• 探索低成本信息化的解決之道
    來源: 作者: 發布時間: 2005-12-21

    低成本信息化是中國信息化發展的必由之路。CNNIC1997-2004 年14次統計數據顯示上網計算機增長率從早期100%下降到目前的20%左右,當前計算機的使用模式與價格壁壘限制了我國信息化的推進速度。具周宏仁博士計算,中國2020年實現30% 左右人口擁有PC(2002年美國的水平)的代價將達到129萬億。我們必須發展低成本、惠及大眾的新型信息化技術,降低信息傳播和服務的門檻,建立覆蓋全國的信息網絡和相應的基礎設施,適應地區發展程度、人口密度、人均GDP差異顯著的中國國情。這就要求我們在計算機技術(如低成本、高效率的能力服務器)、網絡技術(低成本、無處不在的無線和有線網絡)、智能軟件技術(低成本和方便使用的網格技術)等方面有所突破,改變目前人們在信息化社會中依賴單一的WinTel模式。 

    計算所作為我國計算機事業的搖籃,現已發展成為以本部為核心和分布在全國的若干分部組成的具有中國特色的網絡型研究所。本部著眼于重大項目的關鍵技術攻關,分部立足地方行業需求推進成果轉化。計算所在下一個五年將低成本信息化關鍵技術攻關與產業推動作為最主要的中期目標,今天主要介紹近一年在該低成本信息化技術進行早期研發的成果,希望通過展示引導更多的科研和企業從事相關的研究與產業化工作。 

    順應技術趨勢的能力服務器
    隨著微電子技術、芯片技術、軟件技術和通信技術等的飛速發展,人們正面臨著一種新的機遇和挑戰,即構造更高效的信息系統滿足人們的本質需求。計算所的“能力服務器”研究項目致力于面向下一代信息化的能力服務計算體系基礎的研究,其核心是能力服務器,其目的是能力(如計算和存儲)以服務的形式按需地、透明地、無處不在滿足用戶的任何計算和存儲的需求,達到潤物無聲的境界。項目主要研究如何實現計算資源的虛擬化(服務化),如何建立用戶與計算資源的動態綁定(服務請求的調度),如何將與一個用戶動態綁定的所有資源聚合起來,協同完成更大的計算任務,并實現各個計算任務之間的交互。目標是發展一種全新的高性能網格計算機體系結構,基于瘦客戶端思想,通過在軟硬件兩個層次上的虛擬化技術實現大規模資源共享,提高資源利用率,最終提供下一代信息系統所需的基礎體系。 

    能力服務器的研究成果對于推進我國的低成本全民信息化也有著非凡的意義。由于資源利用率獲得極大提高,因此提供相同的計算能力所需要的資源總量大幅度下降,從而顯著降低了單位計算能力的總成本。另外,由于基于瘦客戶端思想,用戶只需要持有簡單的低成本終端設備,因此用戶的擁有成本及升級成本也大幅度下降。 

    目前能力服務器項目已經取得的研究成果包括第二代能力服務器原型系統和“小雨點”遠程存儲原型系統,分別在軟、硬件層次上驗證了散耦合網格計算機體系結構的可行性。 
    全新理念的網絡存儲
    計算所還現場展示了藍鯨系列網絡存儲技術和產品,其中包括新版藍鯨并行文件系統,藍鯨虛擬存儲系統,藍鯨數據備份系統,以及在藍鯨服務部署系統的原有技術基礎上研發的,針對刀片服務器和密集型服務器機群應用環境的部署系統Bladmin和針對教育領域公共計算機應用環境的計算機管理系統PC SAN.edu等產品。 

    藍鯨并行文件系統實現了一個跨平臺共享、可擴展的大型海量分布式文件系統,有效解決服務器環境中存儲系統I/O性能瓶頸。本次展示的BWFS v4.0在原有版本的功能和性能基礎上,提供了更加靈活豐富的系統管理和監控功能。藍鯨虛擬存儲系統是基于IP SAN技術的虛擬化網絡存儲系統,為用戶提供大容量、動態可擴展的虛擬存儲空間,節約管理成本,提高存儲設備空間利用率。藍鯨服務部署系統提供一種基于網絡存儲的新型計算環境管理系統,實現系統中應用節點的快速部署和角色的按需轉換,并提供遠程電源管理功能。藍鯨數據備份系統是一個高可擴展的備份系統,實現集中管理,提供高性能的備份和簡便的管理,簡化復雜網絡環境中的客戶機備份工作。 

