北交大：擁抱云計(jì)算 延展教育服務(wù)

洪蕾

作為教育部直屬全國性重點(diǎn)大學(xué)，北京交通大學(xué)（以下簡稱“北交大”）師資力量雄厚，學(xué)科建設(shè)優(yōu)勢突出，教學(xué)成果成績斐然，在科研、教學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域敢于創(chuàng)新，成效顯著。在關(guān)注云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)方面，北交大也走在了同業(yè)前列，從了解概念到實(shí)際應(yīng)用，再到縱深發(fā)展，北交大在“云”校園領(lǐng)域邁出了領(lǐng)先一步，有效拓展了校園信息化服務(wù)的方式和內(nèi)容。

傳統(tǒng)架構(gòu)弊端顯現(xiàn)

“資源利用率低、運(yùn)維成本高、新業(yè)務(wù)部署慢、管理策略分散，這是阻礙校園信息化建設(shè)進(jìn)步與發(fā)展的‘四座大山。”北交大信息辦主任賈卓生表示。目前，北交大在信息系統(tǒng)方面建有統(tǒng)一門戶、教學(xué)支撐平臺、教務(wù)系統(tǒng)、科研管理系統(tǒng)、OA系統(tǒng)和財(cái)務(wù)系統(tǒng)、教學(xué)平臺、設(shè)備管理、宿管/后勤、人事系統(tǒng)等；在應(yīng)用系統(tǒng)方面，建有郵件、短信、IP電話、數(shù)字化圖書館、社區(qū)、Web服務(wù)、博客/微博/威客、防毒軟件、內(nèi)容發(fā)布等，以及一卡通系統(tǒng)涉及的圖書館、醫(yī)療、考勤、網(wǎng)上繳費(fèi)等業(yè)務(wù)。

在這些信息系統(tǒng)建設(shè)過程中，北交大采用的是傳統(tǒng)“按需、逐個(gè)、獨(dú)立”的建設(shè)原則，即每一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)都有獨(dú)立的服務(wù)器、獨(dú)立的安全和管理標(biāo)準(zhǔn)、獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫和獨(dú)立的展現(xiàn)層，即“煙囪式”的孤島架構(gòu)。以關(guān)鍵應(yīng)用系統(tǒng)為例，如校園一卡通系統(tǒng)、OA系統(tǒng)等，基于性能考慮，通常以服務(wù)器（小型機(jī)或刀片服務(wù)器）和SAN存儲連接方式為基礎(chǔ)，一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)部署在幾臺服務(wù)器上，通過小型機(jī)和多組刀片來實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵應(yīng)用的部署。

隨著信息化應(yīng)用的深入，這種“孤島”式架構(gòu)帶來的高投入、難管理、高能耗弊端逐步顯現(xiàn)。例如，一些應(yīng)用系統(tǒng)每天的使用人數(shù)很少，頻率很低；一些應(yīng)用系統(tǒng)的集中使用和訪問集中在上班時(shí)段，非上班時(shí)段利用率很低。在這些時(shí)間內(nèi)，只有少數(shù)人偶爾使用OA系統(tǒng)、郵件系統(tǒng)等，大量業(yè)務(wù)系統(tǒng)處于空閑狀態(tài)，CPU和內(nèi)存利用率不超過15%，而支持這些應(yīng)用系統(tǒng)正常運(yùn)行的資源（服務(wù)器等硬件設(shè)備）需不間斷工作，增加了維護(hù)難度和能耗成本。這對學(xué)校而言，無疑是極大的浪費(fèi)。

如何從技術(shù)上尋求突破，實(shí)現(xiàn)學(xué)校傳統(tǒng)信息中心向服務(wù)運(yùn)營中心的轉(zhuǎn)變，能夠充分利用云計(jì)算等新型服務(wù)優(yōu)勢，又能與已有系統(tǒng)有效集成，是北交大信息中心轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。正如賈卓生所言：“北交大信息中心核心職能向教學(xué)和教務(wù)主業(yè)聚焦，面臨著從設(shè)備和運(yùn)維驅(qū)動向以教育主業(yè)為核心、以師生信息服務(wù)體驗(yàn)為重點(diǎn)的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型，通過信息化帶動教學(xué)科研質(zhì)量提升。”

全面擁抱云計(jì)算

利用教學(xué)資源像用水、電一樣方便，無需關(guān)注來源，師生可實(shí)現(xiàn)按需分配，按量計(jì)費(fèi)，這是“云”帶來的顛覆性改變，云計(jì)算已成為高校IT戰(zhàn)略中的重要角色。

在這樣的背景下，北交大通過升級和改造數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施，優(yōu)化業(yè)務(wù)管理流程，著手建設(shè)一張“隨需而動”的北交大校園數(shù)據(jù)中心。該數(shù)據(jù)中心建設(shè)以“統(tǒng)規(guī)、統(tǒng)建、統(tǒng)維”思想為指導(dǎo)，將以豐富的云基礎(chǔ)設(shè)施、云存儲、云安全和各類云服務(wù)共同搭建北交大IaaS云平臺，服務(wù)于學(xué)校各級部門和科研機(jī)構(gòu)；同時(shí)也為學(xué)校各部門集中提供基礎(chǔ)的信息處理能力，承接各部門的應(yīng)用系統(tǒng)遷移和部署，實(shí)現(xiàn)相關(guān)云數(shù)據(jù)中心的資源整合、集中部署與統(tǒng)一管理等。

