文/陸以勤

華南理工大學(xué)云平臺支撐向智慧校園縱深發(fā)展

文/陸以勤

2015年“全國高校軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)應(yīng)用創(chuàng)新比賽”活動現(xiàn)場

華南理工大學(xué)（以下簡稱“華南理工”）智慧校園框架分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層，而華南理工云平臺位于平臺層，并為上層的數(shù)據(jù)層提供基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)，例如，華南理工將在云平臺基礎(chǔ)上建設(shè)“科研大數(shù)據(jù)公共服務(wù)平臺”，為全?？蒲袌F(tuán)隊提供數(shù)據(jù)計算、存儲資源和分析工具，并將為大數(shù)據(jù)專題分析提供支持。

云平臺是一個很成熟的技術(shù)，華南理工的云平臺擔(dān)了國家科技支撐課題、廣東省和廣州市科技計劃項目等，提出了區(qū)域云節(jié)點資源跨域調(diào)度框架及算法，研發(fā)出自己的云平臺，是教育部“全國第一、二屆高校軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)應(yīng)用創(chuàng)新比賽”的指定平臺，并應(yīng)用于廣東省教育廳“粵教云”工程項目、肇慶市中考改卷等實際應(yīng)用中，取得了較大的成效。

實現(xiàn)資源集中管理

華南理工建設(shè)云平臺之后，云平臺的優(yōu)勢得到充分發(fā)揮：軟硬件資源集中管理、彈性分配、利用率高、維護(hù)成本低，節(jié)省能耗，應(yīng)用開發(fā)和實施效率高；同時，云平臺對輕量級的終端的支持推動了移動校園的發(fā)展。

目前，華南理工運行云的虛擬機(jī)有100多臺，其中，公共云的虛擬機(jī)有50多臺，科研云的虛擬機(jī)也有50多臺，按照思路，逐步將目前華南理工數(shù)據(jù)中心800多臺應(yīng)用服務(wù)器遷往云平臺，同時，目前對公共服務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)，學(xué)校原則上已經(jīng)不支持購買物理服務(wù)器，以后新上線的應(yīng)用系統(tǒng)，全部放到公共云上面運行。當(dāng)然，這需要擴(kuò)展公共云的規(guī)模。由于云技術(shù)的普及，很多機(jī)關(guān)部處已經(jīng)意識到云平臺的好處，也接受這種計算和存儲資源的集中管理和按需分配的方式。

另外，由于NFV（網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化）的發(fā)展，華南理工科研云平臺還在虛擬機(jī)上構(gòu)建了虛擬的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備?？梢灶A(yù)見的發(fā)展趨勢是：包括計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)資源的虛擬化和集中提供，最終在物理資源層之上形成虛擬資源層。

華南理工云平臺的構(gòu)建后，計算和存儲資源進(jìn)一步集中，為數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)共享提供了支持，而數(shù)據(jù)也將開始集中存儲，為大數(shù)據(jù)分析和智慧決策提供基礎(chǔ)。鑒于以后數(shù)據(jù)將成為科研活動的核心競爭力，華南理工將在云平臺基礎(chǔ)上建設(shè)“科研大數(shù)據(jù)公共服務(wù)平臺”，為全?？蒲袌F(tuán)隊提供數(shù)據(jù)計算、存儲資源和分析工具，并計劃分期開設(shè)若干大數(shù)據(jù)專題分析項目，為學(xué)?？蒲谢顒犹峁┲?。

不可忽略的是，云平臺建設(shè)后，為校園移動應(yīng)用提供了后臺服務(wù)，推動了校園移動應(yīng)用的發(fā)展。

各類應(yīng)用有效融合

云平臺對應(yīng)用融合主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)的集中存儲上，這有利于數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)共享，數(shù)據(jù)的集中也為大數(shù)據(jù)分析和智慧決策提供了基礎(chǔ)。華南理工目前制定了學(xué)校數(shù)據(jù)交換和共享標(biāo)準(zhǔn)，也建設(shè)數(shù)據(jù)交換和共享中心，希望能打破目前的數(shù)據(jù)孤島和應(yīng)用孤島，推動各類應(yīng)用的融合。

