智慧教育時(shí)代的信息中心數(shù)據(jù)支撐結(jié)構(gòu)建設(shè)淺探

李鋼

摘 要：教育信息中心的軟硬件建設(shè)在智慧教育建設(shè)中，有著舉足輕重的地位。如何更好地建設(shè)教育服務(wù)與監(jiān)管體系，為教育健康發(fā)展提供支撐與保障，是我們面前一項(xiàng)重要課題。本文圍繞服務(wù)與監(jiān)管兩大職能體系建設(shè)，結(jié)合本溪教育信息化工作實(shí)際，客觀分析了數(shù)據(jù)支撐結(jié)構(gòu)的建設(shè)思路，提出了創(chuàng)新構(gòu)建理念及未來方向。

關(guān)鍵詞：智慧教育；服務(wù)體系；監(jiān)管體系；教育信息化

中圖分類號(hào)：G203 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-8454（2017）01-0017-03

一、引言

智慧教育是教育理念和教育模式的一場深刻革命。信息技術(shù)突破了學(xué)習(xí)圍墻，擴(kuò)展了學(xué)習(xí)手段與范圍，使師生擁有了獲取信息的平等地位，構(gòu)建師生積極互動(dòng)的教育新模式。本溪市教育信息化管理中心在國家教育信息化改革試點(diǎn)市探索及三通兩平臺(tái)建設(shè)時(shí)期進(jìn)行了持續(xù)的數(shù)據(jù)中心現(xiàn)代化建設(shè)及改造，不斷吸取各方面的科技成果，融合各種信息化理念，避免簡單的設(shè)備堆砌，避免過度投資浪費(fèi)，攜手聯(lián)通、電信、移動(dòng)等各大國內(nèi)廠商與集成商，共同探索打造適合本市實(shí)際的現(xiàn)代化教育信息中心數(shù)據(jù)支撐構(gòu)架。

二、圍繞兩大職能體系，建設(shè)數(shù)據(jù)支撐構(gòu)架

依照教育部的工作脈絡(luò)，明確我市教育信息化管理中心的兩大職能體系：教育服務(wù)體系、監(jiān)管體系。

圍繞兩大服務(wù)體系進(jìn)行信息化管理中心的設(shè)計(jì)，以現(xiàn)代化的、科學(xué)的、發(fā)展的眼光進(jìn)行數(shù)據(jù)中心支撐結(jié)構(gòu)的建設(shè)和改造。在設(shè)計(jì)初始就進(jìn)行了整體的信息化建設(shè)規(guī)劃，同時(shí)吸收、參考了國內(nèi)知名安全廠商整體的安全建設(shè)框架，將信息化安全、網(wǎng)絡(luò)安全、數(shù)據(jù)安全加以整體的充分考慮，研究如何利用有限的資金及場地，結(jié)合本地的實(shí)際情況，力爭對建設(shè)信息化中心的建設(shè)進(jìn)行全方位的、全生命周期的智慧教育框架下的綜合設(shè)計(jì)。

1.服務(wù)體系構(gòu)建，以三通兩平臺(tái)為基礎(chǔ)

設(shè)計(jì)要求就是要構(gòu)建開放、協(xié)同、高性能、互聯(lián)、彈性可擴(kuò)展的IT軟件環(huán)境，通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)資源平臺(tái)，將教育管理公共服務(wù)平臺(tái)、教與學(xué)服務(wù)平臺(tái)、教育數(shù)據(jù)分析平臺(tái)、數(shù)字化校園平臺(tái)各類數(shù)據(jù)、服務(wù)進(jìn)行融合、實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的集中管理與掌控。同時(shí)利用先進(jìn)的存儲(chǔ)及虛擬化環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)支撐服務(wù)、安全支撐服務(wù)、業(yè)務(wù)支撐服務(wù)、教學(xué)指導(dǎo)、教育門戶網(wǎng)站服務(wù)，開發(fā)及建立教育教學(xué)資源、促進(jìn)教師間的交流合作。服務(wù)體系的基礎(chǔ)建設(shè)歸結(jié)到改革試點(diǎn)市工作中的三通兩平臺(tái)的建設(shè)及實(shí)施。首先完成國家教育信息化試點(diǎn)市建設(shè)工作，成為全省唯一實(shí)現(xiàn)“三通工程”100%全覆蓋的城市，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)教育教學(xué)的新常態(tài)。

