淺析基于云計算的高校信息化建設*

陳翠紅

(安徽工商職業學院，安徽 合肥 230041)

一、研究意義及發展現狀

(一)研究意義

隨著云技術的快速發展，很多領域根據實際需求運用云技術解決實際問題，通過云技術的運用使得某些領域發生突破性的改革，如何將云技術應用到高校信息化建設中以解決當前高校信息化的突出問題成為熱點問題[1]。

云計算作為一種新興的共享基礎架構的方法，它可以將巨大的系統池連接在一起以提供各種IT服務，運用云平臺對高校信息化建設帶來的極大推動作用，學校的教育資源和教育信息，以及個人用戶的信息都將逐步的遷移到網絡中，作為“云”的一部分。一方面，對于個人用戶來說，可以更好利用云中的信息和教育資源，通過云提供的服務按需獲取云中的各種形式的軟件和服務；另一方面，能方便的利用云中的教學資源提升教學質量。將云平臺引入信息化校園建設中，有利于高校更好的整合現有的硬件基礎設施，節約硬件采購成本，為信息化校園的應用建設節約資金和時間。在迎接大數據時代時，為高校管理決策者提供清晰的數據支持，為科研用戶提供自由選擇的科研資源和信息。

(二)發展現狀

歐美發達國家的教育信息化起步較早，國外高校通過建設多種系統的集成平臺、用戶信息化管理平臺、用戶訪問Web服務平臺，實現了傳統的辦公方式向協同工作、流程化管理方式的轉變。實現了幾十萬學生不受時間、空間和應用類別限制訪問資源，擴大了教育的內涵和外延[2]。我國的高校信息化起步較晚，第一批數字化校園建設是由中山大學、重慶工商大學推進展開的，到2005年，我國的大中小學都開始了“校校通”等信息化建設，已經取得了顯著成效，各高校校園網基本建成千兆、萬兆光纖鏈路，主校區和分校區的光纖連接。建成了基于校園網的應用部署，各種Web 服務、FTP服務、電子郵件、遠程訪問、電子圖書館、教務管理、學生管理等系統。部署了基本的軟硬件基礎設施。隨著政府和教育系統對現代化遠程教育的推動和中國教育和科研計算機網絡的建成，各高校紛紛投入建設。清華大學、北京大學、復旦大學等高校的數字化校園建設研討會的召開，標志著我國高校信息化建設進入了新階段。

云計算在國外發展相對較早，較成熟，云計算在教育系統中的應用處于起步階段。隨著云計算的大規模商業化運作，2009年起，云計算在國內的研究和應用越來越廣泛。

二、預期實現目標

高校信息化建設目標是實現資源共享，改變教學模式，提高教學水平。云平臺高校信息化建設打破傳統設備獨占的現狀，運用云平臺部署應用，達到資源共享，實現高校信息化的長期規劃。

通過基于云平臺的高校信息化建設，應實現如下具體目標：

1.對基礎設施資源進行重新部署，通過對云平臺虛擬化技術的使用，解決硬件資源的獨立投資問題，節約硬件資源成本同時也解決了硬件資源利用的失衡問題。

2.基于面向服務(SOA)的架構模式，建立統一的資源調度API接口，實現零數據孤島，實現不同部門之間的資源互訪，提供為底層數據采集及處理的支撐平臺。

3.實現平臺資源和服務資源的虛擬化并提供給用戶，提高軟硬件資源共享率，降低校內資源重建率，同時也為各大高校之間的校際聯盟做好鋪墊[3]。

三、關鍵問題及解決方案

(一)關鍵問題

根據調查，在各大高校中存在一種普遍現象，各個院校、職能部門為改變傳統低效的工作模式，都普遍購買一些應用系統使用，而這些應用系統從特點上分析：訪問量不高，架構普遍都是采用網站+數據庫的模式，數據所需空間不大，根據這些實際問題，探討在高校的信息化建設中采用云計算，擬解決以下問題：

1.建設成本高、利用率低。一般情況下，高校采購的設備都具有比較先進的配置，然而因為應用服務本身的開發采用的開發工具和設備要求不盡相同，導致硬件設施不能共享，所以各個職能部門只能根據自己的需求自行采購所需設備，這樣導致大量的重復采購，增加了采購成本，而實際上很多設備實際利用率并不高，且隨著應用系統的升級等各方面原因容易被淘汰，導致資源的浪費。而還有一些部門因為資金不足等原因無法購買支撐設備，從而影響到部分師生不能使用一些好的服務。

2.存儲增長的限制。隨著時間的推移很多應用系統的數據存儲增長幅度比較大，到了一定的階段，很多舊的存儲不能再滿足需求，被升級的存儲替代，這樣造成舊的存儲被淘汰。

3.網路質和量的高要求。高校一些核心服務需要24小時待機，而物理服務器的網口一般都是有限的，遇到復雜的網絡需求就不能滿足需求，出現網絡短口，無法實現質和量的雙保險。

