智慧校園背景下高校數據中心研究與實踐

DOI：10.19850/j.cnki.2096-4706.2021.08.055

摘? 要：在智慧校園背景下，數據中心的研究建設和高校智慧校園建設有多方面契合點。文章基于對數據中心建設的新認識，以浙江師范大學數據中心建設為例，設計了浙江師范大學數據中心平臺架構，該架構包含業務層、數據層、應用及服務層三個層次。同時，介紹了數據中心采用的數據集成方案及數據的備份機制。最后，為解決數據中心數據質量不高、數據冗余等問題，結合浙江師范大學數據治理四步走策略，給出了高校數據治理的合理化建議。

關鍵詞：智慧校園;數據中心;數字化;數據治理

中圖分類號：G434? ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2021）08-0195-04

Research and Practice of University Data Center under the Background of

Smart Campus

——Take Zhejiang Normal University as an Example

LI Chao

（The Office of Network Security and Information Construction，Zhejiang Normal University，Jinhua? 321004，China）

Abstract：In the context of smart campus，the research and construction of data center and construction of smart campus in universities have many similarities. Based on the new understanding of the construction of data center，taking the construction of data center in Zhejiang Normal University as an example，this paper designs the platform architecture of data center in Zhejiang Normal University，which includes three layers：business layer，data layer and application and service layer. At the same time，it introduces the data integration scheme and data backup mechanism used in the data center. Finally，in order to solve the quality of the data from the data center not high，data redundancy and other problems，combined with Zhejiang Normal University data governance four steps strategy，it gives reasonable suggestions for university data governance.

Keywords：smart campus;data center;digitization;data governance

0? 引? 言

目前校園數字化建設蓬勃發展，學校在教學、人事、科研等部門有了一些服務于教學科研人事相關工作的業務系統，但由于這些系統開發上線時間較早，同時各業務部門隨著業務的增長，導致系統無法完全滿足需求，而且，這些業務系統產生的數據也僅在本部門內部系統間進行內循環。各個業務系統間數據標準和數據共享工作無法開展，數據標準、數據格式缺乏統一標準，導致數據共享無法打通，數據更新與維護不同步現象嚴重，數據質量不高。因而，現在智慧校園建設的關鍵是建立統一的校級數據中心，通過指定統一的校內數據標準，保證數據唯一性和準確性，讓各個部門的業務系統數據可以實現數據共享，真正讓數據流轉起來，服務于智慧校園的數字化建設。

浙江師范大學于2018年開始數據中心的研究與建設，經過兩年多地建設，數據中心目前已對接組織部、人事處、本科教學部、學工部、科研院、計財處、圖文信息中心、后勤集團等十五個部門的四十多個應用系統數據。建成后數據中心對校園信息化建設發揮了不可替代的重要作用，對消除信息孤島實現各應用系統的數據共享提供了有力的技術支持。本文主要對浙江師范大學數據中心建設采用的平臺體系架構、數據集成方法、數據備份機制做一個簡要介紹，同時對浙江師范大學的數據治理思路做了闡述。

1? 高校數據中心建設綜述

在近些年的教育信息化工作相關文件中，《教育信息化十年發展規劃（2011—2020年）》^[1]及《教育信息化2.0行動計劃》^[2]無疑是最重要的兩個，各高校在“教育信息化是實現教育現代化必然之路”的指引下，已經開展了多輪信息化建設，部分高校已經逐步過渡到了智慧校園建設。過去這些年，學校大力建設信息系統，但是并沒有達到想要的效果，信息系統建設依舊停留在比較低級的階段^[3]。《教育信息化十年發展規劃（2011—2020年）》論述了關于建設智慧校園的內容，包括數據標準體系、業務系統間的數據整合與數據共享、數據集成、數據應用、信息安全的保障體系等。《教育信息化2.0行動計劃》多次提及提高教育管理信息化水平^[4]。對數據集成、數據規范及信息標準的制定、數據共享等方面內容做了非常詳盡的要求。因此，我們必須清楚地認識到，數據才是智慧校園數字化建設的本質。數據中心的發展建設，數據質量情況的好壞，直接影響到學校數字化建設以及后續的發展。

2? 浙江師范大學數據中心建設

2.1? 數據中心總體架構

在高校智慧校園建設的大背景下^[5]，數據中心作為信息大腦中樞，通過集成、交換、共享、應用等多方面集合學校業務系統的全量數據并且共享數據，通過建立數據中心，可以最大限度發揮各個業務系統數據價值^[6]。在發揮數據價值的同時也能更好地為學校教學科研以及師生服務，數據中心對學校各級人員的查詢、統計分析、分析決策發揮了重要支撐作用。浙江師范大學數據中心平臺架構如圖1所示。該平臺主要由業務層、數據層、應用及服務層三個層次組成。該平臺架構同時包含統一數據治理體系以及統一數據運維與安全管控體系。源業務層包含浙江師范大學各個部門業務數據庫中的結構化數據。數據層包含浙江師范大學數據中心以及主數據管理平臺。應用及服務層包含基于數據中心構建的各類業務系統及數據查詢分析決策服務。整個平臺架構充分支撐了浙江師范大學智慧校園建設的各類應用及數據服務的建設。

