構(gòu)建高可用的數(shù)字校園公共服務(wù)平臺(tái)

李濟(jì)洪

（山西大學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)中心，太原 030006）

0 引 言

高等教育的信息化是適應(yīng)當(dāng)代大學(xué)辦學(xué)理念和社會(huì)發(fā)展的必然要求，是高校提高人才培養(yǎng)質(zhì)量、教學(xué)質(zhì)量和科研水平的基本保障．高校的信息化建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及到學(xué)校的方方面面，但網(wǎng)絡(luò)中心的主要任務(wù)卻是非常明確的，那就是構(gòu)建高校信息化的公共服務(wù)平臺(tái)．信息化公共服務(wù)平臺(tái)是可以承載各種應(yīng)用系統(tǒng)并能為所有用戶提供即時(shí)服務(wù)的基礎(chǔ)平臺(tái)，主要包括：（1）基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施（光纜、綜合布線、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、機(jī)房空間環(huán)境等）；（2）應(yīng)用軟件的公共基礎(chǔ)系統(tǒng)（統(tǒng)一身份認(rèn)證、信息交換與共享、信息門戶等）．（3）運(yùn)行管理模式．基于平臺(tái)之上，可以搭建辦公、教務(wù)、人事、科研管理、教學(xué)平臺(tái)、計(jì)算平臺(tái)等各類應(yīng)用系統(tǒng)．各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的主管建設(shè)方應(yīng)該是各職能部門，而不是網(wǎng)絡(luò)中心，但網(wǎng)絡(luò)中心應(yīng)當(dāng)通過信息化公共服務(wù)平臺(tái)，來規(guī)范、協(xié)調(diào)、整合各應(yīng)用系統(tǒng)，使各系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)，數(shù)據(jù)達(dá)到共享一致．顯然，運(yùn)行穩(wěn)定、安全高效的信息化公共服務(wù)平臺(tái)將有效推進(jìn)學(xué)校的信息化建設(shè)的進(jìn)程，提高學(xué)校的信息化水平．

高等院校的信息化的服務(wù)對(duì)象為全校師生以及來校進(jìn)行短期學(xué)術(shù)交流的各類人員，其服務(wù)對(duì)象的廣泛性決定了信息化公共服務(wù)平臺(tái)的是一個(gè)開放、易用的平臺(tái)，但開放的網(wǎng)絡(luò)其安全性、穩(wěn)定性就會(huì)降低，因此需要綜合開放、易用、安全、穩(wěn)定等方面來構(gòu)建信息化公共服務(wù)平臺(tái)．多年來我們不斷在思考，在學(xué)校有限的財(cái)力下，如何構(gòu)建高效、實(shí)用的信息化公共服務(wù)平臺(tái)？通過幾年的實(shí)踐，逐漸形成了我們構(gòu)建高可用性平臺(tái)的基本理念，特撰此文與大家共同探討．

1 什么是高可用性？

文獻(xiàn)［1］從校園網(wǎng)的硬件基礎(chǔ)設(shè)施闡述了高可用的數(shù)字校園的若干內(nèi)容，文獻(xiàn)［2］基于虛擬化構(gòu)建應(yīng)用系統(tǒng)角度探討了高可用性的內(nèi)容．本文較為全面地從數(shù)字校園的公共服務(wù)平臺(tái)的技術(shù)、運(yùn)行、維護(hù)、用戶等角度出發(fā)，論述了高可用性應(yīng)當(dāng)具備的基本內(nèi)涵：

（1）高可用性應(yīng)具有較高的投資效益．高可用信息化公共服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)理念強(qiáng)調(diào)持續(xù)可用、穩(wěn)定性高的基本原則．主要考慮滿足現(xiàn)時(shí)可預(yù)見的需求，設(shè)備選型適度超前，不求最先進(jìn)，但求較高的投資效益．多年來，許多學(xué)校在信息化建設(shè)中，追求設(shè)備最好、最快、最先進(jìn)，機(jī)房追求最大、豪華、氣派等，但使用效率低下．比如，許多學(xué)校選用萬兆核心交換，但學(xué)校主干帶寬最大時(shí)也不足千兆，造成極大的浪費(fèi)．IT設(shè)備在未來多年內(nèi)還將遵循摩爾定律，設(shè)備最先進(jìn)的意味著性價(jià)比衰減的也最快．提高投資效益才能得到校領(lǐng)導(dǎo)持續(xù)的支持；

