基于云計算的高校信息化建設(shè)思路與實現(xiàn)路徑*

譚健欣，劉宗妹

（1.廣東財經(jīng)大學(xué) 信息化建設(shè)與管理辦公室，廣東 廣州510000；2.廣東司法警官職業(yè)學(xué)院 信息管理系，廣東 廣州510000）

一、引言

信息化是充分利用信息技術(shù)開發(fā)利用信息資源、促進信息交流和知識共享、提高經(jīng)濟增長質(zhì)量、推動經(jīng)濟社會發(fā)展轉(zhuǎn)型的歷史進程。[1]信息技術(shù)是信息化的核心與關(guān)鍵，隨著現(xiàn)代信息技術(shù)迅速發(fā)展，信息化已融合到社會各行各業(yè)。

當(dāng)今，信息化已成為高校教學(xué)、科研、管理、公共服務(wù)等不可或缺的重要生存環(huán)境，傳統(tǒng)模式下的高校信息化建設(shè)出現(xiàn)缺乏統(tǒng)籌建設(shè)、重復(fù)構(gòu)建、信息資源孤島、信息技術(shù)人員不均衡、體制機制不健全等問題。隨著亞馬遜、微軟、谷歌、IBM、英特爾等公司紛紛提出“云計劃”，云計算概念出現(xiàn)在大眾面前，在高校中出現(xiàn)了云計算熱潮。[2]目前，云計算在高校的信息化建設(shè)思路及實現(xiàn)路徑缺乏相關(guān)研究，在中國知網(wǎng)上還沒搜索到類似的學(xué)術(shù)成果。本文引入系統(tǒng)工程理念，把信息化建設(shè)劃分為若干階段，提出各階段的設(shè)想及建設(shè)內(nèi)容，為以后相關(guān)研究提供些許參考。

二、高校信息化建設(shè)的普遍現(xiàn)狀

通過教育部科技司《中國高校信息化建設(shè)和應(yīng)用水平》、《中國高校信息化應(yīng)用效果》的調(diào)查，結(jié)合兄弟院校及本校實際情況，高校信息化建設(shè)主要存在以下幾點普遍現(xiàn)象。[3][4]

1.基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃

高校信息化建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施包括機房建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、存儲、服務(wù)器、PC電腦、計算機軟件系統(tǒng)。目前，存在信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以業(yè)務(wù)部門為主導(dǎo)、沒有歸口部門統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)的現(xiàn)象，造成學(xué)校重復(fù)投入建設(shè)的問題。

2.數(shù)字資源存儲與管理面臨困難挑戰(zhàn)

數(shù)字資源包括教學(xué)電子資源、科研電子資源、圖書館電子資源等。近年來，數(shù)字資源呈爆炸式增長，給人們帶來便利的同時也帶來了存儲的危機。傳統(tǒng)的以部門為單位自建自管的方式不能滿足海量數(shù)字資源對存儲的要求，面臨著缺少存儲空間及難以靈活擴展、災(zāi)備、運維等問題。

3.應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)與部署不夠科學(xué)有效

應(yīng)用系統(tǒng)在建設(shè)方面，以業(yè)務(wù)部門各自為政的方式建設(shè)，造成一個個信息孤島，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不一致、日后管理維護斷層等問題。應(yīng)用系統(tǒng)在部署方面，往往以單應(yīng)用單服務(wù)器的方式部署，帶來資源利用率低、部署時間長等問題。

4.運維與管理較為混亂低效

傳統(tǒng)模式下的信息化建設(shè)遵循誰有需求誰去建設(shè)、誰去建設(shè)誰來管理的原則,造成學(xué)校對計算資源、存儲資源、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用難以進行全局統(tǒng)一的實時監(jiān)控，不能做到及時發(fā)現(xiàn)問題、定位問題、解決問題。同時應(yīng)用系統(tǒng)后期運維與管理由于沒有統(tǒng)一的歸口部門從而帶來混亂低效的問題。

5.建設(shè)與管理體制機制較難行之有效

傳統(tǒng)體制下的信息化建設(shè)多以業(yè)務(wù)部門為主導(dǎo)，根據(jù)自身需求向資產(chǎn)處、招投標(biāo)中心申請購買信息化基礎(chǔ)設(shè)施及應(yīng)用系統(tǒng)，業(yè)務(wù)部門的信息系統(tǒng)均各自負責(zé)運維與管理。此運行機制缺乏靈活性且效率低，信息化建設(shè)體制不夠科學(xué)合理。

