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1、云计算在港口行业中的应用研究(一)“一切皆为服务”，云计算提供的一切 IT 资源都可以看成是服务。云计算作为一种新兴的 IT 实现方式，正深刻的影响着 IT 的变革。云计算能为企业提供企业管理的关键性软件，有效的降低 IT 的软硬件成本和维护成本，适应企业在不同发展阶段的需求。同时还能为中小企业带来企业级的 IT 技术，使其以较少的IT 投入，获得专业的 IT 解决方案。本文结合具体的实例对云计算的实现方案做了论述。 1、绪论1.1 背景云计算作为一种全新的商业模式，已经深刻的影响着整个 IT 产业。将云计算结合到各个行业的业务应用中，从而将过去多年来积累的业务知识整合到云计算架构体系上，将体
2、现出更深层次的价值。随着物流行业整体信息化水平的不断提升和市场竞争的同益激烈，作为物流重要枢纽的港口企业，需要构建高效灵活的 IT 系统，快速应对市场需求变化，确保在竞争中的优势地位。港口作为物流供应链中的重要环节，以单个港口企业为中心的 IT 系统不利于供应链的优化，缺乏全局的统筹。另一方面，随着政府监管部门对港口企业的监管同益规范，也对港口企业的 IT 系统提出了新的要求。如海关对进出口货物进行监管，需要从港口的 IT系统中提取进出口货物的数据，甚至需要对港口的生产业务流程直接进行控制，所以需要从整个港口物流的角度来重新审视 IT 系统的建设。港口行业中存在着大量的中小型企业，如何提高他们
3、的 IT 水平，是一直以来难以解决的难题。同时大型港口企业维护着庞大的 IT 基础设施，其维护成本只益增加。庞大的 IT投入使得大型企业在采用新技术和企业创新等方面受到了限制。随着云计算的迅速发展，凭借自身的优势，云计算可以帮助港口企业以最少的 IT 投入，获得高性能的 IT 服务，有利于中小港口企业获得大企业级别的 IT 服务。同时减轻大型企业的 IT 负担，使企业把精力投入到其核心业务上。基于云计算的流程优化，可以实现整个港口行业的大型重构，提升行业的总体 IT 水平和竞争力。1.2 研究的意义和目的在港口行业中使用云计算，可以用更少的成本提升行业的整体信息化水平，加快行业的 IT 变革，
4、快速的应对市场变化。具体意义包括：1.全方位的 IT 服务。云计算平台可为港口行业中的大中小企业，船货代理公司，船货主，以及上级监管部门提供统一的、全方位的 IT 服务。2.港口物流一体化。实现港口物流的一体化，提升港口物流整体竞争力。使各个环节密切协调，优化资源的配置，提高生产效率。3.规范监管。规范港口作业流程，便于监管部门管理。港口业务涉及危险品、进出 El货物的装卸作业，监管部门可以使用云计算平台的提供的服务，实现统一监管，规范作业流程，提高各部门系统效率。4.随需而变。对市场需求快速反应，随需而变，提高企业 IT 的灵活性和扩展性。云计算平台的开放性允许用户在平台中部署自己开发的应用
5、，并进行各个应用 l日 J 的集成。云计算平台提供的服务构建在 SOA 基础架构上，能有效利用 SOA 的灵活性，实现 IT 与业务的对齐。5.降低 IT 成本。云计算平台由专业的第三方维护，利于采用现代信息技术的成果，实现规模效应，减少用户的 IT 投入成本。1.3 研究范围的界定云计算主要包括基础设施和企业应用两个方面。云计算基础设施包括分布式计算、文件存储、负载均衡等一系列内容。本文属于云计算的应用型论文，所以只对云计算的企业应用做重点研究。本文将港口行业的范围界定在与港口企业生产密切相关的单位、个人范围内。主要包括大、中小型港口企业，船货代理公司，船货主，以及政府监管部门等。1.4 研
6、究方法与内容体系1.研究方法。(1)企业调研分析，系统开发实践。以广州港集团生产业务系统调研为背景，深入了解港口企业信息化建设的现状，对其相关的上下游企业、政府监管部门进行实地调研，熟悉港口的业务流程，发现其 IT 系统面临的困境，找出解决方案。在调研基础上进行系统的研发，总结现有 IT 架构对优化业务流程的影响，总结系统架构设计、开发经验。(2)理论研究学习。通过参加相关学术会议，了解云计算的发展前沿技术。参加 IBM杯 SOA 建模大赛，深入学习掌握 SOA 架构在企业中的运用。参加 IBM 的 Open Day，了解云计算和 SOA 在大企业中的应用情况。参加相关企业组织的云计算研讨会，
