區(qū)域教育資源云平臺(tái)構(gòu)建與共享模式研究

〔摘 要〕在分析教育資源開(kāi)發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，提出了基于云計(jì)算理念與技術(shù)的軟硬件及數(shù)據(jù)資源充分共享的區(qū)域教育資源云平臺(tái)的構(gòu)建思路，重點(diǎn)闡述了由接入門(mén)戶層、應(yīng)用服務(wù)層、支撐工具層、基礎(chǔ)技術(shù)層、資源云層等構(gòu)成的區(qū)域云教育資源云平臺(tái)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及其分層功能，并對(duì)教育資源云平臺(tái)的共建模式、教學(xué)資源共享以及信息化系統(tǒng)的SaaS服務(wù)做了深入的探討。

〔關(guān)鍵詞〕云計(jì)算；教育資源；共享模式

〔中圖分類號(hào)〕G250.73 〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕A 〔文章編號(hào)〕1008-0821（2012）10-0039-03

1 教育資源開(kāi)發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀

教育資源數(shù)字化為實(shí)現(xiàn)高校的資源共享提供了資源基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)者可以方便地得到更多、更豐富的資源，同時(shí)也為我國(guó)的遠(yuǎn)程教育和終身教育事業(yè)提供了一種更為有效的資源共享方式。然而，現(xiàn)有高校教育資源建設(shè)與應(yīng)用中還存在一些突出問(wèn)題：①缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，資源離散嚴(yán)重。各高校獨(dú)自開(kāi)展教育信息化建設(shè)，人力、物力、財(cái)力投入多，但教學(xué)資源的分割、離散、孤立和匱乏嚴(yán)重，任何一所高校，無(wú)論其規(guī)模多大，擁有資源多么豐富，資金多么雄厚，其收藏的教學(xué)資源都難以適應(yīng)教學(xué)科研的需要。②教育資源總量多，共享應(yīng)用乏力。各高校圖書(shū)館、現(xiàn)教中心、教務(wù)處、教師個(gè)人等都是教育資源的建設(shè)主體，教育資源總量雖多，由于缺乏統(tǒng)一的利用平臺(tái)和全局的資源利用導(dǎo)航系統(tǒng)，眾多教育資源分布于各高校的多種系統(tǒng)，沉寂于各個(gè)角落，資源利用無(wú)序，散亂的信息資源會(huì)造成師生迷航，干擾資源利用和知識(shí)的獲取，更談不上充分的共享利用。③資源雷同嚴(yán)重，應(yīng)用效益低下。各高校的外語(yǔ)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用等通識(shí)課程的教學(xué)資源和中國(guó)期刊網(wǎng)、維普等文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)資源以及教育資源的開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件平臺(tái)，存在極大地重復(fù)建設(shè)。這些建設(shè)，不但需要花費(fèi)資數(shù)據(jù)源的購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用，而且還需花費(fèi)昂貴的硬件基礎(chǔ)建設(shè)投資，以及長(zhǎng)期的管理和維護(hù)成本。④合作共享低效。部分高校采用高校聯(lián)合體的模式，構(gòu)建區(qū)域教學(xué)資源庫(kù)平臺(tái)，但由于高校之間采用松耦合的模式，缺少后續(xù)的維護(hù)和更新，導(dǎo)致平臺(tái)系統(tǒng)建設(shè)呈現(xiàn)“虎頭蛇尾”。⑤教育信息化發(fā)展不平衡。教育信息化設(shè)備投資大，門(mén)檻高，更新快，少數(shù)高校望而卻步，教育信息化程度還較為落后。⑥利用模式擴(kuò)展性差。當(dāng)前的教育資源利用一般僅局限于校內(nèi)用戶使用。隨著互聯(lián)網(wǎng)用戶、3G用戶、移動(dòng)閱讀器（包括手機(jī)）用戶數(shù)量的增長(zhǎng)，移動(dòng)閱讀將成為教育資源獲取的一種主流形式。同時(shí)，為了更好地開(kāi)展遠(yuǎn)程教育和信息化教育服務(wù)，實(shí)現(xiàn) “漫游式”的教育資源利用將成為必然選擇，但支持移動(dòng)漫游式的教育資源利用平臺(tái)還較為缺乏[1]。

