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从云计算看气象部门未来的信息化走向

来源：CIO时代网

2011/12/6 10:05:32

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云计算理念、方法在气象部门的适度引入和有效普及应用，将有可能极大地简化基层气象单位的业务工作环境，真正实现资源的优化组合和业务布局的专业化

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本文关键字：云计算气象部门信息化

（4）云计算的判识标准

目前业界已基本达成共识的对云计算的判识标准有以下三条：

（1）用户所需要的资源不在客户端，而来自于网络。

（2）服务能力具有分钟级甚至秒级的伸缩能力。

（3）具有较传统模式5倍以上的性价比优势。

3.云计算产生的基础及关键技术

3.1 云计算产生的基础

云计算并非凭空产生，它的出现是计算技术、网络通信技术以及互联网应用的成长和成熟的自然的产物。

（1）计算技术的成长和成熟：

1965年，Intel创始人Gordon Moore发现：“随着单位成本的降低以及单个集成电路所集成的晶体管数量的增加，到1975年，以经济学角度分析，单个集成电路应集成65000个晶体管”。并藉此推测，如果这个趋势继续的话，计算能力相对于时间周期将呈指数倍的上升。由此提出了“摩尔定律”：在未来的18～24个月内，每单位芯片上的晶体管数量将会翻番。

过去的40多年里，摩尔定律一直代表着信息技术发展的速度，也标示着一场计算机革命：运算速度越来越快、存储容量越来越大、整机价格越来越低。近20年来，CPU性能提高了3500倍；单位内存价格下降了4500倍；单位硬盘价格下降了360万倍。与此同时，虚拟化、分布式计算和并行计算、分布式海量数据存储和管理等有关技术也相继发展和日益成熟，客观上为云计算的出现奠定了技术储备。

（2）通信带宽的更快增长：

上世纪九十年代中期前后，密集波分复用技术（DWDM）开始从试验室进入商业领域，该技术可在一根光纤里传送多路平行的Gb级光信号。该技术的应用导致远程通信带宽成本大幅下降：在该技术广泛应用前的1993年，传输1GB数据（1公里/每秒）的成本为2000美元，而到2007年，同样通信传输量得成本已下降至不足1美元。

90年代初，George Gilder提出著名的吉尔德定律：未来25年内，主干网的带宽将每6个月增加一倍，每bit的传输成本将趋于0。

目前全球光纤总长度可绕地球2.5万圈。而密集波分复用技术的应用，使得一些发达国家近十年来主干网带宽增长了近1000倍。

从增速角度考察，通信带宽的增速甚至大于摩尔定律。充足的网络带宽成为最廉价的资源，使得通信业务逐渐向互联网演进，信息服务迅速大众化。

（3）互联网的出现和广泛应用：

1992年，当时的美国副总统Al Gore提出著名的美国信息高速公路法案，1993年9月，美国政府宣布实施一项新的高科技计划――“国家信息基础设施”（National Information Infrastructure，简称NII），旨在以互联网为雏形，兴建信息时代的高速公路――“信息高速公路”，使所有的美国人方便地共享海量的信息资源，互联网由此在全球迅速普及。近十年来，互联网用户数量每6个月翻一番，互联网通信量每100天翻一番。

到目前，互联网已成为人人感知和认知的不可或缺的设备；由于互联网的存在，人们的感知能力和认知能力挣脱了时间和空间的束缚，得到了极大的延伸。同时，互联网成为人与人之间沟通的不可或缺的设备；由于互联网的存在，人与人之间、人与社会之间沟通的质量和效率得到极大的提升。

可以毫不夸张地说：互联网是人类二十世纪最伟大的发明，它改变了人类的生活方式、工作方式和休闲方式，改变了社会民主、教育、经济、商务、健康与娱乐机制；它还显示了适应甚至激励技术转变的巨大能力，已经成为推动社会变革和技术创新的最强大的发动机。

（4）系统虚拟化技术的逐渐成熟

随着VMware、Citrix及微软等公司多年的不懈努力，系统虚拟化技术有了长足发展。一台服务器能够整合过去多台服务器的负载，从而有效地提升了硬件的利用率，降低能源损耗和硬件的购买成本。更重要的是，这些技术有效地提升了数据中心自动化管理的程度，从而极大地减少了在管理方面的投入，使数据中心的管理更加智能化。

3.2 云计算所涉及的关键技术

云计算所涉及的关键技术皆非云计算所专有，而是数十年来IT技术在发展过程中由实际需求而孕育、发育、生长并成熟起来的；亦即，是技术的成熟促成了云计算的出现。相对于云计算而言属于关键技术的具体内容包括以下几个方面：

