云計(jì)算在高等院校中的應(yīng)用初探

李 旭

（東南大學(xué)成賢學(xué)院教育技術(shù)中心，江蘇南京 210088）

1 高校傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)今狀況與不足

高等院?，F(xiàn)今絕大部分所應(yīng)用的網(wǎng)分為：網(wǎng)狀、星型、分布式等。在這些拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上劃分VLAN，每個(gè)VLAN 可以由多臺(tái)交換機(jī)組成，再通過(guò)交換機(jī)連接到終端。從而達(dá)到提高性能、便于維護(hù)、信息共享、方便管理等目的。隨著科技的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步，高等院校對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的要求也在與日俱增，智能化網(wǎng)絡(luò)走進(jìn)人們的生活，數(shù)字化校園已經(jīng)走進(jìn)高校校園。數(shù)字化校園的網(wǎng)絡(luò)體系建設(shè)，避免不了要適應(yīng)校園內(nèi)各類網(wǎng)絡(luò)和不同終端。而現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)構(gòu)架又面臨基礎(chǔ)設(shè)施、異構(gòu)終端支持不足的問(wèn)題。與其花費(fèi)不菲的代價(jià)重新改造、建設(shè)網(wǎng)絡(luò)，不如尋找新出路，跟上時(shí)代的腳步開發(fā)、使用新技術(shù)。

2 云計(jì)算概述

2.1 云計(jì)算的概念

云計(jì)算是以互聯(lián)網(wǎng)為中心，是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上為客戶提供安全、快速的軟硬件服務(wù)，客戶只需要通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求，遠(yuǎn)端的計(jì)算中心就可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)提供動(dòng)態(tài)易擴(kuò)展且經(jīng)常是虛擬化的、客戶提供所需要的資源。

按照云服務(wù)提供商和用戶的需求可以將云服務(wù)劃分為3類：公有云、私有云和混合云。公有云通常指第三方提供商為用戶提供所需服務(wù)的云環(huán)境，并由提供商進(jìn)行管理。

私有云與公有云的區(qū)別在于對(duì)數(shù)據(jù)安全性和服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行最有效的控制。它可以部署在企業(yè)數(shù)據(jù)中心的防火墻內(nèi)，也可以部署在一個(gè)安全的主機(jī)托管場(chǎng)所。混合云是公有云和私有云兩種服務(wù)方式的結(jié)合體。由于安全和控制的原因，不是所有信息都能夠放置在公有云上，所以混合云模式在企業(yè)得到最廣泛的運(yùn)用。另外當(dāng)發(fā)生突發(fā)事故時(shí)，混合云方式能夠隨時(shí)將數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)移到私有云中，并代替公有云運(yùn)行相關(guān)的業(yè)務(wù)程序，從而真正的實(shí)現(xiàn)不間斷業(yè)務(wù)的服務(wù)。

2.2 云計(jì)算的特點(diǎn)

云計(jì)算的部署依賴于計(jì)算機(jī)集群，也吸收自主計(jì)算和效用計(jì)算的特點(diǎn)。它是使計(jì)算分布在大量的分布式計(jì)算機(jī)上，而非本地計(jì)算機(jī)或遠(yuǎn)程的服務(wù)器中。高校數(shù)據(jù)中心的運(yùn)行將與互聯(lián)網(wǎng)更相似，這將使高校網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)①Y源切換到需要的應(yīng)用上，從而根據(jù)需求訪問(wèn)計(jì)算機(jī)和存儲(chǔ)系統(tǒng)。云計(jì)算的計(jì)算機(jī)集群規(guī)模大，致使用戶擁有強(qiáng)大的計(jì)算能力，性價(jià)比高。而面對(duì)高校網(wǎng)絡(luò)的各種硬件不一，云計(jì)算都能夠兼容，具有兼容性高的優(yōu)點(diǎn)，使連接到網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算機(jī)不需要升級(jí)用戶電腦就可以獲得超級(jí)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力。云計(jì)算中操作系統(tǒng)可以兼容各種不同軟件類型，開放性高，面對(duì)高校各種軟件適應(yīng)性強(qiáng)。由于云計(jì)算采用虛擬化技術(shù)，用戶在任意位置都可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)我們的需求，而不用擔(dān)心自己所在位置。

