面向区域的职业教育资源平台云服务模式研究与设计

罗毅洁，谭继安，周经纬



面向区域的职业教育资源平台云服务模式研究与设计

罗毅洁，谭继安，周经纬

（东莞职业技术学院，广东东莞523808）

根据现有的云服务类型，提出了三种面向区域的职业教育资源平台云服务模式构建方法。重点阐述基于私有云服务模式的虚拟化平台和大二层扁平化网络服务模式设计，以期为职业院校根据自身情况搭建基于云服务的教育资源平台提供行之有效的方法。

资源平台；云服务；职业教育

一、前言

我国职业教育规模庞大，地域分布广泛，层次结构复杂，各区域高职学院教学资源分配存在严重的不平衡性，因此亟待寻找到一种有效的方法，来实现区域内职业院校教学资源的交流与共享。云计算的出现能有效地解决数字教学资源共享方法和服务模式。本文根据云服务模式的不同形式，分别设计了职业教育资源平台的三种构建模式，以期为职业院校根据自身经济情况搭建基于云服务的教育资源平台提供行之有效的方法。

二、云服务模式

云计算是一种全新共享基础架构的方法，是网格计算、分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物，规模经济效益是其最主要的优势［1］。调查数据显示，到目前为止，70%以上的用户已经使用或正在考虑使用云计算产品和服务，其中90%以上的用户将其规模经济效益列为主要选购原因之一。

用户部署云计算服务的模式有三大类：公有云、私有云、混合云。公有云是云服务提供商为公众提供的，云计算服务平台放在互联网上，用户可以通过授权接入该平台［2］。公有云可以充分发挥云计算系统的规模经济效益，但由于用户的数据都放在云端，因此增加了安全风险性。私有云则是云服务提供商为用户在其内部机房建设的专用云计算系统，私有云系统部署在用户的局域网和防火墙之内，只为用户内部服务，外部用户无法访问和使用；相比公有云，私有云的安全性和私密性更好，但成本也随之增高。混合云则是公有云和私有云的混合，大多数是指私有云建设之后，但是很多资源（计算能力或存储空间）不够用，所以还需在公网上动态地申请公有云作为自己私有云的补充，它是介于公有云和私有云之间的一种折中方案。现在业内对公有云、私有云和混合云的评价不一，期望值也不同，总结起来，主要表现为以下四点。

（一）私有云安全性好，将成云计算主流

数据安全对于用户来说是至关重要的，公有云服务存在较大的安全隐患，公有云平台只适合那些非关键性业务。用户尤其是大型用户会更多地倾向于选择私有云计算平台。对于中小用户来说，传统IT服务足以满足现有需求，并且随着技术的进步，传统IT服务与云计算服务的成本差距会越来越小，未来私有云发展会明显超过公有云［3］。

（二）公有云云计算规模经济效益高，云计算的未来是公有云

云计算的最大优势就是其规模经济效益，大多数用户选择云计算方案是出于成本考虑，并且，随着技术的进步，公有云安全问题会逐渐得到解决，服务提供商与用户之间会逐渐建立信任关系。在这种情况下，私有云会失去原有的竞争力，10年、20年之后必然会被公有云取代。

（三）混合云集成公有云、私有云双重优势，将成未来趋势

混合云既可以尽可能多地发挥云计算系统的规模经济效益，同时又可以保证数据的安全性。那些不是很敏感的非关键业务可以由混合云中的公有模块实现，而对那些安全性要求较高的应用则可以迁移到私有模块实现。混合云可以引入更多诸如身份认证、数据隔离、加密等安全技术来保证数据的安全，同时保留云计算系统的规模经济效益。

（四）公有云、私有云、混合云共同发展，相互补充

公有云、私有云、混合云三种云计算模式并不是谁取代谁，谁优过谁，不同用户、不同需求，需要不同的解决方案。公有云、私有云、混合云会长期共存，优势互补，共同服务于用户。

图1　公有云服务模式职业教育资源平台架构

三、基于云服务的资源库云平台部署模式

资源库云平台构建模式的实现从技术架构方面可以采用公有云服务模式、混合云服务模式和私有云服务模式三种方式。

（一）公有云服务模式

采用公有云服务模式，职业院校可以根据自己实际需求，定购所需的资源平台软件服务，按定购的服务多少和时间长短支付费用；通过授权从互联网获得教育资源平台服务，通过租用基于互联网的资源平台软件来实现教育资源共享服务，无需购买教育资源平台软件；不需要本校的信息系统维护人员对教育资源平台软件进行维护，云服务提供商会全权管理和维护资源平台软件［4］。对于职业院校来说，公有云服务模式是采用先进技术的最好途径，它消除了购买、构建和维护基础设施和资源平台软件的需要，遵循了让专业的人干专业的事的原则，也符合李克强总理“两会”提出的政府购买服务的倡议。公有云服务模式服务器架构如图1所示。

