信息化環境下高校公共資源服務云平臺的構建

陳慧芬，曾裕林

（惠州學院 教育技術中心，廣東 惠州 516007）

1 云計算在高校數字信息化中的應用優勢

目前，由于國內外教育網、高教網、各高等院校校園網建立的網絡服務系統、服務器的接口設置等環境各有差異，需政府及相關管理部門盡快協商出臺制定統一國際化云計算接入口公共標準［1－4］。利用第三方提供的IT設施和云計算技術，盡快完善和加快各高校數字化校園網的建設和設立，加速構建“教育云”、“高校云”的公共資源服務云平臺，實現國內外高等教育、科研等資源的共享，以解決資源分配不均、資金嚴重不足等問題。同時也解決了各高校、院系設備重復投資建設的弊端，從而節約成本降低費用。云計算的接入使用對教育、科研、人才培養等有著深遠的影響，特別在當前高等院校每年不斷擴招的情況下，云計算時代的到來就顯得更有現實意義和發展前景。

1.1 減少重復建設，降低硬件和軟件成本

目前，高校數字信息化教育資源環境的構建獨立，各校紛紛自行投入構架光纖、網線、大型服務器、工作站、網絡交換機和硬件實驗儀器等設備，設置專職部門和人員運維管理的網絡中心，這種“孤島”模式，不但耗資非常巨大，而且隨著產品的更新換代，以及網絡信息點的不斷增多，需要持續不斷地加大基礎建設投入，如此重復投入建設帶來的資金瓶頸將是阻礙高校建設和發展最為突出的現實問題。

在云計算環境下，各高校完全可根據需要，選擇提供云服務的第三方，向云服務提供商“租賃產品”或“購買服務”，甚至可享受到云提供商提供的某些產品的免費服務。利用這種新興的商業云計算模式，校方只需花少量的租金就可獲得所需的硬件和軟件環境，不但解決了儀器設備重復建設的資金問題，而且無需考慮產品升級換代和技術更新的問題，大大降低了硬件、軟件以及維護成本，并且，始終可擁有和獲取最新技術的硬件環境和軟件資源［5－7］。

1.2 促進資源的整合和共享

運用云計算技術，教育部和國內外高校之間可實現資源的整合和共享，解決資源分配不均的問題。高校之間，以及校內各系部之間可根據需要，共建公有云和私有云或混合云等云資源池。每一位教師和學生不管在何時何地，也不管使用什么樣的終端設備，只要能接入云端網絡，就可獲取所需的校內外公有云資源信息。在這些虛擬平臺上，客戶即可獨立使用，又可與他人、團隊協同參與共享。

1.3 提高數據存儲安全保障

云計算是采用數據多副本容錯、計算節點同構和可互換等措施來保障服務的高可靠性。因此使用云計算比使用本地計算機更可靠，用戶不用擔心一旦個人計算機存儲設備損壞或一些誤刪除操作或病毒入侵，而造成數據丟失，而且云采用的是自動化集中式管理，校方和用戶無需負擔日益高昂的數據管理成本。

2 構建高校公共資源服務云平臺模型

2.1 高校信息資源共享的特性與需求

在高校信息資源開發過程中存在著開發環境的不同、網絡異構、資源描述形式和訪問方式等多種因素的不同和差異，虛擬化技術和云計算為高校間信息資源共享提供了新的思路。資源的共享不僅是文件的共享，而是通過網絡以按需、易擴展的方式可獲得所需的硬件、軟件和平臺等資源，而且可根據需要動態地提供配置，以及取消供應的計算和存儲平臺［8－9］。對信息資源采用統一的形式描述，提供標準、通用開放的協議和接口解決在分布式計算環境下構建的平臺、編程語言、信息描述方式等方面的異構性問題，實現用戶對各類系統的統一訪問模式，滿足了資源共享的需求［10］。

2.2 運用虛擬化云計算技術構建高校公共資源服務云平臺架構模型

云計算支持持久服務，主要以數據中心的形式提供底層資源的使用，資源之間互聯一般采用內部網或者專用網絡，性能高、快速、安全。用戶可以利用云計算作為其部分IT基礎設施，實現業務的托管和外包。云計算任務調度采用集中式或者分布式的方法。同時，云計算可提供系統的單一映像、高度的容錯處理，采用虛擬機屏蔽異構，為每一個用戶根據需要提供資源服務、提供隱私保護，具有強大的安全保障。

