信息化管理网络基础设施建设

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【题目】森林资源信息化管理模式探析
【第一章】森林资源信息化发展研究绪论
【第二章】森林资源与信息化理论知识及相关技术
【3.1 - 3.2】信息化管理网络基础设施建设
【3.3】信息系统统一数据平台设计
【3.4】信息化大数据云平台详细设计
【第四章】基于大数据云平台的森林资源信息管理系统设计
【结论/参考文献】浙江省森林资源信息化方案研究结论与参考文献

　　3 浙江省森林资源信息化管理新模式研究

　　3.1 总体框架设计。

　　浙江省林业厅是全省森林资源数据中心，因此以浙江省林业厅为建设中心，探讨设计森林资源信息化管理新模式。建设林业厅信息化的 Iaas（Infrastructure asa Service:基础设施即服务）层、Daas（Digital Audio Analyser System:数字音频分析系统）层以及在此基础上建设可视化应用层。在 Iaas 层和 Daas 层同时建设 IT服务保障和 IT 服务管理。

　　在林业 Iaas 层分别建设跨厂家的物理资源池和虚拟资源池。其中物理资源池包含计算资源池、存储资源池、网络与安全资源池。在虚拟资源池的基础上建设林业厅基础设施云，为大数据等提供服务。在林业 Daas 层建设森林资源大数据平台，实现大数据的统一分析与建模，并在统一数据平台进行管理。

　　细化分析得出浙江省林业厅大数据云平台建设的整体框架。

　　目前云数据管理技术发展十分迅速，随着 NoSQL[46]运动的发展，这种云环境下的数据处理算法[47-51]层出不穷。主流的云数据库有 Google 的 BigTable[52],以及其它两个在 BigTable 原理基础上的开源实现 HBase[53]和 HyperTable[54].

　　HBase 是开源的 Apach 项目，现已在 Facebook 和 Twitter 上得到广泛应用[55].

　　HyperTable 则是以 C++来实现的，目前在百度上得到了成功的应用[56].BigTalbe运行在 GFS 之上，HBase 运行在 HDFS 之上，而 HyperTable 运行在 KFS、HDFS和 GFS 之上[57].在计算模式上，BigTable、HBase、Hive 和 HyperTable 均四基于 Map Reduce 的计算模式[58-61].而 VoldeMort、PNUTS 和 SQL AZURE 则仍然以基于关系数据库的计算模式为主[62].而 HadoopDB 则是一个关系数据库和云数据库的混合[63-64],他它同时提供关系数据库的 SQL 接口和 Map Reduce 的 API访问方式。

　　综上所述，利用云计算的分布计算及互联网特性，可为本研究的应用提供数据的中心管理、资源虚拟化及海量的数据处理能力。目前的主要研究内容是是构建网络基础设施，基于现有的数据库群，设计搭建森林资源信息管理新系统。浙江省已有的森林资源数据库都以关系型数据库为主，因此本研究设计采用HadoopDB 的数据处理算法实现与现有数据库群的 SQL（Structured QueryLanguage:结构化查询语言）访问，同时基于 Map Reduce 实现云计算模式进行搭建云平台框架。根据著名的 CAP 理论[65],任何一个数据库不可能同时满足 CAP（一致性、可靠性和分布性）理论中的三个，考虑到本研究主要目标为信息挖掘和数据的可视化展示，因此设计中将重点考虑可靠性和分布性的设计，兼顾数据的一致性。

　　3.2 网络基础设施建设。

　　3.2.1 省级网络部署架构。

　　省林业厅主要以虚拟化的方式建设林业信息化大数据中心，该数据中心部署在省电子政务外网 VPN（Virtual Private Network:虚拟专用网络）2 公共资源区。

　　省电子政务外网 VPN2 主要用于部署森林资源大数据平台、林业电子政务平台、林业应急联动平台等省、市、县三级通用的内部系统，这些系统都将部署在省电子政务云上；基于重要敏感数据的安全性，一些涉及到不宜放置在公网的系统平台将部署在政务内网中；省电子政务外网 VPN1 公共服务区主要部署林业公众服务平台、林业产业化支持平台等对社会公众提供服务的系统平台。

　　省政府、省级各部门、林业厅办公大楼外各部门、各市县林业局可以通过电子政务外网 VPN2 访问部署在电子政务外网 VPN2 应用服务区的各个系统平台；互联网用户通过 Internet 网络访问部署在电子政务外网 VPN1 公共服务区的各个系统平台；林业数据采集可通过移动终端、物联网等高新技术采集数据后通过VPN/APN 将数据传输到大数据中心。

　　在各森林资源分布区域进行物联网基础建设。建设 RFID、二维码、温度传感器、湿度传感器、条形码、雷达等数据采集设施，通过使用终端将数据传输至云端大数据中心。

　　3.2.2 市级网络部署架构。

　　在电子政务外网的基础上，利用省森林资源大数据平台和省厅业务平台提供的接口，各个市级单位根据自身需求分别建设符合自身需要的林业信息化系统，根据系统内容的面向对象、信息敏感度分别部署在政务内网、政务外网 VPN2和 Internet 公网；同时利用电子政务外网 VPN2 使用省统一建立的林业信息化平台的云终端和省林业厅进行数据的交互。市级林业信息化建设部署框架。

　　3.2.3 县级网络部署架构。

　　在电子政务外网的基础上，利用省森林资源大数据平台和省、市业务平台提供的接口，各个县级单位根据自身需求分别建设符合自身需要的林业信息化系统，根据系统内容的面向对象、信息敏感度分别部署在政务内网、政务外网 VPN2和 Internet 公网；同时利用电子政务外网 VPN2 使用省统一建立的林业信息化平台的云终端和省林业厅进行数据的交互，实现基层数据采集后的上报、完善省森林资源大数据平台；按照市林业局信息化建设的需要，通过政务外网实现与市林业局信息化的对接。县级林业信息化建设部署框架。