云計算在高校校園網資源管理中的應用

李 儉 齊景嘉

(哈爾濱金融學院，黑龍江 哈爾濱 150030)

云計算正在飛速發展，它借助于互聯網，并其優點與便利集中展現。目前云計算的應用已經漸漸地浸透到生活中，網盤、搜索引擎等都用到云計算，高校也在為校園引入云計算做著籌劃準備工作。

一、云計算技術

1.云計算的概念

云計算是基于互聯網和分布式技術的一種超級計算模式。它是在網絡互聯的基礎上，運用分布式的特點，將用戶提交的某個具體任務分布在由大量計算機構成的資源池(即云)上。云服務使所有連接到該網絡上的終端用戶都可以根據需要獲取強大的計算能力、存儲服務、各種軟件應用及IT服務。

2.云計算的特點

①多元性服務。目前云計算的服務形式主要有SaaS(軟件即服務)、PaaS(平臺即服務)、IaaS(基礎設施即服務)。更重要的是，云具備高效的計算和存儲能力，能夠完成單機用戶無法想象的海量計算和存儲等工作。這是由于在搜索網絡數據庫資源時，云采用的是基于海量數據的數據挖掘技術，然后通過各種途徑將詳盡、準確的信息和結果提供給用戶。所以在云計算模式中，所有的數據資源(包括計算、存儲、應用和服務請求等)均存儲在云中，用戶可以在任意時間任意地點使用終端接入云平臺，按自身的需求獲取信息，并可以實現不同終端和設備間的數據與應用共享。隨著云計算技術的不斷發展，更多形式的云服務也將不斷涌現。

②數據安全服務。在分布式系統高度容錯機制的基礎上，云計算可以提供盡可能安全的數據存儲，并隨時從互聯網等各個角度推出安全解決方案來不斷實現云安全，用戶只需要把數據存入云即可，具體的存儲策略完全由云來負責。

基于云計算的固有特點和服務的絕對優勢，云計算技術能夠比預期更快地進入高校，尤其是云計算對用戶終端配置的要求很低，這會使云計算在擁有數以萬計學生的高校大受歡迎。

二、高校校園網管理現狀

高校教育信息化的目的是實現學校的教學、科研、管理、服務等活動的高效率和規范化，從而達到提高教學質量、科研水平和管理水平的目的。由于整個IT基礎架構的異構性以及傳統信息技術的限制，導致高校校園網出現了以下問題:

1.資源共享差

目前，很多學校都建成了校園網，并通過各種方式聯入了互聯網。傳統校園網絡基礎設施的投入成本高，資源利用率低，并且各高校信息化建設通常各自為政;相當多的教育資源分布在各個高校，缺乏有效的共享與利用。同時，各高校網絡教學平臺也都各具特點，彼此獨立，從而形成信息孤立結點;各數據庫之間也缺乏信息共享機制，甚至有些資源還存在著重復設置現象。

2.設備需更新

大部分高校由于資金來源有限，常常面臨著設備老化、更新經費不足等問題。而軟件技術的飛速發展需要最新設備與之銜接，這就需要高校不斷地更新換代，帶來很大的資金壓力。

3.管理需統一

大部分高校除了校園網外，還有校園一卡通專網等多套網絡，各自獨立的硬軟件系統使網絡、服務器、存儲設備等資源的利用率很低。這不但會導致前期基礎設施建設成本的增加，同時后期管理維護成本也會水漲船高，機房空間和電力等能耗也不符合當前節能減排的需要。

另外，學校師生在享受校園網帶來的種種便利的同時，一些困擾也頻頻出現:計算機運行速度變慢、頻繁死機、一些軟件不能正常使用等，甚至造成數據丟失或被破壞、網絡及服務器癱瘓等問題，影響正常的教學、科研等工作。

