云計(jì)算在高等教育信息化中的應(yīng)用與展望

耿學(xué)華 梁林梅 王進(jìn)

【摘要】對(duì)高等教育發(fā)展有重要影響的信息技術(shù)和關(guān)鍵議題很多。云計(jì)算被認(rèn)為是IT產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向。使用云計(jì)算助力高等教育變革應(yīng)當(dāng)被理性對(duì)待。云計(jì)算在高等教育中的應(yīng)用應(yīng)著眼未來(lái)、立足現(xiàn)在，有計(jì)劃地推進(jìn)。

【關(guān)鍵詞】云計(jì)算；高等教育信息化；教育變革

【中圖分類(lèi)號(hào)】G40－057【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【論文編號(hào)】1009－8097(2012)03－0005－05

引言

21世紀(jì)第二個(gè)十年，信息技術(shù)的飛速發(fā)展正在推進(jìn)虛擬網(wǎng)絡(luò)世界向現(xiàn)實(shí)物理世界全面滲透并與之無(wú)縫融合。互聯(lián)、開(kāi)放、參與、互動(dòng)、分享、創(chuàng)造成為這個(gè)時(shí)代的主題詞。新媒體、社交網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、智能終端設(shè)備和桌面應(yīng)用的強(qiáng)勁發(fā)展改變了內(nèi)容生產(chǎn)/消費(fèi)方式、信息傳播方式、社會(huì)交往方式、協(xié)作方式等，這些變化如浪潮般深刻地影響著社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的變遷，孕育全新的生存空間。

在這一急劇變化的時(shí)代背景下，現(xiàn)行教育系統(tǒng)受到的沖擊和挑戰(zhàn)愈加劇烈。從技術(shù)的角度，技術(shù)更迭速度加劇、技術(shù)消費(fèi)化傾向日漸顯著，由虛擬技術(shù)、傳感技術(shù)等組合的技術(shù)方案為教育創(chuàng)造了無(wú)限可能。技術(shù)的這些變化不僅引發(fā)人們對(duì)數(shù)字媒體素養(yǎng)和數(shù)字媒體變革教育的高度關(guān)注，更重要的是，一種技術(shù)的生命周期和影響力可能與教育機(jī)構(gòu)的戰(zhàn)略定位和未來(lái)發(fā)展密切關(guān)聯(lián)，甚至引領(lǐng)整個(gè)教育領(lǐng)域的深層變革。高等教育在國(guó)家高級(jí)人才戰(zhàn)略和可持續(xù)發(fā)展中扮演關(guān)鍵角色。對(duì)于受教育者個(gè)體而言，這也是其價(jià)值觀(guān)形成、綜合素質(zhì)養(yǎng)成和學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)的重要階段。因此，以技術(shù)為杠桿，加快高等教育信息化改造是這個(gè)時(shí)代的迫切任務(wù)。云計(jì)算在高等教育信息化進(jìn)程中將扮演何種角色?本文予以探討。

一、高等教育信息化的趨勢(shì)

EDUCAUSE是一個(gè)在世界范圍內(nèi)居于領(lǐng)導(dǎo)地位的高等教育信息化專(zhuān)業(yè)組織，其科研成果展現(xiàn)了高等教育信息化發(fā)展的趨勢(shì)，對(duì)世界各國(guó)高等教育信息化建設(shè)具有宏觀(guān)指導(dǎo)和引領(lǐng)作用。EDUCAUSE學(xué)習(xí)計(jì)劃(EDUCAUSE的一個(gè)項(xiàng)目)和新媒體聯(lián)盟合作發(fā)布的2011年度《地平線(xiàn)報(bào)告》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《報(bào)告》)描繪未來(lái)1－5年可能會(huì)對(duì)大學(xué)教學(xué)、學(xué)習(xí)或創(chuàng)造性探究產(chǎn)生重大影響的技術(shù)。《報(bào)告》指出，未來(lái)將越來(lái)越多使用云技術(shù)，IT支持將去中心化。《報(bào)告》描述未來(lái)1－5年可能成為校園主流的新興技術(shù)或?qū)嵺`依次是：①未來(lái)1年以?xún)?nèi)，電子書(shū)和移動(dòng)設(shè)備；②未來(lái)2－3年內(nèi)，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和基于游戲的學(xué)習(xí)；③未來(lái)3.5年內(nèi)，基于手勢(shì)的計(jì)算(Gesture－BasedComputing)和學(xué)習(xí)分析。其中，云計(jì)算技術(shù)不僅可以為這些新興的技術(shù)或?qū)嵺`提供支撐平臺(tái)，云計(jì)算領(lǐng)域關(guān)鍵問(wèn)題的解決也將加速學(xué)習(xí)分析等技術(shù)的研究應(yīng)用進(jìn)展。EDUCAUSE下設(shè)的當(dāng)前議題委員會(huì)發(fā)布的調(diào)查報(bào)告顯示，2011年度影響高等教育戰(zhàn)略成功的十大IT議題依次是：①信息化建設(shè)資金投入；②行政管理/ERP/信息系統(tǒng)；③技術(shù)支持的教學(xué)和學(xué)習(xí)：④安全；⑤移動(dòng)技術(shù)；⑥敏捷性/適應(yīng)性/響應(yīng)性；⑦IT治理、組合管理/項(xiàng)目管理；⑧基礎(chǔ)設(shè)施/賽博基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)；⑨災(zāi)難恢復(fù)/業(yè)務(wù)連續(xù)性；⑩戰(zhàn)略規(guī)劃。雖然在調(diào)查中這十大議題被作為選項(xiàng)分別列出，但它們是互相交錯(cuò)聯(lián)結(jié)的。在具體論述每一項(xiàng)議題時(shí)，云計(jì)算多次被作為潛在的解決方案提及。

