云计算平台下电子政务基础设施的应用

【摘要】针对我国电子政务基础设施的发展现状及存在的问题，分析了电子政务发展对云计算平台的需求，提出了云计算在政务系统支撑平台和安全管控桌面两个方向的应用方案，并以广州市某区电子政务云计算平台为例，介绍了云平台在电子政务中的应用。通过云计算可以很好地解决当前电子政务发展过程中遇到的管理运维问题，并在高可靠、高可用和节能减排等方面较传统模式有所突破。

【关键词】电子政务基础设施云计算

中图分类号：TP311.5文献标识码：A文章编号：1006-1010(2014)-09-0055-05

1 引言

电子政务的发展依赖于一系列的基础设施建设，包括网络、资源、服务器等硬件基础设施建设和一系列的软件基础设施建设等。随着IT技术的快速发展，传统的基础设施建设已经难以满足新时代电子政务发展的需求。云计算作为一种新的架构平台、计算模式和服务模式，能够解决电子政务发展中遇到的若干问题。

本文将分析云计算平台在电子政务的使用需求，并以基础设施云平台在电子政务应用中的一个成功案例说明云计算在电子政务基础设施中所能发挥的重要作用。

2 我国电子政务基础设施发展现状及问题

2.1电子政务在整体发展中稳步前进

经过多年来的发展，我国省、市级政府网站建设已经达到比较完善的水平，并且政府办公自动化程度逐渐提高，与此同时，县级政府网站的数量也呈现逐年增加的趋势。这些发展成果表明我国的电子政务软硬件基础设施已经得到初步完善。

建立在较为巩固的基础设施之上的电子政务应用正在一步步地开展，电子政务的发展正从高投入、高风险、高速度的信息基础建设阶段，向高统合、高密度、高效率的信息资源转化，逐步迈向新的发展阶段。

2.2电子政务基础设施建设存在的问题

由于目前电子政务基础设施建设都是针对各应用业务系统服务，因此存在不少问题。主要表现在：

（1）部分基础设施重复建设，公共资源不能共享。在硬件投入中，片面追求高性能、高配置，形成的资源能力远远超过实际应用的需要，造成投资浪费。

（2）运维任务越来繁重，运维人员不足，运维困难。一方面，随着电子政务的发展，信息系统的技术架构越来越复杂，且用户对系统的可靠性、可用性等各方面需求也越来越高，这不仅大大增加了运维人员的工作量，同时对专业技术要求也越来越高；另一方面，许多政府部门在做电子政务规划时，重建设而轻维护，对于系统建成后的运营与维护则缺乏相关资源的投入和保障，成为电子政务系统可持续发展的极大隐患。

（3）缺乏统一管理，建设水平参差不齐，“条块分割”导致各自为政，部门利益相互牵制，难以将各局域网融合成统一平台。

（4）安全保障不足，法律、法规建设迟滞，许多管理环节和信息安全机制的建立无法可依，存在较大安全隐患。

上述问题阻碍了电子政务基础设施的进一步发展。为了解决上述问题，越来越多的政府部门将服务器托管到统一的机房内，由专人进行维护。这种方式在一定程度上缓解了统一管理、安全保障方面的问题，但在提高资源利用率、运维管理方面仍不尽人意。

3 电子政务发展对云计算平台需求分析

电子政务的持续发展，对相关IT环境的要求越来越高，主要包括提高基础设施可靠性，降低运维难度，节能减排等方面。

云计算具有超大规模、高可靠性、虚拟化、高扩展性、按需供给、廉价节能、接入设备的多样性、模式的商业性、方式的灵活性等特点。依据服务内容不同，云计算可以分为IaaS（Infrastructure-as-a-Service，基础设施即服务）、PaaS（Platform-as-a-Service，平台即服务）、SaaS（Software-as-a-Service，软件即服务），分别提供基础设施、软件研发或运行平台、某一软件等形式的服务内容。使用IaaS云平台能使电子政务基础设施在上述各方面需求有所改善，促进电子政务基础设施的进一步发展。

通过IaaS云平台，可以将物理IT基础设施资源转化为虚拟资源。在传统模式上，因为设备型号、配置参数、地理位置等差异会给管理带来困难，但是经过虚拟化之后，计算能力、网络、存储等资源将以标准的形式提供，且与位置无关。因此，相对于传统IT基础设施，维护虚拟资源更加灵活便捷。

