基于云計算與數(shù)字化校園的探索

胡運江

摘要：如今云計算技術(shù)的高速發(fā)展已經(jīng)滲透到各個領(lǐng)域，云平臺成為數(shù)字化校園信息化建設(shè)的最好選擇，同時云計算技術(shù)應用不斷普及，成為數(shù)字化校園建設(shè)的必要條件。該文在介紹云計算技術(shù)的基礎(chǔ)上。提出了基于云計算的數(shù)字化校園建設(shè)總體框架，圍繞該框架深入闡述了其特征、建設(shè)目標、原則、思路、總體規(guī)劃、SPI架構(gòu)、SOA總體設(shè)計、數(shù)據(jù)交換，共享，身份認證平臺等核心技術(shù)問題，展望未來云計算在數(shù)字化校園中的運用。

關(guān)鍵詞：云計算；數(shù)字化校園；平臺

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）16-3941-02

1 云計算的概念

云計算是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動態(tài)易擴展且經(jīng)常是虛擬化的資源。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（資源包括網(wǎng)絡(luò)，服務器，存儲，應用軟件，服務），這些資源能夠被快速提供，只需投入很少的管理工作，或與服務供應商進行很少的交互。

2 云計算與數(shù)字化校園的應用

2.1 云計算在數(shù)字化校園建設(shè)中具有的服務特征

1） 快速可伸縮性：云”的規(guī)模可以動態(tài)伸縮，基于SOA架構(gòu)，松耦合，擴展性強便于快速部署新的應用系統(tǒng)。滿足應用和用戶規(guī)模增長的需要。

2） 快速自助服務：師生可以按需方便地獲得資源，如自助選課、自助繳費、自助充值、資源下載、信息查詢、智能提醒等。通過統(tǒng)一身份認證平臺和校內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的部署，以統(tǒng)一標準的機制（認證機制、安全機制等）獲取服務， 通過任何客戶終端例如：筆記本電腦、臺式機、PDA、Gphone、Iphone、平板電腦等均可訪問。

3） 虛擬化和同質(zhì)化：通過成熟穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，資源虛擬化；虛擬化技術(shù)可以實現(xiàn)在多種OS上運行同一個OS的同一個版本；包括單系統(tǒng)虛擬化和多系統(tǒng)虛擬化，單系統(tǒng)虛擬化可以把一種機型變成另一種機型，實現(xiàn)同質(zhì)化，也可以把一臺機器變成多種機器來使用，實現(xiàn)異構(gòu)化 多機虛擬化把多臺、多機型的系統(tǒng)變成一臺機器來使用。這就要求數(shù)字化校園平臺支持分布式部署。

4）廉價且易計費：通過數(shù)字化校園平臺（統(tǒng)一信息門戶平臺），可集中進行校園卡消費的查詢、異常消費監(jiān)控、接入平臺應用系統(tǒng)服務整合，個性化服務等。

5） 先進的安全措施：云計算系統(tǒng)由于在物理上是一個分布式體系，對信息安全和災害防御等問題都會有更高的要求，也需要更先進的技術(shù)和措施來解決?？梢酝ㄟ^雙機熱備、異地備份、Raid機制、木馬防御、敏感數(shù)據(jù)加密等來解決這些問題。

2.2 建設(shè)目標

教學數(shù)字化，產(chǎn)學研數(shù)字化，學習數(shù)字化，生活數(shù)字化，一站式服務，環(huán)境數(shù)字化，管理數(shù)字化等等。

2.3 建設(shè)原則

首先要有頂層設(shè)計以便總體規(guī)劃，分步實施，其次分步實施做到以用促建，突出重點實現(xiàn)資源共用，信息共享。

2.4 建設(shè)思路

首先建設(shè)數(shù)字化校園平臺，其次集成現(xiàn)有系統(tǒng)，然后建設(shè)重要應用，最后擴展后續(xù)應用。

2.5 總體規(guī)劃

一個中心一個標準：決策型數(shù)據(jù)共享中心、符合國家教育部的教育信息化標準。三加一個平臺：統(tǒng)一信息門戶平臺、統(tǒng)一身份認證平臺、數(shù)據(jù)交換平臺、掌上校園平臺外加業(yè)務支撐系統(tǒng)數(shù)字迎新、人事、教務、學工、電子離校、學生住宿等第三方系統(tǒng)集成應用系統(tǒng)對接、數(shù)據(jù)對接、業(yè)務對接、認證對接。

