顏 江 山

(黎明職業(yè)大學(xué) 實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)部，福建 泉州 362000)

“十二五”規(guī)劃將教育信息化確立為加速發(fā)展的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革與發(fā)展規(guī)劃綱要》把教育的信息化建設(shè)列為重中之重.面向服務(wù)架構(gòu)的云計(jì)算逐漸對(duì)信息化產(chǎn)生舉足輕重的影響，它如多年前的WEB技術(shù)徹底改變了人們?cè)L問(wèn)和查閱信息的方式一樣，將改變看待信息化資源的方式，對(duì)信息化基礎(chǔ)設(shè)施采取顛覆性的改變并使之得到改善.

縱觀信息化的發(fā)展，我們從結(jié)構(gòu)化計(jì)算的變革，迎來(lái)面向?qū)ο笥?jì)算的變革，接著是分布式對(duì)象，后來(lái)是組件開(kāi)發(fā)，然后是資源規(guī)劃，現(xiàn)在是面向服務(wù)架構(gòu)了.高校信息化建設(shè)中由于未能制定有效的統(tǒng)一規(guī)劃和長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)，造成了重復(fù)建設(shè)、資源獨(dú)立分散以及信息平臺(tái)難以有效整合等問(wèn)題的產(chǎn)生[1]；其設(shè)計(jì)與建設(shè)服務(wù)往往沒(méi)有按照可擴(kuò)充性而設(shè)計(jì)，更沒(méi)關(guān)注服務(wù)的擴(kuò)充性，當(dāng)服務(wù)變成信息化的主要任務(wù)時(shí)，滿足教學(xué)、科研的需求其步伐越來(lái)越艱難，問(wèn)題就變得越來(lái)越難以解決.

1 云計(jì)算

為了向云計(jì)算的混沌世界中引入一些規(guī)則，美國(guó)政府的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所(NIST)制定了云計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)定義和參考架構(gòu)(Cloud Computing Reference Architecture)[2].兩者都以“特刊”( Special Publications)方式發(fā)表，且并非官方的美國(guó)政府標(biāo)準(zhǔn)，而是意在為某些特定群體實(shí)踐者和研究者提供指導(dǎo)[2].云計(jì)算使用按用量付費(fèi)的模型，它實(shí)現(xiàn)了通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)的、可配置的計(jì)算資源池(如網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)、應(yīng)用和服務(wù)等)的可達(dá)性、便捷性和隨需應(yīng)變性，使得只需最少量的管理工作或與服務(wù)提供者的溝通就能快速獲得和釋放資源.云計(jì)算的理念是使用非你所有的、無(wú)需你維護(hù)的計(jì)算資源，并通過(guò)規(guī)模經(jīng)濟(jì)降低計(jì)算成本，分享云計(jì)算資源的部門(mén)越多，其成本就越低.云計(jì)算強(qiáng)調(diào)的是一種架構(gòu)，它是為了把面向服務(wù)的架構(gòu)的實(shí)施者帶來(lái)更經(jīng)濟(jì)、更創(chuàng)新的架構(gòu)選擇.云計(jì)算關(guān)注的就是更高效并且更經(jīng)濟(jì)的新平臺(tái).美國(guó) Gartner公司公布的 10大戰(zhàn)略技術(shù)中，云計(jì)算在2010年和2011年連續(xù)2年均居首位.

2 云計(jì)算架構(gòu)的高校信息化

對(duì)高校來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)向云計(jì)算成為高校信息化很快要面對(duì)的顛覆性變化，云計(jì)算擁有改變高校信息服務(wù)交付和催化面向服務(wù)的架構(gòu)的潛力.云計(jì)算主要是把底層硬件和軟件抽象成公共平臺(tái)(云計(jì)算資源)，學(xué)校的各個(gè)業(yè)務(wù)部門(mén)信息化建設(shè)關(guān)注的轉(zhuǎn)為服務(wù)，每個(gè)部門(mén)子信息系統(tǒng)使用者不需要關(guān)心底層平臺(tái)，包括維護(hù)、管理以及硬件及數(shù)據(jù)中心所需的不斷投入等.校園信息化的各應(yīng)用系統(tǒng)，包括在教學(xué)、管理和科研方面的，利用云計(jì)算架構(gòu)，把“孤島”資源進(jìn)行整合，然后打造成一個(gè)統(tǒng)一的信息資源平臺(tái)，進(jìn)而為教學(xué)科研管理提供更好的服務(wù).