高等教育信息化的這些趨勢(shì)要求高等教育機(jī)構(gòu)的IT領(lǐng)導(dǎo)者及決策團(tuán)隊(duì)在對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行信息化改造和升級(jí)時(shí)，必須綜合考慮所有可能的要素：技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，技術(shù)對(duì)校園內(nèi)外的沖擊和影響，校園IT基礎(chǔ)設(shè)施及使用、管理現(xiàn)狀，校園的技術(shù)改造能力(人力資源、技術(shù)資源)、可支配的預(yù)算、改革對(duì)未來(lái)機(jī)構(gòu)發(fā)展走向的影響、相關(guān)法規(guī)及政策支持等。IT領(lǐng)導(dǎo)者只有對(duì)這些問(wèn)題有全面、深入、審慎的考量，同時(shí)具備技術(shù)的敏感性、準(zhǔn)確的判斷力和果斷決策力，還要有一種勇于革新、嘗試的精神，才會(huì)找到一個(gè)技術(shù)改革的平衡點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)改革效果的最大化和可持續(xù)性，避免木桶效應(yīng)帶來(lái)改革的失敗。

二、云計(jì)算概述

云計(jì)算這一名詞是由谷歌在2006年正式提出的，短短幾年間躍升為IT產(chǎn)業(yè)界熱議的主題。嚴(yán)格意義上，云計(jì)算并不是一個(gè)學(xué)術(shù)名詞，也沒(méi)有新的學(xué)術(shù)思想，而是效用計(jì)算(UtilityComputing)、網(wǎng)格計(jì)算(Grid Computing)、自治計(jì)算(Autonomic Computing)等計(jì)算科學(xué)概念的綜合應(yīng)用實(shí)現(xiàn)，在谷歌、亞馬遜、IBM等大公司的推動(dòng)下發(fā)展成為日趨成熟的商業(yè)模型。

早在1961年，計(jì)算研究(Computing Research)的奠基人John McCarthy就預(yù)言，將來(lái)有一天計(jì)算將被當(dāng)做一種公共設(shè)施來(lái)組織，并對(duì)其實(shí)現(xiàn)方式做了預(yù)測(cè)。在計(jì)算機(jī)發(fā)展早期，大型服務(wù)器非常昂貴，一般公司無(wú)力購(gòu)買(mǎi)。在這一背景下，效用計(jì)算模型被提出。效用計(jì)算是指對(duì)計(jì)算資源(計(jì)算、存儲(chǔ)等)進(jìn)行打包，提供計(jì)量服務(wù)。這成為后來(lái)按需計(jì)算(On－demand Computing)、軟件作為服務(wù)(SaaS，Soitware asa Service)、云計(jì)算模型的基礎(chǔ)。早期以服務(wù)器為主要業(yè)務(wù)的IBM、惠普等出于自身業(yè)務(wù)需求推動(dòng)了效用計(jì)算的研究發(fā)展。到了20世紀(jì)90年代，隨著PC的普及和互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的來(lái)臨，Iran Foster提出網(wǎng)格計(jì)算的概念，其出發(fā)點(diǎn)是整合網(wǎng)絡(luò)中的閑置資源，形成虛擬計(jì)算機(jī)群，“在動(dòng)態(tài)、多機(jī)構(gòu)參與的虛擬組織中協(xié)同共享資源和求解問(wèn)題。”Iran Foster等人指出，通過(guò)制定用于請(qǐng)求計(jì)算力的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，可以構(gòu)建一個(gè)在形式和應(yīng)用上類(lèi)似于電力網(wǎng)的計(jì)算網(wǎng)格。但是，由于網(wǎng)格計(jì)算模型面向松散的異構(gòu)資源，很多標(biāo)準(zhǔn)化工作和技術(shù)實(shí)現(xiàn)短期內(nèi)無(wú)法滿(mǎn)足要求，因而一直未能商業(yè)上實(shí)現(xiàn)。這些都成為后來(lái)云計(jì)算演變的思想和技術(shù)基礎(chǔ)。