    以上幾個系統不僅可以獨立使用,還可按需組合,滿足各種數據中心在存儲應用中的用戶需求,是低成本信息化的一系列具體實現形式。 

    惠及大眾的下一代網絡
    隨著移動通信技術和互聯網技術的飛速發展,移動互聯網將是未來網絡發展的大趨勢。計算所致力于新一代移動互聯網的應用需求、業務模式和體系結構的研究,以移動IPv6技術為基礎,研究異構網絡中承載業務的開放、互聯和集成機制,設計并實現適合IPv6異構無線網絡環境的移動管理模型,實現對網絡資源的融合和協同控制,提供一體化綜合業務平臺。 

    傳感器網絡作為移動互聯網中的移動子網,能夠大大擴展互聯網的觸角,實現機器與機器之間和人與機器之間的通信。計算所將面向環境保護、煤礦安全、現代工農業、公益、醫療、公共安全等重大應用需求,研究無線傳感器網絡的理論、方法和實現技術,取得關鍵理論、方法、技術和產業化的突破。 

    計算所 “IPv6無線傳感器網絡節點”項目的研制工作已取得了豐碩的研究成果,其中包括面向無線傳感器網絡的低功耗專用處理器芯片、面向行業應用的高可靠性無線傳感器網絡節點、多種應用軟件及支持平臺、無線傳感器網絡開發芯片及應用開發平臺。實驗室與計算所寧波分部合作,成功研制了基于專用低功耗處理器芯片的IPv6無線傳感器網絡節點軟硬件平臺,給出了短距離通信及個人局域網解決方案,已被全國十幾所大學采用、并成功應用于寧波招寶山大橋的斜拉索震動監控和慈溪蔬菜開發公司大棚溫濕度土壤酸堿度的遠程控制檢測等項目中。
    此外,計算所還推出了煤礦安全生產瓦斯監測的無線傳感器網絡,面向環境監測的無線傳感器網絡和面向遠程家庭醫療保健的無線傳感器網絡等技術成果和系統原型,將通過技術轉移或者技術合作實現新技術的產業化。 

    面向未來的織女星網格 

    計算所基于織女星網格系統軟件,未來將在以下重大應用領域逐步建立具有帶動牽引作用的應用示范:面向大型科學計算與大規模數據處理需求的、支持大規模現代科學研究活動的國家科學網格(E-Science);圍繞國家科技基礎條件資源共享目標,集成試驗基地和大型科學儀器平臺、科技數據庫、科技文獻、科技成果轉換服務系統的應用資源,支持跨地區跨部門的網絡科技業務系統建設的應用服務支撐系統;服務于國家政府部門,提高分散信息的無縫共享能力和獨立應用間的即時協同能力,輔助智能決策的電子政務網格;面向重大行業性應用領域的具有商務智能特色的信息融合與服務集成系統,包括國家金融網格、城市信息化網格、制造網格等。 

    計算所現場展示了“基于網格技術的低成本電子政務系統”,該系統利用服務網格技術及理念并以計算所的服務網格平臺VINCA作為核心技術建設了一個低成本的協同政務應用系統。該系統以建設信息基礎設施的思路,為實現分布、獨立于黨委、政府、人大、政協四套班子及各委辦局內部信息和數據的一體化組織提供基礎性技術支撐,并在此基礎上為建立跨部門的虛擬協同空間提供技術支持,從而實現四套班子及各委辦局之間信息的互聯互通以及跨部門的協同工作。針對政務領域的通用需求,解決資源整合、共享和協同等問題;政務應用系統是在業務支撐平臺上加載和運行的各類政務業務應用系統。 

    目前,基于網格技術的低成本電子政務系統已經在廣東高要市針對經濟指標與計劃相關業務進行了實際應用,實現了高要市市府辦、黨委辦、人大辦、政協辦、發改局、統計局、經貿局、祿步鎮及鎮屬企業等試點單位之間經濟指標信息的共享和經濟指標計劃制定工作的協同,通過技術手段協助實現了高要政府行為的規范化,為建立服務型高要政府奠定基礎。(
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