（1）虚拟化技术：虚拟化技术实现了物理资源的逻辑抽象和统一表示。通过虚拟化技术可提高资源的利用率，并能根据用户业务需求的变化，快速灵活地进行资源配置和部署。虚拟化技术将物理设备的具体技术特性加以封装隐藏，对外提供统一的逻辑接口，从而屏蔽了物理设备因多样性而带来的差异。虚拟化技术主要包括：计算虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化、应用虚拟化等。目前典型的产品有Citrix Xen、VMware ESX Server 和Microsoft Hype-V等。

（2）分布式编程模型与计算：分布式编程模型实现了在后台自动地将用户的程序分解为高效的分布式计算或并行计算模式，并在后台具体执行计算工作，包括相关的任务调度。为使用户能更轻松的享受云计算带来的服务，让用户能利用该编程模型编写简单的程序来实现特定的目的，分布式编程模型必须十分简单，而且这种功能和能力对用户和编程人员是透明的。当前各IT厂商提出的“云”计划的编程工具大部分基于Map-Reduce的编程模型。一些专家和学者将MPI和PVM等并行计算编程工具也纳入到该项技术的范围之中。

（3）海量数据分布式存储技术：云计算系统需要同时满足大量用户的需求，并行地为大量用户提供服务。为保证高可用、高可靠和经济性，云计算采用分布式存储方式来存储数据，采用冗余存储方式来保证数据的可靠性。因此，云计算的数据存储技术必须具有分布式、高吞吐率和高传输率的特点。目前被列入云计算海量数据存储技术的产品主要有Google的GFS（Google File System，非开源）以及HDFS（Hadoop Distributed File System，开源），目前这两种技术已经成为事实标准。

（4）海量数据管理技术：云计算需要对分布式存储的海量数据进行处理和分析，因此云计算的数据管理技术必须具备高效管理大量分布式数据的能力。目前云计算的数据管理技术中最著名的是Google的BigTable数据管理技术。与此同时，Hadoop开发团队正在开发类似BigTable的开源数据管理模块。

（5）虚拟资源的管理与调度：云计算系统的平台管理技术能够使大量的虚拟化资源协同工作，方便地进行业务部署和开通，快速发现和恢复系统故障，通过自动化、智能化手段实现大规模系统的可靠运行。

（6）云计算相关的安全技术：云计算模式带来一系列的安全问题，包括用户隐私的保护、用户数据的备份、云计算基础设施的防护等，这些问题都需要更强的技术手段，乃至法律手段去解决。

4.云计算的意义

关于云计算的意义，可以从最终用户、信息技术、社会和政治学以及可持续发展等几个维度来予以考察：

（1）最终用户的视角：云计算是一种IT资源的交付和使用模式

对于最终用户而言，云计算不是一种新技术，不是一个新的IT架构，不是一种新方法。云计算是一种全新的IT资源交付模式，这种模式使得用户能够完成他所需要做的事情，而不需要特殊的IT支持（如购置设备及基础软件平台，以及对这些设备的运行维护）。对用户来说，云计算的技术层面是抽象的、隐藏的，可简单地通过“一朵云”来表示。用户可以通过获得服务来使用它，但不必购置、管理和维护它。

（2）信息技术的视角：云计算是一种商业模式的革命

从信息技术的角度考量，云计算是继个人计算机、互联网之后的第三次信息技术革命。云计算与PC、Internet的不同之处在于：云计算的存在不止基于硬件、软件和网络，而且更主要的，它是基于网络的资源及服务的。云计算是一种商业模式的革命，它彻底改变了人们获取IT服务的方式，降低了社会信息化的门槛。

（3）社会学、政治学的视角：云计算是一次对生产力的解放

云计算最大限度地降低了使用者的信息化工作的代价，解脱了前期购置IT资产的高额投入以及中后期IT设备运行维护管理的附加代价等加诸于使用者身上的沉重枷锁，使得使用者能以“按量付费”（即：效能计算）这一迄今为止最为合理的模式使用IT资源。这将使得蕴藏在人们脑海中的各种知识、智慧等得以更加便捷、更小代价地转变为实际成果，从而极大地解放了生产力。

圣塔菲研究所对云计算的评价具有较好的概括性：“电力的普及重构了一百年前的世界，电灯改变了生活的节奏，电动组装线使工业和加工业有了新的定义，而家用电器则让工业革命进入了家庭。对于‘云’，也许最丰富的想象力都不足够，这将是一个创新涌现的混沌状态。”

此外，云计算对推动创新型、平等和和谐社会的社会转型，也具有一定的积极意义。

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责编：何先辉