谷歌早期開(kāi)發(fā)云計(jì)算技術(shù)是為了滿(mǎn)足自身大計(jì)算量的搜索服務(wù)需要，目的是把大量廉價(jià)服務(wù)器集成起來(lái)，完成超級(jí)計(jì)算機(jī)的計(jì)算和存儲(chǔ)功能。后來(lái)隨著業(yè)務(wù)擴(kuò)大以及和微軟之間競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，谷歌逐漸將原本運(yùn)行在用戶(hù)計(jì)算機(jī)上的各種應(yīng)用軟件搬到了網(wǎng)上，讓用戶(hù)可以隨時(shí)、隨地通過(guò)網(wǎng)絡(luò)快速、安全訪(fǎng)問(wèn)、處理、存儲(chǔ)和共享信息。亞馬遜最初建立數(shù)據(jù)中心為其平臺(tái)上的商鋪提供網(wǎng)站托管服務(wù)，后來(lái)，為了提高資源的利用率，亞馬遜推出彈性計(jì)算云(EC2，ElasticCompute Cloud)服務(wù)，將其計(jì)算資源租用給任何公司和個(gè)人。IBM開(kāi)始研究云計(jì)算，則是從這種計(jì)算和服務(wù)由客戶(hù)端重回服務(wù)器端的趨勢(shì)看到了出售其服務(wù)器的新商機(jī)。這些大的商業(yè)公司從事云計(jì)算的研究應(yīng)用出發(fā)點(diǎn)不同，但正是因?yàn)樗麄兊耐苿?dòng)，使得云計(jì)算發(fā)展迅速。之后，隨著移動(dòng)技術(shù)和智能終端設(shè)備的快速發(fā)展，隨時(shí)隨地訪(fǎng)問(wèn)、處理信息的需求急劇增加，云計(jì)算的優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)，更多的公司(如微軟)、研究院校等參與到云計(jì)算的應(yīng)用研究中。

迄今為止，云計(jì)算并沒(méi)有統(tǒng)一的定義。本文對(duì)云計(jì)算的理解如下：云計(jì)算是一種基于因特網(wǎng)的超級(jí)計(jì)算模式，在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心里，大量計(jì)算機(jī)和服務(wù)器構(gòu)成資源池。這種資源池被形象地稱(chēng)為“云”。云平臺(tái)對(duì)資源池中的資源進(jìn)行統(tǒng)一管

理和調(diào)度，向用戶(hù)提供按需計(jì)算服務(wù)。

從商業(yè)模式的角度，云計(jì)算將計(jì)算資源(硬件、軟件、應(yīng)用)當(dāng)作服務(wù)計(jì)量銷(xiāo)售；從計(jì)算模式的角度，云計(jì)算提供一種彈性的計(jì)算能力。在使用者看來(lái)，“云”中的資源是可以無(wú)限擴(kuò)展的；從產(chǎn)業(yè)模式的角度，云計(jì)算將內(nèi)容中樞移至云端：從操作管理的角度，云計(jì)算實(shí)現(xiàn)服務(wù)定制，操作、管理自動(dòng)化。對(duì)于用戶(hù)而言，這些特性的好處在于用戶(hù)可以隨時(shí)隨地上網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)資源，按需付費(fèi)，節(jié)省成本(硬軟件購(gòu)置、部署等)，簡(jiǎn)便易用，專(zhuān)注于自身核心事務(wù)、業(yè)務(wù)處理。

在工程實(shí)現(xiàn)上，根據(jù)其構(gòu)建方式，可分為公有云、私有云、混合云。其中，公有云完全由第三方管理運(yùn)行，私有云為某個(gè)組織或用戶(hù)專(zhuān)有，混合云則兼具兩種模式；根據(jù)其架構(gòu)，云提供的服務(wù)分為IaaS(基礎(chǔ)設(shè)施作為服務(wù))、PaaS(平臺(tái)作為服務(wù))、SaaS(軟件作為服務(wù))。

云計(jì)算的本質(zhì)是IT資源的集約化配置與共享，核心是服務(wù)，未來(lái)的趨勢(shì)和方向是提供個(gè)性化、精細(xì)粒度的服務(wù)定制，關(guān)鍵技術(shù)在于資源的虛擬化、服務(wù)對(duì)象化、標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化等，其潛在挑戰(zhàn)是信息安全問(wèn)題。

三、云計(jì)算助力高等教育變革的潛能和挑戰(zhàn)

