云+AI+5G驱动的数字化转型实践之道

云+AI+5G驱动的数字化转型实践之道全面、系统、深入地阐述了数字化转型的基本概念、技术框架、演进策略以及解决方案。云+AI+5G驱动的数字化转型实践之道不仅论述了从科技革命引发产业变革，到数字经济时代引发社会变革的发展脉络，还提出并阐述了以云计算、人工智能和5G技术应用为核心形成的“数字化力”，帮助读者建立起数字化转型的系统思维，产生认知飞跃，从而更好地完成企业的数字化转型与个人职业生涯规划。

全书由3篇共11章组成，第1篇包括第1章新科技革命引发产业革命，第2章数字经济时代已经到来，第3章数字化转型的概念、技术框架及意义；第2篇包括第4章云计算技术及解决方案，第5章信息安全技术及解决方案，第6章大数据技术及解决方案，第7章人工智能技术及解决方案，第8章5G技术加速产业变革和企业数字化；第3篇包括第9章企业数字化转型的策略与路径，第10章企业数字化转型向云演进案例，第11章企业数字化转型之信息安全实践案例。

云+AI+5G驱动的数字化转型实践之道内容兼顾普及性和专业性，理论、技术、策略与实践相结合，尽可能照顾不同层次的读者。云+AI+5G驱动的数字化转型实践之道不仅适合作为大专院校相关专业的教材，也可作为企业管理人员、CIO、CTO、IT从业人员、政府相关工作人员日常学习和工作的参考用书。

雷万云博士，教授级高级工程师，先后从中国电子科技大学、西安交通大学、西北工业大学毕业，分别获得电子信息科学技术专业的学士、硕士和博士学位，并在德国技术物理研究院学习工作二年。

雷万云博士是国家电子信息技术领域的技术专家，曾任国家某大型国防科技研究所副所长，国家电子信息技术学报编委会主任、主编，中国医药集团信息部主任，中国医药集团信息化专家组组长，国资委信息化专家组专家；有30余年信息化、数字化方面的研究与开发、实施和管理经验，是管理与信息化、数字化方面的专家，国家认证的高级企业信息管理师，尤其对集团企业和医药行业的信息化建设、数字化转型有深刻的理解和丰富的实践经验；现为全国信息化和工业化融合管理标准化技术委员会委员，中国企业数字化联盟理事长。

近年来致力于企业云计算和数字化的研究，并著有《云计算——企业信息化建设策略与实践》《云计算——技术、平台与应用案例》《信息化与信息管理实践之道》《信息安全保卫战》《工业4.0——概念、技术及演进案例》及本书等企业数字化与云计算方面的畅销书。

前 言

　　纵观人类社会和科技发展史，不难看出，科技革命必将引发产业革命。当前，以云计算、大数据、人工智能和5G为代表的新一代信息与通信技术（ICT）的发展，加快催生了新一轮的科技革命和产业变革，人们感受到数字经济正“扑面而来”。如何认识和把握当今世界科技发展的新趋势和新特点？如何牢牢抓住和把握新科技革命的历史机遇，我国企业又该如何适应数字经济时代的发展？如何实现我国传统企业的数字化转型和跨越式发展，并以科学、系统的方法向工业4.0迈进？这些问题正是本书要讨论的主题。本书系统地阐述了云计算、人工智能（AI）和5G等新科技推进产业变革和企业数字化转型的实践之路。

　　随着互联网主体逐渐渗透到企业以及全产业链与全生命周期，新ICT对消费侧革命已逐步完成，对供给侧的产业变革正在拉开序幕，人们正面临百年未有之大变局。在历史上最重要的四次产业革命中，我们在包括蒸汽机、电力、计算机及信息技术革命等三次产业革命中都错失良机，如何把握第四次产业革命的机会，收获数字化红利，实现企业甚至是产业的升级转型，已经成为传统企业面对崭新数字经济的挑战和机遇。

全球范围的数字经济浪潮势不可挡，发展数字经济已成为了全球共识。数字经济被称为是打开第四次工业革命之门的钥匙，亦形成继农业经济和工业经济后的一种新的社会经济发展形态。