IaaS云平台根据其特性，能够在以下几方面满足电子政务基础设施的需求。

3.1提高基础设施可靠性

（1）云平台将现有的IT资源进行资源整合，统一管理，形成资源池：云平台中任意节点发生故障仅影响资源池的规模，不存在单点故障。

（2）实现资源动态扩展或收缩：云平台支持在线增减硬件资源，而不影响业务的正常运行；同时，虚拟得到的基础设施也能够根据需要任意调整。

（3）快速弹性及负载均衡：服务可适应自动化和半自动化的要求，规模可以快速扩大或缩小。当虚拟服务器出现过载情况时，根据控制策略能够自动或半自动热迁移到空闲物理服务器，而服务不受影响。

（4）具备高可用性与高可靠性：云平台通过配置的形式即可对控制器、虚拟机、存储、网络等进行冗余和容灾的功能性实现，以保障平台及平台内应用系统不会因硬件设备故障导致不能正常运行。

（5）典型业务应用环境快速创建：云计算平台可对基础设施资源、操作系统、中间件、数据库、业务系统进行虚拟化，并组合成多种典型业务应用环境的创建模板，实现对典型应用环境的快速创建、快速部署功能。

3.2降低运维难度

（1）提高IT环境管理效率：通过云计算平台提供虚拟基础设施支撑应用系统的可持续运行，可大幅简化IT管理工作，因为管理员不必再逐一配置和管理服务器。可利用高级工具实现工作负载平衡、容量规划、虚拟机实时迁移和自动化部署，从而提高管理效率。IT环境管理工作可以在一个控制台上通过简单的操作来实现。

（2）按需自助服务：通过虚拟化，云平台可对资源池的资源进行分割。结合一定的业务流程，可实现面向网络中心管理者和信息资源使用者的业务运营平台，管理者和使用者按自身需要自行获取和管理属于自己或所属组织的资源。

（3）业务灵活可变：使用云计算平台，物理基础设施资源由云平台进行管理，而系统管理员则管理由云平台提供的标准的虚拟资源。对虚拟对象的管理能够根据业务需求、法律法规要求任意调整，灵活可变。

3.3节能减排

（1）提高服务器利用率，降低能耗：云平台提供的多个虚拟机能够整合到一个物理服务器中，可显著减少要管理的物理机数量，大幅提高处理和存储资源的设备利用率，并在降低能源成本的同时减少占用的中心机房空间。

（2）能耗智能化管理：云计算平台具备根据当前负载情况进行负载整合的功能，各虚拟服务器可根据负载策略配置，动态进行待机、启动、关机等状态的转换，从而达到能耗智能化管理要求。

4 云计算在电子政务中的应用方案分析

IaaS云平台支持大规模虚拟计算资源、存储资源、网络资源的统一管理，可在已有IT基础设施的基础上实现可扩展的高效私有云和混合云。云平台结构如图1所示：

图1云平台系统结构

电子政务的IT资源使用主要包括服务器和办公桌面两个方向，云平台针对这两个应用方向，可提供对应的解决方案。

4.1政务系统支撑平台云计算方案

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如图2所示，云计算的架构由三部分组成：

（1）云门户：实现信息资源使用者的自助服务接入，以及云平台管理接入；

（2）云管理平台：实现资源池的统一管理，对信息资源使用者的资源池进行逻辑隔离，按使用者的资源请求来供应资源，资源是经过编排的软件、硬件及服务；

（3）云资源池：作为能力提供者，由计算资源池、网络资源池和存储资源池组成，网络资源池被划分为管理网络、生产网络和互通安全网络；存储资源池由传统集中式存储系统或云存储系统组成，支持结构化存储和非结构存储的需求。

图2 政务系统支撑平台云计算方案

4.2安全管控桌面云技术方案

安全管控桌面云架构如图3所示。

（1）服务层：通过云平台将高性能的物理服务器整合为统一的资源池来提供服务。

（2）桌面层：通过桌面虚拟化技术建立桌面池，可按客户需求快速交付多种桌面模式，以适用于不同的应用场景。同时用于控制桌面的状态，根据需要和管理配置启动和停止虚拟桌面。维护管理桌面云的主桌面镜像，根据需要从主桌面映像创建虚拟桌面、优化存储利用率，并在每个用户每次登录时为其提供原始虚拟桌面的协同工作的各种服务的集合。

