數(shù)字政府云原生基礎設施白皮書第一章

數(shù)字政府建設背景和趨勢1.1

政策加碼推動數(shù)字政府建設全面提速國家相繼發(fā)布一系列政策推動“互聯(lián)網(wǎng)

+

政務服務”建設，各地通過構(gòu)建一

體化網(wǎng)上政務服務體系，推進跨層級、跨地域、跨系統(tǒng)、跨部門、跨業(yè)務的協(xié)同管理和服務，越來越多的政務

服務事項實現(xiàn)了“最多跑一次”、“指尖辦、掌上辦、刷臉辦”。加快數(shù)字社會建設步伐，提高數(shù)字政府建設水平，營造良好數(shù)字生態(tài)，建

設數(shù)字中國。提高數(shù)字政府建設水平，將數(shù)字技術廣泛應用于政府管理服務，推動政

府治理流程再造和模式優(yōu)化，不斷提高決策科學性和服務效率。多項政策的密集出臺科學指導數(shù)字政府建設，

加速了數(shù)字政府在各地落地生根的進程。尤其是面對突如其來的新冠疫情，數(shù)字化治理手段為成功阻擊疫情發(fā)揮了重大作用，可以預見，在未來幾年里國內(nèi)數(shù)字政府建設將進一步提速。1.2

數(shù)字政府基礎設施迎來新發(fā)展當前，各地數(shù)字政府的建設目標是在保障安全的基礎上，進一步實現(xiàn)政務領域服務一體化、數(shù)據(jù)共享化、

治理智能化、響應實時化。數(shù)字政府基礎設施是承載數(shù)字政府各類業(yè)務的底座，從技術角度來看，面對數(shù)字政

府的業(yè)務需求，當前以政務云為底座的數(shù)字政府基礎設施存在資源共享難、業(yè)務建設成本高，缺乏精細化運營、

資源供給粗獷，系統(tǒng)邊界不清、業(yè)務端到端交付效率低等問題。為解決以上問題，政務云作為數(shù)字政府的核心平臺，其建設模式需要全面升級，從“云資源集約化”向“政務應用集約化”轉(zhuǎn)變。云原生技術是政務云進行新一輪升級、達成以上目標的重要支撐，圍繞云原生

2.0

的理念實現(xiàn)政務云建設

模式、運維模式、運營模式的新一輪升級，進而加速數(shù)字政府建設的全面升級。下一階段，政務云建設的首要

核心是將傳統(tǒng)的云基礎設施升級為云原生基礎設施，進而為政務應用提供更高性能的運行底座，跨不同廠商公

有云、公有云與私有云進行統(tǒng)一管理的平臺，統(tǒng)一的政務應用生命周期治理標準，實現(xiàn)全業(yè)務共平臺運行，提

升整體資源利用率。同時，實現(xiàn)跨云的通用能力、資源共享，減少重復建設，并基于統(tǒng)一的云原生治理標準，

實現(xiàn)業(yè)務應用從開發(fā)、集成，到監(jiān)控、運維的統(tǒng)一管理，達到應用級可視可管、精細化資源運營、標準化可共享的效果。第二章

云原生基礎設施是下一代政務云建設的核心2.1

云原生基礎設施在數(shù)字政府中的位置2.1.1

當前政務云基礎設施現(xiàn)狀隨著提出“建設數(shù)字政府”的要求，數(shù)字政府的創(chuàng)新建設成為政府數(shù)字化改革

的核心方向，而在疫情發(fā)生后，構(gòu)建依托數(shù)據(jù)的數(shù)字政府系統(tǒng)成為各界的廣泛共識。但隨著各地數(shù)字政府建設

的深入推進，傳統(tǒng)的政務云架構(gòu)和方式對業(yè)務快速創(chuàng)新、規(guī)模持續(xù)擴大、復雜度和智能化升級的核心訴求逐漸

“力有不逮”。在傳統(tǒng)模式下，政務云的建設重在建設資源，政務應用系統(tǒng)與資源缺少協(xié)同；建設分層實施，資源和應用獨立、粗獷式發(fā)展。一般而言，其建設方式，都是由承建部門進行政務云基礎設施和平臺服務的建設，為職能部門業(yè)務提供計算、存儲、網(wǎng)絡等基礎資源；而由職能部門招標