　　云计算、AI与5G是Cloud 2.0的融合新技术，是新一代ICT技术的典型搭配，是ICT技术范式的转变，将产生“核聚变”效应来驱动产业变革和企业的数字化转型；新技术与企业业务、社会产业融通形成“核裂变”，推动万物互联迈向万物智能时代，使数字经济实现爆发式增长。未来世界的改变离不开云计算、人工智能和5G等新技术，产业之困亟须破解，但单点突破的能力有限，而5G解决了后移动互联时代的连接问题，云计算解决了大规模计算问题，人工智能则是令人充满想象的未来，具有价值倍增效应。

　　在全球范围内，数字经济早已占据了不止半壁江山，“平台之外无交易”已成为铁铮铮的现实，尤其在新冠肺炎疫情时期，数字化转型已是公认的必经之路。

　　如何在转型的路上激流勇进，而不是望洋兴叹？

　　如何让平台成为开疆扩土的利器，而不是成功道路上的绊脚石？

　　如何利用当前的数字契机，从一个数字化的“追随者”成为“领先者”？

　　虽然“领先者”的成功不可完全复制，但是破译它的成功基因与密码，势必会对求新、求变的企业有所启示和帮助，正所谓“他山之石，可以攻玉”。我们通过对数字化技术和

领先企业的长期观察与研究发现，它们的收入和盈利增长水平明显高于竞争对手，在数字创新方面也比其他企业走得更远，并成功地将物联网、云计算、人工智能和5G 等新技术融合到企业业务之中。

　　为了抓住机遇，找准数字化转型的演进策略与方法，社会各界必须正确理解数字化转型的概念内涵和基本技术框架，避免变成空洞的口号和浮躁的炒作，这将会阻碍而不是协同人们达成数字化转型的既定目标。新科技正在引领产业变革，如果错过了数字化转型的时机，可能错过的就是一个数字经济时代。

　　本书作为一本全面、系统、深入论述数字化转型的概念、技术架构、演进策略以及应用实践的专著，力求为所有对新技术和数字化转型感兴趣的读者理清思路，阐明相关知识与技术。

　　本书主要内容由数字化转型的概念及框架体系、数字化关键技术及解决方案、数字化转型的策略及演进案例共3 篇11 章组成。第1 篇包括第1 章新科技革命引发产业革命，第2 章数字经济时代已经到来，第3 章数字化转型的概念、技术框架及意义；第2 篇包括第4 章云计算技术及解决方案，第5 章信息安全技术及解决方案，第6 章大数据技术及解决方案，第7 章人工智能技术及解决方案，第8 章5G 技术加速产业变革和企业数字化；第3 篇包括第9 章企业数字化转型的策略与路径，第10 章企业数字化转型向云演进案例，第11 章企业数字化转型之信息安全实践案例。

　　本书是基于笔者在对云计算等新一代ICT 技术近十年的研究和企业数字化实践的基础上，携手深信服科技股份有限公司（以下简称“深信服”）的云计算、大数据、人工智能及信息安全专家们对新ICT 技术和企业数字化跟踪研究的基础上而写成的一本关于数字化转型的著作。首先，本书论述了由科技革命引发了产业变革，进而引爆了数字经济时代，并由此引发社会变革的历史脉络。其次，系统地阐述了数字化转型的概念内涵、技术框架、关键技术和解决方案，帮助读者掌握数字化转型的基本概念和系统知识。最后，作者提出并阐述了以新ICT 技术为核心的应用过程形成的一种新动力，即“数字化力”，并系统地论述了企业数字化转型的策略、路径及案例，使读者更进一步建立起数字化转型的系统思维和更多的实践体验，从而产生认知上的飞跃。这将对企业数字化转型和读者的职业生涯大有裨益。

　　本书的编写兼顾了普及性和专业性，理论、技术与实践相结合，尽可能照顾不同层次读者的需求。本书不仅适合作为大专院校相关专业的教材，也可作为企业管理人员、CIO、CTO、IT 从业人员、政府相关工作人员日常学习和工作的参考用书。