（3）软件层：应用虚拟化模块，用于集中安装、配置和维护应用程序池，为终端应用提供应用程序的Web访问接口。客户端软件部署在云平台构建的桌面虚拟化服务上。

（4）客户端：为桌面云的客户端设备提供虚拟桌面接入和单点登录功能。单点登录为客户端提供单一登录访问（无论用户以何种方式在哪里连接），轻松管理和简化用户访问虚拟桌面和应用的过程，并能让用户重置其Windows密码或解锁其账户。

5 典型案例介绍

下面以广州市某区政府单位电子政务云计算平台为例，说明云平台在电子政务中的应用效果。该区电子政务云平台利用原有IT系统的资源，使用IaaS云平台有效整合，通过统一规则、统一标准、统一平台，对内实现信息共享、业务协同办理、无纸化办公，推进该区科技和信息化局的信息对称、高效运行和精准管理。最终实现信息中心基础平台节能、减排、高效、共享的目的。其部署方案如图4所示：

图4广州某区政府电子政务云平台

该区电子政务基础设施云平台由区中心机房和区政务办中心机房两个数据中心构成。两个机房中分别部署若干台物理服务器，形成两个云计算的集群，由部署在区中心机房的云控制器进行管理，同时在政务办中心机房中也部署一个云控制器作为主控制器的热备份。

该区电子政务基础设施云平台为政务系统提供了安全、可靠、弹性、易维护的基础设施环境，提供虚拟服务器部署政务应用，同时提供虚拟桌面供各类办公人员使用。

整个云平台实现了以下功能：

（1）在运行管理方面：实现了资源统一管理，自助服务，应用自动化部署，计算资源智能调度，服务器动态扩展。

（2）安全管控方面：包括应用数据访问管控，网络访问管控，操作行为管控，资源相互安全隔离等；使用强认证密钥手段对虚拟机进行管理。

（3）在容灾方面：采用软件方式实现系统高可用，故障自动迁移等功能。

目前，该区机关内部信息网、电子政务数据中心、OA系统等7个应用系统或业务系统已迁移到云平台中运行，并提供50个云桌面系统，通过网络提供给各街道办事处、各处级单位，对外办公窗口实现无主机办公。

6 结束语

通过云计算模式可很好地解决当前电子政务中运维管理遇到的问题，在高可靠、高可用和节能减排等方面较传统模式有所突破。广州市某区政府电子政务云平台的成功实施，为云计算在电子政务中的落地运用提供了成功案例，具有示范性作用。

参考文献：

[1] 苏奎. 云计算平台下的电子政务基础设施研究[D]. 济南: 山东师范大学, 2012.

[2] 黄虹. 电子政务系统发展现状分析[J]. 价值工程, 2010(18): 222-223.

[3] 李志萍. 我国电子政务的发展现状及存在的问题[J]. 电子制作, 2013(14).

[4] 郑锋,刘旭儒. 电子政务系统中的基础设施层建设[J]. 科技创新导报, 2008(6): 6-9.

[5] 程海翔. 由“硬”到“软”电子政务建设的新趋势[J]. 信息化建设, 2013(7): 34-36.

[6] 刘彦凯. “云计算”如何服务电子政务[J]. 信息化建设, 2011(8): 20-22.

[7] 方延风. 电子政务基础设施层与低碳相关的几个关键技术[J]. 中国科技信息, 2010(12): 98-99.

[8] 李伟,饶坚. 构建电子政务基础设施系统的研究[J]. 现代计算机, 2004(6): 46-48.★

作者简介

谢培昭：学士，现就职于广州杰赛科技股份有限公司信息安全与云计算分公司，主要从事云计算软件项目的开发。

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如图2所示，云计算的架构由三部分组成：

（1）云门户：实现信息资源使用者的自助服务接入，以及云平台管理接入；

（2）云管理平台：实现资源池的统一管理，对信息资源使用者的资源池进行逻辑隔离，按使用者的资源请求来供应资源，资源是经过编排的软件、硬件及服务；

（3）云资源池：作为能力提供者，由计算资源池、网络资源池和存储资源池组成，网络资源池被划分为管理网络、生产网络和互通安全网络；存储资源池由传统集中式存储系统或云存储系统组成，支持结构化存储和非结构存储的需求。

