面向云的校園信息化資源整合思路

鐘戎

摘要：傳統(tǒng)高校校園網建立在以設備為中心的架構上，面臨著以云計算為代表的計算模式結構化變革，在客觀分析當前高校校園網絡在傳統(tǒng)模式下所存在問題的基礎上，分析了云技術在高校信息化建設中的應用與優(yōu)勢，最后提出了基于云的高校信息化資源整合思路。

關鍵詞：云計算；數字校園；教育信息化

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）12-0300-03

在“十三五”規(guī)劃中，對教育信息化建設提出了具體的部署和要求 [1]。調查數據顯示，校園信息化建設普遍得到高校重視，超過60%的普通高校和高職高專院校認為信息化投入不足，高校信息安全威脅持續(xù)增加。大量高校面臨課程教學平臺等系統(tǒng)的新舊替換問題，近80%的學校認為未來兩年內需要相應升級。

化解信息化建設面臨的問題，更好適應增長的應用、性能、安全性與可靠性需求，是高校正在面臨的現(xiàn)實問題[2]。云計算對構建高校數字化校園所依賴的基礎網絡架構帶來了新的技術模式。

1 傳統(tǒng)校園網絡現(xiàn)狀與問題

筆者所在學校數字校園始建于2001年，經多年發(fā)展，已形成規(guī)模龐大，功能眾多的校園網絡，據統(tǒng)計構建在校園網絡上的系統(tǒng)多達上百個。我校數字校園的現(xiàn)狀及問題，對傳統(tǒng)模式下的校園網絡狀況具有一定的代表意義。

1）建設、維護成本高、重復投入大。大量的服務器、網絡設備等硬件設備資源及構建其上的大量軟件資源，建設成本非常高昂。隨著需求量的快速劇增，升級、運行維護中所產生的軟硬件、人力成本也不斷增加，體系架構的不合理，也造成了部分資源的閑置與重復建設。

2）架構體系自適應能力差，擴展能力受限，難以應對需求突發(fā)性峰值，規(guī)劃預估難以準確。校園網絡的訪問需求突發(fā)性峰值高，比如在選課和考試階段，訪問量劇增，峰值時可以達到日常的十倍以上。傳統(tǒng)架構下校園網絡的擴展能力受限。要準確預估未來較長時段內的需求增長與變化困難，規(guī)劃冗余量快速耗盡導致頻繁擴展與升級。

3）信息技術發(fā)展快，難以從體系架構上跟上IT技術發(fā)展，限制了性能挖掘和應用擴展。

4）信息安全局勢日益嚴峻，信息安全重視程度越來越高，作為高校內部主管職能部門，難以從專業(yè)和技術上從容應對面臨的安全威脅。

5）數據資源日積月累，缺乏規(guī)范化管理，造成存儲資源浪費嚴重、集成困難，容易形成數據“遺忘角落”和“信息孤島”。數據與信息資源的遷移困難。

6）體系架構不合理、硬件老化導致系統(tǒng)穩(wěn)定性難以得到保證，對核心數據的安全防護級別不足，難以達到異地容災和災難恢復的防護要求。

2 解決方案

校園網是高校教育信息化建設中的關鍵組成部分。面對上述問題，信息化建設必須面對如何保障資源共享、減少重復建設，便于維護管理，最大限度保障服務穩(wěn)定性、信息安全性及便捷的性能擴展性等問題。云技術出現(xiàn)和成熟，提供了靈活可靠的解決方案。

云計算帶來了信息技術的巨大變革。自2015年起，我國的云計算產業(yè)已經進入成熟期，云計算產業(yè)鏈、行業(yè)生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定，技術體系完整，行業(yè)解決方案成熟，云計算逐步成為國民經濟的基礎設施和重要組成部分。

云計算是一種通過互聯(lián)網以服務的方式提供的動態(tài)的可伸縮的虛擬化的資源計算模式。網格計算模式、虛擬化及可伸縮性是云計算代表性特點。網格計算模式提供了將松散計算能力聚合稱為超級計算能力提供服務的能力。計算力突破了傳統(tǒng)硬件集群模式的限制，用戶按需訂購計算力。虛擬化是指用戶可以在不需要了解硬件層具體構成的情況下，訂制與組合各種組件與單元構建專屬于自己的虛擬化系統(tǒng)。可伸縮性是指云計算提供的服務具有動態(tài)性，可以根據用戶網絡實際的使用情況或突發(fā)狀況動態(tài)伸縮，如訪問量自動適應，突發(fā)情況時，自動啟用備用服務或鏈路，自動數據備份、災難恢復等。

云計算按照部署模式分為公有云、私有云和混合云。

2.1公有云

公有云是指由第三方提供的云服務。其主要的特點是云計算資源由提供商建設及擁有，使用者按需定制架構和服務，按需付費。公有云是云計算主要的存在形態(tài)。其優(yōu)勢體現(xiàn)在：

（1）費效比高，節(jié)約投入。

公有云的投入主要是服務資源租用，無須用戶投入大量的服務器及設備，在規(guī)模經濟模式下，用戶可以用極低成本享用高可用性和豐富的服務。公有云提供的系統(tǒng)性解決方案，數據可靠性可高達99.9999999%，數據存儲能力幾乎無限制。這些性能要通過企業(yè)自建幾乎不可能實現(xiàn)。

同時，在需求增長時，公有云可以無障礙升級，備份、擴容和遷移也可快速、便捷的完成。避免了傳統(tǒng)體系架構下升級、擴容、結構調整、維護升級、數據遷移時所涉及的成本增加，煩瑣操作和重復性投入。

（2）高安全性

公有云數據資源的安全性由專業(yè)的團隊來保障。嚴格的權限管理策略和安全策略可以放心地提供指定數據共享。在公有云上可以方便地建立異地容災、災難恢復、數據自動備份等安全防范機制，也有強大而完善的日志系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)便于追蹤防范故障與攻擊。

（3）便捷性和靈活性

基礎硬件層對用戶透明化，用戶無須關注硬件層的具體維護、管理、配置、品牌選擇，只需專注于操作系統(tǒng)層面或應用層面的系統(tǒng)搭建與應用開發(fā)管理。對于校園網管理單位來說，大大簡化了工作，提高了便捷性和靈活性。

2.2 私有云

私有云主要面向企業(yè)內部提供云計算服務。相比于公有云，構建私有云需要投入相應的服務器群及設備，建設成本高，也存在較高的維護、設備折舊等成本。但相比傳統(tǒng)網絡體系仍具備高性能、安全性、可靠性、擴展靈活性等多方面優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在：

（1）高度擴展靈活性，云系統(tǒng)構建過程中的池化技術[3]可將網絡的軟硬件資源整合形成統(tǒng)一的邏輯資源池，消除了資源的異構性，成為純粹的邏輯性的可用資源。因此，從根本上解決了傳統(tǒng)網絡擴展性受限的缺點。