2.2? 數據集成

數據集成工具主要作用是將各個部門源業務系統中的數據抽取出來，然后通過集成操作，把數據歸集到校級數據中心，校級數據中心存放整個學校各業務部門系統的數據。通過構建數據中心，有效解決了數據集合和共享問題，同時也解決了業務系統間數據交互產生的各類問題，為數據中心查詢統計分析各類應用提供了高質量可靠數據。數據集成是在保留原各部門業務系統數據庫的基礎上進行的，不會影響各部門業務系統使用的可靠性、完整性、可持續性。浙江師范大學數據中心采用Oracle Data Integrator 11g工具進行數據集成工作。數據集成工作流程如圖2所示。浙江師范大學數據中心數據集成支持每日增量自動抽取以及手工全量數據抽取兩種方式。數據集成的過程是首先根據抽取規則建立抽取線程，判斷跟源數據庫是否連接成功，若成功，抽取線程啟動，否則，抽取線程銷毀。然后開始抽取數據，待抽取完畢后，進行數據清洗、轉換，最后，再將數據裝載到數據中心。

2.2.1? 抽取時間

數據中心抽取數據任務定時在每天凌晨一點啟動，這時學校各業務系統處于空閑且網絡帶寬也處于低流量狀態。因此，按照數字校園數據中心建設規劃，將凌晨一點到凌晨五點作為數據中心每日增量數據抽取的時間窗口，進行數據的抽取與同步。

2.2.2? 抽取方式

為了不影響業務系統性能，浙江師范大學數據中心采用業務系統開出視圖、數據中心增量抽取視圖數據的方式進行抽取。該方式的工作原理是：在源業務系統上（比如人力資源部人事管理系統、本科教學部學生管理系統）建立源業務系統表對應的視圖，視圖會跟源數據表的每日數據變化記錄保持一致。在數據中心建立相應的數據表，ODI根據源業務系統增量數據，及時清除無用的數據日志信息。通過視圖方式抽取源業務系統增量數據方式對業務部門源業務系統的使用影響最小。

2.3? 主數據管理平臺

為構建數據中心數據健康度模型，體現學校數據總體建設及運行狀況，通過每一天健康度趨勢反映學校數據治理的變化情況，部署了浙江師范大學主數據管理平臺。主數據管理平臺如圖3所示。該平臺圍繞數據健康度指標呈現，反映數據當前健康度及歷史趨勢。主數據管理平臺反映了業務系統源數據集成狀態、數據代碼標準完備情況、目前已有數據的現狀、歷史源業務數據的存儲情況;同時，主數據管理平臺也顯示了元數據檢測問題、數據代碼標準一致性問題、主數據集成運行問題、數據質量問題、主數據倉庫備份問題。

浙江師范大學主數據管理平臺信息標準管理包含數據標準管理、代碼標準管理和查詢、使用范圍檢索、映射關系、使用情況檢查等多種功能，可以助力學校實現對標準和映射的“制定、維護、分享、集成”等功能，而且也可以監督代碼標準使用狀況，優化代碼標準使其趨于統一。數據信息標準管理是為各個部門業務系統建設提出數據信息標準要求，代碼標準主要是為了數據代碼標準、使用、定義的一致性，減少因為標準不統一而造成數據集成困難。浙江師范大學結合學校自身的校內標準以及學校個性化需求，形成了《浙江師范大學數據代碼標準》。圍繞各個部門業務系統建設，圍繞業務數據的集成與共享，數據代碼標準在使用中不斷完善。

2.4? 數據備份

浙江師范大學數據中心采用Oracle DataGuard備份機制。DataGuard的備份機制是一種數據庫層級的熱備份機制，這種機制的高可用性不僅包含了容災、數據冗余、計劃維護時間，還包括了業務系統故障、系統應用故障、網絡帶寬故障的監測。DataGuard機制的高可用性不但能夠讓系統避免自身問題，還可以提供高可靠性系統升級計劃及系統維護。DataGuard備份機制的主要功能包含：數據容災保護、數據庫故障恢復。這種備份方案提供兩種實現類型：物理備份和邏輯備份。浙江師范大學DataGuard備份機制由一個主數據庫（主庫）及一個備用數據庫（備庫）組成，兩個數據庫分別部署在兩幢不同教學樓的機房環境中，主庫和備庫之間通過校園內部網絡連接。主備庫之間通過日志應用服務和數據傳輸服務可實現主數據恢復從而讓數據實時同步得到保證。

3? 浙江師范大學數據治理思路

高校數據中心數據治理工作是把工程技術應用與科學管理方式相融合的一套管理體制，貫穿在智慧校園數字化建設的全過程中。建立科學高效的數據治理體系，對全校各業務系統和數據中心的數據質量實施全過程、全領域和全人員管理，數據治理成為學校數字化建設的一項重要工作。浙江師范大學數據治理按照四步走完成數據治理工作閉環。圖4為浙江師范大學數據治理框架圖。分別是數據整理與集成、數據信息標準梳理、數據標準監督管理、數據治理運營服務體系四部分。

