基于云計算的高校信息化建設思路與實現路徑*

譚健欣，劉宗妹

（1.廣東財經大學 信息化建設與管理辦公室，廣東 廣州510000；2.廣東司法警官職業學院 信息管理系，廣東 廣州510000）

一、引言

信息化是充分利用信息技術開發利用信息資源、促進信息交流和知識共享、提高經濟增長質量、推動經濟社會發展轉型的歷史進程。[1]信息技術是信息化的核心與關鍵，隨著現代信息技術迅速發展，信息化已融合到社會各行各業。

當今，信息化已成為高校教學、科研、管理、公共服務等不可或缺的重要生存環境，傳統模式下的高校信息化建設出現缺乏統籌建設、重復構建、信息資源孤島、信息技術人員不均衡、體制機制不健全等問題。隨著亞馬遜、微軟、谷歌、IBM、英特爾等公司紛紛提出“云計劃”，云計算概念出現在大眾面前，在高校中出現了云計算熱潮。[2]目前，云計算在高校的信息化建設思路及實現路徑缺乏相關研究，在中國知網上還沒搜索到類似的學術成果。本文引入系統工程理念，把信息化建設劃分為若干階段，提出各階段的設想及建設內容，為以后相關研究提供些許參考。

二、高校信息化建設的普遍現狀

通過教育部科技司《中國高校信息化建設和應用水平》、《中國高校信息化應用效果》的調查，結合兄弟院校及本校實際情況，高校信息化建設主要存在以下幾點普遍現象。[3][4]

1.基礎設施建設缺乏統籌規劃

高校信息化建設基礎設施包括機房建設、網絡基礎設施、存儲、服務器、PC電腦、計算機軟件系統。目前，存在信息化基礎設施建設以業務部門為主導、沒有歸口部門統一規劃建設的現象，造成學校重復投入建設的問題。

2.數字資源存儲與管理面臨困難挑戰

數字資源包括教學電子資源、科研電子資源、圖書館電子資源等。近年來，數字資源呈爆炸式增長，給人們帶來便利的同時也帶來了存儲的危機。傳統的以部門為單位自建自管的方式不能滿足海量數字資源對存儲的要求，面臨著缺少存儲空間及難以靈活擴展、災備、運維等問題。

3.應用系統建設與部署不夠科學有效

應用系統在建設方面，以業務部門各自為政的方式建設，造成一個個信息孤島，建設標準不一致、日后管理維護斷層等問題。應用系統在部署方面，往往以單應用單服務器的方式部署，帶來資源利用率低、部署時間長等問題。

4.運維與管理較為混亂低效

傳統模式下的信息化建設遵循誰有需求誰去建設、誰去建設誰來管理的原則,造成學校對計算資源、存儲資源、網絡、應用難以進行全局統一的實時監控，不能做到及時發現問題、定位問題、解決問題。同時應用系統后期運維與管理由于沒有統一的歸口部門從而帶來混亂低效的問題。

5.建設與管理體制機制較難行之有效

傳統體制下的信息化建設多以業務部門為主導，根據自身需求向資產處、招投標中心申請購買信息化基礎設施及應用系統，業務部門的信息系統均各自負責運維與管理。此運行機制缺乏靈活性且效率低，信息化建設體制不夠科學合理。

三、云計算概述

1.云計算的概念

關于云計算的定義很多，但通常表達的是同一個意思，可定義為云計算是基于網絡的以服務的方式提供按需要的、動態可擴縮的、虛擬化資源的一種新型的計算方式。[5]云計算發展的目標是像水、電、交通等實現社會化、集約化和專業化，以信息服務的方式提供給全社會的公共基礎設施。[6]

2.云計算的服務層次

云計算可被看做服務的集合，從而它可以用層來體現云計算的體系結構，如圖1所示。

圖1 云計算層次體系結構圖

圖1中最上方的一層為“軟件即服務”，即“SaaS”，用戶在此通過其遠程運行應用程序。在圖1的最下方一層為“基礎設施即服務”，即“IaaS”，用戶在此得到計算資源和存儲資源及額外的配套（電、空調和網絡）。在中間一層為“平臺即服務”，即“PaaS”，用戶在此除了可以得到“IaaS”所提供的服務，還可以得到運行軟件所需特定平臺（操作系統、容器、數據庫等）。

3.云計算的類型

云計算可分為三種類型：公有云、私有云、混合云，如圖2所示。

圖2 云計算類型結構

在公有云，計算資源、應用服務由第三方提供商通過基于網絡的Web應用或Web服務動態提供。公有云是由第三方提供商運維，不同用戶、不同單位的應用會被混合一起放在云端的服務器、存儲、系統和網絡上。