　　本书各章节都经过精心的设计和安排，有较强的逻辑性和实践性，并力求系统、全面、专业。如果您是企业管理人员，可以通过阅读第1 篇和第3 篇来思考企业战略、管理策略，了解如何基于数字化来成功实现企业的转型升级以及商业模式的创新，从而提升企业的核心竞争力，以适应数字经济时代的企业发展趋势。如果您是企业的CIO 或IT 人员，可以系统地获取数字化技术的知识和解决方案，以科学策略方法帮助企业数字化转型并向云演进，将更深入体会如何基于Cloud 2.0 技术融合来开展企业数字化建设，并尽早规划自己的职业生涯。如果您是行业数字化价值链上的一家解决方案公司或从事数字化技术开发、服务的IT人员，通过对本书的学习，可以更好地定位自己在产业链中的角色，了解数字化发展态势、商业模式、技术架构，从而进一步定位自己公司的产品、技术或服务。如果您是政府部门领导或工作人员，可以通过对本书关键章节的学习来为规划数字政府、区域或行业发展、标准制定和政府监管提供帮助。如果您是大专院校学生，可以从书中获得现有课本无法获取的知识，为完善自己的知识结构、及早规划职业生涯、走向社会提供良好的帮助。总之，本书是值得所有关注数字化技术的读者阅读的兼顾数字化转型普及与专业的参考书。

　　本书编委会主任由深信服科技股份有限公司董事长、总经理何朝曦担任，主编为雷万云。在编委会主任的协调下，雷万云编写了大纲和各章的主要内容，对全书内容进行了优化与统稿工作，并撰写了前言。其中，第1 章至第3 章由雷万云编写；第4 章由李明宇、雷万云、曹心驰编写；第5 章由訾然、郝轶编写；第6 章由梅杰、古亮编写；第7 章由孟宾宾、古亮、雷万云编写；第8 章由雷万云编写；第9 章由雷万云、訾然编写；第10 章由李明宇、曹心驰编写；第11 章由訾然、郝轶编写。

　　本书是笔者多年从事企业数字化理论研究与实践的积累和总结，也是深信服专家团队长期对数字化技术研究成果、产品和解决方案的呈现，是集体智慧的结晶、团队合作的成果。因此，我们要感谢的专家、朋友实在是太多了，这里谨向在本书写作过程中参与编写的作者、给与支持的家人和朋友们表示衷心地感谢！感谢深信服董事长、总经理何朝曦先生热情支持本书的编写工作并担任本书的编委会主任，以及为本书的编写提出的很多建议和指导意见，且积极协调公司的专家团队资源参与本书的编著。感谢积极参与本书编写工作的深信服专家们！感谢深信服品牌部马英艳、唐正旻、姚成慧，深信服总部黄亮喨和北京总部谷文哲、李冬、高煜月等在本书写作过程中对深信服专家资源的组织和协调，有了他们的积极参与和热情支持，才使得本书得以顺利完成。数字化转型是一个跨学科的复杂巨系统，由于时间仓促，作者众多，书中的疏漏和不当之处，敬请读者批评指正。