ISV廠商，開發(fā)政務系統(tǒng)應用，

基于承建部門的基礎設施進行應用的部署和運維。比對政務云面向數(shù)字政府建設的核心訴求，這種方式有著三

方面的問題：1）共享難，職能部門間的公共模塊和資源難以共享傳統(tǒng)方式下，每個職能部門的政務系統(tǒng)應用的開發(fā)都是完全獨立的，而在各委辦局的政務系統(tǒng)中，實際存

在大量的公共的組件，如數(shù)據(jù)庫、中間件、標準技術組件、監(jiān)控系統(tǒng)，甚至某些核心業(yè)務組件也存在架構(gòu)和業(yè)

務邏輯的相似。而相互獨立的開發(fā)模式下，每一個委辦局的業(yè)務系統(tǒng)，都需要

ISV從頭設計與開發(fā)，必然導致開發(fā)周期冗長；同時面對層出不窮的新技術，要求每一個

ISV都具備各類新技術的研發(fā)和運維能力，進一步增

加了系統(tǒng)研發(fā)的周期與成本。2）資源供給粗獷，運營與管控能力薄弱，資源利用率低與開發(fā)方式類似，在傳統(tǒng)方式下，每個委辦局的政務系統(tǒng)，對資源的使用也是割裂的。每個政務系統(tǒng)都會根據(jù)業(yè)務規(guī)模的預估，向承建部門進行基礎設施資源的申請，之后獨占這些資源。在這種情況下，基礎設施的資源利用率必然處于較低水平。原因在于為了保證政務系統(tǒng)運行的穩(wěn)定，對業(yè)務資源的預估往往會高于業(yè)務的

實際使用量，個別無法準確預估的特殊場景和業(yè)務，甚至會遠高于業(yè)務的實際使用量。而作為基礎設施提供者的承建部門，由于缺乏以應用為核心的監(jiān)控與彈性伸縮能力，往往無法在委辦局業(yè)務上線后對資源進行動態(tài)調(diào)整，只能隨著業(yè)務規(guī)模的持續(xù)擴大，被動的對某個委辦局的資源需求做出擴容響應，

而無法從全局角度實現(xiàn)資源的整體規(guī)劃與共享，導致無法有效提升資源利用率。3）邊界不清晰，應用缺少統(tǒng)一標準，應用系統(tǒng)故障定界困難在傳統(tǒng)方式下，應用系統(tǒng)的故障定界困難是一個普遍的問題，對于承建部門與職能部門而言，在政務云的運維流程中，由于基礎設施和應用系統(tǒng)的分層實施與維護，運維系統(tǒng)往往是割裂的兩層系統(tǒng)，導致問題的定位較為低效。承建部門不理解也無法感知應用系統(tǒng)的運行指標，職能部門與

ISV也無法感知基礎設施的運行指標。

在發(fā)生問題時，雙方都只能從各自的角度嘗試定位，多數(shù)情況下就會導致問題定界的困難，從而無法快速的定

位問題根因，進而快速修復問題。2.1.2

云原生時代數(shù)字政府對基礎設施的核心訴求為了解決三個關鍵問題，在數(shù)字政府建設中，要求政務云建設思路從“云資源集約化”向“政務應用集約化”的方式轉(zhuǎn)變，全面構(gòu)以應用為中心的建新型政務云。以政務系統(tǒng)為著眼點，帶動云資源建設，統(tǒng)籌實施，實現(xiàn)精細化運營和可視化管控。在新一輪的政務云升級建設中，應用開發(fā)將從傳統(tǒng)的非標準化向新型的標準化方式轉(zhuǎn)變；資源供給也將從

