大數(shù)據(jù)背景下高校教育資源云平臺建設(shè)研究

岑磊

[摘 要]大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來對高校數(shù)字化校園建設(shè)提出了巨大挑戰(zhàn)，同時(shí)也為高校信息平臺轉(zhuǎn)型升級提供了契機(jī)。高校教育資源云平臺能對高校各種教育資源進(jìn)行整合，并能提供快速便捷的資源存儲、共享、學(xué)習(xí)和計(jì)算功能。本文分析了高校教育資源云平臺的優(yōu)勢，并以廣西教育學(xué)院為例進(jìn)一步探討了高校教育資源云平臺的環(huán)境部署、體系架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)等，以期為本領(lǐng)域相關(guān)研究以及其他高校信息化校園建設(shè)提供參考與借鑒。

[關(guān)鍵詞]大數(shù)據(jù)；教育資源；云平臺

[中圖分類號] G64 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）11-0181-03

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，大數(shù)據(jù)概念日益受到人們的關(guān)注，其已成為推動當(dāng)今社會管理創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新的重要手段。[1][2]在信息高度互聯(lián)互通的今天，利用大數(shù)據(jù)可以從海量的數(shù)據(jù)中分析、挖掘出諸多有用信息，為政府、科研機(jī)構(gòu)等各行各業(yè)提供參考決策服務(wù)。當(dāng)前，教育大數(shù)據(jù)也是當(dāng)前高校教育信息化建設(shè)的必然趨勢。然而，面對大數(shù)據(jù)環(huán)境，許多高校在數(shù)字化校園建設(shè)方面遇到了諸多問題，如校園各種信息資源的互通共享、數(shù)據(jù)資源的聚合再生等。云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展為高校教育資源平臺的互通共享模式提供了新的契機(jī)。教育資源云平臺作為大數(shù)據(jù)時(shí)代一種衍生物，其集便捷、安全、共享等為一體的諸多優(yōu)勢，受到許多高校的關(guān)注。

筆者所在高校近幾年響應(yīng)國家信息化校園建設(shè)號召，順應(yīng)學(xué)校發(fā)展需求，投入了大量的人力、財(cái)力以及物力，在數(shù)字化校園建設(shè)方面取得了一定的成績，目前已建成校園數(shù)據(jù)中心，其支持校園教育資源云平臺、OA云辦公、信息門戶等一系列業(yè)務(wù)教學(xué)平臺常規(guī)運(yùn)營管理。本文主要分析了高校教育資源云平臺的優(yōu)勢，并以廣西教育學(xué)院為例進(jìn)一步探討了高校教育資源云平臺的建設(shè)方案，以期為本領(lǐng)域相關(guān)研究以及其他高校信息化校園建設(shè)提供參考與借鑒。

一、教育資源云平臺的優(yōu)勢

（一）整合資源，提高效率

教育資源云平臺通過云計(jì)算技術(shù)易于整合學(xué)校優(yōu)質(zhì)教育資源，降低了硬件成本。另外，教育資源云平臺通過簡單易用的資源管理軟件，實(shí)現(xiàn)資源的推送、發(fā)布、審核、檢索等功能的使用，有效提高了云資源的使用率。

（二）資源建設(shè)一體化

教育資源云平臺是以云計(jì)算技術(shù)為核心建立的資源平臺，有效實(shí)現(xiàn)了資源共建共享。基于云服務(wù)的管理理念，利用技術(shù)優(yōu)勢將教學(xué)、科研、管理、辦公服務(wù)進(jìn)行一體化管理，使得校園協(xié)同辦公、單點(diǎn)登錄、多終端訪問、網(wǎng)絡(luò)計(jì)費(fèi)等功能有效實(shí)現(xiàn)，為師生教學(xué)辦公與課程學(xué)習(xí)提供了便利條件，進(jìn)而真正意義上實(shí)現(xiàn)了資源的共建共享。

（三）業(yè)務(wù)擴(kuò)展與技術(shù)安全

在教育資源云平臺中，需要使用到的技術(shù)包括高性能計(jì)算技術(shù)、虛擬化云存儲技術(shù)、多租戶技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)視頻技術(shù)、3G技術(shù)、WAP技術(shù)、RFID技術(shù)等，這些新技術(shù)不僅利于今后校園業(yè)務(wù)擴(kuò)展，同時(shí)也在智慧校園建設(shè)、數(shù)字化辦公無縫連接等方面具有明顯優(yōu)勢。[5]另外，采用虛擬化的存儲技術(shù)，易于防止黑客攻擊，進(jìn)而提高了學(xué)校數(shù)據(jù)資源的安全性。

