新一代数字校园功能需求探析

余镇全?徐舒?姜春雷

摘 要：新技术的发展，尤其是物联网技术、云计算技术等在教育领域的应用，为数字校园的建设与应用提供了更加广阔的前景。本文提出如何适应这些新的应用对教育信息化所带来的巨变，是新一代数字校园建设与发展需要加以重视与探索的问题。

关键词：数字校园 物联网 云计算 网络安全

中图分类号：G42 文献标识码：A 文章编号：1674-2117（2014）10-0053-02

随着新技术的不断涌现以及在教育信息化中的应用，自上世纪90年代以来在高校内兴起的数字校园已从根本上发生了质的变化，由传统的管理型向着应用型转变，无论是校园网络的架构，还是数据中心的建设、数字校园平台建设以及数字校园的管理与维护等都必须适应新形势、新技术的需要，以满足数字校园应用的现实需求。

1 适应新技术发展，建设“泛在”的校园网络，满足各类用户需求

经过20多年的发展，我国高校的数字校园建设经历了从系统应用到系统集成的发展过程，而随着新技术的不断发展，尤其是物联网技术、无线移动网络技术的不断演进，更加重视用户的应用体现，表现在用户对数字校园使用的便捷性，对各种事务操作的便利性上来。这种转变，对新一代数字校园中网络基础设施也即校园网络的硬件条件提出了更高的要求，这些要求体现在：

一是运行更加高速、快捷。校园网络的发展从最早的百兆以太网、ATM网已全面发展为以万兆主干的以太网络为主体的校园网络体系，校园网络的运行效率、运行稳定性有了质的飞跃。二是无线网络的全覆盖成为校园网络发展的趋势。为了适应掌上电脑、移动终端、手机用户应用群不断扩大的趋势，建立覆盖整个校园，稳定、可靠的无线网络成为校园网络建设与发展的重点与方向。三是对校园网络的安全性提出了更高的要求。由于数字校园的建设，将整个院校内部各种人、财、物的数据联网，这一方面为学校的决策管理提供了最直接的数据支撑，另一方面也对信息安全提出了更高的要求。如何在保证信息安全的基础上提高应用效益成为校园网络建设与管理者不得不考虑的问题。

基于新一代数字校园对校园网络提出的更高要求，在进行网络基础设施建设时，必须要进行充分考虑。

第一，在网络架构上，要充分认识到有线网络与无线网络的关系，将两者作为互相补充的有机整体，综合考虑建设、运维的成本，安全性与稳定性等各种要素，综合衡量网络建设的类型与使用范围。第二，在网络链路中需要设计一定的冗余。通过双链路或多链路架构的方式在一定程度上解决网络运行的稳定性问题。第三，考虑到校园内各种用户应用层次的不同，对校园网资源的使用权限也要有所不同；在进行校园网建设时，需要同时考虑到安全体系的建设，不仅仅是加装必要的安全防护设备，同时还需要在网络设备的选择上做好必要的准备。第四，云计算技术的持续发展，为高校的信息化建设与发展提供了机遇，校园网络也必须要考虑到未来的发展，尤其是虚拟桌面、云终端等网络应用对校园网的要求更高，需要充分论证与规划，以适应新技术的发展与应用。

2 基于云计算技术，建设集中化、虚拟化的数字校园数据中心

云计算以其超强的计算能力以及高可靠性、安全性等优势在各个领域都掀起了应用高潮。高校的数字校园，由于其功能的日益完善，所涉及领域的应用更加深入，对数据中心的存储以及计算能力提出了更高的要求，传统的数据中心在一定程度上已经无法满足日益增长的计算、存储需求。因此，为其引入新型的、更具可控性、可扩容以及超强计算能力的云计算技术，成为新一代数字校园在进行数据中心建设时需要考虑的问题。

