气象信息化中的云计算架构课件

气象信息化中的云计算架构气象信息化中的云计算架构二、气象信息化方略一、回顾及阶段划分三、气象信息化中的云计算大纲大纲二、气象信息化方略一、回顾及阶段划分三、气象信息化中的云计算2一、回顾及阶段划分：1、史前文明时期（1979年以前）时间时间通信方式通信方式作作业业方式方式50年代-60年代中期莫尔斯电报无线传播，人工抄收电报、手工填图；预报员手工绘制天气图。1956年10月电传电路北京-沈阳，第一条气象专用有线长途，从纯手工操作向半自动化转变1974年10月传真广播北京无线传真广播台，呼叫号BAF。传真作为主要通信手段报务员报务员唐万唐万强强在莫在莫尔尔斯广播打斯广播打孔孔早期气象早期气象资资料料处处理手段之理手段之一一算算盘盘1956年年10月，北京至沈阳月，北京至沈阳专专用用电传电电传电路开通路开通，图为电传报图为电传报房房报务员报务员在有在有线电传报线电传报房房内容内容通信手段通信手段工作特点工作特点应应用范用范围围通信手段、特点、应用对比无线莫尔斯广播手工填图收集100多个气象台站气象情报有线电传电路机械式提高气象情报集中速度，比莫尔斯电报提高3倍电传（移频）广播自动接收解决广大基层气象台气象情报接收传真广播图像传输天气图通过信号传送，各地气象台接收；节省人力、时间，减少了重复劳动。Part1Part2Part3一、回顾及阶段划分：1、史前文明时期（1979年以前）时间通3年代年代设备设备峰峰值计值计算速度算速度主要主要应应用用1970年10月DJS-C2（111）晶体管，2万条指令/秒全国高空卡片资料加工、统计1973年9月DJS-8（320）晶体管，30万条指令/秒全国地面基本站资料信息化和整编1979年7月DJS-11（150）晶体管，100万条指令/秒计算台风路径；中、长期天气预报业务和科研开发1978年11月M-170小规模集成电路，100万次/秒初步建立数值预报业务1980年7月A模式(欧亚区域模式)运行；1983年8月B模式(亚洲区域模式)运行。M-170磁磁盘盘、CPU机房机房DJS-8（320）计计算机机房算机机房70年代末，国年代末，国产计产计算机用于天气算机用于天气预预报报一、回顾及阶段划分：1、史前文明时期（1979年以前）Part1Part2Part3年代设备峰值计算速度主要应用1970年10月DJS-C2（1480年代：开始自动化处理的气象业务1980年，建立第一代北京气象通信枢纽系统（BQS系统），实现填图自动化1987年，使用微机编制地面、高空、日辐射等观测记录月报表1987年，建成以计算机为核心的气象卫星资料接收处理系统90年代：实施9210工程，建立起完整气象信息业务体系1992-1999年，建设气象卫星综合业务系统（9210工程）1993年8月，国产银河2巨型计算机安装应用1995年，开发气象信息综合分析处理系统（MICAPS1.0）1995年，建立分布式数据库系统一、回顾及阶段划分：2、古希腊罗马时期（1980-1999）Part1Part2Part380年代：开始自动化处理的气象业务一、回顾及阶段划分：2、古52000年代：建立资料共享管理系统2001年，建成中国气象科学数据共享服务网2003-2007年，建设“国家级气象信息存储管理系统”（MDSS）2004年9月，引进了IBMCluster1600高性能计算机系统2009年，启动建设全国综合气象信息共享平台（CIMISS系统）2010年以来：网络：以地面宽带网为主的“星地一体”通信网络系统。资料：实施基础气象资料专项工作；实时资料质量控制和数据存储及服务能力建设。观测：地面气象观测自动化，建成综合气象观测业务平台（ASOM）。预报：MICAPS3.0、SWAN1.0、CIPAS、MESIS、FUSE等系统业务应用。服务：互联网、移动互联网等信息技术广泛应用。