云計(jì)算實(shí)現(xiàn)泛載教育服務(wù)

文/張彤

云計(jì)算實(shí)現(xiàn)泛載教育服務(wù)

文/張彤

隨時(shí)隨地?zé)o處不在的校園信息服務(wù)、按需服務(wù)的教學(xué)與科研創(chuàng)新環(huán)境，整合的資源以及更良好的應(yīng)用體驗(yàn)，所有這些構(gòu)成了新時(shí)期用戶對(duì)教育信息化的追求。

更高的帶寬，更好的服務(wù)質(zhì)量保障，校園網(wǎng)基礎(chǔ)建設(shè)經(jīng)過了多年的努力，已經(jīng)成為現(xiàn)階段教育信息化應(yīng)用最堅(jiān)實(shí)的承載平臺(tái)。一卡通、視頻監(jiān)控、IPv6、語音電話、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、視頻會(huì)議、遠(yuǎn)程教育等各種應(yīng)用都已經(jīng)建立在這個(gè)平臺(tái)之上。 802.11n的大規(guī)模采用，提供了高速無線接入的可能，同時(shí) 40G/100G以太網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)品陸續(xù)面市，令校園網(wǎng)的速度再一次大幅提升。“一個(gè)校園，一張網(wǎng)絡(luò)”融合的網(wǎng)絡(luò)，加強(qiáng)了教育信息化的整合與共享。在此基礎(chǔ)上，云計(jì)算和虛擬化等新技術(shù)開始越來越受到高校的關(guān)注，教育信息化發(fā)展的下一個(gè)跨越，將是從現(xiàn)有的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)向以云計(jì)算為核心的“服務(wù)交付”轉(zhuǎn)變。

服務(wù)：教育信息化的新方向

在《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》中，教育信息化首次被納入國(guó)家信息化發(fā)展整體戰(zhàn)略，它的重要意義被提升到前所未有的高度，信息化如何為支撐學(xué)校的整體發(fā)展戰(zhàn)略提供保障，如何真正成為提升高校核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要手段，成為教育信息化工作者需要思考和解決的課題。

中山大學(xué)網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)中心主任郭清順告訴記者，面對(duì)下一代互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求的挑戰(zhàn)，高校的信息中心、網(wǎng)絡(luò)中心將日益朝著學(xué)校公共服務(wù)體系轉(zhuǎn)變，成為服務(wù)老師與學(xué)生，同時(shí)服務(wù)整個(gè)社會(huì)的重要技術(shù)支撐平臺(tái)。

服務(wù)化是中山大學(xué)下一代校園網(wǎng)和教育信息化建設(shè)的方向，但高水平地提供服務(wù)，離不開基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)的不斷提升。郭清順認(rèn)為，基礎(chǔ)設(shè)施是做信息化的起點(diǎn)和基石，“沒有任何一個(gè)單位或部門的信息化應(yīng)用可以脫離網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施去建設(shè)。在以云計(jì)算為核心架構(gòu)的今天，人們熱衷于探討實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施與應(yīng)用的‘分離’，這也是教育行業(yè)的專家們倡導(dǎo)的一個(gè)核心理念。但應(yīng)用與設(shè)施的分離，強(qiáng)調(diào)的是在實(shí)際應(yīng)用中，使用者與基本環(huán)境的分離。用戶不再需要自己為某一項(xiàng)特別的應(yīng)用重新設(shè)置或者搭建基礎(chǔ)環(huán)境，而是通過云計(jì)算平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)，從云端直接獲取計(jì)算能力和資源對(duì)新的應(yīng)用的支持，這是信息化建設(shè)的一種境界。”

基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)“三段論”