图2 政务系统支撑平台云计算方案

4.2安全管控桌面云技术方案

安全管控桌面云架构如图3所示。

（1）服务层：通过云平台将高性能的物理服务器整合为统一的资源池来提供服务。

（2）桌面层：通过桌面虚拟化技术建立桌面池，可按客户需求快速交付多种桌面模式，以适用于不同的应用场景。同时用于控制桌面的状态，根据需要和管理配置启动和停止虚拟桌面。维护管理桌面云的主桌面镜像，根据需要从主桌面映像创建虚拟桌面、优化存储利用率，并在每个用户每次登录时为其提供原始虚拟桌面的协同工作的各种服务的集合。

（3）软件层：应用虚拟化模块，用于集中安装、配置和维护应用程序池，为终端应用提供应用程序的Web访问接口。客户端软件部署在云平台构建的桌面虚拟化服务上。

（4）客户端：为桌面云的客户端设备提供虚拟桌面接入和单点登录功能。单点登录为客户端提供单一登录访问（无论用户以何种方式在哪里连接），轻松管理和简化用户访问虚拟桌面和应用的过程，并能让用户重置其Windows密码或解锁其账户。

5 典型案例介绍

下面以广州市某区政府单位电子政务云计算平台为例，说明云平台在电子政务中的应用效果。该区电子政务云平台利用原有IT系统的资源，使用IaaS云平台有效整合，通过统一规则、统一标准、统一平台，对内实现信息共享、业务协同办理、无纸化办公，推进该区科技和信息化局的信息对称、高效运行和精准管理。最终实现信息中心基础平台节能、减排、高效、共享的目的。其部署方案如图4所示：

图4广州某区政府电子政务云平台

该区电子政务基础设施云平台由区中心机房和区政务办中心机房两个数据中心构成。两个机房中分别部署若干台物理服务器，形成两个云计算的集群，由部署在区中心机房的云控制器进行管理，同时在政务办中心机房中也部署一个云控制器作为主控制器的热备份。

该区电子政务基础设施云平台为政务系统提供了安全、可靠、弹性、易维护的基础设施环境，提供虚拟服务器部署政务应用，同时提供虚拟桌面供各类办公人员使用。

整个云平台实现了以下功能：

（1）在运行管理方面：实现了资源统一管理，自助服务，应用自动化部署，计算资源智能调度，服务器动态扩展。

（2）安全管控方面：包括应用数据访问管控，网络访问管控，操作行为管控，资源相互安全隔离等；使用强认证密钥手段对虚拟机进行管理。

（3）在容灾方面：采用软件方式实现系统高可用，故障自动迁移等功能。

目前，该区机关内部信息网、电子政务数据中心、OA系统等7个应用系统或业务系统已迁移到云平台中运行，并提供50个云桌面系统，通过网络提供给各街道办事处、各处级单位，对外办公窗口实现无主机办公。

6 结束语

通过云计算模式可很好地解决当前电子政务中运维管理遇到的问题，在高可靠、高可用和节能减排等方面较传统模式有所突破。广州市某区政府电子政务云平台的成功实施，为云计算在电子政务中的落地运用提供了成功案例，具有示范性作用。

参考文献：

[1] 苏奎. 云计算平台下的电子政务基础设施研究[D]. 济南: 山东师范大学, 2012.

[2] 黄虹. 电子政务系统发展现状分析[J]. 价值工程, 2010(18): 222-223.

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[5] 程海翔. 由“硬”到“软”电子政务建设的新趋势[J]. 信息化建设, 2013(7): 34-36.

[6] 刘彦凯. “云计算”如何服务电子政务[J]. 信息化建设, 2011(8): 20-22.

[7] 方延风. 电子政务基础设施层与低碳相关的几个关键技术[J]. 中国科技信息, 2010(12): 98-99.

[8] 李伟,饶坚. 构建电子政务基础设施系统的研究[J]. 现代计算机, 2004(6): 46-48.★

作者简介

谢培昭：学士，现就职于广州杰赛科技股份有限公司信息安全与云计算分公司，主要从事云计算软件项目的开发。

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如图2所示，云计算的架构由三部分组成：

（1）云门户：实现信息资源使用者的自助服务接入，以及云平台管理接入；

（2）云管理平台：实现资源池的统一管理，对信息资源使用者的资源池进行逻辑隔离，按使用者的资源请求来供应资源，资源是经过编排的软件、硬件及服务；

（3）云资源池：作为能力提供者，由计算资源池、网络资源池和存储资源池组成，网络资源池被划分为管理网络、生产网络和互通安全网络；存储资源池由传统集中式存储系统或云存储系统组成，支持结构化存储和非结构存储的需求。