公有云服务模式，具有以下优势：一是不用本校信息技术人员来维护系统软件，零投入，降低成本和维护费用；二是方便使用云端课程资源；三是分布于区域范围内的CDN节点多，能够在校内、校外自由访问网站及保障访问速度；四是云端服务器24小时维护，不会出现宕机；五是免费随资源平台迭代自动升级，采纳多所职业院校的意见反馈，总结并研发统一的精华功能，使得系统每天都有微升级；六是云端自动备份数据，防止数据丢失。缺点是：意识用户数据安全性不够；系统软件在云端，学校自主控制系统软件的权限有限，当遇到问题需要修改时存在被动性。

（二）混合云服务模式

职业教育资源平台混合云服务模式以公有云服务模式和职业院校校园网结合的方式实现，可以节省学生访问互联网的流量［5］。因为职业教育资源库有很多流媒体资源，学生在访问流媒体资源进行在线学习时，会消耗很多网络流量，流量费对学生来说是一笔不小的开支。采用混合云服务模式，职业院校只需要提供单台或多台流媒体服务器，用来存储本校教师上传的视频转码后的文件。学生在使用流媒体资源时，系统会提示学生选择本校服务器，以此达到节省外网流量的目的。混合云部署模式服务器架构如图2所示。

混合云服务模式，具有以下优势：一是仅仅使用职业院校信息技术维护人员配合前期安装和监控本地资源服务器运行情况，其他运行和维护都不用职业院校人员，降低了成本，减少了维护费用；二是拥有全部公有云服务模式的优势；三是校内有流媒体资源节点服务器，访问资源时默认自动选择校内服务器，减少外网流量。

（三）私有云服务模式

职业院校将本校的服务器、网络环境通过虚拟化软件抽象成逻辑资源进行虚拟化管理，建立起一个可扩张的私有云服务部署架构。采用私有云服务模式，需要职业院校信息技术人员对服务器及网络等进行自行维护。私有云部署模式服务器架构如图3所示。

图2　混合云服务模式职业教育资源平台架构

图3　私有云服务模式职业教育资源平台架构

私有云服务模式具有以下优势：一是学校运维人员维护，职业院校可自由支配学校信息系统运维人员；二是可以无外网流量；学校师生使用时不用访问外网；三是本方案负载和Web服务双机集群，单点宕机时网站仍然可正常访问；四是安全性高，用户数据能够得到保护。缺点与不足：一是运维人员无法24小时值守机房及系统监控；二是电力、网络环境安全需学校运维人员保障；三是资源平台软件代码为独立版本，无法及时更新；四是因教师发现问题及反馈的时间长短不定，导致资源库软件系统维护时间周期较长。

四、私有云模式下的资源平台架构设计

由于现在还处于云服务发展的初期阶段，公有云模式下服务提供商与用户之间信任关系还未建立完善，在经费预算足够的情况下，私有云模式由于其高安全性成为职业教育资源平台的首选云服务模式。

（一）构建硬件设施云

通过将应用服务器的CPU、内存、磁盘、I/O等物理资源抽象成逻辑资源，把多台应用服务器相对独立的硬件资源进行“池”化，建立起计算资源池、存储资源池，然后在统一的计算资源池和存储资源池上虚拟出几十台甚至几百台的虚拟服务器，从而实现服务器资源的动态管理，提高资源的利用率，满足职业教育资源平台区域服务内用户量大、并发率高的要求；其次，资源平台的在线学习视频点播需求量大，在线学习视频采用流媒体格式传播，因此配备流媒体服务器是流媒体应用系统的基础，也是最主要的组成部分。流媒体服务器的主要功能是以流式协议（RTP/RTSP、MMS、RTMP等）将视频文件传输到客户端，供用户采集、缓存、调度、传输和播放，资源平台用户体验度好坏主要取决于媒体服务器的性能和服务质量［6］。

硬件设施云的建立能有效实现服务器动态迁移、零宕机的特性，使得单台服务器故障不影响资源平台的使用；采用虚拟化技术，部署多台WEB应用服务器、负载均衡服务器和数据库服务器，通过负载均衡策略，用智能化的流量管理的方式来提高资源平台的整体服务性能；当访问量日益增大，可随时增加虚拟应用服务器的数量，当物理资源不足，可把新增服务器、存储纳入虚拟化平台资源池，实现硬件资源的动态扩充。