一、回顾及阶段划分：3、中世纪（2000-2014）Part1Part2Part32000年代：建立资料共享管理系统一、回顾及阶段划分：3、中62017年5月18日星期四业务系统建设不集约气象资料业务及管理薄弱信息资源管理效率不高业务标准规范体系不健全气象信息业务管理有制约气象信息化面临的问题一、回顾及阶段划分：3、中世纪（2000-2014）Part1Part2Part3总总体表体表现现“大而无序、大而无安、大而无力”，信息系统数量庞大、低水平重复建设、业务流程无序、运行维护成本高等“碎片化”现象日益严重，系统之间边界划分不明晰，各系统之间存在功能交叉、模块重复的现象，气象信息系统整体效率不高，集约化程度低。2017年5月18日星期四 业务系统建设不集约气象信息化面7各类业务系统总体数量庞大：各省（区、市）气象局在用的业务系统平均达到64个。总数综合观测预报预测气象服务资料与网络综合类省级6464个71821153地市级2222个37543县级1818个54423一、回顾及阶段划分：3、中世纪（2000-2014）Part1Part2Part3各类业务系统总体数量庞大：各省（区、市）气象局在用的业务系统8信息系统重复投资建设国家级各直属单位分散的机房27个，服务器592台，存储系统116套，数据库30余套。一、回顾及阶段划分：3、中世纪（2000-2014）Part1Part2Part3信息系统重复投资建设一、回顾及阶段划分：3、中世纪（20009l缺乏总体设计、综合规划和统筹管理无章可循，亦无综合统摄协调单位，各部门一度分头建设、各自为政。l多渠道投资和管理导致业务系统分散建设。使用多渠道资金重复建设和开发业务系统平台的现象比较严重，各自为政的政绩观也加剧了系统的分散建设和管理。l气象业务系统平台建设缺乏统一管理。在业务系统的投资计划、组织研发、考核评估、业务应用等环节都缺少相应的业务管理规定。业务系统建设不集约的原因：时间关系，其它问题从略一、回顾及阶段划分：3、中世纪（2000-2014）Part1Part2Part3l 缺乏总体设计、综合规划和统筹管理业务系统建设不集约的原因10一、回顾及阶段划分：4、启蒙运动（2014-2015）Part1Part2Part3一、回顾及阶段划分：4、启蒙运动（2014-2015）Par11云中心提供集约化IT资源、基础软件、数据、业务应用及移动应用APP服务云中心架构与提供的分类服务端端移移动动APPSaaS服服务务用用户户只需关注只需关注实实现现 难难度度难难 应应用用软软件件层层SaaS数据数据资资源源数据数据处处理理业务应业务应用支撑用支撑移移动动服服务务端端中中 平台平台环环境境层层PaaS开开发发与运行与运行环环境境数据数据库库并行并行处处理理环环境境业务应业务应用用数数据据PaaS服服务务用用户户需关注需关注IaaS服服务务用用户户需关注需关注业务应业务应用用数数据据运行运行环环境境中中间间件件易易 基基础设础设施施层层IaaS云主机云主机云桌面服云桌面服务务器器云存云存储储计计算、存算、存储资储资源池化源池化网网络络、机房基、机房基础环础环境境传统传统方式方式用用户户都需关注都需关注操作系统服务器存储网络机房业务应用数据运行环境中间件业务应业务应用用烟囱式建烟囱式建设设一、回顾及阶段划分：4、启蒙运动（2014-2015）Part1Part2Part3云中心提供集约化IT资源、基础软件、数据、业务应用及移动应用12大纲大纲二、气象信息化方略一、回顾及阶段划分三、气象信息化中的云计算大纲二、气象信息化方略一、回顾及阶段划分三、气象信息化中的云13数据资源基础设施资源业务应用资源开放、流通、共享统一规划，按需建设集约整合，开放接口统一构建数据环境统一规划基础设施资源池统一融入数据加工流水线构建扁平化的业务体系与管理体系数据分散、信息孤岛集约化、标准化七项重点任务问题导问题导向向二、气象信息化方略：1、信息化行动方案（2015-2016）Part2Part1Part3数据资源基础设施资源业务应用资源开放、流通、共享统一规划，按14信息化标准体系数据资源的整合基础设施资源整合业务资源集约整合政务管理信息化公有云资源应用开展十三五气象信息化工程设计核心是围绕数据资源展开二、气象信息化方略：1、信息化行动方案（2015-2016）Part2Part1Part3总体思路 信息化标准体系核心是围绕数据资源展开二、气15贯彻“以整合促效益、以技术促发展”的基本要求，坚持:优化业务分工、完善业务布局、调整业务结构、整合各种资源，统筹兼 顾、协调发展。