虛擬化將異構服務器、主機、內存、存儲、網絡連接等基礎架構整合在一起，大幅提高了物理資源、應用程序的性能和利用率［11］。虛擬化技術的特點如下［12］：

（1）資源分享。可通過虛擬機封裝用戶各自的運行環境，有效地實現用戶分享數據中心資源。

（2）資源定制。用戶可利用虛擬化技術，配置私有的服務器，指定所需的CPU數目、內存容量、磁盤空間，實現資源的按需分配。

（3）細粒度資源管理。將物理服務器拆分成若干虛擬機，可以提高服務器的資源利用率，減少浪費，有助于服務器的負載均衡和節能。

基于以上特點，虛擬化技術成為實現云計算資源池化和按需服務的基礎，并利用虛擬化技術構建出高校公共資源服務云平臺模型（如圖1所示）。按服務對象將該平臺劃分為3個層次：

（1）基礎層。基礎設施即服務（Infrastructure as a Service，IaaS）是指以服務形式提供虛擬硬件資源（包括虛擬主機、內存、存儲、網絡等），用戶無需購買相應的物理設備，只需租用或進行應用系統的搭建即可，同時還可以享受一些免費的公用資源。至于物理資源層設備則全由第三方構建，比如各種類型服務器設備，文件、郵件、商務、數據庫、代理、實時通信、內容管理、FTP、流化媒體、WEB、管理、目錄、移動信息、應用程序、打印服務器等均由第三方提供。

（2）中間層。平臺即服務（Platform as a Service，PaaS）是上下基礎管理層和應用程序層的一種服務支持程序，是一個應用服務平臺，為用戶提供一系列的應用開發、部署、運行、認證管理、訪問控制、事件管理、內容管理、數據存儲、數據訪問、工作流引擎、服務總線、虛擬主機托管等服務，同時支持應用服務的即插即用。目前成熟技術有：Windows Azure Service Platform 提供的Live服務、NET服務、SQL服務、Dryad框架，Amazon提供的簡單消息隊列Simple Queuing Service、簡單數據庫管理SimpleDB、Dynamo框架，Google云計算平臺的大規模分布式數據庫BigTable、程序設計模式 MapReduce、分布式鎖機制Chubby，Hadoop對 MapReduce的開源實現［13］。

（3）應用層。軟件即服務（Software as a Service，SaaS）是指通過標準Web瀏覽器，以云平臺服務形式提供給終端用戶各種類型的應用程序軟件。用戶可通過門戶管理服務形式登錄或申請所需資源。當數據中心和云計算資源存儲池接到和發現請求后，就會根據用戶的需求快速作出響應和支持，并進行動態和智能的分配資源。用戶無論在何時何地，只要擁有能上網的各類終端設備（如PC機、iMac、PDA、平板機、便攜機等）都能獲取所需資源，如校內資源、校外資源、資料服務、數據服務、目錄服務、應用服務等服務。用戶還可根據各自所需，選擇公有云、私有云或混合云的任意信息資源。云計算平臺還具有可定制與創建面向具體應用的服務，實現服務個性化、運營靈活性的特征。

圖1 高等學校以共資源服務云平臺系統總體架構模型

3 結束語

虛擬化與云計算技術，推動著高校信息化進程的快速變革和思維方式的轉變。高校公共教育云計算的進程，更大程度上是由社會、政策、觀念、機制等非技術因素決定的。要實現云計算環境下高等學校公共資源服務云平臺系統建設，關鍵是政府重視、政策扶持、轉變觀念、完善機制。

雖然云計算模式具備諸多優點，但也存在一些問題，比如，數據隱私問題，如何保證放在云服務提供商的數據隱私不被非法利用，不僅需要技術的改進，更需要法律的進一步完善來加以保證；又如，數據安全性，有些數據是企、事業單位、科研的商業機密或國家機密數據的安全關系到國家的安全和企事業單位的生存和發展，云計算數據的安全性問題不徹底解決，就會制約著云計算的應用和發展；再比如，用戶使用習慣、網絡傳輸問題等，均成為虛擬化和云計算技術發展面臨的主要問題。因此，如何選擇成熟信譽高的云服務商，以及如何對服務商及其第三方進行技術測評和評價，如何組建云計算專業管理團隊和技術團隊等問題提出了實質性的挑戰。為此，要解決云計算時代帶來的挑戰，就必須由政府部門牽頭，建立一套完整的系統體系，包括法規、各種規章制度、云計算國際規范化標準等。

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［1］政府決策持續給力 云計算發展高歌猛進［EB／OL］.（2011－07－19）.http：：／／www.chinacloud.cn／show.aspx？id＝6644＆cid＝50.

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