私有云技術在航空航天信息化建設中的應用

周亞洲

摘 要：隨著云計算的興起以及廣泛應用，私有云作為云計算的一種重要的實現形式，憑借其獨特的優勢，逐漸受到了航空航天信息化建設的青睞。文章首先對私有云和航空航天信息系統建設的現狀進行了介紹；然后進一步介紹了航空航天信息化建設對于高復雜度計算、協同開發、數據安全的要求；然后，又進一步闡述了私有云在構建基礎設施環境、協同研發環境和高可靠的云存儲服務的方案；最后，結合私有云的特點闡述私有云技術在航空航天信息系統建設中的優勢。

關鍵詞：私有云；航空航天；信息化

中圖分類號：TP393.09 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）20-0174-03

Abstract： With the rise and wide application of cloud computing， the Private Clouds， as an important form of cloud computing， has gradually been favored by aerospace information construction because of its unique advantages. This paper first introduces the current situation of the construction of Private Clouds and aerospace information system， and then further introduces the requirements of aerospace information construction for high complexity computing， collaborative development and data security. It further expounds the scheme of Private Clouds in building infrastructure environment， collaborative R & D environment and highly reliable cloud storage services. Finally， combined with the characteristics of Private Clouds， this paper expounds the advantages of Private Clouds technology in the construction of aerospace information system.

Keywords： Private Clouds； aeronautics and astronautics； informatization

近年來，隨著云計算的高速發展，整個世界的信息科技產業迎來了第三次變革，在這場科技變革中，越來越多的企業選擇利用云端的服務器集群來提供計算資源和存儲資源，然后以一種云服務的方式提供資源，滿足用戶需求。一方面，對計算任務要求較高的應用不再局限于用戶使用的終端的計算能力，通過整合服務器集群的CPU硬件等資源來進行提速；另一方面，利用分布式技術，把文件放到云端進行存儲，通過多副本技術，保證文件的高可靠性和高安全性。更重要的是，云計算提供了一種按需服務的方式，如同使用水電一樣，只要接入網絡，就可以源源不斷的從云端獲取服務。航空航天信息系統作為信息化管理平臺重要的組成部分，如何將云計算應用到航空航天的信息化管理的進程中，如何結合云計算提高航空航天信息系統的整體實力，如何通過云計算來建設系統的基礎設施，是當下航空航天信息化建設過程中不斷探索的課題。

1 私有云技術概述

云計算是基于網絡的、可配置的共享計算資源池能夠方便隨機訪問的一種模式。因此，云計算集結了虛擬化技術、資源的動態可重構、自動化部署、資源監控、高性能存儲等關鍵技術，具有快速的伸縮性、按需自助性、資源池集中性等特點，并通過多種服務方式向用戶提供云服務，包括基礎設施即服務、平臺即服務、軟件即服務等。

在當前市場上，阿里云、騰訊云、華為云等各大云服務廠商，攻城略地，競相發展自己的公有云業務，為用戶提供了更加便捷的、快速的、價格低廉的資源訪問服務。但是，公有云的安全性，尤其是企業數據的安全性，存在一定程度的風險，會導致企業客戶對數據和安全不可控制。因此，許多政府機關、航空航天企業更傾向于搭建自己的基礎服務設施，并在自家的基礎設施之上構建安全可控可管理的私有云。私有云一般只為單獨的機構部署，能夠實現對數據、安全性和服務質量的有效控制[1]。私有云的部署通常有兩種方式，第一種是部署在企業數據中心的防火墻內，第二種是托管在一個安全的場所中，可以是第三方云服務商提供。

2 航空航天信息化建設的要求

航空航天信息系統作為信息化建設的重要組成部分，已經在基礎設施構建、技術成果積累、經營范圍等方面表現出了一定的實力，然而，隨著航空航天信息化的發展、航空航天任務量的增多以及航空航天信息服務質量的要求增大，對信息系統的可靠性、可持續性、可擴展性提出了更高的要求?，F階段，主要表現在以下三個方面：