要獲得這樣的效果，基礎(chǔ)設(shè)施必須能夠了解其承載的應(yīng)用和服務(wù)，按照云計(jì)算技術(shù)的特征，將傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)和設(shè)備，通過云的模式轉(zhuǎn)化成“基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）”。提供高質(zhì)量的校園公共信息服務(wù)，基礎(chǔ)設(shè)施需要發(fā)揮出其最大的效益。“高校過去做校園信息化存在的一個(gè)問題就是基礎(chǔ)設(shè)施各自為政，獨(dú)立建設(shè)。導(dǎo)致信息不能互通和共享，形成設(shè)施之間和通訊之間的壁壘，其服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，不能實(shí)現(xiàn)一體化和整體化。”因此，下一階段的信息化建設(shè)要圍繞云計(jì)算的架構(gòu)和運(yùn)營(yíng)模式，對(duì)現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行必要的調(diào)整。首先是實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施的共享，郭清順認(rèn)為：“一個(gè)單位，一個(gè)國(guó)家，一個(gè)行業(yè)的信息化基礎(chǔ)設(shè)施一定要能夠共享，互聯(lián)互通，才能夠?qū)崿F(xiàn)無障礙的信息交換和對(duì)接，保證不同用戶之間通暢的信息流轉(zhuǎn)，才能夠使基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)揮出重大的應(yīng)用效益。”

第二個(gè)層面是服務(wù)，基礎(chǔ)設(shè)施本身能夠提供包括網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用所需要的基本接入服務(wù)、通訊服務(wù)、交換服務(wù)和安全服務(wù)等。基于云架構(gòu)，這些服務(wù)需要直接與應(yīng)用和用戶的需求對(duì)接。換句話說，基礎(chǔ)設(shè)施要能夠自動(dòng)地識(shí)別和適應(yīng)不同層面的服務(wù)需求，通過體系化、系統(tǒng)化、完整化的平臺(tái)向用戶“交付”相應(yīng)的服務(wù)。實(shí)現(xiàn)服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)品化，讓用戶獲得更好的感知和體驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)效益的最大化。

第三個(gè)層面是支持更多的應(yīng)用，使現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施能夠更進(jìn)一步地體現(xiàn)作為公共服務(wù)平臺(tái)的價(jià)值和優(yōu)勢(shì)。基礎(chǔ)設(shè)施要泛載一個(gè)學(xué)校的所有應(yīng)用，能夠支持每一項(xiàng)應(yīng)用所需要的計(jì)算能力和資源，并且能夠與任何一種應(yīng)用實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的平滑對(duì)接，且成本最小化。

開啟云服務(wù)之門

只有做到了這樣的“境界”，我們才能夠說，校園信息化真正進(jìn)入了“云服務(wù)”時(shí)代。提供云服務(wù)，基礎(chǔ)設(shè)施的虛擬化必不可少。只有基礎(chǔ)設(shè)施虛擬化，才能夠把對(duì)應(yīng)用的支持和對(duì)服務(wù)的支持，變?yōu)榭啥ㄖ频摹Ｒ驗(yàn)樘摂M化使用戶可以將自己的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備按照需要自由分割，虛擬化的基礎(chǔ)設(shè)施，不再以獨(dú)立的單臺(tái)形式存在，因此能夠不受物理和空間位置的局限，自由地按需分配。基于這種可定制的服務(wù)，校園網(wǎng)上運(yùn)行的各種應(yīng)用需求才能夠得到支持。而且這種支持的能力與特定需求之間是一種高水平的“吻合”，既不會(huì)出現(xiàn)資源的浪費(fèi)，也不會(huì)出現(xiàn)資源的不足。

基于云架構(gòu)的校園網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)是彈性的。當(dāng)某一個(gè)項(xiàng)目需要增加或減少資源的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)從公共資源緩沖池中，機(jī)動(dòng)地分配足夠的資源保證供給，或回收相應(yīng)的資源，以確保其他項(xiàng)目可能出現(xiàn)的需求。這就做到了云體系結(jié)構(gòu)下，基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和資源運(yùn)營(yíng)與管理的彈性化和按需化，也就實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)設(shè)施的效率最大化，使校園網(wǎng)在IT投資的每分錢都是有意義的。

