云计算作为一种新的资源交付和使用模式,代表着未来的发展趋势。它将改变现有的应用和数据访问模式,将数据和应用集中部署和管理于企业数据中心,通过高效的交付协议,实现安全、高效、无限扩展、按需提供的应用交付,是一种理想的解决方案。如果“横向到边,纵向到底”的分区隔离是一种平面思维模式,那么云计算技术应用于电力信息化而形成的电力云则是一种空间思维模式。
目前,国家电网对信息处理能力、应用服务提供能力以及信息系统的安全性提出了更高要求,电网现有的业务系统由于硬件平台、开发语言、通信协议、系统架构各不相同,加之电力调度网络安全分区和横向隔离,现有的网络和应用接入方式多种多样,性能参差不齐,限制了部分人员对内网应用的访问,例如调度数据采集与监控(SCADA)系统、能量管理系统(EMS)、电能量采集与计费(TMR)系统、调度管理信息系统、电力营销系统、设备停役和检修系统等,影响了工作效率。同时,由于人员的计算机水平高低不一,对网络安全及数据安全的意识不强,给系统与数据带来严重的安全隐患,对内网的可靠、稳定运行也构成威胁。
云计算现状及特点
云计算是个热度很高的新名词。由于它是多种技术混合演进的结果,其成熟度较高,又有大公司推动,发展极为迅速。Amazon、Google、IBM、微软和雅虎等公司是云计算的先行者,但试水电力行业却未有敢于尝试的先例。
作为一种新的共享基础架构的方法,在云计算平台中的服务器可以是物理的服务器或者虚拟的服务器。虚拟化是云计算的本质,随着云计算技术和相关概念的不断深入研究和发展,在不远的未来,还将会逐渐实现运营的虚拟化、管理的虚拟化等。对于用户来说,云计算的特点在于:计算资源对于用户是透明的、计算资源动态分配及弹性缩放、计算资源是通用和共享的。架构上的特点决定了云计算将为依附于IT的各个产业,并有效节约大量成本,实现硬件资源的共享。
云计算平台所提供服务的类型可以分为3类
1、IaaS(Infrastructureasa Service,基础设施即服务):以服务的形式提供虚拟硬件资源,如虚拟服务器、存储、网络、安全等资源。用户无需购买服务器、网络设备、存储设备,只需负责应用系统的搭建即可。
2、PaaS(Platformasa Service,平台即服务):提供应用服务引擎,如互联网应用编程接口、运行平台等。用户基于该应用服务引擎,可以构建该类应用。
3、SaaS(Softwareasa Service,软件即服务):用户通过标准的Web浏览器来使用云计算平台上的软件。用户不必购买软件,只需按需租用软件。
云计算技术应用于电力信息化而形成的电力云是一种空间思维模式,之所以如此,在于云计算是分布式计算(DistributedComputing)、并行计算(ParallelComputing)和网格计算(GridComputing)的发展,是一种资源交付和使用模式。云计算在“云端”完成所有的运算,运算结果通过网络交付给客户端。其中,狭义云计算是指IT基础设施的交付和使用模式。而广义云计算是指服务的交付和使用模式,即通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。这种服务具有超大规模、虚拟化、可靠安全等独特功效云计算的核心组成部分之一是虚拟化(Virtualization)技术。虚拟化是为某些对象创造的虚拟(相对于真实)版本,如操作系统、存储设备和网络资源等,是计算机资源的抽象表示方法。通过虚拟化可以用与资源被抽象前一致的方法访问被抽象后的资源,可以为一组类似资源提供一个通用的抽象接口集,从而隐藏属性和操作之间的差异,并允许通过一种通用的方式来查看和维护资源。