首先，對高復雜度計算的要求：傳統的計算任務主要由終端設備來執行，就導致了終端設備的硬件條件（CPU和內存等）直接影響計算任務的執行效率，主要表現在高復雜度任務的構建速度與執行速度。而為了滿足高復雜度計算的要求，企業就需要及時更新物理設備，但是物理設備的老舊更換以及損壞勢必會增加購置成本，使得企業的成本不斷擴大。因此，傳統的終端計算環境不能滿足日益增長的高復雜計算的要求。

其次，對協同研發的要求：工程項目的成型都要經過設計、研發、測試、運維等流程，在項目管理的各個階段，需要不同開發階段的工程人員的相互協助，比如，測試人員的測試需要服務設計人員的設計要求、研發人員需要依照設計人員的設計要求進行開發等。而現階段，企業內部的數據共享和協同辦公仍然存在一定的隔離性，并不能有效地實現數據統一管理，權限的安全管控以及流程的一體化操作。但是，當將工程項目建立在私有云之上，此時，基于“云”中豐富的計算資源和存儲資源，完成項目工程的建模、樣機制作以及樣機試驗等，不同階段的工程人員可以共享云實現協同研發，共同完成項目工程的管理等工作。

最后，對數據安全的要求：航空航天信息系統，作為國防科技工業的重要一員，數據往往具有一定的保密性，比如某個航天器的型號等。因此，在加強數據訪問的安全限制的前提下，更應當確保數據存儲的安全，防止因不當操作或者外部因素導致的數據丟失。

3 私有云技術在信息化建設中的方案

隨著云計算進入到“下半場”，私有云的發展越來越強勁。對于互聯網企業、中小型企業，他們的快速發展主要得益于公有云的快速發展；而對于傳統的大中型企業，則是需要云廠商單獨提供相關的技術和解決方案，并且足夠保證云服務的安全。對于航天航空企業來說，通常已經具備了完善的IT基礎設施，甚至已經完成了虛擬化建設，但是，對于云計算來說，這些只是初始化階段所具備的，而真正的云計算是一個自上而下的全棧服務，包括基礎設施、IAAS、SAAS、PAAS等。因此，云計算的引入勢必會顛覆整個航空航天信息系統的建設。結合航空航天信息系統，私有云建設的核心是通過信息系統的建設，降低運維風險和成本，提高整個企業的開發、生產、運營效率，助力航空航天企業的快速發展。通過虛擬化技術實現遠程辦公的一體化建設，降低采購成本，控制入口的安全訪問；通過構建協同開發環境，建設持續集成/持續部署的產品發布流程，減低運營成本和風險；通過構建分布式存儲系統，增強數據的安全性存儲。

3.1 依靠私有云構建基礎設施即服務

在私有云中，基礎設施代表了各種后臺各種服務器設備，即計算資源和存儲資源，通過虛擬化技術，私有云可以整合整個后臺服務器集群，管理后臺所有的計算資源和存儲資源，然后再打破基礎設備實體之間的障礙，通過組合的方式，動態可調的向用戶提供服務，比如，通過桌面虛擬化技術，以在虛擬機中運行桌面的方式向用戶提供虛擬桌面服務，此時，終端用戶只需要通過一定的安全認證連接到私有云中，即可實現同傳統桌面辦公環境一樣的辦公環境。通過這種方式，一方面，實現了資源訪問的安全可控性；另一方面，減少了高復雜性的計算任務對終端設備的依賴，從而，降低了企業的設備購置成本。

