基于云计算的数字化校园建设问题研究

唐迪

摘要：云计算是近些年来发展的比较快速的技术它有着超强的计算能力、极高的可靠性以及安全性，其在各个领域内也掀起了技术狂潮。目前，有很多学校也应用的云计算技术对校园进行管理，本文将对基于云计算的数字化校园建设问题进行探讨。

关键词：云计算；数字化校园；建设；研究

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）08-0034-03

云计算是当下最热门的技术之一，其相对于其他技术有着独特的优势，所以很多行业也在尝试着应用云计算技术进行工作和生产活动。学校作为教书育人的地方，通过运用云计算技术，能够对学校的各种资源进行有效的管理，也能促进信息的交流，是值得大力推广的。

1概述

近些年来，教育信息化技术不断进步，数字化校园已经成为国内外学校作为现代化校园建设的核心内容。数字化校园以先进的计算机技术和网络技术为基础，搭建出一个管理数字化、教学数字化、科研数字化、服务数字化的云计算虚拟平台，实现环境和资源的合理使用，将环境、资源和应用实现数字化。以传统校园为基础，搭建数字空间，将传统校园扩展到时空维度，传统校园的运行效率通过数字化建设能够得到大大提升，传统校园的业务也将会有所拓展，教育过程全面信息化。学校的教育模式也将从传统模式转向数字化方式，能够树立学校的形象，也能够将行政办公管理效率进行有效的提升，将管理成本降低，提高教学质量，创新人才培养模式，将管理决策的水平进行提高。

技术在不断发展，社会在不断进步，信息量在不断增加，新兴应用不断增多，业务量增长速度快，对于系统的维护而言，其费用的增长速率远远高出硬件和软件的更新速度，也大大高出商业价值的增加速度。随着对这些问题的深入研究和探讨，云计算技术应运而生，早在2006年就已经有谷歌等公司提出云计算的构思，随后IT界便掀起一番云计算的热潮，各大信息产业巨头纷纷使用云计算技术。在现在，人们已经普遍认为云计算已经是未来信息产业发展的方向，计算机虚拟技术将成为云计算技术的发展趋势，有着无限的发展空间和商业前景。

我国学校数字化建设经历了大致三个阶段，第一个阶段是校园网建设，第二个阶段是各管理应用系统的建设，第三个阶段是数字化校园。国家的相关文件中明确指出要加快教育信息化建设的进程，将教育信息化纳入到国家信息化的整体战略中，部署超前的教育信息网络，对优质资源进行充分的利用，将先进技术的作用充分发挥出来，创新运行机制和管理模式，将现有资源进行合理的整合，构建先进、高效、使用的数字化教育基础，以综合信息服务平台和全面智能的感知环境为基础，根据不同的角色进行个性化服务，实现校园数字化，这也为第四个阶段，也就是基于云计算的数字化校园建设做出了初步的探索。

目前的数字化校园都是以服务器和SAN存储连接方式为基础的，这个应用系统都需要多台服务器进行业务的支撑。所以，要建设数字化校园离不开服务器，需要投入大量的资金，同时能耗、设备的保养等也是一笔巨大的消费。对于学校而言，有些系统是分时间阶段运行的，比如高校的毕业离校系统，对于这种系统，在一段时间内使用率是极低的，在一段时间内使用率会增高，服务器资源利用不均衡会导致资源浪费。将云计算技术和现有的硬件进行整合，将节约数字化校园的建设成本。解决难管理、投入高以及高能耗、效率低的问题也是目前基于云计算的数字化校园建设中应该重点考虑的内容。