私有云可被定義為私有網絡下的云計算。私有云是為某一單位企業專用而建的，在數據、安全、服務質量上擁有完全的控制。單位企業的IT部門可以建設和管理私有云。

混合云包含一個或多個私有云和公有云模塊。混合云可按照自己實際的需求通過公有云、私有云或兩者混合去發布應用。

四、云計算模式下的信息化建設思路與路徑

云計算作為新的互聯網服務模式，提供不同層次服務及不同類型的建設模式。本文把云計算模式下的信息化建設按照先后順序劃分為戰略規劃、具體規劃、實施、運維四個階段，如圖3所示。

圖3 云計算模式下信息化建設所需階段綜述圖

1.戰略規劃階段

戰略規劃階段主要是為了學校能清晰了解云計算，定位其應用價值及可能會帶來的問題，通過分析目標與問題，制定建設的指導準則。本階段包括云計算的價值定位及戰略規劃。

（1）價值定位

通過分析當前學校信息化建設的具體情況及其業務流程，在充分了解云計算內涵的基礎上，結合學校具體所需及社會上云計算應用成功的案列，明確采用云計算進行信息化建設的目的及解決的主要問題。

（2）戰略規劃

基于價值定位步驟所分析的結果，結合特定需求分析（包括學校信息化建設與管理業務流程分析調研、組織架構分析調研），根據學校實際客觀條件（經費、場地、人員）和云計算的應用與發展趨勢，確定建設的云服務模式與云計算類型，制定中長期信息化發展規劃戰略。

2.具體規劃階段

根據戰略規劃階段所給定的目標與要求，分析在信息化建設過程中會出現的問題及其主要影響因素，制定對應的具體規劃。

（1）組織架構規劃

云計算其中一個重要內涵就是整合并優化資源，以服務的模式提供按需的信息化資源。高校需要建立全校統籌信息化建設與管理的部門，為使信息化建設進程有效推進，還需成立以校領導領銜的信息化領導小組。[7]

（2）業務流程規劃

組織架構的變化，帶動著信息化建設與管理業務流程的重塑。通過對傳統的業務流程以關系網、圖的形式進行描述，全局掌握現有架構下的業務流程，根據新模式下的組織架構及戰略規劃階段所給定的目標，整改不科學、不合理的業務流程。

（3）信息化資源規劃

借鑒ERP的運維思想，采用信息資源管理方法，把學校信息化資源整合分為信息化基礎設施、應用系統、從事信息化建設的人力資源。

1）信息化基礎設施

摸清現有信息化基礎設施的建設情況，以部門為單位統計其建設情況、使用情況。在云計算模式下，基礎設施將被統籌規劃、資源整合并統一管理，搭建IaaS云平臺，以服務的方式為部門提供基礎設施環境。在信息化基礎設施規劃當中，需要規劃未來基礎設施建設的投入與規模、IaaS云的服務規模與對象。

2）應用系統

應用系統需運行在基礎設施之上，在云環境下，應用系統將存放在以部門為單位的虛擬數據中心。應用系統包括現有的及未來建設的，對于現有的應用系統需要做出遷移到云環境中的規劃；對于未來建設的應用系統，可部署在部門所屬的虛擬數據中心，或部署在學校自建的PaaS平臺上，或直接向外購買基于SaaS的應用系統。

3）人力資源

此規劃為采用云計算后所帶來運維模式改變而制定的規劃。高校采用云計算搭建動態響應、按需分配的云平臺，其中目的之一就是要簡化與優化IT運維管理。全校信息化建設運維應劃分為4個部分——呼叫中心、基礎設施、應用系統、監控與管理。呼叫中心面向所有用戶提供業務咨詢及報障服務；基礎設施部門負責網絡、服務器、存儲、云計算平臺等基礎設施的維護與管理；應用系統部門負責應用系統的開發、運維與管理及系統業務咨詢；監控與管理部門負責實時監控基礎實施、應用系統的運行情況，對問題的發現、定位、解決提供依據。

3.實施階段

根據戰略規劃階段既定的目標及具體規劃階段相應的規劃，進入實施階段。本階段首先要明確構建的云計算類型及服務層次，然后根據具體情況選擇相應的產品或開源技術去建立云計算平臺。

