搶先看！首屆民航科教創新成果展之「私有雲」助力機場更「智慧」

首屆民航科教創新成果展搶先看

國內首個全面展示民航領域科技教育成果的權威活動平台「首屆民航科教創新成果展」，將於2018年6月13日至15日在北京展覽館盛大舉行。

近日《中國民航報》推出《首屆民航科教創新成果展搶先看——智慧點亮民航》系列報道，民航領域的科教成果，讓您提前看！屆時，中國民航網還將全程直播首屆民航科教創新成果展盛況，敬請關注！

智慧點亮民航

「私有雲」助力機場更「智慧」

一座大型機場就像是一座城市。民航各運行單位集中在這裡，旅客南來北往，人流、物流、信息流匯聚於此。要確保機場的運行信息安全、順暢，無疑是一個巨大的挑戰。面對挑戰，北京首都國際機場股份有限公司進行了大型樞紐機場「私有雲」技術應用研究，研究成果榮獲2014年~2016年度中國航空運輸協會民航科學技術評審三等獎。且看——

超過9000萬人次的年旅客吞吐量，每天要保障20多萬名旅客抵離，熟悉民航信息業務的人都知道，這組數據意味著機場信息保障難度巨大。然而，首都機場股份公司卻對此胸有成竹，因為他們早在2012年就開始謀劃「私有雲」技術應用。到2016年，首都機場全面投入應用「私有雲」技術。這一技術的應用，不僅加快了機場服務響應速度，還降低了信息系統的建設和運行成本。

業務量劇增催生變革

「近年來，隨著首都機場業務量的快速增加，我們不僅要確保生產系統7×24小時不間斷運行，還要確保經營管理系統『數據零丟失』，這些都需要搭建堅實的底層硬體架構平台。」首都機場信息科技部的工作人員介紹說，「此前，首都機場有各類信息業務系統100多套、46台小型機伺服器、56台PC伺服器、28台存儲設備，佔用標準機櫃60個。」

一方面，是數量巨大的系統設備、錯綜複雜的系統結構；另一方面，是首都機場整體運行對信息系統的依賴性越來越大。傳統的數據中心架構已無法滿足首都機場運行安全要求及激增的信息業務需求，出現了三個方面的「癥結」。一是系統建設和運行維護沒有統一的標準及規範。傳統「煙囪式」的信息系統架構通常是依據各業務系統自己的標準設計和建設的，在平台層面上沒有進行整體的考慮和規劃，導致各系統形態迥異，無法實現標準化，無法制定規範，同時加大了運行維護和升級改造的難度，為系統長期穩定運行帶來了極大風險。二是資源利用率低。在採用傳統架構的數據中心，由於各業務系統獨享硬體資源，硬體平台資源得不到充分利用，所有業務系統CPU平均使用率不足40%，大部分系統內存使用率不足50%，存儲使用率普遍不足50%，個別系統使用率不足5%。而為了保證高可用性，很多設備只是以熱備機的狀態存在，造成了信息資源的巨大浪費。三是傳統數據中心基礎平台建設費用高。由於採用傳統「煙囪式」信息系統架構，每個系統由多台設備組成，硬體設備非常多，導致設備採購和運行維護成本很高，消耗的電力資源非常多，同時增加了大量的機房空調資源消耗，再次推高了機房建設成本。

「雲計算」就此闖入了首都機場人的視野。眾所周知，「雲計算」的出現讓信息系統低成本、高性能、快速配置和海量化的計算服務成為可能，是搭建新一代數據中心服務平台的有效手段。「雲計算」能解決首都機場的問題嗎？

量身定做誕生「私有雲」

首都機場信息科技部仔細分析了機場的信息業務特點：大多數系統直接服務旅客和眾多業務保障部門，任何一個環節都會對機場的整體運行造成嚴重影響，甚至影響飛行安全。首都機場年旅客吞吐量超過9000萬人次，每天除了要保障20多萬名抵離首都機場的普通旅客之外，還擔負著保障重要專包機等任務。這些信息數據一旦丟失或泄露，將給旅客、社會和國家造成不可估量的損失。這樣看來，市場上通用的IT「公有雲」架構和IT「混合雲」架構不完全適用於首都機場。