2.服務(wù)體系構(gòu)建探索

（1）虛擬化的探索：在2010年我們率先采用了VMWARE的虛擬化方案，利用3臺(tái)高性能的定制服務(wù)器配合7TB容量（后期擴(kuò)容為20TB）的存儲(chǔ)邁進(jìn)了云計(jì)算的行列，利用虛擬化的便利及效率，成功探索構(gòu)建上百個(gè)教育服務(wù)平臺(tái)。其中代表性的有虛擬主機(jī)、資源中心、BBS、聊天時(shí)空、MAIL系統(tǒng)、教育局辦公系統(tǒng)、文件上傳、視頻會(huì)議、智能題庫、電子圖書、網(wǎng)上作業(yè)本、學(xué)校管理系統(tǒng)、分班系統(tǒng)、電子備課、仿真實(shí)驗(yàn)室、校園電視網(wǎng)、中考查詢、網(wǎng)上報(bào)考等數(shù)十個(gè)永久及臨時(shí)平臺(tái)。這些平臺(tái)有力的支撐了服務(wù)體系。

（2）集成化的探索：每一種技術(shù)都不是萬能的，在虛擬化的運(yùn)用過程中，我們在不斷的融合更加先進(jìn)的理念的同時(shí)，有效的使用老技術(shù)，讓老設(shè)備發(fā)揮更高的效率。至今我們?nèi)耘f保留有2000年生產(chǎn)的服務(wù)器，由于保養(yǎng)到位，依然能夠有效運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)我們也引進(jìn)了IBM存儲(chǔ)，刀片服務(wù)器，用先進(jìn)的集成設(shè)備保障承載“三通兩平臺(tái)”任務(wù)的平臺(tái)建設(shè)，即教育資源整合共享的云服務(wù)體系。

3.服務(wù)體系智慧“云”時(shí)代探索

由于設(shè)備先進(jìn)，理念先進(jìn)，部署得當(dāng)，優(yōu)教通平臺(tái)最大限度地整合了我們以前多種平臺(tái)，突破了“兩平臺(tái)”的限制，達(dá)到了“云”平臺(tái)的一些功能，并積極地向大數(shù)據(jù)的方向過渡。云數(shù)據(jù)平臺(tái)的建設(shè)，有效避免了區(qū)域資源平臺(tái)的重復(fù)建設(shè)和信息孤島現(xiàn)象，通過教育信息化管理中心的統(tǒng)一用戶中心實(shí)現(xiàn)教育資源、應(yīng)用、服務(wù)的匯聚融合，面向我市教育的社會(huì)個(gè)人和機(jī)構(gòu)提供實(shí)名制的網(wǎng)絡(luò)空間，為教育管理者、教師、學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)上從事教學(xué)、管理活動(dòng)提供一個(gè)集成的、可定制、可擴(kuò)展的個(gè)性化空間。以題庫管理為支撐，支持多學(xué)科、多題型、多平臺(tái)導(dǎo)入，再編輯，同時(shí)覆蓋教師及學(xué)生，支持在線學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)等，形成突破時(shí)間、空間限制的教育培訓(xùn)模式，提高整體的教育培訓(xùn)服務(wù)。進(jìn)一步促進(jìn)教師與學(xué)生、家長之間的全面互動(dòng)。

至今我們的優(yōu)教通平臺(tái)的后臺(tái)管理具有：包括班級(jí)創(chuàng)建、學(xué)生與教師注冊、教學(xué)資源目錄建立及資源統(tǒng)計(jì)、教材版本設(shè)定等；前臺(tái)使用包括：教師備課、開展集體備課、校本教研、區(qū)域教研、網(wǎng)上作業(yè)、家校互動(dòng)、資源上傳等內(nèi)容。

隨著信息化的推動(dòng)使服務(wù)平臺(tái)與教育教學(xué)結(jié)合更加緊密，我們制定了量化的信息化評估標(biāo)準(zhǔn)，使各級(jí)的信息化建設(shè)有跡可循，并在區(qū)域進(jìn)行落實(shí)，實(shí)地檢查打分，年度信息化工作會(huì)議上公布成績，獎(jiǎng)優(yōu)罰劣。

4.確立服務(wù)體系軟硬件建設(shè)的整體規(guī)劃目標(biāo)及原則

以“環(huán)境建設(shè)領(lǐng)先均衡，教育資源高度共享，服務(wù)平臺(tái)先進(jìn)高效，師生能力顯著提升，區(qū)域綜合水平一流”為目標(biāo)，完善信息化管理中心的中心機(jī)房的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，統(tǒng)籌規(guī)劃，分布合理，開放性良好。

