智慧城市平台设计方案.docx
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智慧城市平台设计方案
智慧城市平台架构
规划及设计
第一章项目背景
简述：
本章节内容主要是阐述本次项目的背景
中国城市化进程发展迅速，2011年，我国城市化率首度超过50%城镇化成为推动经济社会发展的强大动力。
但随着中国城市化进程的加快，许多社会问题也不断涌现，人口剧增、公共安全管理复杂、资源匮乏、交通拥堵、环境污染等都严重影响着人们的生活。
智慧城市的发展无疑将给城市化进程带来新的动力，不接促进先进生产方式的转化，同时也有利于解决城市化发展中的一系列“城市病”问题。
智慧城市涵盖了城市社会生活的方方面面，有着极为广阔的应用场景，如城市突发事件事件应急管理、社会治安管理、水电管网、交通运输等基础设施管理，教育、医疗、社保等公共服务，金融、传媒、物流等行业服务。
智慧城市作为下一个万亿级的信息通信业务蓝海市场，也将是中国联通新的
业务增长点。
据统计，2010年以来，已有20个省近50个城市或地区提出了建设“智慧城市”的目标和规划，旨在利用信息技术加强城市管理、改善城市服务、完善城市功能。
在此背景下，中国联通积极响应政府提出的城市化发展策略，把
“智慧城市”作为业务发展重点，帮助政府落实规划，提高政绩，实现“强政、兴业、惠民”的最终目的。
中国联通智慧城市行业应用发展将以智慧城市为核心，突出“开启城市智时
代”的理念，通过打造云平台，汇集信息资源，聚合智慧应用，塑造中国联通城市信息化新形象。
建设目标如下：
1.信息化云承载平台的提供者：
以中国联通“智慧城市”云平台为基石，
加强与政府及城市相关管理职能部门的深度合作，抢占城市信息化市场
先机。
2.基础信息数据和智慧应用的聚合者：
通过云平台聚合城市信息化数据与应用，承载城市公共信息资源与城市管理基础数据资源，整合联通自有智慧应用及合作伙伴提供的应用。
3.基础通信设施的服务者：
以智慧城市应用为引领，带动并提升云计算、物联网等领域服务能力，推动宽带、移动、IDC等基础业务的突破性发展。
第二章业务分析
简述：
本章节内容主要是阐述本次项目的业务体系
2.1.
核心业务模型
型、资费模型、订购授权模型。
1.身份模型
智慧城市身份模型共分为三个域，包括运营商域、合作伙伴域及用户域。
运营商域包括运营人员、维护人员和客服人员三类角色，一个用户对应一个或多个角色，并具有一个地域属性。
合作伙伴域包括管理员、业务操作员、开发者和客服人员四类角色，一个用户对应一个或多个角色，也具有地域属性。
用户域，根
据应用面向的用户不同，可分为企业、公众和监管部门用户三类。
详见下图
CA/Elg
CRM
企业用户
...……轴
2.业务模型
智慧城市业务模型主要描述了业务能力、服务、产品、套餐以及资费之间的关系。
服务是合作伙伴或中国联通通过智慧城市提供给最终用户可直接使用的不可分割的功能集合，由一个或多个业务能力组成，是用于构建智慧城市产品的基础实体。
产品由服务和资费构成，对服务配置了资费以后便形成产品，可对最终用户进行销售。
套餐由一个或多个智慧城市产品与一个或多个基础服务类产品组合起来，并配置一定的资费组成。
详见下图。
1-Mv
3.合作伙伴模型
智慧城市合作伙伴主要有：
应用提供商-AP、平台能力提供商-PC、营销服
务提供商-MSP、客户服务提供商-CSP、销售服务提供商-SCP、开发者-Developer和服务集成商-SI。
详见下图。
销勢务删m卜户附提洪商营销服务提昨
应用提供商
开发者
平台能丈1提供商
>应用提供商-AP（ApplicationProvider）：
