基于云計(jì)算的教學(xué)資源平臺(tái)

金一峰

摘 要：云計(jì)算技術(shù)在信息產(chǎn)業(yè)中帶來的技術(shù)革新吸引著大量教育領(lǐng)域人士對(duì)此不斷地深入研究。很多教育行業(yè)信息部門深刻認(rèn)識(shí)到云計(jì)算的快速發(fā)展可以帶動(dòng)未來教育發(fā)展的廣闊空間和應(yīng)用前景。它所提供的在線可擴(kuò)展應(yīng)用服務(wù)，可以很好地改善眾多機(jī)構(gòu)在信息化建設(shè)中面臨的難題，更好地提升國(guó)內(nèi)教育領(lǐng)域的信息化建設(shè)水平。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算 教學(xué)資源平臺(tái) 信息化建設(shè)

一、云計(jì)算技術(shù)概述

自2006年8月的搜索引擎大會(huì)上（SES San Jose 2006），谷歌CEO埃里克·施密特首次提出“云計(jì)算”的概念以來，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)云計(jì)算的認(rèn)識(shí)有著不斷的提高和變化。

所謂云計(jì)算，狹義上是指信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式，廣義上是指服務(wù)的交付和使用模式。它的特點(diǎn)具有彈性擴(kuò)展的資源池管理服務(wù)，以及虛擬化資源等。它是一種分布式計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算、并行計(jì)算、虛擬化和網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)等技術(shù)融合發(fā)展的結(jié)果。所有云用戶可訪問“云”，并從云中提取動(dòng)態(tài)的、無限擴(kuò)展的、虛擬化的，并且可以隨時(shí)獲取的硬件、軟件及平臺(tái)等服務(wù)資源。因而，云計(jì)算的可擴(kuò)展性強(qiáng)、資源利用率高，且具有節(jié)約成本的優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)了云計(jì)算“一切皆為服務(wù)”的理念。

1.云計(jì)算應(yīng)用的層次與特點(diǎn)

云計(jì)算應(yīng)用的層次與特點(diǎn)可分為三種：公共云、私有云和混合云。

（1）公共云。公共云是提供云計(jì)算底層服務(wù)和解決方案的公用平臺(tái)。企業(yè)或機(jī)構(gòu)在整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)上通過自身的基礎(chǔ)架構(gòu)，可以不限用戶數(shù)量地提供云服務(wù)，云用戶可以使用這些服務(wù)，但不擁有這些服務(wù)。因此，公用云具有不限制使用者，不屬于任何一個(gè)企業(yè)或個(gè)人的特點(diǎn)。

（2）私有云。私有云是由企業(yè)或機(jī)構(gòu)開發(fā)用于專用或私用的云服務(wù)。私用云按用戶需求提供具有服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和磁盤等硬件設(shè)施的基礎(chǔ)設(shè)施，并且指定專用者使用這些設(shè)施。由于私有云的構(gòu)建是為單獨(dú)群體用戶使用的，所以它能夠最有效地控制服務(wù)數(shù)據(jù)、服務(wù)安全性和服務(wù)質(zhì)量。

（3）混合云。混合云是企業(yè)或機(jī)構(gòu)將公共云和私有云進(jìn)行整合，它既擁有公共云或私有云所提供的云服務(wù)，也擁有自己獨(dú)立的基礎(chǔ)架構(gòu)。現(xiàn)今互聯(lián)網(wǎng)上主要的云服務(wù)方式就是混合云方式。

2.云計(jì)算提供的服務(wù)類型

云計(jì)算提供的服務(wù)類型可以分為三類：IaaS（Infrastructure as a Service，基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）、PaaS（Platform as a Service，平臺(tái)即服務(wù)）和SaaS（Software as a Service，軟件即服務(wù)）。

（1）IaaS是云基礎(chǔ)設(shè)施層。它提供計(jì)算、存儲(chǔ)、帶寬和軟件的模式等基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)。如亞馬遜的EC2系統(tǒng)就是提供此類服務(wù)。

（2）PaaS是為系統(tǒng)開發(fā)提供接口和軟件運(yùn)行環(huán)境的服務(wù)層。它將軟件研發(fā)的平臺(tái)作為一種服務(wù)，以SaaS的模式提交給用戶，為用戶提供系統(tǒng)平臺(tái)的環(huán)境，如微軟的Azure系統(tǒng)等。

（3）SaaS是云應(yīng)用功能層。云用戶可以通過互聯(lián)網(wǎng)借助瀏覽器獲得完善的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，如Google 的Doc系統(tǒng)等。

各類服務(wù)不存在嚴(yán)格的依賴關(guān)系，SaaS可以構(gòu)建在IaaS之上或是PaaS平臺(tái)之上， PaaS可以構(gòu)建在IaaS之上或是直接構(gòu)建在數(shù)據(jù)中心之上。

