淺析基于云計(jì)算的高校信息化建設(shè)*

陳翠紅

(安徽工商職業(yè)學(xué)院，安徽 合肥 230041)

一、研究意義及發(fā)展現(xiàn)狀

(一)研究意義

隨著云技術(shù)的快速發(fā)展，很多領(lǐng)域根據(jù)實(shí)際需求運(yùn)用云技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題，通過(guò)云技術(shù)的運(yùn)用使得某些領(lǐng)域發(fā)生突破性的改革，如何將云技術(shù)應(yīng)用到高校信息化建設(shè)中以解決當(dāng)前高校信息化的突出問(wèn)題成為熱點(diǎn)問(wèn)題[1]。

云計(jì)算作為一種新興的共享基礎(chǔ)架構(gòu)的方法，它可以將巨大的系統(tǒng)池連接在一起以提供各種IT服務(wù)，運(yùn)用云平臺(tái)對(duì)高校信息化建設(shè)帶來(lái)的極大推動(dòng)作用，學(xué)校的教育資源和教育信息，以及個(gè)人用戶(hù)的信息都將逐步的遷移到網(wǎng)絡(luò)中，作為“云”的一部分。一方面，對(duì)于個(gè)人用戶(hù)來(lái)說(shuō)，可以更好利用云中的信息和教育資源，通過(guò)云提供的服務(wù)按需獲取云中的各種形式的軟件和服務(wù)；另一方面，能方便的利用云中的教學(xué)資源提升教學(xué)質(zhì)量。將云平臺(tái)引入信息化校園建設(shè)中，有利于高校更好的整合現(xiàn)有的硬件基礎(chǔ)設(shè)施，節(jié)約硬件采購(gòu)成本，為信息化校園的應(yīng)用建設(shè)節(jié)約資金和時(shí)間。在迎接大數(shù)據(jù)時(shí)代時(shí)，為高校管理決策者提供清晰的數(shù)據(jù)支持，為科研用戶(hù)提供自由選擇的科研資源和信息。

(二)發(fā)展現(xiàn)狀

歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的教育信息化起步較早，國(guó)外高校通過(guò)建設(shè)多種系統(tǒng)的集成平臺(tái)、用戶(hù)信息化管理平臺(tái)、用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)Web服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的辦公方式向協(xié)同工作、流程化管理方式的轉(zhuǎn)變。實(shí)現(xiàn)了幾十萬(wàn)學(xué)生不受時(shí)間、空間和應(yīng)用類(lèi)別限制訪(fǎng)問(wèn)資源，擴(kuò)大了教育的內(nèi)涵和外延[2]。我國(guó)的高校信息化起步較晚，第一批數(shù)字化校園建設(shè)是由中山大學(xué)、重慶工商大學(xué)推進(jìn)展開(kāi)的，到2005年，我國(guó)的大中小學(xué)都開(kāi)始了“校校通”等信息化建設(shè)，已經(jīng)取得了顯著成效，各高校校園網(wǎng)基本建成千兆、萬(wàn)兆光纖鏈路，主校區(qū)和分校區(qū)的光纖連接。建成了基于校園網(wǎng)的應(yīng)用部署，各種Web 服務(wù)、FTP服務(wù)、電子郵件、遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)、電子圖書(shū)館、教務(wù)管理、學(xué)生管理等系統(tǒng)。部署了基本的軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施。隨著政府和教育系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)代化遠(yuǎn)程教育的推動(dòng)和中國(guó)教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的建成，各高校紛紛投入建設(shè)。清華大學(xué)、北京大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)等高校的數(shù)字化校園建設(shè)研討會(huì)的召開(kāi)，標(biāo)志著我國(guó)高校信息化建設(shè)進(jìn)入了新階段。

云計(jì)算在國(guó)外發(fā)展相對(duì)較早，較成熟，云計(jì)算在教育系統(tǒng)中的應(yīng)用處于起步階段。隨著云計(jì)算的大規(guī)模商業(yè)化運(yùn)作，2009年起，云計(jì)算在國(guó)內(nèi)的研究和應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