粗粒度的供給方式向精細化管控的方式轉(zhuǎn)變；業(yè)務運維將從割裂的運維方式向統(tǒng)一的、應用與資源深度融合的運維方式轉(zhuǎn)變。因此，下一代政務云的建設對基礎設施的能力提出了三大核心訴求：1）提供通用的業(yè)務運行底座，跨云、跨地域的統(tǒng)一管理的架構(gòu)，實現(xiàn)全業(yè)務共平臺運行，部門、區(qū)域間的公共化能力、模塊化能力、資源共享能力；2）實現(xiàn)大規(guī)模的跨云資源統(tǒng)一供給，減少資源重復建設，對業(yè)務進行精細化資源分配，從政務云整體層面大幅提升資源利用率；3）規(guī)范業(yè)務應用從開發(fā)、集成，到監(jiān)控、運維的統(tǒng)一標準，進而實現(xiàn)業(yè)務全局可視可管、精細化資源運營、問題清晰定界；三大核心訴求的本質(zhì)，就是構(gòu)建以應用為中心的云原生基礎設施，進而實現(xiàn)從應用角度出發(fā)，實現(xiàn)統(tǒng)一

政務云業(yè)務生命周期的全面管控，提升數(shù)字政府的運轉(zhuǎn)效率。2.2

云原生基礎設施相比傳統(tǒng)基礎設施的優(yōu)勢和價值云原生基礎設施具備“業(yè)務全局化可視可管、資源精細化運維運營、能力標準化共享互通”

等特點，可

以幫助有效提高數(shù)字政府業(yè)務的多元化水平，為數(shù)字政府各參與方和相關環(huán)節(jié)注入新的價值。2.2.1

降低運維門檻，提升資產(chǎn)利用率資源及應用運維更簡單：云原生基礎設施高度自動化的資源管理能力、全景可視的資源與應用一體化的監(jiān)

控與運維能力，極大簡化了運維人員發(fā)現(xiàn)問題、定位問題、解決問題的復雜度，提升了運維效率；問題定位邊界清晰：云原生技術標準、開放的特點，使得基于該技術構(gòu)建的基礎設施、應用之間有明確的

構(gòu)建邊界，結(jié)合高效的運維工具，當系統(tǒng)發(fā)生故障時，可以快速定位問題邊界；資源流轉(zhuǎn)率提升：云原生基礎設施輕量化的特點，使得資源的管控粒度更細、擴容效率更高，例如，面對

業(yè)務高峰期，無需提前配備過多冗余資源，而是根據(jù)業(yè)務量靈活彈性擴容到公有云上，進而減少整體建設支出，

實現(xiàn)資產(chǎn)效益的最大化，提升了資產(chǎn)的流轉(zhuǎn)率。2.2.2

保障業(yè)務高可靠，賦能業(yè)務創(chuàng)新系統(tǒng)穩(wěn)定性提升：資源故障自動遷移的技術能力，能夠為職能部門提高系統(tǒng)穩(wěn)定性、自愈性，可以有效預

防因為基礎設施資源的問題導致的業(yè)務中斷；系統(tǒng)扛沖擊力提升：應用實例秒級彈性擴容的技術能力，能夠為職能部門的業(yè)務系統(tǒng)提供可靠、高效響應

的抗流量沖擊能力，業(yè)務系統(tǒng)可靠性進一步提升；技術共享能力提升：公共能力的貨架化技術能力，能夠為職能部門提供部門間的技術共享，加速職能部門

對新技術的應用，賦能業(yè)務創(chuàng)新。2.2.3

應用交付標準化，加速構(gòu)建豐富政務云生態(tài)對于數(shù)字政府參與方

ISV廠商來說，一方面，云原生基礎設施可以通過統(tǒng)一的技術標準，規(guī)范廠商的應用

開發(fā)標準，實現(xiàn)數(shù)字政府中應用架構(gòu)、技術的統(tǒng)一，不僅有效提升運維和運營體驗，也為長期業(yè)務發(fā)展打下了

良好的基礎；另一方面，對于政務應用，也因為統(tǒng)一標準，實現(xiàn)了應用運維的標準化、自動化。組件的標準化開發(fā)、交付：可以加快應用上線周期，提升運維效率，從而端到端縮短

ISV的項目交付周期、

降低交付人力成本；公共組件能力貨架化：為

ISV提供通用能力組件的共享機制，降低

ISV對新技術的學習門檻和成本，同

時對于某些技術專長的

ISV，還可以通過貨架化的能力，在政務云上形成新的商業(yè)模式，二次盈利，從而驅(qū)動

政務云上的生態(tài)建設。第三章

構(gòu)建成熟的云原生應用生態(tài)加速下一代政務云建設電子政務時代，重點是實現(xiàn)政府辦公的自動化和信息化，并進一步把政務業(yè)務從線下搬遷到政務云上，這