於是，一個大膽的想法產生了——搭建屬於大型樞紐機場統一的「私有雲」平台。結合10多年的運行經驗，首都機場信息科技部採用業內先進的IT服務理念和信息技術，為首都機場量身定做了一個「私有雲」平台。

這個「私有雲」數據中心平台基於虛擬化整合架構，採用多層次、多類型分級結構，依據不同資源類型分為多個部分，所有雲環境中的資源實現統一管理、統一調用。

首都機場大型樞紐機場「私有雲」技術應用研究項目組成員、信息系統技術專家王釗告訴記者，在「私有雲」數據中心平台上，依據業務種類、用戶規模以及保障級別要求，設計了不同類型的計算資源池。一種是小型機資源池。這個資源池採用了小型機平台架構，適合運行大型資料庫，可以最高級別地保證穩定。另一個則是X86平台伺服器資源池。這個資源池採用廉價的X86平台伺服器通用硬體架構，系統建設成本低，應用兼容性強，計算資源豐富。

針對各個信息業務對存儲的不同要求，首都機場「私有雲」數據中心平台上的統一存儲系統還採用了在線數據存儲、近線數據存儲、離線數據存儲及備份三級存儲的架構。針對不同數據存儲特點，又有的放矢地採取了具體措施。例如，在線數據存儲具有高可用性、高安全性的特點，首都機場就必須防止出現存儲設備故障造成業務終止或者數據丟失的問題。因此，首都機場引入了業界先進的存儲虛擬化系統，配合多台高端存儲設備，採用多存儲鏡像的新架構，確保在線數據存儲可用、安全。

特別值得一提的是，首都機場設計並採用了統一管理、分級服務的架構，根據不同類型信息系統的特點，採取了多種資源管理手段。簡單地講，就是信息需求量越大，為其提供支持的資源就越多。這種技術架構將資源的使用率從30%提高至80%，並保障了關鍵性業務的可靠性及數據安全。

科技創新實現效益豐收

「該項目不僅填補了機場核心業務在『私有雲』平台上遷移、部署和運行維護等規範的空白，產生了良好的經濟效益和社會效益，而且對於『私有雲』建設在機場的推廣與發展具有重要意義。」這是民航局科技成果鑒定會對首都機場「私有雲」技術應用研究項目的部分評價。

首都機場「私有雲」技術應用研究項目總負責人劉辰介紹說，儘管首都機場系統群龐大、安全運行要求苛刻，但目前僅用40台伺服器和20台存儲設備，就可扶持首都機場近200套信息系統運行。物理設備數量大幅減少，使建設成本降低為傳統數據中心的50%。同時，硬體設施所需的維護費以及空調等輔助設備的能源消耗也隨之降低，建成了真正意義上的綠色數據中心。

一組數據可以證明「私有雲」為機場所作的貢獻：不僅設備建設費用僅為傳統數據中心的50%，而且硬體設施的維護費用也下降了50%。由於物理設備數量大幅減少，能源消耗也隨之降低，每年可節約用電12萬千瓦時。在費用降低的同時，運行效果卻更加顯著。核心系統可用性指標突破99.999%，數據讀寫速度加快16倍。一旦業務部門對信息系統提出新要求，新系統可以在2天~3天的時間內進行硬體環境的改善，提高信息系統運行效率達30倍。

在搭建「私有雲」數據中心平台的同時，首都機場還專門考慮到了其管理問題。首都機場構建了新的運行維護體系並制定了運行維護規範，使信息系統運行維護部門從單純的設備運行維護轉向提供服務支持，完善了服務平台的功能。不僅如此，與傳統數據中心相比，設計規範的運行維護流程能夠實現從服務申請到支持、維護和變更管理等運行維護服務一體化，提高了運行維護的保障效率。

在「智慧機場」建設不斷推進的今天，首都機場的「私有雲」數據中心平台建設自然也不會止步。未來，首都機場將繼續對重要系統進行不同方式的虛擬化改造，保障信息系統的高可用性，並達到未來分散式計算、分散式資料庫、大數據分析等業務要求，為首都機場不斷持續發展的信息業務保駕護航。（《中國民航報》、中國民航網 記者陳嘉佳 通訊員張穎、賈金旭）

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