我国气象行业中的专职IT部门在经历了共和国前三十年艰苦卓绝的跋涉,改革开放以来八十年代的异军突起,九十年代的全面发展,以及本世纪最初几年的高歌猛进之后,近年来忽然发现:原召唤自己为之奋斗并引以为骄傲的大旗在不经意间悄然落地,并渐渐消失了。原本在气象行业众星捧月的氛围烟消云散;原本以IT精英身份跻身于气象事业核心地位的专职IT部门,正面临着逐渐被边缘化的威胁。这一身份、环境和地位的剧变,令不少气象行业IT部门人士困惑、痛苦和彷徨。
事实上,这一切正是气象行业信息化建设卓有成效的必然结果。
如果说,上世纪八十年代初我国气象行业处于信息技术十分落后,信息资源十分稀缺的境地,那么经过近三十年的艰苦奋斗,这种状况已经得到根本性的改变。而做为信息化建设的核心团队,气象行业专职IT部门的大规模基础型信息化建设任务已基本完成。一方面,新的任务--信息技术与气象业务的深度融合--虽已不失时机地摆在所有IT人员面前,但哪里是切入点以及如何融合等现实问题并没有现成的明确答案,加之体制上制度上以及部门利益分配方面存在的问题和缺陷,使得IT部门的决策者们难题重重,动辄掣肘,束手无策,因而反应迟钝,成果乏善可陈,屡遭责备。另一方面,IT部门内不少人仍沉睡在大规模信息化基础建设时始终处于舞台中央耀眼光环下的美妙梦境中,骤然醒来,发现自己的现实地位已摇摇欲坠,彷徨、困惑、甚至不无哀怨的悲剧情结的产生便是可以理解的了。
冷酷的现实无情地摆在我们面前,大规模基础型建设阶段已经基本结束,主角的华丽戏装已经卸下;逝梦难追,我们必须正视现实,改变多年来形成的固定思维和工作模式,努力寻找新的工作突破点,正确定位,然后努力前行。
本文试图引入“数据中心”的概念,结合气象部门当前在信息系统建设中需要迫切解决的实际问题,勾勒出“气象数据中心”的大致轮廓,目前及今后一段时间内应主要关注的内容。
2.数据中心的基本特征
综合各方面的定义:数据中心应当是“单位或行业内以提供共享的基础设施、信息与应用等为主要服务内容的相对独立的运行实体”。因此,数据中心的出现,标志着其所在单位或部门信息技术应用的组织化、规范化和专业化的开始。[1]由于目前气象行业中专职IT部门的工作职责及范围与此基本一致,因此这些部门均可纳入到“数据中心”的范畴中来。按照目前行政层次结构划分,气象行业中存在着国家和省两级数据中心。即,以国家气象信息中心为代表的国家级气象数据中心和以各省局所属信息中心为代表的省级气象数据中心。
2.1 为什么是“数据中心”
按照业界的共识,数据中心对其所属单位所承担的职责为:
(1)统一的基础设施建设和运行维护:数据中心统一管理机构IT设备的计划、购置、安装、管理和维护。统一管理机构的内部网络通信以及对外的通信门户,并确保其安全。
(2)统一的应用开发:提供机构应用软件统一的模式、环境标准化、测试和版本更新。
(3)统一的服务:包括设备维护、人员培训、技术咨询,以及新技术的引进。
亦即,数据中心应当承担所在单位的所有基础型IT设备及设施(包括:计算机、存储设备、网络、通信等)的规划、设计、建设、运行维护工作;向所在单位所有用户持续提供丰沛的IT资源。数据中心应当承担所在单位应用软件的规划、设计、质量管理、持续改进等方面的工作。数据中心应当承担向所在单位所有用户提供满意的IT技术支持服务。也就是说,数据中心是为企业或机构管理IT基础设施与应用,提供基础设施与应用服务的专业IT部门;也是企业或机构内部以及它们之间实现信息集中管理与共享,提供信息服务与决策支持的平台。数据中心的出现,使其所在单位的IT应用由混乱和分散变成有计划和有组织的活动;而一个名副其实的数据中心的建立和有效运转,是其所在单位信息化建设和应用向更高水平发展的重要标志和里程碑。[1]