顶层设计顶层设计集集约规约规范范制定气象信息化技术和管理标准规范，推动业务标准化与集约化、信息 化深度融合、同步发展。数据数据为为本本标标准先行准先行积极利用社会资源，统筹协作，努力提高面向全社会提供气象信息与气 象服务的能力。资资源共用源共用信息共享信息共享现有资源充分利旧，适度扩建，国省两级同步实施、有序推进。利旧整合利旧整合循序完善循序完善创新发展理念，积极应用先进信息技术，构建集约化、标准化气象信息 系统，提高气象事业发展的质量和效益。科技科技创创新新提提质质增效增效二、气象信息化方略：1、信息化行动方案（2015-2016）Part2Part1Part3基本原基本原则则贯彻“以整合促效益、以技术促发展”的基本要求，坚持:优化业务16二、气象信息化方略：1、信息化行动方案（2015-2016）Part2Part1Part3行动目标建立适应行业发展的气象信息化标准体系框架，完成数据资源、基础设施资源和政务管理规范等标准规范的制订和修订，推动气象信息化建设有序发展；逐步建成统一管理、扩展灵活的基础设施资源池；全国综合气象信息共享平台（CIMISS）实现业务化，优化各类数据业务流程，统一数据环境；以CIMISS为核心，以标准化为基础，整合功能重复的应用烟囱，实现气象核心业务系统的集约；初步建立气象部门内部一体化的管理信息系统，满足气象部门政务公开、宣传科普、为民办事及与部门外管理协同的需求，建立气象部门政府门户网站。坚持开放合作，规范利用社会资源，结合气象部门特色，开展云计算、大数据等现代信息技术的气象应用研究；完成“金云”工程的项目建议书和可行性研究报告编制，同步开展“金云”工程设计。二、气象信息化方略：1、信息化行动方案（2015-201617到2016年底前二、气象信息化方略：1、信息化行动方案（2015-2016）Part2Part1Part3到2016年底前二、气象信息化方略：1、信息化行动方案（218到2020年底前二、气象信息化方略：1、信息化行动方案（2015-2016）Part2Part1Part3到2020年底前二、气象信息化方略：1、信息化行动方案（219基础设施资源池整合IaaSCIMISS统一数据环境PaaS业务系统集约化整合SaaS行动方案重点任务与十三五气象工程的衔接关系开放、共享、流通规范设计与建设系统开放、重用、互操作气象信息化标准体系标准完备标准先行公有云气象服务平台大数据服务新技术大胆试用政务管理信息化系统大数据管理确立规范、流程行动方案十三五气象信息化工程二、气象信息化方略：1、信息化行动方案（2015-2016）Part2Part1Part3基础设施资源池整合IaaSCIMISS统一数据环境PaaS业20二、气象信息化方略：1、信息化行动方案（2015-2016）Part2Part1Part3重点任务（一）标准先行，初步构建气象信息化标准体系（二）应用导向，搭建国省统一CIMISS数据环境（三）统管共用，建设集约共享的基础设施资源池（四）集约一体，逐步整合国省两级核心业务系统（五）垂直整合，依托社会资源构建公共气象服务平台（六）横纵贯通，逐步建设政务管理信息化系统（七）承前启后，落实行动方案完成“金云”工程设计二、气象信息化方略：1、信息化行动方案（2015-20162122阶阶段一：集段一：集约约整合整合-夯夯实实基基础础三统一平：资源集约，流程再造技术预研：新技术与气象结合点阶阶段二：云大物移智段二：云大物移智-智慧气象智慧气象总体框架：一网两平台三系统四体系全面建设：基于云模式的新业务生态分两步走分两步走战战略部署略部署气象信息化行动方案（2015-2016年）十三五气象信息化系统工程云模式演云模式演进过进过程程大数据、智能化、互大数据、智能化、互联为联为特征特征2015年中国气象局夏季中心年中国气象局夏季中心组专题组专题学学习习1.云计算、大数据技术成熟度和标准完备度2.部门应用烟囱林立，信息孤岛交错的现状3.