（2）高可用性平臺(tái)應(yīng)有基本的技術(shù)要求（詳見本文第2節(jié)）；

（3）高可用性應(yīng)當(dāng)以用戶的滿意度來作為評(píng)價(jià)指標(biāo)．平臺(tái)的好壞不是以幾臺(tái)設(shè)備的無故障時(shí)間、網(wǎng)絡(luò)的快慢等客觀指標(biāo)來評(píng)價(jià)系統(tǒng)的好壞，而是以用戶對(duì)整個(gè)平臺(tái)提供的服務(wù)的滿意程度為評(píng)價(jià)指標(biāo)．總體上來說，簡而言之，達(dá)到90%的用戶在90%的時(shí)間段對(duì)平臺(tái)滿意就是高可用的．這種評(píng)價(jià)指標(biāo)雖然不是客觀的數(shù)據(jù)指標(biāo)，但卻能最大限度地反映信息化要服務(wù)于人，以人為本的理念．當(dāng)然，詳細(xì)而系統(tǒng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)還有待進(jìn)一步研究，但絕對(duì)不可由此而改變評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的出發(fā)點(diǎn)．

2 高可用的信息化公共服務(wù)平臺(tái)的基本技術(shù)要求

2．1 高可用的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的高可用性是以下三方面的融合：

（1）適度的安全性．適度的安全性是高可用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的基本保障．對(duì)決大多數(shù)高校來說校園網(wǎng)是非涉密網(wǎng)絡(luò)，可用、好用是首要的，網(wǎng)絡(luò)中心主任決策時(shí)要對(duì)安全設(shè)施的投入與帶來的效益的權(quán)衡，不能因?yàn)橐粋€(gè)部門或個(gè)別人員的要求來過分強(qiáng)調(diào)安全性而犧牲可用性，網(wǎng)絡(luò)安全性等多是需要依靠制度來約束的，而不是純粹的技術(shù)手段．開放網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，安全事故恐怕不可避免，要有補(bǔ)救的措施和手段，也要有勇于承擔(dān)責(zé)任的勇氣．對(duì)一般院校來說，在可用性條件下的適度安全型主要應(yīng)當(dāng)包括：有基本的上網(wǎng)認(rèn)證系統(tǒng)，有全校的防火墻、網(wǎng)絡(luò)防病毒，對(duì)入網(wǎng)計(jì)算機(jī)的強(qiáng)制的打補(bǔ)丁系統(tǒng)．山西大學(xué)從2012年開始采用思科的ISE在全校的上網(wǎng)準(zhǔn)入控制系統(tǒng)，所有上網(wǎng)計(jì)算機(jī)必須安裝要求的系統(tǒng)（360安全衛(wèi)士、防病毒、防火墻等）才能接入．在開始部署時(shí)費(fèi)了很大氣力，但從這些年的使用效果來看，效果非常顯著，大大提高了網(wǎng)絡(luò)的可用性．

（2）適度的易用性．適度的易用性是高可用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的主要實(shí)施內(nèi)容．適度的易用性主要應(yīng)包括：（a）接入的便捷性．山西大學(xué)采用有線為主，無線為輔的接入策略．無線網(wǎng)絡(luò)作為有線的補(bǔ)充，并實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一身份認(rèn)證．（b）上網(wǎng)認(rèn)證方式的多樣性．山西大學(xué)上網(wǎng)方式可以采用：固定IP、ISE客戶端認(rèn)證、出口網(wǎng)關(guān)認(rèn)證、PPPoE認(rèn)證、VPN等多種方式上網(wǎng)，并實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一身份認(rèn)證，給用戶帶來很大方便．比如，在有些時(shí)候局部網(wǎng)段發(fā)現(xiàn)ARP攻擊，網(wǎng)關(guān)方式不能上網(wǎng)，但PPPoE方式卻能上．

（3）適度的可管理性．適度的可管理性是高可用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的可持續(xù)性的重要環(huán)節(jié)．適度的可管理性主要應(yīng)當(dāng)包括：（a）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理；通過網(wǎng)管軟件及時(shí)發(fā)現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)行設(shè)備、有故障設(shè)備是網(wǎng)管的主要任務(wù)．（b）流量監(jiān)控；要確保網(wǎng)絡(luò)的有效使用，流量監(jiān)控（我校采用思科的NAM模塊）是必要的，包括每個(gè)人的出口帶寬、每種協(xié)議的帶寬的有效控制．比如，我們對(duì)每用戶的出口帶寬控制在＜8M，全校P2P控制在總帶寬的30%之內(nèi)．（c）突發(fā)事件的有效處置；應(yīng)有核心交換機(jī)的宕機(jī)的處置預(yù)案，大規(guī)模病毒爆發(fā)的處置預(yù)案，核心應(yīng)用系統(tǒng)出問題的處置預(yù)案等．

