建设虚拟化的智慧城管中心探讨

1引言 随着经济的加速发展和城市规模不断扩大，在经济和人口的双重作用下，新一代城市管理逐步向信息化管理方向发展。数字化城市管理中心作为信息技术和城市管理应用相结合的产物应运而生。在经历了若干探索和实践后，数字城管模式已经显现出了明显的社会价值。但是，伴随着经济和技术的进一步发展，以及城市管理范围和职能的进一步扩大，如何在海量数据的今天，更稳定高效的运用数字化城市管理平台，建设智慧城市成为了新时期所面临的热点问题。

2新型数字化城市管理模式

万米网格城市管理是依托计算机技术和地理信息技术，将城市划分为若干个统一的工作网格。在网格中，进行事部件问题的巡查上报，建立问题监督和问题处理职责分离的管理机制，将以往应对问题的工作方式转变为更为积极高效的发现问题方式。利用信息技术进行城市管理，不仅可以使城市管理的流程更加规范统一，问题流转更加高效，更可以为后期城市建设管理部门提供相关考核和决策的量化数据支持。

3数字城管中心在大数据面前需要思考的问题

城市管理的信息化流程需要经过信息采集、问题登记、案卷建立、任务派遣、任务处理、核查结案、评价考核等环节。扩大信息采集群体是数字城管发展的未来目标，在充实现有高素质巡查队员的基础上，大力发展全民城市管理。这就意味着数字城管中心的上报数据将大量激增，同时使用移动终端访问中心的并发用户数量也将急剧扩大。未来随着城管中心业务的进一步扩充，不同种类的城市管理问题，不同区域的城市管理事部件，不同部门之问的业务如何稳定流转，不同办事部门的考核评估都需要智慧城管中心来实现数据和业务高效运转。如何避免信息孤岛的出现，如何更高效利用城管平台资源，如何节约平台运行开支是数字城管中心需要思考的问题，而云计算的虚拟化管理方式在现阶段无疑成为了一种比较理想的解决方案。

4新一代计算机技术云计算技术

Cloud Computing被译为云计算，是实现分布式计算的一种新型技术。所谓分布式计算(Distributed Computing)旨在将复杂庞大的运算任务，通过策略和网络机制划分成若干个小型的执行单元并分配给多台计算机并行处理，并将运算结果整合输出的计算机科学。云计算技术综合了分布式计算、并行处理、网格等技术并在这些技术之上得到了进一步的发展。云计算旨在将网络资源统一化，模糊化，使系统最大程度上优化任务的执行过程，提高任务的执行速度，就像在一大朵云彩之下，用户使用的资源可以全面覆盖，用户无需考虑资源是以怎样的方式分布的，也无须考虑任务是以怎样的方式分布流转的，只需要享受云技术带来的高效实时的使用体验。

National Institute of Standards and Technology ( KIST)确定了云计算的三大服务模式:SaaS, PaaS,和IaaS。 Software-as-a-service(软件即服务)使得用户无需考虑软件的购买和维护问题;Platform-as-a-Service(平台即服务)使用户无需考虑平台的构建和维护问题;Infrastructure-as-a-service(基础设施即服务)使得用户无需考虑硬件资源的管理和维护，就可以白主高效的实现对这些资源的使用。Iaas是实现用户信息系统高效运转的基础，为用户提供强大的物理设备支撑，采用虚拟化方法实现资源的良好整合和分配，并可以提供公有和私有两种服务方式。

5虚拟化智慧城市管理中心

智慧城管中心的信息技术构成可以概括为中心平台软件、中心平台网络和存储处理核心三大部分。鉴于数字城管大数据的发展趋势，保证平台系统的稳定高效运转，需要对中心的存储处理核心部件进行虚拟化提升，建立私有Iaas虚拟化架构。

Iaas的核心是虚拟化。实现服务器和存储器的虚拟化，可以提升智慧城管中心的容灾能力，提升资源利用率，维护系统稳定运行。私有云架构将机构内部资源组成资源池并实现各项资源的按需分配高效流转。相对于公有云，私有云更具有安全性和数据可控性。它区别于以往虚拟专用服务器的虚拟化，在各个划分出的服务器上均装载了云服务器的镜像，仅当所有服务器均发生故障时，才可能会导致平台的无法运转。这种方式更具有健壮性，能够保证平台的稳定运行。

5. 1平台虚拟化部署

维持智慧城管平台的稳定运行包含两方面内容，一是在有计划停机维修升级硬件设备时，系统维持稳定运行;二是在无计划停机，诸如系统用户大量并发、数据量短时剧增的情况下，系统不出现瘫痪停机的情况。