具有成熟的面向政府、企业的行业应用产品，通过与联通智慧城市合作，将其产品接入到智慧城市平
台，并通过平台面向政府、企业提供服务
>平台能力提供商-PCP（PlatformCapabilityProvider）:
具有成熟且广泛应用的互联网服务，并通过开发接口（OpenAPI）的方式将其服务作为一种能力提供给第三方使用。
>营销服务提供商-MSP（MarketServiceProvider）:
具有强大的或行业化特征的用户粘度及影响力。
可对行业应用产品进行有效推广。
>客户服务提供商-CSP（CustomerServiceProvide）:
具有强大的服务能力，可为政府、企业提供各种服务产品，提供远程支持及上门服务，提
供包括策划咨询、培训、电脑维护升级、故障处理等一系列收费服务。
>销售服务提供商-SCP（SalesChannelProvide）具有强大的销售渠道
和销售能力，负责将智慧城市平台的服务及产品销售给最终企业用户。
>开发者-Developer：
禾U用智慧城市平台的能力、开发环境，开发面向政
府、企业的行业应用，而后将其接入到智慧城市平台，通过平台向政府、企业提供服务。
>服务集成商-SI（ServiceIntegrator）:
服务集成商通常具有AP、PCP、
MCP、CSP、SCP的多个角色，与联通智慧城市合作展开多层次服务。
4.资费模型
智慧城市平台支撑灵活的资费模型。
计费单元
资费模型如上图所示，可以分成若干种情况：
>按包时段方式收取固定费用：
即不区分具体的使用流量、时长、频次、空间等，只按照包月（季度、年）收取固定的费用。
>按固定费率根据业务实际使用量收取费用：
即根据用户具体使用的流量、时长、频次、空间等，按照每个计费单元相同的固定费率，计算实际使用总量生成的费用总额收取费用。
>阶梯式分段收取固定费用：
即根据用户使用的流量、时长、频次、空间等，在指定的计费单元内收取该计费单元范围内所对应的固定的费用。
>按基础费用与固定费率结合方式向上封顶收费：
即在指定的计费单元内收取固定的基础费用，超过该范围后按照每个计费单元相同的固定费率
计算实际产生的费用总额，且对总费用进行封顶限制收取费用。
＞按基础费用与固定费率结合方式向上不封顶收费：
即在指定的计费单元内收取固定的基础费用，超过该范围后按照每个计费单元相同的固定费率计算实际产生的费用总额，且对总费不进行封顶限制收取费用。
＞按固定费率根据业务实际使用量向上封顶收费：
即根据用户具体使用的流量、时常、频次、空间等，按照每个计费单元相同的固定费率，计算实际使用总量生成的费用总额，且对总费用进行封顶限制收取费用。
＞按变化费率根据业务实际使用量收费：
划分不同的计费区间，根据实际业务使用量对每个计费区间采用不同的计费费率进行区间内的费用计算，再对计算出的总费用进行收费。
5.订购授权模型
根据面向对象的不同，订购授权模型分为以下三类：
＞企业订购授权模型
该模型的付费主体是企业，一个企业客户具有多个企业员工，企业管理员代表企业完成用户的管理，使用后/预付费账号进行产品或套餐的订购，并将订购授权到具体的用户。
详见下图。
＞公众用户订购授权模型
该模型的付费主体是社会公众，一个公众用户可以购买一个或多个应用，智慧城市平台根据用户的账户信息可对用户进行使用授权。
详见下图
＞合作伙伴订购授权模型
该模型的付费主体是智慧城市平台的合作伙伴，一个合作伙伴具有一个或多
个企业员工，合作伙伴管理员代表合作伙伴完成用户的管理，进行能力或资源的
订购，并将订购授权到具体的用户。
详见下图
22基础业务管理
中国联通智慧城市涉及的业务运营管理主要有业务管理、合作伙伴管理、计
费结算管理、客户服务管理及业务统计分析。
1.业务管理
业务管理包括订购管理和产品/套餐的管理。
