從云計(jì)算看氣象部門未來(lái)的信息化走向

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　   云計(jì)算的精髓是利用有效的技術(shù)手段和技術(shù)組合，最大限度提高基礎(chǔ)設(shè)施、平臺(tái)和軟件的使用效率，徹底降低信息化工作的準(zhǔn)入代價(jià)，釋放社會(huì)、行業(yè)、部門和單位內(nèi)因代價(jià)高昂而被長(zhǎng)期束縛的信息化潛能。云計(jì)算理念、方法在氣象部門的適度引入和有效普及應(yīng)用，將有可能極大地簡(jiǎn)化基層氣象單位的業(yè)務(wù)工作環(huán)境，真正實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化組合和業(yè)務(wù)布局的專業(yè)化，完成氣象部門信息系統(tǒng)架構(gòu)的最優(yōu)化調(diào)整和合理配置，徹底擺脫一直存在的無(wú)序、混亂、低水平重復(fù)建設(shè)等負(fù)面現(xiàn)象；極大地降低創(chuàng)造性工作和日常信息化工作的初期成本和過(guò)程成本，釋放出被高昂代價(jià)所壓制的寶貴的創(chuàng)造力和生產(chǎn)力。

　　1.引言：云計(jì)算大潮：諸神的狂歡

　　一個(gè)幽靈，“云計(jì)算”的幽靈，在IT界徘徊。

　　烹油烈火，萬(wàn)眾矚目；有關(guān)云計(jì)算的論壇、講座、峰會(huì)鋪天蓋地，院士、官員、教授、名流們紛紛站臺(tái)吶喊，臺(tái)上激情的演講與臺(tái)下興奮的渴盼以及彼此間的熱情互動(dòng)，有如九十年代初風(fēng)行全國(guó)各地的大氣功師帶功報(bào)告會(huì)。廠商們爭(zhēng)先恐后地隆重推出一個(gè)個(gè)所謂基于“云”的各類產(chǎn)品和解決方案，廣告和宣傳冊(cè)上辭藻華麗，無(wú)所不用其極，仿佛每一家都是“云時(shí)代”的引領(lǐng)者和開拓者；政府部門聞風(fēng)而動(dòng)迫不及待，冠以詩(shī)意名稱的所謂“云計(jì)算中心”紛紛在各地拔地而起，一個(gè)比一個(gè)更加的規(guī)模宏大，氣度不凡。

　　“云計(jì)算”火了，云計(jì)算的確火了。

　　做為氣象部門IT界人士，筆者一直關(guān)注著業(yè)界這場(chǎng)“諸神的狂歡”。而做為一個(gè)曾經(jīng)歷過(guò)一些事件、見識(shí)過(guò)一些場(chǎng)面、已過(guò)天命之年的筆者，這場(chǎng)狂歡帶給筆者的與其說(shuō)是感官上的信息轟炸，不如說(shuō)是思辨上的串串疑問(wèn)：除了心懷鬼胎的各商家為提高本公司產(chǎn)品營(yíng)銷業(yè)績(jī)所進(jìn)行的別有用心的瘋狂炒作外，云計(jì)算在理念上是否確有過(guò)人之處？其精髓的實(shí)質(zhì)是否確有可供人們借鑒、參考的智慧火花？在氣象行業(yè)信息化建設(shè)的過(guò)程中，它究竟能帶給我們哪些啟示和實(shí)際效果？它的出現(xiàn)真的具有劃時(shí)代意義？抑或僅僅是一場(chǎng)曇花一現(xiàn)的鬧??？

　　下文就是筆者對(duì)云計(jì)算的認(rèn)識(shí)和體會(huì)。

　　2.云計(jì)算的由來(lái)，目標(biāo)和特征

　　2.1 何謂“云計(jì)算”

　　在遍查諸典后，筆者失望地意識(shí)到，目前關(guān)于云計(jì)算尚無(wú)統(tǒng)一的定義，不同的供應(yīng)商、廠商、專業(yè)媒體及個(gè)人根據(jù)各自的立場(chǎng)及視角，提出了各自對(duì)于云計(jì)算的理解和定義：

　　Hewitt【1】認(rèn)為云計(jì)算系統(tǒng)主要是將信息永久地存儲(chǔ)在云中的服務(wù)器上，在使用信息時(shí)只是在客戶端進(jìn)行緩存?？蛻舳丝梢允亲烂鏅C(jī)、筆記本、手持設(shè)備等。Wang Li-zhe等人【2】從云計(jì)算系統(tǒng)應(yīng)該具有的功能角度給出了科學(xué)云計(jì)算系統(tǒng)的定義，指出計(jì)算云系統(tǒng)不僅能夠向用戶提供硬件服務(wù)HaaS（hardware as,a service）、軟件服務(wù)SaaS（software as a service）、數(shù)據(jù)資源服務(wù)DaaS（data aft a setvice），而且還能夠向用戶提供能夠配置的平臺(tái)服務(wù)PaaS（platforma8 a.service）。因此用戶可以按需向計(jì)算平臺(tái)提交自己的硬件配置、軟件安裝、數(shù)據(jù)訪問(wèn)需求。Buyya等人【3】從面向市場(chǎng)的角度認(rèn)為云計(jì)算是由一組內(nèi)部互連的虛擬機(jī)組成的并行和分布式計(jì)算系統(tǒng)，系統(tǒng)能夠根據(jù)服務(wù)提供商和客戶之間協(xié)商好的服務(wù)等級(jí)協(xié)議動(dòng)態(tài)提供計(jì)算資源。

　　IBM的專家略帶矜持地認(rèn)為：云計(jì)算其實(shí)是一種新型的計(jì)算模式，能夠把 IT資源、數(shù)據(jù)、應(yīng)用作為服務(wù)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)提供給用戶；同時(shí)，云計(jì)算也是一種新的基礎(chǔ)架構(gòu)管理方法，能夠把大量的、高度虛擬化的資源管理起來(lái)，組成一個(gè)龐大的資源池，統(tǒng)一提供服務(wù)。

　　百度的定義冗長(zhǎng)而瑣碎：云計(jì)算有狹義廣義之分；狹義云計(jì)算指IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式，即通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需資源；廣義云計(jì)算指服務(wù)的交付和使用模式，指通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需服務(wù)。這種服務(wù)可以是IT和軟件、互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)，也可是其他服務(wù)。云計(jì)算的核心思想，是將大量用網(wǎng)絡(luò)連接的計(jì)算資源統(tǒng)一管理和調(diào)度，構(gòu)成一個(gè)計(jì)算資源池向用戶按需服務(wù)。提供資源的網(wǎng)絡(luò)被稱為“云”。“云”中的資源在使用者看來(lái)是可以無(wú)限擴(kuò)展的，并且可以隨時(shí)獲取，按需使用，隨時(shí)擴(kuò)展，按使用付費(fèi)。云計(jì)算的產(chǎn)業(yè)三級(jí)分層：云軟件、云平臺(tái)、云設(shè)備。

　　中國(guó)云計(jì)算網(wǎng)的定義既直截了當(dāng)又有些狹隘偏頗：云計(jì)算（cloud computing）是一種基于因特網(wǎng)的超級(jí)計(jì)算模式，在遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)中心里，成千上萬(wàn)臺(tái)電腦和服務(wù)器連接成一片電腦云。因此，云計(jì)算甚至可以讓你體驗(yàn)每秒10萬(wàn)億次的運(yùn)算能力，擁有這么強(qiáng)大的計(jì)算能力可以模擬核爆炸、預(yù)測(cè)氣候變化和市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)。用戶通過(guò)電腦、筆記本、手機(jī)等方式接入數(shù)據(jù)中心，按自己的需求進(jìn)行運(yùn)算。

　　維基百科的定義較為中允：“云計(jì)算（cloud computing），是這樣一種計(jì)算方式，計(jì)算資源是動(dòng)態(tài)易擴(kuò)展而且虛擬化的，往往通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)提供。用戶不需要了解"云"中基礎(chǔ)設(shè)施的細(xì)節(jié)，不必具有相應(yīng)的專業(yè)知識(shí)，也無(wú)需直接進(jìn)行控制”。

　　埃森哲（Accenture）咨詢公司的定義言簡(jiǎn)意賅：云計(jì)算是第三方提供商通過(guò)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)提供及配置IT功能（硬件、軟件或服務(wù)）的服務(wù)方式。

　　……凡此種種，不一而足。

　　在參閱了不下三十余種關(guān)于“云計(jì)算”的“各自表述”后，經(jīng)綜合歸納，筆者較為認(rèn)同雷萬(wàn)云博士對(duì)云計(jì)算的定義，即：云計(jì)算是一種IT資源的交付和使用模式，指通過(guò)網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴(kuò)展的方式獲得所需的資源（硬件、平臺(tái)、軟件、服務(wù)），提供資源的網(wǎng)絡(luò)被稱之為“云”?！?】

