基于云計算的數(shù)字化校園數(shù)據(jù)管理研究與應(yīng)用

摘 要：云計算是一種理念、方法和技術(shù)，能夠集成基于互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)環(huán)境、平臺、軟件服務(wù)等資源。本文介紹云計算概念，分析了數(shù)字化校園數(shù)據(jù)的特性，在此基礎(chǔ)上給出云計算在數(shù)字化校園數(shù)據(jù)管理領(lǐng)域的應(yīng)用模式和實施策略，為高校構(gòu)建數(shù)字化校園數(shù)據(jù)中心，應(yīng)用云計算技術(shù)做好理論鋪墊。

關(guān)鍵詞：云計算；信息系統(tǒng)；數(shù)字化校園

中圖分類號：TP311.52

數(shù)字化校園是教育科研領(lǐng)域建設(shè)的重點方向，數(shù)字化校園領(lǐng)域的信息化建設(shè)成果代表了社會各領(lǐng)域?qū)ψ钚滦畔⒓夹g(shù)轉(zhuǎn)換應(yīng)用的關(guān)注和認同。近年來，云計算的理念得到了國內(nèi)外企業(yè)信息系統(tǒng)研發(fā)者的關(guān)注與認可，云計算作為一種新興的計算模式和商業(yè)模式，一定程度上引領(lǐng)了企業(yè)信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，例如我國臺灣地區(qū)試行的“電子書包”計劃、美國伊利諾伊州立大學(xué)的云計算實驗中心就是云計算技術(shù)在數(shù)字化校園的典型體現(xiàn)。因此，現(xiàn)階段研究和思考基于云計算的數(shù)字化校園數(shù)據(jù)管理模式，給出云計算實施的應(yīng)把握的關(guān)鍵問題，為數(shù)字化校園數(shù)據(jù)管理領(lǐng)域引入云計算技術(shù)做好理論鋪墊，顯得尤為重要和緊迫。

1 云計算概述

云計算（Cloud Computing）是分布式計算、網(wǎng)格計算、面向服務(wù)的架構(gòu)（SOA）等理念的繼承與發(fā)展，通過對分布式硬件設(shè)施資源、平臺資源、軟件資源的虛擬化管理，形成一種新型的基于互聯(lián)網(wǎng)的信息資源管理模式?，F(xiàn)階段，Intel、IBM、AMD、Google、Amazon等企業(yè)實踐了云計算理念，形成了一系列建設(shè)成果。同時，國內(nèi)外專家學(xué)者從自身研究成果出發(fā)，也對云計算給出形式多樣的定義。相對突出的有，美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）給出的定義：云計算是一種按使用量付費的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡(luò)訪問，進入可配置的計算資源共享池（網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、軟件、服務(wù)），這些資源能夠被快速提供，只需投入很少的管理成本，或與服務(wù)供應(yīng)商進行很少的交互。具體而言，云計算具有自助服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)分發(fā)、靈活調(diào)度、可衡量、資源池化的特點，具有軟件即服務(wù)（Saas）、平臺即服務(wù)（Paas）、基礎(chǔ)架構(gòu)即服務(wù)（Iaas）共三種服務(wù)模式，以及公有云、私有云、社區(qū)云、混合云共四種部署模式。2006年以來，云計算已經(jīng)逐步成為國內(nèi)基礎(chǔ)平臺廠商、信息系統(tǒng)廠商、互聯(lián)網(wǎng)廠商關(guān)注的焦點，在電信、金融、制造、電子商務(wù)等領(lǐng)域得到逐步的推廣應(yīng)用，能夠提升資源利用效率、減少運營投資、降低管理成本，取得了顯著地經(jīng)營效益。

2 數(shù)字化校園數(shù)據(jù)的特性分析

數(shù)字化校園數(shù)據(jù)中心是高校信息服務(wù)共享系統(tǒng)的中心，通過校園內(nèi)部網(wǎng)向教員、學(xué)生、訪客等提供信息服務(wù)。具體而言，數(shù)據(jù)中心是以面向業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)中的各類數(shù)據(jù)為核心，依托IT技術(shù)，按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，建立數(shù)據(jù)處理、存儲、傳輸、綜合分析的一體化數(shù)據(jù)信息管理體系。數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建，能夠為信息服務(wù)共享系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供基礎(chǔ)環(huán)境。數(shù)字化校園中心通過自動化的管理方式、虛擬化的資源整合方式，結(jié)合新的能源管理技術(shù)，來解決數(shù)據(jù)中心日益突出的管理復(fù)雜、能耗嚴重、成本增加及信息安全等方面的挑戰(zhàn)，實現(xiàn)高效、節(jié)能的數(shù)據(jù)管理。高校數(shù)據(jù)中心依據(jù)《電子信息系統(tǒng)機房設(shè)計規(guī)范》（GB50174-2008）和《數(shù)據(jù)中心電信基礎(chǔ)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)》（TIA-942）等標(biāo)準(zhǔn)，同時對其海量數(shù)據(jù)進行了特性梳理，具體如下。

（1）可管理性。數(shù)據(jù)中心可以全面深入的了解系統(tǒng)的運行狀況，定期系統(tǒng)維護以降低系統(tǒng)故障率、發(fā)現(xiàn)故障或系統(tǒng)瓶頸并及時修復(fù)，根據(jù)業(yè)務(wù)需求調(diào)整系統(tǒng)運行方式，根據(jù)業(yè)務(wù)負載增減資源。