订购管理实现客户的开户、业务的开通、变更及注销。
产品/套餐管理实现集团及省产品/套餐的申报、发布、上下架、使用评价及推出管理。
2.合作伙伴管理
合作伙伴管理包括合作伙伴资料管理、合作管理及孵化机制。
合作管理实现合作伙伴的引入、AP/PCP/MSP能力接入、SI接入、综合考评、退出、结算及客户服务管理。
孵化机制需从集团和省分两个层面描述开发者的服务流程及种股票联通提供的相关运营激励政策
3.计费账务结算
计费账务结算包括计费管理、账务管理和结算管理三个部分。
计费管理实现对各种数据的检查、分拣、纠错和批价处理，形成详单数据，并可根据业务类型配置计费规则。
账务管理是根据计费结果、优惠规则和客户资料等内容形成用户账单，进行销账处理，为各类业务提供统一账务服务处理平台。
结算管理是根据平台结算规则，及时正确的处理资金结算，保证资金收付活动的安全。
4.客户服务管理
客户服务管理负责处理所有与客户有关的问题，主要包括客户服务管理和呼叫中心。
客户服务管理由客户服务部统一调度管理，负责客户投诉的收集和处理，实现合作伙伴服务信息、服务质量及用户意见的健全。
呼叫中心原则上由应用提供商承担，如无承担能力，可由联通组织合作伙伴承担。
5.业务统计分析
针对已经固化的周期性的统计需求，智慧城市平台定期提供相应的固定业务报表，并支持多指标、多维度的统计分析。
23主要业务应用
智慧城市主要业务应用聚焦政务、金融、交通、医疗、安全、能源、文教和物流八大领域，主推50项应用。
如下图所示。
具体业务分别如下:
>智慧政务：
网络发票、移动税务、移动药监、数字工商、移动城管、国土执法、司法矫正、智慧海事、人口信息直报、环保监测、地质水文监控、工地监控、食品溯源；
>智慧金融：
金融展业、移动定损、移动证券、手机期货、手机一卡通、移动商情、3G备网、无线POS、离行ATM监控；
>智慧交通：
智能公交、智能汽车、校车监控、“两客一危”、停车场监控;
>智慧医疗：
远程保健、医讯通、健康档案、预约挂号、远程探视；
>智慧安全：
平安城市、城市应急规划管理、公共安全视频监控、移动警务；
>智慧能源：
智能抄表、高压输电线路监测、电力配网监测；
>智慧文教：
媒体发布、移动采编、数字景区、电子书包、平安校园；
>智慧物流：
物流调度、智慧快递、仓储管理、销售管理、无线订烟、园区监控。
第三章建设目标及原则
简述：
本章节内容主要是阐述本次项目的设计原则及目标
3.1.建设目标
中国联通智慧城市行业应用发展目标是以智慧城市为核心，突出“开启城市
智时代”的理念，通过打造云平台，汇集信息资源，聚合智慧应用，塑造中国联通城市信息化新形象。
以目前智慧城市的发展现状和中国联通对智慧城市云平台的定位来分析，我们认为中国联通智慧城市云平台的建设目标如下：
1■快速的智慧城市业务系统承载
中国联通“智慧城市”云平台将作为智慧城市行业应用的基石，通过加强与政府及城市相关管理职能部门的深度合作，抢占城市信息化市场先机。
所以智慧城市云平台要具备快速承载智慧城市业务系统的能力。
2.可快速提供的应用孵化
中国联通智慧城市行业应用将成为基础信息数据和智慧应用的聚合者，通过
云平台聚合城市信息化数据与应用，承载城市公共信息资源与城市管理基础数据资源，整合联通自有智慧应用及合作伙伴提供的应用。
所以智慧城市云平台需要提供快速的应用孵化能力。
3.提供完善的CT、IT能力汇集
中国联通智慧城市行业应用将成为基础通信设施的服务者，通过以智慧城市应用为引领，带动并提升云计算、物联网等领域服务能力，推动宽带、移动、IDC等基础业务的突破性发展。
所以智慧城市云平台需要提供完善的CT、IT能力。
4.提供完整的、可扩展的行业应用的云支撑承载环境