高校的信息化要建立在云計(jì)算架構(gòu)時(shí)，必須首先考慮云計(jì)算適合的場(chǎng)景，因?yàn)椴皇撬械男畔⑾到y(tǒng)都適宜在云計(jì)算架構(gòu)里.第一，應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)和信息流程不耦合時(shí)，才可能應(yīng)用于云計(jì)算架構(gòu)平臺(tái)，如果應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)互相依賴，那么任何一個(gè)移入云計(jì)算架構(gòu)平臺(tái)都很快會(huì)破壞.第二，應(yīng)用程序在流程中定義了共享數(shù)據(jù)、行為與流程的區(qū)域，應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用程序能整合，才能使用云計(jì)算架構(gòu)平臺(tái).第三，當(dāng)信息系統(tǒng)只需較低級(jí)別的安全時(shí)，或者當(dāng)云計(jì)算環(huán)境中包含的信息要求的安全級(jí)別較低時(shí)，或者信息丟失不會(huì)產(chǎn)生太大影響時(shí)，才能移入云計(jì)算架構(gòu)平臺(tái).如財(cái)務(wù)系統(tǒng)從安全角度不宜在云計(jì)算架構(gòu)里.第四，當(dāng)信息化的內(nèi)部核心架構(gòu)是健康的，或者信息化結(jié)構(gòu)是井然有序的，這樣更容易將學(xué)校的信息化納入到云計(jì)算中.第五，應(yīng)用信息系統(tǒng)必須架構(gòu)于WEB和網(wǎng)絡(luò)，其接口是通過(guò)瀏覽器.如果應(yīng)用程序需要本地接口，使用本地API而且不用瀏覽器時(shí)，那么云計(jì)算就不適合.

3 在云計(jì)算架構(gòu)中如何建設(shè)高校信息化

為了更好地探討在高校信息化建設(shè)架構(gòu)在云計(jì)算上，按云計(jì)算的理論在邏輯上把高校云計(jì)算劃分為6個(gè)組件：基礎(chǔ)設(shè)施、存儲(chǔ)與管理、數(shù)據(jù)庫(kù)、信息、流程和應(yīng)用.

3.1 基礎(chǔ)設(shè)施

根據(jù)云計(jì)算架構(gòu)的特征，基礎(chǔ)設(shè)施需要發(fā)揮出其最大的利用率，因此學(xué)校信息化的所有通信、系統(tǒng)和基礎(chǔ)硬件，利用云計(jì)算架構(gòu)轉(zhuǎn)化成“基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)”，改善公共信息服務(wù).高校原有的校園信息化的基礎(chǔ)設(shè)施獨(dú)立建設(shè)，物理資源不能共享，信息資源也很難互通和共享，形成一個(gè)個(gè)的信息孤島.

基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)實(shí)際上是數(shù)據(jù)中心即服務(wù)，或遠(yuǎn)程訪問(wèn)計(jì)算資源的能力.各個(gè)信息子系統(tǒng)可以用物理的服務(wù)器來(lái)完成所需的事件，它就是一個(gè)數(shù)據(jù)中心或數(shù)據(jù)中心的一部分，它不是如云計(jì)算通過(guò)接口和可量化的服務(wù)的方式使用數(shù)據(jù)中心資源.作為基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)在實(shí)際應(yīng)用中的一個(gè)例子，The New York Times 使用成百上千臺(tái) Amazon EC2 實(shí)例在 36 小時(shí)內(nèi)處理 TB 級(jí)的文檔數(shù)據(jù)，如果沒(méi)有 EC2，The New York Times 處理這些數(shù)據(jù)將要花費(fèi)數(shù)天或者數(shù)月的時(shí)間[3].

3.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理

存儲(chǔ)即服務(wù)，各個(gè)子信息系統(tǒng)的部門(mén)將物理上建于數(shù)據(jù)中心的公共計(jì)算、存儲(chǔ)資源在邏輯上當(dāng)作本部門(mén)資源，供需要存儲(chǔ)應(yīng)用程序計(jì)算，各子系統(tǒng)可以像操作本地磁盤(pán)一樣訪問(wèn)數(shù)據(jù)中心磁盤(pán).它是云計(jì)算最基本的組件，學(xué)校信息化系統(tǒng)中的各子系統(tǒng)在需要擴(kuò)展磁盤(pán)空間，數(shù)據(jù)中心按需分配；在分配的資源有空閑時(shí)數(shù)據(jù)中心適實(shí)縮減磁盤(pán)空間.這種存儲(chǔ)即服務(wù)的解決方案對(duì)大容量數(shù)據(jù)有較好的經(jīng)濟(jì)效益，甚至可使用存儲(chǔ)即服務(wù)來(lái)為關(guān)鍵文件做冗余備份；其次，每個(gè)子信息系統(tǒng)的業(yè)務(wù)部門(mén)不需要維護(hù)硬件設(shè)備，使用傳統(tǒng)的本地磁盤(pán)解決方案時(shí)，必須在磁盤(pán)損害時(shí)進(jìn)行修復(fù)，而存儲(chǔ)即服務(wù)由云計(jì)算中心維護(hù)管理，為每個(gè)子信息系統(tǒng)提供災(zāi)難恢復(fù)系統(tǒng)，恢復(fù)被刪除的文件或整個(gè)目錄.

