新一代數(shù)字校園功能需求探析

余鎮(zhèn)全?徐舒?姜春雷

摘 要：新技術(shù)的發(fā)展，尤其是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算技術(shù)等在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，為數(shù)字校園的建設(shè)與應(yīng)用提供了更加廣闊的前景。本文提出如何適應(yīng)這些新的應(yīng)用對教育信息化所帶來的巨變，是新一代數(shù)字校園建設(shè)與發(fā)展需要加以重視與探索的問題。

關(guān)鍵詞：數(shù)字校園 物聯(lián)網(wǎng) 云計算 網(wǎng)絡(luò)安全

中圖分類號：G42 文獻標識碼：A 文章編號：1674-2117（2014）10-0053-02

隨著新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)以及在教育信息化中的應(yīng)用，自上世紀90年代以來在高校內(nèi)興起的數(shù)字校園已從根本上發(fā)生了質(zhì)的變化，由傳統(tǒng)的管理型向著應(yīng)用型轉(zhuǎn)變，無論是校園網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)，還是數(shù)據(jù)中心的建設(shè)、數(shù)字校園平臺建設(shè)以及數(shù)字校園的管理與維護等都必須適應(yīng)新形勢、新技術(shù)的需要，以滿足數(shù)字校園應(yīng)用的現(xiàn)實需求。

1 適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展，建設(shè)“泛在”的校園網(wǎng)絡(luò)，滿足各類用戶需求

經(jīng)過20多年的發(fā)展，我國高校的數(shù)字校園建設(shè)經(jīng)歷了從系統(tǒng)應(yīng)用到系統(tǒng)集成的發(fā)展過程，而隨著新技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷演進，更加重視用戶的應(yīng)用體現(xiàn)，表現(xiàn)在用戶對數(shù)字校園使用的便捷性，對各種事務(wù)操作的便利性上來。這種轉(zhuǎn)變，對新一代數(shù)字校園中網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施也即校園網(wǎng)絡(luò)的硬件條件提出了更高的要求，這些要求體現(xiàn)在：

一是運行更加高速、快捷。校園網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展從最早的百兆以太網(wǎng)、ATM網(wǎng)已全面發(fā)展為以萬兆主干的以太網(wǎng)絡(luò)為主體的校園網(wǎng)絡(luò)體系，校園網(wǎng)絡(luò)的運行效率、運行穩(wěn)定性有了質(zhì)的飛躍。二是無線網(wǎng)絡(luò)的全覆蓋成為校園網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢。為了適應(yīng)掌上電腦、移動終端、手機用戶應(yīng)用群不斷擴大的趨勢，建立覆蓋整個校園，穩(wěn)定、可靠的無線網(wǎng)絡(luò)成為校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與發(fā)展的重點與方向。三是對校園網(wǎng)絡(luò)的安全性提出了更高的要求。由于數(shù)字校園的建設(shè)，將整個院校內(nèi)部各種人、財、物的數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)，這一方面為學(xué)校的決策管理提供了最直接的數(shù)據(jù)支撐，另一方面也對信息安全提出了更高的要求。如何在保證信息安全的基礎(chǔ)上提高應(yīng)用效益成為校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與管理者不得不考慮的問題。

基于新一代數(shù)字校園對校園網(wǎng)絡(luò)提出的更高要求，在進行網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)時，必須要進行充分考慮。

第一，在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上，要充分認識到有線網(wǎng)絡(luò)與無線網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系，將兩者作為互相補充的有機整體，綜合考慮建設(shè)、運維的成本，安全性與穩(wěn)定性等各種要素，綜合衡量網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的類型與使用范圍。第二，在網(wǎng)絡(luò)鏈路中需要設(shè)計一定的冗余。通過雙鏈路或多鏈路架構(gòu)的方式在一定程度上解決網(wǎng)絡(luò)運行的穩(wěn)定性問題。第三，考慮到校園內(nèi)各種用戶應(yīng)用層次的不同，對校園網(wǎng)資源的使用權(quán)限也要有所不同；在進行校園網(wǎng)建設(shè)時，需要同時考慮到安全體系的建設(shè)，不僅僅是加裝必要的安全防護設(shè)備，同時還需要在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的選擇上做好必要的準備。第四，云計算技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，為高校的信息化建設(shè)與發(fā)展提供了機遇，校園網(wǎng)絡(luò)也必須要考慮到未來的發(fā)展，尤其是虛擬桌面、云終端等網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用對校園網(wǎng)的要求更高，需要充分論證與規(guī)劃，以適應(yīng)新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。