據(jù)了解，北交大IaaS云平臺通過最新的云計(jì)算核心技術(shù)之一虛擬化技術(shù)，整合現(xiàn)有所有應(yīng)用，整合內(nèi)容包括Web、Mail、FTP、域控管理、OA系統(tǒng)、后臺數(shù)據(jù)庫等應(yīng)用，將整個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)作統(tǒng)一規(guī)劃和部署，統(tǒng)一數(shù)據(jù)備份，從而形成自上向下的有效IT管理架構(gòu)。

按照設(shè)計(jì)方案，整個(gè)平臺由計(jì)算資源池、網(wǎng)絡(luò)資源池、存儲資源池、安全資源池、虛擬化平臺和云管理平臺六個(gè)部分組成。初期的資源池規(guī)劃應(yīng)涵蓋所有可能被納管到云計(jì)算平臺的所有服務(wù)器資源，包括為搭建云計(jì)算平臺新購置的服務(wù)器、北交大內(nèi)部閑置的服務(wù)器以及現(xiàn)有并正在運(yùn)行著業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)器。在云計(jì)算平臺搭建初期，正在為業(yè)務(wù)系統(tǒng)服務(wù)的服務(wù)器不會直接納入云計(jì)算平臺管轄。隨著云計(jì)算平臺的上線和業(yè)務(wù)系統(tǒng)的逐漸遷移，這些服務(wù)器也將逐漸并入云計(jì)算平臺的資源池中。

云平臺成效顯著

云平臺上線，對北交大的教學(xué)科研工作影響深遠(yuǎn)。

首先，云計(jì)算可對目前學(xué)校各類信息化資源進(jìn)行整合利用，挖掘潛力。平臺可將分散在不同地域、不同校區(qū)的軟硬件資源進(jìn)行整合，避免閑置和浪費(fèi)，提高資源利用率，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、管理統(tǒng)一、維護(hù)統(tǒng)一，逐步將校園網(wǎng)內(nèi)各分校、各應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)動態(tài)及時(shí)互聯(lián)互通，消除信息孤島，實(shí)現(xiàn)信息分散、動態(tài)采集，集中安全管理，共享應(yīng)用。基于服務(wù)器虛擬化技術(shù)，平臺能將軟硬件資源虛化為一個(gè)或多個(gè)資源池，并通過系統(tǒng)管理平臺對這些虛擬資源進(jìn)行智能、自動化的管理和分配。

其次，新的云平臺通過多層次的自助服務(wù)門戶可為全校師生提供數(shù)據(jù)及應(yīng)用服務(wù)，學(xué)校師生可通過自助服務(wù)門戶瀏覽和申請使用教育資源，并按自己的需要下載資源。同時(shí)，教育應(yīng)用開發(fā)商或教育資源提供者也可通過自助服務(wù)門戶上載教育應(yīng)用或資源到教育私有云服務(wù)平臺上，而網(wǎng)絡(luò)中心可以通過該自助服務(wù)門戶對用戶、資源、計(jì)費(fèi)進(jìn)行統(tǒng)一管理。

據(jù)賈卓生介紹，北交大基于云計(jì)算已構(gòu)建了三大平臺：云服務(wù)平臺（支撐云桌面、一卡通云終端、校園會議系統(tǒng)）、云數(shù)據(jù)平臺（支撐全校的教務(wù)、財(cái)務(wù)、人事等數(shù)據(jù)交換）和大數(shù)據(jù)平臺（支撐教學(xué)、科研、學(xué)生行為分析、教師考核等數(shù)據(jù)分析展示）。通過采用CAS虛擬化和CSM云管理平臺，可為全校二級單位提供250個(gè)虛擬服務(wù)器，1000個(gè)自助虛擬機(jī)，將新業(yè)務(wù)的上線時(shí)間縮短了90%。其中，云服務(wù)平臺已與學(xué)校統(tǒng)一認(rèn)證中心、門戶網(wǎng)站、工作流平臺、郵件系統(tǒng)全面對接，通過多維度使得全校師生零距離接觸云；同時(shí)通過深度優(yōu)化，可提供基于向?qū)У淖灾?wù)界面和自助開通功能，帶來更佳的用戶體驗(yàn)。

此外，通過云平臺提供全面詳實(shí)的計(jì)費(fèi)功能，對每個(gè)院系和師生用戶進(jìn)行虛擬計(jì)費(fèi)，可實(shí)時(shí)全面地了解校園全局云資源的利用和使用情況，有效保障北交大信息中心日常運(yùn)營決策的科學(xué)性。

無疑，新IT架構(gòu)支撐新型的服務(wù)，為信息中心向教育主業(yè)的轉(zhuǎn)型提供了很好的技術(shù)保障。信息中心豐富的IT基礎(chǔ)設(shè)施得以有效利用，大大便利了師生對信息資源的獲取和使用，真正讓信息資源成為師生在日常教學(xué)離不開的得力助手。

“今天我們所做的事情正從被邊緣化向主業(yè)轉(zhuǎn)變，沒有我們從事的信息化建設(shè)，學(xué)校就亂成一鍋粥，不僅網(wǎng)絡(luò)連不上，而且老師都沒法講課，學(xué)生無法進(jìn)行學(xué)習(xí)。”賈卓生認(rèn)為，教育信息化是一個(gè)系統(tǒng)工程，是學(xué)生、老師、管理人員、領(lǐng)導(dǎo)共同參與的結(jié)果。

讓全校共享高性能運(yùn)算資源，讓師生真實(shí)感受到云的價(jià)值，這無疑是北交大成功開展云計(jì)算應(yīng)用實(shí)踐的收獲。面對信息系統(tǒng)建設(shè)變成用戶需求驅(qū)動的被動格局，“云”將為北京交通大學(xué)帶來更廣闊的天地。