庾 邦

（廣西經(jīng)濟(jì)管理干部學(xué)院，廣西 南寧 530007）

1 引言

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代社會(huì)中，人們的學(xué)習(xí)方式及獲取知識(shí)的途徑日益多樣，學(xué)習(xí)者可通過(guò)計(jì)算機(jī)、手機(jī)或其它便攜式智能設(shè)備隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)、獲取和分享信息資源?；诖耍环N新的學(xué)習(xí)形式即泛在學(xué)習(xí)(Ubiquitous Learning)產(chǎn)生了。泛在學(xué)習(xí)是指任何人可以在任何地方、任何時(shí)刻獲取所需的任何信息的方式，是提供學(xué)習(xí)者一個(gè)可以在任何地方、隨時(shí)使用手邊可以取得的科技工具來(lái)進(jìn)行學(xué)習(xí)活動(dòng)的3A (Anywhere，Anytime，Any device)學(xué)習(xí)[1]。

泛在學(xué)習(xí)已成為近年來(lái)教育領(lǐng)域廣泛關(guān)注和研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，各國(guó)大量專家學(xué)者紛紛投入到泛在學(xué)習(xí)的研究和探討，而云計(jì)算近年來(lái)也受到了人們的廣泛關(guān)注，它的蓬勃發(fā)展為教育技術(shù)注入了新的活力，本文就如何基于云計(jì)算來(lái)構(gòu)建泛在學(xué)習(xí)環(huán)境，以促進(jìn)學(xué)習(xí)型社會(huì)的構(gòu)建和達(dá)到終身學(xué)習(xí)的目的，做了初淺的分析和探討，不足之處請(qǐng)各位同行批評(píng)指正。

2 云計(jì)算在構(gòu)建泛在學(xué)習(xí)環(huán)境中優(yōu)勢(shì)

泛在學(xué)習(xí)的主要四大特點(diǎn)：一是泛在性，即隨時(shí)隨地可以通過(guò)手中的智能終端進(jìn)行自主學(xué)習(xí)；二是自適應(yīng)性，即可以根據(jù)個(gè)體的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)、進(jìn)度以及興趣愛(ài)好等自動(dòng)安排學(xué)習(xí)內(nèi)容，調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)度和方法，做到因“人”制宜；三是交互性，即在學(xué)習(xí)的過(guò)程中學(xué)習(xí)者可與系統(tǒng)進(jìn)行交互，提出學(xué)習(xí)要求，由系統(tǒng)優(yōu)化后給出學(xué)習(xí)方案；四是 P2P（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)）平等性，即學(xué)習(xí)者在使用資源的同時(shí)也可以建設(shè)資源，比如提出好的學(xué)習(xí)方法，上傳學(xué)習(xí)心得及學(xué)習(xí)資料等。

云計(jì)算（Cloud Computing），它是基于網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)云管理平臺(tái)將計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)等基礎(chǔ)設(shè)施虛擬化，形成動(dòng)態(tài)、可度量的共享資源池，以服務(wù)的形式可控地提供給各類用戶的一種超級(jí)計(jì)算模式。云計(jì)算最早于 2007年由谷歌公司提出，隨后得到國(guó)內(nèi)外IT公司的積極響應(yīng)和推動(dòng)，發(fā)展十分速猛，其主要技術(shù)特性有：（1）資源虛擬并池化；（2）資源網(wǎng)絡(luò)泛在化；（3）資源可控及動(dòng)態(tài)擴(kuò)展性；4.服務(wù)安全高可用性。

對(duì)比泛在學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，云計(jì)算作為泛在學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)平臺(tái)是非常適合的，它的技術(shù)特性契合了泛在學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2.1 有利于學(xué)習(xí)資源的聚合

學(xué)習(xí)資源是泛在學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，云計(jì)算可以很好地將教育信息融合、存儲(chǔ)，并以服務(wù)的形式通過(guò)網(wǎng)絡(luò)提供給學(xué)習(xí)者，從而使各種教育資源能最大限度的整合和利用。通過(guò)云應(yīng)用，教育管理者可以對(duì)海量的學(xué)習(xí)資源進(jìn)行歸類、索引和制定訪問(wèn)策略，學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)程中可以在既定的規(guī)則下對(duì)學(xué)習(xí)資源進(jìn)行補(bǔ)充及修改，從而不斷地完善學(xué)習(xí)資源庫(kù)。

