信息化环境下高校公共资源服务云平台的构建

陈慧芬，曾裕林

（惠州学院 教育技术中心，广东 惠州 516007）

1 云计算在高校数字信息化中的应用优势

目前，由于国内外教育网、高教网、各高等院校校园网建立的网络服务系统、服务器的接口设置等环境各有差异，需政府及相关管理部门尽快协商出台制定统一国际化云计算接入口公共标准［1－4］。利用第三方提供的IT设施和云计算技术，尽快完善和加快各高校数字化校园网的建设和设立，加速构建“教育云”、“高校云”的公共资源服务云平台，实现国内外高等教育、科研等资源的共享，以解决资源分配不均、资金严重不足等问题。同时也解决了各高校、院系设备重复投资建设的弊端，从而节约成本降低费用。云计算的接入使用对教育、科研、人才培养等有着深远的影响，特别在当前高等院校每年不断扩招的情况下，云计算时代的到来就显得更有现实意义和发展前景。

1.1 减少重复建设，降低硬件和软件成本

目前，高校数字信息化教育资源环境的构建独立，各校纷纷自行投入构架光纤、网线、大型服务器、工作站、网络交换机和硬件实验仪器等设备，设置专职部门和人员运维管理的网络中心，这种“孤岛”模式，不但耗资非常巨大，而且随着产品的更新换代，以及网络信息点的不断增多，需要持续不断地加大基础建设投入，如此重复投入建设带来的资金瓶颈将是阻碍高校建设和发展最为突出的现实问题。

在云计算环境下，各高校完全可根据需要，选择提供云服务的第三方，向云服务提供商“租赁产品”或“购买服务”，甚至可享受到云提供商提供的某些产品的免费服务。利用这种新兴的商业云计算模式，校方只需花少量的租金就可获得所需的硬件和软件环境，不但解决了仪器设备重复建设的资金问题，而且无需考虑产品升级换代和技术更新的问题，大大降低了硬件、软件以及维护成本，并且，始终可拥有和获取最新技术的硬件环境和软件资源［5－7］。

1.2 促进资源的整合和共享

运用云计算技术，教育部和国内外高校之间可实现资源的整合和共享，解决资源分配不均的问题。高校之间，以及校内各系部之间可根据需要，共建公有云和私有云或混合云等云资源池。每一位教师和学生不管在何时何地，也不管使用什么样的终端设备，只要能接入云端网络，就可获取所需的校内外公有云资源信息。在这些虚拟平台上，客户即可独立使用，又可与他人、团队协同参与共享。

1.3 提高数据存储安全保障

云计算是采用数据多副本容错、计算节点同构和可互换等措施来保障服务的高可靠性。因此使用云计算比使用本地计算机更可靠，用户不用担心一旦个人计算机存储设备损坏或一些误删除操作或病毒入侵，而造成数据丢失，而且云采用的是自动化集中式管理，校方和用户无需负担日益高昂的数据管理成本。

2 构建高校公共资源服务云平台模型

2.1 高校信息资源共享的特性与需求

在高校信息资源开发过程中存在着开发环境的不同、网络异构、资源描述形式和访问方式等多种因素的不同和差异，虚拟化技术和云计算为高校间信息资源共享提供了新的思路。资源的共享不仅是文件的共享，而是通过网络以按需、易扩展的方式可获得所需的硬件、软件和平台等资源，而且可根据需要动态地提供配置，以及取消供应的计算和存储平台［8－9］。对信息资源采用统一的形式描述，提供标准、通用开放的协议和接口解决在分布式计算环境下构建的平台、编程语言、信息描述方式等方面的异构性问题，实现用户对各类系统的统一访问模式，满足了资源共享的需求［10］。

2.2 运用虚拟化云计算技术构建高校公共资源服务云平台架构模型

云计算支持持久服务，主要以数据中心的形式提供底层资源的使用，资源之间互联一般采用内部网或者专用网络，性能高、快速、安全。用户可以利用云计算作为其部分IT基础设施，实现业务的托管和外包。云计算任务调度采用集中式或者分布式的方法。同时，云计算可提供系统的单一映像、高度的容错处理，采用虚拟机屏蔽异构，为每一个用户根据需要提供资源服务、提供隐私保护，具有强大的安全保障。

虚拟化将异构服务器、主机、内存、存储、网络连接等基础架构整合在一起，大幅提高了物理资源、应用程序的性能和利用率［11］。虚拟化技术的特点如下［12］：

（1）资源分享。可通过虚拟机封装用户各自的运行环境，有效地实现用户分享数据中心资源。

（2）资源定制。用户可利用虚拟化技术，配置私有的服务器，指定所需的CPU数目、内存容量、磁盘空间，实现资源的按需分配。

（3）细粒度资源管理。将物理服务器拆分成若干虚拟机，可以提高服务器的资源利用率，减少浪费，有助于服务器的负载均衡和节能。

基于以上特点，虚拟化技术成为实现云计算资源池化和按需服务的基础，并利用虚拟化技术构建出高校公共资源服务云平台模型（如图1所示）。按服务对象将该平台划分为3个层次：