3.1? 完成業務系統源數據整理與集成

業務系統源數據整理最關鍵的一步是要梳理信息標準，信息標準梳理完成后學校需要確立各部門業務系統間數據流轉方向，同時主數據庫中數據要根據源數據的數據結構確定自己的數據結構，等數據流轉方向和數據結構都確定后，可以為數據的集成工作提供指導標準。對于沒有從業務系統產生的各類數據，通過數據采集補錄系統進行數據補齊和完善。數據補采操作可以讓學校數據中心的數據更完備、更全面。同時，要對有效歷史數據進行歸檔保存，為后期更有效利用數據提供基礎。數據中心內部有效數據的大容量存儲可以作為未來數據中心校級數據決策的基礎。在數據中心建設的同時，要同步考慮大數據數倉的建設，高質量歸檔的歷史數據，可以讓未來的數據中心數據分析工作變得更快捷、更容易。

3.2? 梳理校內信息標準

信息標準是一個學校數據層面數據中心建設能否成功最基礎的因素，大部分高校已經完成了信息標準建設工作，但是標準的制定不完善，且標準沒有得到很好地推廣^[7]，這些都是阻礙信息標準在校內全方位鋪開的最大原因。數據標準快速迭代需要解決，使之能夠適應學校智慧校園數字化建設的多變需求。只有建立起統一有效的信息標準，并在信息系統建設中監督信息標準執行情況，才能高標準完成學校所需業務系統的建設，同時更好地促進校內系統間數據的流轉與共享。

3.3? 進行數據質量標準監督管理

學校數據中心基于最新信息標準完成數據集成整合后，數據中心基礎框架就已構建。框架構建好之后，數據中心的最大問題就是數據質量不高，數據不全。如何對數據質量進行監督管理，同步補齊缺失數據，提升數據質量，是擺在學校面前一個亟需解決的問題。這時候要對數據中心的數據進行優化建設，提高數據質量是一項長期工作。源業務系統要根據數據信息標準對系統進行優化升級，或者根據系統中數據情況對數據信息標準進行調整。

3.4? 建立數據治理運營服務體系

數據治理工作需要長期不懈的投入，不可能一步到位，業務系統項目化建設模式又會讓學校在驗收項目之后大大降低供應商對學校的支持力度。這時候學校需要長期、持續的投入人力、物力和財力，同時配置一支高水平的項目維護團隊，才能把運營服務體系真正建立起來。基于數據中心的長期性運營服務體系，需要學校管理和供應商持續服務相結合，對校內數據進行長期運營。學校負責日常的信息標準執行情況檢查、數據集成監控監督以及數據質量檢查，供應商系統負責系統成功實踐，持續性為學校提供數據層面各類咨詢服務，和學校共同打造質量健康的數據生態圈。

4? 結? 論

本文以浙江師范大學為例，介紹了浙江師范大學在建設校級數據中心的探索與實踐過程。從數據中心架構、數據集成工具、主數據平臺建設、數據備份機制四方面詳細闡述了浙江師范大學數據中心。并簡要介紹了浙江師范大學在數據治理工作的四步走思路。未來，隨著智慧校園建設的不斷推進，數據中心建設及數據治理工作在數字化校園建設中的地位將變得更為重要。

參考文獻：

[1] 中國教育報.《教育信息化十年發展規劃（2011—2020年）》印發——到2020年基本實現學校寬帶網絡全覆蓋 [R/OL].（2012-03-31）.http：//www.moe.gov.cn/s78/A16/moe_789/201203/t20120331_133414.html.

[2] 中華人民共和國教育部.教育部關于印發《教育信息化2.0行動計劃》的通知 [EB/OL].（2018-04-25）.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/201804/t20180425_334188.html.

[3] 浙江省教育廳.浙江省教育廳辦公室關于轉發《中小學數字校園建設規范（試行）》的通知 [EB/OL].（2018-05-24）.http：//jyt.zj.gov.cn/art/2018/5/24/art_1532985_27488094.html.

[4] 劉邦奇，孫曙輝.智慧校園的融合發展與技術實現 [J].現代教育技術，2018，28（1）：73-79.

[5] 中華人民共和國住房和城鄉建設部.數據中心設計規范：GB 50174-2017 [S].北京：中國計劃出版社，2017.

[6] 宗平，朱洪波，黃剛，等.智慧校園設計方法的研究 [J].南京郵電大學學報（自然科學版），2010，30（4）：15-19.

[7] 楊秀萍，崔強.基于教學診改的大數據專業課程實踐研究 [J].赤子，2019（29）：263-264.

作者簡介：李超（1990—），男，漢族，浙江金華人，助理工程師，碩士研究生，研究方向：數據中心、數據治理。

收稿日期：2021-03-12