7、了解云计算产品的研发和销售情况。与云计算领域的专家学者、工程师交流，深入了解云计算的发展状况。(3)论文写作。结合自己调研成果和在项目研发中总结的经验，以及从各个会议研讨中获得理论知识，提出港口行业云计算平台的解决方案。完成论文的研究和撰写工作。2.内容体系本文分五个部分详细论述了云计算在港口行业中的运用。第一部分对云计算平台做了详细的描述。介绍了云计算的概念定义，包括国内外研究机构对云计算的理解、发展历程、特点等。结合云计算的特点，本文概述了云计算的核心技术及实现方式。在充分分析云计算的基础上，对云计算的企业应用架构做了充分的论述。第二部分对港口行业的业务流程做了阐述。通过对港口行业的业务流
8、程分析，找出了目前港口行业中的薄弱环节，并提出了行业的业务流程优化方案。这部分还以广州港集团的生产业务系统为背景，对港口企业的业务流程做了分析，阐述了现有 IT 架构与企业发展之间的矛盾。此外，本部分还根据港口大中小企业的不同，分析了他们面临的不同 IT 困境。第三部分是论文的核心。在云计算技术架构和业务系统架构分析的基础上，提出了港口行业的云计算实现方案。此部分对云计算架构的各层做了详细的说明，并给出了各层的实现方案。第四部分根据第三部分提出的平台解决方案，进一步论述了港口行业采用云集的模式。并以库场可视化服务为例来说明如何在云计算平台中开发、部署、使用一个服务。最后一部分为全文总结与研究展
9、望。主要对本论文的研究成果和结论作了总结提炼，同时对港口行业云计算平台的发展趋势和面临的问题作了论述。云计算在港口行业中的应用研究（二）云计算的基本原理是，通过使计算分布在大量的分布式计算机上，利用高速互联网的传输能力，将数据的处理过程从个人计算机或服务器移到互联网上的计算机集群中。这些分布式计算机都是很普通的工业标准服务器，由一个大型的数据处理中心管理着，数据中心按客户的需要分配计算资源，达到与超级计算机同样的效果。数据中心的管理者对数据中心进行统一管理，负责资源的分配、负载的均衡、软件的部署、安全的控制等。2、云计算技术及企业应用综述2.1 云计算概述2.1.1 云计算含义根据维基百科的定
10、义，云计算是一种计算方式，通过互联网将资源“以服务”的形式提供给用户，而用户不需要了解、知晓或者控制支持这些服务的技术基础架构“云。云计算是一种商业计算模型。它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务。云计算的基本原理是，通过使计算分布在大量的分布式计算机上，利用高速互联网的传输能力，将数据的处理过程从个人计算机或服务器移到互联网上的计算机集群中。这些分布式计算机都是很普通的工业标准服务器，由一个大型的数据处理中心管理着，数据中心按客户的需要分配计算资源，达到与超级计算机同样的效果。数据中心的管理者对数据中心进行统一管理，负责资源的
11、分配、负载的均衡、软件的部署、安全的控制等。2.1.2 云计算的概念模型一个云计算平台就是通过对一系列 IT 资源的配置，使这些 IT 资源能根据用户的需要来动态的分配。用户可以通过简易的服务调用接口，用各种终端调用云计算平台提供的服务。如图 1 所示。从用户角度来看，云计算平台可以分为公共云和私有云两类。公共云幽第三方运行和维护，如 Google，Amazon 等，通过互联网为用户提供服务。而私有云则是由企业自己措建的，规模一般比较小。但提供了更适合企业运营的 IT 服务。云计算平台把 IT 资源进行封装，以服务的方式提供给用户使用。用户只需根据云计算平台提供的接口就能使用其中的服务。云计算