因此,将目前国家和省两级专职IT部门定位为数据中心,并非称谓上的翻新,而是借这一具有业界公认实际内涵的概念,赋予这些部门以上述艰巨而且不应推卸的职责和使命。
2.2 “下一代数据中心”及“绿色数据中心”
从业界整体看,在数十年的发展进程中,由于技术的不断进步、需求的旺盛增长以及环境的剧烈变化,数据中心初期由于技术、能力、规范等方面原因所导致的先天便已存在的缺陷开始逐渐显露出来;归纳起来,传统的数据中心目前大致面临如下挑战:
(1)已有资源的整合以及与未来资源的整合,以提高资源的可利用率,降低系统资源运维管理方面的复杂度。
(2)用户资源需求的及时响应和充分满足,以降低用户新增业务或工作因资源问题所造成的昂贵的时间成本。
(3)满足用户对资源和系统高可用性和连续性方面不断提出的更高的要求。
(4)不断提高管理水平,以提升数据中心工作和运行效率,降低运行成本。
于是,“下一代数据中心”的概念被提出,并迅速成为当下业界广泛讨论的话题之一。按照目前业界内达成的共识,对照于上述传统数据中心所面临的挑战,“下一代数据中心”应具有以下特点:
(1)内部资源的充分整合和高度共享。(2)资源与需求同步增长。(3)具有很高的可管理性,具有令人满意的运行效率和良好的运行效果。(4)提供全方位IT服务,包括:资源服务、系统服务、应用服务、信息服务和流程服务等。[3]限于篇幅,不在此对其展开讨论。
近年来,气候变化、环境保护和可持续发展等成为社会关注的话题,采用最新节能技术,提高能源利用率,降低电能消耗成本的“绿色数据中心”的概念,亦被业界广泛接受,并被认为是未来数据中心的第五个基本特征。
在了解到上述概念及定义后,我们不难发现,这些职责范围和工作特征,与目前气象行业中专职IT部门目前及今后一段时间内所面临的主要问题、工作内容(包括潜在工作内容)及发展方向有很多相似和相近之处。
3.几个目前存在的突出问题
在我们冷静地回望并审视以往的基础型信息化建设的成绩和经验时,在目不暇接的累累硕果之下,不难发现如下问题:
三十年来气象行业的信息化建设,除有限的几次大规模全国范围的专项项目建设外,基本上以单位、部门内部的,以满足实际业务需求为直接目的的业务系统建设为实现载体。这种建设方式的长处在于可直接解决业务实际需求;而缺点便是:在缺乏行业信息规划的情况下,随着业务需求的逐一满足,各单位(或部门)内业务系统林立、设备繁杂、各系统间缺乏基础技术级的资源共享渠道。
这种现象导致的直接结果是:由于技术上的原因,各系统之间无法或难以实现资源共享。而由于资源共享的难以实现,一些设计者出于对未来新增需求的不可预测,以及对无法满足由此可能带来的对资源新需求的担忧,为了充分保障本系统不因运行资源问题导致故障,在业务系统运行平台的选型阶段便往往将该业务系统的资源需求放大若干倍,以期在数年内不致出现资源短缺现象。于是在这些业务系统运行初期,其系统资源往往得不到充分利用,使用率低下。而从整体上看,气象行业各业务单位和部门的系统资源(无论是计算资源还是存储资源)的需求又始终处在无法充分满足的状态之中;许多科研项目以及一些临时性的业务建设项目因系统资源紧张而举步维艰,有的甚至不得不因此而暂停或中断。
此外,由于业务系统的强连续性运转的特点,使得对这些业务系统的日常运行维护的连续性、时效性和专业化程度都有着越来越高的要求,而这些业务系统所属单位(部门)由于其气象专业的特点,一般很少拥有一直专业的IT运行维护团队;即便拥有,其规模和专业水准也相对有限。面对雨后春笋般不断增加的业务系统维护需求,业务单位捉襟见肘、束手无策,有时甚至不得不安排非IT专业人员承担这些业务系统的运维工作,既无法充分发挥这些人员的知识背景专长,维护的水平和效果亦较为有限。