二、云計(jì)算技術(shù)教學(xué)資源平臺(tái)需求分析

云計(jì)算技術(shù)在信息產(chǎn)業(yè)中帶來的技術(shù)革新吸引著大量教育領(lǐng)域人士對(duì)此不斷進(jìn)行深入研究，很多教育行業(yè)信息部門深刻認(rèn)識(shí)到云計(jì)算的快速發(fā)展可以帶動(dòng)未來教育發(fā)展的廣闊空間和應(yīng)用前景。目前，我國(guó)各類教育機(jī)構(gòu)數(shù)量龐大，其信息化建設(shè)的規(guī)模與層次有著很大差別。很多機(jī)構(gòu)都存在資金壓力大、技術(shù)力量薄弱以及數(shù)據(jù)資源緊缺等問題。而云計(jì)算技術(shù)提供的在線應(yīng)用服務(wù)，可以很好地改善眾多機(jī)構(gòu)在信息化建設(shè)中面臨的難題，更好地提升國(guó)內(nèi)教育領(lǐng)域的信息化建設(shè)水平。

1.云計(jì)算有利于教學(xué)資源的共享，從而降低教育基礎(chǔ)建設(shè)的成本

在云計(jì)算的教學(xué)資源平臺(tái)下，各類教育機(jī)構(gòu)可共建一個(gè)教學(xué)資源的共享環(huán)境，通過云，各機(jī)構(gòu)可將自己的優(yōu)質(zhì)數(shù)字資源分享給所有用戶。云用戶不僅可以訪問平臺(tái)內(nèi)的數(shù)字資源進(jìn)行教學(xué)學(xué)習(xí)，也可通過平臺(tái)內(nèi)的設(shè)施設(shè)備進(jìn)行科研實(shí)驗(yàn)，從而大大降低了資源的重復(fù)建設(shè)，也使得一些辦學(xué)條件差的機(jī)構(gòu)能更有效地進(jìn)行教學(xué)科研活動(dòng)。

2.云計(jì)算可面向更多的受眾，從而提高教學(xué)資源平臺(tái)的服務(wù)能力

現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)很多高校不僅承擔(dān)著校內(nèi)學(xué)生的教學(xué)服務(wù)，還承擔(dān)著面向社會(huì)、服務(wù)于公眾的服務(wù)任務(wù)。如此眾多的受眾用戶，這不僅需要海量的數(shù)據(jù)資源，也需要有著龐大的存儲(chǔ)空間和超級(jí)計(jì)算能力，而大多數(shù)學(xué)校難以滿足。但云計(jì)算的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展特性，即使面對(duì)大規(guī)模應(yīng)用，在不更改應(yīng)用架構(gòu)的前提下，只需擴(kuò)充服務(wù)器集群的數(shù)量就可以從容應(yīng)對(duì)。

3.云計(jì)算利用分布式存儲(chǔ)，從而提高了教學(xué)資源平臺(tái)的安全可靠性

目前，多數(shù)機(jī)構(gòu)建設(shè)的教學(xué)資源平臺(tái)數(shù)據(jù)往往都是存儲(chǔ)在本地磁盤中，數(shù)據(jù)較為集中。當(dāng)突遇災(zāi)害時(shí)，這些數(shù)據(jù)資源的安全性無法得到保障。而云計(jì)算中采用的是分布式存儲(chǔ)，資源數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)塊形式存儲(chǔ)在分散的節(jié)點(diǎn)中，各類數(shù)據(jù)又通過副本備份機(jī)制將若干個(gè)副本存儲(chǔ)在不同的節(jié)點(diǎn)中，即使某個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，都不影響資源數(shù)據(jù)的完整性。

三、基于云計(jì)算的教學(xué)資源平臺(tái)架構(gòu)

1.邏輯架構(gòu)

基于云計(jì)算的教學(xué)資源平臺(tái)中的教學(xué)資源由參加合作的各機(jī)構(gòu)組成，各云用戶在訪問資源時(shí)，只要指定資源類型，系統(tǒng)將判斷選擇最佳的資源及鏈路進(jìn)行傳送數(shù)據(jù)。在用戶的注冊(cè)上，采用統(tǒng)一的身份認(rèn)證SaaS服務(wù)模式，就可通過一次注冊(cè)訪問全部的資源。而用戶端也不僅再局限于計(jì)算機(jī)，移動(dòng)互聯(lián)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)電視等都可以進(jìn)行訪問。

2.平臺(tái)架構(gòu)

基于云計(jì)算的教學(xué)資源平臺(tái)的基礎(chǔ)設(shè)施層提供可自由擴(kuò)展的計(jì)算、存儲(chǔ)、帶寬等基礎(chǔ)設(shè)施和教學(xué)資源等IaaS云基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)。而云操作軟件及各類系統(tǒng)管理軟件組成了PaaS層，系統(tǒng)經(jīng)過虛擬化軟件和統(tǒng)一的調(diào)度管理軟件，為用戶提供統(tǒng)一的接口。SaaS層是面向用戶提供各類教學(xué)資源的應(yīng)用軟件服務(wù)。

四、結(jié)語(yǔ)

基于云計(jì)算的教學(xué)資源平臺(tái)將在不久的將來發(fā)揮著不可估量的作用。教育行業(yè)應(yīng)努力掌握云計(jì)算應(yīng)用模式，積極整合教育資源，促進(jìn)行業(yè)內(nèi)各資源的發(fā)展與創(chuàng)新。

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（作者單位：上海財(cái)經(jīng)大學(xué)浙江學(xué)院）