基于云服務(wù)的高校教育資源管理平臺(tái)的研究

張鴻雁

(長春工程學(xué)院，長春 130012)

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基于云服務(wù)的高校教育資源管理平臺(tái)的研究

張鴻雁

(長春工程學(xué)院，長春 130012)

摘要：針對(duì)高校教育資源分布不均、資源重復(fù)建設(shè)、已有教育資源庫存在諸多弊端的現(xiàn)狀，提出了高校教育資源建設(shè)的新模式，利用云計(jì)算搭建共享型教育資源云。闡述了平臺(tái)的體系架構(gòu)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)需求分析，對(duì)搭建基于云服務(wù)的教育資源平臺(tái)進(jìn)行了研究探討。該平臺(tái)可以節(jié)約軟硬件的購買與維護(hù)成本，提升教育資源利用率，促進(jìn)校際師生交流。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；教育資源平臺(tái)；數(shù)字化資源建設(shè)

0引言

近年來，信息技術(shù)快速發(fā)展，各高校內(nèi)部教育資源庫的建設(shè)正處于積極轉(zhuǎn)型階段，由于多方面的原因，以往的教育資源庫往往存在許多問題[1]：資源更新?lián)Q代緩慢，內(nèi)容重復(fù)冗余，信息檢索復(fù)雜，硬件維護(hù)成本高，缺乏與用戶的互動(dòng)等。隨著云計(jì)算的興起，高校相繼開始搭建以云計(jì)算為核心的教育資源庫。這類教育資源平臺(tái)屬于“私有云”，它針對(duì)高校需求量身打造，只服務(wù)校內(nèi)師生，可有效控制數(shù)據(jù)，并保證服務(wù)的安全性和質(zhì)量?；谒接性频母咝＝逃Y源平臺(tái)有諸多優(yōu)點(diǎn)[1]：1)本校網(wǎng)絡(luò)用戶可通過Web訪問等方式直接獲得所需的教育資源和業(yè)務(wù)服務(wù)，獲取資源方便快捷。2)硬件使用成本大大降低，由于云計(jì)算集群對(duì)服務(wù)器的硬件要求并不高，大量舊設(shè)備得以重新使用，避免了硬件資源浪費(fèi)。3)軟件使用維護(hù)成本得到節(jié)約，用戶無需自行維護(hù)或升級(jí)軟件，一切操作均可在云端一次性完成。4)管理員統(tǒng)一監(jiān)視、管理、控制云平臺(tái)的硬件設(shè)備，統(tǒng)一整理、發(fā)布各類教育資源，管理與維護(hù)的效率大大提升。5)用戶群體的單一性與用戶驗(yàn)證訪問控制等機(jī)制保證了私有云的安全性。

然而，部分高校的教育投入仍然難以彌合教育資源需求持續(xù)增長帶來的巨大空缺。實(shí)現(xiàn)教育資源共享，對(duì)推進(jìn)教育公平，提升教育質(zhì)量，促進(jìn)高等教育建設(shè)有著重要意義[2]，建設(shè)共享型高校教育資源云平臺(tái)刻不容緩。考慮到安全性等因素，各高校內(nèi)部的涉密數(shù)據(jù)與敏感數(shù)據(jù)仍可放在各自的私有云中，資料服務(wù)、應(yīng)用服務(wù)等可共享的教育資源放在公有云中，以實(shí)現(xiàn)各高校教育資源的共享。

1共享型教育資源云平臺(tái)的研究意義

利用第三方提供的硬件基礎(chǔ)設(shè)施與云服務(wù)，搭建共享型教育資源云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源、科研資源、應(yīng)用服務(wù)等資源的共享，可有效解決部分高校教育資源匱乏、分布不均的問題。該措施有助于提升教育資源的利用率，避免硬件設(shè)備等基礎(chǔ)設(shè)施的重復(fù)投資建設(shè)。因此，建設(shè)共享型教育資源云平臺(tái)具有良好的發(fā)展前景與深刻的現(xiàn)實(shí)意義。