高校信息化建設(shè)要得到發(fā)展，提高教育資源的利用效益，盡快實(shí)現(xiàn)高校之間的數(shù)字教育資源共建共享是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。近年出現(xiàn)的以虛擬化技術(shù)和按需租用為核心的云計(jì)算技術(shù)與理念，為構(gòu)建區(qū)域教育資源云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源、軟硬件計(jì)算資源和管理維護(hù)資源等區(qū)域內(nèi)廣泛共享教育資源利用平臺(tái)的建設(shè)帶來(lái)了一個(gè)全新的思路和方法。基于云技術(shù)的區(qū)域教育資源應(yīng)用平臺(tái)不但能夠方便地開(kāi)展教育資源整合共享，更可為用戶提供個(gè)性配置、按需租用的資源應(yīng)用模式，使得本該無(wú)法承擔(dān)巨大的軟硬件投資和專業(yè)維護(hù)人員的區(qū)域內(nèi)單位通過(guò)租借計(jì)算資源建設(shè)自己的數(shù)字化教育資源服務(wù)平臺(tái)，可極大地提高區(qū)域教育信息化的建設(shè)水平和教育資源的共享利用效益。

2 云計(jì)算概述

云計(jì)算（Cloud Computing）是一種新近提出的計(jì)算模式，是隨著處理器技術(shù)、虛擬化技術(shù)、分布式存儲(chǔ)技術(shù)、寬帶互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和自動(dòng)化管理技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的。通俗地理解，云計(jì)算是指利用虛擬技術(shù)將計(jì)算資源（包括內(nèi)存、I/O設(shè)備、存儲(chǔ)、帶寬、計(jì)算能力等）集中起來(lái)成為一個(gè)虛擬資源池，通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)，以按需服務(wù)的方式提供給網(wǎng)絡(luò)用戶，是一種資源交付和使用的商業(yè)計(jì)算模型。其核心是：①云計(jì)算實(shí)際上是一個(gè)“計(jì)算資源池”。②提供資源服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)被稱為“云”。③“云”中的資源可無(wú)限擴(kuò)展、隨時(shí)獲取。④像用水電一樣，可按需購(gòu)買(mǎi)和使用[2]。

云計(jì)算的典型應(yīng)用有SaaS（Software as a Service，軟件即服務(wù)）、PaaS（Platform as a Service，平臺(tái)即服務(wù)）、IaaS（Infrastructure as a Service，基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）等。SaaS服務(wù)是通過(guò)瀏覽器把軟件以服務(wù)的方式交付給不同用戶，用戶通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)使用軟件，降低了服務(wù)器軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施的投資和軟件授權(quán)的購(gòu)買(mǎi)以及系統(tǒng)運(yùn)維上的成本。PaaS是指將業(yè)務(wù)基礎(chǔ)平臺(tái)作為一種服務(wù)，以按需配置、按需租用的模式提交給用戶。IaaS是通過(guò)Internet向消費(fèi)者提供完善的可按需租用計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施（如存儲(chǔ)空間）需求服務(wù)。

3 區(qū)域教育資源云平臺(tái)構(gòu)建

計(jì)算和通信技術(shù)的迅速發(fā)展，使計(jì)算機(jī)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了其傳統(tǒng)上的作用，而不僅僅作為實(shí)驗(yàn)室中科學(xué)計(jì)算的工具，計(jì)算機(jī)正以多種形態(tài)存在于我們的生活空間，并發(fā)揮其信息處理、存儲(chǔ)、通信的作用。目前，網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的計(jì)算設(shè)備已經(jīng)以各種形式形態(tài)滲透到人們的生活空間，成為人們獲得信息服務(wù)的載體——即信息空間普遍存在，同時(shí)，也要求信息空間能以適合用戶的方式提供能適應(yīng)變化的計(jì)算環(huán)境的連貫的信息服務(wù)——即信息服務(wù)方便適用。因此，區(qū)域教育資源云平臺(tái)構(gòu)建目標(biāo)就是：在計(jì)算和通信無(wú)所不在的基礎(chǔ)上，創(chuàng)建一個(gè)以人為本的教育信息服務(wù)新環(huán)境。

