云平臺(tái)提升重點(diǎn)學(xué)科資源服務(wù)質(zhì)量

文/馬皓

重點(diǎn)學(xué)科信息資源散布在全國(guó)不同高校之中，資源分散、異構(gòu)，資源內(nèi)容缺乏標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)劃。在本次項(xiàng)目建設(shè)中，通過(guò)云計(jì)算技術(shù)為各學(xué)科提供了獨(dú)立的系統(tǒng)空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，完成了集中式重點(diǎn)學(xué)科信息服務(wù)門戶的建設(shè)，包括重點(diǎn)學(xué)科信息服務(wù)門戶網(wǎng)站、13個(gè)重點(diǎn)學(xué)科信息資源系統(tǒng)的鏡像站點(diǎn)，提高了對(duì)重點(diǎn)學(xué)科信息資源訪問(wèn)的服務(wù)質(zhì)量。

重點(diǎn)學(xué)科信息資源建設(shè)是我國(guó)高等教育建設(shè)和發(fā)展的一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的戰(zhàn)略任務(wù)，是高等學(xué)校建設(shè)的核心內(nèi)容。加強(qiáng)重點(diǎn)學(xué)科本身的信息資源建設(shè)，將學(xué)科資源電子化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化，可以促進(jìn)優(yōu)質(zhì)信息資源的共享和廣泛利用，改善整體教學(xué)科研環(huán)境，促進(jìn)科研合作，加強(qiáng)人才培養(yǎng)，有力推進(jìn)重點(diǎn)學(xué)科的建設(shè)與發(fā)展。歷經(jīng)國(guó)家“九五”、“十五”、“211工程”的大力支持，重點(diǎn)學(xué)科信息服務(wù)體系建設(shè)已取得了一些成果，積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，一批學(xué)科建設(shè)相關(guān)的重要信息資源系統(tǒng)已初步建成，改善了部分學(xué)科在信息資源建設(shè)方面的基礎(chǔ)設(shè)施軟硬件條件。

2008年底，國(guó)家適時(shí)啟動(dòng)“下一代互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)試商用及設(shè)備產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)”——“教育科研基礎(chǔ)設(shè)施IPv6技術(shù)升級(jí)和應(yīng)用示范項(xiàng)目”。作為該項(xiàng)目的一個(gè)重要組成部分，由北京大學(xué)牽頭，組織國(guó)內(nèi)11所高校和科研機(jī)構(gòu)，對(duì)已有的重點(diǎn)學(xué)科信息資源系統(tǒng)進(jìn)行IPv6技術(shù)升級(jí)和資源擴(kuò)容。本次項(xiàng)目建設(shè)的特點(diǎn)是在下一代互聯(lián)網(wǎng)上建立重點(diǎn)學(xué)科資源系統(tǒng)的示范應(yīng)用，充分利用下一代互聯(lián)網(wǎng)中豐富的帶寬資源、有效的服務(wù)質(zhì)量控制、可精細(xì)化的運(yùn)維管理等特性，基于“集中式管理、分布式服務(wù)”的原則，將散布于國(guó)內(nèi)各高校中的重點(diǎn)學(xué)科資源進(jìn)行有效、合理的整合，建立重點(diǎn)學(xué)科資源系統(tǒng)和學(xué)科資源公共服務(wù)體系，多方面、多角度展示我國(guó)重點(diǎn)學(xué)科資源信息和知識(shí)成果，推動(dòng)重點(diǎn)學(xué)科信息資源共享，更廣泛地實(shí)現(xiàn)學(xué)科知識(shí)普及。

自2008年12月項(xiàng)目啟動(dòng)，歷經(jīng)2年多的建設(shè)歷程，在項(xiàng)目12個(gè)承擔(dān)單位，共計(jì)數(shù)學(xué)、應(yīng)用經(jīng)濟(jì)學(xué)、中國(guó)語(yǔ)言文學(xué)、水利工程、海洋科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等13個(gè)學(xué)科課程組的共同努力下，已順利完成了項(xiàng)目建設(shè)的各項(xiàng)任務(wù)，對(duì)6個(gè)已有重點(diǎn)學(xué)科信息資源系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)與擴(kuò)容，新建了7個(gè)重點(diǎn)學(xué)科信息資源系統(tǒng)，建設(shè)了集中式重點(diǎn)學(xué)科信息服務(wù)門戶。