图2 政务系统支撑平台云计算方案

4.2安全管控桌面云技术方案

安全管控桌面云架构如图3所示。

（1）服务层：通过云平台将高性能的物理服务器整合为统一的资源池来提供服务。

（2）桌面层：通过桌面虚拟化技术建立桌面池，可按客户需求快速交付多种桌面模式，以适用于不同的应用场景。同时用于控制桌面的状态，根据需要和管理配置启动和停止虚拟桌面。维护管理桌面云的主桌面镜像，根据需要从主桌面映像创建虚拟桌面、优化存储利用率，并在每个用户每次登录时为其提供原始虚拟桌面的协同工作的各种服务的集合。

（3）软件层：应用虚拟化模块，用于集中安装、配置和维护应用程序池，为终端应用提供应用程序的Web访问接口。客户端软件部署在云平台构建的桌面虚拟化服务上。

（4）客户端：为桌面云的客户端设备提供虚拟桌面接入和单点登录功能。单点登录为客户端提供单一登录访问（无论用户以何种方式在哪里连接），轻松管理和简化用户访问虚拟桌面和应用的过程，并能让用户重置其Windows密码或解锁其账户。

5 典型案例介绍

下面以广州市某区政府单位电子政务云计算平台为例，说明云平台在电子政务中的应用效果。该区电子政务云平台利用原有IT系统的资源，使用IaaS云平台有效整合，通过统一规则、统一标准、统一平台，对内实现信息共享、业务协同办理、无纸化办公，推进该区科技和信息化局的信息对称、高效运行和精准管理。最终实现信息中心基础平台节能、减排、高效、共享的目的。其部署方案如图4所示：

图4广州某区政府电子政务云平台

该区电子政务基础设施云平台由区中心机房和区政务办中心机房两个数据中心构成。两个机房中分别部署若干台物理服务器，形成两个云计算的集群，由部署在区中心机房的云控制器进行管理，同时在政务办中心机房中也部署一个云控制器作为主控制器的热备份。

该区电子政务基础设施云平台为政务系统提供了安全、可靠、弹性、易维护的基础设施环境，提供虚拟服务器部署政务应用，同时提供虚拟桌面供各类办公人员使用。

整个云平台实现了以下功能：

（1）在运行管理方面：实现了资源统一管理，自助服务，应用自动化部署，计算资源智能调度，服务器动态扩展。

（2）安全管控方面：包括应用数据访问管控，网络访问管控，操作行为管控，资源相互安全隔离等；使用强认证密钥手段对虚拟机进行管理。

（3）在容灾方面：采用软件方式实现系统高可用，故障自动迁移等功能。

目前，该区机关内部信息网、电子政务数据中心、OA系统等7个应用系统或业务系统已迁移到云平台中运行，并提供50个云桌面系统，通过网络提供给各街道办事处、各处级单位，对外办公窗口实现无主机办公。

6 结束语

通过云计算模式可很好地解决当前电子政务中运维管理遇到的问题，在高可靠、高可用和节能减排等方面较传统模式有所突破。广州市某区政府电子政务云平台的成功实施，为云计算在电子政务中的落地运用提供了成功案例，具有示范性作用。

参考文献：

[1] 苏奎. 云计算平台下的电子政务基础设施研究[D]. 济南: 山东师范大学, 2012.

[2] 黄虹. 电子政务系统发展现状分析[J]. 价值工程, 2010(18): 222-223.

[3] 李志萍. 我国电子政务的发展现状及存在的问题[J]. 电子制作, 2013(14).

[4] 郑锋,刘旭儒. 电子政务系统中的基础设施层建设[J]. 科技创新导报, 2008(6): 6-9.

[5] 程海翔. 由“硬”到“软”电子政务建设的新趋势[J]. 信息化建设, 2013(7): 34-36.

[6] 刘彦凯. “云计算”如何服务电子政务[J]. 信息化建设, 2011(8): 20-22.

[7] 方延风. 电子政务基础设施层与低碳相关的几个关键技术[J]. 中国科技信息, 2010(12): 98-99.

[8] 李伟,饶坚. 构建电子政务基础设施系统的研究[J]. 现代计算机, 2004(6): 46-48.★

作者简介

谢培昭：学士，现就职于广州杰赛科技股份有限公司信息安全与云计算分公司，主要从事云计算软件项目的开发。

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