二、預(yù)期實(shí)現(xiàn)目標(biāo)

高校信息化建設(shè)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)資源共享，改變教學(xué)模式，提高教學(xué)水平。云平臺(tái)高校信息化建設(shè)打破傳統(tǒng)設(shè)備獨(dú)占的現(xiàn)狀，運(yùn)用云平臺(tái)部署應(yīng)用，達(dá)到資源共享，實(shí)現(xiàn)高校信息化的長(zhǎng)期規(guī)劃。

通過(guò)基于云平臺(tái)的高校信息化建設(shè)，應(yīng)實(shí)現(xiàn)如下具體目標(biāo)：

1.對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施資源進(jìn)行重新部署，通過(guò)對(duì)云平臺(tái)虛擬化技術(shù)的使用，解決硬件資源的獨(dú)立投資問(wèn)題，節(jié)約硬件資源成本同時(shí)也解決了硬件資源利用的失衡問(wèn)題。

2.基于面向服務(wù)(SOA)的架構(gòu)模式，建立統(tǒng)一的資源調(diào)度API接口，實(shí)現(xiàn)零數(shù)據(jù)孤島，實(shí)現(xiàn)不同部門(mén)之間的資源互訪(fǎng)，提供為底層數(shù)據(jù)采集及處理的支撐平臺(tái)。

3.實(shí)現(xiàn)平臺(tái)資源和服務(wù)資源的虛擬化并提供給用戶(hù)，提高軟硬件資源共享率，降低校內(nèi)資源重建率，同時(shí)也為各大高校之間的校際聯(lián)盟做好鋪墊[3]。

三、關(guān)鍵問(wèn)題及解決方案

(一)關(guān)鍵問(wèn)題

根據(jù)調(diào)查，在各大高校中存在一種普遍現(xiàn)象，各個(gè)院校、職能部門(mén)為改變傳統(tǒng)低效的工作模式，都普遍購(gòu)買(mǎi)一些應(yīng)用系統(tǒng)使用，而這些應(yīng)用系統(tǒng)從特點(diǎn)上分析：訪(fǎng)問(wèn)量不高，架構(gòu)普遍都是采用網(wǎng)站+數(shù)據(jù)庫(kù)的模式，數(shù)據(jù)所需空間不大，根據(jù)這些實(shí)際問(wèn)題，探討在高校的信息化建設(shè)中采用云計(jì)算，擬解決以下問(wèn)題：

1.建設(shè)成本高、利用率低。一般情況下，高校采購(gòu)的設(shè)備都具有比較先進(jìn)的配置，然而因?yàn)閼?yīng)用服務(wù)本身的開(kāi)發(fā)采用的開(kāi)發(fā)工具和設(shè)備要求不盡相同，導(dǎo)致硬件設(shè)施不能共享，所以各個(gè)職能部門(mén)只能根據(jù)自己的需求自行采購(gòu)所需設(shè)備，這樣導(dǎo)致大量的重復(fù)采購(gòu)，增加了采購(gòu)成本，而實(shí)際上很多設(shè)備實(shí)際利用率并不高，且隨著應(yīng)用系統(tǒng)的升級(jí)等各方面原因容易被淘汰，導(dǎo)致資源的浪費(fèi)。而還有一些部門(mén)因?yàn)橘Y金不足等原因無(wú)法購(gòu)買(mǎi)支撐設(shè)備，從而影響到部分師生不能使用一些好的服務(wù)。

2.存儲(chǔ)增長(zhǎng)的限制。隨著時(shí)間的推移很多應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)增長(zhǎng)幅度比較大，到了一定的階段，很多舊的存儲(chǔ)不能再滿(mǎn)足需求，被升級(jí)的存儲(chǔ)替代，這樣造成舊的存儲(chǔ)被淘汰。