在明確構建什么樣的云計算平臺之前要廣泛了解現有云提供商及其相應的產品和相應成功的案例，借鑒成功的經驗。亞馬遜的EC2、S3，阿里巴巴的ECS、OSS，谷歌的Compute Engine、Cloud Storage均可搭建公有云下的IaaS平臺。VMware vCloud Director、suse cloud、radhat cloud infrastructure、oracle cloud infrastructure等產 品 及 開 源 軟 件Eucalyptus、OpenNebula、Nimbus、ECP和OpenStack均可搭建私有云下的IaaS平臺。亞馬遜的Elastic Beanstalk、阿里巴巴的ACE、谷歌的App Engine均為成熟且流行的PaaS平臺，PaaS平臺還可以通過開源軟件Hadoop、CloudFoundry和OpenShift構建。SaaS可通過在已建的IaaS或PaaS上建立應用系統或向外購買基于SaaS的軟件系統（如騰訊郵箱系統、Google Apps、有道云筆記、夠快存儲等）。

高校經歷了“十一五”規劃后，信息化的基礎設施建設均取得一定成效，各自擁有自己的數據中心或網絡中心、獨有的校園網絡及硬件基礎設施，且學校部分數據不宜存放在公有網絡中（如財務數據、一卡通數據），因而不適合構建公有云下的IaaS、PaaS平臺。確定云計算平臺類型與服務層次后，需根據學校實際情況（如經費、已有設施）選擇相應的產品或軟件，進入具體實施步驟。此步驟應包括具體的實施計劃進度表及相應的操作步驟（如應用遷移、資源劃分、云平臺操作等）。

4.運維階段

云計算平臺承載著全校的數字資源及應用系統，因此需要在運維階段做一系列的有效措施來保障云計算平臺的服務質量。要從如下幾個層面下手：

（1）技術層面

采用負載均衡技術解決網絡設備、應用系統的單點故障隱患問題。做好應用根據服務的范圍、重要的程度及其使用的頻率進行分級分類劃分與管理，使云計算資源得到更有效的分配。明確應用間的依賴關系，從而遇到問題的時候能更快且有效地去定位問題、解決問題。

（2）工具層面

要建立網絡監控系統、應用性能監控系統，通過網絡監控系統實時監控全校網絡運維情況，對于網絡故障點及時報修，避免多點故障隱患導致網絡癱瘓；通過應用性能監控系統實時了解應用是否正常及其性能情況，根據應用等級、應用依賴及負載情況調整其占用的云計算資源，從而提高服務質量。

（3）隊伍建設層面

在云環境下的信息化建設應存在IT規劃、網絡運維、基礎設施運維（含云平臺）、應用開發維護等領域的專業技術人員，相關業務部門只要有應用系統業務管理人員即可。全校信息化技術人員應由統一的歸口部門管理然后按需分配，可參照部分高校的輔導員是由學生處統一管理調配的形式。

（4）保障措施層面

學校需積極動員企業、社會組織、師生參與到信息化建設上來，促成多元參與共建共享體系。成立以校領導領銜的信息化領導小組，加強組織建設。出臺相關政策文件推動信息化建設的可持續發展。

五、結束語

云計算的出現為高校信息化建設帶來了先進的理念，變革著傳統學校信息化建設的體制，重塑信息化建設的業務流程，推動著高校信息化建設又快又好地發展，帶動著教育現代化的建設，引領著高校的綜合改革。但同時，由于云計算應用在高校信息化建設的案例還不多，在實際建設與運維過程中會遇到不少問題，需借鑒行業內外成功的經驗，逐步完善在云計算環境下的信息化建設與管理。

[1]中共中央辦公廳，國務院辦公廳.2006—2020年國家信息化發展戰略[Z].中辦發[2006]11號.

[2]陳全,鄧倩妮.云計算及其關鍵技術[J].計算機應用,2009(9)：2562-2566.

[3]梁林梅,劉永貴,桑新民.高等教育信息化發展與研究論綱[J].現代教育技術,2012（1）：5-9.

[4]蔣東興,宓詠,郭清順.高校信息化發展現狀與政策建議[J].中國教育信息化,2009（15）：27-30.

[5]M.Tim Jones.Cloud computingwith Linux[EB/OL].http：//www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-cloudcomputing/index.html.2009-02-11.

[6]李德毅.云計算支撐信息服務社會化、集約化和專業化[J].重慶郵電大學學報(自然科學版),2010(6)：698-702.

[7]桑新民,劉永貴,梁林梅,李逢慶,鄭旭東,謝陽斌,楊滿福,徐芃.教育信息化新階段的戰略思考與頂層設計研究論綱——教育技術學專業創新發展的機遇和挑戰[J].電化教育研究,2011(3)：5-13.