三、云計算在高校校園網中的技術支持

校園云計算模型如圖1所示。

要在高校實現云計算，需要有相關的技術支持。

1.虛擬化技術

圖1 校園云計算模型

虛擬化是云計算最主要的特征之一。云計算的虛擬化對象主要有計算能力、存儲能力和交互能力。虛擬化實現了軟件和硬件的分離，用戶只需要在云平臺上提交申請運行相應的軟件，而不需要考慮該軟件的安裝位置以及后臺硬件的實現;而且虛擬化還允許資源在服務器上遷移，這次的請求可能是某一臺服務器在為你服務，下一次的請求則可能由于該服務器的超載而把你的請求遷移到另一臺服務器上。當某個時刻資源供求不均時，系統會自動地進行資源分配調整，以確保即將要出現的資源需求。這就實現了云體系中資源使用與管理的按需化和彈性化，從而也就實現了基礎設施使用效率的最大化。所以，在云計算中，可以有效地解決有的服務器過載而有的服務器閑置的問題，既不會出現資源的浪費，也不會出現資源的不足，從而實現最大化教育資源的利用。

本研究顯示，單純慢阻肺與ACO錯失早期診斷時間都是3年，兩者無明顯差異。既往研究顯示，ACO患者較單純慢阻肺患者癥狀多且重，肺功能更差，急性加重及住院次數增加［19-22］。本研究提示，ACO病人與單純慢阻肺相比，其錯失早期診斷時間并未減少，這似與ACO病人具有更多的癥狀相矛盾。因為癥狀多就醫機會增加，根據病史，醫生判斷慢阻肺可能性增加。實際上ACO病人可能因為癥狀反復，更易耐受，更不易引起病人足夠重視，誤認為是機體衰老的表現，其確切原因尚不清楚。

2.數據管理技術

在云計算中，計算能力的發揮可以隨著用戶的需求彈性調節，并且數據是存儲在云端的，用戶對數據的處理是通過遠程操控進行的。基于這些特點，不難發現，在云計算環境中采用基于分析的數據管理系統即可以輕松地實現對云用戶的數據管理工作。

3.安全技術

在校園網安全問題中，合理地使用云計算形成云安全，可以大大提高校園網的安全性，節省基礎設施的開銷。首先要保證基礎設施與基本網絡服務的功能，確保網絡功能的穩定性，在此基礎上實現更好地IT策略，構建一個完整的數據中心集，從而實現校園網的云安全。由于云端有最先進的數據中心和強大的技術管理團隊來幫用戶保存和管理提交的數據與程序，因此，在教育信息化過程中，師生們不必再花費大量的時間來管理數據，可以把更多的精力投入到課程學習、設計和科研項目當中。

4.云監測技術

隨著云計算的推廣和云設施的不斷增加，為了更好地體現云計算的強大計算處理能力而需要設置云監測。云監測可以對虛擬機進行監控，并且根據實時的用戶數量和服務需求有效地整合云中的資源，節省能源，降低成本。

四、云計算在高校校園網資源管理中的應用

1.算促進教師的教學和科研工作

教師可以利用云計算進行教材的建設，圍繞學生培養目標精心地進行教學設計，通過云，搭建導教、導學的教學平臺，所有的課程知識點信息與相關操作一目了然。教師也可以根據學生在云上的學習時間和學習內容給出相應的指導與建議。另外，教師們也可以將自己的教學經驗和心得在云中互相交流，取長補短。

云計算提供了SaaS服務，教師不必再根據科研需要購買軟件，而是以服務的形式免費訪問或租用網絡上的軟件。學校購入某軟件，可以將其放在校園云上，讓全校教師免費共享，教師們也不用再擔心個人電腦上正版軟件的授權使用、軟件更新和軟硬件能否有效整合等問題。另外，教師也可以在相應科研項目的基礎上為實現某種服務開發軟件，然后將其放入云中，使所有本校園終端用戶可以免費使用該軟件，非本校園的其他終端用戶在使用該軟件時則按獲得服務的形式付費。

