云计算在机场信息系统中的典型设计及应用

代 军，杨 芳，钱 超

（1.中国民用航空局 第二研究所，成都 610041；2.成都航空职业技术学院，成都 610021）

0 引言

虚拟化的概念发展讯猛，云计算作为传统计算机技术和网络技术发展融合的产物，逐渐开始在各行各业应用，然而民航机场这样一个信息化专业集成度高，对电子信息技术、网络技术和IT技术的高度依赖者，云计算目前仍未在民航机场中应用。我们应该在云计算的浪潮下乘风破浪，抓住机遇积极应对。但如何将云计算的服务模式与机场信息化建设有机地结合是首要考虑的问题，机场信息化建设中所有新技术引进的最终目的都是为了在提高管理与服务水平的同时降低建设成本，云计算当然也不例外。作为一名机场的信息设计者，笔者将结合自己在机场信息设计中的感受，谈谈云计算在民航机场信息系统中应用的理解，探讨具体的设计方案。

1 云计算及其基本特点

“云计算”概念最早由Google提出，但云计算在发展中多个企业对云计算有不尽相同的阐述,归结起来云计算就是并行计算(Parallel computing)、分布式计算(Distributed Computing)和网格计算(Grid Computing)的发展，是虚拟化(Virtualization)、效用计算(Utility computing)、IaaS(基础设施即服务)、Paas(平台即服务)、SaaS(软件即服务)等概念混合演进并跃升的结果[1]。

云计算的特点是IT基础设施、服务的交付和使用模式，通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源(包括软硬件，平台)和服务[2]。云计算中心关健解决按需配比，降低成本，通过计算服务化、资源虚拟化、管理智能化的满足云计算中心的建设，采用工业标准、高伸缩性的系统平台和IT支持服务及高效的计算方式实现计算服务化；资源的池化和优化并共享结合安全防护机制达到资源虚拟化；统一资源管理和根据需求分配资源完成管理的智能化。而对用户而言，采用云计算就是降低成本、节约能源、提高效率和管理水平。主要特点如图1所示，云计算具备通用性、高可靠性、高可扩展性（可动态伸缩）、规模庞大、虚拟化、按需服务的主要特点。

图1 云计算的主要特点

2 云计算的服务模式

在各行业的应用中，云计算的服务模式如图2所示，主要为IaaS（Infrastructure as a Service）、PaaS（Platform as a Service）和 SaaS（Software as a service）三大类[4]，从图中可以看出，实际上某种服务模式获得成功，三种服务模式是的界限就会进一步模糊，三才之间相互关联成功的IaaS或SaaS可以轻松的延伸到平台领域。

图2 云计算的服务模式

IaaS是把数据中心、基础设施硬件（网络、存贮等）和软件资源按需提供给用户使用的商业模式，Iaas的核心理念是通过虚拟化为用户提供按需基础资源服务。PaaS是把计算环境、应用开发环境等平台一站式提供给用户的商业模式。SaaS是随着互联网技术的发展和应用软件的成熟兴起的一种新的软件应用模式，它是云计算领域发展最成熟、应用最广泛的服务，是一种通过互联网，为用户提供软件及各种应用程序的服务。可以看出，IaaS、SaaS和PaaS其核心概念就是为用户提供按需服务。

3 机场应用云计算的优点

3.1 提供高性价比的IT服务支持

在国内几乎所有已建成机场从竣工之日起就开始了系统的维保，随着运营时间的增长，在IT设备的维护和保养上投入的经费逐年增加，尤其是大中型机场投入更加惊人。由于机场对IT设备（服务器、存贮等硬件设备和应用系统等软件设备）的需求较高，机场的信息集成系统、离港系统、航班信息显示系统、安防系统和广播系统等等不同的业务通常需配备不同的软硬件设施，机场一些关键的业务系统如信息集成系统等通常还需要考虑冗余和备份。然而机场IT信息技术的发展日新月异，其生命周期较短，过个三五年就需要进行升级或改造，其IT设备使用5年以上性能就开始衰退，继续使用会降低效率并且增大安全风险，因此对机场来说是很大的浪费。引入云计算的服务模式，机场集团或行业机构可以建设超大规模的服务器集群、海量的存储、高效的计算能力。云计算的服务模式可使机场用户以较低的成本按需使用计算资源，大大降低设备的维护成本，同时满足高速的响应机场各业务系统和用户的访问请求。