需注意的是云存儲(chǔ)在高校信息建設(shè)中是一種服務(wù)，它是由數(shù)據(jù)中心把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和訪問(wèn)作為一種服務(wù)并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)提供給用戶，與軟件 SaaS服務(wù)不同的是：提供的是存儲(chǔ)管理和服務(wù).如上海交大面向師生推出實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、在線備份，師生之間的文件同步、共享和協(xié)作功能的“云存儲(chǔ)”服務(wù).

3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)

在高校信息化中，每個(gè)子信息系統(tǒng)都有獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，需要重復(fù)購(gòu)買數(shù)據(jù)庫(kù)軟件及相應(yīng)的維護(hù)人員.在云計(jì)算平臺(tái)下，數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)每個(gè)部門(mén)提供的是服務(wù)了，提供了使用遠(yuǎn)程托管的數(shù)據(jù)庫(kù)，學(xué)校多個(gè)業(yè)務(wù)部門(mén)間共享此數(shù)據(jù)庫(kù)并在邏輯上像操縱本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)一樣訪問(wèn)它的能力.可以通過(guò) Web使用，每個(gè)信息子系統(tǒng)可以自助獲得一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，創(chuàng)建表，向其中加載數(shù)據(jù)并通過(guò)它提供的接口訪問(wèn)數(shù)據(jù).每個(gè)子信息系統(tǒng)不需再買一臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、準(zhǔn)備一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，解決了數(shù)據(jù)訪問(wèn)和可用性的問(wèn)題、管理數(shù)據(jù)備份與復(fù)制、維護(hù)安全性、 保護(hù)數(shù)據(jù)等.建立云數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)庫(kù)是為了在學(xué)校的不同的部門(mén)當(dāng)中進(jìn)行共用，數(shù)據(jù)庫(kù)即服務(wù)可以將它整合成一個(gè)單一的托管DBMS，因此就減少了每個(gè)部門(mén)子信息系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)不斷擴(kuò)張的問(wèn)題.另外數(shù)據(jù)庫(kù)的升級(jí)和打補(bǔ)丁等工作都由云計(jì)算中心統(tǒng)一完成，并且無(wú)需分布處理，這些對(duì)每個(gè)子信息系統(tǒng)是透明的.

3.4 信息

信息即服務(wù)指的是通過(guò)定義良好的接口(如 API)使用其它部門(mén)的子信息系統(tǒng)的任何信息，如學(xué)生信息、驗(yàn)證信息和科研報(bào)告等.每個(gè)子信息系統(tǒng)可以通過(guò)web API，在其它子信息系統(tǒng)中獲得需要的信息.如SOAP架構(gòu)一樣，在不同的平臺(tái)、不同的信息系統(tǒng)使用API訪問(wèn)信息，包括在單個(gè)應(yīng)用和混搭程序中對(duì)來(lái)自不同信息源的各種信息進(jìn)行混合和搭配.具體的通過(guò)一個(gè)類似于統(tǒng)一門(mén)戶的平臺(tái)，采用“自主套餐”方式定制各種信息系統(tǒng)的不同數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)所需的信息.也就是利用其它子系統(tǒng)的信息豐富自已的信息，甚至將這些信息系統(tǒng)提供的服務(wù)集成在一起享受信息共享的服務(wù).為學(xué)校的教學(xué)科研提供一站式的服務(wù)平臺(tái)，為管理提供高效、共享的平臺(tái)，為師生提供開(kāi)放的數(shù)字化生活環(huán)境.因此.云計(jì)算在高校信息化建設(shè)中，信息即服務(wù)是最主要的，也是最難的，因?yàn)樗馕吨鹊男畔⑾到y(tǒng)必須要在SOAP架構(gòu)上了.

3.5 流程

流程即指的是一種用于創(chuàng)建業(yè)務(wù)流程的遠(yuǎn)程資源，它可以將許多資源(如數(shù)據(jù)和服務(wù)，它可能在本地，也可能在云計(jì)算資源之內(nèi))綁定在一起形成新解決方案的機(jī)制.就如可個(gè)性化的信息平臺(tái)，流程即服務(wù)是配置的方法而非編程的方法，它提供了用于指導(dǎo)如何利用本地或云計(jì)算平臺(tái)里的資源正確工作的控制信息.比如，學(xué)校的迎新系統(tǒng)中的信息可以由招生系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)、財(cái)務(wù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)、學(xué)工系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)、教務(wù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)來(lái)有機(jī)組成.