标准化、集约化是更高水平信息化的前提信息化两个设计方案，指导推动两个阶段的工作二、气象信息化方略：2、十三五气象信息化工程Part2Part1Part322阶段一：集约整合-夯实基础 三统一平：资源集约，流程2223行动方案的实施，为第二阶段任务奠定基础、技术路线更加清晰气象信息化标准体系陆续形成了规范约束CIMISS的业务化构建国省统一数据环境CIMISS为核心的流程再造理出基本线条应用对接CIMISS形成互促发展的好态势国省资源池为信息系统提供弹性资源环境技术预研项目为工程提供了有效设计参数形成一批逐渐成熟的专题信息化设计方案气象云生态二、气象信息化方略：2、十三五气象信息化工程Part2Part1Part323行动方案的实施，为第二阶段任务奠定基础、技术路线更加清晰23气象信息化工程气象信息化工程一网二平台三系统建设目标智能泛在的气象信息感知网网统管共用的基础设施云平平台台决策科学的气象管理信息系系统统众智众创的精准预报支撑系系统统开放互联的气象大数据平平台台智慧普惠的气象共享服务系系统统气象信息化标准体系气象信息的运维保障气象信息工程管理 气象信息安全系统安全安全规规范的信息化保障体范的信息化保障体系系一网二平台三系一网二平台三系统统气象服气象服务务更普惠，更敏捷更普惠，更敏捷。支撑实现基本公共气象服务均等化，公共气象服务覆盖率超过98%，通过各类信息渠道让气象融入到国民经济的各个领域和人们的衣食住行之中，敏捷、智能地响应社会需求。支撑实现突发气象灾害预警信息在达到受影响地区提前15分钟发布。气象数据更开放，更融合。气象数据更开放，更融合。通过推动气象数据开放共享和接口标准化，每日共享的数据量超过1000GB，使气象深度渗透、融入到其他行业中，实现功能的互补和延伸。通过汇聚外部数据，融合气象观测、预报、服务等数据，开展大数据分析挖掘、数据可视化等，为全社会组织、个人提供科技和业务创新应用的数据支撑。气象气象预报预报更精准，更丰富。更精准，更丰富。增强高性能计算能力，为提高数值预报的分辨率提供计算和数据支撑；增强数据处理能力，利用机器学习、深度学习等技术发展智能预报，资料综合利用率提高50%，较传统方法预报准确率有正技巧，针对性的预报服务产品种类增加2到3倍，促使预报在时效、趋势、范围和量级等方面更加精准。信息系信息系统统更集更集约约，更智能。，更智能。按标准化原则集约整合基础设施资源，比例达90%以上，优化再造气象业务信息流、服务信息流和管理信息流，实现信息资源高效利用、流程高度集约、系统可靠运行，使数据中心的整体PUE达到1.6以下。形成具有100PB以上存储能力的共享2数4据存储，并满足日增量10TB以上的处理计算资源，以及14PFLOPS计算能力和36PB存储规模的高性能计算系统。二、气象信息化方略：2、十三五气象信息化工程Part2Part1Part3气象信息化工程一网二平台三系统建设目标智能泛在的气象信息感知24一网：智能泛在的气象信息感知网感知什么：三感知感知什么：三感知感知自然环境感知百姓需求感知业务状态二、气象信息化方略：2、十三五气象信息化工程Part2Part1Part3一网：智能泛在的气象信息感知网感知什么：三感知二、气象信息化25两平台之：统管共用的基础设施云平台云平台包括统一全流程气象业务监控系统设计二、气象信息化方略：2、十三五气象信息化工程Part2Part1Part3两平台之：统管共用的基础设施云平台二、气象信息化方略：2、26两平台之：开放互联的气象大数据平台气象大数据平台应用平台+元数据体系1统一管理专有云和公共云数据2统一驱动数据的全国流通应用3国省两版部署，对用户透明一体二、气象信息化方略：2、十三五气象信息化工程Part2Part1Part3两平台之：开放互联的气象大数据平台应用平台+元数据体系二27三系统之：众智众创的精准预报支撑系统核心核心代代码码应应用用代代码码突出双突出双转转型：型：1.开放转型2.