　　2.2 云計(jì)算的由來(lái)及發(fā)展現(xiàn)狀

　?。?）云計(jì)算概念雛形的產(chǎn)生

　　1961年，John McCarthy 提出了計(jì)算力和通過(guò)公用事業(yè)銷售計(jì)算機(jī)應(yīng)用的思想，指出“計(jì)算遲早會(huì)變成一種公用基礎(chǔ)設(shè)施”。在此以前的1959年，Christopher Strachey發(fā)表了名為《大型高速計(jì)算機(jī)中的時(shí)間共享》的學(xué)術(shù)報(bào)告，第一次提出了虛擬化的基本概念，這篇文章也被認(rèn)為是對(duì)虛擬化技術(shù)的最早論述；而正是虛擬化技術(shù)的發(fā)展和成熟，奠定了云計(jì)算的技術(shù)基礎(chǔ)。

　　（2）網(wǎng)絡(luò)重要性的被認(rèn)知

　　1993年，Sun公司提出“網(wǎng)絡(luò)就是計(jì)算機(jī)”（“The Network is the Computer”）的口號(hào)，以標(biāo)語(yǔ)的形式向人們宣示了網(wǎng)絡(luò)在IT領(lǐng)域內(nèi)的重要地位。

　?。?）SaaS的誕生

　　1999年，Oracle高管Mare Benioff在確信web應(yīng)用將最終取代桌面應(yīng)用這一大趨勢(shì)后，開風(fēng)氣之先地創(chuàng)建了salesforce這家以銷售在線CRM（客戶關(guān)系管理）系統(tǒng)為主的互聯(lián)網(wǎng)公司，并定義了SaaS的概念，即：軟件將會(huì)以在線服務(wù)的形式提供給用戶，從而避免了用戶在購(gòu)買、安裝和運(yùn)行維護(hù)方面可能出現(xiàn)的繁瑣步驟和高昂代價(jià)。

　?。?）“IT不再重要”的發(fā)表

　　2003年，在《哈佛商業(yè)評(píng)論》上發(fā)表的一篇極具轟動(dòng)性的文章《IT不再重要》中，作者Nicholas G. Carr犀利地提出：IT技術(shù)已經(jīng)日用品化了，雖然這樣能使大多數(shù)企業(yè)從IT中獲益，但I(xiàn)T也很難再給企業(yè)帶來(lái)一定的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)了。該文遭到了整個(gè)IT界的同聲斥責(zé)，以至于作者因此而自稱為IT界的“全民公敵”。但今天看來(lái)，此文不僅促使廣大IT從業(yè)人員的不斷反思，而且推動(dòng)了IT產(chǎn)業(yè)的變革。因?yàn)镮T技術(shù)的日用品化并非IT界的末日，而恰恰是下一次創(chuàng)新和發(fā)展的起點(diǎn)。

　?。?）Google三大核心技術(shù)

　　Google在2003年的SOSP大會(huì)上發(fā)表了有關(guān)GFS分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)的論文，2004年的OSDI大會(huì)上發(fā)表了有關(guān)MapReduce分布式處理技術(shù)的論文，2006年的OSDI大會(huì)上發(fā)表了關(guān)于BigTable分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的論文。這三篇重量級(jí)論文的發(fā)表，以及與此同時(shí)的虛擬化技術(shù)的成熟，標(biāo)志著云計(jì)算核心技術(shù)基礎(chǔ)支撐的基本成型，而相應(yīng)的開源技術(shù)產(chǎn)品的出現(xiàn)和廣泛運(yùn)用，使云計(jì)算核心技術(shù)得到了普及。

　?。?）Amazon的AWS系統(tǒng)的推出

　　2006年3月，Amazon推出了AWS系統(tǒng)EC2，完美地解決了圣誕節(jié)計(jì)算高峰時(shí)段對(duì)基礎(chǔ)資源的需求，以及平時(shí)常態(tài)時(shí)段的空閑資源再利用問(wèn)題。這是第一例成功的彈性計(jì)算。【5】

　?。?）云計(jì)算破繭而出

　　2006年8月9日，Google首席執(zhí)行官Eric Schmidt在搜索引擎大會(huì)（SES San Jose 2006）首次提出“云計(jì)算”（Cloud Computing）的概念。

　　2007年10月起，Google、IBM、Amazon、Yahoo、HP、Intel、AMD、Dell、Microsoft、Cisco等公司分別與包括美國(guó)、新加坡、德國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣及中國(guó)大陸在內(nèi)的百余所大學(xué)簽訂了推廣云計(jì)算計(jì)劃，試圖將云計(jì)算模式快速推廣到校園。2008年2月1日，IBM公司宣布將在中國(guó)無(wú)錫太湖新城科教產(chǎn)業(yè)園為中國(guó)的軟件公司建立全球第一個(gè)云計(jì)算中心。

　?。?）云計(jì)算在中國(guó)大陸

　　云計(jì)算興起的浪潮已引起中國(guó)中央層級(jí)政府的關(guān)注。相關(guān)主管部門已對(duì)云計(jì)算產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢(shì)頭表現(xiàn)出了相當(dāng)?shù)呐d趣和重視，并著手制定云計(jì)算產(chǎn)業(yè)在中國(guó)的推進(jìn)政策，近期發(fā)布的《關(guān)于做好云計(jì)算服務(wù)創(chuàng)新發(fā)展試點(diǎn)示范工作的通知》就是重要的啟動(dòng)步驟。

　　中國(guó)政府在推動(dòng)云計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面已進(jìn)入實(shí)質(zhì)性操作階段。2010年10月，發(fā)改委聯(lián)合工信部下發(fā)《關(guān)于做好云計(jì)算服務(wù)創(chuàng)新發(fā)展試點(diǎn)示范工作的通知》，在北京、上海、深圳、杭州、無(wú)錫等五個(gè)城市先行開展云計(jì)算創(chuàng)新發(fā)展試點(diǎn)示范工作。

　　2.3 云計(jì)算的基本特征、部署模式、服務(wù)形態(tài)和判識(shí)標(biāo)準(zhǔn)

　?。?）云計(jì)算的基本特征

　　歸納起來(lái)，云計(jì)算具有如下五個(gè)基本特征：

　　①按需自助服務(wù)：消費(fèi)者無(wú)需與服務(wù)商交互，就可自動(dòng)地得到資助的計(jì)算資源能力，如服務(wù)器的數(shù)量和使用時(shí)間、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)空間等（即：資源的自助服務(wù)）。

　?、诨诰W(wǎng)絡(luò)的訪問(wèn)：所有的資源均不在本地，消費(fèi)者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)獲得資源的服務(wù)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)支付所獲服務(wù)的費(fèi)用。

　?、厶摂M化的資源池：云端所有可提供服務(wù)的資源全部虛擬化，并形成相應(yīng)的資源池；可根據(jù)消費(fèi)者的需要在資源池中動(dòng)態(tài)配置、部署或釋放有關(guān)資源。

　?、芸焖?gòu)椥缘馁Y源服務(wù)配置：對(duì)消費(fèi)者提供服務(wù)的資源配置是彈性的，可根據(jù)消費(fèi)者對(duì)資源需求的變化，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地增減資源的配置。；從而達(dá)到資源服務(wù)效率的最大化。

　?、莘?wù)可計(jì)算（效能計(jì)算）：資源的服務(wù)可被計(jì)量，從而可被計(jì)費(fèi)。系統(tǒng)通過(guò)計(jì)量的方法來(lái)自動(dòng)控制和優(yōu)化資源使用。資源的使用可被監(jiān)測(cè)、控制以及對(duì)供應(yīng)商和用戶提供透明的報(bào)告（即付即用模式）。

　?。?）云計(jì)算的部署模式

　　云計(jì)算目前公認(rèn)的部署模式共有四種：私有云、社區(qū)云、公共云和混合云（限于篇幅，本文不做展開討論）。

　?。?）云計(jì)算的服務(wù)形態(tài)

　　云計(jì)算的服務(wù)形態(tài)共有三種，即：

　　①基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)（IaaS）：對(duì)消費(fèi)者提供處理、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)以及基礎(chǔ)計(jì)算資源的能力。消費(fèi)者可以部署和運(yùn)行任何軟件（包括操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件）。消費(fèi)者不必管理、控制產(chǎn)生這些資源能力的設(shè)備和設(shè)施。

