基于云計算智慧平臺的教育信息化創(chuàng)新實踐

白 勇，劉國全，廖 勇（重慶機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息中心，重慶璧山，402760）

基于云計算智慧平臺的教育信息化創(chuàng)新實踐

白 勇，劉國全，廖 勇
（重慶機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息中心，重慶璧山，402760）

本文通過基于云計算教育信息化智慧平臺的研究與實踐，給出了適合職業(yè)教育管理特色和文化特征的數(shù)字校園體系結(jié)構(gòu)，為高等職業(yè)教育信息化發(fā)展，提供一個樣板，探出一個模式。

云計算；數(shù)字校園；智慧平臺

0 緒論

結(jié)合我國當(dāng)前高等職業(yè)院校的實際情況，構(gòu)建了涵蓋日常辦公、教學(xué)管理、學(xué)生管理、生活服務(wù)等數(shù)字校園云服務(wù)模式是現(xiàn)在我國職業(yè)教育發(fā)展的必然趨勢。基于云計算教育信息化智慧平臺的研究與建設(shè)，可以無形中規(guī)范學(xué)校的管理工作的各項業(yè)務(wù)流程，提高工作效率，減少以往一些工作因手工操作所帶來的隨機性大，流程不易規(guī)范化的缺點。同時通過智慧平臺將學(xué)校內(nèi)部的相對獨立分散的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，進行了統(tǒng)一整合，消除了信息化孤島問題，有效地實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，消除對數(shù)據(jù)的重復(fù)管理、數(shù)據(jù)冗余以及數(shù)據(jù)不同步的問題。

本文通過重慶機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院基于云計算教育信息化智慧平臺的研究與實踐，彌補了傳統(tǒng)手工方式處理信息化工作的不足，用智慧平臺建設(shè)將教育工作納入到信息化系統(tǒng)的建設(shè)中，以充分體現(xiàn)學(xué)院工作統(tǒng)一化、規(guī)范化、信息化。從應(yīng)

用系統(tǒng)的支撐平臺著手，規(guī)劃基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、私有云平臺、數(shù)據(jù)中心、統(tǒng)一身份認證和信息門戶的功能作用及實現(xiàn)方法，通過云計算技術(shù)提高硬件系統(tǒng)的性能和可靠性，節(jié)省硬件資源成本，智能且自動地實現(xiàn)各級資源管理調(diào)控，實現(xiàn)IT資源的大集中，達到所有資源統(tǒng)一使用、管理和調(diào)配，從而體現(xiàn)了先進技術(shù)在職業(yè)教育中的重要性。

1 智慧平臺需求分析

1.1 管理運維方面需求分析

1.1.1 現(xiàn)狀需求

重慶機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院經(jīng)過多年的信息化建設(shè)，現(xiàn)已初步建成了校園網(wǎng)絡(luò)，信息管理系統(tǒng)也初具規(guī)模，信息化平臺的規(guī)模和復(fù)雜程度出現(xiàn)了大幅度的提升，與此同時，學(xué)院卻因為這種提升而面臨著一種新的困境：

1.1.2 高昂的硬件成本和管理運營成本

隨著信息化規(guī)模的不斷膨脹，數(shù)據(jù)中心內(nèi)的服務(wù)器數(shù)量、網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜程度以及存儲容量急劇增長，隨之帶來的是高昂的硬件成本支出以及運營成本支出（如：電力、制冷、占地空間、管理人員等）。

1）基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)成本：托管、冷卻、連接服務(wù)器以及為服務(wù)器提供電源都會隨著服務(wù)器數(shù)量的增長而導(dǎo)致成本大量增加。

2）硬件成本：每年服務(wù)器在容量和計算能力上都呈增長趨勢。隨著服務(wù)器變得越來越強大，最大化的利用這些超強資源也變得愈加困難。學(xué)院IT技術(shù)人員為每個應(yīng)用服務(wù)部署一臺獨立服務(wù)器以確保完全控制該應(yīng)用服務(wù)。幾乎在所有情況下，部署這些功能強大的服務(wù)器將會使服務(wù)器過剩50-500%。

