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基于云服務的高校教育資源管理平臺的研究

2016-05-16 10:52:50張鴻雁
關鍵詞:云計算

張鴻雁

(長春工程學院,長春 130012)

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基于云服務的高校教育資源管理平臺的研究

張鴻雁

(長春工程學院,長春 130012)

摘要:針對高校教育資源分布不均、資源重復建設、已有教育資源庫存在諸多弊端的現(xiàn)狀,提出了高校教育資源建設的新模式,利用云計算搭建共享型教育資源云。闡述了平臺的體系架構設計與系統(tǒng)需求分析,對搭建基于云服務的教育資源平臺進行了研究探討。該平臺可以節(jié)約軟硬件的購買與維護成本,提升教育資源利用率,促進校際師生交流。

關鍵詞:云計算;教育資源平臺;數(shù)字化資源建設

0引言

近年來,信息技術快速發(fā)展,各高校內部教育資源庫的建設正處于積極轉型階段,由于多方面的原因,以往的教育資源庫往往存在許多問題[1]:資源更新?lián)Q代緩慢,內容重復冗余,信息檢索復雜,硬件維護成本高,缺乏與用戶的互動等。隨著云計算的興起,高校相繼開始搭建以云計算為核心的教育資源庫。這類教育資源平臺屬于“私有云”,它針對高校需求量身打造,只服務校內師生,可有效控制數(shù)據(jù),并保證服務的安全性和質量?;谒接性频母咝=逃Y源平臺有諸多優(yōu)點[1]:1)本校網(wǎng)絡用戶可通過Web訪問等方式直接獲得所需的教育資源和業(yè)務服務,獲取資源方便快捷。2)硬件使用成本大大降低,由于云計算集群對服務器的硬件要求并不高,大量舊設備得以重新使用,避免了硬件資源浪費。3)軟件使用維護成本得到節(jié)約,用戶無需自行維護或升級軟件,一切操作均可在云端一次性完成。4)管理員統(tǒng)一監(jiān)視、管理、控制云平臺的硬件設備,統(tǒng)一整理、發(fā)布各類教育資源,管理與維護的效率大大提升。5)用戶群體的單一性與用戶驗證訪問控制等機制保證了私有云的安全性。

然而,部分高校的教育投入仍然難以彌合教育資源需求持續(xù)增長帶來的巨大空缺。實現(xiàn)教育資源共享,對推進教育公平,提升教育質量,促進高等教育建設有著重要意義[2],建設共享型高校教育資源云平臺刻不容緩。考慮到安全性等因素,各高校內部的涉密數(shù)據(jù)與敏感數(shù)據(jù)仍可放在各自的私有云中,資料服務、應用服務等可共享的教育資源放在公有云中,以實現(xiàn)各高校教育資源的共享。

1共享型教育資源云平臺的研究意義

利用第三方提供的硬件基礎設施與云服務,搭建共享型教育資源云平臺,實現(xiàn)教學資源、科研資源、應用服務等資源的共享,可有效解決部分高校教育資源匱乏、分布不均的問題。該措施有助于提升教育資源的利用率,避免硬件設備等基礎設施的重復投資建設。因此,建設共享型教育資源云平臺具有良好的發(fā)展前景與深刻的現(xiàn)實意義。

1.1減少重復建設,節(jié)約軟硬件成本

隨著云計算的興起,許多高校已經(jīng)搭建起專屬教育資源私有云。然而,各個學校教育資源私有云的建設是獨立的。各校分別在購買、維護服務器等硬件設備上投入大量資金,并需及時對系統(tǒng)、服務等更新?lián)Q代,以保持私有云的穩(wěn)定運行。此外,各校之間的教育資源在一定程度上有重合,整體而言造成了巨大的存儲浪費。

目前,以阿里云、華為企業(yè)云為代表的眾多云計算平臺均提供存儲、計算等基礎服務的成熟解決方案。各高校完全可以通過租賃基礎設施、購買服務等方式,整體上以更低的價格獲取更完善、更安全的軟硬件環(huán)境,這不但減少了硬件設備的重復投資建設,亦無需自行對系統(tǒng)升級換代,大大降低了軟硬件的維護成本[3]。