種形態(tài)可以成為

ONCLOUD，通過將計算、存儲、網(wǎng)絡資源池化，解決了固定基礎資源部署難和擴容難的問

題，而業(yè)務本身還沒有脫離煙囪式架構(gòu)，存在應用重復建設、數(shù)據(jù)信息孤島、IT能力共享難、業(yè)務創(chuàng)新慢等問題，

難以滿足構(gòu)建全社會化數(shù)字政府的訴求。3.1

統(tǒng)一標準助力政務應用實現(xiàn)全生命周期統(tǒng)一管理3.1.1

定義資源標準，實現(xiàn)應用的統(tǒng)一交付、部署不同

ISV基于自身不同的技術優(yōu)勢，所開發(fā)的應用隨語言、架構(gòu)的不同而千差萬別，這就增加了將業(yè)務部

署在同一政務云平臺，并實現(xiàn)業(yè)務間高效協(xié)同的難度。借助云原生開放、標準化的優(yōu)勢，為應用定義統(tǒng)一的構(gòu)建標準、交付標準，并打造開放、標準、統(tǒng)一的運行平臺，屏蔽基礎設施的差異性，進而實現(xiàn)應用一次開發(fā)、

隨處部署、無差異化運行。3.1.2

定義應用管理標準，實現(xiàn)應用統(tǒng)一運維傳統(tǒng)模式下政務應用存在與資源相互割裂的問題，由于運維團隊、運維模式各不相同，出現(xiàn)系統(tǒng)故障時系

統(tǒng)定位定界不清晰，需要構(gòu)建一套統(tǒng)一的基礎設施與應用層的運維話術及標準，實現(xiàn)以業(yè)務應用為中心的標準

化、統(tǒng)一化的運維模式，不僅可以降低單系統(tǒng)自身的運維復雜度，提升端到端的故障定位及解決效率，還有利

于構(gòu)建跨地域、跨系統(tǒng)、跨平臺、跨云的分布式政務云體系。3.2

云原生服務市場為數(shù)字政府提供開箱即用的業(yè)務能力基于云原生技術構(gòu)建的下一代政務云不僅為數(shù)字政府提供統(tǒng)一的資源和應用管理，還能以應用標準為基礎，

面向各類政務應用中通用的中間件和基礎服務建設數(shù)字政府應用市場，減少重復開發(fā)和資源浪費，形成統(tǒng)一、

良性的數(shù)字政府應用生態(tài)，這也有利于推動面向政府的各類應用企業(yè)快速發(fā)展。3.2.1

共享基礎中間件提升系統(tǒng)穩(wěn)定性常見的消息、緩存、數(shù)據(jù)庫等中間件應用，承擔了數(shù)據(jù)交互、數(shù)據(jù)存儲的重要責任，幾乎每個業(yè)務系統(tǒng)都

會用到。對于有數(shù)據(jù)共享強烈訴求的政務系統(tǒng)來說，如果相同功能的應用由不同

ISV提供，可能存在版本不一、

協(xié)議不同，在可靠性、可用性、穩(wěn)定性等方面存在巨大差異，是造成系統(tǒng)不穩(wěn)定的潛在因素。因此，不同應用

共享統(tǒng)一的基礎中間件，才能提高集成和運維效率。3.2.2

不同地域相同職能的業(yè)務系統(tǒng)可復制相同職能的政務系統(tǒng)其核心功能高度相似，教育局主要處理教育問題，稅務局主要處理稅務問題，不會因

為地域不同就天壤之別。因此，同一套政務解決方案，適用于不同地域相同職能的系統(tǒng)，各地域在基礎的解決

方案之上再添加地域特有的應用和功能，不會影響各地域的職能的特殊性。3.2.3

發(fā)展本地服務生態(tài)，及時響應和支持系統(tǒng)問題各省市的本地化業(yè)務軟件供應商可以構(gòu)建統(tǒng)一的應用生態(tài)，在省、市范圍內(nèi)實現(xiàn)跨不同地域，不同時期的資源復用，即使存在早期資源建設割裂的問題，也可以基于云原生基礎設施在云原生應用層面實現(xiàn)資源共享，