　?、谄脚_(tái)服務(wù)（PaaS）：消費(fèi)者通過(guò)服務(wù)商提供的編程語(yǔ)言（如：Java、Python等）及基礎(chǔ)平臺(tái)（如：GIS、數(shù)據(jù)庫(kù)等），開發(fā)相關(guān)的應(yīng)用，并在其上運(yùn)行已開發(fā)的應(yīng)用。消費(fèi)者并不管理和控制服務(wù)商的基礎(chǔ)設(shè)施、操作系統(tǒng)及提供服務(wù)的平臺(tái)，但能夠控制部署應(yīng)用，并能夠?qū)?yīng)用環(huán)境進(jìn)行配置。

　?、圮浖?wù)（SaaS）：消費(fèi)者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)使用服務(wù)商提供的軟件服務(wù)，而無(wú)需購(gòu)買軟硬件、建設(shè)機(jī)房、招聘IT人員。即：消費(fèi)者可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)以租賃方式使用其所需要使用的各種以軟件為特征的信息系統(tǒng)。

　?。?）云計(jì)算的判識(shí)標(biāo)準(zhǔn)

　　目前業(yè)界已基本達(dá)成共識(shí)的對(duì)云計(jì)算的判識(shí)標(biāo)準(zhǔn)有以下三條：

　?。?）用戶所需要的資源不在客戶端，而來(lái)自于網(wǎng)絡(luò)。

　　（2）服務(wù)能力具有分鐘級(jí)甚至秒級(jí)的伸縮能力。

　?。?）具有較傳統(tǒng)模式5倍以上的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)?！?0】

　　3.云計(jì)算產(chǎn)生的基礎(chǔ)及關(guān)鍵技術(shù)

　　3.1 云計(jì)算產(chǎn)生的基礎(chǔ)

　　云計(jì)算并非憑空產(chǎn)生，它的出現(xiàn)是計(jì)算技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的成長(zhǎng)和成熟的自然的產(chǎn)物。

　　（1）計(jì)算技術(shù)的成長(zhǎng)和成熟：

　　1965年，Intel創(chuàng)始人Gordon Moore發(fā)現(xiàn)：“隨著單位成本的降低以及單個(gè)集成電路所集成的晶體管數(shù)量的增加，到1975年，以經(jīng)濟(jì)學(xué)角度分析，單個(gè)集成電路應(yīng)集成65000個(gè)晶體管”。并藉此推測(cè)，如果這個(gè)趨勢(shì)繼續(xù)的話，計(jì)算能力相對(duì)于時(shí)間周期將呈指數(shù)倍的上升。由此提出了“摩爾定律”：在未來(lái)的18～24個(gè)月內(nèi)，每單位芯片上的晶體管數(shù)量將會(huì)翻番。

　　過(guò)去的40多年里，摩爾定律一直代表著信息技術(shù)發(fā)展的速度，也標(biāo)示著一場(chǎng)計(jì)算機(jī)革命：運(yùn)算速度越來(lái)越快、存儲(chǔ)容量越來(lái)越大、整機(jī)價(jià)格越來(lái)越低。近20年來(lái)，CPU性能提高了3500倍；單位內(nèi)存價(jià)格下降了4500倍；單位硬盤價(jià)格下降了360萬(wàn)倍?！?】與此同時(shí)，虛擬化、分布式計(jì)算和并行計(jì)算、分布式海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理等有關(guān)技術(shù)也相繼發(fā)展和日益成熟，客觀上為云計(jì)算的出現(xiàn)奠定了技術(shù)儲(chǔ)備。

　?。?）通信帶寬的更快增長(zhǎng)：

　　上世紀(jì)九十年代中期前后，密集波分復(fù)用技術(shù)（DWDM）開始從試驗(yàn)室進(jìn)入商業(yè)領(lǐng)域，該技術(shù)可在一根光纖里傳送多路平行的Gb級(jí)光信號(hào)。該技術(shù)的應(yīng)用導(dǎo)致遠(yuǎn)程通信帶寬成本大幅下降：在該技術(shù)廣泛應(yīng)用前的1993年，傳輸1GB數(shù)據(jù)（1公里/每秒）的成本為2000美元，而到2007年，同樣通信傳輸量得成本已下降至不足1美元。

　　90年代初，George Gilder提出著名的吉爾德定律：未來(lái)25年內(nèi)，主干網(wǎng)的帶寬將每6個(gè)月增加一倍，每bit的傳輸成本將趨于0。

　　目前全球光纖總長(zhǎng)度可繞地球2.5萬(wàn)圈。而密集波分復(fù)用技術(shù)的應(yīng)用，使得一些發(fā)達(dá)國(guó)家近十年來(lái)主干網(wǎng)帶寬增長(zhǎng)了近1000倍。

　　從增速角度考察，通信帶寬的增速甚至大于摩爾定律。充足的網(wǎng)絡(luò)帶寬成為最廉價(jià)的資源，使得通信業(yè)務(wù)逐漸向互聯(lián)網(wǎng)演進(jìn)，信息服務(wù)迅速大眾化?！?】

　?。?）互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用：

　　1992年，當(dāng)時(shí)的美國(guó)副總統(tǒng)Al Gore提出著名的美國(guó)信息高速公路法案，1993年9月，美國(guó)政府宣布實(shí)施一項(xiàng)新的高科技計(jì)劃――“國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施”（National Information Infrastructure，簡(jiǎn)稱NII），旨在以互聯(lián)網(wǎng)為雛形，興建信息時(shí)代的高速公路――“信息高速公路”，使所有的美國(guó)人方便地共享海量的信息資源，互聯(lián)網(wǎng)由此在全球迅速普及。近十年來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)量每6個(gè)月翻一番，互聯(lián)網(wǎng)通信量每100天翻一番。

　　到目前，互聯(lián)網(wǎng)已成為人人感知和認(rèn)知的不可或缺的設(shè)備；由于互聯(lián)網(wǎng)的存在，人們的感知能力和認(rèn)知能力掙脫了時(shí)間和空間的束縛，得到了極大的延伸。同時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)成為人與人之間溝通的不可或缺的設(shè)備；由于互聯(lián)網(wǎng)的存在，人與人之間、人與社會(huì)之間溝通的質(zhì)量和效率得到極大的提升?！?】

　　可以毫不夸張地說(shuō)：互聯(lián)網(wǎng)是人類二十世紀(jì)最偉大的發(fā)明，它改變了人類的生活方式、工作方式和休閑方式，改變了社會(huì)民主、教育、經(jīng)濟(jì)、商務(wù)、健康與娛樂(lè)機(jī)制；它還顯示了適應(yīng)甚至激勵(lì)技術(shù)轉(zhuǎn)變的巨大能力，已經(jīng)成為推動(dòng)社會(huì)變革和技術(shù)創(chuàng)新的最強(qiáng)大的發(fā)動(dòng)機(jī)?！?】

　　（4）系統(tǒng)虛擬化技術(shù)的逐漸成熟

　　隨著VMware、Citrix及微軟等公司多年的不懈努力，系統(tǒng)虛擬化技術(shù)有了長(zhǎng)足發(fā)展。一臺(tái)服務(wù)器能夠整合過(guò)去多臺(tái)服務(wù)器的負(fù)載，從而有效地提升了硬件的利用率，降低能源損耗和硬件的購(gòu)買成本。更重要的是，這些技術(shù)有效地提升了數(shù)據(jù)中心自動(dòng)化管理的程度，從而極大地減少了在管理方面的投入，使數(shù)據(jù)中心的管理更加智能化。

　　3.2 云計(jì)算所涉及的關(guān)鍵技術(shù)

　　云計(jì)算所涉及的關(guān)鍵技術(shù)皆非云計(jì)算所專有，而是數(shù)十年來(lái)IT技術(shù)在發(fā)展過(guò)程中由實(shí)際需求而孕育、發(fā)育、生長(zhǎng)并成熟起來(lái)的；亦即，是技術(shù)的成熟促成了云計(jì)算的出現(xiàn)。相對(duì)于云計(jì)算而言屬于關(guān)鍵技術(shù)的具體內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：

　?。?）虛擬化技術(shù)：虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了物理資源的邏輯抽象和統(tǒng)一表示。通過(guò)虛擬化技術(shù)可提高資源的利用率，并能根據(jù)用戶業(yè)務(wù)需求的變化，快速靈活地進(jìn)行資源配置和部署。虛擬化技術(shù)將物理設(shè)備的具體技術(shù)特性加以封裝隱藏，對(duì)外提供統(tǒng)一的邏輯接口，從而屏蔽了物理設(shè)備因多樣性而帶來(lái)的差異。虛擬化技術(shù)主要包括：計(jì)算虛擬化、存儲(chǔ)虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、應(yīng)用虛擬化等。目前典型的產(chǎn)品有Citrix Xen、VMware ESX Server 和Microsoft Hype-V等。

