云平臺提升重點學科資源服務質量

文/馬皓

重點學科信息資源散布在全國不同高校之中，資源分散、異構，資源內容缺乏標準與規劃。在本次項目建設中，通過云計算技術為各學科提供了獨立的系統空間和數據存儲空間，完成了集中式重點學科信息服務門戶的建設，包括重點學科信息服務門戶網站、13個重點學科信息資源系統的鏡像站點，提高了對重點學科信息資源訪問的服務質量。

重點學科信息資源建設是我國高等教育建設和發展的一項長期而艱巨的戰略任務，是高等學校建設的核心內容。加強重點學科本身的信息資源建設，將學科資源電子化、數字化和網絡化，可以促進優質信息資源的共享和廣泛利用，改善整體教學科研環境，促進科研合作，加強人才培養，有力推進重點學科的建設與發展。歷經國家“九五”、“十五”、“211工程”的大力支持，重點學科信息服務體系建設已取得了一些成果，積累了寶貴的經驗，一批學科建設相關的重要信息資源系統已初步建成，改善了部分學科在信息資源建設方面的基礎設施軟硬件條件。

2008年底，國家適時啟動“下一代互聯網業務試商用及設備產業化專項”——“教育科研基礎設施IPv6技術升級和應用示范項目”。作為該項目的一個重要組成部分，由北京大學牽頭，組織國內11所高校和科研機構，對已有的重點學科信息資源系統進行IPv6技術升級和資源擴容。本次項目建設的特點是在下一代互聯網上建立重點學科資源系統的示范應用，充分利用下一代互聯網中豐富的帶寬資源、有效的服務質量控制、可精細化的運維管理等特性，基于“集中式管理、分布式服務”的原則，將散布于國內各高校中的重點學科資源進行有效、合理的整合，建立重點學科資源系統和學科資源公共服務體系，多方面、多角度展示我國重點學科資源信息和知識成果，推動重點學科信息資源共享，更廣泛地實現學科知識普及。

自2008年12月項目啟動，歷經2年多的建設歷程，在項目12個承擔單位，共計數學、應用經濟學、中國語言文學、水利工程、海洋科學、計算機科學與技術等13個學科課程組的共同努力下，已順利完成了項目建設的各項任務，對6個已有重點學科信息資源系統進行了升級與擴容，新建了7個重點學科信息資源系統，建設了集中式重點學科信息服務門戶。

云計算打造集中式服務門戶

綜合運用云計算和虛擬化等技術，完成了集中式重點學科信息服務門戶的建設，包括重點學科信息服務門戶網站和13個重點學科信息資源系統的鏡像站點，提高了對重點學科信息資源訪問的服務質量。

基礎設施服務

云計算是一種資源整合和利用的技術，其核心支撐主要是虛擬化技術。本項目采用虛擬化技術為13個重點學科提供了IaaS服務（Infrastructure as a Service，基礎設施即服務）。即采用虛擬化軟件將服務器和存儲設備等硬件平臺分割為滿足不同信息資源系統運行所需要的操作系統平臺。項目所采用的虛擬化軟件為Oracle VirtualBox。該軟件是一款功能強大的基于x86平臺的虛擬化產品，可以運行于Windows、Linux、Mac和OpenSolaris等系統平臺，可以支持Windows、Linux、Solaris、OpenSolaris、FreeBSD等多種客戶操作系統。VirtualBox采用完全虛擬化技術，可模擬操作系統所需的所有硬件，操作系統可不經修改運行于硬件平臺上。

為完成對13個重點學科信息資源系統的管理，項目組設計并實現一個基于REST（Representational State Transfer，表述性狀態轉移）模式的虛擬機監控系統。該系統遵循虛擬機生命周期來管理虛擬機的創建、修改、刪除、啟動和停止等功能，將分散管理模式轉變為集中化管理，提高了維護和管理重點學科資源系統的工作效率，并為系統的統一部署和后續擴展奠定了基礎。虛擬化所完成的重點學科信息資源系統操作系統平臺如表所示。