進而促進本地供應商的云原生能力孵化、沉淀，帶動本地化軟件開發(fā)商的創(chuàng)新和發(fā)展，提升業(yè)務系統(tǒng)的本地化

服務能力、縮短業(yè)務系統(tǒng)的故障處理周期。第四章

云原生在數(shù)字政府中的典型應用場景及價值4.1

場景一：市民類業(yè)務的業(yè)務彈性場景目前政府越來越多的通過互聯(lián)網(wǎng)、App等形式為市民提供政務服務，極大的方便了市民辦理各類業(yè)務，也提升了服務效率。市民服務類業(yè)務，由于面對的是全體市民，且很多業(yè)務有很強的時

效性，高峰期的業(yè)務量可能是平常業(yè)務的幾十倍甚至數(shù)百倍，對后端的業(yè)務應用和支撐平臺帶來巨大的壓力，

需要增加資源才能面對突發(fā)或是高峰業(yè)務，業(yè)務彈性要求平臺和業(yè)務應用應具備相

應的彈性。4.2

場景二：創(chuàng)新業(yè)務敏捷交付場景業(yè)務敏捷性，是指業(yè)務從需求提出到應用開發(fā)、測試、上線運行高效快速，然后業(yè)務不斷更新、增強，并

不斷持續(xù)上線。我國各級政府是社會治理和經(jīng)濟調(diào)控的核心，隨著治理需求和治理能力的增強，數(shù)字化的治理

手段需要覆蓋各類宏觀、微觀的場景，既能進行經(jīng)濟運行分析，也要支持社區(qū)網(wǎng)格化管理，而且還要不斷應對

諸如新冠疫情這樣的突發(fā)事件。因此，數(shù)字政府的業(yè)務需要具備高度的敏捷性，支持快速的開通、上線與不斷

的優(yōu)化、升級、更新。4.3

場景三：業(yè)務跨云跨平臺監(jiān)控場景政府部門不是技術運維機構(gòu)，數(shù)字政府的各類資源、系統(tǒng)、應用需要支持以可視化的方式進行監(jiān)控、管理，

讓政府機構(gòu)能夠直觀的了解系統(tǒng)運行情況，并進行應用數(shù)據(jù)的高效分析與展示，提高系統(tǒng)的運維效率和應用的

管理水平。當前政務云，各個委辦局申請?zhí)摍C，業(yè)務應用和支撐應用的中間件、數(shù)據(jù)庫、大數(shù)據(jù)等均由各應用承建廠

商部署在虛機上，往往缺乏專業(yè)的應用監(jiān)控和整體監(jiān)控，導致委辦局對運行的業(yè)務缺乏可視和可觀察性，政數(shù)局也對各個委辦局的業(yè)務運行狀況缺乏感知，導致用戶訪問不通暢時，委辦局不能第一時間獲知，政數(shù)局也無法知道各委辦局的業(yè)務運作狀況，是資源不足抑或是資源空閑。4.4

場景四：業(yè)務可用性和連續(xù)性保障場景當前數(shù)字政府承載了大量的政務業(yè)務應用，和政府職責和市民生活密切相關，業(yè)務的可用性關乎國計民生。

很多面向市民的業(yè)務通過互聯(lián)網(wǎng)和App的形式對外提供服務，市民可以

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小時訪問業(yè)務。同時在數(shù)字政府建設過程中，還需要考慮技術供應鏈的連續(xù)性

問題，確保相關技術不會因外界因素干擾而無法供給。第五章

未來展望云原生基礎設施加速數(shù)字政府建設和創(chuàng)新:未來，數(shù)字政府所覆蓋業(yè)務場景將更加豐富，作為數(shù)字政府底座的政務云建設將呈現(xiàn)出“管理更高效、運營更精細、共享更通暢”的趨勢，云原生技術憑借“開放、敏捷、標準”的優(yōu)勢，結(jié)合分布式云“全場景覆蓋、

便捷安全接入、無差別體驗、精細化治理”等特點，將極大加速政務云達成這一建設目標。未來，“云原生

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分布式云

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應用生態(tài)”的模式，必將在政務云建設中全面實施，加速數(shù)字政府的建設和創(chuàng)新。精