靈活的可擴(kuò)展性、以互聯(lián)網(wǎng)為中心、虛擬化以及用戶透明性是云計(jì)算的重要特征，圍繞這幾個(gè)重要特征的基于云計(jì)算技術(shù)的區(qū)域教育資源云平臺(tái)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，它是一種面向服務(wù)的層次化體系結(jié)構(gòu)。在遵循區(qū)域教育資源共享服務(wù)規(guī)范、確保安全和服務(wù)連續(xù)開(kāi)展的基礎(chǔ)上，由接入門(mén)戶層、應(yīng)用服務(wù)層、支撐工具層、基礎(chǔ)技術(shù)層、資源云層等構(gòu)成[3-4]。

接入門(mén)戶層：區(qū)域教育資源云平臺(tái)服務(wù)于區(qū)域內(nèi)的多類用戶，每類用戶需要服務(wù)的資源也各不相同，除了支持局域網(wǎng)模式的資源應(yīng)用接入外，還需支持Internet、VPN、3G、無(wú)線等多種移動(dòng)漫游式接入服務(wù)。具體包括：?jiǎn)挝唤尤霊?yīng)用門(mén)戶、個(gè)人接入應(yīng)用門(mén)戶、混合終端應(yīng)用門(mén)戶、統(tǒng)一認(rèn)證應(yīng)用門(mén)戶等。

應(yīng)用服務(wù)層：區(qū)域教育資源云平臺(tái)的應(yīng)用服務(wù)層至少包括圖書(shū)館的電子文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用服務(wù)、各類教學(xué)資源庫(kù)應(yīng)用服務(wù)（包括多媒體視頻資源、教學(xué)課件、教學(xué)錄像、專題學(xué)習(xí)資源等）、資源目錄導(dǎo)航服務(wù)、聯(lián)合編目應(yīng)用服務(wù)、聯(lián)合咨詢應(yīng)用服務(wù)以及SaaS、IaaS等計(jì)算資源按需租用服務(wù)等。

支撐工具層：支撐工具層是實(shí)現(xiàn)區(qū)域教育資源云平臺(tái)自動(dòng)化管理和服務(wù)開(kāi)展的關(guān)鍵因素，支撐工具功能的完備性和應(yīng)用的自動(dòng)化直接影響很到區(qū)域教育資源云平臺(tái)的服務(wù)能力和服務(wù)水平。支撐管理層主要實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源的虛擬化、動(dòng)態(tài)調(diào)用以及自動(dòng)化管理，降低區(qū)域教育資源云平臺(tái)數(shù)據(jù)中心管理的復(fù)雜性，擴(kuò)大虛擬化優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，保障教育資源云平臺(tái)能提供更具彈性的基礎(chǔ)架構(gòu)。支撐管理工具主要包括：資源虛擬化管理工具、資源協(xié)同服務(wù)組合工具、資源自適應(yīng)與遷移工具、資源動(dòng)態(tài)配置管理工具，還應(yīng)包括用戶管理、計(jì)費(fèi)管理、安全管理、設(shè)備管理、環(huán)境管理、性能管理、監(jiān)測(cè)管理和門(mén)戶管理等應(yīng)用功能。

基礎(chǔ)技術(shù)層：虛擬化程度、資源的利用率和管理便捷性是衡量區(qū)域教育資源云平臺(tái)效能的一個(gè)重要標(biāo)志，基礎(chǔ)技術(shù)層在區(qū)域教育資源云平臺(tái)中起著承上啟下的關(guān)鍵作用。

一方面，需要將物理資源虛擬化，并支持虛擬化資源的動(dòng)態(tài)管理與優(yōu)化配置及協(xié)同管理，體現(xiàn)云計(jì)算資源的可擴(kuò)展特性和自適應(yīng)性。另一方面，還需將虛擬化資源的應(yīng)用轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)化的云服務(wù)API，供上層管理工具和應(yīng)用工具調(diào)用，以屏蔽物理資源底層的復(fù)雜性，體現(xiàn)云計(jì)算的用戶透明性。因此，標(biāo)準(zhǔn)化云服務(wù)API提供技術(shù)、虛擬化資源的動(dòng)態(tài)配置與協(xié)同管理技術(shù)以及物理資源虛擬化技術(shù)成為實(shí)現(xiàn)區(qū)域教育資源云平臺(tái)的重要的基礎(chǔ)技術(shù)，只有提供以虛擬化、分布式和基于Web Service形式的基礎(chǔ)服務(wù)，才能實(shí)現(xiàn)真正的基于網(wǎng)絡(luò)、動(dòng)態(tài)擴(kuò)展、按需購(gòu)買(mǎi)的云計(jì)算理念和服務(wù)模式的轉(zhuǎn)變。