电力云适宜于使用应用虚拟化架构,即在服务器端(云端)与客户端之间增加一层虚拟层。实际上,应用运行在虚拟层,而只将应用运行的结果界面推送到终端上显示,也被称为“应用交付”。应用虚拟化技术使得用户可以远程访问程序(无论B/S架构程序、C/S架构程序、单机运行程序),好像这些程序是在本地计算机上运行一样。通过应用虚拟化技术,原来在企业客户计算机上运行的程序,用虚拟化服务器(云端)代替,而运行时的屏幕显示将传送给远程的终端。应用虚拟化是SaaS的基础。
应用虚拟化通过构建在用户终端和后台应用服务器间的应用虚拟化云平台,实现对应用的虚拟化集中发布。通过应用访问的集中接入可以加速并简化应用发布、管理、安全和维护的各个方面,显著降低相应成本,延长原有设备的使用周期,并减少以往频繁操作的客户端升级更新工作,从而帮助保护投资,并提升信息系统的投资回报率,从而有效地提高了工作效率。
通过应用虚拟化的电力云平台可以促使电力应用系统的整合速度大幅度提高,安全级别得到本质提升,使员工真正可以在任何时间、任何地点,通过任何设备和网络简单、快捷、安全地接入并访问各种企业应用。
电力云的主要优势体现
1、数据安全:采用应用虚拟化技术,所有运算结果集中保存在应用虚拟化云平台上,本地客户端不保存任何客户数据,杜绝了信息泄密可能。此外,通过应用虚拟化技术可以实现细粒度安全管控,例如可以控制不同组的用户是否可以打印,是否可以保存到本地,是否可以使用U盘等。
2、传输安全:结合VPN实现远程加密接入,客户机与各应用虚拟化服务器建立独立的加密通讯隧道,保证了客户端与服务器中心通讯的安全性。
3、访问控制安全:由于应用虚拟化能实现仅对授权用户开放相关应用访问权,根据需要,可以随时修改或者收回访问权限。因此从根本上杜绝了数据泄漏的可操作性。
4、高业务连续性:由于所有的运算都在后台的应用虚拟化服务器上运行,不再和用户的PC机耦合绑定,PC机的故障不会影响业务系统的稳定运行。对于用户而言,一旦桌面PC故障,只需要换一台正常工作的PC,使用相同帐号登录,所有应用又可以正常访问了。应用虚拟化帮助业务系统彻底摆脱对桌面PC的依赖,提高业务系统连续性。
5、高可用性:利用负载均衡技术可以动态、均衡地将接入用户分派到不同的应用虚拟化服务器上,即使用户与后台应用虚拟化服务器的连接发生短暂的中断,当用户连接重新建立后原有编辑的文档或打开的画面依旧存在,不需要重新启动应用,数据也不会丢失。
6、优化访问速度:应用虚拟化的优势是在低带宽(最低20Kbps)的模式下获得最好的用户操作体验,提高分支机构人员的工作效率。针对网络所无法覆盖的机构,能实现限定带宽的条件下快速接入和访问。
7、简化管理:由于不需要在客户端设备上部署调试应用系统客户端,也不需要管理IE的插件,所有这些操作都集中在应用虚拟化云平台上完成,且不用考虑客户端设备客户端兼容,简化了客户端的管理。
总之,电力云计算是一个全新的领域,它不但代表了信息技术未来发展的一种方向,也必将引发信息资源访问模式的变革。电力云将帮助电力企业有效地提高信息系统的可用性、可管理性、安全性、扩展性,降低信息系统的维护量,提升电力企业的运行效率和综合竞争力,从而有力支持电力企业适应变革的外部环境。
云技术能否支撑电力核心计算应用?
