智慧校園云平臺數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建策略研究

摘? 要：智慧校園是以云平臺為基礎(chǔ)的智能校園平臺，我國很多高等院校正在開展智慧校園建設(shè)的道路探索，但是在實際建設(shè)過程中，效果卻不太樂觀。本文通過對智慧校園的建設(shè)意義和數(shù)據(jù)中心的作用進行闡述，并對智慧校園云平臺數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建進行了深入的研究，針對智慧校園數(shù)據(jù)中心構(gòu)建中出現(xiàn)的一系列問題，提出了有效可行的解決方案。

關(guān)鍵詞：智慧校園;數(shù)據(jù)中心;云平臺

中圖分類號：TP393.09;TP308? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）09-0090-03

0? 引? 言

近年來，我國一直在推動信息化教育和智慧校園的建設(shè)，為的就是將人、物、環(huán)境、資源及社會等多種因素，用信息技術(shù)的手段進行有機整合，以形成一種獨特的校園管理智能化的系統(tǒng)。智慧校園的建設(shè)是當(dāng)下課程改革的需求，是實現(xiàn)教育和信息化深度融合的有效途徑，體現(xiàn)了時代發(fā)展的需求。數(shù)據(jù)中心作為智慧校園建設(shè)中的核心部分，包括了對所有信息的收集、儲存，以及所有資源的集中管理等工作，可以說，數(shù)據(jù)中心就是連接校園各個基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用系統(tǒng)的橋梁，它在整個智慧校園系統(tǒng)中起到舉足輕重的作用。

1? 智慧校園的基本特征

智慧校園是當(dāng)下高校信息化建設(shè)過程中的一個必然趨勢，是數(shù)字校園發(fā)展的高級階段。誠然，數(shù)字校園通過采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺對多個不同的業(yè)務(wù)/應(yīng)用系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)共享，能夠?qū)崿F(xiàn)單點登錄、多頭應(yīng)用，增進了師生間的交流，改變了教學(xué)方式，增強了學(xué)校管理，提升了學(xué)校的辦學(xué)水平。智慧校園云平臺以豐富的云基礎(chǔ)設(shè)施，虛擬計算資源、虛擬存儲資源、虛擬網(wǎng)絡(luò)資源、云管理和云安全服務(wù)于學(xué)校各級部門，提供了一個功能完整的、標(biāo)準(zhǔn)開放的、方便集成的服務(wù)層。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展的大背景下，數(shù)據(jù)的重要性逐漸凸顯，數(shù)據(jù)中心的使用以及配套硬件設(shè)施的建設(shè)逐漸受到了社會各界的重視。處于全球信息化趨勢下，為了響應(yīng)教育信息化2.0時代的號召，滿足高水平院校的發(fā)展需求，構(gòu)建以終身化、智能化、個性化、網(wǎng)絡(luò)化以及數(shù)字化為特征的教育體系就顯得尤為重要。與此同時，大數(shù)據(jù)概念的普及以及云計算技術(shù)的發(fā)展，為智慧校園云平臺數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建提供了重要的基礎(chǔ)。

2? 校園信息化建設(shè)現(xiàn)狀

2.1? 資源分配不合理

在以往傳統(tǒng)的校園信息化建設(shè)中，對于資源的分配都是根據(jù)不同的管理應(yīng)用的巔值業(yè)務(wù)進行配置的，但是這種做法可能會出現(xiàn)資源浪費或者是資源不足的現(xiàn)象。當(dāng)服務(wù)器的性能較高的時候，可能會導(dǎo)致資源有富余的情況，但是又不能將這些富余出來的資源分配給其他服務(wù)器來使用，這就造成了資源的浪費;而另一種情況就是，一臺服務(wù)器正處于應(yīng)用的高峰期，但是分配給其的資源難以滿足當(dāng)下的運行需求，資源的不足很可能會造成該服務(wù)區(qū)癱瘓。

2.2? 對信息化的重視程度不夠

現(xiàn)階段的高校信息化建設(shè)，受到傳統(tǒng)教學(xué)理念以及經(jīng)營模式等因素的影響，部分教師對信息化建設(shè)的了解以及重視程度不夠，整個信息化建設(shè)與應(yīng)用的狀況不容樂觀。而教師對信息化建設(shè)的理解過于片面，相關(guān)的決策人員缺乏長遠的規(guī)劃，如缺乏頂層設(shè)計以及統(tǒng)籌機制等，這都對校園的信息化建設(shè)狀況形成了不小的影響。加之信息化建設(shè)尚未形成相對完善的建設(shè)規(guī)劃，各個職能部門“各自為政”，各個信息化建設(shè)項目的質(zhì)量問題以及效益問題成為業(yè)內(nèi)的詬病。