如前所述，云計(jì)算具有眾多優(yōu)勢(shì)，在高等教育信息化進(jìn)程中，從大學(xué)層面，圍繞教學(xué)、科研、管理、公共服務(wù)、國(guó)際交流，使用云計(jì)算技術(shù)具有如下潛在優(yōu)勢(shì)：①隨時(shí)隨地訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò)資源使得學(xué)生、教師可以更加靈活地開(kāi)展教學(xué)、研究活動(dòng)。學(xué)生有更多機(jī)會(huì)參加需要大容量計(jì)算資源或復(fù)雜資源部署的實(shí)踐項(xiàng)目；教師有機(jī)會(huì)使用更多資源，開(kāi)展學(xué)術(shù)研究，縮短研究周期；②學(xué)校可以對(duì)全校IT資源進(jìn)行整合、統(tǒng)一管理，使資源利用最大化，縮減資源購(gòu)置、管理及運(yùn)維成本；可以為災(zāi)難恢復(fù)、業(yè)務(wù)連續(xù)性提供可靠的技術(shù)支持保障；③利用云端服務(wù)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)可以為師生提供更加豐富且人性化的教學(xué)、生活支持服務(wù)；④學(xué)校和學(xué)校之間可以方便實(shí)現(xiàn)資源(包括IT資源、人力/智力資源)共建、共享和協(xié)作(跨校學(xué)習(xí)、科研協(xié)作等)；⑤基于云端整合平臺(tái)的大量數(shù)據(jù)信息分析，可以輔助管理者發(fā)現(xiàn)大學(xué)運(yùn)轉(zhuǎn)中的問(wèn)題，據(jù)此做出快速響應(yīng)，合理決策；可以對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)軌跡進(jìn)行追蹤、記錄，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，幫助學(xué)習(xí)者認(rèn)識(shí)自己，幫助教師更立體地了解學(xué)生，從而有助于個(gè)性化的學(xué)習(xí)和指導(dǎo)。在上述這些潛在優(yōu)勢(shì)中，直觀(guān)地看，云計(jì)算扮演的是支持服務(wù)的角色，為學(xué)校的運(yùn)轉(zhuǎn)創(chuàng)造更好、更高效、更加人性化的軟、硬件支撐環(huán)境；進(jìn)一步地，大學(xué)作為一個(gè)組織，其管理架構(gòu)、管理方式、運(yùn)行機(jī)制、服務(wù)模式、教學(xué)方式、學(xué)習(xí)績(jī)效、教學(xué)評(píng)價(jià)等可能會(huì)因?yàn)檫@一系列變化而發(fā)生質(zhì)性改變，云計(jì)算轉(zhuǎn)而承擔(dān)起引領(lǐng)變革的角色。例如，移動(dòng)學(xué)習(xí)、(跨校)協(xié)作學(xué)習(xí)等可能會(huì)改變現(xiàn)有的以課堂為主的教學(xué)模式及相應(yīng)的評(píng)價(jià)考核機(jī)制；云端整合平臺(tái)的數(shù)據(jù)信息分析可能使得對(duì)學(xué)生一些綜合素養(yǎng)的考量具備可操作性，從而影響評(píng)價(jià)機(jī)制等。

云計(jì)算的確潛能巨大且云計(jì)算模型也在日漸成熟，但其普及應(yīng)用還有很多關(guān)鍵問(wèn)題需要解決。從云計(jì)算技術(shù)本身而言，技術(shù)上最大的挑戰(zhàn)是信息安全，行業(yè)上最亟須解決的是制定統(tǒng)一、開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)。只有確保云端數(shù)據(jù)的安全性，才會(huì)有更多用戶(hù)放心地選擇使用。進(jìn)一步地，也要求國(guó)家或地區(qū)有完善的隱私保護(hù)法案支持，確保這些數(shù)據(jù)不會(huì)被非法使用。云計(jì)算的核心是服務(wù)。制定統(tǒng)一、開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)不僅能促進(jìn)更豐富的云端服務(wù)被開(kāi)發(fā)提供給用戶(hù)使用，還有利于實(shí)現(xiàn)不同云平臺(tái)之間的互操作性與無(wú)縫對(duì)接，從而方便用戶(hù)更加靈活、自主地選擇云服務(wù)提供商及與其合作方式。除此之外，在實(shí)施層面，一所大學(xué)在決定是否采用云計(jì)算進(jìn)行校園信息化改造時(shí)，還有諸多現(xiàn)實(shí)因素會(huì)成為潛在的挑戰(zhàn)/障礙，例如：是否有覆蓋全面、通信質(zhì)量穩(wěn)定的接入網(wǎng)點(diǎn)；新技術(shù)更迭速度與新舊信息平臺(tái)轉(zhuǎn)換速度帶來(lái)的不確定性；在云平臺(tái)建設(shè)初期，仍然需要大量資金投入；選擇開(kāi)源技術(shù)可以節(jié)約成本，但因其發(fā)展不確定性會(huì)給云平臺(tái)帶來(lái)潛在威脅等；在新舊平臺(tái)更迭轉(zhuǎn)換過(guò)程中，還涉及機(jī)構(gòu)的人事調(diào)配、新的管理技能學(xué)習(xí)與探索等。

大學(xué)或更高級(jí)的區(qū)域性教育機(jī)構(gòu)在做決策時(shí)，要綜合考量已有的教育信息化基礎(chǔ)設(shè)施水平、技術(shù)實(shí)力、資金，還要考慮配套的標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)等，據(jù)此去判斷是否有成熟的條件使用云計(jì)算、如何使用等問(wèn)題。