2云计算概述

2.1云计算定义

目前，对于云计算的定义还没有一个统一的答案。维基百科中对云计算是这样解释的：云计算是一种基于因特网的计算方式，它将基于互联网的相关信息技术能力和服务方式提供给用户，对于云服务的细节用户不必了解，用户也不需要有相关知识的储备或者是设备操作的能力，就像电网一样，用户可以通过因特网获取需要的服务。中国云计算相关组织认为云计算是通过对网络各处的计算资源进行整合、调配、管理等操作，并且通过统一的界面向网络用户同时提供服务。美国国家标准与技术研究院认为云计算能够通过方便、按需、网络的方式对可配置的共享计算机资源池进行访问，其中共享资源池能够用最小化的管理消耗实现与提供商的最少化交互，可以提高配置提供资源的速度。云计算技术能够将资源利用率大大提高，还具有快速弹性能力等。笔者认为，云计算是一种资源计算、分配和利用的方式，其建立在現有的网络基础之上，通过云计算技术将存储在电脑上或移动设备上的资源进行整合，形成资源池，服务器会对这些资源和信息进行按需共享，将这些资源快速调配给所需用户，实现资源的共享，服务器所需要做的工作很少。

云计算技术包括虚拟化技术、数据库管理技术等，其中虚拟化技术是云计算技术的关键，使用虚拟化技术能够实现硬件资源和操作平台的虚拟化，能够在单个操作系统和应用程序运行的服务器上虚拟出多台虚拟机，每个虚拟机都有自己的虚拟硬件、操作系统和应用程序，实现了在一台物理机上运行多台虚拟机，物理机的使用效率得到了提升。虚拟化技术通过资源分享机制将虚拟机封装成各自的运行环境，实现硬件资源的共享。虚拟化技术具有资源定制的特性，能够实现定制私有服务器。虚拟化技术还能将物理网络节点进行虚拟化，能够增加网络链接数量。虚拟化技术还能够将网络交换机和网卡进行虚拟化，大大减少了网络设备的数量。虚拟技术还可以应用于存储中，将分散的存储资源进行集中，形成一个存储池，对于这些资源进行统一管理和调配。

2.2云计算优势

云计算对终端设备的要求很低，云计算技术分布在大量分布式计算机上的内存，虚拟技术将存储和计算能力集中起来，降低硬件购买和维护成本，降低服务器故障造成的损失，打破了时间和空间的限制，用户可以在短时间内获得或传播大量信息，对于资源能够实现即时管理，在用户体验方面明显水平提高，能够提供智能化服务，可以通过多种方式对信息和资源进行管理。

2.3云计算在数字化校园建设中的现状分析

目前我国的学校有很多都建立起数字化系统，以高校居多，有些学校成立了单独的网络与信息管理中心，负责规划和实施校园网信息化建设。经过多年的努力，校园信息化已经取得了很大的进展，学校的职能部门和教师对于信息化建设有很高的认知度，校园管理信息化程度较高。多数学校在信息化校园的建设前期都将重点放在完善校园网规划上，主要的表现有身份认证统一、一卡通建设、教务系统建设等，这些系统基本上都是独立的，相互之间无法沟通，一个服务器上运行一个应用，没有统一的支撑平台，技术架构不统一。随着信息量的不断增大以及系统间相互交流的需求越来越显著，对于信息化校园的投入会越来越多，管理的复杂度也会提升，管理和维护的成本也会增加，系统之间缺乏统一的标准，也没有统一的技术标准。所以，信息化校园也将会逐渐向优化资源配置、整合各应用平台阶段。随着科技的不断进步，基于云计算的数字化校园可以容纳移动终端，利用云计算技术、虚拟化技术以及数据库管理技术等能够推进数字化校园建设进度，也是建设服务型数字化校园的趋势。