1.1減少重復(fù)建設(shè)，節(jié)約軟硬件成本

隨著云計(jì)算的興起，許多高校已經(jīng)搭建起專屬教育資源私有云。然而，各個(gè)學(xué)校教育資源私有云的建設(shè)是獨(dú)立的。各校分別在購買、維護(hù)服務(wù)器等硬件設(shè)備上投入大量資金，并需及時(shí)對(duì)系統(tǒng)、服務(wù)等更新?lián)Q代，以保持私有云的穩(wěn)定運(yùn)行。此外，各校之間的教育資源在一定程度上有重合，整體而言造成了巨大的存儲(chǔ)浪費(fèi)。

目前，以阿里云、華為企業(yè)云為代表的眾多云計(jì)算平臺(tái)均提供存儲(chǔ)、計(jì)算等基礎(chǔ)服務(wù)的成熟解決方案。各高校完全可以通過租賃基礎(chǔ)設(shè)施、購買服務(wù)等方式，整體上以更低的價(jià)格獲取更完善、更安全的軟硬件環(huán)境，這不但減少了硬件設(shè)備的重復(fù)投資建設(shè)，亦無需自行對(duì)系統(tǒng)升級(jí)換代，大大降低了軟硬件的維護(hù)成本[3]。

1.2共享教育資源，增強(qiáng)校際交流

部分高校由于資金不足、師資水平不夠等原因往往存在教育資源匱乏的問題。對(duì)于這些高校而言，投入大量人力物力建設(shè)服務(wù)全校師生的教育資源私有云可能難以實(shí)現(xiàn)。如果能在區(qū)域內(nèi)或有合作的高校之間建立教育資源公有云平臺(tái)，就可以很大程度上緩解目前教育資源分布不均的狀態(tài)，幫助部分高校提升教學(xué)質(zhì)量，促進(jìn)各高校學(xué)生共同進(jìn)步、共同發(fā)展。

在共享型教育資源云平臺(tái)上，各高校師生不僅可以獲得更充足的教育資源，更可以與不同高校的師生互動(dòng)、交流。這對(duì)提升教師教學(xué)水平，加強(qiáng)學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)，鍛煉人際交往能力，促進(jìn)校際合作與交流都有著重要的意義。

2共享型教育資源云平臺(tái)的構(gòu)建

2.1系統(tǒng)的需求分析

建設(shè)共享型教育資源云平臺(tái)是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程，為了服務(wù)廣大師生，考慮到教育資源建設(shè)的長遠(yuǎn)發(fā)展，該系統(tǒng)需滿足以下需求[4-5]：

1)為了方便普通用戶操作，系統(tǒng)采用瀏覽器/服務(wù)器(Browser/Server, B/S)模式。用戶通過Web端訪問的方式，在瀏覽器上操作即可訪問所需資源。用戶界面設(shè)計(jì)應(yīng)簡(jiǎn)潔大方、通俗易懂。

2)平臺(tái)需考慮用戶訪問量、資源存儲(chǔ)量等因素，彈性伸縮云基礎(chǔ)設(shè)施，并應(yīng)用負(fù)載均衡等技術(shù)，在保證用戶流暢使用平臺(tái)的基礎(chǔ)上，盡量提高物理資源的利用率，避免資源浪費(fèi)，降低平臺(tái)建設(shè)成本。

3)普通用戶投身到教育資源云平臺(tái)的建設(shè)中，通過上傳資源等方式輔助完善教育資源云。為了便于資源的統(tǒng)一管理與共同建設(shè)，需參考相關(guān)國內(nèi)教育資源信息化標(biāo)準(zhǔn)建立教育資源建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范。

4)用戶可在平臺(tái)上交流互動(dòng)，對(duì)資源進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行反饋，以充分調(diào)動(dòng)用戶的積極性，增強(qiáng)用戶黏度。

5)由于系統(tǒng)的部署涉及到諸多高校，系統(tǒng)需有良好的可管理性，便于各高校協(xié)作管理?？紤]到系統(tǒng)的長遠(yuǎn)發(fā)展，數(shù)據(jù)庫需要及時(shí)更新維護(hù)，系統(tǒng)也需要良好的可維護(hù)性。

