互聯(lián)網(wǎng)+遠(yuǎn)程教育實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)幫扶

文 /姜洋澳 唐宏偉 孫毅

業(yè)務(wù)需求

早在2013年，習(xí)近平總書記在湖南湘西考察時首次做出了“實(shí)事求是、因地制宜、分類指導(dǎo)、精準(zhǔn)扶貧”的重要指示。精準(zhǔn)扶貧是新時期黨和國家扶貧工作的精髓和亮點(diǎn)，也是全面建成小康社會、實(shí)現(xiàn)中華民族偉大“中國夢”的重要保障。同時是扶貧先扶志和教育幫扶的重要指導(dǎo)思想。

教育是惠普人民的最大民生工程。習(xí)近平總書記在第六次西藏工作座談會指出，“改變藏區(qū)面貌，根本要靠教育”。被幫扶地區(qū)也提出希望充分利用信息化手段，把優(yōu)質(zhì)的教育資源直接引入農(nóng)牧區(qū)貧困學(xué)生課堂，使農(nóng)牧區(qū)貧困學(xué)生享受的公共教育服務(wù)的水平和質(zhì)量都得到較大提升。

被幫扶地區(qū)基于自身教育實(shí)際情況與需求提出了實(shí)時教學(xué)互動、遠(yuǎn)程視頻會議對接、教育信息化平臺對接等業(yè)務(wù)。其中實(shí)時教學(xué)互動和視頻會議業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量要求較高，必須避免網(wǎng)絡(luò)延遲和抖動造成的直播視頻、互動教學(xué)視頻卡斷等現(xiàn)象。傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)方案很難滿足用戶對網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量的高要求。同時出于對網(wǎng)絡(luò)安全的考慮，基于普通互聯(lián)網(wǎng)對接也存在著教育信息和數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險。

基于上述需求，唯有通過信息技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教育對接本地化，才能滿足對口幫扶地區(qū)的要求。

技術(shù)思路與實(shí)現(xiàn)

為更好落實(shí)習(xí)近平總書記講話精神和北京市“攜手奔小康”行動部署及北京市東城區(qū)教委與被幫扶地區(qū)簽署的教育對口幫扶框架協(xié)議，從被幫扶地區(qū)的實(shí)際情況和實(shí)際需求出發(fā)，東城區(qū)教育研究中心與東城區(qū)教育信息中心承擔(dān)了對邊遠(yuǎn)幫扶地區(qū)信息化平臺的對接工作，并負(fù)責(zé)搭建“互聯(lián)網(wǎng)+遠(yuǎn)程教育精準(zhǔn)幫扶平臺”。

網(wǎng)絡(luò)組建

借助國家一級網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商骨干傳輸網(wǎng)組建MPLS VPN專網(wǎng)，將西藏當(dāng)雄、內(nèi)蒙古阿爾山、河北崇禮的教育網(wǎng)絡(luò)接入北京市東城區(qū)教育城域網(wǎng)，滿足雙方教育業(yè)務(wù)需求中教學(xué)互動實(shí)時性強(qiáng)的需求。

東城教育城域網(wǎng)采取MPLS VPN組網(wǎng)技術(shù)，使用多協(xié)議標(biāo)記交換MPLS方式，并通過連續(xù)的QoS保障，將東城教育城域網(wǎng)與多個地理上分散的邊遠(yuǎn)地區(qū)按照星型結(jié)構(gòu)構(gòu)建于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的骨干網(wǎng)絡(luò)之上，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部數(shù)據(jù)、語音、圖像、視頻等多種數(shù)據(jù)的安全通訊服務(wù)，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到多點(diǎn)及多點(diǎn)到多點(diǎn)的內(nèi)部專網(wǎng)傳輸。將接入東城教育城域網(wǎng)的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)配置為內(nèi)部子網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)邊遠(yuǎn)地區(qū)網(wǎng)絡(luò)本地化。