雷万云 博士

2020年3 月于北京

目录

第1篇 数字化转型的概念及框架体系

第1章 新科技革命引发产业革命 2

1.1 认识科技革命与产业革命 2

1.1.1 新科技革命的主要特点 3

1.1.2 新科技革命与产业变革的关系 3

1.1.3 充分认识新科技革命与产业变革带来的发展机遇 4

1.2 历次工业革命的演进 5

1.2.1 第一次工业革命 6

1.2.2 第二次工业革命 7

1.2.3 第三次工业革命 8

1.2.4 三次工业革命对社会的冲击 8

1.3 第四次工业革命的序幕已经拉开 10

1.3.1 经济爆发式增长和就业困境 11

1.3.2 企业不改变就灭亡 12

1.3.3 放眼国家和全球 13

1.3.4 前所未有的社会变革 14

1.3.5 无孔不入的技术 15

1.3.6 权衡公共信息与个人信息 16

第2章 数字经济时代已经到来 17

2.1 数字经济的概念 17

2.2 数字经济——提质增效的新变量，转型升级的新蓝海 18

2.3 数字经济的发展趋势 18

2.3.1 平台化与共享化成为引领经济发展的新趋势 18

2.3.2 新技术与产业的融合催生新业态 19

2.3.3 新技术与产业的融合释放数字经济增长新动能 19

2.3.4 全球创新体系以开放协同为导向加快重塑 20

2.3.5 加速升级基础设施的数字化、网络化与智能化 20

2.3.6 国家和地区的核心竞争力延伸至信息空间 20

2.3.7 数字技能和素养推动消费者能力升级 20

2.3.8 数字经济发展红利走向普惠化 20

2.3.9 智慧城市的实质性进展 21

2.3.10 社会治理体系的数字化程度持续提升 21

2.4 发展数字经济的意义 21

2.4.1 数字化有助于提升产品和服务质量，推动质量变革 21

2.4.2 数字化有助于降低市场交易成本，推动效率变革 22

2.4.3 数字化有助于加快培育增长新动能 22

第3 章 数字化转型的概念、技术框架及意义 23

3.1 企业数字化转型的概念 23

3.2 企业数字化转型的内涵 24

3.2.1 纵向集成 24

3.2.2 横向集成 24

3.2.3 端到端集成 24

3.2.4 企业数字化转型的实质 25

3.3 企业数字化转型的意义 25

3.3.1 数字化驱动企业创新 25

3.3.2 企业的数字化运营 26

3.3.3 从产品制造到服务的创新 26

3.4 企业数字化转型的“痛点” 27

3.4.1 缺乏高层次的数字化战略 27

3.4.2 缺失数字化转型的企业文化 27

3.4.3 缺乏数字化人才 27

3.4.4 缺少合适的技术平台 27

3.4.5 缺少系统设计能力 27

3.5 Cloud 2.0 赋能产业，助力企业数字化转型28

3.5.1 云计算构建企业IT 新架构，形成企业核心业务处理能力 28

3.5.2 大数据与人工智能、云计算高度融合为一体化系统 30

3.5.3 人工智能推动各行业智能化升级 34

3.5.4 区块链构建下一代企业的合作机制和组织形式 35

3.5.5 物联网迈向万物互联的世界 39

3.5.6 5G 技术的发展将加速产业变革和企业数字化转型 40

3.5.7 Cloud 2.0 数字经济的新框架 41

3.6 企业数字化转型的重要举措 42

3.6.1 数字化转型要做成“一把手”工程 42

3.6.2 统一思想，形成数字化转型的公司文化 43

3.6.3 选好工具，云平台助力数字化转型 43

3.6.4 以客户体验为入口，以服务客户为核心 43

第2 篇 数字化关键技术及解决方案

第4 章 云计算技术及解决方案 46

4.1 云计算概述 46

4.1.1 云计算的基本概念 46

4.1.2 云计算的关键技术 55

4.1.3 云计算的实质 57

4.1.4 云计算的发展历程 58

4.2 虚拟化技术及其优化 64

4.2.1 虚拟化技术概述 64

4.2.2 Hypervisor 架构 65

4.2.3 CPU 虚拟化 67

4.2.4 内存虚拟化 68

4.2.5 I/O 设备虚拟化 69

4.2.6 QCOW2 镜像文件 70

4.2.7 跨主机多USB 映射 72

4.2.8 VirtIO 与虚拟机I/O 性能的优化 72

4.2.9 NUMA 优化计算性能 73

4.2.10 KSM 内核同页合并 75

4.3 软件定义存储原理及深信服产品方案 76