4.管理問題多。在高校中，每個服務的維護管理都是有專人負責，隨著軟硬件資源的增長，測試、管理和維護應用服務等工作無形中變得更加繁瑣，加大了管理人員的工作負擔。

(二)解決方案

基于云平臺的高校信息化建設以校園網為依托，以面向服務的理論為基礎，利用信息技術、網絡通訊技術對高校現有的信息資源進行整合，通過對資源的統一管理、用戶管理和權限控制、軟硬件資源的重構最終實現教育信息化、決策科學化、管理規范化，把高校校園建成一個數字的、虛擬的、智能的、超越時間和空間限制的云空間[4]。

構建基于云平臺的高校信息化從三部分展開:

1.基于SOA面向服務的軟件體系架構

SOA面向服務的體系結構在軟件行業是一項很成熟的架構設計思想，在整合企業信息資源和信息孤島中起著十分重要的作用，將SOA和云平臺結合解決高校信息化建設中存在得問題，能從根本上節約成本。

2.重點研究云平臺高校信息化的資源提供體系

基礎設施服務(IaaS)，平臺即服務(PaaS)和軟件即服務(SaaS)是云計算的三層體系架構設計的主體和核心部分。

基礎設施服務IaaS提供商利用虛擬化技術，向用戶提供硬件資源的在線服務，用戶根據需求以租用的方式獲得所需硬件的使用，其中虛擬化技術主要包括網絡、存儲及服務器等資源的虛擬化。

平臺即服務PaaS提供商使得用戶可不考慮硬件及操作系統的問題，提供給用戶軟件開發的環境和平臺。其主要功能首先是為客戶端提供交互界面，門戶平臺主要建設門戶支撐框架，提供標準的開發和運行框架；其次，PaaS將數據中心和各業務系統整合在一起形成完整的信息支撐平臺，各業務系統調用同一個數據中心的數據，共享數據和業務數據共同支撐數據平臺，對用戶層提供查詢、分析、修改、統計和打印等任務[5]。

軟件即服務SaaS是最常見的云端服務類型，是整個校園信息化對外提供的終端服務，它由數據中心提供完整的應用程序服務，用戶通過界面層支持瀏覽器、手機和手客戶端的訪問，而無需在用戶終端安裝和維護各種應用軟件。

3.安全體系和云服務生命周期的管理

用戶對云計算最大的疑慮是云計算的安全性，在傳統的高校信息化中，服務器和相關軟件一般是由專人管理，服務器、防火墻、軟件和存儲設備都是可見的，對安全性比較放心。而云平臺下，服務的后臺資源和管理架構不可見，用戶缺乏安全感是正常的。通過對管理和運營手段的研究，確保基于云平臺的信息化校園的安全性是必要的。

云計算的業務需求在云計算生命周期內運行，云計算需要對硬件和軟件資源進行統一管理，云服務的生命周期主要包括資源創建、服務模板定義、服務目錄創建、服務訂閱、服務運行和服務終止。

四、方案實施可行性

(一)高校現有基礎設施可行性

隨著高校信息化的快速發展，各高校校園網基本建成千兆、萬兆光纖鏈路。各高校陸續建成了基于校園網的應用部署，各種Web 服務、FTP服務、遠程訪問、數字圖書館、學生管理、教學工作管理、財務管理等系統[6]。部署了基本的軟硬件基礎設施，這些為構建基于云平臺的高校信息化建設提供了很好的基礎條件。

(二)效益可行性

1.基于云平臺的高校信息化建設有利于高校減少硬件投入，能為學校不同人群提供價格低廉的計算資源和硬件資源，可以省下機房購置、網絡布線、電力供應、機房管理以及人員環節的巨大經濟開支。

2.基于云平臺的高校信息化建設有利于減低軟件開銷。通過云平臺對服務整合和信息聚合，高校用戶可以從云中獲取軟件。

3.基于云平臺的高校信息化建設能保證數據存儲安全。云計算核心技術之一就是保障可靠性和安全性。

4.基于云平臺的高校信息化建設能改善高校用戶體驗。基于云平臺的共享型高校信息資源，用戶可以通過一站式搜索，隨心所欲地訪問分布式存儲的各種數據資源。而且云平臺對用戶終端設備要求不高[7]。

參考文獻：

[1]將澤林.云計算在中學教育信息化中的應用研究[J].內江科技，2012，(5).

[2]楊茹.先階段我國高校校園網現在分析與完善[J].計算機光盤軟件與應用，2012，(10).

[3]黨春輝.基于虛擬化技術的高校云平臺的構建研究[J].計算機光盤軟件與應用，2013，(8).

[4]郭名靜.基于云計算的高等院校信息化建設策略研究[J].電腦知識與技術，2010，(7).

[5]張乾.基于SaaS的高校管理信息化[J].貴州民族學院學報，2010，(3).

[6]譚定英.基于云計算的數字化圖書館研究[J].研究與開發，2010，(3).

[7]張穎.基于云計算的數字圖書館應用模型研究 [J].數據庫與信息管理，2013，(2).