徐艷

摘要：目前數(shù)字化校園建設(shè)得到了大力推行，但是在發(fā)展過程中出現(xiàn)了運維成本高、缺乏高效能設(shè)備、風(fēng)險大等諸多的問題，而云技術(shù)成為了解決這些問題的有效方法。該文對云技術(shù)的結(jié)構(gòu)和如何使用云技術(shù)來建設(shè)數(shù)字化校園平臺進行了闡述，并且探討了校園平臺上的邏輯以及物理框架。通過實踐應(yīng)用說明，云技術(shù)可以為數(shù)字化校園建設(shè)提供解決方案，并且前景比較廣闊。

關(guān)鍵詞：云技術(shù)；云平臺；數(shù)字化校園建設(shè)

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）07-0072-03

目前，我國把信息化戰(zhàn)略視為國家重點發(fā)展目標，教育科研信息化作為我國信息化戰(zhàn)略的重要組成部分，也受到社會各界的重視。近幾年來，雖然我國信息化校園建設(shè)在不斷的推廣，不過在發(fā)展中出現(xiàn)了很多問題，阻礙了向數(shù)字化校園建設(shè)發(fā)展。以下就把面臨的問題列舉出來：第一分散的基礎(chǔ)設(shè)備、極為嚴重重復(fù)的購買相同功能的設(shè)備，導(dǎo)致設(shè)備使用率不高，卻面臨著高額的成本費用；第二分散的系統(tǒng)設(shè)備和工具導(dǎo)致運行維護成本較高；第三校內(nèi)沒有同意的標準，導(dǎo)致共享度極低；第四極慢的校園中心業(yè)務(wù)布置，無法在統(tǒng)一的框架下管理。根據(jù)以上的問題，說明建立數(shù)字化校園建設(shè)迫在眉睫。本文通過研究某校利用云技術(shù)構(gòu)建校園數(shù)字化管理平臺，從而促使我國校園建設(shè)更趨向于信息化和現(xiàn)代化。

1 云技術(shù)概述以及數(shù)字化建設(shè)

1.1 云技術(shù)的定義

云技術(shù)是最近在信息技術(shù)行業(yè)中迅速發(fā)展起來的一種綜合性很高的技術(shù)，它是通過各種技術(shù)的特點和性能相融合，而有機的結(jié)合起來，從而達到資源的共享的目的。比如網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)備、存儲設(shè)施、服務(wù)器等設(shè)備和服務(wù)器構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)、計算、儲存等資源池，完成資源的快速、無風(fēng)險的調(diào)配和管理。

1.2 云技術(shù)的內(nèi)容

被看作信息技術(shù)的第二次革命的就是利用云技術(shù)來完成云計算技術(shù)，所以云技術(shù)的發(fā)明和創(chuàng)造具有歷史性意義。把可信賴的系統(tǒng)技術(shù)、大量的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、數(shù)據(jù)安全性技術(shù)以及具有延展性的并行計算機技術(shù)等多種技術(shù)和可調(diào)配的計算機資源相互結(jié)合，而形成一個有機的統(tǒng)一體，在進行配置后通過做大量的分析、計算、收集以及處理等工作把所得結(jié)果提供給用戶的過程就被稱為云技術(shù)。

在極短的一段時間內(nèi)，能夠把大量的信息處理好之后，還能有極其強大的計算功能。所以，云技術(shù)是未來進行處理加工數(shù)據(jù)的一個發(fā)展方向。云計算架構(gòu)與傳統(tǒng)的IT架構(gòu)相比較，有著較大的優(yōu)勢如圖1。

1.3 數(shù)字化校園建設(shè)中云技術(shù)的作用

1）虛擬化技術(shù)使資源利用率顯著提高，運維成本降低

虛擬化技術(shù)之所以是云計算的基礎(chǔ)，是因為IT資源能夠完成統(tǒng)一和邏輯抽象的結(jié)合是通過虛擬化技術(shù)實現(xiàn)的，并且虛擬化技術(shù)可以管理大批量的數(shù)據(jù)。虛擬機、存儲虛擬化和多個資源之間提供的單邏輯表示模式都包含在了虛擬化的工作形式中，這也是虛擬化最常見的工作形式。虛擬化技術(shù)在云計算的平臺上的效用是，把包含在數(shù)據(jù)中心的軟硬件資源進行虛擬后，形成一個較大的資源池，這樣就可以使資源很容易就被管理好。儲存池、網(wǎng)絡(luò)池、計算池、安全池和應(yīng)用池等都包含在這個資源池內(nèi)。把實體資源進行虛擬的資源池化之后，可以容易有效的管理分散的硬件以及不同結(jié)構(gòu)的軟件。