（1）基础层。基础设施即服务（Infrastructure as a Service，IaaS）是指以服务形式提供虚拟硬件资源（包括虚拟主机、内存、存储、网络等），用户无需购买相应的物理设备，只需租用或进行应用系统的搭建即可，同时还可以享受一些免费的公用资源。至于物理资源层设备则全由第三方构建，比如各种类型服务器设备，文件、邮件、商务、数据库、代理、实时通信、内容管理、FTP、流化媒体、WEB、管理、目录、移动信息、应用程序、打印服务器等均由第三方提供。

（2）中间层。平台即服务（Platform as a Service，PaaS）是上下基础管理层和应用程序层的一种服务支持程序，是一个应用服务平台，为用户提供一系列的应用开发、部署、运行、认证管理、访问控制、事件管理、内容管理、数据存储、数据访问、工作流引擎、服务总线、虚拟主机托管等服务，同时支持应用服务的即插即用。目前成熟技术有：Windows Azure Service Platform 提供的Live服务、NET服务、SQL服务、Dryad框架，Amazon提供的简单消息队列Simple Queuing Service、简单数据库管理SimpleDB、Dynamo框架，Google云计算平台的大规模分布式数据库BigTable、程序设计模式 MapReduce、分布式锁机制Chubby，Hadoop对 MapReduce的开源实现［13］。

（3）应用层。软件即服务（Software as a Service，SaaS）是指通过标准Web浏览器，以云平台服务形式提供给终端用户各种类型的应用程序软件。用户可通过门户管理服务形式登录或申请所需资源。当数据中心和云计算资源存储池接到和发现请求后，就会根据用户的需求快速作出响应和支持，并进行动态和智能的分配资源。用户无论在何时何地，只要拥有能上网的各类终端设备（如PC机、iMac、PDA、平板机、便携机等）都能获取所需资源，如校内资源、校外资源、资料服务、数据服务、目录服务、应用服务等服务。用户还可根据各自所需，选择公有云、私有云或混合云的任意信息资源。云计算平台还具有可定制与创建面向具体应用的服务，实现服务个性化、运营灵活性的特征。

图1 高等学校以共资源服务云平台系统总体架构模型

3 结束语

虚拟化与云计算技术，推动着高校信息化进程的快速变革和思维方式的转变。高校公共教育云计算的进程，更大程度上是由社会、政策、观念、机制等非技术因素决定的。要实现云计算环境下高等学校公共资源服务云平台系统建设，关键是政府重视、政策扶持、转变观念、完善机制。

虽然云计算模式具备诸多优点，但也存在一些问题，比如，数据隐私问题，如何保证放在云服务提供商的数据隐私不被非法利用，不仅需要技术的改进，更需要法律的进一步完善来加以保证；又如，数据安全性，有些数据是企、事业单位、科研的商业机密或国家机密数据的安全关系到国家的安全和企事业单位的生存和发展，云计算数据的安全性问题不彻底解决，就会制约着云计算的应用和发展；再比如，用户使用习惯、网络传输问题等，均成为虚拟化和云计算技术发展面临的主要问题。因此，如何选择成熟信誉高的云服务商，以及如何对服务商及其第三方进行技术测评和评价，如何组建云计算专业管理团队和技术团队等问题提出了实质性的挑战。为此，要解决云计算时代带来的挑战，就必须由政府部门牵头，建立一套完整的系统体系，包括法规、各种规章制度、云计算国际规范化标准等。

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［2］2011高校虚拟化与云计算应用研讨会［EB／OL］.（2011－08－19）［2012－06－11］. http：／／www.iotworld.com.cn／html／News／201108／475d1721381b7da5.shtml.

［3］王玉芬，郭晓娟.云计算对高校教学资源影响解析［J］.实验技术与管理，2010，27（5）：112－113.

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［7］孙柏祥.云计算—高校教育信息化建设和发展的新模式［J］.中国电化教育，2010（5）：123－125.

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［9］中 国 云 计 算 网 ［EB／OL］.（2010－08－06）［2012－08－18］.http：／／www.cloudcomputing－china.cn／Article／cloudcomputing／201008／674.html.

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［11］王爱清，赵冬生.云计算环境下高校校级统一信息平台建设探讨［J］.实验技术与管理，2011，28（5）：282－283.

［12］罗军舟，金嘉晖，宋爱波，等.云计算体系架构与关键技术［J］.通信学报，2011，32（7）：8－9.

［13］刘鹏.云计算［M］.北京：电子出版社，2010.