3 云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)在高校的應(yīng)用

在高校中的網(wǎng)絡(luò)是一種組合行的IT 架構(gòu)，就目前來(lái)講，高校內(nèi)部相關(guān)部門和其部署的資源大部分屬于私有云，如圖書館管理系統(tǒng)、教務(wù)系統(tǒng)、多媒體系統(tǒng)、一卡通系統(tǒng)、機(jī)房管理等。少部分為公有云，如學(xué)校網(wǎng)站論壇、資源下載、在線考試系統(tǒng)等。而云計(jì)算的混合云模式可以解決當(dāng)前數(shù)字化校園進(jìn)程中的絕大部分問(wèn)題。對(duì)于高校的廣大師生，因?yàn)橛袑W(xué)號(hào)和工號(hào)，所以只要注冊(cè)、或后臺(tái)導(dǎo)入師生信息就可以讓廣大師生使用。

（1）圖書管引進(jìn)云計(jì)算后，面對(duì)圖書管理系統(tǒng)的智能化的升級(jí)，云計(jì)算對(duì)圖書館的終端設(shè)備要求降低，可以減少資金的投入。因?yàn)樵朴?jì)算兼容性高，可以兼容不同軟硬件，這樣就可以解決集成系統(tǒng)難以滿足不同需要、操作系統(tǒng)間互操作不強(qiáng)的問(wèn)題。也可以打破圖書館的編目、采購(gòu)、借還等業(yè)務(wù)流程一定要在圖書館內(nèi)進(jìn)行的局限性，真正發(fā)揮圖書館的服務(wù)能力。此外云計(jì)算打破傳統(tǒng)環(huán)境下異構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)的信息共享問(wèn)題，若是小型圖書館可以和大型圖書館進(jìn)行信息空間的共建共享。最重要的一點(diǎn)是在云計(jì)算模式下，云服務(wù)的集群服務(wù)器能夠極其迅速地在短時(shí)間內(nèi)將某臺(tái)服務(wù)器中的數(shù)據(jù)完全轉(zhuǎn)移到別得服務(wù)器上，并繼續(xù)提供服務(wù)業(yè)務(wù)，使之服務(wù)業(yè)務(wù)不中斷，解決傳統(tǒng)模式下由于服務(wù)器故障而造成的圖書館業(yè)務(wù)暫停、數(shù)據(jù)丟失的問(wèn)題。（2）高等院校教務(wù)系統(tǒng)包含多個(gè)模塊或由教務(wù)管理系統(tǒng)、排課系統(tǒng)、學(xué)生選課系統(tǒng)、學(xué)生信息系統(tǒng)和學(xué)生成績(jī)系統(tǒng)等多個(gè)系統(tǒng)組建而成。云計(jì)算解決教務(wù)系統(tǒng)出現(xiàn)的可操作性和兼容性問(wèn)題。面對(duì)信息化中的軟件更新，云計(jì)算也可以進(jìn)行兼容。這樣就不局限于使用某一家公司教務(wù)系統(tǒng)的所有模塊，在采購(gòu)時(shí)可以擇優(yōu)購(gòu)買。同時(shí)部署在混合云中的“私有云”模式下也為系統(tǒng)的安全性提供了保障。每次進(jìn)入到學(xué)生選課環(huán)節(jié)時(shí)，云計(jì)算使高校網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)①Y源最大化地切換到需要的應(yīng)用上，保證選課用戶服務(wù)的順利進(jìn)行，提高教務(wù)信息管理系統(tǒng)的服務(wù)效率。（3）計(jì)算復(fù)雜度較高、實(shí)時(shí)性較強(qiáng)、對(duì)特殊硬件有依賴性是多媒體業(yè)務(wù)的特點(diǎn)。云計(jì)算中的多媒體，用戶可以在云中分布式地存儲(chǔ)和處理多媒體應(yīng)用數(shù)據(jù)，多媒體軟件安裝在服務(wù)器上，通過(guò)虛擬化桌面供用戶使用，進(jìn)而減輕了用戶對(duì)多媒體軟件安裝在自己計(jì)算機(jī)或終端的維護(hù)和升級(jí)負(fù)擔(dān)。也避免了在用戶設(shè)備上進(jìn)行計(jì)算，不僅降低了電力消耗和系統(tǒng)維護(hù)成本，而且也節(jié)約了成本。對(duì)云中的多媒體計(jì)算，有嚴(yán)格的多媒體QoS 要求，可以為各種多媒體服務(wù)提供QoS 配置和支持。云計(jì)算下?lián)碛蟹植际讲⑿卸嗝襟w處理能力，具備多媒體QoS 適配功能，用以適應(yīng)各種不同設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)帶寬，減少更換新設(shè)備、重新拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)。實(shí)現(xiàn)一體化管理多媒體創(chuàng)作設(shè)計(jì)、制作、發(fā)布和保存的目的。