6)安全性是所有平臺(tái)的必備需求。因此，需要通過用戶身份認(rèn)證、用戶權(quán)限設(shè)置、資源訪問監(jiān)控與系統(tǒng)平臺(tái)的安全設(shè)置等方式，保證數(shù)據(jù)安全。

上述系統(tǒng)需求分析為系統(tǒng)體系架構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了指導(dǎo)與方向。

2.2系統(tǒng)的體系架構(gòu)

云計(jì)算的體系架構(gòu)大致由4部分組成[6]，如圖1所示，分別為基礎(chǔ)設(shè)施層，平臺(tái)層，應(yīng)用層與管理層。基礎(chǔ)設(shè)施層提供了計(jì)算和存儲(chǔ)所需的物理資源，并通過虛擬化技術(shù)將物理資源抽象為邏輯資源，形成計(jì)算資源池、存儲(chǔ)資源池、網(wǎng)絡(luò)資源池等。虛擬化技術(shù)始于20世紀(jì)60年代，是充分整合、利用各項(xiàng)計(jì)算與存儲(chǔ)資源的關(guān)鍵技術(shù)。虛擬化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)資源的動(dòng)態(tài)部署與重配置，大大提高資源的使用率，并適應(yīng)不斷變化的業(yè)務(wù)需求[7]。云計(jì)算中的虛擬化技術(shù)主要包括服務(wù)器虛擬化[8]、存儲(chǔ)虛擬化[9]、網(wǎng)絡(luò)虛擬化[10]、應(yīng)用虛擬化[11]、桌面/終端虛擬化[12]等。平臺(tái)層是承上啟下的一層，它在基礎(chǔ)設(shè)施層的基礎(chǔ)上為用戶提供服務(wù)，實(shí)現(xiàn)認(rèn)證、授權(quán)等服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化，并為用戶開發(fā)新的應(yīng)用提供統(tǒng)一的接口與協(xié)議。應(yīng)用層為用戶提供了各項(xiàng)應(yīng)用軟件和服務(wù)。根據(jù)服務(wù)對(duì)象與需求的不同，應(yīng)用可分為企業(yè)級(jí)應(yīng)用與個(gè)人應(yīng)用。管理層橫跨以上3個(gè)層次，通過用戶管理、資源管理、安全管理、計(jì)費(fèi)管理等多項(xiàng)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)云計(jì)算平臺(tái)的管理與維護(hù)。

圖1　云計(jì)算的體系架構(gòu)

在此基礎(chǔ)上，圖2給出了基于共享型教育資源云平臺(tái)的體系架構(gòu)。物理資源層是云平臺(tái)的基礎(chǔ)，提供最基本的硬件設(shè)施，包括服務(wù)器集群、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、硬件設(shè)備與其他基礎(chǔ)設(shè)施。目前，第三方供應(yīng)商已經(jīng)可以提供成熟安全的云服務(wù)，考慮到物理資源建設(shè)的成本問題，物理資源層可交由第三方構(gòu)建。虛擬管理層對(duì)應(yīng)虛擬化技術(shù)。該層將物理資源層的硬件資源轉(zhuǎn)化為邏輯可管理的資源池，為上層提供可共享的邏輯資源，將程序的運(yùn)行環(huán)境與實(shí)際物理環(huán)境分離開。事務(wù)管理層在虛擬管理層之上，負(fù)責(zé)整合、調(diào)控、管理各項(xiàng)資源，并對(duì)用戶信息、任務(wù)信息、日志信息、計(jì)費(fèi)信息等進(jìn)行管理，是云平臺(tái)承上啟下的核心層次。在此基礎(chǔ)上可建立高校教育資源服務(wù)門戶供用戶使用。服務(wù)門戶的功能可以分為資源管理與交流互動(dòng)兩大類。用戶根據(jù)不同的權(quán)限，可以使用不同的功能。教育資源云平臺(tái)的用戶可分為5類：系統(tǒng)管理員、資源管理員、教師、學(xué)生、游客。系統(tǒng)管理員主要工作在事務(wù)管理層，負(fù)責(zé)用戶管理、任務(wù)管理、日志管理、系統(tǒng)配置管理等工作。資源管理員主要負(fù)責(zé)資源審核、資源共享管理、交流平臺(tái)管理等工作。根據(jù)不同高校的需求，可有針對(duì)性地向各高校的師生開放個(gè)性化的資源。教師、學(xué)生通過服務(wù)門戶可上傳、下載、檢索、瀏覽教育資源，并對(duì)資源進(jìn)行評(píng)價(jià)、反饋。師生之間亦可通過站內(nèi)信、即時(shí)聊天等功能交流互動(dòng)。通過系統(tǒng)消息等方式，用戶可以獲得平臺(tái)的最新資訊，得知最近更新資源、一周內(nèi)下載量/收藏量最高資源等信息。對(duì)未注冊(cè)或登錄的游客，開放面向社會(huì)大眾的公共教育資源，以進(jìn)一步提升教育資源的利用率，服務(wù)更多有需求的用戶。以往在建設(shè)教育資源的過程中，通常存在數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、資源描述形式、資源訪問方式不同等問題，影響了高校之間教育資源的互聯(lián)互通。因此需要有一套教育資源標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范資源，便于資源的統(tǒng)一管理與進(jìn)一步擴(kuò)展。更重要的是，需要建立信息安全保障與系統(tǒng)維護(hù)機(jī)制，以保證資源的數(shù)據(jù)安全與系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