2）資源的動態(tài)管理是有群集技術(shù)實現(xiàn)的

集群技術(shù)可以把多個相互不具有關(guān)聯(lián)性的單獨的計算機用特殊的連接方法進行連接后，組成一個性能比較高的計算機系統(tǒng)。組成這個系統(tǒng)所運用的集群技術(shù)在IT行業(yè)來說很新穎，并且該計算機系統(tǒng)的特性是成本低廉、可延展性好和性能相對較高。故障轉(zhuǎn)移群集、負載平衡群集和并行處理群集是云平臺中通常用到的類別。群集技術(shù)在云平臺上實時調(diào)整、按著需要配比、自動收回云硬件資源的作用，因此群集技術(shù)不但能夠深化和保證云計算的實現(xiàn)，而且又能夠助虛擬化技術(shù)一臂之力，使云計算的框架更加穩(wěn)定和可靠，大大提高了云計算的能力。

3）云計算和面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)的融合

面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)即SOA是用服務(wù)調(diào)整好的接口把在應(yīng)用程序中用不同性能的單元進行有機連接的一種組件模型。接口一般是把各類硬件平臺、各類語言編程、操作系統(tǒng)進行屏障性的隔離的中立形式出現(xiàn)。如果把SOA進行定義，它是一種分列存在的把層次不同的服務(wù)加以強化的一種體系架構(gòu)?？裳诱剐浴C動性和高度的可重復(fù)性是它的主要特征。

如圖2所示，軟件應(yīng)用云SAAS、平臺云PAAS、基礎(chǔ)架構(gòu)云LAAS是云計算的三個組成部分，結(jié)合SOA，可以把服務(wù)的供給者、消費者和代理人是云計算架構(gòu)中的三個角色。在網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點被視為服務(wù)的供給者，他采取暈結(jié)構(gòu)的方式來發(fā)揮極強的計算功能。

2 數(shù)字化校園云平臺的邏輯框架

以云技術(shù)的特性以及發(fā)展的長處為依據(jù)，不難看出云技術(shù)能夠有效對校園信息化建設(shè)中所出現(xiàn)的問題加以解決，這也是我們使用云技術(shù)來建設(shè)數(shù)字化校園的原因。以云服務(wù)有三個模式為依據(jù)，可以推論出數(shù)字化校園建設(shè)應(yīng)當(dāng)分為三個基礎(chǔ)層，下面就簡單的進行分析這三個基礎(chǔ)層。

2.1 IaaS 層

IaaS 層基礎(chǔ)設(shè)施層是在數(shù)字化校園云平臺架構(gòu)的最末層，它在對離散的軟硬件進行統(tǒng)合和障蔽時用的是物理分析法，這樣就把虛擬化的軟硬件就成為了聚集資源的資源池。IaaS 層雖然在最底層，校園科教系統(tǒng)中的管理員IaaS 層用戶，可以把安排供給的資源、對資源進行管理和安全監(jiān)管等工作實現(xiàn)。

2.2 PaaS 層

PaaS 層，即平臺層是介于IaaS 層和SaaS層之間，這個層主要是開發(fā)人員進行軟件開發(fā)和平臺服務(wù)的場所，之所以把平臺層稱之為是云計算的中心層，是因為用戶所想要得到的需求都能夠在這里滿足。開發(fā)者把各類中間件進行合成和拼裝之后，統(tǒng)一給平臺上的用戶。此外，開發(fā)者運用云平臺的管理軟件可以調(diào)整和監(jiān)管基礎(chǔ)設(shè)施層的資源。

2.3 SaaS 層

即應(yīng)用層，是在整個數(shù)字校園建設(shè)云平臺架構(gòu)的第一層，主要給用戶提供應(yīng)用和基礎(chǔ)兩種服務(wù)，供應(yīng)的服務(wù)可以按著訪問權(quán)限把各類資源提供給直面的終端用戶?；A(chǔ)服務(wù)是訪問和管理學(xué)校內(nèi)各種基礎(chǔ)資源，并且校園內(nèi)只有一個統(tǒng)一的身份認證。而教學(xué)、圖書室、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、一卡通、管理員、宿舍、辦公等都獨立形成一個系統(tǒng)包含在應(yīng)用服務(wù)當(dāng)中。在很多的校園中，都是統(tǒng)一認證基礎(chǔ)服務(wù)，而一站式服務(wù)各種應(yīng)用系統(tǒng)的方式。

3 數(shù)字化校園云平臺的總體構(gòu)架

高校是校園中比較迫切需要數(shù)字化平臺的地方，所以就根據(jù)高校數(shù)字化云平臺來展開分析。物理資源的現(xiàn)有情況是高校云平臺進行建設(shè)的基礎(chǔ)條件。在確定高校數(shù)據(jù)中心的物理資源與將要建設(shè)的云平臺相匹配后，還應(yīng)當(dāng)考慮平臺是否適應(yīng)未來的發(fā)展趨勢。為了達到這一目標，我們需要在確保成本的同時增強平臺的可伸縮性和延展性。