2.2 有利于學(xué)習(xí)資源的泛在化

學(xué)習(xí)資源是基于云計(jì)算平臺(tái)存儲(chǔ)和管理的，即資源經(jīng)過(guò)池化后存在云端，因而對(duì)于資源的組織和管理者來(lái)說(shuō)，在組織資源的時(shí)候不僅僅局限于機(jī)房、辦公室，他們?cè)谌魏蔚胤蕉伎梢詫?duì)學(xué)習(xí)資源進(jìn)行管理和維護(hù)，甚至可以組織一支專業(yè)的隊(duì)伍，協(xié)同工作，以實(shí)現(xiàn)資源的多元化。對(duì)于學(xué)習(xí)者，云計(jì)算將資源以服務(wù)的形式提供，學(xué)習(xí)者可以隨時(shí)隨地獲取資源和學(xué)習(xí)，同時(shí)在一定的權(quán)限內(nèi)還可以對(duì)資源進(jìn)行補(bǔ)充和完善。

2.3 降低對(duì)學(xué)習(xí)終端性能的要求

目前主流智能設(shè)備的操作系統(tǒng)有iOS、Andriod、Windows Phone、BlackBerry等，針對(duì)這些移動(dòng)OS的開(kāi)發(fā)平臺(tái)和工具也相當(dāng)成熟和完善，利用這些工具，以云計(jì)算為基礎(chǔ)，可開(kāi)發(fā)出界面更友好、功能更豐富、交互性更強(qiáng)的學(xué)習(xí)軟件。學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)時(shí)，軟件一般只負(fù)責(zé)信息的呈現(xiàn)以及與學(xué)習(xí)者進(jìn)行交互等簡(jiǎn)單的運(yùn)算，大量的檢索、計(jì)算、存儲(chǔ)等都是在“云端”完成的，因此，對(duì)終端的性能要求不高，學(xué)習(xí)者通過(guò)市面上主流的手機(jī)、平板電腦等便攜式智能終端都可以順利地完成整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程。

2.4 便于學(xué)習(xí)平臺(tái)的建設(shè)與管理

云計(jì)算將硬件資源虛擬化，通過(guò)IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）和PaaS（平臺(tái)即服務(wù)）按需提供給用戶。搭建平臺(tái)時(shí)，通過(guò)給用戶分配虛擬服務(wù)器即虛擬機(jī)（Virtual PC）、云存儲(chǔ),并動(dòng)態(tài)地調(diào)整虛擬服務(wù)器的CPU數(shù)量、內(nèi)存大小以及實(shí)時(shí)擴(kuò)展云存儲(chǔ)容量等以達(dá)到用戶需求。由于云計(jì)算由大量的廉價(jià)節(jié)點(diǎn)組成，相互間冗余備份，具其可用性和安全性也完全能達(dá)到要求。

可以看出，云計(jì)算的技術(shù)特性契合了泛在學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，對(duì)泛在學(xué)習(xí)平臺(tái)搭建具有很好的支撐作用，基于云計(jì)算構(gòu)建泛在學(xué)習(xí)環(huán)境是未來(lái)泛在學(xué)習(xí)的發(fā)展趨勢(shì)。

3 為什么選擇OpenStack開(kāi)源云平臺(tái)

3.1 OpenStack部署方便易于擴(kuò)展

OpenStack不是一個(gè)軟件，它是由網(wǎng)絡(luò)主機(jī)服務(wù)商Rackspace和美國(guó)宇航局 NASA聯(lián)合推出的一個(gè)支持Apache2.0協(xié)議的開(kāi)源項(xiàng)目，其目的是制定一套開(kāi)源軟件標(biāo)準(zhǔn)，目的是簡(jiǎn)化云的部署過(guò)程并為其帶來(lái)良好的可擴(kuò)展性。Openstack項(xiàng)目主要由Nova和Swift幾個(gè)主要組件共同完成具體的工作，可以形象地將OpenStack理解為一個(gè)云操作系統(tǒng)，通過(guò)OpenStack任何組織或個(gè)人都可以搭建自己的云計(jì)算環(huán)境(IaaS)。