3.2 依靠私有云構建協同研發環境

面對企業日益增長的協同研發的需求，依靠私有云環境能夠更好構建協同研發環境。首先，企業私有云提供了有效的數據存儲和分享方式，方便企業實現統一的數據管理，并且支持文件分享、回收、備份等附加功能。然后，企業私有云也提供了集中統一的權限管理，便于權限的統一管控。最后，基于以上兩點構建出協同研發的工作流。在項目研發階段，有權限的研發人員都可以參與項目構建，這個過程也可以稱之為集成，此時，集成不在是獨立的，而是在一個工作流中，不同階段的可以由不同的研發人員進行構建，當完成之后，不需要測試人員再去搭建測試環境等，而是工作流進入了一個交付的階段，可以直接在研發的環境中，進行最后的項目的交付，同時，流程中的操作說明文檔可以直接流向運維人員，便于后期維護。綜上，私有云環境提供了協同研發的基礎，而工作流就是協同研發環境的優勢體現。

3.3 依靠私有云構建高可靠的云存儲服務

私有云可以提供高可靠的云存儲服務。在私有云中，往往利用分布式文件系統將負責數據存儲的服務器協同起來，構成一個統一整體，通過屏蔽底層不同存儲設備的實現細節，并暴露統一的視圖接口給客戶使用，提供客戶數據存儲以及業務數據訪問功能。當文件被放進云存儲中，文件通常存在多個拷貝，并且，不同的拷貝會存在不同的服務器中，保證文件的安全性。除此之外，私有云還可以提供備份服務器，定時為主服務器中的元數據進行備份，進一步保證數據的安全。

4 私有云技術在信息系統建設中的優勢

私有云技術在航空航天信息系統建設中的應用，具有著廣泛的優勢。

4.1 提供了高可用的服務

私有云提供了較強的容錯性。首先，計算資源通過虛擬化技術和同構互換技術可以實現訪問入口的可替換性，對用戶透明，從而保證云服務的高可用。然后，是存儲資源，通過多副本和定時備份的技術保證數據的高可用，同時，對用戶透明，對正在使用資源的用戶不會造成任何影響，從而保證云服務的高可用。

4.2 提供了更快捷的資源訪問

私有云通過在桌面系統層面的虛擬化技術，提供用戶虛擬桌面服務，也就是DaaS（Desktop as a service）服務，使得用戶的上網方式和辦公地點不再受制于固定地點，用戶只需要接入互聯網，就可以實現資源的遠程訪問，而資源的處理都在云端，進一步減少了用戶重要的硬件要求?，F如今，隨著移動互聯網的普及，私有云可以迎合這種潮流，滿足用戶更加便捷的，更加快速的資源訪問方式。

4.3 降低設備采購成本

私有云在提供了更加便捷的訪問方式的同時，降低了企業的設備采購成本。隨著桌面虛擬化技術的應用，終端設備的應用替換了原有的價格昂貴的辦公設備，使得辦公設備更加輕巧化、便捷化，終端不需要執行復雜的計算任務和存儲任務，只需要接受用戶的指令輸入并且回現用戶期望的結果即可，同時，對硬件設備的要求也減低了很多，因此，能夠減低辦公設備的采供成本。

4.4 減少企業運營成本

私有云技術能夠有效地減少企業的運營成本。相較于傳統的信息系統，私有云技術能夠帶來更加便捷的管理工具，簡化了信息系統的管理方式，使得企業對于信息系統的運營更加高效。

4.5 提供了更安全的數據保護

在私有云中，數據都存在分布式文件系統中，對于數據的傳輸和數據的存儲都采用了適當的加密方式，從而保證數據的傳輸安全和存儲安全。當用戶發起對資源的訪問時，需要驗證用戶的身份，通過限制資源的安全訪問保證數據的安全。除此之外，私有云提供了虛擬化技術，滿足企業可以在對外的統一接口上部署第三方安全防護軟件，實現進一步的安全防護，保證企業數據的安全。

參考文獻：

[1]毛濤.大型企業私有云的規劃與實現[J].電子世界，2018（15）：64+66.

[2]智偉威.云計算在航天生產資源整合中的應用[A].中國通信學會.物聯網與無線通信——第二屆全國物聯網技術與應用學術會

議和第十一屆全國無線電應用與管理學術會議論文集[C].中國通信學會，2016：5.