基于云計算的鄉村振興創新支撐平臺的建設研究

林昆，鄭霖娟

（清遠職業技術學院 信息技術與創意設計學院，廣東 清遠 511510）

0 引言

2017年10月18日習近平總書記在黨的十九大報告中指出，農業農村農民問題是關系國計民生的根本性問題，必須始終把解決好“三農”問題作為全黨工作的重中之重，實施鄉村振興戰略[1]。2018年1月2日中央一號文件《中共中央國務院關于實施鄉村振興戰略的意見》發布，《意見》指出“實施鄉村振興戰略，是黨的十九大作出的重大決策部署，是決勝全面建成小康社會、全面建設社會主義現代化國家的重大歷史任務，是新時代“三農”工作的總抓手。”

2018年10月23日，習總書記視察廣東省清遠市英德市時指出，城鄉區域發展不平等是廣東高質量發展的短板。要下功夫解決城鄉二元結構問題，努力把短板變成“潛力板”，充分發揮粵東西北地區生態優勢，不斷拓展發展空間、增強發展后勁。

清遠地處粵北，是一個農業大市，擁有豐富的特色農副產品和農村特色資源，但農業農村發展仍然存在著許多短板和問題亟待解決；同時清遠又毗鄰粵港澳大灣區，是大灣區的“菜籃子”，在“廣清一體化”戰略和“入珠融灣”工作推進中蘊含著巨大機會。本文在鄉村振興戰略背景下，從如何發揮高職院校服務地方經濟發展的作用出發，利用云計算技術開展構建高校服務鄉村振興的創新支撐平臺的研究與實現，從農村電子商務即服務、鄉村特色旅游網站即服務、微信公眾號運管即服務、數據管理即服務、開發平臺即服務、運行環境即服務等多個維度構建一鍵式的“互聯網+”創新創業支撐平臺，為鄉村創新創業者提供所需的互聯網技術支撐與服務。

1 鄉村創新創業活動普遍存在的問題

1.1 技術門檻和試錯成本高，開展鄉村創新創業的熱情和勇氣不足

農業農村從業人員要開展鄉村創新創業活動，需要能夠統籌和組織眾多方面的工作，這些工作可能涉及如種植、養殖等傳統農業領域，也可能涉及如信息技術、農業機械等高新技術領域，或者民宿、農旅文旅等鄉村旅游領域，或者短視頻、直播、社群等新營銷領域等等。有意向開展鄉村創新創業活動的農業農村從業人員往往只熟悉擅長其中某一領域，對其他領域則不夠擅長，要統籌組織整個創新創業活動對于多數的農業農村從業人員來說仍然是技術門檻過高[2-4]；同時，涉農項目的投入大、投資回報周期長、受自然因素影響大、成功率普遍較低等因素造成了鄉村創新創業活動的試錯成本普遍較高[5]。面對技術門檻高、試錯成本高這兩個困難，農業農村從業人員即便有一定的熱情，往往卻鼓不起足夠的勇氣邁出開展鄉村創新創業活動的第一步。

1.2 鄉村創新創業活動的創新性不足，高質量的創新創業活動仍缺少

鄉村創新創業活動涉及眾多領域，是一項復雜的系統化的活動，農業農村從業人員往往未能全面掌握活動過程涉及的方方面面，在開展鄉村創新創業活動時通常受個人認知偏差、熟悉領域和周圍成功案例等多方面因素影響，具有一定的跟隨性和盲目性，從而導致鄉村創新創業活動的創新性普遍不高[7]，一些創新創業熱點容易出現跟風扎堆的現象，高質量、獨創性的鄉村創新創業活動仍十分缺乏。

1.3 缺乏有效的鄉村創新創業技術支撐平臺

鄉村創新創業活動涉及傳統農業、信息技術、農村電商、鄉村旅游、新媒體營銷等眾多領域，農業農村從業人員若要在鄉村創新創業活動各個環節都要從頭做起，那么其投入資金、周期和難度都將是非常巨大的，而目前各主體建設的創新創業支撐服務平臺多數只是一些政策信息資訊的展示或技術資訊的介紹、又或者是實用性不強，缺乏有效的、能直接為鄉村創新創業活動提供技術支持和應用的支撐服務平臺[6]。

2 鄉村振興背景下“互聯網+”鄉村創新創業支撐平臺的建設路徑

鄉村振興戰略背景下“互聯網+”鄉村創新創業支撐平臺的建設目標是利用云計算技術開展構建高效服務鄉村振興的創新支撐平臺的研究與實現，從農村電子商務即服務、鄉村特色旅游網站即服務、微信公眾號運管即服務、數據管理即服務、開發平臺即服務、運行環境即服務等多個維度構建一鍵式的創新創業支撐平臺，為鄉村創新創業者提供所需的互聯網技術支撐與服務。

2.1 廣泛開展調研，收集并梳理鄉村創新創業活動的互聯網技術應用需求

通過查閱相關文獻資料、實地走訪涉農企業以及深入相關村落農業合作社、農莊、果園等村民廣泛開展調研交流，收集鄉村創新創業活動中所需的互聯網技術應用需求，并對收集到的需求進行梳理分類，作為鄉村創新創業活動支撐平臺提供服務的目標。