3.2 高可靠性的机场数据

现有大中型机场虽然对关键业务系统和存贮等做了容灾备份处理，并且部分大型机场目前增加大量投资，采用异地备份，但还是无法抵抗灾难性打击。然而云计算具有高可靠性的特点，“云”中的某个节点即使完全破坏，我们可以通过其他节点正常访问，从而保证机场实现真正无间断的安全服务，数据在云端永不丢失，大大高于使用本地计算机服务的可靠性。

3.3 资源的高度共享

云计算的核心思路的按需提供服务，那么资源的池化和优化是重中之重，将池化和优化的资源充分共享。未来全国的机场逐步共享资源，形成全国的“机场云”。“云”下的所有机场只需要接入云端并可以共享机场资源。

3.4 系统的高扩展性

“云”的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模增长的需要[3]。单个大中型机场可以建设机场自有的“私有云”，面向内部业务系统和用户提供云计算服务。机场拥有云计算环境的自主权，并可基于自己的需求不断改进服务，进行自主创新，提高机场信息化和服务水平。在机场云计算的应用中，国外已有案例，伦敦西斯罗机场的第二大航空公司BMI就一直在努力降低IT基础架构的总拥有成本，同时增加业务的灵活性，云计算已经成为BMI日常运营的核心，利用“私有云”来支持其主要网站和关键的地面运营系统。

4 在机场信息系统中的设计及应用

云计算在机场信息化中的应用要统一规划、统一设计、统一管理、统一实施，在机场信息化建设中逐步建设，首先考虑在信息系统中的应用，行业机构或机场集团可考虑IAAS基础设施的建设，机场集团或大中型机场则可考虑SaaS应用的建设，逐步建立起机场信息平台，形成机场“私有云”，运用云计算技术建立集中、高效的机场信息系统，实现提升机场运营效率和服务品质的目标。现阶段笔者认为云计算可以在以下两方面进行部署。

1）集团化机场生产运营管理系统和设备运行管理系统

通过SaaS，机场集团建设统一的生产运营管理系统和设备运行管理系统，应用功能覆盖所有成员机场，所有成员机场基于SaaS访问系统功能。即在机场集团总部建设云计算数据中心和应用中心，成员机场直接通过网络访问系统应用，满足成员机场生产运营保障和设备管理需求。通过运用云计算技术实施上述两个系统的建设，将大大降低集团的IT建设成本，节约能源消耗，全面提升生产运营管理和设备运行管理效率。

系统设计思路应具有以下特点：

（1）支线机场共享单一应用；

（2）由专门的SaaS服务商提供和管理；

（3）支持多用户或单用户；

（4）可以只需通过浏览器/手持设备即可享受服务。

系统典型设计结构图如如图3所示。

2）构建机场云测试中心和开发中心

机场集团或大中型机场在引入云计算服务之初，也可先考虑在机场测试和开发中心进行小规模应用。测试开发中心是为航站楼信息弱电系统提供一个可控制的测试环境，通过各信息弱电系统提供测试系统（设备）构成一套集成测试系统来完成信息弱电系统单系统功能测试、所有系统的集成测试和回归测试，同时进行系统接口等应用软件开发。通过IaaS，搭建云测试中心和开发中心基础设施，各业务系统通过虚拟化共享软硬件平台，节省投资的同时大大提高处理能力。

测试中心IaaS设计结构图如图4所示。

图4 测试中心IaaS设计结构图

5 结束语

作为一个在民航机场使用的新概念，如何推动云计算在机场信息化中的应用，需要行业内外的共同努力，并逐步构建满足机场生产运营和经营管理需要的私有云，以此提升机场运营效率和服务品质。最后建成全民航的“机场云”，提升民航整体运营管理水平。

图3 集团化机场SaaS典型设计结构图

[1] 刘越. 云计算综述与移动云计算的应用研究. 信息通信技术, 2010, (02).

[2] 王鹏. 走进云计算. 人民邮电出版社, 2009.

[3] 孙少陵. 云计算及应用的研究与实现[J]. 电信工程技术与标准化. 2009, (11).

[4] 欧阳钟辉. 云计算与信息集成. 泉州师范学院学报, 2009,27(2).