2．2 高可用的軟件系統(tǒng)公共基礎(chǔ)平臺(tái)

高可用的軟件系統(tǒng)公共基礎(chǔ)平臺(tái)需要從以下幾個(gè)方面融合：

（1）應(yīng)用軟件公共基礎(chǔ)系統(tǒng)

應(yīng)用軟件公共基礎(chǔ)系統(tǒng)包括所有應(yīng)用系統(tǒng)都要有的身份認(rèn)證、共享數(shù)據(jù)獲取和交換、信息展示的功能，也就是一般所說的數(shù)字校園公共基礎(chǔ)平臺(tái)，通過統(tǒng)一身份認(rèn)證、數(shù)據(jù)交換、信息門戶子系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)．高可用的軟件系統(tǒng)公共基礎(chǔ)平臺(tái)將是整合各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)，達(dá)到單點(diǎn)登錄、個(gè)性化信息展示、信息高效集成的軟件系統(tǒng)．山西大學(xué)從2008年開始應(yīng)用系統(tǒng)的整合、集成，整合過程制定了各個(gè)信息標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行了關(guān)鍵數(shù)據(jù)的清理和規(guī)范．目前大部分系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一身份認(rèn)證，個(gè)性化信息門戶的展示，實(shí)現(xiàn)了共享數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)交換，確保了基礎(chǔ)共享數(shù)據(jù)的一致性．

（2）系統(tǒng)資源的虛擬化管理

系統(tǒng)資源的虛擬化管理是實(shí)現(xiàn)高可用的軟件系統(tǒng)服務(wù)平臺(tái)的有效技術(shù)手段．虛擬化技術(shù)使計(jì)算機(jī)的CPU、內(nèi)存、存儲(chǔ)資源的高效利用，體現(xiàn)了高可用性中的高效率原則．目前，以虛擬化為基礎(chǔ)的云計(jì)算技術(shù)，將為高可用性提供更為可靠的服務(wù)平臺(tái)．

（3）可靠的備份措施

實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的高可用性要有必要的備份措施，包括：（a）關(guān)鍵服務(wù)的備份；如統(tǒng)一身份認(rèn)證系統(tǒng)，要考慮雙機(jī)熱備．（b）核心應(yīng)用系統(tǒng)的備份；如，辦公系統(tǒng)，可以考慮采用虛擬機(jī)＋數(shù)據(jù)的備份．（c）數(shù)據(jù)的備份；如教務(wù)管理、郵件、教學(xué)平臺(tái)等可以考慮采用在線數(shù)據(jù)增量備份．高可用性以數(shù)據(jù)的安全性為前提，確保數(shù)據(jù)的安全最簡單、有效的辦法就是備份．實(shí)踐中，可考慮采取多種方式（在線、離線）的備份措施．

3 有效的運(yùn)行模式是高可用信息化公共服務(wù)平臺(tái)的組成部分

一個(gè)平臺(tái)要可持續(xù)地運(yùn)行好，不僅僅是技術(shù)上的，更多是制度層面．制定有效的運(yùn)行管理制度是保障平臺(tái)高可用的重要措施，是高可用信息化公共服務(wù)平臺(tái)的重要的組成部分．這種制度在運(yùn)行中得到健全和完善，并根據(jù)學(xué)校的管理體制逐漸演化出建設(shè)新應(yīng)用系統(tǒng)的一種有效的模式，成為信息化建設(shè)中大家自覺遵循的一種流程．當(dāng)達(dá)到這種情形，信息化建設(shè)就具有了良好的勢態(tài)，將會(huì)有效推進(jìn)信息化的進(jìn)程．而促成這種勢態(tài)的形成應(yīng)當(dāng)是網(wǎng)絡(luò)中心的一項(xiàng)核心工作．這一點(diǎn)我們深有體會(huì)．山西大學(xué)多年來對(duì)主要系統(tǒng)開發(fā)完成后，都預(yù)設(shè)一定的后期運(yùn)行維護(hù)費(fèi)，并指派專人負(fù)責(zé)．比如，我們自己開發(fā)的綜合教務(wù)管理系統(tǒng)，每年主要職能部門都設(shè)專門的維護(hù)經(jīng)費(fèi)，使得系統(tǒng)得到不斷完善，確保了系統(tǒng)多年穩(wěn)定和持續(xù)可用．在此之后開發(fā)的系統(tǒng)都遵循這種模式，有效推進(jìn)了學(xué)校信息化的步伐．