3.網(wǎng)路質(zhì)和量的高要求。高校一些核心服務(wù)需要24小時(shí)待機(jī)，而物理服務(wù)器的網(wǎng)口一般都是有限的，遇到復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)需求就不能滿(mǎn)足需求，出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)短口，無(wú)法實(shí)現(xiàn)質(zhì)和量的雙保險(xiǎn)。

4.管理問(wèn)題多。在高校中，每個(gè)服務(wù)的維護(hù)管理都是有專(zhuān)人負(fù)責(zé)，隨著軟硬件資源的增長(zhǎng)，測(cè)試、管理和維護(hù)應(yīng)用服務(wù)等工作無(wú)形中變得更加繁瑣，加大了管理人員的工作負(fù)擔(dān)。

(二)解決方案

基于云平臺(tái)的高校信息化建設(shè)以校園網(wǎng)為依托，以面向服務(wù)的理論為基礎(chǔ)，利用信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)對(duì)高?，F(xiàn)有的信息資源進(jìn)行整合，通過(guò)對(duì)資源的統(tǒng)一管理、用戶(hù)管理和權(quán)限控制、軟硬件資源的重構(gòu)最終實(shí)現(xiàn)教育信息化、決策科學(xué)化、管理規(guī)范化，把高校校園建成一個(gè)數(shù)字的、虛擬的、智能的、超越時(shí)間和空間限制的云空間[4]。

構(gòu)建基于云平臺(tái)的高校信息化從三部分展開(kāi):

1.基于SOA面向服務(wù)的軟件體系架構(gòu)

SOA面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)在軟件行業(yè)是一項(xiàng)很成熟的架構(gòu)設(shè)計(jì)思想，在整合企業(yè)信息資源和信息孤島中起著十分重要的作用，將SOA和云平臺(tái)結(jié)合解決高校信息化建設(shè)中存在得問(wèn)題，能從根本上節(jié)約成本。

2.重點(diǎn)研究云平臺(tái)高校信息化的資源提供體系

基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)(IaaS)，平臺(tái)即服務(wù)(PaaS)和軟件即服務(wù)(SaaS)是云計(jì)算的三層體系架構(gòu)設(shè)計(jì)的主體和核心部分。

基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)IaaS提供商利用虛擬化技術(shù)，向用戶(hù)提供硬件資源的在線(xiàn)服務(wù)，用戶(hù)根據(jù)需求以租用的方式獲得所需硬件的使用，其中虛擬化技術(shù)主要包括網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)及服務(wù)器等資源的虛擬化。

平臺(tái)即服務(wù)PaaS提供商使得用戶(hù)可不考慮硬件及操作系統(tǒng)的問(wèn)題，提供給用戶(hù)軟件開(kāi)發(fā)的環(huán)境和平臺(tái)。其主要功能首先是為客戶(hù)端提供交互界面，門(mén)戶(hù)平臺(tái)主要建設(shè)門(mén)戶(hù)支撐框架，提供標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)和運(yùn)行框架；其次，PaaS將數(shù)據(jù)中心和各業(yè)務(wù)系統(tǒng)整合在一起形成完整的信息支撐平臺(tái)，各業(yè)務(wù)系統(tǒng)調(diào)用同一個(gè)數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)，共享數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)共同支撐數(shù)據(jù)平臺(tái)，對(duì)用戶(hù)層提供查詢(xún)、分析、修改、統(tǒng)計(jì)和打印等任務(wù)[5]。

軟件即服務(wù)SaaS是最常見(jiàn)的云端服務(wù)類(lèi)型，是整個(gè)校園信息化對(duì)外提供的終端服務(wù)，它由數(shù)據(jù)中心提供完整的應(yīng)用程序服務(wù)，用戶(hù)通過(guò)界面層支持瀏覽器、手機(jī)和手客戶(hù)端的訪(fǎng)問(wèn)，而無(wú)需在用戶(hù)終端安裝和維護(hù)各種應(yīng)用軟件。