2 基于云計算技術(shù)，建設(shè)集中化、虛擬化的數(shù)字校園數(shù)據(jù)中心

云計算以其超強的計算能力以及高可靠性、安全性等優(yōu)勢在各個領(lǐng)域都掀起了應(yīng)用高潮。高校的數(shù)字校園，由于其功能的日益完善，所涉及領(lǐng)域的應(yīng)用更加深入，對數(shù)據(jù)中心的存儲以及計算能力提出了更高的要求，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心在一定程度上已經(jīng)無法滿足日益增長的計算、存儲需求。因此，為其引入新型的、更具可控性、可擴容以及超強計算能力的云計算技術(shù)，成為新一代數(shù)字校園在進行數(shù)據(jù)中心建設(shè)時需要考慮的問題。

2.1 通過服務(wù)器虛擬化滿足各種新功能的需求

在傳統(tǒng)的數(shù)字校園數(shù)據(jù)中心建設(shè)中，采用服務(wù)器集群的方式，由于數(shù)字校園各種功能部署的需要，需要采用幾十臺甚至上百臺單片服務(wù)器才能滿足。而通過服務(wù)器虛擬化技術(shù)，可以有效、充分地利用服務(wù)器資源，通過將單臺服務(wù)器虛擬出多臺的方式，有效解決服務(wù)器的硬件投入過大、單臺利用效率低下和管理維護以及運行成本過高等問題。通常服務(wù)器CPU占用率一般不超過15%，而虛擬化后物理主機的CPU使用率將提高到60～80%。

2.2 通過數(shù)據(jù)的集中存儲，適應(yīng)數(shù)字校園大數(shù)據(jù)、智能化發(fā)展的需求

云計算在進行服務(wù)器虛擬化的同時，要求數(shù)據(jù)中心提供強大的集中存儲功能。而數(shù)字校園也需要將各個部門的數(shù)據(jù)統(tǒng)一集中到一個平臺中來，不但要便于數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集與調(diào)度，更需便于數(shù)據(jù)的管理與維護。因此，通過建設(shè)必要的數(shù)據(jù)存儲體系，包括容災(zāi)備份體系建設(shè)等方面。

2.3 堅持在原有基礎(chǔ)上的“揚棄”，以滿足需求為目標建設(shè)數(shù)據(jù)中心

在進行數(shù)據(jù)中心建設(shè)時應(yīng)充分考慮院校內(nèi)已經(jīng)建成或者正在運行的各種系統(tǒng)、各種物理資源的價值，而不是完全拋棄，應(yīng)當將其納入到云計算數(shù)據(jù)中心建設(shè)中來統(tǒng)一考慮，充分利用現(xiàn)有資源，進行必要的整合與集成，做好資產(chǎn)的保護。

與此同時，還應(yīng)當注意到云計算數(shù)據(jù)中心所帶來的一些負面影響。一是由虛擬服務(wù)器應(yīng)用帶來的資源過度利用，要以保障穩(wěn)定運行為前提，提前作好充分的論證。二是要防止虛擬主機的隨意蔓延。由于增加一臺服務(wù)器的配置不再像以往那樣，需要通過采購、安裝、部署等一系列過程，只需要數(shù)據(jù)中心通過技術(shù)虛擬出一個主機即可，這也可能導(dǎo)致各種主機的不斷擴張，因此，還需要加強對服務(wù)器需要的管理與審批。

3 以智能感知、自動交換、主動推送為目標，加強數(shù)字校園平臺建設(shè)

數(shù)字校園建設(shè)為院校教學(xué)科研與日常管理等活動提供強有力的支撐，本質(zhì)上是利用現(xiàn)代化的手段對信息進行獲取、加工和處理，為以教學(xué)科研為中心的院校各項活動提供保障。因此，對校園內(nèi)信息的獲取、處理與利用，在進行新一代數(shù)字校園設(shè)計與建設(shè)時應(yīng)作為重中之重來進行考量。