圖2　教育資源云平臺(tái)的體系架構(gòu)

在基于共享型教育資源云平臺(tái)中，各個(gè)層次相輔相成，最終形成各項(xiàng)資源動(dòng)態(tài)分配、滿足不同層次的應(yīng)用需求、溝通機(jī)制完善的資源共享云平臺(tái)。

3結(jié)語

建設(shè)共享型教育資源平臺(tái)，對(duì)解決教育資源分布不均、減少教育資源重復(fù)建設(shè)、促進(jìn)校際教學(xué)合作交流有著深遠(yuǎn)的意義。逐漸成熟的云計(jì)算技術(shù)可有效推動(dòng)高校教育資源信息化建設(shè)。本文分析了基于云服務(wù)的共享型教育資源平臺(tái)的研究意義，著重闡述了系統(tǒng)平臺(tái)的需求與體系架構(gòu)設(shè)計(jì)，以指導(dǎo)教育資源云平臺(tái)的搭建。

共享型教育資源云平臺(tái)的建設(shè)，需要政策支持、政府重視、校際合作、標(biāo)準(zhǔn)完善。此外，由于云平臺(tái)的建設(shè)依賴第三方提供的基礎(chǔ)設(shè)施，亦需考慮數(shù)據(jù)隱私與安全問題，保證放在云服務(wù)供應(yīng)商的資源不被非法利用，這更需要完善的法律監(jiān)督機(jī)制。所以，建設(shè)完善的教育資源云平臺(tái)，尚需各方共同努力。

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The Study on Higher Education Resource Management Platform Based on Cloud Services

ZHANG Hong-yan

(ChangchunInstituteofTechnology,Changchun130012,China)

Abstract：Considering uneven distribution and redundant construction of higher education resources and other drawbacks of the existing system, this paper proposes a new model which utilizes cloud computing to establish common sharing education resource cloud and to develop higher education. The paper makes an analysis on the establishment and the requirements of the system, and discusses the establishment of education resource platform based on cloud services.The platform can save the purchase and maintenance costs of both hardware and software, improve education resource utilization, and facilitate the communication between teachers and students.

Key words：cloud computing; education resource platform; construction of digital resources

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1009-8984(2016)01-0106-03

中圖分類號(hào)：TP311.521

作者簡(jiǎn)介：張鴻雁(1968-)，女(漢)，吉林公主嶺，副教授

基金項(xiàng)目：吉林省科技廳項(xiàng)目(20140101226JC)

收稿日期：2016-03-16

doi:10.3969/j.issn.1009-8984.2016.01.024

主要研究計(jì)算機(jī)和電工電子技術(shù)。