2015年，本溪市教育信息中心進(jìn)行了搬遷，克服了諸多先天條件的限制，利用廠商聯(lián)合及技術(shù)優(yōu)勢，使基礎(chǔ)建設(shè)完全滿足了信息中心現(xiàn)階段跟未來發(fā)展的需求，是一個(gè)技術(shù)創(chuàng)新的成功案例。

數(shù)據(jù)中心建設(shè)對服務(wù)與監(jiān)管兩大職能進(jìn)行了全面的規(guī)劃。依靠網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)、安全設(shè)備及基礎(chǔ)軟件等，利用云計(jì)算和虛擬化技術(shù)，整合多種資源，建設(shè)我市教育教學(xué)中心。規(guī)劃建立統(tǒng)一的計(jì)算資源池、存儲(chǔ)資源池、網(wǎng)絡(luò)資源池、實(shí)現(xiàn)各類軟硬件資源的統(tǒng)一管理、按需分配，為未來區(qū)域內(nèi)的教育機(jī)構(gòu)提供教育資源共享，數(shù)據(jù)管理等服務(wù)以有力支撐，構(gòu)建云時(shí)代的智慧雛形。

開發(fā)新一代的本溪教育網(wǎng)門戶網(wǎng)站。從門戶網(wǎng)站的結(jié)構(gòu)上，不斷地向大數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)邁進(jìn)，從軟件建設(shè)方面引領(lǐng)和促進(jìn)硬件結(jié)構(gòu)上的云計(jì)算發(fā)展。建立全新的存儲(chǔ)構(gòu)架，網(wǎng)絡(luò)與存儲(chǔ)技術(shù)相融合，具有SAN構(gòu)架的高可靠性能，融入分布式的擴(kuò)展性。將使本溪教育網(wǎng)發(fā)生一系列根本性的改變，大數(shù)據(jù)時(shí)代新的本溪教育門戶網(wǎng)站正在形成。

由于新址是多年的老樓，其結(jié)構(gòu)無法進(jìn)行大規(guī)模的改制，甚至于在某些地點(diǎn)開道門也無法實(shí)現(xiàn)。房間結(jié)構(gòu)的限制，令我們無法構(gòu)建同時(shí)150人的大型培訓(xùn)教室，我們依托技術(shù)及理念借鑒了智慧教育數(shù)字化校園方案，將微機(jī)教室、云教室、多媒體教室進(jìn)行可視化改造，依托網(wǎng)絡(luò)與教學(xué)系統(tǒng)，不但可以進(jìn)行區(qū)域的數(shù)字化教學(xué)，并可擴(kuò)展到全市數(shù)字校園系統(tǒng)，初步達(dá)到云網(wǎng)合一。

5.數(shù)據(jù)中心的機(jī)房現(xiàn)代化建設(shè)

支撐智慧教育及數(shù)字化校園的核心設(shè)備被部署到信息中心的機(jī)房。我們經(jīng)過詳細(xì)測算及實(shí)地設(shè)計(jì)，終于建設(shè)成具有高標(biāo)準(zhǔn)高性能的信息中心機(jī)房，合理配置了精密空調(diào)，整體優(yōu)化熱量管理和氣流組織，顯著降低了設(shè)備的能源消耗。并進(jìn)行了統(tǒng)一規(guī)劃的線纜管理。搬遷了30KW的UPS電源，設(shè)計(jì)了獨(dú)立的UPS電源間，使供電安全得以顯著提升。新增加了智能列頭柜、遠(yuǎn)程電源，使每一個(gè)服務(wù)器機(jī)柜，每一臺(tái)信息化設(shè)備的能耗及供電情況可視可控。數(shù)字化的KVM的投入，使得服務(wù)器的遠(yuǎn)程管理得到加強(qiáng)，也使服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)安全得以提升。新風(fēng)機(jī)的智能化改造，可以進(jìn)行時(shí)間、溫度、手動(dòng)的聯(lián)合控制，而且成為失去空調(diào)制冷后的后備降溫手段，具有相當(dāng)實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。據(jù)我們以往遇到的狀況，當(dāng)失去市電后，空調(diào)停機(jī)。其余設(shè)備將在UPS供電下繼續(xù)運(yùn)行，機(jī)房內(nèi)的溫度將在30分鐘內(nèi)升至40度左右，若不進(jìn)行干預(yù)，溫度將繼續(xù)攀升，服務(wù)器將會(huì)陸續(xù)宕機(jī)，交換機(jī)也很快下線，所有的遠(yuǎn)程手段無效……尤其是夜間無專業(yè)人員值守，或維護(hù)人員不能及時(shí)到達(dá)，其后果非常嚴(yán)重。自動(dòng)化新風(fēng)機(jī)將在超溫時(shí)進(jìn)行報(bào)警，并依靠UPS供電自行運(yùn)轉(zhuǎn)（采用啟動(dòng)電流小，而且不同時(shí)啟動(dòng)，完全可以在UPS電源供電環(huán)境中使用的風(fēng)機(jī)），有效緩解室內(nèi)溫升， 使室溫夏季保持在40度左右。在人員到達(dá)的時(shí)間或遠(yuǎn)程干預(yù)（合法遠(yuǎn)程關(guān)閉非重要系統(tǒng)）內(nèi)還可以維持，這樣也就保障了數(shù)據(jù)安全。當(dāng)然這種設(shè)計(jì)及運(yùn)行也是我們受環(huán)境限制，無法部署油機(jī)或雙路供電而進(jìn)行的折中措施。