二、高校教育資源云平臺解決方案

近年來，廣西教育學(xué)院將云數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建作為學(xué)校信息化建設(shè)重點(diǎn)工作 ，期間開展了大量的有效嘗試，并獲得了較理想的應(yīng)用效果，廣西教育學(xué)院教育資源云平臺便是其中典型的應(yīng)用案例。目前，全校30余個部門門戶集群網(wǎng)站、OA教務(wù)云辦公、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺、課程錄播系統(tǒng)等業(yè)務(wù)系統(tǒng)都采用虛擬化云存儲技術(shù)實(shí)現(xiàn)。為此，學(xué)校通過云技術(shù)將服務(wù)器群、磁盤陣列等進(jìn)行了虛擬化邏輯關(guān)聯(lián)，有效實(shí)現(xiàn)了真正意義上的統(tǒng)一管理。以我校教育資源云平臺為例，下面將對其構(gòu)建體系進(jìn)行分析。

（一）平臺環(huán)境部署

高校教育資源云平臺建設(shè)本著將現(xiàn)有的資源平臺與學(xué)校其他相關(guān)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)（如課程管理系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)等）靈活整合以及資源共享互通的原則，通過虛擬化云計(jì)算技術(shù)將各Web服務(wù)器群虛擬化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的統(tǒng)一管理、按需服務(wù)優(yōu)勢，為高效教學(xué)、科研、管理提供技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、靈活擴(kuò)展的信息化基礎(chǔ)環(huán)境。高校教育資源云平臺的云計(jì)算環(huán)境部署主要涉及對服務(wù)器虛擬化和存儲虛擬化兩方面工作，其建設(shè)效果如圖1所示。

1.服務(wù)器虛擬化。服務(wù)器虛擬化是一種實(shí)現(xiàn)在單臺物理機(jī)上運(yùn)行多個虛擬機(jī)的技術(shù)[3]，其通過相應(yīng)的虛擬化軟件（如Vmware、Hyper？鄄V等）一方面可將學(xué)校新添加的或分散建設(shè)的服務(wù)器整合為虛擬化服務(wù)器群，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)資源的統(tǒng)一部署與管理，另一方面服務(wù)器虛擬化存儲技術(shù)也大大提高了系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。

2.存儲虛擬化。存儲虛擬化實(shí)質(zhì)是在物理存儲系統(tǒng)與應(yīng)用服務(wù)器之間新增一個虛擬層[4]，其為所有存儲設(shè)備和服務(wù)器群提供統(tǒng)一存儲、管理與控制服務(wù)。另外，存儲設(shè)備的更新對服務(wù)器層完全透明。

（二）平臺設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1.平臺體系架構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)我校云數(shù)據(jù)中心部署設(shè)計(jì)，本文所探討的教育資源云平臺主要采用了面向服務(wù)的體系架構(gòu)（Service？鄄-Oriented Architecture，SOA），結(jié)合云計(jì)算技術(shù)的三大服務(wù)模式，即IaaS（物理資源層）、PaaS（平臺層）、SaaS（用戶應(yīng)用層），采用模塊化、分層化、分布式體系的設(shè)計(jì)理念進(jìn)行構(gòu)建，將高校的教育資源與服務(wù)進(jìn)行整合，其體系架構(gòu)如圖2所示。

如圖2所示，教育資源云平臺的體系架構(gòu)由四層模式構(gòu)成：（1）基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)層，即物理資源層，該層主要由一些高性能的存儲磁盤、路由器和服務(wù)器群構(gòu)成，是各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)，提供存儲計(jì)算、按需分配資源的基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)；（2）平臺服務(wù)層建立在資源虛擬層的基礎(chǔ)上，為系統(tǒng)開發(fā)提供接口和軟件運(yùn)行環(huán)境，可實(shí)現(xiàn)對資源層各應(yīng)用系統(tǒng)的封裝，同時(shí)也面向用戶提供系統(tǒng)拓展、程序設(shè)計(jì)與部署等服務(wù)；（3）應(yīng)用服務(wù)層主要為用戶的個性化需求提供在線服務(wù)，如教務(wù)管理、協(xié)同辦公管理、課程管理等功能；（4）客戶端訪問層為用戶與系統(tǒng)平臺提供數(shù)據(jù)請求交互接口。endprint