　　（2）分布式編程模型與計(jì)算：分布式編程模型實(shí)現(xiàn)了在后臺(tái)自動(dòng)地將用戶的程序分解為高效的分布式計(jì)算或并行計(jì)算模式，并在后臺(tái)具體執(zhí)行計(jì)算工作，包括相關(guān)的任務(wù)調(diào)度。為使用戶能更輕松的享受云計(jì)算帶來(lái)的服務(wù)，讓用戶能利用該編程模型編寫簡(jiǎn)單的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)特定的目的，分布式編程模型必須十分簡(jiǎn)單，而且這種功能和能力對(duì)用戶和編程人員是透明的。當(dāng)前各IT廠商提出的“云”計(jì)劃的編程工具大部分基于Map-Reduce的編程模型。一些專家和學(xué)者將MPI和PVM等并行計(jì)算編程工具也納入到該項(xiàng)技術(shù)的范圍之中。

　　（3）海量數(shù)據(jù)分布式存儲(chǔ)技術(shù)：云計(jì)算系統(tǒng)需要同時(shí)滿足大量用戶的需求，并行地為大量用戶提供服務(wù)。為保證高可用、高可靠和經(jīng)濟(jì)性，云計(jì)算采用分布式存儲(chǔ)方式來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，采用冗余存儲(chǔ)方式來(lái)保證數(shù)據(jù)的可靠性。因此，云計(jì)算的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)必須具有分布式、高吞吐率和高傳輸率的特點(diǎn)。目前被列入云計(jì)算海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的產(chǎn)品主要有Google的GFS（Google File System，非開源）以及HDFS（Hadoop Distributed File System，開源），目前這兩種技術(shù)已經(jīng)成為事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。

　　（4）海量數(shù)據(jù)管理技術(shù)：云計(jì)算需要對(duì)分布式存儲(chǔ)的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，因此云計(jì)算的數(shù)據(jù)管理技術(shù)必須具備高效管理大量分布式數(shù)據(jù)的能力。目前云計(jì)算的數(shù)據(jù)管理技術(shù)中最著名的是Google的BigTable數(shù)據(jù)管理技術(shù)。與此同時(shí)，Hadoop開發(fā)團(tuán)隊(duì)正在開發(fā)類似BigTable的開源數(shù)據(jù)管理模塊。

　?。?）虛擬資源的管理與調(diào)度：云計(jì)算系統(tǒng)的平臺(tái)管理技術(shù)能夠使大量的虛擬化資源協(xié)同工作，方便地進(jìn)行業(yè)務(wù)部署和開通，快速發(fā)現(xiàn)和恢復(fù)系統(tǒng)故障，通過(guò)自動(dòng)化、智能化手段實(shí)現(xiàn)大規(guī)模系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。

　?。?）云計(jì)算相關(guān)的安全技術(shù)：云計(jì)算模式帶來(lái)一系列的安全問(wèn)題，包括用戶隱私的保護(hù)、用戶數(shù)據(jù)的備份、云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施的防護(hù)等，這些問(wèn)題都需要更強(qiáng)的技術(shù)手段，乃至法律手段去解決。

　　4.云計(jì)算的意義

　　關(guān)于云計(jì)算的意義，可以從最終用戶、信息技術(shù)、社會(huì)和政治學(xué)以及可持續(xù)發(fā)展等幾個(gè)維度來(lái)予以考察：

　?。?）最終用戶的視角：云計(jì)算是一種IT資源的交付和使用模式

　　對(duì)于最終用戶而言，云計(jì)算不是一種新技術(shù)，不是一個(gè)新的IT架構(gòu)，不是一種新方法。云計(jì)算是一種全新的IT資源交付模式，這種模式使得用戶能夠完成他所需要做的事情，而不需要特殊的IT支持（如購(gòu)置設(shè)備及基礎(chǔ)軟件平臺(tái)，以及對(duì)這些設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)）。對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，云計(jì)算的技術(shù)層面是抽象的、隱藏的，可簡(jiǎn)單地通過(guò)“一朵云”來(lái)表示。用戶可以通過(guò)獲得服務(wù)來(lái)使用它，但不必購(gòu)置、管理和維護(hù)它。

　?。?）信息技術(shù)的視角：云計(jì)算是一種商業(yè)模式的革命

　　從信息技術(shù)的角度考量，云計(jì)算是繼個(gè)人計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后的第三次信息技術(shù)革命。云計(jì)算與PC、Internet的不同之處在于：云計(jì)算的存在不止基于硬件、軟件和網(wǎng)絡(luò)，而且更主要的，它是基于網(wǎng)絡(luò)的資源及服務(wù)的。云計(jì)算是一種商業(yè)模式的革命，它徹底改變了人們獲取IT服務(wù)的方式，降低了社會(huì)信息化的門檻。

　?。?）社會(huì)學(xué)、政治學(xué)的視角：云計(jì)算是一次對(duì)生產(chǎn)力的解放

　　云計(jì)算最大限度地降低了使用者的信息化工作的代價(jià)，解脫了前期購(gòu)置IT資產(chǎn)的高額投入以及中后期IT設(shè)備運(yùn)行維護(hù)管理的附加代價(jià)等加諸于使用者身上的沉重枷鎖，使得使用者能以“按量付費(fèi)”（即：效能計(jì)算）這一迄今為止最為合理的模式使用IT資源。這將使得蘊(yùn)藏在人們腦海中的各種知識(shí)、智慧等得以更加便捷、更小代價(jià)地轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際成果，從而極大地解放了生產(chǎn)力。

　　圣塔菲研究所對(duì)云計(jì)算的評(píng)價(jià)具有較好的概括性：“電力的普及重構(gòu)了一百年前的世界，電燈改變了生活的節(jié)奏，電動(dòng)組裝線使工業(yè)和加工業(yè)有了新的定義，而家用電器則讓工業(yè)革命進(jìn)入了家庭。對(duì)于"云"，也許最豐富的想象力都不足夠，這將是一個(gè)創(chuàng)新涌現(xiàn)的混沌狀態(tài)。”

　　此外，云計(jì)算對(duì)推動(dòng)創(chuàng)新型、平等和和諧社會(huì)的社會(huì)轉(zhuǎn)型，也具有一定的積極意義。

　　（4）發(fā)展的視角：云計(jì)算是一種可持續(xù)的發(fā)展模式

　　對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，IT不重要，技術(shù)不重要，重要的是需求的全面的滿足，而對(duì)于提供者來(lái)說(shuō)，如果用戶需求的滿足是建立在提供者所不可承受的代價(jià)的基礎(chǔ)之上的，那么這種滿足方式（或手段）就是不可持續(xù)的。因此，只有在提供者持續(xù)的有贏利發(fā)展的狀態(tài)下，使用者的要求才能得到持久的滿足。只有雙贏才能讓事情延續(xù)下去。

　　云計(jì)算正是這樣一種模式：它在大幅降低用戶的使用代價(jià)的同時(shí)，通過(guò)運(yùn)用有效的技術(shù)手段，充分發(fā)掘提供者所擁有的資源的潛力和使用效率，通過(guò)提高效率來(lái)降低服務(wù)成本，通過(guò)規(guī)模積累微利，使得效能計(jì)算（Utility Computing，即：按使用量付費(fèi)）成為了可能。

　　綜上所述，云計(jì)算使人們幾十年的夢(mèng)想逐漸變成現(xiàn)實(shí)，即：為實(shí)現(xiàn)工作或生活中的某個(gè)必須使用信息技術(shù)予以完成的目標(biāo)，人們不必首先花費(fèi)高昂代價(jià)來(lái)購(gòu)買IT資產(chǎn)或掌握相關(guān)IT技能，而是可以像日常生活中使用水、電一樣，通過(guò)計(jì)量收費(fèi)方式直接購(gòu)買IT資源或服務(wù)。

　　云計(jì)算徹底降低了信息化的準(zhǔn)入門檻，使得所有與之相關(guān)的工作變得更加簡(jiǎn)單、合理和自然，也使得創(chuàng)新和變革變得更加容易和便捷。

　　5.云計(jì)算浪潮所帶來(lái)的啟示

　　云計(jì)算的出現(xiàn)，是巨大需求的存在（即：大幅降低信息化工作的代價(jià)，以資源服務(wù)方式實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源的提供和使用），相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步（虛擬化、分布式計(jì)算和存儲(chǔ)等關(guān)鍵技術(shù)的逐步成熟），以及基礎(chǔ)環(huán)境條件的基本具備（計(jì)算機(jī)速度持續(xù)提升、價(jià)格持續(xù)下降，網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)和帶寬的持續(xù)倍增），三者共同孕育出的結(jié)果。它之所以一經(jīng)出世，便引起萬(wàn)眾矚目，成為IT界乃至全社會(huì)熱議的話題，并非僅緣于商家的炒作和哄抬。事實(shí)上，云計(jì)算沒(méi)有任何一項(xiàng)專屬于自身的技術(shù)，它不是生長(zhǎng)起來(lái)的，而是被組裝出來(lái)的。它的塑造者的可貴之處在于：在基礎(chǔ)環(huán)境條件大致具備的情況下，利用現(xiàn)有的成熟技術(shù)以及技術(shù)組合，實(shí)現(xiàn)了（至少部分實(shí)現(xiàn)了）人們幾十年前就已萌發(fā)出來(lái)的理念、理想和美好愿望。