还是由于缺乏气象行业的IT规划,使得这些由各不同目标、不同渠道以及不同项目得以确立并建设的业务系统,由于其责任承担单位的明确具体,以及其建设目标的专业性和局限性,其设计和建设往往是独立的和自成一体的,承担单位(甚至于项目负责人)的技术水平便代表了这个系统的技术水平。而建设承担者在IT 专业知识面方面的局限性,往往导致了系统技术水平的局限性,较少借鉴行业内已有的成果;或即便抱有借鉴的愿望,也缺乏借鉴已有成果的有效途径。低水平重复建设现象普遍存在,系统建设质量难以有效提高。
深究起来,产生上述问题的主要原因是非技术层面的,而这些问题发生根源的彻底根除,也将有赖于机制和体制方面的调整。然而我们同时应当理性地认识到,无论机制与体质上是否已做相应调整,在技术层面上解决这些问题的设计者和执行者,应当也只能是专职IT部门。因为提供基础型资源服务以及基础型应用服务,原本是“数据中心”的业务范畴,是气象行业IT部门目前的主要工作职责。因此上述问题的存在和解决,除管理层面的因素外,莫不与气象行业各单位的“数据中心”有关。从根本上解决系统资源有效利用、业务系统高水平运行维护、以及系统应用服务能力和水平的持续提高等问题,是“数据中心”义不容辞的职责和使命。
4.构建气象数据中心是气象事业发展的需要
气象数据中心有其自身的行业特点和现阶段主要工作内容,除上面已提到的带有数据中心共性的工作内容外,气象行业信息化建设在现阶段存在如下需求:
4.1 “更好更快”的发展模式要求资源的高效应用
资源之所以被称之为“资源”,在于它的能够被应用并产生出实际价值。一套设备、一个系统或一套数据,如果无法被应用,无法在气象业务和科研中发挥出作用(包括潜在作用),则无论其价格多高、制作工艺如何精良、获取或建设过程多么艰难、付出了多么高昂的代价,都将与垃圾无异。因此,资源的高效利用,将是今后一段相当长时间内气象系统IT部门全体员工无法回避的重要课题,也是“更好更快”发展模式在气象行业中的具体体现。
这里所说的“资源”,主要指以计算机及通信网络为主的基础型资源,和以气象观探测数据为主的信息资源。基础型资源的高效应用,体现在计算资源(包括存储资源)的高度共享,以及通信资源(含网络资源)在带宽和安全性等方面的充分保障。信息资源的高效利用,则主要体现在各类观探测数据的充分应用。而就目前情况看,当务之急是解决资料的可用性问题,即:观探测资料的质量控制问题。
此外,我国气象行业已从上世纪八十年代初的“信息稀缺”时期,进入到目前的“信息温饱”乃至“信息过剩”时期。大量的观探测信息经过通信系统每时每刻汹涌而至,如果将这些资料不加处理地推送到预报员面前,则无论预报员天份多高、精力如何充沛,都无法消化掉面前堆积如山的观探测资料。因此如何向使用者(如预报员)及时提供少而精的信息,将是信息资源高效利用的一个重要课题。
4.2 可持续发展的理念要求应用系统的规范化和集约化
一个系统之所以是可持续发展的,除了外部对其有不断提出的新的业务需求之外,系统自身具备能够及时反应、调整并适应不断增长的新的需求的能力,是一个极其关键的因素。而遵循规范化、集约化要求建立的业务系统,能够以更小的代价、更快的时效和更高的质量完成内部调整,以实现对外部新需求的及时响应,以及行业内部的成果共享。因此走持续发展之路,就必须坚决贯彻规范化和集约化。
由于历史原因及现实的业务分工格局,使得许多贴近一线实际业务的专业化应用系统,从设计到建设的各项工作基本上由一线的业务单位承担,有关IT专业部门则无缘实际参与。而缺乏整体规划以及系统建设目标的单一性和具体化,使得这些业务单位在应用系统设计和建设时不可能考虑得面面俱到;于是一段时间之后,彼此间相互独立的应用系统便如雨后春笋般地生长起来;这些应用系统虽具备良好的业务针对性和适用性,但其规范化程度均非很高。还是由于业务分工格局问题,使得这些一线的业务单位不可能承担并完成对应用系统的规划化、集约化改造工作。