通過(guò)統(tǒng)一的IT 管理大大降低了運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，資源的共享利用率得到提升。云計(jì)算使用的分布式存儲(chǔ)使得服務(wù)器集群使得擴(kuò)展性變得非常高。（4）由于一卡通系統(tǒng)涉及資金的流通，故而在數(shù)字化校園的建設(shè)中被視為重要的基礎(chǔ)。在混合云下的私有云模式中數(shù)據(jù)的安全性大大提升。校園卡可以在虛擬化顯示的終端直接連續(xù)數(shù)據(jù)中心，保證操作的實(shí)時(shí)性和數(shù)據(jù)的完整性，使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)共享數(shù)據(jù)組織，最大化地避免了數(shù)據(jù)丟失。從而使數(shù)據(jù)安全性能更高，更易于操作，同時(shí)也更易于維護(hù)。云計(jì)算整合了原有的一卡通網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，減少了設(shè)備更換資金。由于軟件安裝在集群服務(wù)器中，所以一卡通軟件可擴(kuò)展性也大大提高。（5）在機(jī)房管理中，同樣利用云計(jì)算中的虛擬化技術(shù)，將傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)虛擬化成在服務(wù)器上集中管理的虛擬桌面，終端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)服務(wù)器上的虛擬桌面，并利用服務(wù)器強(qiáng)大的計(jì)算能力進(jìn)行計(jì)算、存儲(chǔ)。這樣不僅實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室教學(xué)環(huán)境的集中部署、管理和維護(hù)，而且實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室資源的集中管理，動(dòng)態(tài)調(diào)配，實(shí)驗(yàn)環(huán)境的部署通過(guò)模板批量創(chuàng)建，日常涉及到的系統(tǒng)補(bǔ)丁更新，軟件新增、升級(jí)等維護(hù)工作，也只需更新模板即可一鍵更新所有桌面，實(shí)現(xiàn)桌面環(huán)境的集中部署、管理和維護(hù)，大幅度提高管理人員的管理維護(hù)效率。而且對(duì)計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)發(fā)展造成的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備落后問(wèn)題，再也不必頻繁的更換計(jì)算機(jī)，只需通過(guò)服務(wù)器資源擴(kuò)展就可以解決，節(jié)約大量硬件采購(gòu)成本。（6）學(xué)校網(wǎng)站論壇、資源下載、在線考試系統(tǒng)等放在混合云中的公有云模式下，是由第三方提供商為用戶提供所需服務(wù)的云環(huán)境，并由提供商進(jìn)行管理，這樣可以在私有云模式中部分出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，公有云部分可以進(jìn)行資源的調(diào)整使用。但就目前來(lái)講，盡管互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的方向都是朝向公有云模式上發(fā)展，但高等院校大部分信息、系統(tǒng)處于公有云下的運(yùn)行條件還不成熟。使用混合云也是為了在不久的將來(lái)和互聯(lián)網(wǎng)的方向更加契合，也是為將來(lái)信息安全等條件都成熟時(shí)與其接軌做鋪墊。

4 結(jié)語(yǔ)

云計(jì)算對(duì)數(shù)字化、信息化的發(fā)展有巨大地推動(dòng)作用。當(dāng)然，由于還處于研究階段沒(méi)有完全的成熟，當(dāng)前仍然有諸多問(wèn)題沒(méi)有完全暴露出來(lái)，實(shí)際應(yīng)用中也面臨一定的挑戰(zhàn)。最為關(guān)切的信息安全以及更優(yōu)化的云計(jì)算系統(tǒng)和軟件，相應(yīng)的研究也在緊張進(jìn)行中。云計(jì)算有效地整合和優(yōu)化教學(xué)環(huán)境，提高高等院校網(wǎng)絡(luò)、教學(xué)資源的利用。相信隨著不斷地研究，云計(jì)算還可以向新的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行拓展，為高等院校教學(xué)提供更好的服務(wù)。

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