3）軟件成本：通常服務(wù)器需要從操作系統(tǒng)或應(yīng)用軟件廠商那里獲取許可證與支持。

4）管理成本：分析估計管理成本占服務(wù)器總擁有成本的50-70%，是服務(wù)器成本中最大的一個部分。對學(xué)院軟硬件進行升級、打補丁、備份以及修復(fù)，另還需部署新的服務(wù)器及應(yīng)用，維護用戶賬戶并執(zhí)行許多其他任務(wù)，這些都，不得不需要IT技術(shù)人員去處理解決。

2 緩慢的業(yè)務(wù)部署速度

新的服務(wù)器、存儲設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的部署周期較長，整個過程包括硬件選型、采購、上架安裝、操作系統(tǒng)安裝、應(yīng)用軟件安裝、網(wǎng)絡(luò)配置等。一般情況下，這個過程需要的工作量在20～40小時，交付周期為4～6周。

3 缺乏統(tǒng)一管理的基礎(chǔ)架構(gòu)

數(shù)據(jù)中心內(nèi)的IT基礎(chǔ)設(shè)施處于分散的管理狀態(tài)，具體表現(xiàn)為：

1）機房管理員遵循“根據(jù)最壞情況下的工作負載來確定所有服務(wù)器的配置”這一策略導(dǎo)致服務(wù)器的配置普遍過高。

2）容易出現(xiàn)大量“只安裝一個應(yīng)用程序”而沒有充分利用服務(wù)器資源。

3）提交變更請求與進行運營變更之間存在較長的延遲。

4）缺少統(tǒng)一的集中化IT構(gòu)建策略，無法對數(shù)據(jù)中心內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施進行監(jiān)控、管理、報告和遠程訪問。

3.1.2 現(xiàn)狀分析

結(jié)合我國當(dāng)前高職院校的實際情況，根據(jù)其發(fā)展現(xiàn)狀需求，既可保護投資又兼顧其擴展性和技術(shù)的先進性，學(xué)院應(yīng)構(gòu)建低成本、穩(wěn)定可靠，涵蓋日常辦公、教學(xué)管理、學(xué)生管理、生活服務(wù)的云計算智慧平臺。

3.2 信息化應(yīng)用方面需求分析

根據(jù)數(shù)字校園信息化基礎(chǔ)設(shè)施和現(xiàn)有的數(shù)據(jù)資源基礎(chǔ)之上進行深入分析，結(jié)合學(xué)校自身辦學(xué)特色，數(shù)字校園建設(shè)以量身定制的統(tǒng)一信息化標(biāo)準(zhǔn)體系（包括信息標(biāo)準(zhǔn)、管理標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)元標(biāo)準(zhǔn)）為準(zhǔn)則，建成以應(yīng)用支撐平臺（統(tǒng)一信息門戶平臺、統(tǒng)一身份認證平臺、共享數(shù)據(jù)中心平臺），集成新建應(yīng)用系統(tǒng)，梳理學(xué)校的業(yè)務(wù)流程，通過界面、身份認證和數(shù)據(jù)三方面的整合，使得學(xué)校信息化的使用率得到明顯提高、消除信息孤島。

4 智慧平臺的設(shè)計實現(xiàn)

4.1 基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

校園基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)平臺的設(shè)計應(yīng)具有前瞻性，具有對未來業(yè)務(wù)發(fā)展的可擴充性。設(shè)計中所采用的技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)品不但要滿足當(dāng)前的需要，還要滿足學(xué)校未來機構(gòu)體制變化所產(chǎn)生的新業(yè)務(wù)形式的需要。系統(tǒng)在總體結(jié)構(gòu)設(shè)計上要充分考慮整體性、可用性、穩(wěn)定性、成熟性、靈活性和開放性的要求，要體現(xiàn)出安全性、可擴展性、可管理性、用戶界面友好性和高性能等特點。

4.1.1 網(wǎng)絡(luò)硬件基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

為了實現(xiàn)主機托管、虛擬主機、應(yīng)用服務(wù)、數(shù)據(jù)存儲服務(wù)、數(shù)據(jù)備份服務(wù)、數(shù)據(jù)安全服務(wù)等業(yè)務(wù)，應(yīng)建設(shè)一個為全校提供服務(wù)的數(shù)據(jù)中心機房。