需要注意的是:贴近一线实际业务的专业化应用系统的设计和研制,在目前及今后相当长一段时间内,应当而且也只能由其所在业务单位承担。这不单是由于目前项目及系统建设的专业化分工导致的结果,更是由于这些应用系统直接面向于专业化业务,服务于专业化业务,因此对它的真实需求(特别是潜在需求)只有业务人员能够提出,其实际应用价值也只能由业务人员评判。而业务人员--即便是受过软件工程专业化训练的业务人员--在尚未接触到这些系统之前,是很难或不可能将真正的需求梳理清晰并准确描述出来的。此外,随着业务工作的深入,对业务系统的需求也是在不断变化和发展的;不可能一次性设计完整并建设到位。也就是说,一个真正适用的专业化应用系统不是设计出来的,而是修改出来的。而对于专业化应用系统的随需调整和修改完善的工作,只有在该系统由本业务单位负责研制的情况下,方才可能较便捷高效地完成。气象行业近三十年来的应用软件研发历史,无不证明了这一点。所以专业化应用系统的非IT部门承建的情形,是有其存在的合理性的。
也就是说,由于专业化应用系统的非IT部门承建在现阶段的合理性,其在初期的不规范化和不集约化现象,在目前及今后一段相当长时间内将继续存在下去。这种状况的改变,有赖于数据中心内部服务于各业务单位应用系统设计研发及维护的应用软件研发团队的组建、成熟和良性运转,以及从国家到行业内有关政策和机制的调整。而在此之前,适时地对那些较为成熟的应用系统进行规范化、集约化整合,便将是一项为向更高水平发展所必须完成的,带有一定周期性色彩的工作,而这项工作将是气象数据中心责无旁贷的工作职责。
4.3 专业化分工格局要求提供专业化的资源服务和基础应用服务
专业化分工是工业化社会的重要标志之一;气象行业成立专职的IT部门,就是专业化分工的具体体现;其目的,就是要求专职IT部门提供专业化的IT服务和技术支持。
笔者在《气象行业中各类IT部门的职责分析》中曾分析过,气象行业的信息化建设需求可依次分成三个类型:基础资源型、基础应用型和专业应用型;国家级和省级数据中心大体上围绕着提供基础资源型和基础应用型的专业化服务而开展工作。亦即:专业化分工的主要目的,是要求各级数据中心在基础资源型和基础应用型领域内提供专业化服务和技术支持。
所谓专业化,意味着在本行业内的最高水准。具体到基础资源型和基础应用型领域的服务和技术支持,其内涵包括:(1)计算、存储和通信资源的充分满足;(2)业务系统运行的高度稳定、可靠、高效和低耗;(3)基础型应用系统的通用、适用和易用;(4)IT服务的多样化、个性化和高品质。
(1)计算、存储和通信资源的充分满足
要达到计算、存储和通信资源的充分满足,其前提之一是内部资源的充分整合和高度共享,前提之二是资源与需求同步增长机制的建立和运行。
内部共享机制的不健全,将导致对满足日益增长的资源需求所付出的代价异常昂贵,据测算,极端情况下这种代价能达到资源共享时满足需求所付出代价的几倍、十几倍甚至以上,以至于需求者因代价过高,得不偿失而被迫放弃需求的满足。因此内部资源共享是一个正常机构中满足资源需求的合理途径,而资源共享的最重要的坚实基础之一,便是内部资源的充分整合。
资源短缺将影响工作的开展和进程,资源过剩则将造成无端的浪费;唯有资源随需求同步增长,是满足日益增长资源需求的最佳场景。而依目前气象行业的现实情况而言,资源随需求同步增长不是技术层面的问题,是一种机制的建立和实际运行。
(2)业务系统运行的高度稳定、可靠、高效和低耗