1.2共享教育資源,增強校際交流

部分高校由于資金不足、師資水平不夠等原因往往存在教育資源匱乏的問題。對于這些高校而言,投入大量人力物力建設服務全校師生的教育資源私有云可能難以實現(xiàn)。如果能在區(qū)域內或有合作的高校之間建立教育資源公有云平臺,就可以很大程度上緩解目前教育資源分布不均的狀態(tài),幫助部分高校提升教學質量,促進各高校學生共同進步、共同發(fā)展。

在共享型教育資源云平臺上,各高校師生不僅可以獲得更充足的教育資源,更可以與不同高校的師生互動、交流。這對提升教師教學水平,加強學生職業(yè)素養(yǎng),鍛煉人際交往能力,促進校際合作與交流都有著重要的意義。

2共享型教育資源云平臺的構建

2.1系統(tǒng)的需求分析

建設共享型教育資源云平臺是一項系統(tǒng)的工程,為了服務廣大師生,考慮到教育資源建設的長遠發(fā)展,該系統(tǒng)需滿足以下需求[4-5]:

1)為了方便普通用戶操作,系統(tǒng)采用瀏覽器/服務器(Browser/Server, B/S)模式。用戶通過Web端訪問的方式,在瀏覽器上操作即可訪問所需資源。用戶界面設計應簡潔大方、通俗易懂。

2)平臺需考慮用戶訪問量、資源存儲量等因素,彈性伸縮云基礎設施,并應用負載均衡等技術,在保證用戶流暢使用平臺的基礎上,盡量提高物理資源的利用率,避免資源浪費,降低平臺建設成本。

3)普通用戶投身到教育資源云平臺的建設中,通過上傳資源等方式輔助完善教育資源云。為了便于資源的統(tǒng)一管理與共同建設,需參考相關國內教育資源信息化標準建立教育資源建設的標準與規(guī)范。

4)用戶可在平臺上交流互動,對資源進行評價,對系統(tǒng)進行反饋,以充分調動用戶的積極性,增強用戶黏度。

5)由于系統(tǒng)的部署涉及到諸多高校,系統(tǒng)需有良好的可管理性,便于各高校協(xié)作管理??紤]到系統(tǒng)的長遠發(fā)展,數(shù)據(jù)庫需要及時更新維護,系統(tǒng)也需要良好的可維護性。

6)安全性是所有平臺的必備需求。因此,需要通過用戶身份認證、用戶權限設置、資源訪問監(jiān)控與系統(tǒng)平臺的安全設置等方式,保證數(shù)據(jù)安全。

上述系統(tǒng)需求分析為系統(tǒng)體系架構的設計提供了指導與方向。

2.2系統(tǒng)的體系架構

云計算的體系架構大致由4部分組成[6],如圖1所示,分別為基礎設施層,平臺層,應用層與管理層。基礎設施層提供了計算和存儲所需的物理資源,并通過虛擬化技術將物理資源抽象為邏輯資源,形成計算資源池、存儲資源池、網(wǎng)絡資源池等。虛擬化技術始于20世紀60年代,是充分整合、利用各項計算與存儲資源的關鍵技術。虛擬化技術可以實現(xiàn)資源的動態(tài)部署與重配置,大大提高資源的使用率,并適應不斷變化的業(yè)務需求[7]。云計算中的虛擬化技術主要包括服務器虛擬化[8]、存儲虛擬化[9]、網(wǎng)絡虛擬化[10]、應用虛擬化[11]、桌面/終端虛擬化[12]等。平臺層是承上啟下的一層,它在基礎設施層的基礎上為用戶提供服務,實現(xiàn)認證、授權等服務的標準化,并為用戶開發(fā)新的應用提供統(tǒng)一的接口與協(xié)議。應用層為用戶提供了各項應用軟件和服務。根據(jù)服務對象與需求的不同,應用可分為企業(yè)級應用與個人應用。管理層橫跨以上3個層次,通過用戶管理、資源管理、安全管理、計費管理等多項功能,實現(xiàn)對云計算平臺的管理與維護。