OpenStack目前有7個(gè)核心項(xiàng)目，其中最重的三個(gè)是：計(jì)算服務(wù)Compute、對(duì)像存儲(chǔ)服務(wù) ObjectStorage及鏡像服務(wù)ImageService。計(jì)算服務(wù)，是云平臺(tái)的控制單元，它提供一個(gè)管理工具來(lái)部署云，包括實(shí)例的運(yùn)行、網(wǎng)絡(luò)的管理以及用戶的控制，同時(shí)還負(fù)責(zé)管理其他項(xiàng)目對(duì)云的訪問(wèn)。對(duì)像存儲(chǔ)服務(wù)，是一個(gè)可擴(kuò)展的對(duì)象存儲(chǔ)系統(tǒng)，它支持多種應(yīng)用，比如數(shù)據(jù)的復(fù)制和存檔，視頻或圖像等各類海量數(shù)據(jù)存取服務(wù)，還可以為Web應(yīng)用創(chuàng)建基于云的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)。鏡像服務(wù)，是一個(gè)虛擬機(jī)（VM）鏡像的存儲(chǔ)、查詢和檢索系統(tǒng)，用戶可通過(guò)HTTP請(qǐng)求查詢虛擬機(jī)鏡像的元數(shù)據(jù)及檢索其實(shí)際鏡像。它們之間的關(guān)系可用下圖來(lái)表示：

OpenStack最新版為Folsom，下一版本Grizzly也即將發(fā)布，除現(xiàn)有七個(gè)項(xiàng)目以外，還有多個(gè)項(xiàng)目正在孵化過(guò)程中，一旦成熟，這些孵化項(xiàng)目也會(huì)加入到核心項(xiàng)目中。目前OpenStack可以采用多種方法進(jìn)行安裝和部署，如源碼安裝、使用DevStack腳本安裝、Puppet 安裝等，還有一些開(kāi)發(fā)者整理出了安裝腳本，甚至可以實(shí)現(xiàn)一鍵安裝。

3.2 OpenStack完全開(kāi)源且擁有眾多企業(yè)及個(gè)人支持者

目前，OpenStack社區(qū)擁有超過(guò)180家企業(yè)及3000位開(kāi)發(fā)者，包括Fedora、SUSE等都支持OpenStack，這些組織和個(gè)人都將OpenStack作為云計(jì)算的通用前端。國(guó)外的微軟、IBM、戴爾、惠普、思科等傳統(tǒng)IT巨頭也都紛紛宣布加入到OpenStack陣營(yíng)以示對(duì)其的支持和未來(lái)前景的看好。新浪也在 2011年以 OpenStack為基礎(chǔ)組建了 SWS，是較早部署OpenStack的國(guó)內(nèi)企業(yè)，并積極參與Openstack的社區(qū)貢獻(xiàn)。由于OpenStack本身完全開(kāi)放開(kāi)源，不同廠商可以根據(jù)市場(chǎng)需要，結(jié)合自己的產(chǎn)品和技術(shù)對(duì)其提供支持或者實(shí)現(xiàn)兼容，從而確保OpenStack在潮流中不會(huì)被甩掉。

4 基于 OpenStack的泛在學(xué)習(xí)環(huán)境模型構(gòu)建

4.1 泛在學(xué)習(xí)環(huán)境的技術(shù)構(gòu)成

由于泛在學(xué)習(xí)可讓學(xué)習(xí)者在任何時(shí)間、地點(diǎn)、使用任何終端設(shè)備對(duì)任何感興趣的的內(nèi)容進(jìn)行交互式學(xué)習(xí)，因而從技術(shù)的角度，泛在學(xué)習(xí)環(huán)境一般應(yīng)該包括：泛在學(xué)習(xí)資源、泛在學(xué)習(xí)工具、泛在學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)及泛在學(xué)習(xí)系統(tǒng)軟件及客戶端。