由于云平臺能為移動終端提供計算和存儲能力，云平臺推動了校園移動應(yīng)用的發(fā)展，學(xué)校研究了移動互聯(lián)網(wǎng)的三個應(yīng)用形式：移動網(wǎng)頁、App、社交網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)這三個形式在校園信息化應(yīng)用中，App接觸成本高，并且使用頻率低；移動網(wǎng)頁接觸成本低，但使用頻率也低；只有社交網(wǎng)絡(luò)接觸成本低，并且使用頻率高，是一個理想的移動應(yīng)用形式。例如，手機(jī)端即時通信作為移動互聯(lián)網(wǎng)的第一大應(yīng)用，使用率高達(dá)為91.2%，并且增長速度穩(wěn)定。手機(jī)即時通信由于其便攜性、移動性，擁有社交屬性和可以提供用戶位置的特點，逐漸從以前單一的通信工具演變成支付、搜索、業(yè)務(wù)應(yīng)用等高附加值的用戶入口。鑒于此，華南理工在去年就利用微信平臺開展了華南理工管理信息系統(tǒng)的移動應(yīng)用，將社交媒體的OpenID與單位的身份認(rèn)證ID進(jìn)行綁定，以提供給予真實身份的個性化服務(wù)，利用微信服務(wù)的擴(kuò)展能力，提供課室查詢、成績查詢、校園網(wǎng)報障及進(jìn)度查詢、一卡通余額查詢、校車位置信息、校園快訊等應(yīng)用。

鑒于QQ平臺擁有龐大的用戶群，并且60%在25歲以下，其中大部分是學(xué)生群體，今年5月開始，學(xué)校又與騰訊公司開展移動QQ客戶端在有關(guān)校園信息化應(yīng)用的深度合作，以學(xué)校的成熟或在建的信息系統(tǒng)為核心，通過QQ公眾號體系、QQ錢包等多種產(chǎn)品，擬連接校園的行政、教學(xué)、校園生活等業(yè)務(wù)，加快推進(jìn)整個校園教學(xué)、科研、管理等系統(tǒng)的移動化和互聯(lián)化。目前已完成對外宣傳、圖書借閱查詢、成績查詢、教室查詢、校園卡充值等功能，并在7月6日正式上線，成為全國第一個上線QQ客戶端實現(xiàn)校園業(yè)務(wù)的高校。也就是說，發(fā)揮即時通信移動終端的連接器作用，作為連接學(xué)生與業(yè)務(wù)系統(tǒng)的新模式。

不同類型云的架構(gòu)

圖1 私有云資源相對集中，服務(wù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)單一，帶寬較大

圖2 區(qū)域云為了解決網(wǎng)內(nèi)傳輸瓶頸問題，資源需要分布到各個用戶本地網(wǎng)中

按照云的覆蓋范圍，云平臺可分為私有云、公有云、混合云，私有云一般適合于一個組織的內(nèi)部，公有云一般適合于向社會提供服務(wù)。混合云則是根據(jù)用戶的分布采取混合的方式分配和調(diào)度資源。

云計算體系對網(wǎng)絡(luò)的依賴性很強(qiáng)。這里的網(wǎng)絡(luò)，包括兩部分，第一是從客戶端到服務(wù)器端的數(shù)據(jù)通信傳輸網(wǎng)絡(luò)，在此稱為服務(wù)網(wǎng)，第二部分是云內(nèi)資源之間的數(shù)據(jù)通信傳輸網(wǎng)絡(luò)，在此稱為資源網(wǎng)（如圖1所示）。而對于后者，現(xiàn)有的云計算研究往往忽略，而假設(shè)為帶寬為無限大、傳輸時間為0的無障礙網(wǎng)絡(luò)。這個假設(shè)，對于應(yīng)用范圍局限于一個園區(qū)網(wǎng)的私有云是成立的，因為在這種情況下，私有云的資源集中于園區(qū)網(wǎng)的數(shù)據(jù)中心或計算中心內(nèi)，數(shù)據(jù)中心或計算中心內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)可以容易實現(xiàn)寬帶連接，對于小規(guī)模的客戶端數(shù)據(jù)，可以滿足云內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆５珜τ趹?yīng)用范圍較大，例如覆蓋整個地理區(qū)域，應(yīng)用范圍為廣域網(wǎng)的區(qū)域云來說，這個假設(shè)就不再成立了。