以计算机(包括HPC)、存储设备及通信网络系统为主要内容的基础资源型业务系统,和以通用型数据库、电子政务系统和科学数据共享系统等为主要内容的基础应用型业务系统,是气象业务和科研工作的基石。这些业务系统的可靠与否、运行是否稳定以及运行效率的高下,直接影响着气象业务及科研工作的工作状态和工作成果的质量。应当以行业内最高水平的技术力量对其进行运行维护,以及最高水准的持续改进,即:专业化的维护和改进。
业务系统的专业化运行维护和持续改进,要求业务系统具有很高的可管理性,具有令人满意的运行效率和良好的运行效果。此外还应保持尽可能低的运行成本,包括在充分满足业务运行前提下,维持尽可能低的能源消耗。
而要达到上述要求,除了必须具备训练有素的专业技术团队外,高度智能化的业务运维平台以及合理缜密的规章制度,是必不可少的先决条件之一。
(3)基础型应用系统的通用、适用和易用
基础型应用系统是众多专业型应用系统的基础,其受众面较之专业型应用系统更为广泛;它的基础性、通用性特点使得该类型应用系统必须满足建立于其上的各类专业型应用系统和用户对它的主要需求,这些需求既包括那些显性的在最初设计中已被分析并采用的功能性及非功能性需求,也包括那些隐性的需要经过实际操作和应用才可能逐渐清晰并梳理出来的需求,同时也包括那些随着业务工作的深入而新增的需求。
需求的来源广泛和不断翻新,要求基础型应用系统必须具有良好的稳定运行和可持续改进的特质。而这些特质的具备,需要在系统研发阶段便坚持研发过程的规范性;在管理层面上需要建立有效的用户需求采集和反馈机制,以始终保持对新增需求的敏感性;同时需要拥有一支稳定的专业化研制和维护团队(包括应用软件研发团队),以具体执行业务系统的持续改进工作。
(4)IT服务的多样化、个性化和高品质
各级数据中心不应拘泥于本单位的专业业务职责,应当主动承担起为所在单位提供其所渴求的高水准的信息技术服务,无论桌面维护、网络接入、信息安全等等,只要单位内部存在服务需求,都应尽其所能地予以满足。
需要注意的是,目前不少由气象专业部门自行设计建设的专业应用系统,其运行期间的维护工作完全由该气象专业部门负责,与之平级的数据中心则由于各种原因没有参与其中。这种现象有悖于专业化分工的目标,也不利于实际业务工作的高水准运行和集约化发展。数据中心在条件允许的情况下,应当提出向所在单位内各部门提供“托管服务”的服务项目,即:对运行于各专业部门的专业应用系统提供设备托管服务,以减轻其在IT专业领域内的维护压力。在此基础上,数据中心应逐步扩大并深入服务的范围和内容,逐步由设备托管向平台托管,乃至系统托管过渡,并最终实现对单位内部所有主要业务系统的集约化、专业化和规范化维护;而这一理想结果,也为单位内部系统及资源的整合奠定了坚实的基础。
总之,以“下一代绿色数据中心”为目标,以提供共性的资源共享、应用服务,以及资源的高效利用、应用业务系统的规范化整合和专业化技术服务为主要内涵,是气象行业专职IT部门未来可供选择的发展方向之一。
5.结语
名称并不重要,明确目前及今后一段时间内气象行业对信息技术部门的显性及潜在的需求,查找出关键问题所在,继而确立未来的发展方向,才是当务之急。而将确立的发展内容用大家耳熟能详的名称凝聚成一个有形的实体,进而树立为未来整体发展目标,对于达成共识、凝聚合力是十分重要的。
气象数据中心也许是一个可供参考的选择。
参考文献:
【1】朱伟雄,王德安,蔡建华编译:《新一代数据中心建设理论与实践》,人民邮电出版社出版,2009年8月。
【2】虚拟化与云计算小组:《虚拟化与云计算》,电子工业出版社,2009年10月,第一版。
【3】埃森哲:政府行业数据中心发展趋势,2009年。
【4】沈文海等:《气象行业中各类IT部门的职责分析》,《气象软科学》,2009年第四期。