基于云計算環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源平臺建設(shè)研究

白海

摘要：提高職業(yè)院校教職工對職業(yè)教育信息化的認識、以云概念為指導(dǎo)，數(shù)字化教學(xué)資源云計算平臺建設(shè)思路與實現(xiàn)方式，增強職業(yè)院校教師開展信息化教學(xué)的自覺性、提升信息化教學(xué)資源平臺建設(shè)水平；為職業(yè)院校教師開展信息化教學(xué)提供理論、技術(shù)和實踐指導(dǎo)，促進職業(yè)院校教師提高信息化教學(xué)設(shè)計與實施能力。

關(guān)鍵詞：云計算；教學(xué)資源平臺；信息化建設(shè)

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）35-0056-02

1961年斯坦福教授John McCarthy 提出計算資源可以成為一種重要的新型工業(yè)基礎(chǔ)，類似水、電、氣和通信；2008年推出Google AppEngine云計算平臺，如今各大全球知名廠商（IBM，MicroSoft，聯(lián)想.）跟進云計算方面的研究。

對于云計算，可以理解為從網(wǎng)絡(luò)計算演變出來的新技術(shù)，網(wǎng)格計算技術(shù)具有資源異構(gòu)、機構(gòu)多樣性、組織虛擬性等特征，并且以科學(xué)計算為主，通常采用高性能計算機完成相關(guān)任務(wù)，解決問題的方式同環(huán)境緊耦合相關(guān)。相比云計算來看，云計算并不強調(diào)資源異構(gòu)性、而機構(gòu)相對單一、大量使用虛擬機技術(shù)等特征，主要面向商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，更加貼近使用者；不需要使用高性能計算機完成某項任務(wù)，通常采用普通的服務(wù)器集群完成計算等任務(wù)，實現(xiàn)松耦合環(huán)境下的海量數(shù)據(jù)處理。

1 云計算技術(shù)概述

云計算（cloud explanation for cloud computing）用五個單詞對其進行概述，分別是高效低成本（Cost efficient）、海量大規(guī)模（Large-scale）、水電式使用（Usage-centric）、服務(wù)交付新模式（Delivery model）、優(yōu)化的應(yīng)用類型（Optimized）。云計算即是商業(yè)模式的變革，也是技術(shù)的革新。60年代麥卡錫指出計算可能有一天將被組織為公共事業(yè)。發(fā)展到今天云計算機證明了麥卡錫的觀點。

云計算分為公共云、私有云、混合云三個層次，從規(guī)模上看分為超級云服務(wù)、中等云服務(wù)和微型云服務(wù)。超級云并發(fā)數(shù)量級別大于108，提供大眾上網(wǎng)最常用的功能，比如以google為實例的搜索、交友等服務(wù)，具有上萬臺云計算服務(wù)器的數(shù)量，主要使用在全球化跨國公司，具有很強的社會影響力，隨著而來的需要大量的資金投入。中等云相比超級云規(guī)模有所下降，提供的并發(fā)數(shù)量級別小于103，提供例如CNN、亞馬遜網(wǎng)站等常用購物、新聞等服務(wù)，具有數(shù)千臺云計算服務(wù)器的數(shù)量，主要使用在著名公司和研究性大學(xué)里，投入資金很大，有一定社會影響力。生活在云計算時代的每個學(xué)校、機構(gòu)、教師、學(xué)生等等，無論你是否擁有雄厚的資本或領(lǐng)先的技術(shù)，都可以感受云計算給大家?guī)淼姆?wù)。

云計算提供三類服務(wù)：I a a S（基礎(chǔ)設(shè)施）以服務(wù)的形式提供虛擬硬件資源，如虛擬主機、存儲、/網(wǎng)絡(luò)、安全等資源。用于無需購買服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲設(shè)備，只需通過互聯(lián)網(wǎng)租賃即可搭建自己的應(yīng)用系統(tǒng)。典型應(yīng)用：Amazon、Web服務(wù)和IDC。PaaS（平臺即服務(wù)）提供應(yīng)用服務(wù)引擎，如互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用編程接口/運行平臺等。用戶基于該應(yīng)用服務(wù)引擎，可以構(gòu)建該類應(yīng)用。典型應(yīng)用：Google AppEngine、IBM PureScale Application System、SAE。SaaS（軟件即服務(wù)）用戶通過標準的Web瀏覽器來使用Internet上的軟件。用戶不必購買軟件，只需按需租用軟件典型應(yīng)用：Lotus Live、Salesforce.com。

2 云計算技術(shù)教學(xué)資源平臺的分析

隨著將來市場需求的變化、國家政策的變化、新技術(shù)和新方式的出現(xiàn)等一系列的變化。如果我在技術(shù)、架構(gòu)、設(shè)計、應(yīng)用方式、管理不進行優(yōu)化（甚至重構(gòu)）的話，將會面臨更大的痛苦。下面主要闡述幾個將會面對的問題：

1）新技術(shù)的快速發(fā)展

將來一些應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)中，來滿足員工、供應(yīng)商、分銷商、大眾的需要。比如建設(shè)新一代的電子商務(wù)系統(tǒng)和新的Web 2.0應(yīng)用等，對于這種新一代的應(yīng)用它的特點就是負載量大（例如高并發(fā)量和高數(shù)據(jù)量），數(shù)據(jù)類型復(fù)雜（例如關(guān)系型數(shù)據(jù)、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（音頻視頻等等），業(yè)務(wù)種類繁多和需求變化快。即需要把應(yīng)用的訪問方式擴展到新一代智能手機上；所以有些應(yīng)用的功能需要運行在Google Android 和Apple iOS（例如iPhone 、iPAD ）上。并且由于移動設(shè)備本身存在的局限性（計算＼存儲能力有限，更重要的是電池容量有限），相應(yīng)大量的業(yè)務(wù)應(yīng)用的執(zhí)行能力大量移到后臺。那就意味著業(yè)務(wù)應(yīng)用的特點更是負載量大（例如高并發(fā)量和高數(shù)據(jù)量），數(shù)據(jù)類型復(fù)雜（例如關(guān)系型數(shù)據(jù)、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（音頻視頻等等），業(yè)務(wù)種類繁多和需求變化快。