2.1 通过服务器虚拟化满足各种新功能的需求

在传统的数字校园数据中心建设中，采用服务器集群的方式，由于数字校园各种功能部署的需要，需要采用几十台甚至上百台单片服务器才能满足。而通过服务器虚拟化技术，可以有效、充分地利用服务器资源，通过将单台服务器虚拟出多台的方式，有效解决服务器的硬件投入过大、单台利用效率低下和管理维护以及运行成本过高等问题。通常服务器CPU占用率一般不超过15%，而虚拟化后物理主机的CPU使用率将提高到60～80%。

2.2 通过数据的集中存储，适应数字校园大数据、智能化发展的需求

云计算在进行服务器虚拟化的同时，要求数据中心提供强大的集中存储功能。而数字校园也需要将各个部门的数据统一集中到一个平台中来，不但要便于数据的统一采集与调度，更需便于数据的管理与维护。因此，通过建设必要的数据存储体系，包括容灾备份体系建设等方面。

2.3 坚持在原有基础上的“扬弃”，以满足需求为目标建设数据中心

在进行数据中心建设时应充分考虑院校内已经建成或者正在运行的各种系统、各种物理资源的价值，而不是完全抛弃，应当将其纳入到云计算数据中心建设中来统一考虑，充分利用现有资源，进行必要的整合与集成，做好资产的保护。

与此同时，还应当注意到云计算数据中心所带来的一些负面影响。一是由虚拟服务器应用带来的资源过度利用，要以保障稳定运行为前提，提前作好充分的论证。二是要防止虚拟主机的随意蔓延。由于增加一台服务器的配置不再像以往那样，需要通过采购、安装、部署等一系列过程，只需要数据中心通过技术虚拟出一个主机即可，这也可能导致各种主机的不断扩张，因此，还需要加强对服务器需要的管理与审批。

3 以智能感知、自动交换、主动推送为目标，加强数字校园平台建设

数字校园建设为院校教学科研与日常管理等活动提供强有力的支撑，本质上是利用现代化的手段对信息进行获取、加工和处理，为以教学科研为中心的院校各项活动提供保障。因此，对校园内信息的获取、处理与利用，在进行新一代数字校园设计与建设时应作为重中之重来进行考量。

3.1 充分利用物联网技术，建设“智能感知”的数字校园数据采集体系

随着物联网技术的不断成熟，射频识别、红外感应、全球定位、激光扫描等信息传感技术的应用越来越广，为数字校园中的对人、财、物的自动感知与信息采集提供了广阔的应用前景。在高校重点可以从几个方面来展开。

一是智能教室、实验室的管理。伴随高校数字化建设水平的提升，对大量不同的教室、实验室设备进行有效管理是急需解决的课题。二是智能文档管理。图书文献，包括由于各种原因无法通过电子文档进行流转的公文、各种档案资料的管理等，通过加贴FRID标签等方式，可以准确掌握这些重要文档资料的流向，让无声的东西变成“有声”的，便于查找利用。 三是智能校园安保系统。将物联网技术与安保系统进行结合，在原有校园视频监控系统的基础上，让固定的财物能够随时发送位置、状态信息，便于及时了解其去向，也为各种物资的有效利用提供方便。四是远程水电管理系统。通过物联网技术，可以及时发现水电的开关状态，了解实时的使用情况，通过校园网可以有效管理路灯、室内照明以及公共水房等资源，从源头上做到环保节能。

3.2 以应用集成为主线，建立自动交换的数据共享体系

传统的数字校园一般采用系统集成的方式，将高校内部各种应用系统通过数据、身份、门户集成等方式统一到一个平台上。从表面上看，各种系统已经统一在数字校园内，但在其内核应用层面，还没有做到真正的统一，尤其是底层数据的交换，有些复杂的触发机制需要人工干预。而在新一代数字校园的建设中，应当摒弃传统观念，真正从“做事”的角度出发，以应用为主线，划分出清晰的数据流、事务流，根据数据的流向、事务的处理流程来规划数字校园的各项功能，从底层数据库的设计开始，做好数据的统一规划，确保高校内部各个层面的应用都能做到真正的数据共享。