中国联通智慧城市云平台集合了快速业务承载、应用孵化、CT/IT能力集合的功能目标后，随着业务发展，智慧城市云平台必须具备完整的、可扩展性的云支撑能力。
32设计原则
中国联通智慧城市平台的设计和建设必须遵循和坚持高起点、高要求。
从技
术角度看，系统遵循以下原则：
>先进性
系统设计应立足先进的技术，采用业界共同认可的标准，选择的技术或产品符合技术未来发展方向，并尽可能采纳主流的，具有代表性的产品，这样才可以保证未来构造的系统具有较强生命力；
系统的设计要符合面向对象思想，分层管理。
系统的模型设计、软件结构以及软硬件平台都应采用当前主流的技术。
>标准化与开放性
系统网络平台、设备平台、系统软件、应用软件的建设应遵循业界统一标准，系统采用分布式开放结构，充分考虑与外部系统（BSS、AP系统及其它系统等）的接口。
>安全性
系统应具备统一、完善的多级安全机制，以保证智慧城市平台的安全性。
系统应能抵御互联网上常见的各种攻击。
>可用性和可靠性
系统应提供高可用性以及数据多重保护，应避免由于单点故障影响整个系统正常稳定运行，避免关键信息的丢失。
>易用性
系统应提供友好的中文图形操作界面和在线帮助，系统应向用户提供方便、快捷的业务使用体验，同时便于系统管理员和操作员的维护、管理。
>可扩充性
系统的软件设计采用模块化体系结构，新功能的引入不影响原有的功能模块，具有良好的可扩展性。
同时，系统的容量可随硬件的扩容和软件的升级达到更高的要求。
>高可靠维护性
系统的网络平台、设备平台、系统软件、应用软件都应提供方便、灵活的维护手段，方便应用人员的维护和管理。
>经济性
系统的建设应考虑投资的经济性。
第四章整体架构设计
简述：
本章节内容主要是阐述本系统的整体架构设计
中国联通“智慧城市行业应用云平台”的目标是利用联通广泛覆盖的网络，构建开放、可控的智慧城市行业应用承载及管理平台，聚合城市信息化数据与应用,汇集城市公共信息资源与城市管理数据资源，为政府、行业客户提供智慧城市应用承载服务。
4.1.功能架构
统一门户
中国联通智慧城市云平台的功能架构如上图所示，分为IaaS层、PaaS平台
层、SaaS应用层，此外云管理功能贯穿各层实施各类运维管理，业务管理功能贯穿各层实施各类业务管理。
1）IaaS层
IaaS层采用统一的硬件资源，通过IaaS服务向PaaS平台以及各个专业应用的平台层提供服务。
该层由服务器、存储、网络、安全设备组成的计算资源池、存储资源池、网络资源池和安全资源池，为智慧城市的PaaS层、SaaS层、云管
理平台的信息运算、信息存储、信息交换、信息安全防护提供基础设备资源。
基础设施层负责物理设备自身和虚拟资源池的健康运转和管理，负责对各类资源池进行容量分配及控制等。
2）PaaS层
PaaS层为各个应用提供标准化的共享云服务。
其中包括应用孵化、业务运行两个区域，和云服务引擎、中间件平台、数据平台、云服务能力四个功能组件。
其中业务孵化区主要为开发者提供开发环境和相应的支持，提升应用孵化质量，缩短孵化周期。
四个功能组件主要实现管理能力如下：
a）云服务引擎：
主要实现各类资源和能力的调度管理，包括服务资源管理、服务鉴权管理、服务监控管理和服务路由管理功能。
b）中间件平台：
主要实现对中间件的统一管理和资源动态共享，包括web
类中间件，交易类中间件，分析类中间件等。
c）数据平台：
主要实现对数据库的统一管理和资源动态共享。
d）云服务能力：
将平台自身功能、中国联通自有系统和第三方合作伙伴系统的功能进行整合，使其能够通过标准的服务接口，向智慧城市上层应用提供能力和数据资源调用。
平台自身能力包括移动开发框架、应用开发框架两个开发能力，计划通过整合，形成标准服务接口的CT、移动、位置、电子商务、数据、存储、安全、终端管理等服务能力。