2.2 基于云計算技術構建“互聯網+”鄉村創新創業支撐平臺

“互聯網+”鄉村創新創業支撐平臺的主要目標是為粵北地區鄉村創新創業者提供互聯網技術支撐和服務，由于粵北地區鄉村創新創業者的互聯網技術力量普遍較為薄弱，為了降低創新創業者的互聯網技術要求門檻、同時降低其開展創新創業活動的成本，利用Docker Engine云計算技術構建服務鄉村創新創業活動的互聯網技術PaaS平臺，讓鄉村創新創業者從復雜的互聯網服務環境的配置與管理中解放出來，鄉村創新創業者直接使用支撐平臺提供的創新創業環境，而無需參與底層的物理服務器、操作系統以及開發環境、數據庫等基礎軟件的部署與管理，其原理與結構如圖1所示。

圖1 輕量級虛擬化技術的體系結構

2.3 建立服務鄉村創新創業活動的映像倉庫

根據前期收集梳理的鄉村創新創業活動的互聯網技術應用需求，我們將鄉村創新創業者所需的創新創業環境分類、并封裝成模板映像（images），如“農村電子商務服務”模板、“鄉村特色旅游服務”模板、“LAMP開發環境服務”模板等等，根據鄉村創新創業者的具體需求，分配相應的資源，生成能滿足創新創業需求的運行容器，提供給創新創業者使用，以支撐鄉村創新創業者的創新創業活動的開展；此外，映像倉庫支持動態管理，后續可根據實際需要，動態調整模板映像，如圖2所示。

圖2 創新支撐平臺對鄉村創新創業活動的支撐與服務示意圖

3 鄉村振興背景下“互聯網+”鄉村創新創業支撐平臺的技術實現

3.1 鄉村創新創業活動支撐平臺的技術路線

PaaS實現了一批相同的云服務節點共享一套底層操作系統、基礎軟件和開發環境等資源，同時為每個節點提供了獨立、相互隔離的應用操作空間，從而最大限度降低了資源的損耗率和維護的復雜度。鑒于Docker和kubernetes是目前業界最為流行的開源PaaS技術和面向容器的集群管理技術，其功能完備、更新快速、幫助文檔和社區支持較完善，因此選用以Docker作為云計算基礎平臺、kubernetes作為集群管理平臺的建設方案，構建“互聯網+”鄉村創新創業支撐平臺。

本平臺根據鄉村創新創業的主要需求，充分利用PaaS云計算技術能快速創建并管理容器服務節點的優勢，設計了如圖3所示的邏輯拓撲結構。應用容器服務器集群是由kubernetes統一管理的云計算資源，利用Docker輕量級虛擬化技術提供數量龐大的應用容器服務節點，作為開展鄉村創新創業服務的主體；映射倉庫利用Docker的Image Registries技術為云服務節點的創建提供模板管理功能；管理平臺負責用戶管理、權限設置、云服務節點分配等，為后臺管理員提供相關的管理服務[7-8]。

圖3 鄉村創新支撐平臺拓撲結構

3.2 “互聯網+”鄉村創新創業支撐平臺的實現方案

本平臺以PaaS云計算技術Docker實現服務資源虛擬化，利用覆蓋網絡技術flannel實現Docker容器跨越物理主機的互聯互通，并實現普通PC客戶機通過IP地址直接訪問服務器集群Docker容器，在此基礎上，利用kubernetes實現對物理服務器的集群管理和對Docker容器的統籌管理，為鄉村創新創業活動提供穩定性更高的Pods和Service資源，另一方面，平臺搭建了Docker Registry私有倉庫，實現對鄉村創新創業活動所需環境鏡像模板更加全面的管理、提高加載模板的傳輸速度，鄉村創新支撐平臺的物理集群規劃如表1所示。

表1 基于云計算技術的鄉村創新支撐平臺后臺服務器規劃表

kubernetes是來自Google（谷歌）公司的開源容器集群管理系統，它集成了覆蓋網絡實現flannel和分布式數據存儲實現etcd，實現了跨物理主機的集群自動部署、擴展和應用容器管理；kubernetes對Docker實現了很好的支持，在資源調度、部署運行、服務發現、擴容縮容等方面都有優異的表現，從而實現以容器為中心的基礎架構的構建。

kubernetes采取了主從結構的分布式集群架構，集群由一個master節點和若干個minion節點組成，master節點負責整個集群資源的統籌管理和調度[9]，并能夠自動感知minion節點的加入、離開和負載情況，minion節點負責執行master分配的任務，在適當的節點數量和參數設置前提下，minion節點的加入或離開均不會對集群服務和部署于集群內容器的應用服務產生影響。“互聯網+”鄉村創新創業支撐平臺服務器的網絡配置和服務部署規劃如表2所示。

表2 鄉村創新支撐平臺的后臺云服務部署規劃表

4 結語

文章分析了鄉村創新創業活動普遍存在的問題及解決問題的方法和路徑，研究探索了鄉村創新創業活動支撐平臺的建設路徑，通過運用云計算等新一代信息技術手段，有效降低鄉村人士使用互聯網技術開展創新創業活動的技術門檻和試錯成本，減少風險，從而促進更多的鄉村人士廣泛開展高質量的鄉村創新創業活動，助力鄉村振興戰略的實施。