三、云計算概述

1.云計算的概念

關(guān)于云計算的定義很多，但通常表達的是同一個意思，可定義為云計算是基于網(wǎng)絡(luò)的以服務(wù)的方式提供按需要的、動態(tài)可擴縮的、虛擬化資源的一種新型的計算方式。[5]云計算發(fā)展的目標(biāo)是像水、電、交通等實現(xiàn)社會化、集約化和專業(yè)化，以信息服務(wù)的方式提供給全社會的公共基礎(chǔ)設(shè)施。[6]

2.云計算的服務(wù)層次

云計算可被看做服務(wù)的集合，從而它可以用層來體現(xiàn)云計算的體系結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 云計算層次體系結(jié)構(gòu)圖

圖1中最上方的一層為“軟件即服務(wù)”，即“SaaS”，用戶在此通過其遠程運行應(yīng)用程序。在圖1的最下方一層為“基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)”，即“IaaS”，用戶在此得到計算資源和存儲資源及額外的配套（電、空調(diào)和網(wǎng)絡(luò)）。在中間一層為“平臺即服務(wù)”，即“PaaS”，用戶在此除了可以得到“IaaS”所提供的服務(wù)，還可以得到運行軟件所需特定平臺（操作系統(tǒng)、容器、數(shù)據(jù)庫等）。

3.云計算的類型

云計算可分為三種類型：公有云、私有云、混合云，如圖2所示。

圖2 云計算類型結(jié)構(gòu)

在公有云，計算資源、應(yīng)用服務(wù)由第三方提供商通過基于網(wǎng)絡(luò)的Web應(yīng)用或Web服務(wù)動態(tài)提供。公有云是由第三方提供商運維，不同用戶、不同單位的應(yīng)用會被混合一起放在云端的服務(wù)器、存儲、系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)上。

私有云可被定義為私有網(wǎng)絡(luò)下的云計算。私有云是為某一單位企業(yè)專用而建的，在數(shù)據(jù)、安全、服務(wù)質(zhì)量上擁有完全的控制。單位企業(yè)的IT部門可以建設(shè)和管理私有云。

混合云包含一個或多個私有云和公有云模塊?；旌显瓶砂凑兆约簩嶋H的需求通過公有云、私有云或兩者混合去發(fā)布應(yīng)用。

四、云計算模式下的信息化建設(shè)思路與路徑

云計算作為新的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)模式，提供不同層次服務(wù)及不同類型的建設(shè)模式。本文把云計算模式下的信息化建設(shè)按照先后順序劃分為戰(zhàn)略規(guī)劃、具體規(guī)劃、實施、運維四個階段，如圖3所示。

圖3 云計算模式下信息化建設(shè)所需階段綜述圖

1.戰(zhàn)略規(guī)劃階段

戰(zhàn)略規(guī)劃階段主要是為了學(xué)校能清晰了解云計算，定位其應(yīng)用價值及可能會帶來的問題，通過分析目標(biāo)與問題，制定建設(shè)的指導(dǎo)準(zhǔn)則。本階段包括云計算的價值定位及戰(zhàn)略規(guī)劃。

（1）價值定位

通過分析當(dāng)前學(xué)校信息化建設(shè)的具體情況及其業(yè)務(wù)流程，在充分了解云計算內(nèi)涵的基礎(chǔ)上，結(jié)合學(xué)校具體所需及社會上云計算應(yīng)用成功的案列，明確采用云計算進行信息化建設(shè)的目的及解決的主要問題。

（2）戰(zhàn)略規(guī)劃

基于價值定位步驟所分析的結(jié)果，結(jié)合特定需求分析（包括學(xué)校信息化建設(shè)與管理業(yè)務(wù)流程分析調(diào)研、組織架構(gòu)分析調(diào)研），根據(jù)學(xué)校實際客觀條件（經(jīng)費、場地、人員）和云計算的應(yīng)用與發(fā)展趨勢，確定建設(shè)的云服務(wù)模式與云計算類型，制定中長期信息化發(fā)展規(guī)劃戰(zhàn)略。

2.具體規(guī)劃階段

根據(jù)戰(zhàn)略規(guī)劃階段所給定的目標(biāo)與要求，分析在信息化建設(shè)過程中會出現(xiàn)的問題及其主要影響因素，制定對應(yīng)的具體規(guī)劃。