终端管理是指对应用终端的注册、注销、业务开通、暂停、挂起等进行管理。
3）SaaS层
SaaS应用层根据智慧城市8大领域进行细分应用部署，其中既包含按地域划分的省市级应用，又包含按行业划分的全国性直管型应用。
所有的应用都通过云平台统一门户进行展现。
4）云管理平台
云管理平台为整个智慧城市云平台的运行提供管理功能，实现对资源、业务、
数据的管理工作，主要包括运维管理、资源管理、资源池管理接口、监控管理和多中心管理架构等功能模块。
5）业务管理平台
业务管理平台为智慧城市云平台的业务运营提供管理功能，实现合作伙伴管
理、产品管理、套餐管理、服务管理、计费管理、结算管理、订购管理、统计分析、应用监控、告警管理、日志管理、终端管理等功能模块。
4.2.技术路线规划
421.云管理平台技术路线
>一体化管理
支持PaaS和IaaS两种商业模式，要求平台具备PaaS和IaaS的一体化管理。
>融合式管理
支持分布式计算和虚拟化两大技术主流，同时部署分布式计算和虚拟化两种平台。
>深度化定制
采用优化定制的Xen为主要的虚拟化平台，同时兼容主流的虚拟技术，比如KVM、VMware和Hyper-V。
>节能环保
采用先进的能耗管理技术，打造节能低碳的绿色数据中心。
>服务式设计
云管理平台要求采用SOA思想设计，将功能包装成服务，方便系统的复用、扩展和维护。
4.2.2.计算资源池技术路线
计算资源池采用X86服务器架构，为保证资源池质量，对计算主机的技术路线选择如下：
采用主流的多核处理器，双CPU主机架构，CPU核数6核以上，采用市场最新一代的CPU和平台技术；
内存配置64G以上，双通道以上配置；
支持固件级别的能耗管理控制机制，支持对CPU、内存功耗进行监控和
动态控制；
支持带外网管，支持IPMI2.0，支持KVMOverIP。
4.2.3.计算资源虚拟化技术路线
虚拟技术
优点
缺点
Xen
支持半虚拟化和全虚拟化；
内存独占，保证分配到位；
支持Windwos和Linux客户机；
XEN和操作系统的内核耦合度高；
只支持Linux
存储和网络I/O速度快；有成熟的商业版本；遵守GPL协议
KVM
支持全虚拟化；
支持Windows和Linux客户机；
存储和网络I/O速度较快；
遵守GPL协议；
不支持半虚拟化；
没有成熟的商业版本；
只支持Linux
VMWare
支持半虚拟化和全虚拟化；
支持多种操作系统；
只有商业版本，不开源；
Hyper-V
对Windows支持比较好；
只有商业版本，不开源；
主流的虚拟技术有以上四种，其中KVM和Xen是开源产品，允许用户自行定制（但是定制的版本需要遵守GPL协议，对其开源），所以选择开源虚拟产品可以进行优化定制，满足联通的个性化需求。
Xen和KVM比较而言，Xen支持半虚拟化技术应用场景更广泛一些；并且
Xen在生产环境下得到了大量的验证，稳定性要比KVM高一些；基于以上两点,我们建议使用Xen作为主要的支持平台，其他虚拟技术作为兼容的平台。
424.网络技术路线
4.241.数据中心互连（DCI）网络技术路线
>DCI技术比较
序号
技术方案
技术标准
优缺点
1
基于IP的DCI方案
MACinIP
1节点间距离无限制；
2运维复杂度低；
3传输性能低；
4解决方案较成熟。
2
基于MPLS的DCI方案
VPLS
1节点间距离无限制
2运维复杂度咼；
3传输性能相对较低；
4解决方案成熟。
3
基于纯二层的DCI方案
TRILL
1节点间无距离限制；
2运维复杂度较咼；
3传输性能高；
4标准协议，目前技术成熟度不够。
>DCI技术路线选择