網(wǎng)絡(luò)硬件基礎(chǔ)設(shè)施的核心是建立一個全校統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心是一個擁有互聯(lián)網(wǎng)的帶寬優(yōu)勢，有安全可靠的機房環(huán)境，有高性能的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。有7*24小時的技術(shù)支持，有各種可選的應(yīng)用服務(wù)，有便于擴展的機房條件、各種服務(wù)器集群的環(huán)境。校園數(shù)據(jù)中心是數(shù)字校園的樞紐，是學(xué)校的信息中心，是保證數(shù)字校園的各個應(yīng)用系統(tǒng)穩(wěn)定、高效的運行的基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)中心建設(shè)包括服務(wù)器系統(tǒng)建設(shè)、機房建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、安全系統(tǒng)建設(shè)、數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)系統(tǒng)建設(shè)等。

4.1.2 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的總體架構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用核心層、匯聚層和接入層的三層架構(gòu)，核心層由兩臺核心交換機組成，將采用3-4臺核心交換機組成環(huán)狀核心層。

4.1.3 網(wǎng)絡(luò)安全架構(gòu)

安全保障是在智慧平臺建設(shè)中貫穿始終的內(nèi)容，包括內(nèi)容安全、應(yīng)用安全和網(wǎng)絡(luò)安全三個部分。

1）內(nèi)容安全側(cè)重管理要求和制度如安全管理制度，工作用機的要求以及信息專人專職負責(zé)。

2）應(yīng)用安全對于普通用戶，將通過統(tǒng)一身份認證，以及完善的日志和審計。

3）網(wǎng)絡(luò)安全對于網(wǎng)絡(luò)中心等機房設(shè)備依托安全設(shè)備（如防火墻）來保證，對于辦公用戶主要防病毒，防系統(tǒng)漏洞等手段來保證。

4.2 云平臺架構(gòu)

云平臺主要由基礎(chǔ)設(shè)施層、基礎(chǔ)服務(wù)層、平臺及服務(wù)支撐層、軟件及服務(wù)應(yīng)用層和客戶端層構(gòu)成。

云平臺網(wǎng)絡(luò)拓撲架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)將涉及負載平衡技術(shù)、高可用主機技術(shù)、主機集群技術(shù)等多種技術(shù)，將這些技術(shù)進行最佳組合，達到最佳的系統(tǒng)的整體性能。

4.3 備份容災(zāi)架構(gòu)

根據(jù)學(xué)院目前環(huán)境情況，用戶本地中心機房關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)均通過虛擬化實現(xiàn)了應(yīng)用的高可用，后端數(shù)據(jù)采用光纖交換機和存儲實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的高可用，增強了系統(tǒng)穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)安全，使用戶數(shù)據(jù)不丟失；業(yè)務(wù)系統(tǒng)能負載均衡，出現(xiàn)故障時能實時遷移，從根本上保障用戶系統(tǒng)和數(shù)據(jù)安全，提高用戶系統(tǒng)使用。

在充分考慮數(shù)據(jù)安全和職業(yè)院校實際情況的前提下（有條件的應(yīng)考慮異地備份容災(zāi)），采用重要數(shù)據(jù)實時備份容災(zāi)的方案，其架構(gòu)部署如圖1所示：

5 結(jié)束語

基于云計算教育信息化智慧平臺的研究實踐，以信息資源管理為核心，使應(yīng)用系統(tǒng)間有機聯(lián)系，成功實現(xiàn)了學(xué)校的教學(xué)、科研、管理、服務(wù)等信息共享，消除了信息化孤島、數(shù)據(jù)的重復(fù)管理、數(shù)據(jù)冗余以及數(shù)據(jù)不同步的問題，達到提高教學(xué)質(zhì)量、科研水平和管理水平的目的。

［1］戴爽.基于云服務(wù)模式下的數(shù)字校園應(yīng)用平臺［J］.中國教育信息化，2013（309）.

［2］沈舒.云計算與網(wǎng)格計算的比較［J］.教育技術(shù)導(dǎo)刊，2009.8（12）：10-11.

Cloud computing education information intelligence platform based on innovative practice

Bai Yong，Liu Guoquan，Liao Yong
（Chongqing mechanical and electrical professional technology institute Network Center，Chongqing
Bishan，402760）

On basis of the reasearch and practice on the intelligence platform of cloud computing education al informationization，the author has been trying to build a digital campus system suiting vocational educat ion management and cultral features，which will offer a sample or pattern for the informationized developmen t of higher vocational education.

cloud computing；digital campus；intelligent platform

圖1 備份容災(zāi)架構(gòu)圖