3.1 充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建設(shè)“智能感知”的數(shù)字校園數(shù)據(jù)采集體系

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷成熟，射頻識別、紅外感應(yīng)、全球定位、激光掃描等信息傳感技術(shù)的應(yīng)用越來越廣，為數(shù)字校園中的對人、財、物的自動感知與信息采集提供了廣闊的應(yīng)用前景。在高校重點可以從幾個方面來展開。

一是智能教室、實驗室的管理。伴隨高校數(shù)字化建設(shè)水平的提升，對大量不同的教室、實驗室設(shè)備進行有效管理是急需解決的課題。二是智能文檔管理。圖書文獻，包括由于各種原因無法通過電子文檔進行流轉(zhuǎn)的公文、各種檔案資料的管理等，通過加貼FRID標簽等方式，可以準確掌握這些重要文檔資料的流向，讓無聲的東西變成“有聲”的，便于查找利用。 三是智能校園安保系統(tǒng)。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與安保系統(tǒng)進行結(jié)合，在原有校園視頻監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，讓固定的財物能夠隨時發(fā)送位置、狀態(tài)信息，便于及時了解其去向，也為各種物資的有效利用提供方便。四是遠程水電管理系統(tǒng)。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以及時發(fā)現(xiàn)水電的開關(guān)狀態(tài)，了解實時的使用情況，通過校園網(wǎng)可以有效管理路燈、室內(nèi)照明以及公共水房等資源，從源頭上做到環(huán)保節(jié)能。

3.2 以應(yīng)用集成為主線，建立自動交換的數(shù)據(jù)共享體系

傳統(tǒng)的數(shù)字校園一般采用系統(tǒng)集成的方式，將高校內(nèi)部各種應(yīng)用系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)、身份、門戶集成等方式統(tǒng)一到一個平臺上。從表面上看，各種系統(tǒng)已經(jīng)統(tǒng)一在數(shù)字校園內(nèi)，但在其內(nèi)核應(yīng)用層面，還沒有做到真正的統(tǒng)一，尤其是底層數(shù)據(jù)的交換，有些復(fù)雜的觸發(fā)機制需要人工干預(yù)。而在新一代數(shù)字校園的建設(shè)中，應(yīng)當摒棄傳統(tǒng)觀念，真正從“做事”的角度出發(fā)，以應(yīng)用為主線，劃分出清晰的數(shù)據(jù)流、事務(wù)流，根據(jù)數(shù)據(jù)的流向、事務(wù)的處理流程來規(guī)劃數(shù)字校園的各項功能，從底層數(shù)據(jù)庫的設(shè)計開始，做好數(shù)據(jù)的統(tǒng)一規(guī)劃，確保高校內(nèi)部各個層面的應(yīng)用都能做到真正的數(shù)據(jù)共享。

3.3 通過訂閱、推送平臺，建立主動推送的信息應(yīng)用體系

傳統(tǒng)的數(shù)字校園的信息門戶，雖然會根據(jù)用戶身份的不同，有一些差異化的設(shè)計，但是實際上這些差異是有限的、不全面的。新一代的數(shù)字校園，這些差異化應(yīng)當與數(shù)據(jù)訂閱機制、身份認證平臺實施聯(lián)動，將共享數(shù)據(jù)庫中與用戶相關(guān)的信息及時推送到用戶的門戶中去。推送的方式，可以根據(jù)信息的重要程度、用戶的身份特征等進行區(qū)別。通過數(shù)據(jù)訂閱與信息推送體系的建設(shè)，在最大程度上解決無法找到合適信息以及“垃圾”信息泛濫等問題。

4 強化管理，統(tǒng)一建設(shè)，建設(shè)安全、可靠的數(shù)字校園運行平臺

自從互聯(lián)網(wǎng)進入實際運用以來，網(wǎng)絡(luò)安全始終是各方關(guān)注的重點，尤其是前期“棱鏡”監(jiān)控事件進入公眾視野，國家采取了加強對互聯(lián)信息的管控等一系列措施，對網(wǎng)絡(luò)安全提出了更高的要求。 因此，在進行新一代數(shù)字校園建設(shè)時，信息安全也應(yīng)當作為重要的一個環(huán)節(jié)。