　　結(jié)合氣象部門信息化建設(shè)的歷程和現(xiàn)狀，云計(jì)算至少在以下三個(gè)方面對(duì)我們有一定的啟示意義：

　　5.1 資源與資產(chǎn)的脫鉤以及資源的彈性配置：令人向往的理想狀態(tài)

　　長(zhǎng)久以來(lái)，信息系統(tǒng)的建立始終伴隨著相應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)行環(huán)境（即：計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)以及操作系統(tǒng)）的添置、安裝、調(diào)試、運(yùn)行和維護(hù)等一系列資金的耗費(fèi)及人力資源的投入。從資源的角度看，上述活動(dòng)的目的無(wú)非是計(jì)算、存儲(chǔ)和通訊能力資源的購(gòu)置以及維持；而這種以采購(gòu)設(shè)備的形式來(lái)達(dá)到滿足能力資源需求的方式，是將資源與資產(chǎn)（即：設(shè)備本身）強(qiáng)行掛接在一起，以購(gòu)置資產(chǎn)的形式實(shí)現(xiàn)資源的滿足。

　　依馬克思的觀點(diǎn)：資本主義生產(chǎn)力發(fā)展主要區(qū)別于以前一切社會(huì)生產(chǎn)的特征，是生產(chǎn)過(guò)程本身的社會(huì)化。即：由分散的小生產(chǎn)者轉(zhuǎn)化為大規(guī)模社會(huì)生產(chǎn)的過(guò)程【9】。因此，在目前社會(huì)化大生產(chǎn)以作為主要生產(chǎn)方式的今天，這種以采購(gòu)資產(chǎn)的形式實(shí)現(xiàn)能力資源的滿足，從而完成生產(chǎn)過(guò)程的方式，已越來(lái)越不適應(yīng)于社會(huì)發(fā)展的需要。資產(chǎn)應(yīng)當(dāng)與資源相脫鉤，由專業(yè)部門向社會(huì)（或企業(yè)內(nèi)部）提供統(tǒng)一高效的資源服務(wù)，這既是社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展的需要，而且也已經(jīng)開始成為現(xiàn)實(shí)。

　　以“虛擬化技術(shù)”、“分布式編程計(jì)算”以及“虛擬資源管理技術(shù)”等為核心技術(shù)支撐的被稱之為“云計(jì)算數(shù)據(jù)中心”的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了將基礎(chǔ)設(shè)施資源作為服務(wù)內(nèi)容向社會(huì)或部門內(nèi)部提供服務(wù)的新模式。即所謂的基礎(chǔ)設(shè)施既服務(wù)（IaaS）。

　　對(duì)于使用者而言，IaaS有三點(diǎn)值得關(guān)注：其一，該模式實(shí)現(xiàn)了資源與資產(chǎn)相脫鉤，使用者不必購(gòu)置資產(chǎn)（即相關(guān)的硬件設(shè)備），而只需按實(shí)際需求購(gòu)置所需的資源即可。其二，使用者所使用的資源可以隨著實(shí)際應(yīng)用需求的變化而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整（增加或減少）。其三，使用者根據(jù)資源的實(shí)際使用量按量付費(fèi)。

　　這種模式令使用者從購(gòu)置基礎(chǔ)設(shè)施資產(chǎn)的前期高額投入的困境中解脫出來(lái)，大大降低了生產(chǎn)成本，提高了工作效率。以一家美國(guó)房地產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)為例，該公司擬統(tǒng)計(jì)67萬(wàn)個(gè)家庭在最近12年內(nèi)購(gòu)入、沽出的房產(chǎn)數(shù)據(jù)，為消費(fèi)者提供更好的建議和信息。此項(xiàng)工作如按以往慣例自己動(dòng)手，即完成諸如采購(gòu)設(shè)備、準(zhǔn)備場(chǎng)地環(huán)境、安裝調(diào)試設(shè)備、運(yùn)行并維護(hù)設(shè)備等項(xiàng)工作，預(yù)計(jì)將歷時(shí)6個(gè)月，耗資約100萬(wàn)美元。后該公司決定采取租用Amazon的EC2服務(wù)，最終僅用了3周便完成了統(tǒng)計(jì)分析工作，耗資僅5萬(wàn)美元。

　　因此，IaaS是目前最為理想的資源使用模式。

　　5.2公共運(yùn)行平臺(tái)的做大做強(qiáng)：可促成業(yè)務(wù)運(yùn)行模式的良性調(diào)整

　　數(shù)年前，Google Earth以其獨(dú)特的工作方式吸引了國(guó)內(nèi)大批技術(shù)人員，它非但向人們提供珍貴的GIS資料，而且向人們開放相應(yīng)的工作平臺(tái)以及相關(guān)的API接口，使得從事相關(guān)工作的技術(shù)人員不必為信息的獲取、系統(tǒng)運(yùn)行平臺(tái)的購(gòu)置和維護(hù)而奔忙，可直接將相關(guān)應(yīng)用建立并運(yùn)行在該平臺(tái)之上。這種新穎的服務(wù)模式大大降低了有關(guān)應(yīng)用的準(zhǔn)入門檻，使得地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用在短時(shí)間內(nèi)得到迅速的擴(kuò)展和普及。氣象部門也有不少技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際需要，在其上建立了滿足本地氣象服務(wù)需求的中小型應(yīng)用系統(tǒng)，代價(jià)低而效果良好。可以想象，如果這一平臺(tái)能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定的維持并發(fā)展下去，將會(huì)給與此相關(guān)的應(yīng)用領(lǐng)域帶來(lái)怎樣的發(fā)展和進(jìn)步。

　　Google Earth在中國(guó)的成功，標(biāo)志著人們可以用租賃使用平臺(tái)資源的方式而不是購(gòu)置平臺(tái)產(chǎn)品來(lái)實(shí)現(xiàn)自己的應(yīng)用需求；這意味著在平臺(tái)這個(gè)層面的服務(wù)化，可使平臺(tái)的使用成本大幅降低，使平臺(tái)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的效益達(dá)到最大化。

　　作為典型的以信息獲取、信息加工處理和信息服務(wù)為特征的氣象行業(yè)，各業(yè)務(wù)單位所從事的業(yè)務(wù)工作無(wú)一例外的是信息工作，業(yè)務(wù)系統(tǒng)無(wú)一例外的是信息系統(tǒng)。如果將平臺(tái)定位為氣象信息管理系統(tǒng)，平臺(tái)的使用者角色定義為基層氣象單位，平臺(tái)的應(yīng)用落實(shí)為基層氣象單位的氣象業(yè)務(wù)工作，那么上述“租賃平臺(tái)”（即：PaaS）的存在以及服務(wù)模式的應(yīng)用，意味著基層氣象單位可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)使用設(shè)置在“云端”的平臺(tái)資源和平臺(tái)服務(wù)，便可完成有關(guān)的業(yè)務(wù)工作即所謂業(yè)務(wù)系統(tǒng)的“非本地化運(yùn)行”及業(yè)務(wù)產(chǎn)品的“遠(yuǎn)程制作”（操作在本地，平臺(tái)在遠(yuǎn)端）；而這一切進(jìn)一步意味著：這些單位可以不必在當(dāng)?shù)嘏渲孟鄳?yīng)的用于運(yùn)行業(yè)務(wù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施以及基礎(chǔ)平臺(tái)。而這一工作模式的實(shí)現(xiàn)，將極大簡(jiǎn)化基層氣象單位的工作環(huán)境，解決因IT基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)等問(wèn)題所造成的單位職工編制和人員配置的缺口和困難，使得基層單位的人員結(jié)構(gòu)更為合理，工作內(nèi)容更加專業(yè)化。