資源層（云層）：可供區(qū)域教育資源云平臺(tái)調(diào)度使用的各類資源，包括：電子文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)、各類教學(xué)資源庫(kù)、共享資源目錄等數(shù)據(jù)類資源，SaaS型服務(wù)軟件資源庫(kù)、存儲(chǔ)資源、計(jì)算能力等計(jì)算支撐類資源，人力資源、管理方法、服務(wù)規(guī)范等其他類資源。

4 共建共享模式探討

4.1 共建模式

2007年，江蘇省教育廳分別在江蘇南通、徐州等6個(gè)地區(qū)啟動(dòng)了高校區(qū)域教學(xué)聯(lián)合體建設(shè)工作，教學(xué)聯(lián)合體對(duì)加強(qiáng)校際間的合作，盤(pán)活高校教育資源，推進(jìn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的開(kāi)放和共享，實(shí)現(xiàn)教育資源區(qū)域統(tǒng)籌、協(xié)調(diào)發(fā)展和利用起到了積極作用。然而，由于區(qū)域內(nèi)缺乏統(tǒng)一的信息化平臺(tái)以及各校之間的教育資源信息化系統(tǒng)異構(gòu)，教學(xué)聯(lián)合體的實(shí)際效果和期望目標(biāo)差異較大，部分教學(xué)聯(lián)合體只流于形式。可實(shí)現(xiàn)技術(shù)、資源與服務(wù)的有效集成的區(qū)域教學(xué)資源云平臺(tái)不但能夠作為高校間資源充分共享的紐帶，而且還可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)教育相關(guān)資源的統(tǒng)一、規(guī)范、高效的共享利用。

科學(xué)合理的利益平衡機(jī)制是區(qū)域教育資源云平臺(tái)建設(shè)、應(yīng)用和維護(hù)以及高效長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的重要保證。區(qū)域教育資源云平臺(tái)的建設(shè)，應(yīng)以市場(chǎng)平衡機(jī)制為主體，以政府平衡機(jī)制和社會(huì)平衡機(jī)制為補(bǔ)充，建立效率與公平并舉的利益平衡體系。具體可以以區(qū)域內(nèi)數(shù)教育信息化基礎(chǔ)設(shè)施較強(qiáng)，擁有豐富教學(xué)資源，以及教育資源應(yīng)用廣泛，管理水平較高，建設(shè)和運(yùn)維技能較強(qiáng)的高校牽頭承擔(dān)，通過(guò)政府補(bǔ)貼適當(dāng)補(bǔ)貼，制定合理的區(qū)域高校按需租用、按需付費(fèi)使用共建教育資源的模式來(lái)保障區(qū)域教育資源云平臺(tái)運(yùn)行[5]。

4.2 教學(xué)資源的共享

區(qū)域內(nèi)的高校，由于規(guī)模、特色不同，所需的教育資源存在一定的差異。對(duì)于區(qū)域內(nèi)高校具有統(tǒng)一需求的教學(xué)資源，可以采用統(tǒng)一購(gòu)置或共同開(kāi)發(fā)，并按市場(chǎng)平衡機(jī)制來(lái)分?jǐn)傎M(fèi)用實(shí)現(xiàn)資源共享。此種模式，可克服傳統(tǒng)應(yīng)用模式每個(gè)單位都要購(gòu)買(mǎi)軟硬件設(shè)施和配備專業(yè)管理人員弊端，提高云計(jì)算集成利用效益。對(duì)于個(gè)別高校主要使用，但其他高校應(yīng)用不多的教學(xué)資源，可采用由主要應(yīng)用高校購(gòu)買(mǎi)資源，并租用區(qū)域云平臺(tái)的計(jì)算資源，其他使用單位可按實(shí)際使用付費(fèi)。此種模式，部署快速，提高計(jì)算資源的利用效益，同時(shí)也滿足了區(qū)域內(nèi)其他用戶的需求。另外，還可以制定個(gè)人賬戶模式的資源利用與付費(fèi)機(jī)制，擴(kuò)大資源共享利用的服務(wù)范圍。

4.3 信息化系統(tǒng)的SaaS服務(wù)