2.3? 基礎(chǔ)設(shè)施不完善

配套基礎(chǔ)設(shè)施是校園信息化建設(shè)活動中的重要基礎(chǔ)，完善的信息化基礎(chǔ)設(shè)施能夠較好地滿足高校教學(xué)科研的基本要求，同時為智慧校園數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建奠定重要基礎(chǔ)。但就現(xiàn)階段的校園信息化建設(shè)狀況來看，受到基礎(chǔ)設(shè)施投入力度不足、相關(guān)決策者對高校信息化建設(shè)的重視程度不足等因素的影響，多數(shù)高校存在校園局部負荷過重、網(wǎng)絡(luò)線路陳舊、服務(wù)器與存儲設(shè)備等各類支撐設(shè)備的更新速度過慢等問題。而此類基礎(chǔ)設(shè)施不完善問題不僅影響了校園信息化建設(shè)的質(zhì)量，還給智慧校園數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建帶來了嚴(yán)重的負面影響。

2.4? “云化”不足

學(xué)校有大量的信息資源，有效信息的利用和積累可以為上層的管理提供知識管理和有效服務(wù)。教學(xué)和科研是學(xué)校發(fā)展的兩大核心業(yè)務(wù)，兩者都依賴于大量的信息資源的交流和互動。但是從高校的信息化建設(shè)現(xiàn)狀來看，云計算在校園信息化中的建設(shè)還有很多不足。云計算主要是依靠著持久高速的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境來提供服務(wù)的，寬帶網(wǎng)和無線網(wǎng)絡(luò)等硬件網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)是當(dāng)下高校發(fā)展智慧校園建設(shè)的主要影響因素。云計算技術(shù)具有虛擬化和共享性的特點，這導(dǎo)致云信息在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中很容易出現(xiàn)丟失和云信息保密性差的現(xiàn)象。云計算技術(shù)在校園信息化建設(shè)中的目的就是整合和優(yōu)化教學(xué)資源，所以，將云技術(shù)充分運用到智慧校園中去是當(dāng)下的建設(shè)重點。

2.5? 其他問題

就我國高校的信息化工作機制來看，多數(shù)高校成立相應(yīng)部門的時間并不長，各項機制尚存在一些漏洞，而這些漏洞嚴(yán)重影響了集中統(tǒng)籌優(yōu)勢的發(fā)揮，加之信息資源的積累情況不佳，信息化建設(shè)的現(xiàn)狀與整個數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建需求仍然存在較大的差距。此外，結(jié)合校園信息化建設(shè)主題，相關(guān)的教學(xué)單位雖然陸續(xù)建立了教務(wù)系統(tǒng)、財務(wù)管理系統(tǒng)、圖書館管理系統(tǒng)、科研管理系統(tǒng)等多個信息化系統(tǒng)，但就實踐效果來看，各個信息系統(tǒng)之間缺乏有效的聯(lián)動，數(shù)據(jù)“孤島”的情況較為嚴(yán)重，這給高校的信息化建設(shè)工作帶來了不小的影響。

3? 智慧校園數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵模塊與主要技術(shù)

3.1? 云存儲模塊的應(yīng)用

存儲系統(tǒng)是所有數(shù)據(jù)中心不可或缺的核心，智慧校園云平臺數(shù)據(jù)中心的云存儲模塊的要求比較高，其存儲模塊需要在滿足數(shù)據(jù)中心的穩(wěn)定性、安全性等硬性需求之上，還要能擁有以下功能：空間利用率優(yōu)化、集群性能優(yōu)化、節(jié)點故障處理、集群節(jié)點管理、文件操作、文件系統(tǒng)接口。其中文件操作是指對文件系統(tǒng)的管理功能，能夠?qū)ξ募M行復(fù)制、備份等操作;集群節(jié)點管理就是基本的集群功能的實現(xiàn);節(jié)點故障處理的功能是在處理器出現(xiàn)故障的時候，對文件進行備份，由此來維持系統(tǒng)的正常工作;但是對于云存儲模塊的專業(yè)管理者來說，只需要詳細了解文件系統(tǒng)接口和文件操作這兩個功能即可。

3.2? 硬件設(shè)備維護

智慧校園的建設(shè)并非一件易事，以硬件設(shè)施為例，在智慧校園云平臺數(shù)據(jù)中心的建設(shè)過程中，硬件設(shè)施作為整個數(shù)據(jù)中心正常運行的重要基礎(chǔ)，其維護工作具有重要的意義。一般而言，硬件設(shè)施的維護工作需要以標(biāo)準(zhǔn)的運行維護流程作為指導(dǎo)與依據(jù)，相關(guān)的管理人員首先需要確保維護流程的全面性、正確性以及完整性，并通過反復(fù)的培訓(xùn)與演練，使相應(yīng)的運維人員掌握硬件設(shè)施的維護方法與維護要點，并在實際的運行維護的工作中嚴(yán)格執(zhí)行。根據(jù)已有的硬件設(shè)施維護經(jīng)驗，云平臺數(shù)據(jù)中心的維護大致可以分為標(biāo)準(zhǔn)操作流程、維護操作流程、應(yīng)急操作流程。而整個維護工作存在較大的難度，需要運維人員具備相應(yīng)的理論基礎(chǔ)以及一定的實踐經(jīng)驗。除人力成本外，數(shù)據(jù)中心的維護工作還需要投入大量時間，有時甚至需要對大部分硬件設(shè)備進行更換。因此，從數(shù)據(jù)中心的硬件設(shè)施維護來看，總體成本較高，而這也是限制智慧校園云平臺數(shù)據(jù)中心構(gòu)建的重要因素。