3.1計算資源池

不同的系統(tǒng)平臺有著不同的要求，在實際建設(shè)平臺的時候，我們需要根據(jù)數(shù)據(jù)中心的實際能力，采用不同的計算節(jié)點。不同形態(tài)的服務(wù)器可以滿足其不同的管理和調(diào)度的需求。計算節(jié)點通常需要1臺管理服務(wù)器和2臺服務(wù)器。這是因為在云平臺中，其故障的轉(zhuǎn)移等其他技術(shù)要通過大資源計算池來實現(xiàn)。使用SPARC、刀片等是X86體系所構(gòu)成的應(yīng)用在服務(wù)器中。把學(xué)校存有的服務(wù)器和華三系列的FlexServer R390服務(wù)聯(lián)合起來組成。山東科技大學(xué)的云平臺資源計算池。而可靠性高以及維護簡單是華三系列的FlexServer R390服務(wù)器的特性，所以從該服務(wù)器中選擇出一臺來進行所有云平臺上的服務(wù)器進行管理，其他眾多聯(lián)合起來的服務(wù)器則是成為節(jié)點。而云平臺上的服務(wù)器的節(jié)點是沒有限制的，如果還需要其他的節(jié)點，只要再擴展就可。

3.2資源的云存儲池

如圖2中可知，大量的業(yè)務(wù)系統(tǒng)或者是計算機應(yīng)用都需要一個云計算基礎(chǔ)設(shè)備進行服務(wù)。而云計算中所得到的數(shù)據(jù)就要有一個存儲空間，云存儲則是一個虛擬化的管理方式進行這些計算數(shù)據(jù)的存儲，在存儲的同時還把數(shù)據(jù)進行有效的整理，以便于控制起來更加靈便。從而得之云存儲是完成IAAS工作的一個重要構(gòu)成部分。存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)或者網(wǎng)絡(luò)存儲的形式可以進行業(yè)務(wù)向外延伸，所以是方便存儲平臺使用的兩種形式。山東科技大學(xué)剛剛建立云平臺不久，所以在云平臺上進行運行的業(yè)務(wù)沒有較大的儲存量，為了滿足快速使用數(shù)據(jù)的要求，當(dāng)前使用的服務(wù)器是華三系列的IP SAN FlexStorage P4500，高容災(zāi)性和較好的延展性是該服務(wù)器的特點，這一系列的服務(wù)器不但能夠使自動轉(zhuǎn)化的故障以及普通故障在各種條件下進行恢復(fù)，還能夠優(yōu)化虛擬化環(huán)境狀況。

3.3資源的網(wǎng)絡(luò)池

大量的虛擬化的安置是云技術(shù)條件下所形成的新形勢。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)框架下必然會遇到流量頻發(fā)、虛擬機控制和接入的不暢、規(guī)模和性能的不想匹配等許多困難 。山東海洋大學(xué)則是處在試運行云技術(shù)階段，所以該學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺相對簡單，兩臺交換機就可以把網(wǎng)絡(luò)儲存設(shè)施和每個節(jié)點服務(wù)器相互連接起來，之后都匯集到核心機房的交換機上去，最后由校園內(nèi)部的路由器導(dǎo)入到廣域網(wǎng)中。

3.4云管理平臺

資源的硬件池是由虛擬化的儲存器、網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器聯(lián)合組成。不過想要做好硬件系統(tǒng)的運維和業(yè)務(wù)量的迅速歸納，就應(yīng)當(dāng)由軟件配合再完成。云計算管理平臺、云虛擬化管理和云業(yè)務(wù)智能軟件包這三個軟件來完成。其中云計算管理平臺，使上層的操作系統(tǒng)和底層的硬件資源做到協(xié)調(diào)統(tǒng)一，從而使硬件設(shè)施降低對上層軟件的倚賴；虛擬化管理軟件，該軟件主要有完成云硬件資源（計算、儲存和網(wǎng)絡(luò)）進行軟件的虛擬化的功能，上層應(yīng)用的自動化功能也在此實現(xiàn)；云業(yè)務(wù)智能軟件包，把基礎(chǔ)云架構(gòu)資源和相關(guān)的服務(wù)器中的數(shù)據(jù)，進行虛擬化整理然后提供給用戶按著所需要的進行購買。

4結(jié)束語

數(shù)字化校園建設(shè)中應(yīng)用云技術(shù)，能夠使校園中的班級、辦公室、教務(wù)處等各部門以及學(xué)校與學(xué)校之間進行應(yīng)用資源和硬件資源進行有機的統(tǒng)合，這樣就為整個學(xué)校甚至是學(xué)校與學(xué)校之間供給質(zhì)地優(yōu)良的科教實驗和信息服務(wù)平臺。當(dāng)前，在數(shù)字化校園建設(shè)中使用云技術(shù)才剛剛起步，所以有些技術(shù)使用起來還存在困難，不過與傳統(tǒng)的信息化校園相比，云技術(shù)的優(yōu)勢有目共睹，所以在教育界進行云技術(shù)的推廣具有可行性。

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