基于云計(jì)算的鄉(xiāng)村振興創(chuàng)新支撐平臺的建設(shè)研究

林昆，鄭霖娟

（清遠(yuǎn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 信息技術(shù)與創(chuàng)意設(shè)計(jì)學(xué)院，廣東 清遠(yuǎn) 511510）

0 引言

2017年10月18日習(xí)近平總書記在黨的十九大報告中指出，農(nóng)業(yè)農(nóng)村農(nóng)民問題是關(guān)系國計(jì)民生的根本性問題，必須始終把解決好“三農(nóng)”問題作為全黨工作的重中之重，實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略[1]。2018年1月2日中央一號文件《中共中央國務(wù)院關(guān)于實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的意見》發(fā)布，《意見》指出“實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，是黨的十九大作出的重大決策部署，是決勝全面建成小康社會、全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家的重大歷史任務(wù)，是新時代“三農(nóng)”工作的總抓手?！?/p>

2018年10月23日，習(xí)總書記視察廣東省清遠(yuǎn)市英德市時指出，城鄉(xiāng)區(qū)域發(fā)展不平等是廣東高質(zhì)量發(fā)展的短板。要下功夫解決城鄉(xiāng)二元結(jié)構(gòu)問題，努力把短板變成“潛力板”，充分發(fā)揮粵東西北地區(qū)生態(tài)優(yōu)勢，不斷拓展發(fā)展空間、增強(qiáng)發(fā)展后勁。

清遠(yuǎn)地處粵北，是一個農(nóng)業(yè)大市，擁有豐富的特色農(nóng)副產(chǎn)品和農(nóng)村特色資源，但農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展仍然存在著許多短板和問題亟待解決；同時清遠(yuǎn)又毗鄰粵港澳大灣區(qū)，是大灣區(qū)的“菜籃子”，在“廣清一體化”戰(zhàn)略和“入珠融灣”工作推進(jìn)中蘊(yùn)含著巨大機(jī)會。本文在鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略背景下，從如何發(fā)揮高職院校服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用出發(fā)，利用云計(jì)算技術(shù)開展構(gòu)建高校服務(wù)鄉(xiāng)村振興的創(chuàng)新支撐平臺的研究與實(shí)現(xiàn)，從農(nóng)村電子商務(wù)即服務(wù)、鄉(xiāng)村特色旅游網(wǎng)站即服務(wù)、微信公眾號運(yùn)管即服務(wù)、數(shù)據(jù)管理即服務(wù)、開發(fā)平臺即服務(wù)、運(yùn)行環(huán)境即服務(wù)等多個維度構(gòu)建一鍵式的“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)支撐平臺，為鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)者提供所需的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支撐與服務(wù)。

1 鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動普遍存在的問題

1.1 技術(shù)門檻和試錯成本高，開展鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的熱情和勇氣不足

農(nóng)業(yè)農(nóng)村從業(yè)人員要開展鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動，需要能夠統(tǒng)籌和組織眾多方面的工作，這些工作可能涉及如種植、養(yǎng)殖等傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，也可能涉及如信息技術(shù)、農(nóng)業(yè)機(jī)械等高新技術(shù)領(lǐng)域，或者民宿、農(nóng)旅文旅等鄉(xiāng)村旅游領(lǐng)域，或者短視頻、直播、社群等新營銷領(lǐng)域等等。有意向開展鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動的農(nóng)業(yè)農(nóng)村從業(yè)人員往往只熟悉擅長其中某一領(lǐng)域，對其他領(lǐng)域則不夠擅長，要統(tǒng)籌組織整個創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動對于多數(shù)的農(nóng)業(yè)農(nóng)村從業(yè)人員來說仍然是技術(shù)門檻過高[2-4]；同時，涉農(nóng)項(xiàng)目的投入大、投資回報周期長、受自然因素影響大、成功率普遍較低等因素造成了鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動的試錯成本普遍較高[5]。面對技術(shù)門檻高、試錯成本高這兩個困難，農(nóng)業(yè)農(nóng)村從業(yè)人員即便有一定的熱情，往往卻鼓不起足夠的勇氣邁出開展鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動的第一步。

1.2 鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動的創(chuàng)新性不足，高質(zhì)量的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動仍缺少

鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動涉及眾多領(lǐng)域，是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)化的活動，農(nóng)業(yè)農(nóng)村從業(yè)人員往往未能全面掌握活動過程涉及的方方面面，在開展鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動時通常受個人認(rèn)知偏差、熟悉領(lǐng)域和周圍成功案例等多方面因素影響，具有一定的跟隨性和盲目性，從而導(dǎo)致鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動的創(chuàng)新性普遍不高[7]，一些創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)熱點(diǎn)容易出現(xiàn)跟風(fēng)扎堆的現(xiàn)象，高質(zhì)量、獨(dú)創(chuàng)性的鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動仍十分缺乏。

