的結(jié)合，滿(mǎn)足事務(wù)系統(tǒng)的疾速布局與遷移。通過(guò)云服務(wù)層實(shí)現(xiàn)資源的自助申請(qǐng)，組織管理各用戶(hù)的業(yè)務(wù)流審批，自動(dòng)化編排并交付用戶(hù)申請(qǐng)的資源[7]。

PaaS層：提供跨平臺(tái)開(kāi)發(fā)、運(yùn)行和部署應(yīng)用，以及共享政務(wù)數(shù)據(jù)的條件，實(shí)現(xiàn)認(rèn)證授權(quán)與數(shù)據(jù)服務(wù)的統(tǒng)一，保證將來(lái)政務(wù)應(yīng)用后臺(tái)數(shù)據(jù)一致于架構(gòu)。

業(yè)務(wù)層：提供與非云環(huán)境匹配的虛擬機(jī)，保證對(duì)已有政務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的良好匹配[8]。在已有軟件布局條件不變的前提下，往電子政務(wù)云平臺(tái)遷移更多的部門(mén)事務(wù)。

4.結(jié)論

通過(guò)對(duì)呼倫貝爾市電子政務(wù)云平臺(tái)構(gòu)建的研究，借助云計(jì)算虛擬化核心技術(shù)，提出了呼倫貝爾市電子政務(wù)云平臺(tái)的構(gòu)建思路、原則和解決方案，將較好地解決呼倫貝爾市各地、各部門(mén)電子政務(wù)系統(tǒng)中的信息孤島、業(yè)務(wù)協(xié)同差、反復(fù)建設(shè)、投資浪費(fèi)和設(shè)備資源利用率低等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有電子政務(wù)系統(tǒng)的云平臺(tái)整合，提高各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的協(xié)同和信息數(shù)據(jù)共享，推進(jìn)呼倫貝爾市電子政務(wù)的建設(shè)模式向集約化整體化轉(zhuǎn)變，進(jìn)一步轉(zhuǎn)變政府職能，促成跨部門(mén)、跨區(qū)域的協(xié)同互動(dòng)和資源共享，不斷提高公眾的滿(mǎn)意度。

[1]http://www.cloudguide.com.cn/industry/lists/id/57.htm l.

[2]王世超.基于iLferay的電子政務(wù)私有云平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].碩士畢業(yè)論文.2014.05.

[3]趙小肖.PaaS模式下私有云政務(wù)架構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].濟(jì)南：山東師范大學(xué)，2013.

[4]王良明.云計(jì)算通俗講義[M]. 北京：電子工業(yè)出版社.2015.

[5]黎德生,金連文,李磊,李小寧.基于運(yùn)行信息機(jī)制的Open Stack云平臺(tái)容錯(cuò)改進(jìn)方案[J].華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2012, 40(12)： 38-42.

[6]李鶴鵬.沈陽(yáng)市政務(wù)云建設(shè)管理案例研究[D].大連：大連理工大學(xué).2014.

[7]張艷.美國(guó)政府云計(jì)算研究與應(yīng)用對(duì)我們的啟示[J].電子政務(wù)，2011,（Z1）：111-115.

[8]吳興和.湛江市電子政務(wù)云平臺(tái)構(gòu)建研究[D].長(zhǎng)沙：中南大學(xué)，2014.