4.3.1 软件定义存储的概念与优势 76

4.3.2 软件定义存储的参考架构及深信服产品方案 77

4.3.3 软件定义存储的相关技术概念 77

4.3.4 深信服aSAN 的性能优化 79

4.3.5 深信服aSAN 方案的高可靠保障技术 92

4.3.6 自动运维技术 103

4.4 网络虚拟化技术 105

4.4.1 网络虚拟化的概念和意义 105

4.4.2 深信服云环境中网络虚拟化的架构方案 107

4.4.3 网络虚拟化中的高可用技术 110

4.4.4 虚拟分布式交换机 112

4.5 虚拟化环境的管理及云管理平台 112

4.5.1 虚拟化技术的发展与IT 管理的新需求 112

4.5.2 深信服云管理平台的实现方案 113

4.5.3 深信服云管理平台的核心能力 114

4.5.4 云管平台的高可用设计 116

4.5.5 开放API 117

4.6 PaaS 与容器技术 118

4.6.1 PaaS 是企业未来竞争力的集中体现 118

4.6.2 Docker 容器技术 121

4.6.3 基于Kubernetes 的容器集群架构 122

4.6.4 基于Harbor 的容器镜像管理 127

4.6.5 深信服容器云PaaS——打造企业一站式IT 解决方案 129

第5 章 信息安全技术及解决方案 132

5.1 信息安全概述 132

5.1.1 信息安全的概念与研究对象 132

5.1.2 信息安全发展历程 134

5.1.3 信息安全未来趋势 136

5.2 信息安全关键技术 138

5.2.1 密码学技术 138

5.2.2 计算机安全技术 153

5.2.3 网络安全技术 166

5.2.4 应用安全技术 175

5.2.5 数据库安全技术 182

5.2.6 新技术安全 188

5.3 深信服信息安全产品与解决方案 201

5.3.1 深信服信息安全产品 202

5.3.2 深信服等级保护2.0 解决方案 226

5.3.3 深信服企业网络安全建设规划方案 235

5.3.4 深信服大数据安全解决方案 246

第6 章 大数据技术及解决方案 256

6.1 大数据的概念 256

6.1.1 从不同角度对大数据的表述 256

6.1.2 大数据相关技术综述 260

6.2 大数据的发展历程 265

6.2.1 萌芽期 265

6.2.2 发展期 266

6.2.3 成熟期 266

6.3 大数据的发展趋势 267

6.4 大数据的关键技术 269

6.4.1 大数据采集技术 269

6.4.2 大数据存储与管理技术 273

6.4.3 大数据处理与分析技术 278

6.4.4 大数据安全与隐私保护技术 280

6.5 深信服大数据解决方案 283

6.5.1 数据源层 284

6.5.2 安全大数据中台 284

6.5.3 应用层 285

第7 章 人工智能技术及解决方案 287

7.1 人工智能发展历程 287

7.1.1 第一阶段：人工智能萌芽与创立早期（1940—1956 年） 287

7.1.2 第二阶段：多流派共同发展期（1956—2006 年） 288

7.1.3 第三阶段：深度学习发展期（2006 年至今） 291

7.2 人工智能三要素 292

7.2.1 数据量足够大 293

7.2.2 算力足够强 293

7.2.3 算法技术的进步 294

7.3 人工智能应用现状与发展趋势 294

7.3.1 人工智能的应用现状 294

7.3.2 人工智能的发展趋势 295

7.4 人工智能关键技术 296

7.4.1 任务层关键技术分析 296

7.4.2 算法层关键技术分析 297

7.4.3 框架层关键技术分析 314

7.5 深信服AI 产品和解决方案 318

7.5.1 深信服AI 平台产品 318

7.5.2 深信服业务场景和AI 赋能实践 319

7.6 AI 在抗疫中的应用 323

7.6.1 AI 影像诊断 323

7.6.2 测温机器人 324

7.6.3 导诊机器人 324

7.6.4 护理机器人 324

7.6.5 物资运送机器人 324

7.6.6 清洁消毒机器人 325

第8 章 5G 技术加速产业变革和企业数字化 326

8.1 5G 的概念 326

8.2 5G 发展概述 327

8.2.1 2020 年开启5G 发展之路 327

8.2.2 5G 推进工业互联网发展 327