（2）可伸縮性。數(shù)據(jù)中心可以在信息服務(wù)上線運行或需要更多資源的時候，及時、適量的給予資源分配，保證業(yè)務(wù)的運行正常不受影響；同時，可以在信息服務(wù)下線或資源需求減少的時候適時收回資源，保證系統(tǒng)的資源高效利用，從而節(jié)省運營成本。

（3）可靠性。數(shù)據(jù)中心通過故障避免和故障容錯等方法，提高系統(tǒng)的整體可靠性，減低其故障的概率。

3 云計算在數(shù)字化校園數(shù)據(jù)管理領(lǐng)域的應(yīng)用模式

在云計算中，硬件和軟件都被抽象為資源封裝為服務(wù)，用戶以互聯(lián)網(wǎng)為主要接入方式，獲取云中提供的服務(wù)。從云計算提供的服務(wù)類型和服務(wù)方式的角度出發(fā)，云計算在數(shù)字化校園數(shù)據(jù)管理領(lǐng)域有Iaas、Saas、Paas等三個方面的應(yīng)用模式。

（1）Iaas模式的應(yīng)用。IaaS（Infrastructure as a Service，基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）是以服務(wù)的形式對所有設(shè)施的利用，包括處理、存儲、網(wǎng)絡(luò)和其它基本的計算資源，用戶能夠部署和運行任意軟件，包括操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序。高?？梢酝ㄟ^向Amazon EC2（Elastic Compute Cloud）云提供商購買虛擬化的計算資源、存儲資源和網(wǎng)絡(luò)資源，形成數(shù)據(jù)化校園數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)層，提供虛擬化的計算資源、存儲資源和網(wǎng)絡(luò)資源，根據(jù)用戶的需求動態(tài)這些資源，擺脫對底層計算資源和網(wǎng)絡(luò)資源依賴，降低技術(shù)保障人力資源成本。

（2）Saas模式的應(yīng)用。SaaS（Software as a Service，軟件即服務(wù)）是一種不斷擴展的軟件使用模式，使用瀏覽器或軟件客戶端，通過互聯(lián)網(wǎng)訪問應(yīng)用服務(wù)。高?？梢酝ㄟ^采用SOA架構(gòu)并遵循J2EE、Web Service、Http、Xml等國際標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)建數(shù)據(jù)化校園ESB（企業(yè)服務(wù)總線），實現(xiàn)學(xué)校教學(xué)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)訪問、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計等功能模塊的遠程調(diào)用，一定程度上強化系統(tǒng)架構(gòu)的成熟度。

（3）Paas模式的應(yīng)用。PaaS（Platform as a Service，平臺即服務(wù)）是指將軟件研發(fā)平臺作為一種服務(wù)，以SaaS的模式提交給用戶。數(shù)字化校園數(shù)據(jù)中心作為普通用戶，基本不涉及對Paas模式的應(yīng)用。

4 云計算在數(shù)字化校園數(shù)據(jù)管理領(lǐng)域的實施策略

校園的信息化建設(shè)是一個長期、迭代的過程中，信息系統(tǒng)是一個不斷完善的過程，云計算理念在高校數(shù)字化校園數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用過程也應(yīng)是一個漸進的過程。因此，云計算組織實施涉及資源池、云管理平臺、管理員、用戶和建設(shè)者五個要素，在高校數(shù)字化校園數(shù)據(jù)中心中的應(yīng)用，一定要有方法、有步驟，漸進實施。

（1）完善系統(tǒng)應(yīng)用集成建設(shè)方案。高校的決策層、技術(shù)人員要根據(jù)云計算的特點，結(jié)合自身實際情況，緊密把握市場需求，提出在新時期電子商務(wù)背景下數(shù)字化校園信息系統(tǒng)的集成建設(shè)方案，制定實施云計算的指導(dǎo)思想和組織架構(gòu)，確保校園的信息化建設(shè)有章可循。

（2）鞏固信息系統(tǒng)項目管理機制。在招標(biāo)、設(shè)計、研發(fā)、測試、部署、維護等各個階段，應(yīng)該制定相應(yīng)的規(guī)劃、制度，規(guī)范云計算實施過程，控制云計算實施的方向和進度，梳理完善的法規(guī)制度，確保信息系統(tǒng)建設(shè)的事前、事中、事后等全生命周期項目階段，能管可控。

（3）強調(diào)新興電子商務(wù)理念學(xué)習(xí)。云計算作為一種理念、方法和技術(shù)，不但高校技術(shù)人員要學(xué)習(xí)掌握云計算的發(fā)展現(xiàn)狀，高校的決策層、管理層、執(zhí)行層也應(yīng)該了解云計算對電子商務(wù)的促進作用。只有這樣，整個學(xué)校才能適應(yīng)市場的競爭環(huán)境，把握電子商務(wù)的發(fā)展趨勢。

5 結(jié)束語

云計算作為一種新興技術(shù)，越來越引起國內(nèi)中大企業(yè)的關(guān)注。國外的亞馬遜、谷歌等知名國際企業(yè)都已實施云計算，國內(nèi)的航天、電信、物流、電子商務(wù)等企業(yè)也正著手研究云計算。高校作為先進技術(shù)的典型示范引領(lǐng)單位，只有不斷分析、研究云計算技術(shù)可能帶來的應(yīng)用優(yōu)勢，思考云計算的組織實施策略，才能在云計算的應(yīng)用浪潮中保持領(lǐng)先地位。

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作者簡介：宋家慧（1978.12-），女，山東蒼山人，講師，本科，研究方向：計算機應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用和數(shù)據(jù)挖掘。

作者單位：廣西機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，南寧 530007