四、云計(jì)算在高等教育中的應(yīng)用現(xiàn)狀和典型案例

1.云計(jì)算在高等教育中的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前在世界高等教育信息化實(shí)踐中，已經(jīng)有一些機(jī)構(gòu)和個(gè)人有選擇地使用云服務(wù)，其中使用最多的是E－mail云端化和利用云端平臺(tái)服務(wù)、計(jì)算服務(wù)等輔助科學(xué)研究。在澳大利亞和新西蘭大約75％的高校已將學(xué)生E－mail服務(wù)移至云端。出于對(duì)數(shù)據(jù)安全、隱私保護(hù)、業(yè)務(wù)連貫性等潛在風(fēng)險(xiǎn)的考慮，新西蘭大部分高校暫未考慮將其他服務(wù)云端化。2010年，麥考瑞大學(xué)成為澳大利亞第一所將研究、教學(xué)、行政工作人員E－mail服務(wù)全部外包給云服務(wù)提供商的高校。英國(guó)很多高校也將學(xué)生的E－mail服務(wù)外包給云服務(wù)提供商，并且有更多高校在考慮這一做法。加拿大高等教育的“云端化”進(jìn)程則相對(duì)緩慢，因?yàn)樵搰?guó)對(duì)境外個(gè)人信息管理有嚴(yán)格立法，這限制了高等教育機(jī)構(gòu)對(duì)境外云服務(wù)提供商的選擇。加拿大大學(xué)CIO委員會(huì)(CUCCIO)正在積極工作，力求在加拿大立法框架通過(guò)一些隱私評(píng)估方案保障與云服務(wù)商協(xié)商合作。在美國(guó)，Kuali基金會(huì)發(fā)起諸如Kuali Ready等開(kāi)源項(xiàng)目面向多所高校提供云服務(wù)。2010年，NSF和微軟宣布將選出一批研究人員和研究團(tuán)體，允許他們免費(fèi)訪(fǎng)問(wèn)Windows Azure的云計(jì)算資源。在英國(guó)，紐卡爾斯大學(xué)的Paul Wastson教授和他的團(tuán)隊(duì)基于JISC資助的項(xiàng)目研究經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)發(fā)了基于云計(jì)算技術(shù)的平臺(tái)e－Science Central，支持跨學(xué)科的研究活動(dòng)。除此之外，谷歌、微軟、IBM等一些云服務(wù)提供商也在積極尋求與高校或?qū)I(yè)組織合作，以推廣其服務(wù)。一些教師和學(xué)生也以個(gè)人方式自由選擇gmail、Google Docs、Eucalyptus等多種云端服務(wù)輔助日常存儲(chǔ)、編輯及科學(xué)研究工作。

2.云計(jì)算在高校中應(yīng)用的典型案例

(1)北卡萊羅納州立大學(xué)：云計(jì)算服務(wù)

北卡萊羅納州立大學(xué)的虛擬計(jì)算實(shí)驗(yàn)室(VCL，VirtualComputing Laboratory)在為教育機(jī)構(gòu)提供安全可靠的按需計(jì)算服務(wù)方面處于領(lǐng)先地位。自從2003年，VCL就一直致力于虛擬計(jì)算研究，2004年開(kāi)始提供云服務(wù)，那時(shí)候云計(jì)算概念還沒(méi)有普及。VCL是Apache開(kāi)源孵化器項(xiàng)目，其學(xué)術(shù)云基于開(kāi)源技術(shù)，提供IaaS，PaaS，SaaS，也支持高性能計(jì)算服務(wù)。VCL云計(jì)算方法的優(yōu)點(diǎn)在于不僅提供計(jì)算資源和技術(shù)支持服務(wù)，還提供一些在學(xué)生個(gè)人電腦上難以安裝的應(yīng)用服務(wù)。此外，VCL還為其它教育機(jī)構(gòu)提供他們受技術(shù)條件限制無(wú)法使用的服務(wù)。這些服務(wù)的典型應(yīng)用方式是，用戶(hù)通過(guò)Web終端，輸入授權(quán)訪(fǎng)問(wèn)賬號(hào)，驗(yàn)證通過(guò)后，通過(guò)下拉菜單選擇期望的計(jì)算環(huán)境和使用期限，然后即可使用。VCL能為應(yīng)用服務(wù)動(dòng)

態(tài)分配資源，提高資源利用率，降低成本。例如，在假期中，當(dāng)多數(shù)學(xué)生不使用計(jì)算資源時(shí)，系統(tǒng)會(huì)把自動(dòng)把這些資源分配給那些有大容量計(jì)算需求的研究人員，比如運(yùn)行復(fù)雜模型和仿真。又如，通過(guò)加載在數(shù)據(jù)中心的刀片服務(wù)器上的鏡像，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算環(huán)境快速部署與恢復(fù)，這使得計(jì)算實(shí)驗(yàn)室的軟件安裝和維護(hù)成本不到原來(lái)的十分之一。2009年，VCL為3萬(wàn)名師生提供云計(jì)算服務(wù)，每學(xué)期其計(jì)算資源預(yù)定次數(shù)超過(guò)10萬(wàn)次。在試點(diǎn)基礎(chǔ)上，VCL現(xiàn)在向州內(nèi)七所其他公立大學(xué)、社區(qū)學(xué)院以及州以外的大學(xué)(其中包含三所印度大學(xué))提供服務(wù)。VCL計(jì)劃未來(lái)將學(xué)術(shù)云服務(wù)拓展至K－12學(xué)校。