2.平臺實(shí)現(xiàn)效果

根據(jù)學(xué)校業(yè)務(wù)教學(xué)需求分析及詳細(xì)設(shè)計(jì)，本文所研究的教育資源云平臺系統(tǒng)主要基于Linux + JDK + Tomcat + Oracle環(huán)境進(jìn)行開發(fā)。具體而言，采用Linux作為服務(wù)器操作系統(tǒng)，以JDK為Web程序運(yùn)行環(huán)境，以大型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫Oracle2012作為系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)庫，以Tomcat為Web服務(wù)器，開發(fā)語言主要使用Java、C以及JavaScript。在前期規(guī)劃設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，我們所構(gòu)建的平臺支持課堂直播、用戶管理、存儲管理、資源共享、互動交流等功能，其部分頁面實(shí)現(xiàn)效果如下圖3所示。

（三）關(guān)鍵技術(shù)

1.虛擬化技術(shù)

教育資源云平臺實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)之一即是采用虛擬化技術(shù)。通過虛擬化技術(shù)可對高校云數(shù)據(jù)中心的硬件設(shè)施與軟件環(huán)境建立統(tǒng)一的虛擬化邏輯，進(jìn)而便于各應(yīng)用系統(tǒng)間數(shù)據(jù)信息互通共享，同時(shí)也方便用戶快速讀取。

2.云存儲技術(shù)

云存儲技術(shù)實(shí)質(zhì)上采用了云計(jì)算思想將各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的資源統(tǒng)一劃分邏輯地址池，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對應(yīng)用程序的統(tǒng)一管理與部署。面對高校教育大數(shù)據(jù)的日益更新與擴(kuò)展，采用云存儲技術(shù)可以較方便的劃分與擴(kuò)展存儲空間，且對存儲空間的劃分僅是對邏輯地址的更新，高效、便捷。

3.多租戶技術(shù)

多租戶技術(shù)實(shí)質(zhì)是一項(xiàng)云計(jì)算平臺技術(shù)，通過該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)多個租戶（用戶）共享同一堆棧的軟硬件資源，且每個租戶能在確保用戶數(shù)據(jù)獨(dú)立性的前提下按需使用虛擬資源池中的資源。從這個角度來看，多租戶技術(shù)保障了云數(shù)據(jù)中心各業(yè)務(wù)系統(tǒng)用戶資源的聚合的可能性與集中管理。

4.個性化推薦技術(shù)

利用推薦技術(shù)將海量的教育資源進(jìn)行重組、聚合，并通過數(shù)據(jù)挖掘程序算法分析，獲取用戶訪問記錄與學(xué)習(xí)路徑，可針對目標(biāo)用戶的需求推薦相應(yīng)的個性化學(xué)習(xí)資源。面對云課堂資源平臺中海量的數(shù)據(jù)資源，有效利用個性化推薦技術(shù)在一定程度上可提高用戶學(xué)習(xí)效率與質(zhì)量。

三、結(jié)束語

以云計(jì)算為核心理念的教育資源云平臺的建設(shè)是信息化時(shí)代高校實(shí)現(xiàn)資源共享互通的趨勢和必然，同時(shí)也是高校開展信息化建設(shè)的重點(diǎn)之一。高校教育資源云平臺本著資源共享互通原則，通過虛擬化技術(shù)、云存儲技術(shù)等將學(xué)校相關(guān)應(yīng)用系統(tǒng)各類優(yōu)質(zhì)資源深度聚合與集中管控，使云計(jì)算環(huán)境下資源的更新與共享變得更加簡便，為師生個性化教學(xué)需求提供可能，進(jìn)而從整體上提升學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與效率。廣西教育學(xué)院教育資源云平臺建立至今，在學(xué)校教學(xué)以及業(yè)務(wù)辦公中取得了一定的成效。在今后的工作研究中，我們將對平臺功能、性能做進(jìn)一步探索與完善，以構(gòu)建更加便捷有效的校園資源云平臺。另外，期望本研究成果為該領(lǐng)域相關(guān)研究以及其他高校數(shù)字化校園建設(shè)提供參考與借鑒。

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[責(zé)任編輯：鐘 嵐]endprint