對于區(qū)域云，服務(wù)網(wǎng)往往是一個復(fù)雜的廣域網(wǎng)，可能是個專用的廣域網(wǎng)，而大部分情況下是個互聯(lián)網(wǎng)，復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)必然存在數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i；同時，由于客戶端分布較廣，可能分別處于不同運營商的網(wǎng)絡(luò)，具有中國特色的運營商網(wǎng)間互聯(lián)互通問題是制約傳輸速率的重要原因。

所以對帶寬要求比較高的區(qū)域云應(yīng)用，如視頻傳輸、大型文件下載等，服務(wù)網(wǎng)的傳輸瓶頸必定影響云計算的效能。從技術(shù)上，這個問題是資源的跨網(wǎng)遠(yuǎn)程調(diào)度問題，現(xiàn)有的CDN、P2P等技術(shù)就需要解決這個問題，其方法是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，將云內(nèi)的資源重新分布，并根據(jù)資源的分布、節(jié)點的擁塞情況以及資源服務(wù)點（例如Peer）的狀態(tài)動態(tài)調(diào)度資源。所以，在區(qū)域云內(nèi)，要提高服務(wù)的效能，云內(nèi)的資源也可采取分布式結(jié)構(gòu)，即根據(jù)服務(wù)網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分布到服務(wù)網(wǎng)的各個組成網(wǎng)中（如圖2所示）。采取這種方法后，資源網(wǎng)不再是一個局域網(wǎng)了，而變成了一個廣域網(wǎng)，資源網(wǎng)的傳輸速率不再是一個可以忽略的因素，傳統(tǒng)的云計算的資源調(diào)度算法對整個區(qū)域云就不再適用了，華南理工承擔(dān)的國家科技支撐項目就是研究區(qū)域云節(jié)點資源跨域調(diào)度框架及算法的。

為學(xué)生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新提供優(yōu)質(zhì)環(huán)境

有人把云平臺分為云、端、網(wǎng)三部分，網(wǎng)絡(luò)是云平臺的實施的必要條件。華南理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)中心積極利用有利的條件，聯(lián)合學(xué)校學(xué)生創(chuàng)新活動的相關(guān)部門一起組織各種學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動。

2015年5月，華南理工大學(xué)信息網(wǎng)絡(luò)工程研究中心（信息化辦公室）成立了技術(shù)中心，配備專職管理人員和技術(shù)人員，負(fù)責(zé)追蹤新技術(shù)、研究新體系和新業(yè)務(wù)、建設(shè)試驗網(wǎng)和平臺，同時負(fù)責(zé)學(xué)生的創(chuàng)新活動。

2014、2015年華南理工連續(xù)兩年承辦教育部“全國第一、二屆高校軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)應(yīng)用創(chuàng)新比賽”活動，用學(xué)校自主開放的云平臺和指定設(shè)備提供商提供的平臺一起，為大賽提供平臺服務(wù)。由于平臺開放性好，比較適合開發(fā)創(chuàng)新，兩屆比賽所有的決賽隊伍最終都選擇使用華南理工開發(fā)的平臺進(jìn)行應(yīng)用創(chuàng)新。根據(jù)賽項組委會意見，本平臺作為比賽的成果之一，將為以后的賽項和更多的比賽提供服務(wù)，第三屆的高校SDN比賽仍將采用學(xué)校開發(fā)的平臺，教育部科技發(fā)展中心還擬將“互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新開放平臺聯(lián)盟”的官方門戶及其承擔(dān)的功能模塊移到本平臺。

