淺析云計算技術在無線電管理數據中心建設中的應用

胡瑩瑩，趙千里

（國家無線電監測中心，北京 100037）

0 引言

隨著近幾年來無線電領域信息通信技術的迅速發展，無線電管理工作向著自動化和智能化方向發展。無線電管理數據中心將孤立的業務應用系統、斷裂的業務流程、分散的數據碎片進行整合，是業務系統與數據資源進行集中、集成、共享、分析的場地和工具，提高了當前分散在各個業務系統中的離散信息資源的利用率，為無線電行業管理水平的提升做出了貢獻。云計算技術實現了數據中心底層資源調度和無線電行業海量數據的快速處理，是數據中心建設過程中的底層關鍵技術。

1 云計算技術簡介

云計算（cloud computing）是分布式計算的一種，是指通過網絡“云”將巨大的數據計算處理程序分解成無數個小程序，然后，通過多個服務器組成的系統進行處理和分析這些小程序得到結果并返回給用戶。早期的云計算技術就是分布式計算，解決任務分發，并進行計算結果的合并。通過這項技術，可在短時間內完成海量數據的分析處理，進而提供強大的計算服務能力。

1.1 虛擬化技術

虛擬化是從物理的CPU，內存，硬盤中邏輯劃分出一部分資源給用戶且每個用戶都只能看到自己虛擬部分的資源。虛擬化技術打破了傳統計算機內部實體結構間不可切割的障礙，使用戶能夠靈活的配置計算機軟硬件資源，資源的虛擬形式將不受現有架設方式，地域或物理配置的限制。按照虛擬化對象的不同，虛擬化可分為：平臺虛擬化、資源虛擬化和應用程序虛擬化。平臺虛擬化是針對計算機和操作系統的虛擬化；資源虛擬化主要是針對特定的如內存、存儲、網絡資源等系統資源的虛擬化；應用程序虛擬化是用虛擬的軟件包來放置應用程序和數據，將應用程序安裝在一個虛擬環境中，與操作系統隔離。

1.2 池化和云計算

隨著集群規模的擴大，各類軟硬件資源的規模急劇提升，資源之間的配合復雜度成指數級增長，虛擬化配置的過程越來越復雜。為了使各類資源能夠有效協同，相互配合完成計算任務，人們研究出各類調度算法。通過調度中心將所有硬件設備的CPU、網絡、內存等資源釋放出來，然后匯集到一起，形成CPU池、網絡池、內存池等池化的資源，當產生調度需求時，人們通過對池中的不同資源進行組合并合理調度，提高了資源的利用率。資源的池化使得用戶不必關心所需計算資源的存在形式和物理位置。

根據美國國家標準技術研究院 NIST（National Institute of Standards and Technology）的定義，云計算分為三種服務模式，軟件即服務SaaS，它是將應用作為服務提供給用戶；平臺即服務PaaS，它是將一個開發平臺作為服務提供給用戶；基礎設施即服務IaaS，它是將虛擬機或者其他資源作為服務提供給用戶。這三種服務模式的劃分是從用戶體驗的角度出發的，并不是SaaS基于PaaS、PaaS基于IaaS這樣簡單的繼承關系，SaaS可以基于PaaS構建，也可以直接部署于IaaS之上；PaaS可以基于IaaS構建，也可以直接部署在物理資源之上。

圖1 云計算的三種服務模式

2 基于云計算技術的無線電管理數據中心

數據中心作為無線電管理數據資源的集中存儲和管理平臺，實現全行業在數據層面跨部門、跨系統、跨地域的無縫交換和集成整合，從而使全行業的數據資源形成一個統一的有機整體，為上層業務應用服務、數據挖掘和分析展示提供支持。其架構如圖2所示。

數據中心存儲了無線電行業中的大量數據，這些數據通過手持終端、儀表等各類設備采集，是無線電行業進行管理和業務正常運營的基礎。數據主要包括臺站數據、監測數據、頻率數據以及與無線電緊密相關的如儀表信息、人員信息、位置信息等。這些數據存儲在不同業務系統的數據庫中。通過基于云計算的數據中心，打通了不同業務中心的數據豎井，實現了數據間的系統分析和共享。

基于云計算的數據中心的功能分為服務和管理兩大部分。在服務方面，主要以提供用戶基于云的各種服務為主，包含IaaS、PaaS、SaaS三個方面，實現對各類無線電數據的分析、數據挖掘。在管理方面，主要是保證數據中心的安全，確保整個云計算資源能夠被安全、穩定、有效的調度和使用。無線電管理云計算數據中心功能簡要介紹如下：

（1）基礎設施即服務IaaS：在基礎設施層，通過虛擬化，消除各種品牌和型號硬件資源的差異，提供給用戶的服務是對所有計算基礎設施的利用，包括處理CPU、內存、存儲、網絡和其他基本的計算資源，用戶能夠對這些資源進行統一的管理，包括資源的分配和回收，資源部署、負載管理與安全管理等。無線電行業的各個系統，位于數據中心上層，無需關心數據存儲位置，內存資源大小，存儲容量大小等。數據中心按需向各個系統提供基礎設施服務能力。

（2）平臺即服務PaaS：PaaS可以將用戶開發或者購買的應用程序部署到云計算基礎設施上去，以虛擬機為單位，應用服務器和數據服務器全部作為集群部署在虛擬機上作為信息系統的運行環境。無線電管理數據中心PaaS主要是在IaaS提供的云計算基礎設施上部署基于Oralce的SOA套件，提供了一體化應用系統集成的服務平臺，服務總線、流程引擎、GIS平臺等。

（3）軟件即服務SaaS：SaaS不僅可以給個人終端用戶提供便捷的服務，而且可以給無線電管理業務應用提供各種成熟、通用的業務服務，例如基于臺站的通用分析、電磁兼容分析、基于地圖的通用展示等。

圖2 數據中心邏輯架構圖

（4）云計算的安全：為了保證云計算數據中心的安全可靠，采用各種服務來控制和保護基礎設施數據，部署應用程序防火墻、基于API的安全以及網絡流量服務監控，提高數據中心的安全性。此外，由于數據和池化資源的虛擬性，外部的安全攻擊難以預測真實的計算資源情況，加大了安全攻擊的難度，提高了數據的安全性。

3 結束語

在無線電管理數據中心建設的過程中，日常業務產生的數據“洪流”不斷在不同業務系統間流動，這些數據中往往蘊含著大量有價值的信息。有必要通過云計算、數據挖掘等技術，充分挖掘這些數據的價值，提升無線電管理工作的高效化精細化水平。