　　信息管理系統(tǒng)是氣象部門的核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)，其它所有業(yè)務(wù)系統(tǒng)皆圍繞著信息管理系統(tǒng)而運(yùn)行。CIMISS系統(tǒng)的建立和投入業(yè)務(wù)運(yùn)行，將在全國(guó)省一級(jí)氣象部門建立數(shù)據(jù)中心級(jí)的氣象資料存儲(chǔ)管理系統(tǒng)，并完善國(guó)家一級(jí)的相關(guān)系統(tǒng)。Google Earth為CIMISS系統(tǒng)的發(fā)展提供了樣板，未來(lái)的CIMISS除了提供自身所應(yīng)具備的各種統(tǒng)計(jì)分析及繪圖等服務(wù)功能以外，在提供豐富高效的API檢索應(yīng)用接口的基礎(chǔ)上，還應(yīng)提供一定規(guī)模的應(yīng)用運(yùn)行平臺(tái)服務(wù)；為基層單位的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，以及那些規(guī)模小、資金少、研發(fā)時(shí)間短、階段性運(yùn)行的應(yīng)用提供穩(wěn)定良好的研發(fā)、測(cè)試和運(yùn)行平臺(tái)。這對(duì)于氣象行業(yè)的科技進(jìn)步將起到極大的推動(dòng)作用。

　　5.3 服務(wù)形態(tài)：通用業(yè)務(wù)系統(tǒng)值得探索和嘗試的發(fā)展方向

　　對(duì)于那些需要占用和耗費(fèi)較大資源的通用軟件而言，使用者因此而購(gòu)置計(jì)算機(jī)設(shè)備及相關(guān)平臺(tái)軟件，多年來(lái)一直是天經(jīng)地義的慣例。使用者在購(gòu)置基礎(chǔ)設(shè)施時(shí)的費(fèi)用，以及因日常維護(hù)造成的人力和資源的付出，被理所當(dāng)然地視為使用該軟件（或系統(tǒng)）所理應(yīng)由使用者承受的代價(jià)。也正是由于這類代價(jià)有時(shí)的過(guò)于高昂和難以承受，使得一些優(yōu)秀的具有廣泛應(yīng)用前景的系統(tǒng)和軟件因此而得不到應(yīng)有的應(yīng)用。

　　SaaS（軟件即服務(wù)）是在“云計(jì)算”概念提出的多年之前即已開始在業(yè)界出現(xiàn)的一種新穎的模式，該模式將軟件作為一種服務(wù)資源，使用者無(wú)需為使用該軟件而購(gòu)買該軟件，以及特意配置相應(yīng)的運(yùn)行環(huán)境；而是通過(guò)租賃方式，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)（或網(wǎng)絡(luò)）在軟件提供者處使用該軟件。

　　該模式使這些軟件的使用者有機(jī)會(huì)得以擺脫傳統(tǒng)模式中為使用該軟件而必須購(gòu)置該軟件以及相應(yīng)運(yùn)行平臺(tái)的高昂代價(jià)，以計(jì)量付費(fèi)這一目前最為合理的方式購(gòu)買該軟件的使用；從而將軟件的使用門檻降低到可能達(dá)到的最低程度。

　　以SaaS的視角來(lái)審視目前氣象行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)的使用情況，不難看出一些問(wèn)題：目前一些通用系統(tǒng)（如micaps）對(duì)客戶端的要求較高，使用者不得不常年運(yùn)行并維護(hù)一套與之相關(guān)的運(yùn)行環(huán)境，既牽扯人力物力，效率亦不高。而且隨著這些通用系統(tǒng)的發(fā)展，其功能將越來(lái)越豐富、需要管理和處理的數(shù)據(jù)將越來(lái)越多，與之相應(yīng)地，客戶端的環(huán)境也將越來(lái)越復(fù)雜和龐大。如果一直沿用目前的運(yùn)行模式，那么使用者對(duì)于運(yùn)行環(huán)境的維護(hù)保障代價(jià)也將隨之越來(lái)越高。

　　問(wèn)題是，這種代價(jià)是我們必須付出的嗎？我們可否換一種思路，將這些系統(tǒng)以服務(wù)的方式向全行業(yè)使用者開放并提供呢？

　　至少這值得我們?nèi)ヌ剿鳌?/p>

　　6.云計(jì)算的適用度分析以及我們自身存在的差距

　　6.1 云計(jì)算目前在氣象部門的適用度初探

　　云計(jì)算展現(xiàn)給人們夢(mèng)境般的誘人畫面，但通向夢(mèng)境的道路卻并非坦途。云計(jì)算對(duì)于氣象部門而言，絕非簡(jiǎn)單拿來(lái)即可的通用器物。它首先至少應(yīng)當(dāng)解決安全性、分布式計(jì)算模式效率、投資保護(hù)以及有限規(guī)模下的效益等諸方面的問(wèn)題。

　　（1）安全性問(wèn)題

　　安全性問(wèn)題是目前云計(jì)算所面臨的最大挑戰(zhàn)，至今尚無(wú)有效手段和方法可徹底打消使用者就該問(wèn)題所產(chǎn)生疑慮。氣象信息是受到法律保護(hù)的具有較高機(jī)密級(jí)別的信息，在目前這種具有嚴(yán)格審批手續(xù)、專人負(fù)責(zé)等一系列嚴(yán)密措施的管理下，尚不時(shí)發(fā)生資料外泄的情況，一旦將這些資料交予虛無(wú)縹緲的“公共云”，如何令有關(guān)管理部門和責(zé)任人確信這些數(shù)據(jù)是安全的，并且能夠切實(shí)保證這些信息的安全，是氣象信息部門首先需要解決的問(wèn)題。此外，個(gè)人資料的私密性問(wèn)題如何解決，也是一個(gè)目前業(yè)界尚未根本解決的難題。

　　總之，安全問(wèn)題是云計(jì)算落地前所必須解決的基礎(chǔ)性問(wèn)題，該問(wèn)題的存在，將嚴(yán)重影響云計(jì)算的普及和深入應(yīng)用；氣象部門概莫能外。目前該問(wèn)題已受到業(yè)界的高度重視，云安全聯(lián)盟與惠普公司基于對(duì)29家企業(yè)、技術(shù)供應(yīng)商和咨詢公司的調(diào)查結(jié)果，于2009年共同列出了云計(jì)算在安全方面的“七宗罪”，就是云計(jì)算商家就安全問(wèn)題對(duì)云計(jì)算本身可能造成的負(fù)面影響而深感憂慮的具體表現(xiàn)。

　?。?）虛擬化環(huán)境下分布式處理模式的普適性問(wèn)題和效率問(wèn)題

　　云計(jì)算三大特征之一的“資源隨需求彈性增長(zhǎng)”，是建立在資源高度的虛擬化及分布式計(jì)算模式的基礎(chǔ)之上的。其中，多機(jī)虛擬化（即：多臺(tái)虛擬服務(wù)器協(xié)同完成一個(gè)大型計(jì)算問(wèn)題）需要應(yīng)用分布式處理模式，將一個(gè)大型計(jì)算問(wèn)題自動(dòng)拆分成眾多相對(duì)獨(dú)立的小型計(jì)算問(wèn)題，交由各虛擬服務(wù)器共同完成。拆分的粒度大小、以及各顆粒之間的耦合度問(wèn)題，直接關(guān)系到分布式計(jì)算（處理）效率的高低。對(duì)于那些無(wú)論如何拆分，都無(wú)法避免各顆粒間頻繁通訊的緊耦合型計(jì)算問(wèn)題，如何通過(guò)有效方法自動(dòng)形成分布式計(jì)算方案并予以部署，自動(dòng)地執(zhí)行分布式計(jì)算過(guò)程，自動(dòng)有效組織各顆粒間頻繁的數(shù)據(jù)通信，并保證該方案運(yùn)行的高效率，是一個(gè)需要驗(yàn)證的問(wèn)題；但至少目前尚未看到有關(guān)的應(yīng)用成功案例。

　　此外，分布式處理模型對(duì)于結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的規(guī)范化管理（即：商用數(shù)據(jù)庫(kù)）的適用度，以及該模式與在物理機(jī)環(huán)境下運(yùn)行商用數(shù)據(jù)庫(kù)，二者之間運(yùn)行效率的高低比較，也是一個(gè)需要嘗試和檢驗(yàn)的問(wèn)題。

　　（3）投資保護(hù)問(wèn)題

　　經(jīng)過(guò)幾十年的建設(shè)時(shí)期，歷史稍長(zhǎng)一些的單位和企業(yè)大都已建立了本單位或部門的信息業(yè)務(wù)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)由于所建立的年代不同，業(yè)務(wù)目標(biāo)不同，采購(gòu)渠道不同等諸多因素，其物理設(shè)備及基礎(chǔ)平臺(tái)的品牌、級(jí)別和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等大都存在較大差異。如何在這些品牌、技術(shù)、級(jí)別等方面都存在差異的基礎(chǔ)設(shè)施上構(gòu)建“云計(jì)算”平臺(tái)，亦即：如何利舊那些現(xiàn)有的存在異構(gòu)現(xiàn)象的基礎(chǔ)設(shè)施，是每一個(gè)欲實(shí)施“云計(jì)算”方案的單位的CIO所必須面對(duì)的棘手問(wèn)題。