云計(jì)算打造集中式服務(wù)門戶

綜合運(yùn)用云計(jì)算和虛擬化等技術(shù)，完成了集中式重點(diǎn)學(xué)科信息服務(wù)門戶的建設(shè)，包括重點(diǎn)學(xué)科信息服務(wù)門戶網(wǎng)站和13個(gè)重點(diǎn)學(xué)科信息資源系統(tǒng)的鏡像站點(diǎn)，提高了對(duì)重點(diǎn)學(xué)科信息資源訪問(wèn)的服務(wù)質(zhì)量。

基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)

云計(jì)算是一種資源整合和利用的技術(shù)，其核心支撐主要是虛擬化技術(shù)。本項(xiàng)目采用虛擬化技術(shù)為13個(gè)重點(diǎn)學(xué)科提供了IaaS服務(wù)（Infrastructure as a Service，基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）。即采用虛擬化軟件將服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備等硬件平臺(tái)分割為滿足不同信息資源系統(tǒng)運(yùn)行所需要的操作系統(tǒng)平臺(tái)。項(xiàng)目所采用的虛擬化軟件為Oracle VirtualBox。該軟件是一款功能強(qiáng)大的基于x86平臺(tái)的虛擬化產(chǎn)品，可以運(yùn)行于Windows、Linux、Mac和OpenSolaris等系統(tǒng)平臺(tái)，可以支持Windows、Linux、Solaris、OpenSolaris、FreeBSD等多種客戶操作系統(tǒng)。VirtualBox采用完全虛擬化技術(shù)，可模擬操作系統(tǒng)所需的所有硬件，操作系統(tǒng)可不經(jīng)修改運(yùn)行于硬件平臺(tái)上。

為完成對(duì)13個(gè)重點(diǎn)學(xué)科信息資源系統(tǒng)的管理，項(xiàng)目組設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)基于REST（Representational State Transfer，表述性狀態(tài)轉(zhuǎn)移）模式的虛擬機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)遵循虛擬機(jī)生命周期來(lái)管理虛擬機(jī)的創(chuàng)建、修改、刪除、啟動(dòng)和停止等功能，將分散管理模式轉(zhuǎn)變?yōu)榧谢芾?，提高了維護(hù)和管理重點(diǎn)學(xué)科資源系統(tǒng)的工作效率，并為系統(tǒng)的統(tǒng)一部署和后續(xù)擴(kuò)展奠定了基礎(chǔ)。虛擬化所完成的重點(diǎn)學(xué)科信息資源系統(tǒng)操作系統(tǒng)平臺(tái)如表所示。

在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，為保證重點(diǎn)學(xué)科信息資源能夠順利、有序地建設(shè)與部署，項(xiàng)目組采用云計(jì)算技術(shù)中的SaaS（Software as a Service，軟件即服務(wù)）服務(wù)模式，將信息資源系統(tǒng)的搭建以Internet應(yīng)用軟件的方式提供給重點(diǎn)學(xué)科課題組。課題組負(fù)責(zé)組織、設(shè)計(jì)和發(fā)布本學(xué)科的信息資源，而不必關(guān)注系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)等技術(shù)工作。

所設(shè)計(jì)完成的重點(diǎn)學(xué)科內(nèi)容管理系統(tǒng)支持基于Internet的三層B/S架構(gòu)，符合J2EE標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)具備良好的跨平臺(tái)、跨網(wǎng)段性能，支持Windows、Unix、Linux等平臺(tái)，提供XML標(biāo)準(zhǔn)接口支持，適合不同規(guī)模用戶的需要，信息內(nèi)容可高速傳送，無(wú)延遲。

系統(tǒng)具備靈活、方便的模板功能，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)的表現(xiàn)形式分開(kāi)，管理界面簡(jiǎn)單易用，能夠很方便地通過(guò)網(wǎng)站生成工具快速搭建網(wǎng)站、修改欄目，以及改變頁(yè)面的顯示外觀。

系統(tǒng)具有強(qiáng)大的網(wǎng)站群基礎(chǔ)管理功能，可快速實(shí)現(xiàn)門戶網(wǎng)站建設(shè)項(xiàng)目基礎(chǔ)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)子站點(diǎn)管理、網(wǎng)站內(nèi)容管理、網(wǎng)站樣式管理、網(wǎng)站欄目管理、提供多種信息發(fā)布方式、用戶管理以及提供詳細(xì)的系統(tǒng)日志服務(wù)。同時(shí)還提供了豐富的開(kāi)發(fā)接口，可以在網(wǎng)站群平臺(tái)上開(kāi)發(fā)出各種應(yīng)用服務(wù)。