信息中心的服務(wù)器及信息化設(shè)備正在進(jìn)行現(xiàn)代化改造，融合了一些大廠商的技術(shù)成果，對比我們的實(shí)際需求，提出了我們的改造目標(biāo)：服務(wù)器硬盤固態(tài)化，網(wǎng)絡(luò)連接光纖化，操作系統(tǒng)正版化，供電冗余化，構(gòu)架虛擬化，結(jié)構(gòu)節(jié)能化……按需升級(jí)老設(shè)備，延長設(shè)備使用周期，果斷淘汰過時(shí)、結(jié)構(gòu)不合理的設(shè)備。同時(shí)也在新購進(jìn)的設(shè)備選擇上提高了標(biāo)準(zhǔn)并努力找準(zhǔn)發(fā)展方向，努力使信息化設(shè)備保持前瞻性及先進(jìn)性，為可持續(xù)發(fā)展打好基礎(chǔ)，最大限度地利用有限的資金。

三、胸懷大數(shù)據(jù)，強(qiáng)化云環(huán)境下的監(jiān)管體系

我們牢記沒有網(wǎng)絡(luò)安全就沒有國家安全，沒有信息化就沒有現(xiàn)代化。充分認(rèn)識(shí)到網(wǎng)絡(luò)與信息安全的重要性，不斷加強(qiáng)投入與建設(shè)，努力學(xué)習(xí)更新理念。但網(wǎng)絡(luò)安全在云技術(shù)、大數(shù)據(jù)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)面前，其形式也越來越復(fù)雜。

1.網(wǎng)絡(luò)安全自動(dòng)化、可視化、可追溯、可擴(kuò)展

從信息中心的監(jiān)管體系上來講，我們需要的是可監(jiān)控多平臺(tái)的資源使用情況，同時(shí)也能對云計(jì)算構(gòu)架下的虛擬化資源使用情況進(jìn)行有效的監(jiān)控及自動(dòng)化運(yùn)維。以大數(shù)據(jù)計(jì)算框架為基石，以網(wǎng)絡(luò)分析平臺(tái)為載體，掌握全局的安全狀況，讓安全態(tài)勢可視化，讓威脅告警可以掌控。另外我們還需要有數(shù)據(jù)采集與分析，事件的實(shí)時(shí)安全風(fēng)險(xiǎn)告警、安全事件追溯。數(shù)據(jù)的建模與類比分析、安全趨勢預(yù)測等。

這些需求催生了我們第一代的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控指揮中心，先期要做的就是先把自己管起來，再逐步擴(kuò)展到全區(qū)域。先解決有無，再發(fā)展。

2.監(jiān)管體系建設(shè)，倚重技術(shù)，聯(lián)合廠商

目前我們提出監(jiān)控機(jī)房內(nèi)部設(shè)備及軟件運(yùn)行狀態(tài)，偏重于硬件，兼顧網(wǎng)絡(luò)安全，主要是為網(wǎng)站及云資源平臺(tái)服務(wù)。監(jiān)控學(xué)校網(wǎng)站運(yùn)行狀態(tài)，偏重于網(wǎng)站頁面安全。監(jiān)控中心集監(jiān)控、操作及遠(yuǎn)程感知一體，具有初步的可視化指揮結(jié)構(gòu)跟初級(jí)的安全感知能力。長遠(yuǎn)期目標(biāo)：監(jiān)控教育系統(tǒng)全部信息化網(wǎng)絡(luò)及信息化設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及安全態(tài)勢分析，遠(yuǎn)程越權(quán)（超越學(xué)校及區(qū)域網(wǎng)管）的管理操作。逐步解決安全設(shè)備體系的兼容性、可靠性、穩(wěn)定性、可視性、性能、功能完善與易用性、成本與可擴(kuò)展性、服務(wù)等諸多問題。