在項目實施過程中，為保證重點學科信息資源能夠順利、有序地建設與部署，項目組采用云計算技術中的SaaS（Software as a Service，軟件即服務）服務模式，將信息資源系統的搭建以Internet應用軟件的方式提供給重點學科課題組。課題組負責組織、設計和發布本學科的信息資源，而不必關注系統實現等技術工作。

所設計完成的重點學科內容管理系統支持基于Internet的三層B/S架構，符合J2EE標準。系統具備良好的跨平臺、跨網段性能，支持Windows、Unix、Linux等平臺，提供XML標準接口支持，適合不同規模用戶的需要，信息內容可高速傳送，無延遲。

系統具備靈活、方便的模板功能，實現了數據與數據的表現形式分開，管理界面簡單易用，能夠很方便地通過網站生成工具快速搭建網站、修改欄目，以及改變頁面的顯示外觀。

系統具有強大的網站群基礎管理功能，可快速實現門戶網站建設項目基礎管理平臺，實現子站點管理、網站內容管理、網站樣式管理、網站欄目管理、提供多種信息發布方式、用戶管理以及提供詳細的系統日志服務。同時還提供了豐富的開發接口，可以在網站群平臺上開發出各種應用服務。

在本項目建設中，由中國海洋大學承擔的海洋信息資源系統和華中科技大學承擔的水利水電信息資源系統采用了“軟件即服務”的模式完成了各自系統的建設，已在CNGI下一代互聯網上提供服務。

門戶系統建設

重點學科信息資源門戶系統由2臺PC服務器和1套存儲設備組成。PC服務器安裝Linux操作系統和Oracle VirtualBox軟件，為各個重點學科信息資源系統提供操作系統運行環境。2臺PC服務器采用iSCSI方式連接后端存儲，重點學科虛擬機統一從存儲設備分配磁盤空間。

為提高對重點學科信息資源系統的服務質量，項目組搭建了重點學科信息服務門戶系統，以Web服務方式對各重點學科信息資源提供信息導航、日志記錄等功能，該門戶域名為http://kd.pku6.edu.cn，至今已提供近28萬次Web訪問。

表 重點學科信息資源系統操作系統平臺統計

提供獨立的系統和存儲空間

考慮到重點學科信息資源散布在全國不同高校之中，資源分散、異構，資源內容缺乏標準與規劃。在本次項目建設中，通過云計算技術為各學科提供了獨立的系統空間和數據存儲空間，已建設完成的重點學科信息資源系統總容量10.56TB。

目前，學科信息資源不僅包含科研動態、成果、論文、圖書、文摘、課件、音視頻資料等，還包含在教學科研過程中實時發生的動態信息，所涉及的信息資源結構復雜、類型眾多，既有結構化數據，又有非結構化數據。

建設成效

通過實施，本項目所取得的主要建設成效如下：

1. 對國內11所高校中的13個重點學科資源進行了有效、合理的整合，展示了我國重點學科資源信息和知識成果，初步形成示范效應，有力推動了重點學科信息資源的共享與傳播，為下一步“211三期”重點學科信息服務系統的建設打下基礎。

2. 鍛煉和培養了一批既了解本學科專業知識，又掌握信息系統建設和IPv6等相關信息技術的教師隊伍，在學科信息系統的應用和改造方面積累了一定的經驗。同時，培養了一批具備相關技術的研究生團隊，為IPv6的廣泛應用和普及奠定了人員儲備。

3. 基于下一代互聯網對新技術進行了積極、有益的探索和實踐，研究并掌握了基于云計算的重點學科信息資源系統建設和管理技術，檢驗了重點學科信息資源系統建設的可擴展能力及IPv6網絡環境下的服務能力，為后續的技術升級和重點學科服務體系的建設提供了技術儲備。

4. 建設完成的重點學科信息資源系統已在CNGI-CERNET2——中國下一代互聯網上長時間穩定運行，充分驗證了重點學科信息資源系統建設的技術可行性。