基于以上对比，在联通智慧城市云平台数据中心间网络互联技术路线的选择上，采用MACinIP的技术搭建基于IP网络的DCI二层互联方案，随着TRILL技术的成熟，再向TRILL技术发展。
4242数据中心内网络技术路线对比
>数据中心内网络技术路线对比
序号
技术代表
优缺点
1
VSS/VPC/IRF2
1cisco、h3c私有协议；
2产品线成熟；
3控制层面虚拟化技术；
4横向扩展能力低。
2
TRILL/SPB
1标准协议，多厂商支持；
2产品线不成熟；
3数据层面虚拟化技术；
4横向扩展性能高。
>数据中心内网络技术路线选择
基于以上对比，在联通智慧城市云平台数据中心内大二层网络技术选择上,
前期建设采用VPC/IFR2技术，随着TRILL技术的成熟，再向TRILL技术发展。
4243网络虚拟层接入技术路线
>虚拟层接入技术对比
序号
标准名称
技术代表
优缺点
1
802.1QbgEVB（EdgeVirtual
Bridging）
VEB
1标准协议；
2技术成熟；
3占用物理服务器资源高；
4安全策略及流量监控部署复杂；
5管理边界不清晰。
BasicVEPA
1标准协议；
2技术较成熟；
3占用物理服务器资源较高；
4安全策略及流量监控部署复杂；
5管理边界不清晰。
VEPA
Multichannel
1标准协议；
2技术待成熟；
3占用物理服务器资源低；
4安全策略及流量监控部署简单；
5管理边界清晰。
2
802.1QbhBPE（BridgePort
Extension）
CISCO
FEX+VN-Link
1cisco私有技术，需要整体部者cisco设备；
2技术成熟；
3占用物理服务器资源低；
4安全策略及流量监控部署简单；
5管理边界清晰。
>虚拟层接入技术路线选择
基于以上对比，在联通智慧城市云平台数据中心边缘虚拟桥接网络技术选择上，启动建设采用VEB技术。
4244存储网络技术路线
>存储网络技术对比
序号
技术方案
优点
缺点
1
FC-SAN
1、IO性能高、可靠性好；
2、技术成熟，较常应用于关键性应用；
3、当前客户的认可度高；
端口、交换机扩展性有限
2
IP-SAN
（iSCSI）
1、硬件成本低、性价比好；
2、纵向扩展灵活。
性能、可靠性不如FC-SAN
3
统一网
（FCOE）
1、减少网络设备与布线；
2、简化管理，将应用网络管理与存储网络管理统一。
需要布署在10GE的网络环境下，当前布署成本相比FC-SAN没有优势
>存储网络技术路线选择
基于以上对比，在联通智慧城市云平台数据中心存储网技术路线的选择上,
目前将采用FCOE作为存储网络（SAN）建设的技术路线。
考虑到智慧城市应用“以城市为中心”的业务特性，中国联通智慧城市行业应用云平台采用“管理节点+资源节点”两级架构。
智慧城市管理节点承载全国性智慧城市行业应用，负责整体资源的统一调度、监控和管理；资源节点承载本节点智慧城市行业应用，负责本节点资源的调度、监控和管理，接受管理节点的统一调度和管理。
各资源节点相互独立。
详见下图。
骨理节点
智慧城市管理节点与资源节点是管理与被管理关系，从而实现管理节点对各资源节点的统一管理。
各资源节点自行管理所辖资源池。
具体分工如下：
1.管理节点
>管理节点负责系统全局资源、性能视图的管理和监看，平台不提供资源调度管理功能，须通过电子化流程才能实现资源调度。
>管理节点主要实现对各资源池的管理调度。
>管理节点负责所有业务资源的使用、调度，并给资源节点分配业务管理权限。
2.资源节点
>资源节点负责本节点资源调度。
>资源节点通过管理节点的统一调度，才能实现资源的迁移。
>资源节点负责本节点业务实现及操作。
>资源节点之间须通过管理节点统一调度，才能实现跨域业务的订购受理
3.资源池
>资源池有计算资源、网络
升级会员 