2.6 數(shù)字化校園SPI架構(gòu)圖

如圖1所示。

2.7 基于SOA的總體設(shè)計架構(gòu)

首先我們在基礎(chǔ)層設(shè)置：校園網(wǎng)支撐，門戶服務器、應用服務器、目錄服務器，網(wǎng)絡(luò)安全，數(shù)據(jù)共享中心；應用組件設(shè)置：定制服務，認證服務，自動分析服務，插件管理服務，標準規(guī)范服務，集成服務，工作流，新聞服務，消息服務，監(jiān)控服務，報表服務，日志服務，反饋服務，測評服務等。業(yè)務層設(shè)置：迎新系統(tǒng)，離校系統(tǒng)，宿舍管理系統(tǒng)，人事系統(tǒng)，OA系統(tǒng)，教務系統(tǒng)，財務系統(tǒng)，圖書系統(tǒng)，科研系統(tǒng)，資產(chǎn)系統(tǒng)，學工系統(tǒng)，校友系統(tǒng)，遠程教育，后勤系統(tǒng)，統(tǒng)一認證統(tǒng)一授權(quán)。門戶設(shè)置：業(yè)務辦理，決策支持，綜合校情，管理支持，公共信息，個性化信息，登陸界面等。最后就是用戶群設(shè)置：教師，學生，領(lǐng)導和其他人員。

2.8 數(shù)字校園整體交互邏輯

數(shù)字校園我們可以通過統(tǒng)一的信息門戶平臺登陸，根據(jù)不同的權(quán)限訪問數(shù)據(jù)共享中心，實現(xiàn)不同的數(shù)據(jù)共享功能，比如我們可以通過管理員權(quán)限管理平臺，消息管理，web管理等，用戶可以查詢自己的相關(guān)信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。

2.9 數(shù)字化校園網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

用戶通過因特網(wǎng)接入，通過不同的設(shè)備終端，在教學區(qū)，辦公區(qū)，生活區(qū)等不同場所訪問數(shù)字化校園平臺，校園一卡通平臺和應用系統(tǒng)平臺（教務，學工，圖書，財務，迎新，離校，宿舍，校友，人事，科研，資產(chǎn)等）

2.10 數(shù)字化校園的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

1） 數(shù)字化校園平臺：信息標準化體系、統(tǒng)一信息門戶平臺、統(tǒng)一身份認證平臺、數(shù)據(jù)交換平臺、數(shù)據(jù)共享中心、掌上校園平臺等

2） 綜合管理：一卡通管理平臺、協(xié)同辦公系統(tǒng)、綜合校情分析系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)、能源管控平臺、電子支付平臺、財務管理系統(tǒng)、郵件管理系統(tǒng)、網(wǎng)站群管理系統(tǒng)等。

3） 學習（學生）：教務管理系統(tǒng)、學工管理系統(tǒng)、數(shù)字迎新系統(tǒng)、電子離校系統(tǒng)、學生收發(fā)費系統(tǒng)、注冊報到系統(tǒng)、招生管理系統(tǒng)、就業(yè)管理系統(tǒng)、校友管理系統(tǒng)等

4） 教學（教工）：人事管理系統(tǒng)、科研管理系統(tǒng)、工資查詢系統(tǒng)、職稱評審系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)等