3.安全體系和云服務(wù)生命周期的管理

用戶(hù)對(duì)云計(jì)算最大的疑慮是云計(jì)算的安全性，在傳統(tǒng)的高校信息化中，服務(wù)器和相關(guān)軟件一般是由專(zhuān)人管理，服務(wù)器、防火墻、軟件和存儲(chǔ)設(shè)備都是可見(jiàn)的，對(duì)安全性比較放心。而云平臺(tái)下，服務(wù)的后臺(tái)資源和管理架構(gòu)不可見(jiàn)，用戶(hù)缺乏安全感是正常的。通過(guò)對(duì)管理和運(yùn)營(yíng)手段的研究，確?；谠破脚_(tái)的信息化校園的安全性是必要的。

云計(jì)算的業(yè)務(wù)需求在云計(jì)算生命周期內(nèi)運(yùn)行，云計(jì)算需要對(duì)硬件和軟件資源進(jìn)行統(tǒng)一管理，云服務(wù)的生命周期主要包括資源創(chuàng)建、服務(wù)模板定義、服務(wù)目錄創(chuàng)建、服務(wù)訂閱、服務(wù)運(yùn)行和服務(wù)終止。

四、方案實(shí)施可行性

(一)高校現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施可行性

隨著高校信息化的快速發(fā)展，各高校校園網(wǎng)基本建成千兆、萬(wàn)兆光纖鏈路。各高校陸續(xù)建成了基于校園網(wǎng)的應(yīng)用部署，各種Web 服務(wù)、FTP服務(wù)、遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)、數(shù)字圖書(shū)館、學(xué)生管理、教學(xué)工作管理、財(cái)務(wù)管理等系統(tǒng)[6]。部署了基本的軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施，這些為構(gòu)建基于云平臺(tái)的高校信息化建設(shè)提供了很好的基礎(chǔ)條件。

(二)效益可行性

1.基于云平臺(tái)的高校信息化建設(shè)有利于高校減少硬件投入，能為學(xué)校不同人群提供價(jià)格低廉的計(jì)算資源和硬件資源，可以省下機(jī)房購(gòu)置、網(wǎng)絡(luò)布線(xiàn)、電力供應(yīng)、機(jī)房管理以及人員環(huán)節(jié)的巨大經(jīng)濟(jì)開(kāi)支。

2.基于云平臺(tái)的高校信息化建設(shè)有利于減低軟件開(kāi)銷(xiāo)。通過(guò)云平臺(tái)對(duì)服務(wù)整合和信息聚合，高校用戶(hù)可以從云中獲取軟件。

3.基于云平臺(tái)的高校信息化建設(shè)能保證數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全。云計(jì)算核心技術(shù)之一就是保障可靠性和安全性。

4.基于云平臺(tái)的高校信息化建設(shè)能改善高校用戶(hù)體驗(yàn)。基于云平臺(tái)的共享型高校信息資源，用戶(hù)可以通過(guò)一站式搜索，隨心所欲地訪(fǎng)問(wèn)分布式存儲(chǔ)的各種數(shù)據(jù)資源。而且云平臺(tái)對(duì)用戶(hù)終端設(shè)備要求不高[7]。

參考文獻(xiàn)：

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[3]黨春輝.基于虛擬化技術(shù)的高校云平臺(tái)的構(gòu)建研究[J].計(jì)算機(jī)光盤(pán)軟件與應(yīng)用，2013，(8).

[4]郭名靜.基于云計(jì)算的高等院校信息化建設(shè)策略研究[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2010，(7).

[5]張乾.基于SaaS的高校管理信息化[J].貴州民族學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，(3).

[6]譚定英.基于云計(jì)算的數(shù)字化圖書(shū)館研究[J].研究與開(kāi)發(fā)，2010，(3).

[7]張穎.基于云計(jì)算的數(shù)字圖書(shū)館應(yīng)用模型研究 [J].數(shù)據(jù)庫(kù)與信息管理，2013，(2).