對口幫扶地區(qū)按需選擇帶寬，東城教育城域網(wǎng)則采用對口幫扶地帶寬總和的1.3倍為接入帶寬，接入到運(yùn)營商的MPLS VPN網(wǎng)中。

在接入地均采用雙路由的MSTP保護(hù)方式，連接到運(yùn)營商的PE路由器。當(dāng)發(fā)生光纜路由或電路、接口和CE故障時，本地電路可以在50ms內(nèi)自動切換到另一條光纜路由，以保障業(yè)務(wù)不中斷。

1.地址規(guī)劃及路由規(guī)劃

互聯(lián)地址：因為需要使用運(yùn)營商CE網(wǎng)管服務(wù)，所以用戶端CE與運(yùn)營商PE接口的互聯(lián)地址由運(yùn)營商分配。

CE兩地內(nèi)網(wǎng)地址：使用東城區(qū)預(yù)先規(guī)劃好的網(wǎng)絡(luò)地址，實(shí)現(xiàn)對口幫扶地區(qū)網(wǎng)絡(luò)本地化。

路由協(xié)議：根據(jù)組網(wǎng)規(guī)劃，支持PE和CE之間通過靜態(tài)路由方式和動態(tài)路由協(xié)議EBGP方式接入。

2.QoS

QoS是MPLS VPN網(wǎng)絡(luò)的一個重要個性化服務(wù)，用以滿足不同種類的數(shù)據(jù)包時延和速率要求,見表1。

表1 使用QoS時數(shù)據(jù)包時延和速率要求

網(wǎng)絡(luò)日常管理方案

東城區(qū)教育研究中心在Zabbix開源方案基礎(chǔ)上進(jìn)行二次開發(fā)，可實(shí)現(xiàn)分布式系統(tǒng)監(jiān)視以及網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視等功能。主要包括用戶CE網(wǎng)管監(jiān)測及PE流量監(jiān)測的網(wǎng)管服務(wù)。通過MPLS VPN用戶網(wǎng)管，東城教育研究中心運(yùn)維人員和外省用戶可以按照不同權(quán)限，使用拓?fù)湟晥D、業(yè)務(wù)告警、線路或CE設(shè)備性能、報表、服務(wù)質(zhì)量管理等功能，滿足對MPLS VPN業(yè)務(wù)運(yùn)行、分析、保障的需要，見表2。對于網(wǎng)絡(luò)的異常和故障對接微信，向網(wǎng)絡(luò)管理人員報警。

網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營服務(wù)

提供7×24小時業(yè)務(wù)響應(yīng)服務(wù)。被援助地區(qū)的教育網(wǎng)絡(luò)在接入東城教育城域網(wǎng)，成為本地校園子網(wǎng)后，可實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理。

主要成果與效益

教育成果與技術(shù)成果

被幫扶地區(qū)網(wǎng)絡(luò)本地化后可以直接與東城教育系統(tǒng)內(nèi)的各類教育單位建立教育業(yè)務(wù)，同時使用東城教育云平臺中的各種軟、硬件資源。

表2 MPLS VPN用戶端網(wǎng)管功能

在教育教學(xué)上快速實(shí)現(xiàn)邊遠(yuǎn)地區(qū)遠(yuǎn)程教育教學(xué)、科研本地化對接：基于東城教育云平臺及開源系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)，東城教育研究中心將移動端視頻直播、視頻觀看、視頻會議技術(shù)應(yīng)用于對口幫扶單位的遠(yuǎn)程教育教育教學(xué)及教育科研工作。主要解決了邊遠(yuǎn)地區(qū)網(wǎng)絡(luò)信息化人才不足，迅速提升對口幫扶地區(qū)的技術(shù)應(yīng)用水平，同步教育教學(xué)和科研的進(jìn)度。