2.11 數(shù)據(jù)交換中心平臺

獲取交換數(shù)據(jù)、對數(shù)據(jù)加密、壓縮、數(shù)據(jù)上傳、數(shù)據(jù)接收，解壓、解密、抽取、過濾、數(shù)據(jù)入共享中心，同時轉(zhuǎn)發(fā)給訂閱的其它部門。全面支持異構(gòu)數(shù)據(jù)，包括ORACLE、SQLSERVER、MYSQL、DB2、SYBASE、ACCESS、DBF、EXCEL、XML、TXT、Web service接口等各種數(shù)據(jù)格式；基于XML標準的數(shù)據(jù)交換流程控制；支持數(shù)據(jù)訂閱功能，優(yōu)化數(shù)據(jù)交換流程，優(yōu)化數(shù)據(jù)交換服務器資源；支持大文本數(shù)據(jù)交換；支持多種方式的時間調(diào)度控制數(shù)據(jù)交換流程。

2.12 統(tǒng)一身份認證平臺功能

基于角色的訪問控制模型（RBAC）、權(quán)限的多級管理、分級授權(quán)機制、統(tǒng)一的認證和授權(quán)管理機制、提供跨平臺的權(quán)限管理接口、基于LDAP協(xié)議的OpenLDAP身份目錄存儲、提供多種安全方式保證認證信息安全、支持多種語言（JAVA、.NET、Delphi、VB、VC、PHP、ASP）開發(fā)的業(yè)務系統(tǒng)認證、采用動態(tài)密鑰的加密方法確保認證信息的安全性、自動獲取各業(yè)務系統(tǒng)用戶信息，無需進行同步

2.13 決策型數(shù)據(jù)共享中心

支持多種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫Oracle、SqlServer、DB2、Sybase等、建立學校統(tǒng)一的信息標準以國標、教育部標準為基礎(chǔ)，結(jié)合學校實際情況、對數(shù)據(jù)合法性進行分析、驗證數(shù)據(jù)合法、準確性，對基礎(chǔ)信息分析、通過數(shù)據(jù)挖掘功能提供決策支持信息、對信息進行分類、估值和預言、對數(shù)據(jù)高性能查詢進行處理、對海量數(shù)據(jù)進行性能調(diào)優(yōu)處理，檢索數(shù)據(jù)不超過3S、歷史信息分析存儲、不刪除數(shù)據(jù)原則。

2.14 綜合決策管理系統(tǒng)

教師工資情況、財務收入分析、科研經(jīng)費與產(chǎn)出、一卡通消費分析、學生收費情況、學生欠費情況、住宿費繳納情況、工資與職稱分析、財務支出分析、報銷情況分析。

3 云計算和數(shù)字化校園的未來

在全球信息化高速發(fā)展的今天，云計算廣泛應用于數(shù)字化校園建設(shè)中就要求：學?！o每個學校獨立的域名，開設(shè)網(wǎng)上“虛擬數(shù)字校園”空間，給學校的教師、學生和家長等用戶提供統(tǒng)一、豐富、標準的校園信息化應用服務。.教師—給教師提供工具和信息，以便遵從教育管理與業(yè)務的要求，并增加對學生的個性關(guān)注與指導，提升教學效果和質(zhì)量；教師可以使用統(tǒng)一的資源共享平臺擴充教學素材、共享教學知識、發(fā)布教學資源，增強交流與協(xié)作。學生—給學生一個安全賬號，在學校或家里的任意一設(shè)備終端登錄到個人門戶網(wǎng)站，瀏覽并使用網(wǎng)站上的教學資源、電子郵件、課程作業(yè)、個人時間管理等信息和功能。家長—給家長提供積極參與小孩教育的機會。家長通過家長門戶查看小孩在學校的表現(xiàn)情況、考試成績、近期學習任務、時間表和即將到來的學?；顒拥刃畔ⅰ＜议L通過手機短信隨時了解學生的動態(tài)，成績等信息。

談到數(shù)字化校園建設(shè)， 其實也就是“教育云”。云計算在教育領(lǐng)域中的遷移稱之為“教育云”，是未來教育信息化的基礎(chǔ)架構(gòu)，包括了教育信息化所必須的一切硬件計算資源，這些資源經(jīng)虛擬化之后，向教育機構(gòu)、教育從業(yè)人員和學員提供一個良好的平臺，該平臺的作用就是為教育領(lǐng)域提供云服務。

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