　　從目前業(yè)界公認(rèn)的“云計(jì)算”系統(tǒng)來(lái)看，其基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)絕大多數(shù)都是同構(gòu)的，基于充分異構(gòu)的基礎(chǔ)設(shè)施而構(gòu)建的“云計(jì)算”系統(tǒng)極為罕見。

　?。?）規(guī)模有限情況下PaaS和SaaS的效益問(wèn)題

　　對(duì)于大幅降低使用者在使用資源方面的代價(jià)的“云計(jì)算”而言，令提供者仍能獲利的路徑有二，一為大幅提高設(shè)備的使用率；二為擴(kuò)大規(guī)模，積小利而成宏利。然而對(duì)那些規(guī)模相對(duì)有限，又因安全等問(wèn)題無(wú)法使用“公共云”而只能考慮自建“私有云”的企業(yè)和單位而言，如何在有限的規(guī)模中保證PaaS特別是SaaS的效益的持續(xù)存在，是一個(gè)令人憂慮的問(wèn)題。如果通用軟件SaaS化所付出的成本無(wú)法從日后的應(yīng)用中逐步補(bǔ)回，那么這項(xiàng)工作就是不可持續(xù)、甚至是無(wú)法進(jìn)行的。

　　上述問(wèn)題的存在和未解決，是漂浮在云計(jì)算天空中揮之不去的數(shù)片烏云。隨著光線的逐步清晰，這些烏云的輪廓、厚度及內(nèi)部結(jié)構(gòu)正日益被人們所看清。

　　6.2 差距和不足

　　盡管存在上述問(wèn)題，“云計(jì)算”的理念，即：通過(guò)深度挖潛，最大幅度地提高設(shè)備和系統(tǒng)的利用率，以向使用者提供資源服務(wù)的模式徹底降低使用者信息化工作的準(zhǔn)入門檻；是符合當(dāng)今發(fā)展趨勢(shì)和方向的。以“又好又快地發(fā)展”做為口號(hào)和實(shí)際評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)的今日中國(guó)，以提高“四個(gè)能力”為發(fā)展目標(biāo)的氣象部門，如何在信息化發(fā)展過(guò)程中具體貫徹這些既定目標(biāo)，是每一個(gè)參與者必須思考的問(wèn)題。參照“云計(jì)算”的理念和發(fā)展路線，氣象部門在信息化建設(shè)過(guò)程中長(zhǎng)期存在的問(wèn)題便愈發(fā)明顯和突出：

　?。?）缺少部門及行業(yè)的整體統(tǒng)籌規(guī)劃，導(dǎo)致建設(shè)和管理的混亂

　　業(yè)務(wù)架構(gòu)規(guī)劃設(shè)計(jì)的缺失，導(dǎo)致IT架構(gòu)設(shè)計(jì)的缺失。同時(shí)，IT部門沒(méi)有能擔(dān)負(fù)起統(tǒng)籌設(shè)計(jì)規(guī)劃信息系統(tǒng)架構(gòu)的職責(zé)，沒(méi)有擔(dān)負(fù)起統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一部署和統(tǒng)一管理IT基礎(chǔ)設(shè)施的職責(zé)。統(tǒng)籌規(guī)劃的缺失導(dǎo)致項(xiàng)目設(shè)計(jì)缺乏統(tǒng)籌布局和各方面關(guān)系的兼顧，從而造成項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)的單一和狹隘，基礎(chǔ)設(shè)施（含平臺(tái)）與業(yè)務(wù)系統(tǒng)緊密捆綁。而業(yè)務(wù)職責(zé)的明確及考核制度的確立，使得業(yè)務(wù)系統(tǒng)嚴(yán)格歸屬于業(yè)務(wù)單位，從而造成基礎(chǔ)設(shè)施（含平臺(tái)）在設(shè)計(jì)階段的整體無(wú)序，以及引進(jìn)和運(yùn)維管理階段的混亂和低效。

　?。?）粗放的管理模式導(dǎo)致IT資源利用率的長(zhǎng)期低下

　　業(yè)務(wù)系統(tǒng)歸屬于所屬業(yè)務(wù)部門，運(yùn)行平臺(tái)歸屬于業(yè)務(wù)系統(tǒng)，使得氣象部門在信息化建設(shè)和管理過(guò)程中整體的集約化程度甚低。統(tǒng)籌規(guī)劃的長(zhǎng)期缺位導(dǎo)致信息孤島及信息煙囪林立，并派生出基礎(chǔ)設(shè)施及平臺(tái)的使用效率整體的低下。以目前各業(yè)務(wù)單位在國(guó)家氣象信息中心托管的各業(yè)務(wù)系統(tǒng)為例，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，其基礎(chǔ)設(shè)施中的服務(wù)器（包括：CPU、內(nèi)存等）的平均使用率低于30%。這顯然與“又好又快”及綠色環(huán)保等發(fā)展理念相距甚遠(yuǎn)。

　　此外，沒(méi)有長(zhǎng)期穩(wěn)定的研發(fā)團(tuán)隊(duì)及規(guī)范的軟件研發(fā)平臺(tái)，IT專業(yè)單位自身能力不強(qiáng)等，諸多負(fù)面因素長(zhǎng)期困擾著氣象部門的信息化建設(shè)。使得當(dāng)人們驟然接觸到“云計(jì)算”后，不免生出遙遠(yuǎn)的距離感和相形見絀的差距感。

　　7. 未來(lái)信息化趨勢(shì)的探討

　　氣象部門的信息化建設(shè)已進(jìn)入到信息技術(shù)與氣象業(yè)務(wù)深度融合的階段；在助力氣象業(yè)務(wù)，有效提高“四個(gè)能力”的同時(shí)，以先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念、有效的組織形式和技術(shù)手段，盡可能提高工作效率和效益，是實(shí)現(xiàn)“有好又快”發(fā)展模式的主要途徑。

　　根據(jù)信息技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢(shì)以及業(yè)界對(duì)未來(lái)走向的共識(shí)，筆者認(rèn)為，氣象部門未來(lái)信息化發(fā)展趨勢(shì)將有以下四個(gè)重點(diǎn)：

　　7.1 資源的集約化管理和便捷高效利用將成為關(guān)注重點(diǎn)

　　隨著信息化建設(shè)的不斷深入，如何使寶貴的資源（包括能力資源和信息資源）的價(jià)值得到充分發(fā)揮，是IT部門面臨的最大挑戰(zhàn)之一。資源的有效管理和合理調(diào)度，是充分發(fā)揮資源價(jià)值的基礎(chǔ)和前提；而欲達(dá)到資源的有效管理和合理調(diào)度，首先必須實(shí)現(xiàn)資源的集約化管理。這里的資源既包括IT基礎(chǔ)設(shè)施（如：計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等），也包括氣象信息。目前這種資源（特別是基礎(chǔ)設(shè)施資源）的分散管理，其在安全性隱患以及在管理維護(hù)方面的高昂代價(jià)等弊端已彰顯無(wú)遺并開始引起有關(guān)各方的關(guān)注；只有成規(guī)模，才能高效率和高效益。相信隨著時(shí)間的推移，通過(guò)對(duì)資源的集約化管理來(lái)達(dá)到其效益的最大化，終將成為共識(shí)。

　　需要特別強(qiáng)調(diào)的是：數(shù)據(jù)是信息系統(tǒng)的核心財(cái)富，信息資源的集約化管理，是提高數(shù)據(jù)使用效益，高效解決數(shù)據(jù)安全問(wèn)題的有效途徑。將分布式數(shù)據(jù)中心整合成有限的幾個(gè)核心數(shù)據(jù)中心及備份數(shù)據(jù)中心，是目前業(yè)界推崇和行之有效的方法和模式。即：將數(shù)據(jù)中心集中起來(lái)，使得數(shù)據(jù)使用起來(lái)更加流暢便捷，從而最大限度地發(fā)揮數(shù)據(jù)的自身價(jià)值和附加價(jià)值。可以預(yù)見，未來(lái)氣象部門的數(shù)據(jù)中心的數(shù)量和布局將比現(xiàn)在更加簡(jiǎn)單和合理。

　　隨著社會(huì)的進(jìn)步，高效、綠色、人與自然和諧共存等理念將日益廣泛普及，氣象部門終將逐步拋棄粗放式的建設(shè)方式，信息化建設(shè)終將實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計(jì)、分步實(shí)施和集約化管理。