3.3 通过订阅、推送平台，建立主动推送的信息应用体系

传统的数字校园的信息门户，虽然会根据用户身份的不同，有一些差异化的设计，但是实际上这些差异是有限的、不全面的。新一代的数字校园，这些差异化应当与数据订阅机制、身份认证平台实施联动，将共享数据库中与用户相关的信息及时推送到用户的门户中去。推送的方式，可以根据信息的重要程度、用户的身份特征等进行区别。通过数据订阅与信息推送体系的建设，在最大程度上解决无法找到合适信息以及“垃圾”信息泛滥等问题。

4 强化管理，统一建设，建设安全、可靠的数字校园运行平台

自从互联网进入实际运用以来，网络安全始终是各方关注的重点，尤其是前期“棱镜”监控事件进入公众视野，国家采取了加强对互联信息的管控等一系列措施，对网络安全提出了更高的要求。 因此，在进行新一代数字校园建设时，信息安全也应当作为重要的一个环节。

4.1 适应网络安全新形势，将安全体系建设真正统一纳入到数字校园工程建设中来

从网络初期建设开始，有关部门就对信息安全提出了一系列的要求，但由于网络安全一定程度上并不能产生直接的效益，许多院校在进行数字校园乃至网络基础设计建设时虽然将网络安全纳入了方案，但实际操作中则是能省就省，存在着重应用轻安全的观念。

在进行新一代数字校园建设时，由于各种上网的信息涉及面广，这些信息对某些有心人而言都是具有一定的应用价值。尤其是一些重点高校，加强网络安全体系建设不能仅仅是停在口头上、写在书面上，而应当真正做到实际工作中，将之统一纳入到数字校园建设中来，在网络基础设施、数字中心建设，以及数字校园各种应用系统的开发与应用等环节，充分考虑到信息的安全，通过统一的设计、统一的建设，有效地从源头上管控信息安全。

4.2 强化制度保障，统一数据采集与应用标准，有效管制各种信息的采集与应用

新一代的数字校园，从设计与建设理念上来说，许多信息的采集都需要自动安全，智能采集。而在管理与应用层面，更加强调的是身份认证体系与应用权限，采用主动推送的方式进行。这对数字校园的建设者与管理者来说，必须从开始阶段就做好信息的甄别工作，通过严格的规则制度，确定哪些信息通过何种方式采集与提供使用，同时也应当根据不同人员的身份特征，强化信息的应用范围控制，确保把好数字校园内各种信息的入口与出口关，始终绷紧信息安全之弦。

4.3 坚持内外有别、上下有别，强化数据应用与下载的管控，确保信息安全

数字校园的身份认证体系是决定每个用户提供、使用信息的依据，在加强数字校园的信息安全体系建设时，必须坚持做到内外有别、上下有别，即区分校内、校外用户，领导、教职员工与学生有自己的不同的信息提供与获取权限。要做到这些，应当从几个方面来着手。

一是加强身份认证系统的建设与管理。不仅对身份认证系统的选择要更加科学，注重其安全性；而且要加强对用户身份变更等信息的更新维护，确保每个用户都能获取与其身份相对应的信息。二是区别一般信息与保密信息的管理与使用。这是通常的信息安全管理措施，对信息的涉密程度进行区分，通过逻辑子网等方式加以管控，有些甚至需要与公共的校园网络进行安全隔离，确保安全。三是区别不同用户对象的使用方式。对重要的用户，即信息使用级别较高的校园网用户，应当控制其使用方式。

新技术的应用为数字校园的建设与应用提供了广阔的前景，但也带来了更大的挑战，在物联网技术、云计算技术以及移动互联网等为数字校园使用效益的发挥提供更大的舞台的同时，也应当根据各个院校的实际情况，综合考量新技术应用的范围与规模，以最大的性价比获取最大的使用效益。

（南京政治学院信息管理中心，江苏 南京 210003）

参考文献：

[1]姚磊，陈露，王明磊.新一代数字校园建设信息集成阶段建设规划[J].牡丹江师范学院学报（自然科学版），2009（12）.

[2]蔡剑.构建下一代校园网，迎接数字化新趋势[J].大众科技，2008（3）.

[3]孔晓波.物联网概念的演进路径[J].电子工程技术与标准化，2009（10）.