2）滿足綠色環(huán)保節(jié)能的需求

響應(yīng)國家的節(jié)能減排建設(shè)低碳社會的號召，現(xiàn)在傳統(tǒng)的建設(shè)數(shù)據(jù)中心和應(yīng)用的思路帶來很大的浪費，即帶來占用更多的存儲空間，浪費更大的電能（從而帶來更大的低排放量，據(jù)調(diào)查統(tǒng)計現(xiàn)在大部分用戶的數(shù)據(jù)中心的電能的PUE（Power Usage Effectiveness）值在普遍在2左右，也就是在服務(wù)器等計算設(shè)備上耗1度電，在空調(diào)等輔助設(shè)備上也要消耗一度電）。所以需要利用相應(yīng)的硬件技術(shù)和軟件技術(shù)讓數(shù)據(jù)中心的PUE達到在1.5左右，并且降低對空間的占用和降低運維成本和提高運維效率。隨著3G/4G LTE技術(shù)的發(fā)展，需要將移動互聯(lián)網(wǎng)和桌面互聯(lián)網(wǎng)連接在一起，真正實現(xiàn)廣義上的互聯(lián)互通。將應(yīng)用與移動互聯(lián)網(wǎng)，將開發(fā)者與使用者，將社會與個人，將企業(yè)與個人，將個人與個人之間的關(guān)系全部打通，全面提升信息化水平。

3 基于云計算的教學(xué)資源平臺架構(gòu)

很多云計算項目都是在做硬件虛擬化等一些事情，但是實施好的話也大大地提高了應(yīng)用的可靠性、性能；和降低了維護成本（機器少了）和降低機房占用空間和降低了能耗（新機器的能源利用率更高、單位TPS值的功耗更低）但是數(shù)據(jù)孤島、應(yīng)用豎井這些最關(guān)鍵的問題并沒有解決。

1）數(shù)據(jù)開放平臺，數(shù)據(jù)既是服務(wù)

需要采用新的思路，即把在企業(yè)中能夠被支撐各個業(yè)務(wù)場景的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)所共享的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)全部放入到統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲池中，并且讓這個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存儲池提供相應(yīng)的服務(wù)API讓各個業(yè)務(wù)應(yīng)用使用（查詢、增加、修改等），各個業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)不再保存和維護這些數(shù)據(jù)，與各個業(yè)務(wù)應(yīng)用私有相關(guān)的數(shù)據(jù)有相應(yīng)的各個業(yè)務(wù)應(yīng)用進行維護和控制。這個數(shù)據(jù)存儲池，稱之為數(shù)據(jù)開發(fā)平臺，統(tǒng)一相應(yīng)的編碼規(guī)則、數(shù)據(jù)元定義等等。

2）統(tǒng)一用戶管理中心

建設(shè)一個統(tǒng)一用戶管理中心系統(tǒng)（UMC）以避免上述所述問題的時候了，它主要要達成以下的目標：

統(tǒng)一用戶管理中心系統(tǒng)（ UMC ）統(tǒng)一完全管理和控制相應(yīng)的用戶、組織機構(gòu)、基礎(chǔ)權(quán)限控制信息，以形成一個完善地用戶認證、用戶授權(quán)機制。業(yè)務(wù)應(yīng)用（不管新應(yīng)用還是老應(yīng)用）不再保留自己的用戶認證、用戶授權(quán)信息，不再需要建設(shè)單獨的用戶、組織機構(gòu)、基礎(chǔ)權(quán)限控制等模塊，除非是和應(yīng)用特定需求密切相關(guān)的詳細的數(shù)據(jù)訪問權(quán)限信息。

業(yè)務(wù)應(yīng)用通過統(tǒng)一用戶管理中心系統(tǒng)（ UMC ）提供地API來完成相應(yīng)的用戶認證、用戶授權(quán)。

讓整個企業(yè)的IT應(yīng)用系統(tǒng)的單點登錄（SSO）更加簡單、快捷、有效。

統(tǒng)一用戶管理中心系統(tǒng)（UMC ）的數(shù)據(jù)信息其實是主數(shù)據(jù)的一部分。

4 結(jié)語

隨著Web 的發(fā)展，電子商務(wù)和社交計算的興起所引起的企業(yè)里不受控的非結(jié)構(gòu)化并且面向信息的數(shù)據(jù)大爆炸和那些超大規(guī)模和高并發(fā)的應(yīng)用場景下，教學(xué)資源平臺確實不需要關(guān)系型數(shù)據(jù)庫來管理這些數(shù)據(jù)，因為關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的特點決定了它不適用于這些數(shù)據(jù)的性質(zhì)和使用方式。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫針對這些信息來說確實不是銀彈或者稱之為萬金油的解決方法，最關(guān)鍵的是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫已經(jīng)顯得力不從心，暴露了很多難以克服的問題：（1）對數(shù)據(jù)庫高并發(fā)讀寫的需求；（2）對海量數(shù)據(jù)的高效率存儲和訪問的需求；（3）對數(shù)據(jù)庫的高可擴展性和高可用性的需求。所以需要分布式的非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫（即NOSQL，它的意思是對于應(yīng)用類型，信息類型Only SQL是不夠的，所以需要Not Only SQL）。

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