1.3 缺乏有效的鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)技術(shù)支撐平臺

鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動涉及傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)、信息技術(shù)、農(nóng)村電商、鄉(xiāng)村旅游、新媒體營銷等眾多領(lǐng)域，農(nóng)業(yè)農(nóng)村從業(yè)人員若要在鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動各個環(huán)節(jié)都要從頭做起，那么其投入資金、周期和難度都將是非常巨大的，而目前各主體建設(shè)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)支撐服務(wù)平臺多數(shù)只是一些政策信息資訊的展示或技術(shù)資訊的介紹、又或者是實(shí)用性不強(qiáng)，缺乏有效的、能直接為鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動提供技術(shù)支持和應(yīng)用的支撐服務(wù)平臺[6]。

2 鄉(xiāng)村振興背景下“互聯(lián)網(wǎng)+”鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)支撐平臺的建設(shè)路徑

鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略背景下“互聯(lián)網(wǎng)+”鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)支撐平臺的建設(shè)目標(biāo)是利用云計(jì)算技術(shù)開展構(gòu)建高效服務(wù)鄉(xiāng)村振興的創(chuàng)新支撐平臺的研究與實(shí)現(xiàn)，從農(nóng)村電子商務(wù)即服務(wù)、鄉(xiāng)村特色旅游網(wǎng)站即服務(wù)、微信公眾號運(yùn)管即服務(wù)、數(shù)據(jù)管理即服務(wù)、開發(fā)平臺即服務(wù)、運(yùn)行環(huán)境即服務(wù)等多個維度構(gòu)建一鍵式的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)支撐平臺，為鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)者提供所需的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支撐與服務(wù)。

2.1 廣泛開展調(diào)研，收集并梳理鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用需求

通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料、實(shí)地走訪涉農(nóng)企業(yè)以及深入相關(guān)村落農(nóng)業(yè)合作社、農(nóng)莊、果園等村民廣泛開展調(diào)研交流，收集鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動中所需的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用需求，并對收集到的需求進(jìn)行梳理分類，作為鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動支撐平臺提供服務(wù)的目標(biāo)。

2.2 基于云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+”鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)支撐平臺

“互聯(lián)網(wǎng)+”鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)支撐平臺的主要目標(biāo)是為粵北地區(qū)鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)者提供互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支撐和服務(wù)，由于粵北地區(qū)鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)者的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)力量普遍較為薄弱，為了降低創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)者的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)要求門檻、同時降低其開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動的成本，利用Docker Engine云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建服務(wù)鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)PaaS平臺，讓鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)者從復(fù)雜的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)環(huán)境的配置與管理中解放出來，鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)者直接使用支撐平臺提供的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)環(huán)境，而無需參與底層的物理服務(wù)器、操作系統(tǒng)以及開發(fā)環(huán)境、數(shù)據(jù)庫等基礎(chǔ)軟件的部署與管理，其原理與結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 輕量級虛擬化技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)

2.3 建立服務(wù)鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動的映像倉庫

根據(jù)前期收集梳理的鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用需求，我們將鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)者所需的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)環(huán)境分類、并封裝成模板映像（images），如“農(nóng)村電子商務(wù)服務(wù)”模板、“鄉(xiāng)村特色旅游服務(wù)”模板、“LAMP開發(fā)環(huán)境服務(wù)”模板等等，根據(jù)鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)者的具體需求，分配相應(yīng)的資源，生成能滿足創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)需求的運(yùn)行容器，提供給創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)者使用，以支撐鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)者的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動的開展；此外，映像倉庫支持動態(tài)管理，后續(xù)可根據(jù)實(shí)際需要，動態(tài)調(diào)整模板映像，如圖2所示。

圖2 創(chuàng)新支撐平臺對鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動的支撐與服務(wù)示意圖

3 鄉(xiāng)村振興背景下“互聯(lián)網(wǎng)+”鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)支撐平臺的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

3.1 鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動支撐平臺的技術(shù)路線

PaaS實(shí)現(xiàn)了一批相同的云服務(wù)節(jié)點(diǎn)共享一套底層操作系統(tǒng)、基礎(chǔ)軟件和開發(fā)環(huán)境等資源，同時為每個節(jié)點(diǎn)提供了獨(dú)立、相互隔離的應(yīng)用操作空間，從而最大限度降低了資源的損耗率和維護(hù)的復(fù)雜度。鑒于Docker和kubernetes是目前業(yè)界最為流行的開源PaaS技術(shù)和面向容器的集群管理技術(shù)，其功能完備、更新快速、幫助文檔和社區(qū)支持較完善，因此選用以Docker作為云計(jì)算基礎(chǔ)平臺、kubernetes作為集群管理平臺的建設(shè)方案，構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+”鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)支撐平臺。