数字城管平台的建设初期，由于信息技术发展还未十分成熟，主要针对于有计划停机的情况，采取技术措施规避风险。采用服务器冗余的双机热备份方式，即两台服务器同时连接到一台数据库存储设备上，这种方式可以在一定情况下提升系统地可靠性和可用性。双机冗余和信息存储同步技术，主要针对一台服务器故障或硬件升级时，保证另一台服务器可以接管处理任务的执行，在系统正常运转的情况下，完成系统的故障排查。所以，可以良好的规避系统停机风险，实现管理平台的稳定运行。但是，采用这种方式部署的系统平台，由于数据库硬件设备没有冗余处理，当数据库发生故障时，就会造成平台系统的被迫停机维修，无法继续完成城管任务的派遣处置。

为了进一步规避单点故障，应对用户大量并发和数据激增等问题，确保平台的稳定可靠运行。利用虚拟化的方法重新部署更可靠的私有云机房。建立云机房的优势在于通过建立虚拟资源池，提升系统整体硬件资源使用效率，更加合理灵活的运用系统的存储、运算和网络处理资源。在应用程序进程大量并发时，对资源实现按需分配，保证系统资源的有效释放和利用，避免出现处理机死锁现象，增强平台稳定性。

在智慧城市管理系统中，部署云服务器和存储器，采用全冗余双机热备份方式，采用多台多核心的高性能服务器，利用分区技术将服务器的硬件资源进行划分，并在每台服务器均创建出多台虚拟机来完成传统方式下需要更多台物理计算机才能完成的工作，再将创建出来的多台虚拟服务器整合到虚拟平台上，建立资源池。利用对称式多重处理方式，大幅缩减平台复杂性，降低机房环境需求，提供更灵活稳定的管理特性。

另一方面，由于虚拟出的多台服务器是建立在虚拟硬件管理软件上的，所以，每台虚拟服务器都可以任意安装操作系统和应用程序，虚拟资源池可以完好的协调异构系统上的运行任务，保证资源高效性。同时，如图1所示各个虚拟机上的数据相互隔离，更加保证了数据的安全性。此外，利用虚拟机迁移技术，在虚拟机整机迁移时，只需要迁移或克隆虚拟机的镜像文件，更保证了系统故障、硬件升级、软件升级和重新部署服务器的情况下，业务连续运转，消除不必要的系统停机。如图2所示利用高可用技术，可以持续监测资源池中的物理服务器并自动重启故障服务器，进一步提升平台应对非计划停机问题。动态分配和平衡计算聚合资源技术，使各台虚拟服务器之间不同的运行要求都可以自动完成分配和调度，进一步巩固平台运行的稳定性。

5. 2平台虚拟云存储

高可用的云存储技术进一步优化数据存储，保证数据一致性和数字化管理平台数据库的长期稳定读写。对于平台核心数据存储系统，一方面需要满足数据高可用性的要求，另外还需要保障数据的绝对安全，另外还需要满足后期平台数据的增长需求。围绕着数据量增大、数据类型丰富、实时性增强，精度高，安全性强等方面保证平台的稳定运行，采用光纤存储建立容灾系统架构，使用虚拟化管理软件的业务连续性保护功能和数据库软件白身的保护功能组件，共同维护数据安全稳定，实现数据的双重保护。

存储高可用技术可实现磁盘问的数据镜像和磁盘问的数据复制两种方式。磁盘数据镜像方式中的两套设备同时工作、同时写入，这一方式可以保持系统持续可用。磁盘数据复制方式中的两套存储设备只有一台工作，采用硬件复制技术实现数据复制，从而保证所存储数据的同步性，这种方式的优势在于数据的复制是硬件完成的，无需消耗系统的运行资源。

全冗余双机热备份方案下的两台数据存储设备，采用重复数据删除技术消除冗余数据，无须借助网络就可以完成数据的同步复制。即使在服务器故障发生切换时，这种性能也能保证数据的增量同步和复制操作不会受到任何影响，这样就可以真正实现智慧城管平台7*24小时的不问断运行。

6结论

云计算的虚拟化方式可以良好的保障智慧城管平台的稳定运行，保障城管业务零中断，防止系统意外停机;支持服务器的自动恢复，灵活调度虚拟资源;完成虚拟机整机备份和多点恢复;保证平台最短服务恢复时问;保证分散存储数据统一磁盘备份并完成应用级的数据同步，而无需考虑硬件、操作系统的异构问题;增强系统的容灾能力;提供硬件的主动检测和分析，保障数据及时恢复(RTO)和数据完整性指标(RPO)的最高级别。

综上所述，扩展城市管理问题的采集渠道，提升智慧城市管理平台的稳定性和安全性，有利于开展海量数据的挖掘工作，更好地为城市管理考核和决策提供数据资料，确保精细化、长效化的城市管理工作全面展开。