（二）打造大二层扁平化网络服务环境

职业教育资源平台通过“云”给用户提供服务，而云服务的基础是通过网络来实现的。传统的三层网络方案由于分层设计的特性容易产生阻塞点和延迟，同时提供的冗余功能非常原始。随着职业院校数据中心的虚拟化技术快速兴起，这种架构无法适应职业院校数据中心的需求，特别是虚拟化层面的支持度较差。

大二层扁平化的架构模式并非必须或一定就是物理联接层次上的减少，而是指网络逻辑层次的简化。扁平化的网络有着更高的效率，也更有利于管理。功能划分清晰后，整个网络更有利于扩展，核心层设备性能很强，对新功能新业务能够提供良好的支持，汇聚层和接入层只需要考虑接入端口的扩充、上行带宽的增加。同时，网络结构由树型网络变成了星型网络，每台交换机都具有独立带工作站和连接下一台交换机的功能，网点扩容更简单便捷，满足资源平台的扩容需要［7］。大二层扁平化网络结构与传统三层网络结构对比如图4所示。

图4　传统三层网络结构VS大二层扁平化网络结构

五、结语

为了有效实现职业教育资源的共享，区域内的职业院校可以根据自身的信息化建设情况和财务状况选择一种云服务模式来搭建教育资源平台，也可以随着职业院校的发展来升级教育资源平台云服务模式。信息化基础建设相对落后且资金不足的职业院校可以首选公有云服务模式来建设教育资源平台，这样可以省去硬件的购买和软件的维护工作，但是学生在使用教育资源平台时会消耗较大的网络流量去下载流媒体文件；随着职业院校的信息化进一步发展，职业院校可以拿出一部分资金建设搭建自己的媒体服务器，把公有云的流媒体文件放到校园网的媒体服务器上，这样既可以享受到公有云服务的快捷便利，也可以为学生使用教育资源平台节省流量；信息化建设程度高且建设经费较多的职业院校，则可以搭建私有云模式的教育资源平台，对于资源平台的维护和资源的访问都有较大的自主权限，并且能节省学生访问资源的流量，但私有云模式对学校信息技术人员的相关运行与维护能力提出了较高要求。

［1］宋晓黎，陈伊菲.现代“云”模式环境下职业教育数字化资源库建设探讨［J］.物流技术，2015（9）：317-319.

［2］赵麟，冯华.区域性高校教育资源云平台共享模式的构建［J］.中国成人教育，2015（14）：151-153.

［3］钱丹.基于私有云的高校云共享模式研究［J］.中国电化教育，2013（5）：29-36.

［4］潘晓敏.基于公有云SaaS模式的科技园区服务平台［J］.上海工程技术大学学报，2012（2）：185-188.

［5］陈冬林，付敏，陈玲.基于混合云的高校实验教学平台建设模式研究［J］.实验技术与管理，2013（5）：63-66.

［6］杨传栋，余镇危，王行刚，等.一种流媒体CDN的内容部分推送策略［J］.计算机工程与应用，2007（25）：162-164.

［7］尹忆民，郝宇红，孙浩志，等.建设扁平化新型校园网络［J］.华东师范大学学报（自然科学版），2015（S1）：146-151.

（编辑：林钢）

Research and Design of Cloud Service Model for Regional Vocational Education Resources Platform

LUO Yi-jie，TAN Ji-an，ZHOU Jing-wei
（Dongguan Polytechnic，Dongguan，523808，China）

According to the current cloud servicemodes，this paper proposes threemethods of constructing the cloud servicemodel for a regional vocational education resources platform.It focuses on the design of the virtualized platform based on private cloud servicemodel，and on the design of two-tier flat network servicemodel，in order to provide an effectivemethod for higher vocational colleges which are supposed to build education resources platform based on cloud service according to their conditions.

resources platform；cloud service；vocational education

G 712

A

1671-4806（2016）02-0083-05

2015-12-19

广东省高等职业教育教学改革项目（201401315）；广东省教育科学“十二五”规划教育信息技术研究专项课题（13JXN034）

罗毅洁（1979—），女，湖南衡南人，工程师，硕士，研究方向为教育技术、教育信息化；谭继安（1983—），男，广东从化人，工程师，硕士，研究方向为教育技术、教育信息化；周经纬（1977—），男，湖南衡南人，副教授，硕士，研究方向为高职教育。