3.3? 云計算技術(shù)的應(yīng)用

我國高校的信息化建設(shè)雖然已經(jīng)有了一段并不算短的發(fā)展歷程，但多數(shù)高校的信息化建設(shè)現(xiàn)狀尚不容樂觀。在智慧校園的數(shù)據(jù)中心構(gòu)建方面，高校最常采取的策略是在原有數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)上進行改造與升級，而高校自身存在的信息化建設(shè)問題則在一定程度上影響了數(shù)據(jù)中心的建設(shè)。根據(jù)智慧校園數(shù)據(jù)中心的實際需求，以多種高可用技術(shù)與良好的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計為基礎(chǔ)，可較好地實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的穩(wěn)定、可靠運行，同時還可保證業(yè)務(wù)的永續(xù)性。針對高校信息化建設(shè)的信息孤島問題，以及傳統(tǒng)IT架構(gòu)不能滿足智慧校園新業(yè)務(wù)給數(shù)據(jù)中心、相關(guān)配套設(shè)施提出的快速部署要求等問題，云計算技術(shù)提出了較好的解決方案。在智慧校園環(huán)境下，資源的實時共享是一項較為重要的內(nèi)容，而“云”的基本特征是按需計算，這很好地滿足了“智慧校園”對大數(shù)據(jù)使用的要求，而后期智慧校園云平臺數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建中，各種“私有云”與“公有云”的快速發(fā)展，將共同構(gòu)成智慧校園云平臺的數(shù)據(jù)中心，進而轉(zhuǎn)變現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心構(gòu)建理念。

4? 智慧校園云平臺數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建經(jīng)驗

高校智慧校園云平臺數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建是一個相對復(fù)雜的系統(tǒng)工程，必須遵循“統(tǒng)一規(guī)劃、分步實施”的原則，并以高校智慧校園云平臺的實際需求為導(dǎo)向，以數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用促進智慧校園云平臺的發(fā)展?；谥腔坌@云平臺數(shù)據(jù)中心的主要功能與實際需求，其邏輯構(gòu)架大致可以分為數(shù)據(jù)中心安全保障層（包括數(shù)據(jù)安全服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)安全、虛擬化安全以及物理安全等），業(yè)務(wù)應(yīng)用層（與智慧校園云平臺相關(guān)的各類信息系統(tǒng)等），云計算基礎(chǔ)架構(gòu)層（基于業(yè)務(wù)需求的模塊化數(shù)據(jù)中心），云機房基礎(chǔ)設(shè)施層（如機房的管理、防雷接地、智能系統(tǒng)、供電配電系統(tǒng)等），數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一管理（運維管理、數(shù)據(jù)中心管理等），服務(wù)對象層（使用智慧校園云平臺的用戶）。而在物理部署架構(gòu)方面，一般將智慧校園云平臺數(shù)據(jù)中心分為網(wǎng)絡(luò)區(qū)（扁平化二層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)）、計算區(qū)（可靠的服務(wù)器設(shè)備）、存儲區(qū)三個部分。

在校園云平臺總體方案的設(shè)計方面，除了遵循數(shù)據(jù)中心的高性能、高安全性以及高可靠性等要求外，還需要遵循成熟性與發(fā)展性統(tǒng)一、實用性與先進性統(tǒng)一、開放性與獨立性統(tǒng)一等設(shè)計原則。此外，考慮到智慧校園云平臺建設(shè)涉及的內(nèi)容較多，在數(shù)據(jù)中心構(gòu)建方案的設(shè)計上，應(yīng)當(dāng)合理評估智慧校園云平臺軟件系統(tǒng)、硬件設(shè)備以及各類數(shù)據(jù)資源的實時服務(wù)需求，并以確保數(shù)據(jù)、信息系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)的安全為基礎(chǔ)，為云平臺數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建提供可靠保障，避免單點故障。尤其是針對涉密的信息，應(yīng)當(dāng)充分考慮信息存儲與信息傳輸?shù)目煽啃?、安全性。針對?shù)據(jù)中心的安全設(shè)計，還需充分考慮成本、效率以及安全性問題三者之間的權(quán)重，以一定的策略，適度平衡三者之間的關(guān)系，進而為整個數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建提供可靠的保障。

5? 結(jié)? 論

在智慧校園云平臺數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建中，考慮到高校自身信息化建設(shè)階段存在的諸多問題，相關(guān)決策人員應(yīng)當(dāng)從云平臺數(shù)據(jù)中心的設(shè)計方案以及實際需求等角度入手，盡可能提高智慧校園云平臺數(shù)據(jù)中心建設(shè)方案的可行性與可靠性，從而指導(dǎo)數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建工作。

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作者簡介：唐子蛟（1975.08-），男，侗族，廣西柳州人，講師，本科，研究方向：計算機應(yīng)用技術(shù)、高職產(chǎn)學(xué)研。