3.6 應(yīng)用

應(yīng)用也稱為軟件服務(wù)，是通過(guò) WEB平臺(tái)交付給終端用戶的應(yīng)用程序，用戶通過(guò)瀏覽器使用這類應(yīng)用程序.可以將這個(gè)按需給許多用戶；另一個(gè)好處是在一個(gè)集中的位置提供更新，避免經(jīng)常下載補(bǔ)丁和進(jìn)行升級(jí)[4].“軟件即服務(wù)”使工作重心從部署和支持應(yīng)用程序轉(zhuǎn)移到管理這些應(yīng)用程序所提供的服務(wù)上來(lái)[4].它提供集中托管應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)，將修補(bǔ)程序和升級(jí)程序透明地部署到應(yīng)用程序，然后使用瀏覽器或智能客戶端應(yīng)用程序通過(guò)Internet 將訪問(wèn)權(quán)限交付給最終用戶[5].

4 幾個(gè)注意問(wèn)題

云計(jì)算在高校應(yīng)用的終極目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)高等教育的現(xiàn)代化.在開(kāi)始將學(xué)校的信息化架構(gòu)向云計(jì)算擴(kuò)展之前，有幾個(gè)問(wèn)題必須注意：首先，向云計(jì)算轉(zhuǎn)變不會(huì)立竿見(jiàn)影，因?yàn)樗峭ㄟ^(guò)循序漸進(jìn)的方式轉(zhuǎn)移學(xué)校的信息化架構(gòu)，有目的地利用面向服務(wù)的架構(gòu)的方法和云計(jì)算資源；其次，在注重技術(shù)的同時(shí)也要注重教學(xué)和科研里的每個(gè)部門(mén)的人和流程方面的問(wèn)題，因?yàn)殡m然信息化在通向新架構(gòu)的過(guò)程中做好了，但如果沒(méi)有教學(xué)和科研里的人接受或參與，那么所有的努力都是徒然，所以在完成信息化系統(tǒng)架構(gòu)改變時(shí)還需考慮人與文化的問(wèn)題.最后，不要過(guò)早地陷入面向服務(wù)的架構(gòu)及云計(jì)算的相關(guān)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)訴爭(zhēng)論之中是無(wú)用的，我們探討云計(jì)算與我們的信息化，是因?yàn)槲覀儫釔?ài)技術(shù).

值得注意的是，向云計(jì)算的轉(zhuǎn)型是為了改善高校信息化現(xiàn)狀而使用有效的技術(shù)及方法進(jìn)行變革.云計(jì)算不存在任何革命性的改變，它更像是一個(gè)發(fā)展的方法，將高校信息化的計(jì)算平臺(tái)和服務(wù)的架構(gòu)轉(zhuǎn)移、擴(kuò)展到更優(yōu)的云計(jì)算平臺(tái)之中.

5 結(jié)束語(yǔ)

在云計(jì)算架構(gòu)下的高校信息化，各個(gè)業(yè)務(wù)部門(mén)不需再自行建設(shè)和維護(hù)各自的軟、硬件系統(tǒng)；不需關(guān)心特定應(yīng)用軟件的服務(wù)方式，云計(jì)算中心提供與之對(duì)應(yīng)的安全保障和服務(wù)質(zhì)量.云計(jì)算使高校信息化的公共信息支撐平臺(tái)更好地服務(wù)于教學(xué)科研業(yè)務(wù)、服務(wù)于廣泛師生用戶.

[1] 李金朋,程城,楊國(guó)強(qiáng).高校信息化建設(shè)現(xiàn)狀與對(duì)策分析[J].光盤(pán)技術(shù),2009(7):11-13.

[2] 辛姆森 L,加芬克爾.標(biāo)準(zhǔn)定義云計(jì)算[DB/OL].[2012-05-25].http://www.chinavalue.net/Media/Article.aspx?ArticleId=89329.

[3] Myerson J M.Cloud computing versus grid computing[DB/OL].[2012-05-25].http://www.ibm.com/developerworks/web/libra ry/wa-cloudgrid/.

[4] Myerson J M.The role of Software as a Service in cloud computing[DB/OL].[2012-05-25].http://www.ibm.com/developer works/web/library/wa-saascloud/.

[5] Carraro G. 軟件即服務(wù) (SaaS):企業(yè)角度[DB/OL].[2012-05-25].http://www.microsoft.com/china/msdn/library/architecture/aa 905332.mspx?mfr=true.