在技術(shù)上利用等本地化數(shù)據(jù)中心為被援地提供低延時服務(wù)：根據(jù)被幫扶地用戶對應(yīng)用服務(wù)的訪問情況，將服務(wù)部署或遷移到物理上距離用戶最近的虛擬化服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，從而避免大規(guī)?？缬蚓W(wǎng)絡(luò)訪問帶來的流量壓力，提升用戶訪問體驗；被幫扶地數(shù)據(jù)通過MV專線存儲在東城教育云數(shù)據(jù)中心，可避免傳輸中敏感數(shù)據(jù)外流，保證數(shù)據(jù)安全性和隱私性。

通過東城云平臺數(shù)據(jù)中心為被幫扶地提供云計算服務(wù)和資源調(diào)配應(yīng)對服務(wù)負(fù)載高峰：解決被幫扶地計算、存儲資源不足的情況。往往會根據(jù)負(fù)載高峰的資源需求進(jìn)行超配，而在平峰時期資源就會出現(xiàn)浪費(fèi)。通過采用多數(shù)據(jù)中心間協(xié)同方式，每個數(shù)據(jù)中心都不必配備滿載所需的資源規(guī)模，而在諸如選課、報名等服務(wù)負(fù)載高峰期間，可動態(tài)調(diào)配其他數(shù)據(jù)中心的資源臨時提供服務(wù)，降低總體的建設(shè)和運(yùn)營成本。

經(jīng)濟(jì)與社會效益

有效解決跨地域的教育資源和信息服務(wù)共享問題，節(jié)省了被援地的財政資金：優(yōu)質(zhì)教育資源和服務(wù)的推送是教育幫扶的核心，教育云平臺資源提供了海量可擴(kuò)展的資源空間和服務(wù)能力，通過云端發(fā)布的教育資源和服務(wù)可供不同地區(qū)的教師和學(xué)生隨時隨地訪問，并且根據(jù)用戶的資源訪問頻度和訪問量等情況，動態(tài)地將教育資源（如音視頻資料等）緩存到所在地區(qū)的教育云節(jié)點(diǎn)，以提高訪問質(zhì)量。此外，對口幫扶地區(qū)無需采購昂貴的視頻會議MCU服務(wù)器即可使用東城的軟、硬件設(shè)備實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)交流。

快速提升了邊遠(yuǎn)地區(qū)教育信息化水平：邊遠(yuǎn)地區(qū)往往由于缺少技術(shù)和人才，在信息技術(shù)的應(yīng)用方面往往落后于北京等發(fā)達(dá)地區(qū)，通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)本地化實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)、統(tǒng)一IP地址規(guī)劃，構(gòu)成統(tǒng)一資源視圖、統(tǒng)一運(yùn)維管理和統(tǒng)一服務(wù)推廣，能夠?qū)l(fā)達(dá)地區(qū)的信息化發(fā)展經(jīng)驗快速推廣到邊遠(yuǎn)地區(qū)，提升幫扶對象的信息化水平，從而產(chǎn)生深遠(yuǎn)的社會效益。

通過“互聯(lián)網(wǎng)+遠(yuǎn)程教育精準(zhǔn)幫扶平臺”的建設(shè)與實(shí)踐，拉近了北京東城與對口幫扶地區(qū)的距離，舉東城教育系統(tǒng)之力，通過遠(yuǎn)程專網(wǎng)對被幫扶地實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)教育幫扶。將東城教育云平臺、教育視頻交互系統(tǒng)、遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)平臺、東城教研、學(xué)校課堂實(shí)錄及直播等教育信息化資源按需開放給被幫扶地區(qū)，實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)交流互動。有效地促進(jìn)了發(fā)達(dá)地區(qū)與不發(fā)達(dá)地區(qū)的教育均衡，推動了區(qū)域教育公平工作的開展。在產(chǎn)生長遠(yuǎn)社會效益的同時，也節(jié)省了財政資金，并探索出一條遠(yuǎn)程教育精準(zhǔn)幫扶之路，為通過信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)教育與個性化教育積累了經(jīng)驗。