云计算无疑是现期及未来一段时间内IT界最热门的话题之一。如何将云计算的能量发挥在各个国民经济产业中是人们最为关心的问题。电力行业是关系民生的支柱性产业,随着电力信息化进程的推进,在IT基础建设及运营维护上的耗资逐年增长。电力系统拥有独立的基础网络,为电力云提供了现成的硬件环境,但电力行业的特殊性决定了电力云不能直接移植国外开发的商用平台。国内的云计算厂商是否有自主研发电力云IaaS、PaaS平台的实力?这仍是目前最大的问题。另外,云技术到底能否支撑起电力核心计算应用,这也是众说纷纭的话题。
电网运行如何借助云计算实现智能化,是电力行业急需关注的话题
国电先行建基础架构
电网具有规模大、模型复杂、多级、多层次等显著特点。特别是随着太阳能、风能、水能等可再生能源逐渐接入电网,分布式能源技术的不断发展,再加上国家对数字化变电站的大力推动,电网的规模将更大、复杂性更高、分布更广。
作为市场竞争主体的电力企业,利用IT技术灵敏感知外部环境的变化,深刻洞察自身的核心能力和差距,并及时做出应对,已经成为企业生存的内在需求,更是发展致胜所依赖的有效武器。对于电力行业来说,一方面,IT的地位越来越重要,电力企业数据中心规模越来越大、拥有的服务器数量也越来越多;另一方面,人们发现以传统的针对具体应用需求进行硬软件资源配置的模式,建立起来的IT基础架构和数据中心存在着一系列缺点:如资源利用效率很低,据权威机构统计当前企业数据中心服务器资源平均利用效率只有20-40%;IT基础架构结构越来越复杂、规模越来越大,运行和管理费用日益昂贵,也缺乏快速适应业务变化的灵活性;服务器系统需要通过大量人工操作来管理,很容易出错,不能实现整个数据中心的高可用性和连续服务、企业业务和关键数据安全也得不到可靠保障。
智能电网推广可行性有多大
当前国网公司调度二次系统已经完成了调度网络通信系统的第二平面建设,网络带宽和可靠性有了很大提高,满足了支持系统的远程应用、数据同步等功能的需求,能有效支撑云计算平台的应用与实现,各省或地区供电公司也闲置着许多未充分利用的计算与存储资源。
云计算技术的扩容非常简单,可以直接利用闲置的x86架构的服务器搭建,且不要求服务器类型相同,大幅降低建设成本,并借助虚拟化技术的伸缩性和灵活性,提高资源的利用率。而现有电力系统分级电网管理的层次很清晰,通过电网的级别建立主云和子云来限定权限和资源分配,从而减少系统内部不必要的权限管理和资源调配,是智能云的资源和权限更为合理。
电力云的优势在于电力系统内网是一个物理上完全独立的广域网,物理上的隔离保证了电力系统数据在网络上对于其他行业的安全保密性;同级的电网对数据没有访问权,但是数据可以在同级资源中进行加密的存储和计算;数据对上一级是完全可见的,也就说该级完全拥有下级所有的数据访问权。通过安全机制可以保护各级数据的安全,并且最大限度地提高资源的利用率。
智能电网平台匮乏待解决
智能电网作为国家重要的基础设施,不同于搜索引擎等典型的互联网应用,不可以直接移植国外的云计算平台。而国内的云计算厂商多停留在SaaS(软件即服务)的层面,并没有实力研发出一套针对电网的平台,这就导致了智能电网计划作为一个国家性战略性的发展计划,却只停留在概念炒作阶段。
况且云计算作为一种新兴的分布式计算技术,尚处在初期的发展阶段。体系结构、虚拟机、数据管理、能耗管理、资源调度、编程模型以及云安全等很多关键问题有待深入研究,其在智能电网中的应用也存在诸多挑战。
我国作为全球最大的发展中国家,无论是工业生产还是人民生活无一不依靠电力行业。云计算可以有效的提高电力系统稳定性,节约基础设施建设成本及人力成本,对电力行业的健康运行和平稳发展有着积极意义。而对于国内的云计算厂商来说,研发出自己的云计算IaaS平台及PaaS平台,并根据电力信息化自身特点量身定做一套电力云运营方案是目前最重要的任务。笔者也期待着电力行业能够尽快借助云计算新技术,支撑电力信息化的长期发展。