(2)臺(tái)灣大學(xué)：臺(tái)大“筋斗云”

臺(tái)大“筋斗云”是臺(tái)灣大學(xué)正在實(shí)施的校園信息化云平臺(tái)項(xiàng)目。該項(xiàng)目的愿景是從云端服務(wù)入手，創(chuàng)新運(yùn)作模式，以配合臺(tái)大邁向一流頂尖大學(xué)、追求研究卓越與教學(xué)卓越的目標(biāo)。整個(gè)項(xiàng)目由臺(tái)大計(jì)算機(jī)及資訊網(wǎng)絡(luò)中心(以下簡(jiǎn)稱(chēng)計(jì)資中心)負(fù)責(zé)推動(dòng)，與微軟、IBM、Citrix、普樺科技合作，分期實(shí)施。計(jì)資中心為此項(xiàng)目制定了詳細(xì)的計(jì)劃。在云平臺(tái)部署方面，使用IBM eServer BladerCenter服務(wù)器，作為云端運(yùn)算的基礎(chǔ)運(yùn)作平臺(tái)，提供穩(wěn)定的運(yùn)算環(huán)境；使用普樺科技的容錯(cuò)磁盤(pán)陣列產(chǎn)品，作為存儲(chǔ)服務(wù)器，提供大容量、高速、穩(wěn)定的容錯(cuò)儲(chǔ)存設(shè)備：采用微軟的Hyper－V虛擬技術(shù)，確保虛擬化能帶來(lái)最大效益，提供彈性效能、方便部署和快速設(shè)置等優(yōu)點(diǎn)；選用Citrix Netscaler應(yīng)用程序防火墻，提供最高等級(jí)的信息與網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)。臺(tái)大認(rèn)為云平臺(tái)真正創(chuàng)造價(jià)值的關(guān)鍵在于服務(wù)，計(jì)資中心構(gòu)思如下創(chuàng)新作法來(lái)推動(dòng)臺(tái)大云端服務(wù)：結(jié)合原有校務(wù)行政系統(tǒng)建立暢通且便利的付費(fèi)機(jī)制、推動(dòng)專(zhuān)業(yè)咨詢(xún)以促成原有系統(tǒng)及應(yīng)用程序的云端化、導(dǎo)入服務(wù)質(zhì)量承諾(Service Level Agreements)的概念來(lái)確保最佳的成本效益。計(jì)資中心還希望借這些創(chuàng)新做法從傳統(tǒng)的支持服務(wù)角色轉(zhuǎn)型成為促進(jìn)者和協(xié)作者。到目前為止，計(jì)資中心己完成第一期的云端環(huán)境建設(shè)，所提供的服務(wù)包括虛擬主機(jī)服務(wù)和云端存儲(chǔ)服務(wù)。項(xiàng)目后期建設(shè)提供的服務(wù)還包括資料同步服務(wù)、桌面應(yīng)用軟件服務(wù)、軟件共享與協(xié)同合作平臺(tái)。除此之外，計(jì)資中心還在計(jì)劃中構(gòu)思若干創(chuàng)新做法，包括創(chuàng)新云端服務(wù)種類(lèi)、擬訂收費(fèi)方式等。

(3)中國(guó)科技大學(xué)：“瀚海星云”校園云服務(wù)平臺(tái)