圖1 云計算的體系架構

在此基礎上,圖2給出了基于共享型教育資源云平臺的體系架構。物理資源層是云平臺的基礎,提供最基本的硬件設施,包括服務器集群、網(wǎng)絡設備、硬件設備與其他基礎設施。目前,第三方供應商已經(jīng)可以提供成熟安全的云服務,考慮到物理資源建設的成本問題,物理資源層可交由第三方構建。虛擬管理層對應虛擬化技術。該層將物理資源層的硬件資源轉化為邏輯可管理的資源池,為上層提供可共享的邏輯資源,將程序的運行環(huán)境與實際物理環(huán)境分離開。事務管理層在虛擬管理層之上,負責整合、調控、管理各項資源,并對用戶信息、任務信息、日志信息、計費信息等進行管理,是云平臺承上啟下的核心層次。在此基礎上可建立高校教育資源服務門戶供用戶使用。服務門戶的功能可以分為資源管理與交流互動兩大類。用戶根據(jù)不同的權限,可以使用不同的功能。教育資源云平臺的用戶可分為5類:系統(tǒng)管理員、資源管理員、教師、學生、游客。系統(tǒng)管理員主要工作在事務管理層,負責用戶管理、任務管理、日志管理、系統(tǒng)配置管理等工作。資源管理員主要負責資源審核、資源共享管理、交流平臺管理等工作。根據(jù)不同高校的需求,可有針對性地向各高校的師生開放個性化的資源。教師、學生通過服務門戶可上傳、下載、檢索、瀏覽教育資源,并對資源進行評價、反饋。師生之間亦可通過站內信、即時聊天等功能交流互動。通過系統(tǒng)消息等方式,用戶可以獲得平臺的最新資訊,得知最近更新資源、一周內下載量/收藏量最高資源等信息。對未注冊或登錄的游客,開放面向社會大眾的公共教育資源,以進一步提升教育資源的利用率,服務更多有需求的用戶。以往在建設教育資源的過程中,通常存在數(shù)據(jù)的存儲結構、資源描述形式、資源訪問方式不同等問題,影響了高校之間教育資源的互聯(lián)互通。因此需要有一套教育資源標準來規(guī)范資源,便于資源的統(tǒng)一管理與進一步擴展。更重要的是,需要建立信息安全保障與系統(tǒng)維護機制,以保證資源的數(shù)據(jù)安全與系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

圖2 教育資源云平臺的體系架構

在基于共享型教育資源云平臺中,各個層次相輔相成,最終形成各項資源動態(tài)分配、滿足不同層次的應用需求、溝通機制完善的資源共享云平臺。

3結語

建設共享型教育資源平臺,對解決教育資源分布不均、減少教育資源重復建設、促進校際教學合作交流有著深遠的意義。逐漸成熟的云計算技術可有效推動高校教育資源信息化建設。本文分析了基于云服務的共享型教育資源平臺的研究意義,著重闡述了系統(tǒng)平臺的需求與體系架構設計,以指導教育資源云平臺的搭建。

共享型教育資源云平臺的建設,需要政策支持、政府重視、校際合作、標準完善。此外,由于云平臺的建設依賴第三方提供的基礎設施,亦需考慮數(shù)據(jù)隱私與安全問題,保證放在云服務供應商的資源不被非法利用,這更需要完善的法律監(jiān)督機制。所以,建設完善的教育資源云平臺,尚需各方共同努力。

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The Study on Higher Education Resource Management Platform Based on Cloud Services

ZHANG Hong-yan

(ChangchunInstituteofTechnology,Changchun130012,China)

Abstract:Considering uneven distribution and redundant construction of higher education resources and other drawbacks of the existing system, this paper proposes a new model which utilizes cloud computing to establish common sharing education resource cloud and to develop higher education. The paper makes an analysis on the establishment and the requirements of the system, and discusses the establishment of education resource platform based on cloud services.The platform can save the purchase and maintenance costs of both hardware and software, improve education resource utilization, and facilitate the communication between teachers and students.

Key words:cloud computing; education resource platform; construction of digital resources

文獻標志碼:A

文章編號:1009-8984(2016)01-0106-03

中圖分類號:TP311.521

作者簡介:張鴻雁(1968-),女(漢),吉林公主嶺,副教授

基金項目:吉林省科技廳項目(20140101226JC)

收稿日期:2016-03-16

doi:10.3969/j.issn.1009-8984.2016.01.024

主要研究計算機和電工電子技術。

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