云計(jì)算融入教育主體

按照《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革與發(fā)展規(guī)劃綱要》的精神，高校目前正在全面規(guī)劃，在現(xiàn)有數(shù)字化校園的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步擴(kuò)大信息化建設(shè)的覆蓋面和提升服務(wù)能力，將下一代校園網(wǎng)建設(shè)成為面向社會(huì)的公共服務(wù)平臺(tái)。中山大學(xué)計(jì)劃同時(shí)在校園網(wǎng)中建立學(xué)生云、教師云、校友云等面向社會(huì)的云服務(wù)架構(gòu)。郭清順說：“我們現(xiàn)在正在向服務(wù)轉(zhuǎn)型，中山大學(xué)網(wǎng)絡(luò)中心的口號(hào)就是‘服務(wù)提升價(jià)值，創(chuàng)新促進(jìn)發(fā)展’。我們整個(gè)的十二五規(guī)劃，可以用兩個(gè)字概括，就是‘服務(wù)’。如果再加一個(gè)字，就是‘云’。”

校友云是中山大學(xué)走向社會(huì)、服務(wù)社會(huì)的突破口。中山大學(xué)的校友遍布全世界，通過云平臺(tái)，加強(qiáng)與校友的聯(lián)系與溝通，推動(dòng)學(xué)校走向國(guó)際化。郭清順強(qiáng)調(diào)說，“我們的十二五規(guī)劃，強(qiáng)調(diào)信息化要融入主體”，實(shí)現(xiàn)以培養(yǎng)學(xué)生為主體，促進(jìn)高校教育實(shí)現(xiàn)國(guó)際化和信息化，信息化是中山大學(xué)加速走向國(guó)際化人才發(fā)展的根本動(dòng)力。

泛載教育云

傳統(tǒng)校園網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的投入成本高和資源利用率低，不符合低碳時(shí)代的發(fā)展要求。大部分高校除了校園網(wǎng)之外，一般還有一卡通物理專網(wǎng)、視頻監(jiān)控物理專網(wǎng)、多校區(qū)財(cái)務(wù)物理專網(wǎng)等多套網(wǎng)絡(luò)，各自獨(dú)立的軟硬件系統(tǒng)使網(wǎng)絡(luò)資源、服務(wù)器資源、存儲(chǔ)資源的利用率很低，不僅極大地增加了前期的建設(shè)成本和后期的管理維護(hù)成本，機(jī)房空間和能耗也不符合低碳時(shí)代節(jié)能減排的發(fā)展要求。

中山大學(xué)在自己的教育云服務(wù)公共平臺(tái)建設(shè)中，強(qiáng)調(diào)“多網(wǎng)合一、按需分配”是提升校園網(wǎng)業(yè)務(wù)價(jià)值的思路。將高校現(xiàn)有的多套網(wǎng)絡(luò)與校園網(wǎng)進(jìn)行資源整合，構(gòu)建一套統(tǒng)一的物理網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，通過虛擬化技術(shù)根據(jù)各部門各業(yè)務(wù)的需要進(jìn)行資源的分配。在這一規(guī)劃思想上，中山大學(xué)與負(fù)責(zé)為其實(shí)施信息化建設(shè)的合作伙伴取得了高度的共識(shí)。銳捷網(wǎng)絡(luò)是中山大學(xué)網(wǎng)絡(luò)與信息技術(shù)中心基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的主要服務(wù)提供商之一，該公司教育行業(yè)部副總經(jīng)理劉福能介紹說，云校園網(wǎng)絡(luò)和云服務(wù)平臺(tái)統(tǒng)一提供按需的網(wǎng)絡(luò)帶寬資源、服務(wù)器資源、存儲(chǔ)資源，以及足夠的安全性和可用性保障。因此，“多網(wǎng)合一、按需分配”可以顯著降低網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的投入成本，提升業(yè)務(wù)開通效率，有助達(dá)成節(jié)能減排目標(biāo)，因此“云”是提升校園網(wǎng)價(jià)值的必然要求和發(fā)展趨勢(shì)，“在對(duì)這一理念的認(rèn)識(shí)上，我們雙方是完全一致的”，劉福能說。