學(xué)習(xí)資源是泛在學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)資源是海量的，而且種類繁多，格式也不統(tǒng)一，要把學(xué)習(xí)資源歸類、整合，以方便地檢索和使用是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程；泛在學(xué)習(xí)工具是學(xué)習(xí)者用來(lái)呈現(xiàn)和檢索學(xué)習(xí)內(nèi)容，并與之進(jìn)行交互式學(xué)習(xí)的工具，目前主要有計(jì)算機(jī)、平板電腦、手機(jī)等；泛在學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)就是無(wú)所不在的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，學(xué)習(xí)者可以通過(guò)泛在網(wǎng)絡(luò)，在任何時(shí)間地點(diǎn)都能連接上學(xué)習(xí)資源；泛在學(xué)習(xí)系統(tǒng)軟件起到管理、維護(hù)和組織學(xué)習(xí)資源，與學(xué)習(xí)者進(jìn)行交互等，一般在后臺(tái)運(yùn)行，而客戶端則是具有友好的UI（用戶界面），直接與學(xué)習(xí)者交互，向?qū)W習(xí)者呈現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容的軟件，它可以是網(wǎng)頁(yè)瀏覽器，也可以是PC客戶端或者移動(dòng)設(shè)備的APP（應(yīng)用程序），目前在PC機(jī)上一般是基于瀏覽器來(lái)實(shí)現(xiàn)，而移動(dòng)設(shè)備因?yàn)槠淦聊怀叽?，?jì)算能力、網(wǎng)絡(luò)速度等限制，通過(guò)APP的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)可以達(dá)到更好的用戶體驗(yàn)。

4.2 基于OpenStack的泛在學(xué)習(xí)環(huán)境模型

構(gòu)建泛在學(xué)習(xí)環(huán)境中，OpenStack云計(jì)算平臺(tái)介于泛在學(xué)習(xí)系統(tǒng)和基礎(chǔ)設(shè)施之間，它將基礎(chǔ)設(shè)施資源虛擬化和池化并以服務(wù)的形式提供給泛在學(xué)習(xí)系統(tǒng)調(diào)用，最后學(xué)習(xí)者通過(guò)各種學(xué)習(xí)終端與學(xué)習(xí)系統(tǒng)進(jìn)行交互，最終達(dá)到學(xué)習(xí)的目的，基本架構(gòu)如下圖所示：

5 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)代社會(huì)中，構(gòu)建學(xué)習(xí)型社會(huì)，提倡終身教育，要求學(xué)習(xí)者能在新的學(xué)習(xí)形式和學(xué)習(xí)環(huán)境中不斷提升自己，泛在學(xué)習(xí)為我們供了一個(gè)很好解決辦法。但是，泛在學(xué)習(xí)環(huán)境的建設(shè)是一個(gè)艱巨、繁雜的系統(tǒng)工程，同時(shí)也是一個(gè)摸索、改進(jìn)的過(guò)程，需要教育者、學(xué)習(xí)者和開(kāi)發(fā)人員長(zhǎng)期地磨合和探索來(lái)不斷地完善和充實(shí)。

[1] PANG Chun-hong, LI Xiao-ning. Multidimensioanl Perspectiveof Ubiquitous Learning [J]. Journal of Hebei University (Philo-sophy and Social Science),2010(5):P107-111.

[2] 龐春紅,酈曉寧.泛在學(xué)習(xí)的多維透視[J]. 河北大學(xué)學(xué)報(bào)(哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版),2010(5):107-111.

[3] 李剛健.基于虛擬化技術(shù)的云計(jì)算平臺(tái)架構(gòu)研究[J].吉林建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào),2011(01).

[4] 李小寧,李磊,金連文,黎德生.基于OpenStack構(gòu)建私有云計(jì)算平臺(tái)[J].電信科學(xué).2012(09).

[5] 龔穎.泛在學(xué)習(xí)環(huán)境下的教學(xué)資源建設(shè)研究[J].江蘇廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào),2009(6).