中國(guó)科技大學(xué)“瀚海星云”校園云服務(wù)平臺(tái)是一個(gè)為全校師生提供云計(jì)算應(yīng)用服務(wù)的平臺(tái)由中國(guó)科大以開(kāi)源技術(shù)為基礎(chǔ)自主建設(shè)，向師生提供IaaS和PaaS。該云平臺(tái)的主要系統(tǒng)配置如下：硬件部分采用曙光刀片服務(wù)器、4臺(tái)2路聯(lián)想PC機(jī)架式服務(wù)器和48T的曙光存儲(chǔ)服務(wù)器；軟件部分以開(kāi)源Eucalyptus云平臺(tái)為基礎(chǔ)，使用ruby 0n rails開(kāi)發(fā)前端Web服務(wù)管理平臺(tái)，基于Nagios和Ganglia定制系統(tǒng)監(jiān)控。使用方式是師生通過(guò)校園云平臺(tái)Web界面注冊(cè)成為會(huì)員。使用時(shí)，使用用戶(hù)名和密碼登錄，驗(yàn)證后即可以訂單方式申請(qǐng)和釋放資源。在訂單中可以填寫(xiě)對(duì)硬件、軟件部署等資源具體要求，申請(qǐng)成功后即可使用。具體地，使用該平臺(tái)，師生可以在此平臺(tái)上搭建私有云，從事云技術(shù)和云應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)；可以定制高性能科學(xué)計(jì)算平臺(tái)，開(kāi)展并行計(jì)算等實(shí)踐項(xiàng)目。以個(gè)人高性能計(jì)算環(huán)境使用為例，用戶(hù)通過(guò)Web界面定義所需并行計(jì)算環(huán)境的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)和節(jié)點(diǎn)屬性，向云平臺(tái)提交應(yīng)用描述。云平臺(tái)據(jù)此自動(dòng)部署并行計(jì)算編程環(huán)境，通過(guò)虛擬機(jī)鏡像啟動(dòng)虛擬機(jī)，返回給用戶(hù)所需的計(jì)算環(huán)境。在該校2010年秋季開(kāi)設(shè)的《并行算法實(shí)踐》課程中，100多名學(xué)生通過(guò)該平臺(tái)進(jìn)行并行計(jì)算實(shí)驗(yàn)。20％的學(xué)生連續(xù)使用科學(xué)計(jì)算平臺(tái)超過(guò)1小時(shí)，大多數(shù)學(xué)生使用的并行線(xiàn)程數(shù)少于64。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示該平臺(tái)能夠提供較好的計(jì)算速度。中國(guó)科技大學(xué)網(wǎng)絡(luò)信息中心負(fù)責(zé)相關(guān)工作的師生表示，后續(xù)的工作計(jì)劃包括：提供大容量廉價(jià)的云存儲(chǔ)及相關(guān)服務(wù)，提供包括]BE加密機(jī)制、數(shù)據(jù)完整性驗(yàn)證等在內(nèi)的數(shù)據(jù)安全服務(wù)，提供更加個(gè)性化的高性能計(jì)算平臺(tái)部署服務(wù)，提供更加友好的用戶(hù)界面以方便師生使用等。

五、啟示與展望

1.啟示

每一項(xiàng)新的科技發(fā)明，都會(huì)給人類(lèi)帶來(lái)無(wú)數(shù)美好的憧憬。從PC到互聯(lián)網(wǎng)，從Web 1.0到WebX.0，從廣角鏡頭看，高等教育世界的確因此發(fā)生了巨大變化。但是，在微距模式下看，技術(shù)并不總是能將憧憬變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。在恰切的時(shí)機(jī)、恰切的場(chǎng)合恰切的使用技術(shù)，才會(huì)讓技術(shù)真正發(fā)揮威力。谷歌、亞馬遜、IBM從事云計(jì)算相關(guān)研究應(yīng)用之初都是因?yàn)樽陨順I(yè)務(wù)發(fā)展需要，同時(shí)他們都具備強(qiáng)大的資金和技術(shù)實(shí)力。在其發(fā)展的過(guò)程中，外在IT產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及用戶(hù)的需求又讓云計(jì)算的優(yōu)勢(shì)凸顯，在動(dòng)態(tài)發(fā)展中為公司創(chuàng)造商業(yè)價(jià)值并引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)變革。云計(jì)算在這些商業(yè)公司的應(yīng)用成功有很多綜合的內(nèi)部、外部條件支持，而非僅僅是因?yàn)榧夹g(shù)本身的吸引力。北卡萊羅納州立大學(xué)的VCL學(xué)術(shù)云圍繞其強(qiáng)項(xiàng)“虛擬計(jì)算”提供各個(gè)層面的計(jì)算服務(wù)，并在研究發(fā)展中逐步將服務(wù)內(nèi)容和服務(wù)范圍擴(kuò)大。此外，VCL項(xiàng)目受到Apache軟件基金會(huì)的長(zhǎng)期支持。臺(tái)灣大學(xué)的IT領(lǐng)導(dǎo)者對(duì)云計(jì)算持樂(lè)觀(guān)態(tài)度并積極推動(dòng)，他們把云計(jì)算定位為不僅是要為大學(xué)提供更人性化、更高效、更多選擇的服務(wù)，還要擔(dān)當(dāng)起引領(lǐng)學(xué)校工作、管理、教學(xué)變革的角色。因此，臺(tái)大的“筋斗云”有一個(gè)整套的解決方案，并與大公司合作分期、有計(jì)劃地實(shí)施完善。值得說(shuō)明的是，臺(tái)大原有的行政業(yè)務(wù)系統(tǒng)、資源系統(tǒng)等已經(jīng)處于相對(duì)較高的水平。中國(guó)科大“瀚海星云”校園云平臺(tái)由科大利用其技術(shù)優(yōu)勢(shì)開(kāi)發(fā)，其切入點(diǎn)是為教學(xué)、科研提供計(jì)算環(huán)境部署和研究平臺(tái)支持，在原有服務(wù)基礎(chǔ)上為師生拓展了學(xué)習(xí)、科研支持，也制定了未來(lái)計(jì)劃。仔細(xì)研究這三個(gè)案例會(huì)發(fā)現(xiàn)，這三所大學(xué)的內(nèi)外部條件有很大差異，無(wú)論是所在國(guó)家/地區(qū)的IT領(lǐng)域發(fā)展?fàn)顩r、相關(guān)教育政策/制度、教育信息化程度還是其組織結(jié)構(gòu)、技術(shù)和資金實(shí)力等。但他們有一個(gè)共同點(diǎn)，就是都是基于對(duì)云計(jì)算技術(shù)本質(zhì)的深刻理解，立足學(xué)校及所在地區(qū)現(xiàn)狀，制定切實(shí)可行的目標(biāo)，有計(jì)劃地、逐步推動(dòng)云計(jì)算的使用。因此，對(duì)于中國(guó)大陸很多高校而言，在考察使用云計(jì)算技術(shù)時(shí)，首先要準(zhǔn)確、全面評(píng)估自身所處的內(nèi)外部環(huán)境、條件，看看在這樣的條件下，云計(jì)算技術(shù)能夠做什么，能夠創(chuàng)造什么、改變什么，在積極尋找切入點(diǎn)并利用云計(jì)算技術(shù)的同時(shí)，也努力為使用云計(jì)算技術(shù)創(chuàng)造條件，在雙向行動(dòng)中制定可行方案，促進(jìn)云計(jì)算真正為高等教育改革與發(fā)展創(chuàng)造價(jià)值。