　　7.2 基于平臺(tái)的應(yīng)用將逐漸形成規(guī)模

　　筆者在“5.2”中已介紹和分析了平臺(tái)作為一種服務(wù)資源的提供，對(duì)于促進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)和業(yè)務(wù)發(fā)展的重要意義。近年來(lái)，該領(lǐng)域在氣象部門內(nèi)部已開始得到重視。國(guó)家氣象中心研發(fā)的“氣象GIS”平臺(tái)，就是基于該理念所作的有益嘗試。相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)，類似的嘗試以及基于有益的嘗試而逐漸成長(zhǎng)起來(lái)的具有典型氣象特色的“PaaS”平臺(tái)必將出現(xiàn)。而它的出現(xiàn)和不斷完善，必將促進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)和業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，從而形成良性的互動(dòng)局面。有關(guān)決策者應(yīng)充分意識(shí)到此項(xiàng)工作的意義和價(jià)值，并予以積極支持和引導(dǎo)。

　　需要指出的是：氣象“PaaS”的存在和優(yōu)質(zhì)服務(wù)，是建立在其所擁有的具有一定規(guī)模的資源的有效管理的基礎(chǔ)之上的。因此，資源集約化管理的實(shí)現(xiàn)，是氣象“PaaS”業(yè)務(wù)化的基礎(chǔ)和前提。

　　7.3 氣象信息系統(tǒng)的業(yè)務(wù)布局將有可能更為簡(jiǎn)單、合理和高效

　　基礎(chǔ)設(shè)施資源集約化管理，以及業(yè)務(wù)系統(tǒng)的基于平臺(tái)化的逐步實(shí)現(xiàn)，將可使基層氣象單位的業(yè)務(wù)工作環(huán)境大大簡(jiǎn)化：其所有的設(shè)備資源、數(shù)據(jù)資源和相關(guān)平臺(tái)皆可來(lái)自于設(shè)在省局信息中心、區(qū)域氣象信息中心乃至國(guó)家氣象信息中心的“云端”的各項(xiàng)服務(wù)，基層單位的業(yè)務(wù)工作可經(jīng)本地終端，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)使用設(shè)于省、區(qū)域和國(guó)家氣象信息中心（即“云端”）的資源服務(wù)（即通常所說(shuō)的“系統(tǒng)運(yùn)行”）而得以全部完成。基層氣象單位可以不必修建自己的計(jì)算機(jī)房，不必購(gòu)置UPS和機(jī)房專用空調(diào)，不必設(shè)置門禁、消防和防水等安全設(shè)施，不必維護(hù)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)等基礎(chǔ)設(shè)施和平臺(tái)，單憑使用“云端”的各項(xiàng)資源服務(wù)，便可保質(zhì)保量地完成本單位的所有相關(guān)業(yè)務(wù)工作。

　　這樣的工作模式至少可以適用于縣級(jí)氣象局，而且甚至可能適用到地市級(jí)氣象單位，緩解甚至消除因IT資產(chǎn)管理給當(dāng)?shù)卦斐傻娜肆Y源壓力。

　　上述工作的完成，將使氣象部門信息系統(tǒng)整體架構(gòu)更加簡(jiǎn)單、合理，業(yè)務(wù)工作的布局更加合理、高效和專業(yè)化。此舉將從業(yè)務(wù)布局角度徹底消除目前信息系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)行過(guò)程中存在的混亂、低效和低水平重復(fù)等現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)“又好又快”的發(fā)展目標(biāo)。

　　7.4 應(yīng)用系統(tǒng)（軟件）的研制應(yīng)逐步規(guī)范化、專業(yè)化和平臺(tái)化

　　缺少規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)平臺(tái)，所有應(yīng)用軟件研發(fā)工作皆沿用“一切從最基本模塊開始做起”的模式，前人的成果和經(jīng)驗(yàn)得不到有效的保留、集成和發(fā)展，這是目前氣象部門長(zhǎng)期存在的缺陷。

　　開發(fā)平臺(tái)由業(yè)務(wù)構(gòu)件庫(kù)、服務(wù)庫(kù)以及開發(fā)界面（平臺(tái)）等組成。由于開發(fā)平臺(tái)的統(tǒng)一規(guī)范性，使得在其上開發(fā)的各種應(yīng)用系統(tǒng)（軟件）之間的功能模塊可達(dá)到較高的規(guī)范化程度，從而形成系統(tǒng)內(nèi)部以及系統(tǒng)與系統(tǒng)之間的最大范圍和最大程度的功能復(fù)用。而功能復(fù)用的廣泛和深入，又使得系統(tǒng)研發(fā)者能夠擺脫平均占總工作量約50%的基礎(chǔ)型功能的重復(fù)性開發(fā)，而將寶貴而有限的精力聚焦于本系統(tǒng)特定功能的設(shè)計(jì)和開發(fā)方面。

　　隨著業(yè)務(wù)構(gòu)件庫(kù)和服務(wù)庫(kù)的不斷豐富，基于該平臺(tái)的應(yīng)用系統(tǒng)研發(fā)工作將越來(lái)越直觀、便捷和簡(jiǎn)單。

　　氣象行業(yè)需要一支屬于自己的長(zhǎng)期穩(wěn)定的應(yīng)用軟件研發(fā)團(tuán)隊(duì)。同樣，氣象行業(yè)也需要擁有一個(gè)長(zhǎng)期穩(wěn)定、不斷改進(jìn)和豐富的統(tǒng)一規(guī)范的應(yīng)用軟件研發(fā)平臺(tái)。因?yàn)檫@個(gè)平臺(tái)的存在，將使氣象行業(yè)從此真正擺脫一直延續(xù)至今的“一切從最基本模塊開始做起”的低水平重復(fù)工作現(xiàn)象，使得所有新的工作都是基于前人積累的成果之上，而不是重復(fù)前人早已做過(guò)多次的工作。

　　計(jì)算機(jī)軟件的實(shí)質(zhì)，是人類處理事物、解決問(wèn)題的方法的具體描述，是人類知識(shí)和智慧的固化。長(zhǎng)期穩(wěn)定、統(tǒng)一規(guī)范的軟件研發(fā)平臺(tái)，非但是規(guī)范氣象應(yīng)用系統(tǒng)的尺度，更是已被顯性化了的氣象知識(shí)和智慧的圖書館和實(shí)驗(yàn)室。同時(shí)，它也能大大降低應(yīng)用軟件研發(fā)的門檻，使得科學(xué)家和工程師頭腦中蘊(yùn)藏的知識(shí)和閃現(xiàn)的智慧火花能夠更加簡(jiǎn)便快捷地固化下來(lái)，復(fù)制出去，成為行業(yè)乃至社會(huì)的共同財(cái)富。

　　總之，在滿足業(yè)務(wù)目標(biāo)的前提下，最大限度地發(fā)掘并發(fā)揮出所有資源的潛在價(jià)值，最大限度地提高資源的使用效率，從而提高信息化建設(shè)的效益和效能，最大限度地降低氣象部門在業(yè)務(wù)、科研、管理等各方面的工作成本，以工作環(huán)境的大幅改善及工作代價(jià)的大幅降低來(lái)促進(jìn)氣象部門技術(shù)水平的提高、業(yè)務(wù)能力的增強(qiáng)、管理質(zhì)量的提升這是“云計(jì)算”帶給我們的啟示。

　　云計(jì)算的理念、方法在氣象部門的適度引入和有效普及應(yīng)用，將有可能極大地簡(jiǎn)化基層氣象單位的業(yè)務(wù)工作環(huán)境，真正實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化組合和業(yè)務(wù)工作的專業(yè)化分工，完成氣象部門信息系統(tǒng)架構(gòu)的最優(yōu)化調(diào)整和合理配置，徹底擺脫一直存在的無(wú)序、混亂、低水平重復(fù)建設(shè)等負(fù)面現(xiàn)象；極大地降低創(chuàng)造性工作和日常信息化工作的初期成本和過(guò)程成本，從而釋放出被高昂代價(jià)所壓制的寶貴的創(chuàng)造力和生產(chǎn)力。

　　8.結(jié)語(yǔ)

　　冠名并不重要，重要的是實(shí)質(zhì)和精髓。透過(guò)云計(jì)算那些被廠家和捧家炒作得如花似錦的外殼，我們的確能夠從中發(fā)現(xiàn)許多寶貴的內(nèi)涵，這些內(nèi)涵傳遞給我們的信息，是值得氣象部門有關(guān)人士予以重視、分析、嘗試并最終采納其合理部分的。

　　希望決策者們能夠早日看到云計(jì)算大潮可能帶給氣象部門的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，冷靜分析、認(rèn)真思考，并適當(dāng)引導(dǎo)人們的工作思路和走向，使得氣象部門的軟實(shí)力真正強(qiáng)大起來(lái)。