8.2.3 5G 促进边缘计算快速发展与应用 328

8.2.4 5G 催生物联网爆发 329

8.2.5 5G 有望推进机器人的商用 329

8.2.6 企业5G 网络发展推进企业数字化 331

8.2.7 5G 将成为引领企业数字化转型的通用技术 332

8.2.8 5G 对经济影响的拐点将加速而来 332

8.3 5G 技术创新

332

8.3.1 5G 驱动的全球数字浪潮 333

8.3.2 5G 应用带来的新机会 333

8.3.3 5G 和人工智能两者相辅相成 334

8.4 5G 促进物联网加速发展 336

8.4.1 5G 技术将深刻影响物联网 336

8.4.2 物联网云平台市场 338

8.4.3 物流追踪市场 339

8.5 5G 的五个典型应用场景 339

8.5.1 工业互联网和智能制造领域 339

8.5.2 增强现实和虚拟现实领域 342

8.5.3 自动驾驶领域 343

8.5.4 医疗健康产业 345

8.5.5 低功耗设备 348

第3 篇 数字化转型的策略及演进案例

第9 章 企业数字化转型的策略与路径 350

9.1 数字经济时代的企业竞争力 350

9.1.1 数字化力的三维度量 351

9.1.2 数字化力的底层驱动 352

9.1.3 数字化力的构建方式 353

9.1.4 数字化力的价值创造途径 354

9.1.5 改变传统的考核模式，开发数字化力的KPI 355

9.2 提升企业数字化力的六大战略 356

9.2.1 统筹数字生态系统和平台 356

9.2.2 建立信任关系，树立品牌形象 357

9.2.3 重新审视客户行为，提升客户体验 357

9.2.4 管理极端数据的能力—会思考和会行动 357

9.2.5 善于创建指数型的学习环境 358

9.2.6 　营造包容性的企业文化 358

9.3 企业数字化转型的路径探讨 359

9.3.1 企业数字化转型的三层衡量标准 359

9.3.2 企业数字化转型的发展阶段 360

9.3.3 企业数字化转型的共性问题 360

9.3.4 企业数字化转型的路径 361

9.4 企业数字化转型的成长路径 362

9.4.1 智慧成长 363

9.4.2 数据集成与信息共享 364

9.4.3 迭代推进 365

9.5 企业信息安全框架建设策略 366

9.5.1 P2DR 模型 366

9.5.2 信息安全管理体系 368

9.5.3 信息保障技术框架 370

9.5.4 自适应安全框架 371

第10 章 企业数字化转型向云演进案例 373

10.1 政务云案例 373

10.1.1 用户背景 373

10.1.2 解决方案 374

10.1.3 方案价值 376

10.1.4 其他相似案例概述 378

10.2 媒体行业案例 378

10.2.1 用户背景 378

10.2.2 解决方案 379

10.2.3 方案价值 379

10.2.4 其他相似案例概述 380

10.3 制造业案例 380

10.3.1 用户背景 380

10.3.2 解决方案 381

10.3.3 方案价值 381

10.3.4 其他相似案例概述 382

10.4 教育行业案例 382

10.4.1 用户背景 382

10.4.2 解决方案 382

10.4.3 方案价值 383

10.4.4 其他相似案例概述 384

10.5 企业大数据应用案例 384

10.5.1 安全大数据应用 384

10.5.2 工业大数据应用 385

第11 章 企业数字化转型之信息安全实践案例 388

11.1 等级保护2.0 应用案例 388

11.1.1 某省级烟草公司等级保护2.0 建设案例 388

11.1.2 某大型水力发电集团等级保护2.0 建设案例 390

11.1.3 某大型汽车制造集团等级保护2.0 建设案例 392

11.2 企业安全运营应用案例 394

11.2.1 某高新技术制造企业安全运营案例 394

11.2.2 某大型地产集团公司安全运营案例 395

11.3 行业统一安全监测应用案例 396

11.3.1 某国家部委统一安全监测案例 396

11.3.2 某985 高校统一安全监测案例 397

11.4 网端云安全保护案例 399

11.4.1 某化妆品集团网端云安全建设案例 399

11.4.2 某精密制造集团公司网端云安全建设案例 401

参考文献 403