本平臺根據(jù)鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的主要需求，充分利用PaaS云計(jì)算技術(shù)能快速創(chuàng)建并管理容器服務(wù)節(jié)點(diǎn)的優(yōu)勢，設(shè)計(jì)了如圖3所示的邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。應(yīng)用容器服務(wù)器集群是由kubernetes統(tǒng)一管理的云計(jì)算資源，利用Docker輕量級虛擬化技術(shù)提供數(shù)量龐大的應(yīng)用容器服務(wù)節(jié)點(diǎn)，作為開展鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)服務(wù)的主體；映射倉庫利用Docker的Image Registries技術(shù)為云服務(wù)節(jié)點(diǎn)的創(chuàng)建提供模板管理功能；管理平臺負(fù)責(zé)用戶管理、權(quán)限設(shè)置、云服務(wù)節(jié)點(diǎn)分配等，為后臺管理員提供相關(guān)的管理服務(wù)[7-8]。

圖3 鄉(xiāng)村創(chuàng)新支撐平臺拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

3.2 “互聯(lián)網(wǎng)+”鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)支撐平臺的實(shí)現(xiàn)方案

本平臺以PaaS云計(jì)算技術(shù)Docker實(shí)現(xiàn)服務(wù)資源虛擬化，利用覆蓋網(wǎng)絡(luò)技術(shù)flannel實(shí)現(xiàn)Docker容器跨越物理主機(jī)的互聯(lián)互通，并實(shí)現(xiàn)普通PC客戶機(jī)通過IP地址直接訪問服務(wù)器集群Docker容器，在此基礎(chǔ)上，利用kubernetes實(shí)現(xiàn)對物理服務(wù)器的集群管理和對Docker容器的統(tǒng)籌管理，為鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動提供穩(wěn)定性更高的Pods和Service資源，另一方面，平臺搭建了Docker Registry私有倉庫，實(shí)現(xiàn)對鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動所需環(huán)境鏡像模板更加全面的管理、提高加載模板的傳輸速度，鄉(xiāng)村創(chuàng)新支撐平臺的物理集群規(guī)劃如表1所示。

表1 基于云計(jì)算技術(shù)的鄉(xiāng)村創(chuàng)新支撐平臺后臺服務(wù)器規(guī)劃表

kubernetes是來自Google（谷歌）公司的開源容器集群管理系統(tǒng)，它集成了覆蓋網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)flannel和分布式數(shù)據(jù)存儲實(shí)現(xiàn)etcd，實(shí)現(xiàn)了跨物理主機(jī)的集群自動部署、擴(kuò)展和應(yīng)用容器管理；kubernetes對Docker實(shí)現(xiàn)了很好的支持，在資源調(diào)度、部署運(yùn)行、服務(wù)發(fā)現(xiàn)、擴(kuò)容縮容等方面都有優(yōu)異的表現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)以容器為中心的基礎(chǔ)架構(gòu)的構(gòu)建。

kubernetes采取了主從結(jié)構(gòu)的分布式集群架構(gòu)，集群由一個master節(jié)點(diǎn)和若干個minion節(jié)點(diǎn)組成，master節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)整個集群資源的統(tǒng)籌管理和調(diào)度[9]，并能夠自動感知minion節(jié)點(diǎn)的加入、離開和負(fù)載情況，minion節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)執(zhí)行master分配的任務(wù)，在適當(dāng)?shù)墓?jié)點(diǎn)數(shù)量和參數(shù)設(shè)置前提下，minion節(jié)點(diǎn)的加入或離開均不會對集群服務(wù)和部署于集群內(nèi)容器的應(yīng)用服務(wù)產(chǎn)生影響?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)支撐平臺服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)配置和服務(wù)部署規(guī)劃如表2所示。

表2 鄉(xiāng)村創(chuàng)新支撐平臺的后臺云服務(wù)部署規(guī)劃表

4 結(jié)語

文章分析了鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動普遍存在的問題及解決問題的方法和路徑，研究探索了鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動支撐平臺的建設(shè)路徑，通過運(yùn)用云計(jì)算等新一代信息技術(shù)手段，有效降低鄉(xiāng)村人士使用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動的技術(shù)門檻和試錯成本，減少風(fēng)險，從而促進(jìn)更多的鄉(xiāng)村人士廣泛開展高質(zhì)量的鄉(xiāng)村創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動，助力鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實(shí)施。