2.拓展學生的學習和生活

云計算將為學生擴展出一個全新的學習空間，也將為知識信息共享、互助協作的學習創造一個嶄新的環境，使學生更好地在云計算下使用信息資源和服務。

云技術在使用上不受時間和設備的限制，通過網絡連接即可獲取云服務。學生在云計算環境中學習，查閱、獲取、利用課程資源十分方便快捷，無論是學習、作業，還是課程設計、畢業設計的實施，都可以自主地安排。學生可以隨時隨地通過攜帶終端獲取虛擬電腦桌面，并根據云服務的類型，輕松自如地創設人性化的網絡學習環境和生活環境，自由地選擇學習內容、學習方式和愛好項目。學生無論是在教室、圖書館還是在家，都可以訪問到同一個桌面，而無需額外的電腦。

3.加強校園統一管理

云計算可以將校園內多個分散獨立的專網整合到一起，形成一定規模的“云”，實現所有結點的信息共享和傳輸以及統一的服務標準。這時，只要保證網絡基礎設施能為每個人所用，即使是最初級的云也將擁有龐大且多樣化的服務群體，師生可以通過一次接入云來完成多種服務需求。

4.改變校園工作模式

云計算技術將傳統的校園網絡、系統以及設備轉化成IaaS。在基礎設施提供各種服務(包括網絡應用所需要的基本接入、通訊、交換和安全等服務)的前提下，云架構則成為這些服務和師生需求之間的接口。可見，基礎設施不但能夠自動地識別和適應不同層面的服務需求，還要在已形成體系的基礎上通過系統、完整的平臺向師生提供各種服務。

為了使更多的服務需求得到滿足，就要讓現有的基礎設施最大限度地體現其作為公共服務平臺的價值和優勢。一個學校的所有應用都要以基礎設施為支撐點，支持每一項應用所需要的資源和數據處理，并且能夠實現與任何一種應用標準對接，且使成本最小化。

5.促進使高校協同發展

在高校實現云計算只需要提供IT基礎架構，不需購買既多又貴的硬件設備，這樣不但可以在基礎設施建設上實現全面覆蓋和性能優化，同時還能滿足在網絡中實現現代教育技術的多方需求。目前各高校正在全面規劃，計劃如何在現有的數字化校園的基礎上，進一步擴大信息建設和服務的覆蓋面及能力，把下一代校園網建設成為面向全社會的公共服務平臺。

云計算擴展性非常強，當校園進入云時代后，就可以將各個不同的校園云共同整合起來形成一個更大的“云”。通過云整合各校園的軟硬件資源，減少單個院校的資金和時間上的投入，這樣，數據可共享，解決問題的能力更強大，使得“云”也更加安全。目前，各高校在投入和規模上普遍存在著差別。云計算的出現，可以使高校在教學資源環境建設過程中對其采用統一的標準進行規范并集成，以提供全面的優質服務，最終使教學資源能夠為所有高校提供共享和協同操作。這樣既節省了經費開支，又沖破了實驗條件和環境的束縛，有利于促進高校協同發展。

未來的云計算校園網架構如圖2所示。

圖2 高校云計算校園網架構圖

五、云計算在校園網建設中的問題與風險

目前云計算的廣泛應用研究仍處于探索階段。要在高校校園網中真正實現云計算，還存在諸多無法回避的風險和問題。

1.基礎設施問題

在云計算下，所有的操作都是基于網絡的傳輸和服務，因此對網絡基礎(包括帶寬在內)的環境要求非常高。為了獲得更短的響應時間，鋪設專線就是一筆巨大的開支。高性能的服務器、大容量高速度的存儲能力、網絡中心與實驗室的線路實現萬兆通信已是將來發展的必然趨勢。

2.安全問題

當云計算的數據中心成為高校數據集中存儲的所在時，這些數據中心就極可能成為入侵者首要攻擊的目標。因此，在實現云計算的同時必須著重考慮如何提高云存儲能力，如何確保數據不泄露、不丟失。

3.專業人員問題

在采用云計算初期，專業人員的需求是重中之重，他們必須承擔起建設云計算初期的每一步規劃、實施工作，這些工作將直接影響到云計算的建設規模和速度。如今，必須要有針對性地培養云計算專業人員，為以后云計算的普及和服務做好準備。

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