4.1 適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)安全新形勢，將安全體系建設(shè)真正統(tǒng)一納入到數(shù)字校園工程建設(shè)中來

從網(wǎng)絡(luò)初期建設(shè)開始，有關(guān)部門就對信息安全提出了一系列的要求，但由于網(wǎng)絡(luò)安全一定程度上并不能產(chǎn)生直接的效益，許多院校在進行數(shù)字校園乃至網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)計建設(shè)時雖然將網(wǎng)絡(luò)安全納入了方案，但實際操作中則是能省就省，存在著重應(yīng)用輕安全的觀念。

在進行新一代數(shù)字校園建設(shè)時，由于各種上網(wǎng)的信息涉及面廣，這些信息對某些有心人而言都是具有一定的應(yīng)用價值。尤其是一些重點高校，加強網(wǎng)絡(luò)安全體系建設(shè)不能僅僅是停在口頭上、寫在書面上，而應(yīng)當真正做到實際工作中，將之統(tǒng)一納入到數(shù)字校園建設(shè)中來，在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)字中心建設(shè)，以及數(shù)字校園各種應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用等環(huán)節(jié)，充分考慮到信息的安全，通過統(tǒng)一的設(shè)計、統(tǒng)一的建設(shè)，有效地從源頭上管控信息安全。

4.2 強化制度保障，統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集與應(yīng)用標準，有效管制各種信息的采集與應(yīng)用

新一代的數(shù)字校園，從設(shè)計與建設(shè)理念上來說，許多信息的采集都需要自動安全，智能采集。而在管理與應(yīng)用層面，更加強調(diào)的是身份認證體系與應(yīng)用權(quán)限，采用主動推送的方式進行。這對數(shù)字校園的建設(shè)者與管理者來說，必須從開始階段就做好信息的甄別工作，通過嚴格的規(guī)則制度，確定哪些信息通過何種方式采集與提供使用，同時也應(yīng)當根據(jù)不同人員的身份特征，強化信息的應(yīng)用范圍控制，確保把好數(shù)字校園內(nèi)各種信息的入口與出口關(guān)，始終繃緊信息安全之弦。

4.3 堅持內(nèi)外有別、上下有別，強化數(shù)據(jù)應(yīng)用與下載的管控，確保信息安全

數(shù)字校園的身份認證體系是決定每個用戶提供、使用信息的依據(jù)，在加強數(shù)字校園的信息安全體系建設(shè)時，必須堅持做到內(nèi)外有別、上下有別，即區(qū)分校內(nèi)、校外用戶，領(lǐng)導(dǎo)、教職員工與學(xué)生有自己的不同的信息提供與獲取權(quán)限。要做到這些，應(yīng)當從幾個方面來著手。

一是加強身份認證系統(tǒng)的建設(shè)與管理。不僅對身份認證系統(tǒng)的選擇要更加科學(xué)，注重其安全性；而且要加強對用戶身份變更等信息的更新維護，確保每個用戶都能獲取與其身份相對應(yīng)的信息。二是區(qū)別一般信息與保密信息的管理與使用。這是通常的信息安全管理措施，對信息的涉密程度進行區(qū)分，通過邏輯子網(wǎng)等方式加以管控，有些甚至需要與公共的校園網(wǎng)絡(luò)進行安全隔離，確保安全。三是區(qū)別不同用戶對象的使用方式。對重要的用戶，即信息使用級別較高的校園網(wǎng)用戶，應(yīng)當控制其使用方式。

新技術(shù)的應(yīng)用為數(shù)字校園的建設(shè)與應(yīng)用提供了廣闊的前景，但也帶來了更大的挑戰(zhàn)，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計算技術(shù)以及移動互聯(lián)網(wǎng)等為數(shù)字校園使用效益的發(fā)揮提供更大的舞臺的同時，也應(yīng)當根據(jù)各個院校的實際情況，綜合考量新技術(shù)應(yīng)用的范圍與規(guī)模，以最大的性價比獲取最大的使用效益。

（南京政治學(xué)院信息管理中心，江蘇 南京 210003）

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