12、中的服务一般支持多种客户端调用，用户的范围包括个人用户、企业、政府部门、科研机构等。2.1.3 云计算的发展过程早期的计算集中在一台服务器或单一的机构内部，如独立的计算机计算、终端/服务器计算。随后由于大型计算的需求，需要进行协同计算，出现了网格计算和公用计算。网格通过标准、开放的协议接口共享数据和计算资源，分布式地管理动态虚拟组织，将资源以服务方式提供，但主要完成大型计算的任务，如天气、地震计算等。由于没有找到很好的商业模式，网格计算并没有广泛的运用起来。软件即服务(SaaS)出现后，基于互联网的计算找到了好的商业模式，开始被重视起来。同时随着互联网的发展，基于互联网的应用被广泛接受。在这种
13、形式下，以 Google 为主的厂商提出了云计算的概念。云计算利用虚拟化封装相同规格的计算资源，所以能够更方便地动态管理和扩展资源，更适合应用于企业数据中心，将数据和资源以服务的形式提供。从技术角度来看，云计算没有太多的新技术，可以看成是分布式处理(Distributed Computing)、并行处理(Parallel Computing)、网格计算(Grid Computing)的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。云计算是把历史中几十年积攒的经验用云计算的方式继续往前推动。“云”出现的原因可总结为两点：首先是 IT 行业发展的结果。IT 开发、运维技术的分工细化。其次是企业私有
14、IT 资产与公共计算问不断制衡、扩展、延伸的过程。随着云计算理念的逐步深入，云计算在资源最大限度利用、IT 成本精确量化、实现更广泛信息交付等方面的优势已经得到了用户的肯定。2.1.4 云计算的特点1.可靠性。“云”具有超大的计算和存储能力。“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性。单纯从技术实现上来讲，使用云计算比使用本地计算可靠。2.虚拟化。虚拟化是云计算的技术基础，它将底层的硬件，包括服务器、存储与网络设备全面虚拟化。在虚拟化技术之上，通过建立一个随需而选的资源共享、分配、管控平台。这个平台可以根据业务的不同需求，搭配出各种互相隔离的应用，形成一个以服务为
15、导向的可伸缩的 IT 基础架构，从而为用户提供以出租 IT 基础设施资源为形式的云计算服务。3.动态。动态分配资源。按需供给软硬件服务。“云”的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模增长的需要。4.通用性。云计算不针对特定的应用，在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用，同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行。5.服务资源池。“云可看成拥有多个服务的资源池，无数的软件和服务将被置于“云”中，为用户提供服务。2.2 云计算技术架构分析2.2.1 基础架构分析在云计算的企业运用方面，各大厂商对云计算平台的理解和实现不一样，而且并没有统一的标准。缺乏统一标准是云计算发展的瓶颈，这需在云计算的发展过程中
16、得到改善。分析各大厂商对云计算的理解，本文认为云计算的基础架构应有基础设施层、应用平台层、交付服务层构成。如下：1.基础设施层。硬件资源放到这一层，对平台起支撑作用。这一层由大规模的廉价 PC或服务器组成，利用虚拟技术切分硬件资源，动念的对外提供服务。2.应用平台层。支撑云计算平台的核心技术位于此层。通过分布式计算框架把底层的硬件资源有效的组织起来，隐藏后台硬件资源，对外提供统一的计算能力。这层是整个云计算平台的软件基础。虽然各个厂商在实现上有所不同，但均是基于 Google 的Map/Reduce 思想来实现的，如 Appach 的开源项目 Hadoop。为了服务企业应用，云计算平台一般都会提供存储服务、队列服务、应用服务、以及其他与企业运用相关的支持服务。存储服务包括关系数据库存储服务(如 Oracle)、文件存储服务(如 Amazon 的 S3)、以及适合云计算存储的键值数据库(如应用服务中提供应用服务器，这是支持企业应用的基础，如典型的 WebSphere、Weblogic 等。云计算平台提供作为支撑企业应