（1）組織架構(gòu)規(guī)劃

云計算其中一個重要內(nèi)涵就是整合并優(yōu)化資源，以服務(wù)的模式提供按需的信息化資源。高校需要建立全校統(tǒng)籌信息化建設(shè)與管理的部門，為使信息化建設(shè)進程有效推進，還需成立以校領(lǐng)導(dǎo)領(lǐng)銜的信息化領(lǐng)導(dǎo)小組。[7]

（2）業(yè)務(wù)流程規(guī)劃

組織架構(gòu)的變化，帶動著信息化建設(shè)與管理業(yè)務(wù)流程的重塑。通過對傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程以關(guān)系網(wǎng)、圖的形式進行描述，全局掌握現(xiàn)有架構(gòu)下的業(yè)務(wù)流程，根據(jù)新模式下的組織架構(gòu)及戰(zhàn)略規(guī)劃階段所給定的目標(biāo)，整改不科學(xué)、不合理的業(yè)務(wù)流程。

（3）信息化資源規(guī)劃

借鑒ERP的運維思想，采用信息資源管理方法，把學(xué)校信息化資源整合分為信息化基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用系統(tǒng)、從事信息化建設(shè)的人力資源。

1）信息化基礎(chǔ)設(shè)施

摸清現(xiàn)有信息化基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)情況，以部門為單位統(tǒng)計其建設(shè)情況、使用情況。在云計算模式下，基礎(chǔ)設(shè)施將被統(tǒng)籌規(guī)劃、資源整合并統(tǒng)一管理，搭建IaaS云平臺，以服務(wù)的方式為部門提供基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境。在信息化基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃當(dāng)中，需要規(guī)劃未來基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入與規(guī)模、IaaS云的服務(wù)規(guī)模與對象。

2）應(yīng)用系統(tǒng)

應(yīng)用系統(tǒng)需運行在基礎(chǔ)設(shè)施之上，在云環(huán)境下，應(yīng)用系統(tǒng)將存放在以部門為單位的虛擬數(shù)據(jù)中心。應(yīng)用系統(tǒng)包括現(xiàn)有的及未來建設(shè)的，對于現(xiàn)有的應(yīng)用系統(tǒng)需要做出遷移到云環(huán)境中的規(guī)劃；對于未來建設(shè)的應(yīng)用系統(tǒng)，可部署在部門所屬的虛擬數(shù)據(jù)中心，或部署在學(xué)校自建的PaaS平臺上，或直接向外購買基于SaaS的應(yīng)用系統(tǒng)。

3）人力資源

此規(guī)劃為采用云計算后所帶來運維模式改變而制定的規(guī)劃。高校采用云計算搭建動態(tài)響應(yīng)、按需分配的云平臺，其中目的之一就是要簡化與優(yōu)化IT運維管理。全校信息化建設(shè)運維應(yīng)劃分為4個部分——呼叫中心、基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用系統(tǒng)、監(jiān)控與管理。呼叫中心面向所有用戶提供業(yè)務(wù)咨詢及報障服務(wù)；基礎(chǔ)設(shè)施部門負責(zé)網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲、云計算平臺等基礎(chǔ)設(shè)施的維護與管理；應(yīng)用系統(tǒng)部門負責(zé)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)、運維與管理及系統(tǒng)業(yè)務(wù)咨詢；監(jiān)控與管理部門負責(zé)實時監(jiān)控基礎(chǔ)實施、應(yīng)用系統(tǒng)的運行情況，對問題的發(fā)現(xiàn)、定位、解決提供依據(jù)。

3.實施階段

根據(jù)戰(zhàn)略規(guī)劃階段既定的目標(biāo)及具體規(guī)劃階段相應(yīng)的規(guī)劃，進入實施階段。本階段首先要明確構(gòu)建的云計算類型及服務(wù)層次，然后根據(jù)具體情況選擇相應(yīng)的產(chǎn)品或開源技術(shù)去建立云計算平臺。