積極開展等級(jí)保護(hù)測評工作，找出差距和漏洞，并依據(jù)測評結(jié)果進(jìn)行全范圍的整改。聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商，吸取他們的經(jīng)驗(yàn)和理念，并與國內(nèi)一些大型的網(wǎng)絡(luò)安全公司保持全方位的合作，了解當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)安全發(fā)展?fàn)顩r，引進(jìn)主流廠商最新技術(shù)、最新產(chǎn)品、以及最新方案。避免用安全設(shè)備進(jìn)行堆疊方式的防護(hù)，而是真正建立起符合實(shí)際的安全框架體系，綜合云基礎(chǔ)構(gòu)架平臺(tái)，模塊化數(shù)據(jù)中心，靈活的模塊化配置，即插即用，快速擴(kuò)展。統(tǒng)一管理IT設(shè)備和數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施，合理規(guī)劃未來擴(kuò)展，為智慧教育及大數(shù)據(jù)保駕護(hù)航。

四、規(guī)劃未來構(gòu)架，完善大數(shù)據(jù)環(huán)境下的數(shù)據(jù)支撐結(jié)構(gòu)

未來展望，依托班班通網(wǎng)絡(luò)，教育云平臺(tái)，在云端完成音視頻信號(hào)的合成、轉(zhuǎn)碼、分發(fā)、存儲(chǔ)及共享，實(shí)現(xiàn)校本研究、遠(yuǎn)程評課、自主學(xué)習(xí)、直播、遠(yuǎn)程點(diǎn)播等功能。并可與其他的教育信息化系統(tǒng)進(jìn)行無縫的數(shù)據(jù)交換，量化剖析教學(xué)過程的同時(shí)，提升學(xué)校教學(xué)質(zhì)量。

形成本地教育專享云，并與公有云進(jìn)行安全高效融合，在“云網(wǎng)融合、安全可信”的支持下靈活使用云資源。以數(shù)據(jù)為核心，在可信可控的網(wǎng)絡(luò)安全前提下，采用大數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)構(gòu)建教育大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，在現(xiàn)有信息資源積累的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步擴(kuò)大數(shù)據(jù)的采集范圍，實(shí)現(xiàn)對海量教育數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理、分析、應(yīng)用，打造以教育大數(shù)據(jù)支撐的特色教育，實(shí)現(xiàn)教育業(yè)務(wù)應(yīng)用聚焦，支撐管理決策，充分發(fā)揮教育數(shù)據(jù)價(jià)值。

完善教育管理信息系統(tǒng)，即教育管理公共服務(wù)平臺(tái)：構(gòu)建學(xué)生、教師、學(xué)校基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的教育管理公共服務(wù)平臺(tái)。以教育業(yè)務(wù)為核心，建成全面。開放、協(xié)作可靠的教育管理信息系統(tǒng)，包括行政審批管理、日常辦公、教學(xué)管理、教務(wù)管理、資產(chǎn)管理、學(xué)生管理、檔案管理等全范圍覆蓋教育辦公的系統(tǒng)平臺(tái)。

教育培訓(xùn)信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教學(xué)：以網(wǎng)絡(luò)，流媒體設(shè)備、監(jiān)控管理為基礎(chǔ)，搭建遠(yuǎn)程教學(xué)管理系統(tǒng)，建立實(shí)時(shí)互動(dòng)的教學(xué)模式，異地教學(xué)、支持教學(xué)互通、支持家?；?dòng)。以智慧校園為依托，縮小地域間的教育資源不均衡現(xiàn)象，提高優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的利用率。支撐智慧校園跟智慧課堂，不斷完善網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌韵冗M(jìn)安全的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和先進(jìn)的信息化設(shè)備支撐大數(shù)據(jù)、云技術(shù)、智能終端等新應(yīng)用，讓這類應(yīng)用真正的智慧起來。

（編輯：楊馥紅）