2015年6月，華南理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)中心、和校團(tuán)委等聯(lián)合舉辦2015華南理工“互聯(lián)網(wǎng)+校園”App開發(fā)大賽，以“華工App和創(chuàng)意創(chuàng)新學(xué)子一起成就夢想”為主題，基于華工校園移動平臺——“華工App”的創(chuàng)新開發(fā)為主要內(nèi)容，圍繞華南理工校園學(xué)習(xí)、生活、就業(yè)、娛樂等領(lǐng)域開發(fā)移動校園App應(yīng)用。目前已經(jīng)開展了兩期的培訓(xùn)和一期訓(xùn)練營，并為每支隊伍分配了一名指導(dǎo)教師，目前共有34支隊伍提供了方案書。比賽使用的平臺是學(xué)校 的“科研云”。組委會將以各種形式展示和推廣比賽的成果，并將配備技術(shù)力量將其培育成可以應(yīng)用的系統(tǒng)。

此外，華南理工是CERNET華南地區(qū)網(wǎng)絡(luò)中心，也是廣東省教科網(wǎng)的運行中心，廣東“粵教云”項目的數(shù)據(jù)中心。2015年6月，華南理工牽頭聯(lián)合廣東高校的網(wǎng)絡(luò)中心以及賽爾網(wǎng)絡(luò)廣東分公司，開展了“2015年廣東省高等學(xué)校互聯(lián)網(wǎng)+云創(chuàng)設(shè)計大賽”，目前已有來自20多個高校70多支隊伍，約500人報名參加。比賽的平臺使用“粵教云”。根據(jù)各個高校的意見，學(xué)校將聯(lián)合各高校組建面向?qū)W生互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新的聯(lián)盟，聯(lián)盟將開展共享資源、提供技術(shù)指導(dǎo)和支持、組織創(chuàng)新隊伍和活動、推廣成果應(yīng)用等。

（作者單位為華南理工大學(xué)）

2015年中美高級網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研討會在成都舉辦

本刊訊9月21日，中美高級網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研討會（CANS2015）在成都舉辦。本次會議由清華大學(xué)和電子科技大學(xué)作為當(dāng)?shù)貢h主辦單位，以“One World，One Network”為主題，匯聚140多名來自中美的權(quán)威網(wǎng)絡(luò)專家與學(xué)者，圍繞未來互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持下的大科學(xué)應(yīng)用以及高校信息化建設(shè)等主要議題展開為期三天的交流與研討。

會上，密歇根大學(xué)Douglas Van Houweling教授做了關(guān)于“互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展與基礎(chǔ)研究”的主題報告，清華大學(xué)李星教授發(fā)表有關(guān)“互聯(lián)網(wǎng)的三大挑戰(zhàn)”主題報告，吸引了與會者的廣泛關(guān)注與討論。在CANS工作組（Working Group）支持的基礎(chǔ)上，研討會集中討論未來互聯(lián)網(wǎng)、SND與高能物理、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與應(yīng)用研究、IPv6、Federated Identity等議題。CIO專題論壇上，來自中美高校的CIO再次碰撞，美國紐約大學(xué)副校長Tom Delaney、萊斯大學(xué)的CIO Klara Jelinkova，電子科技大學(xué)副校長楊曉波、天津大學(xué)黨委副書記汪曣，以及南昌大學(xué)副校長李建民等做了主題發(fā)言，幾位CIO在會上暢所欲言，就中美CIO的設(shè)置、未來發(fā)展等問題進(jìn)行了深入的交流。

中美高級網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研討會（CANS）是中美兩國一年一度的高層次學(xué)術(shù)交流活動，由中國教育和科研計算機(jī)網(wǎng)、中國科技網(wǎng)、美國Internet2、中國旅美科技協(xié)會共同發(fā)起。第一屆CANS會議開始于1999年，至今已舉辦了16屆。CANS系列會議一直以來持續(xù)推進(jìn)中美兩國研究與創(chuàng)新型教育研究機(jī)構(gòu)之間的合作，使得兩國的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與應(yīng)用領(lǐng)域的合作伙伴匯聚到一起，共同推動創(chuàng)新、拓展新思路、促進(jìn)全球科研網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施部署與有效利用。