智能转型可持续发展二、气象信息化方略：2、十三五气象信息化工程Part2Part1Part3三系统之：众智众创的精准预报支撑系统核心 代码应用 代码突出2829三系统之：决策科学的气象管理信息系统二、气象信息化方略：2、十三五气象信息化工程Part2Part1Part329三系统之：决策科学的气象管理信息系统二、气象信息化方略：29深入的互深入的互联联互通互通深度的数据融合深度的数据融合智能的挖掘分析智能的挖掘分析气象数据气象数据农业农业数据数据旅游数据旅游数据交通数据交通数据创新协调绿色开放共享面向创业面向行业面向民生面向政府气象大数据应用产创社区智慧气象服务一体化支撑系统互联网+气象服务系统气象大数据市场监管和服务系统三系统之：智慧普惠的气象服务系统突出：突出：支撑能力整合和大数据应用能力整合：能力整合：一体化智慧服务支撑系统大数据：大数据：国突为抓手，大数据灾害治理面向民生，无所不在的服务二、气象信息化方略：2、十三五气象信息化工程Part2Part1Part3 深入的互联互通深度的数据融合智能的挖掘分析气象数据农业30二、气象信息化方略一、回顾及阶段划分三、气象信息化中的云计算大纲大纲二、气象信息化方略一、回顾及阶段划分三、气象信息化中的云计算31CMACastData-QCAlgorithmsDATA-API公共公共云云专专有有云云 From Stand-alone Systems to Cloud-based PlatformCIMISS:China Integrated Meteorological Information Service System资源集约：大数据时代，中国气象局业务必然向云模式迁移Big Data Public ServiceSocial Observations Data&algorithmsNowcastSynoptic ForecastClimate ForecastForecast ImpactWeather Service统统一接一接口口标准 协议智能穿智能穿戴戴 智能手智能手机机私私营营企企业业市民National CenterProvincial NodeNodeNodeNodeNodeDATA-MiningNode政府部政府部门门数据数据Operation:4-level IT structure one cloud,connecting national center with provincial nodesCIMSS:data storage data platform,integrating Data-QC,Data Service and data miningPublic cloud:play a more and more important role in data sharing and interaction with external usersCIMISS业务变业务变革革CMACastData-QCAlgorithmsDATA-A3233气象气象发发达国家启达国家启动动云云计计算、大数据、物算、大数据、物联联网网应应用用利用社会利用社会资资源、启源、启动动快快三、气象信息化中的云计算Part1Part2Part333气象发达国家启动云计算、大数据、物联网应用 利用社332017-5-18气象信息化工程（气象云）的技术架构物理布物理布局局二、气象信息化方略：2、十三五气象信息化工程Part2Part1Part32017-5-18气象信息化工程（气象云）的技术架构二、气象34总体布局1 1主主业务业务中中心心 +1 1数据数据备备份中份中心心 +3131应应用（加速用（加速）节节点点 +公共公共云云35三、气象信息化中的云计算Part2Part1Part3总体布局35三、气象信息化中的云计算Part2Part1Pa3536天津河北广东CIMISS-DAAS标准接口京津冀京津冀实时实时数据数据内部共享清单 数据发现和寻址元数元数据据丝绸丝绸之路沿路之路沿路资资料料北京北京-中中卫卫-上海上海云架构下统一管理的资源池和大数据平台云架构下的数据获取和数据备份云架构下的高性能资源调度北京西安三、气象信息化中的云计算Part2Part1Part336天津河北广东京津冀实时数据内部共享清单 数据发现和寻址元36谢 谢！谢谢！37