4 發(fā)掘新的共性需求，拓展公共服務(wù)平臺(tái)的功能

高可用性平臺(tái)不僅要滿足用戶現(xiàn)有的功能，而且要不斷發(fā)掘新的共性的需求，開發(fā)新的功能．發(fā)掘新的共性的需求，是從用戶大量的反饋中提煉共同的問題，并探索使用信息化的手段解決問題的過程．問題的解決就為平臺(tái)拓展了新的功能．山西大學(xué)的科研管理系統(tǒng)最初只是簡單的科研成果的登記管理，之后拓展到個(gè)人聘期考核、個(gè)人主頁的自動(dòng)生成等功能．山西大學(xué)高性能計(jì)算平臺(tái)的建立起初就是為個(gè)別教師開了個(gè)虛擬機(jī)，可以遠(yuǎn)程提交計(jì)算任務(wù)，有效利用WEB服務(wù)器的空閑資源，但后來用戶需求越來越多，逐漸發(fā)展到現(xiàn)在擁有1000個(gè)物理核計(jì)算峰值達(dá)到20萬GFLOPS的高性能計(jì)算平臺(tái)，成為公共服務(wù)平臺(tái)的重要組成部分．為我校的申報(bào)國家級(jí)、省級(jí)項(xiàng)目提供了基礎(chǔ)條件．

5 高素質(zhì)的技術(shù)人才隊(duì)伍是平臺(tái)的運(yùn)行的關(guān)鍵

高素質(zhì)的技術(shù)人才隊(duì)伍是確保平臺(tái)高可用的保障．信息化技術(shù)日薪月異，需要平臺(tái)的維護(hù)人員不斷地學(xué)習(xí)新知識(shí)、不斷地實(shí)踐．新知識(shí)的學(xué)習(xí)和積累在于平時(shí)的實(shí)踐，我們?yōu)榧夹g(shù)人員提供良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，提供更多的外出學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，讓技術(shù)人員脫離簡單的網(wǎng)絡(luò)維修服務(wù)，使他們有更多時(shí)間和精力去實(shí)踐新技術(shù)．特別是鼓勵(lì)使用新技術(shù)為用戶提供新的服務(wù)．像我校自主開發(fā)的綜合教務(wù)管理系統(tǒng)、PPPoE上網(wǎng)認(rèn)證、計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，郵件系統(tǒng)等，均在我校校園網(wǎng)實(shí)用環(huán)境下得到完善，成為高可用公共服務(wù)平臺(tái)的最為亮麗的典型應(yīng)用．

構(gòu)建高可用的公共服務(wù)平臺(tái)是從服務(wù)于人的理念上對(duì)高校信息化建設(shè)的認(rèn)識(shí)和理解．雖然，網(wǎng)絡(luò)中心的主要職能是提供技術(shù)支持，但盲目追求技術(shù)上的先進(jìn)和完美，往往使得我們忘記了信息化是為人服務(wù)的根本目的．高校的主要職能是人才培養(yǎng)、科學(xué)研究、服務(wù)社會(huì)．而人才培養(yǎng)是其基本職能．信息化應(yīng)服務(wù)于人，人才是服務(wù)的主體．根據(jù)學(xué)校的特點(diǎn)，研究并制定信息化建設(shè)中的合情合理的方案，滿足師生對(duì)信息化的需求，從而激發(fā)師生的創(chuàng)新能力和提升學(xué)校的整體核心競爭力，這才能真正體現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)中心的價(jià)值．網(wǎng)絡(luò)中心的人員要有危機(jī)感，如果網(wǎng)絡(luò)中心所提供的服務(wù)與社會(huì)上的運(yùn)營商沒有差別的話，那這個(gè)部門的存在的必要性就需要考慮了．根據(jù)自己學(xué)校的定位，研究自己學(xué)校教學(xué)、科研、管理中的關(guān)鍵問題、突出問題，通過信息化技術(shù)手段改進(jìn)原有模式，進(jìn)而解決這些問題，永遠(yuǎn)是我們可做和應(yīng)做的課題，但請大家不要忘記，我們給出的解決方案，創(chuàng)建的信息系統(tǒng)要具有高可用性．

［1］ 沈富可．構(gòu)建高可用數(shù)字化校園基礎(chǔ)設(shè)施［J］．中國教育網(wǎng)絡(luò)，2007，7：64－65

［2］ 王玉平，吳慧韞．上海海事大學(xué)：構(gòu)建高可用的虛擬化平臺(tái)［J］．中國教育網(wǎng)絡(luò)，2013，7：51－53