在明確構(gòu)建什么樣的云計算平臺之前要廣泛了解現(xiàn)有云提供商及其相應(yīng)的產(chǎn)品和相應(yīng)成功的案例，借鑒成功的經(jīng)驗。亞馬遜的EC2、S3，阿里巴巴的ECS、OSS，谷歌的Compute Engine、Cloud Storage均可搭建公有云下的IaaS平臺。VMware vCloud Director、suse cloud、radhat cloud infrastructure、oracle cloud infrastructure等產(chǎn) 品 及 開 源 軟 件Eucalyptus、OpenNebula、Nimbus、ECP和OpenStack均可搭建私有云下的IaaS平臺。亞馬遜的Elastic Beanstalk、阿里巴巴的ACE、谷歌的App Engine均為成熟且流行的PaaS平臺，PaaS平臺還可以通過開源軟件Hadoop、CloudFoundry和OpenShift構(gòu)建。SaaS可通過在已建的IaaS或PaaS上建立應(yīng)用系統(tǒng)或向外購買基于SaaS的軟件系統(tǒng)（如騰訊郵箱系統(tǒng)、Google Apps、有道云筆記、夠快存儲等）。

高校經(jīng)歷了“十一五”規(guī)劃后，信息化的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)均取得一定成效，各自擁有自己的數(shù)據(jù)中心或網(wǎng)絡(luò)中心、獨有的校園網(wǎng)絡(luò)及硬件基礎(chǔ)設(shè)施，且學(xué)校部分數(shù)據(jù)不宜存放在公有網(wǎng)絡(luò)中（如財務(wù)數(shù)據(jù)、一卡通數(shù)據(jù)），因而不適合構(gòu)建公有云下的IaaS、PaaS平臺。確定云計算平臺類型與服務(wù)層次后，需根據(jù)學(xué)校實際情況（如經(jīng)費、已有設(shè)施）選擇相應(yīng)的產(chǎn)品或軟件，進入具體實施步驟。此步驟應(yīng)包括具體的實施計劃進度表及相應(yīng)的操作步驟（如應(yīng)用遷移、資源劃分、云平臺操作等）。

4.運維階段

云計算平臺承載著全校的數(shù)字資源及應(yīng)用系統(tǒng)，因此需要在運維階段做一系列的有效措施來保障云計算平臺的服務(wù)質(zhì)量。要從如下幾個層面下手：

（1）技術(shù)層面

采用負載均衡技術(shù)解決網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、應(yīng)用系統(tǒng)的單點故障隱患問題。做好應(yīng)用根據(jù)服務(wù)的范圍、重要的程度及其使用的頻率進行分級分類劃分與管理，使云計算資源得到更有效的分配。明確應(yīng)用間的依賴關(guān)系，從而遇到問題的時候能更快且有效地去定位問題、解決問題。

（2）工具層面

要建立網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)、應(yīng)用性能監(jiān)控系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)實時監(jiān)控全校網(wǎng)絡(luò)運維情況，對于網(wǎng)絡(luò)故障點及時報修，避免多點故障隱患導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓；通過應(yīng)用性能監(jiān)控系統(tǒng)實時了解應(yīng)用是否正常及其性能情況，根據(jù)應(yīng)用等級、應(yīng)用依賴及負載情況調(diào)整其占用的云計算資源，從而提高服務(wù)質(zhì)量。

（3）隊伍建設(shè)層面

在云環(huán)境下的信息化建設(shè)應(yīng)存在IT規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)運維、基礎(chǔ)設(shè)施運維（含云平臺）、應(yīng)用開發(fā)維護等領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員，相關(guān)業(yè)務(wù)部門只要有應(yīng)用系統(tǒng)業(yè)務(wù)管理人員即可。全校信息化技術(shù)人員應(yīng)由統(tǒng)一的歸口部門管理然后按需分配，可參照部分高校的輔導(dǎo)員是由學(xué)生處統(tǒng)一管理調(diào)配的形式。

（4）保障措施層面

學(xué)校需積極動員企業(yè)、社會組織、師生參與到信息化建設(shè)上來，促成多元參與共建共享體系。成立以校領(lǐng)導(dǎo)領(lǐng)銜的信息化領(lǐng)導(dǎo)小組，加強組織建設(shè)。出臺相關(guān)政策文件推動信息化建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

五、結(jié)束語

云計算的出現(xiàn)為高校信息化建設(shè)帶來了先進的理念，變革著傳統(tǒng)學(xué)校信息化建設(shè)的體制，重塑信息化建設(shè)的業(yè)務(wù)流程，推動著高校信息化建設(shè)又快又好地發(fā)展，帶動著教育現(xiàn)代化的建設(shè)，引領(lǐng)著高校的綜合改革。但同時，由于云計算應(yīng)用在高校信息化建設(shè)的案例還不多，在實際建設(shè)與運維過程中會遇到不少問題，需借鑒行業(yè)內(nèi)外成功的經(jīng)驗，逐步完善在云計算環(huán)境下的信息化建設(shè)與管理。

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