云GIS架构体系的思考---吴信才教授在第三届高校GIS论坛上的演讲实录

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吴信才教授在第三届高校GIS论坛上的演讲实录最近一段时期，云的声音越来越强，到处都讨论云，从IT的行业到信息领域，到处无处不谈云，可谓是无云不成章，云是代表当今最先进的技术。从云到云计算，到云GIS。
我在这里，跟大家讨论一下云GIS的最大影响点就是体系架构，来跟大家一起探讨，把我们前段时期研究云GIS体系架构的一些体会，跟大家一起讨论，供大家参考。
关于云的来历，实际上云也不是很新奇的东西。早在计算机发展到一定时期，60年代，在分布式操作系统和超大集成电路用在计算机开始就有云的概念了。当时计算机可以说是集成电路诞生以后，一台大型计算机或者巨型计算，当时我们大型计算机可能比不上现在一般的计算机，从那时候开始很多设备要解决计算速度和存储问题，很多计算机有很多CPU在同时工作，在同一栋楼里面通过各个终端提供给多个用户进行工作。每个用户对信息的设备都等同于独占一台计算机一样，那时候是云的改变，我不知道有多少台，但我知道有计算机，有存储器，有CPU，但存储器和CPU是由很多设备组成的，而且很多人在共同用这个东西，所以云的概念就出来了。
到了90年代末，互联网网站上出现了，在网站上可以把计算机资源提供给用户，这样的网站形成了云的概念的集，我们没有用计算机，没有用硬件，但是我可以在网上可以用我的系统，不需要人维护，不需要人开发，比如说客户发生管理系统等等就在网站上出现，这是云的第一个里程碑。
在2002年亚马逊提出允许私人租用计算机等等，到现在，在国际上很多公司巨头开始研究云计算。
从另外一个方面来讲，云计算从并行计算到分布式计算，到网络计算，到云计算，这个发展也是很迅速的。
什么叫云呢？我们说云是模糊的概念，不知道它的来源，有很多人说像电、水一样，我只要用，打开龙头、插上电源就可以用，但这个水的来源不用考虑，这就是云。
云和云计算是不一样的，云有狭义和广义之分，狭义云是要用不同的计算资源，广义云是要提供服务，这两个概念有两个层次。
云计算和云是有区别的，云就是机器提供。云计算是通过提供一些功能，然后多方面提供的功能组合起来，按新的需求来组合起来，能够组合、能够搭建起来计算模式，所以云和云计算是有区别的。
云发展起来肯定需要一个体系架构支撑。什么样的体系架构能够支持云计算和云的发展？
先从体系架构技术发展来看云计算什么样的体系架构能适合云计算？我们说体系架构的发展经过三个时期，第一个，面向过程体系架构。第二个面向系统的体系架构。第三个是面向服务的体系架构。一般来说，面向系统的体系架构已经发展很多年，很成熟了。在最近一段时期，面向服务体系架构出现了，需要云，需要在互联网也好，或者需要在IT行业用这个服务。
面向服务的体系架构是不是能适合云计算呢？我们要看面向服务的体系架构的本质。现在所谓面向服务的体系架构是向面向系统发展的，在面向服务和系统的体系架构上是需要面向服务，那么我提供服务接口，这样形成面向服务的体系架构，也就是说，促使着SOA体系架构。这个体系架构可以说是适合云，但适合不了云计算。云计算跟云有区别，云就是提供服务，云计算是要把很多功能组合起来形成新的云，产生新的云细胞，由不同的厂家或者不同方面的云细胞组成成新的云，这种是云计算。现在在传统的SOA面向服务架构的体系上适用不了云计算，为什么？它不能组合，传统的SOA面向服务的体系架构是没有办法重新组合，因为是跟数据、环境有关的，所以不能重新组合新的云细胞，不能适合云计算，只能适合云。我提供服务，我要有多少功能提供网上服务，我不可能重建。SOA架构是一种机台式的SOA体系架构，不是真正能够进行云计算的体系架构。
由于这些体系架构的功能跟数据是耦合，不能移动，没办法适应新云结构的能力。适应云GIS也叫云计算，云GIS的体系架构所应具备的条件。
第一个，功能与数据要分离。以前说过，软件要移动，这个到现在还移不起来，如果功能不能移动，软件不能移动，你说云能移起来吗，能飘起来吗，能重组吗，能从单一的云细胞聚合成新的多个云细胞，是不可能的，必须是功能与数据相分离。台机式的面向服务是跟数据有关，跟平台有关的，没办法适应云GIS的发展。适应云GIS的发展必须松耦合、可移动性，使得云功能、云细胞可移动。可以随意插拔，部署比较方便。可扩展性。
第二个，功能可搭建。高可重复，根据需要。广大用户或者社会上的需要，根据我的需要很容易聚集新的云，聚集新的应用。可随业务的变化灵活定制，这可以随时调整。这都是云的特色。
什么样的体系架构能够适合云GIS呢？我们通过几十年的研究，我们提出悬浮式的SOA体系架构，跟我们社会上讲的SOA体系架构不一样，过去是电机式平台上加上我的服务接口，现在基本上都是这样的，加上服务接口就形成SOA体系架构，不是那么回事，这是跟数据紧密相连的，是随着平台，是跟部门、平台结合起来的。悬浮式体系架构才能够适合云计算。
悬浮式体系架构的特点：
第一个，可伸缩性。资源是可以聚合，根据需要，根据业务属性可以聚合，可以重新定制。
第二个，自适应性，规模可以动态伸缩，可以满足应用和用户大规模增长的需要。计算节点或者说细胞，细胞都可以随时替换，一个云细胞出了问题，新的云细胞可以随时聚集过来，可以替换。生命力比较长，体系架构和生命力是比较强的。提供无限多的千变万化的应用。
架构性能是一种柔性架构。刚才说到面向机电式、台机式是刚性架构，是可扩展性的，没有再生能力，一般都是一个公司做的东西，最后要替换，这种是很不科学的。另外是动态平衡，我们在互联网上叫做动态平衡。在这种架构下可以无限扩展。
mapgis是我们这几年研究出来的面向云计算、云服务的体系架构服务。从这里能看到最基本的一点，是跟数据是分离的，是分耦的，现在这种体系架构任何的数据，各种数据库里面可以跟数据分离，跟另外的数据组合起来。另外看一下这几层，最底层的是MAPGIS悬浮视微内核群，它跟数据可以分析，他自己的细胞液可以重新组合。这是一个示意图，微内核和中间件等等功能组合起来。最上面一层是工具/模型池，过去功能库、组件库、构件库，这些都是非常耦合的，不能搭建的，也不能离开的，所以我们提出功能仓库，也就是功能模型。左边的示意图是说明中间层的工具/模型的。最上面一层可以按需求、任务来提供服务。再一个按行业、规模、流程、业务定制新的系统。
这是GIS的架构，从这个架构我们可以看出在应用角度上也可以适合，像自来水、网络的应用，可以通过这个体系架构适合对所有社会提供服务。下面是通过这个云，平地用户跟生产厂家，这边是提供，这边是生产，这边是消费，消费者和生产者之间不会有任何关联，这就是这个云基本上的利用架构图。
我们在这段时期，对云计算、云架构的一种体会，提出来供大家参考，我的发言完毕，谢谢！

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