2.展望

從云計(jì)算概念正式提出至今，伴隨著云計(jì)算技術(shù)的逐漸成熟發(fā)展與應(yīng)用，產(chǎn)業(yè)界對(duì)云計(jì)算的認(rèn)識(shí)已經(jīng)由早期的大肆熱捧逐步回歸理性并清晰化。2010年5月，EDUCAUSE和NACUBO聯(lián)合發(fā)布了名為“形成高等教育云”(Shaping theHigherEducation Cloud)的白皮書(shū)。該白皮書(shū)指出，高等教育機(jī)構(gòu)的領(lǐng)導(dǎo)者應(yīng)當(dāng)重新考慮學(xué)校的服務(wù)模式，高校之間的聯(lián)合與服務(wù)共享將成為主流。

業(yè)界對(duì)云計(jì)算技術(shù)具備變革高等教育的巨大潛能己基本達(dá)成共識(shí)。但由于潛在的安全、IT治理、法規(guī)、服務(wù)質(zhì)量等關(guān)鍵問(wèn)題和障礙，很多高等教育機(jī)構(gòu)在行動(dòng)方案和行動(dòng)進(jìn)程上尚持謹(jǐn)慎態(tài)度。因此，未來(lái)云計(jì)算在高等教育信息化中的應(yīng)用將可能呈現(xiàn)如下圖景：(1)高等教育機(jī)構(gòu)對(duì)機(jī)構(gòu)內(nèi)所有數(shù)據(jù)和服務(wù)進(jìn)行分類(lèi)和評(píng)估，將一部分公共業(yè)務(wù)移至云端，一部分關(guān)鍵服務(wù)保留在本地?cái)?shù)據(jù)中心，一部分服務(wù)選擇權(quán)移交給師生員工，由他們自行選擇公有云服務(wù)；(2)專(zhuān)業(yè)團(tuán)體組織承擔(dān)起中間人角色，在第三方云服務(wù)提供商和高等教育機(jī)構(gòu)之間做好需求協(xié)商，這樣既有利于第三方服務(wù)商開(kāi)發(fā)公共服務(wù)滿(mǎn)足高等教育機(jī)構(gòu)的共性需求實(shí)現(xiàn)其規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益，也有利于各個(gè)高等教育機(jī)構(gòu)利用自身優(yōu)勢(shì)專(zhuān)注于特定需求建設(shè)私有云；(3)專(zhuān)業(yè)組織通過(guò)項(xiàng)目資助或其他活動(dòng)形式推動(dòng)云計(jì)算在高等教育機(jī)構(gòu)的使用嘗試，并對(duì)成功和失敗案例進(jìn)行總結(jié)、剖析，形成報(bào)告，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)分享與借鑒；(4)云服務(wù)模式使得高等機(jī)構(gòu)的IT部門(mén)可能需要和第三方協(xié)作管理IT服務(wù)，因此IT員工需學(xué)習(xí)新的管理技能，如合同管理等：(5)高等教育領(lǐng)域的云服務(wù)提供將專(zhuān)注與高等教育領(lǐng)域的獨(dú)特需求，同時(shí)引入服務(wù)質(zhì)量保障以維護(hù)服務(wù)購(gòu)置與開(kāi)發(fā)成本；(6)伴隨著云計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)化工作，公有云、私有云將實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接，形成跨區(qū)域的“高等教育云服務(wù)”網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合和共享。