面向服務(wù)是云校園網(wǎng)的根本出發(fā)點(diǎn)。正如郭清順?biāo)f，IT部門的定位首先是服務(wù)提供者。信息化工作要在“為高校各種應(yīng)用提供服務(wù)”的過程中，體現(xiàn)和提升自己的價(jià)值；其次是明確服務(wù)的對(duì)象，信息化服務(wù)的對(duì)象是用戶、業(yè)務(wù)和戰(zhàn)略，必須要將信息化工作與學(xué)校的戰(zhàn)略發(fā)展目標(biāo)結(jié)合起來；再次是服務(wù)的提供形式，采用按需分配和按需使用的服務(wù)交付模式；最后是服務(wù)的保障，必須建立集資源、業(yè)務(wù)、人、流程于一體的IT服務(wù)管理系統(tǒng)。建設(shè)面向服務(wù)的云校園網(wǎng)，服務(wù)理念是前提、服務(wù)對(duì)象是關(guān)鍵、服務(wù)模式是手段、服務(wù)管理是保障。

泛載是云校園網(wǎng)的核心價(jià)值所在。構(gòu)建一套統(tǒng)一的基于云架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，通過虛擬化技術(shù)形成網(wǎng)絡(luò)資源池、計(jì)算資源池、存儲(chǔ)資源池以及安全資源池，然后根據(jù)業(yè)務(wù)或用戶的需要進(jìn)行分配，實(shí)現(xiàn)同一個(gè)校園，同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，廣泛承載教學(xué)、科研、管理、服務(wù)等各項(xiàng)業(yè)務(wù)和應(yīng)用。虛擬化和按需分配是泛載的核心，同時(shí)還需要端到端技術(shù)的保障，IPv6讓更多的人和物接入、802.11n讓接入變得隨時(shí)隨地、40G/100G讓傳輸變得更通暢、MPLS VPN讓業(yè)務(wù)可以被安全地隔離、VSU讓網(wǎng)絡(luò)性能和可用性更有保障、云計(jì)算數(shù)據(jù)中心讓業(yè)務(wù)得到最快的響應(yīng)。

云校園網(wǎng)是一個(gè)平臺(tái)，是服務(wù)于高校整體發(fā)展戰(zhàn)略、服務(wù)于教學(xué)科研業(yè)務(wù)、服務(wù)于師生用戶的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施和公共服務(wù)支撐平臺(tái)。同時(shí)，云校園網(wǎng)是一種模式，是按需分配、按需使用的信息服務(wù)交付和使用模式。劉福能認(rèn)為：“云校園網(wǎng)是一個(gè)環(huán)境，是普適接入、統(tǒng)一交換、虛擬化、泛載、可信、綠色低碳的信息服務(wù)環(huán)境。銳捷網(wǎng)絡(luò)“云校園網(wǎng)有四個(gè)重要特征，即面向服務(wù)、泛載、可信和綠色低碳。”

可信是云校園網(wǎng)的關(guān)鍵保障。可信包括身份可信、地址可信、終端可信和行為可信等，云校園網(wǎng)可信的特征可以從四個(gè)方面來看，從管理員的角度看是指IT系統(tǒng)可控可管可追溯，從校領(lǐng)導(dǎo)及業(yè)務(wù)部門的角度看是指基于IT開展的業(yè)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)最低，從廣大用戶的角度看是指信息服務(wù)值得信賴，從政策和法規(guī)的角度看則是指信息安全符合國(guó)家和行業(yè)的政策要求。

綠色低碳是云校園網(wǎng)的必然要求。為落實(shí)國(guó)家建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)”的戰(zhàn)略任務(wù)，節(jié)能減排、綠色低碳是高校和企業(yè)共同的社會(huì)責(zé)任。信息技術(shù)能幫助全世界減少二氧化碳排放15%-40%，但同時(shí)信息產(chǎn)業(yè)已成為全世界第五大耗能產(chǎn)業(yè)。采用“云”的思想和模式，實(shí)現(xiàn)校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的資源整合和按需分配是節(jié)能減排的最有效方式。