在本項(xiàng)目建設(shè)中，由中國(guó)海洋大學(xué)承擔(dān)的海洋信息資源系統(tǒng)和華中科技大學(xué)承擔(dān)的水利水電信息資源系統(tǒng)采用了“軟件即服務(wù)”的模式完成了各自系統(tǒng)的建設(shè)，已在CNGI下一代互聯(lián)網(wǎng)上提供服務(wù)。

門戶系統(tǒng)建設(shè)

重點(diǎn)學(xué)科信息資源門戶系統(tǒng)由2臺(tái)PC服務(wù)器和1套存儲(chǔ)設(shè)備組成。PC服務(wù)器安裝Linux操作系統(tǒng)和Oracle VirtualBox軟件，為各個(gè)重點(diǎn)學(xué)科信息資源系統(tǒng)提供操作系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境。2臺(tái)PC服務(wù)器采用iSCSI方式連接后端存儲(chǔ)，重點(diǎn)學(xué)科虛擬機(jī)統(tǒng)一從存儲(chǔ)設(shè)備分配磁盤(pán)空間。

為提高對(duì)重點(diǎn)學(xué)科信息資源系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量，項(xiàng)目組搭建了重點(diǎn)學(xué)科信息服務(wù)門戶系統(tǒng)，以Web服務(wù)方式對(duì)各重點(diǎn)學(xué)科信息資源提供信息導(dǎo)航、日志記錄等功能，該門戶域名為http://kd.pku6.edu.cn，至今已提供近28萬(wàn)次Web訪問(wèn)。

表 重點(diǎn)學(xué)科信息資源系統(tǒng)操作系統(tǒng)平臺(tái)統(tǒng)計(jì)

提供獨(dú)立的系統(tǒng)和存儲(chǔ)空間

考慮到重點(diǎn)學(xué)科信息資源散布在全國(guó)不同高校之中，資源分散、異構(gòu)，資源內(nèi)容缺乏標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)劃。在本次項(xiàng)目建設(shè)中，通過(guò)云計(jì)算技術(shù)為各學(xué)科提供了獨(dú)立的系統(tǒng)空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，已建設(shè)完成的重點(diǎn)學(xué)科信息資源系統(tǒng)總?cè)萘?0.56TB。

目前，學(xué)科信息資源不僅包含科研動(dòng)態(tài)、成果、論文、圖書(shū)、文摘、課件、音視頻資料等，還包含在教學(xué)科研過(guò)程中實(shí)時(shí)發(fā)生的動(dòng)態(tài)信息，所涉及的信息資源結(jié)構(gòu)復(fù)雜、類型眾多，既有結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，又有非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

建設(shè)成效

通過(guò)實(shí)施，本項(xiàng)目所取得的主要建設(shè)成效如下：

1. 對(duì)國(guó)內(nèi)11所高校中的13個(gè)重點(diǎn)學(xué)科資源進(jìn)行了有效、合理的整合，展示了我國(guó)重點(diǎn)學(xué)科資源信息和知識(shí)成果，初步形成示范效應(yīng)，有力推動(dòng)了重點(diǎn)學(xué)科信息資源的共享與傳播，為下一步“211三期”重點(diǎn)學(xué)科信息服務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)打下基礎(chǔ)。

2. 鍛煉和培養(yǎng)了一批既了解本學(xué)科專業(yè)知識(shí)，又掌握信息系統(tǒng)建設(shè)和IPv6等相關(guān)信息技術(shù)的教師隊(duì)伍，在學(xué)科信息系統(tǒng)的應(yīng)用和改造方面積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，培養(yǎng)了一批具備相關(guān)技術(shù)的研究生團(tuán)隊(duì)，為IPv6的廣泛應(yīng)用和普及奠定了人員儲(chǔ)備。

3. 基于下一代互聯(lián)網(wǎng)對(duì)新技術(shù)進(jìn)行了積極、有益的探索和實(shí)踐，研究并掌握了基于云計(jì)算的重點(diǎn)學(xué)科信息資源系統(tǒng)建設(shè)和管理技術(shù)，檢驗(yàn)了重點(diǎn)學(xué)科信息資源系統(tǒng)建設(shè)的可擴(kuò)展能力及IPv6網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的服務(wù)能力，為后續(xù)的技術(shù)升級(jí)和重點(diǎn)學(xué)科服務(wù)體系的建設(shè)提供了技術(shù)儲(chǔ)備。

4. 建設(shè)完成的重點(diǎn)學(xué)科信息資源系統(tǒng)已在CNGI-CERNET2——中國(guó)下一代互聯(lián)網(wǎng)上長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，充分驗(yàn)證了重點(diǎn)學(xué)科信息資源系統(tǒng)建設(shè)的技術(shù)可行性。