3云计算与数字校园建设

3.1基于云计算的数字化校园建设

上文已经提到了，基于云计算技术的云平台可以提供无线的终端接人能力和高度并发处理能力，能够有效消除信息孤岛，完善科研环境，提高科研水平，提供数据挖掘功能。云数据中心建设的前提是建立统一负荷学校特色的信息标准，部门间共享数据的使用格式进行规范。校园云平台采取计算机集群构成数据中心，将服务提供给用户，用户可以根据自身需要购买资源。云平台是由虚拟服务器、网络操作系统和总服务台构成，通过虚拟技术能够提高设备资源的利用率，减小操作复杂性，将硬件设备进行封装。用户对于信息资源不做存储和计算，这些都由云计算中心进行操作，云计算中心也能提供动态、易扩展的虚拟化资源，这些资源不需要用户进行维护。云计算通过虚拟化技术能够实现对资源的快速部署，为用户提供软件和硬件服务，根据实际的需要进行动态的扩展和配置，使应用成本有效降低，运行效率有所提升，也能够减少终端的负担，降低了用户对信息技术知识掌握水平要求，同时也提供个性化服务。云平台中的数据存储规划是各个应用服务本身有自己的备份容灾系统，每个系统也有自己的备份容灾系统，每个系统和应用也有自己的任务策略。将备份容灾系统进行统一，组成云平台的备份容灾系统。管理层中可以采用设置访问控制、完善入侵检测、设置信息安全级别、提供数据加密和传送密码、及时对漏洞进行维护等实现安全防护。

3.2云计算在数字校园建设中的突出优势

云计算对分布式处理、并行处理以及网格计算做出了新的发展，它将计算任务分布在资源池上，给用户提供安全快速的存储计算服务。

云计算能够提高数字化校园的数据安全性。云计算提供了最安全可靠的数据存储中心。用户的数据不会被病毒破坏，也不会出现丢失无法恢复的情况。保存在自己电脑里的数据不一定是安全的，有可能会被病毒攻击，也有可能自己操作失误导致数据被破坏无法恢复。将数据资源存储在云端上，专业的信息管理团队会对这些信息进行管理，也能实现数据之间的合法安全共享。数据集中存储能够使管理团队更加容易实现安全监测，将数据存储在不同的数据中心，能够实现数据的统一管理、资源的统一分配、软件部署以及安全控制。

云计算能够方便共享数字化教学资源。数字化教学资源是网络教育开展的重要基础，目前，学校间教学资源分布不平衡，师资丰富、设备丰富的院校教学资源丰富，规模小一些的院校资源就少。所以教育资源的缺失会使教育发展不均衡，也会影响到整体的教育水平。通过云计算平台能够实现地区之间、学校之间教学资源的共享，对于提升整体教育水平有着十分重要的意义。

使用云计算技术能够降低教育经费。学校的日常办公和教学研究都需要投入大量的资金，尤其是硬件设备，更新换代速度飞快，硬件设备往往用不了多长时间就要进行升级，极大的浪费了教学资源。使用云计算技术后，各个院校只需要使用终端设备，通过网络来享受云端服务，将少了软硬件管理和维护的成本，节省了大量的人力物力。

3.3云计算在数字校园建设中的作用

云计算在数字校园建设中起到相当重要的作用。

云计算能够充分利用现有的硬件资源。由于学校中不同部门间使用的硬件资源有所差异，有些落后的设备已经不能投入使用，通过使用云计算服务能够将计算机的任务交给云端完成，对计算机性能要求有所降低，也节省了大量资金，避免了硬件资源的浪费。

云计算能够实现信息化教育资源的共享。当前每个院校都有一定程度信息化的教育资源，但是不同院校之间由于多种因素，还存在着资源共享障碍的现象。云计算能够实现信息资源的共享，用户将信息化教育资源存储在云端上，用户可以通过电脑、手机等终端根据自身的需要进行资源的使用，实现信息化教育资源的共享。

云计算能够实现校园网内网络资源的统一管理。云计算对资源的统一管理能够提升资源的利用率。云计算技术中的虚拟技术和数据管理技术能够把校园邮件系统、选课系统、在线测评系统等网络整合在一起，形成云端，实现网络节点的信息共享，教职工和学生可以通过终端设备使用多种服务，满足自身需求。

云计算能够构建网络学习新平台，增强学生自主学习能力。云计算将分布在不同地方的信息资源整合在一起，形成一个学习平台，使学生不受时间和空间上的限制，学生可以自由安排学习时间和地点，提高自主学习能力。

云计算能够构建教学科研平台，促进教师的专业化发展。教师通过云计算服务可以同其他教师进行资源共享，进行课程建设教学设计，将学科知识通过云计算平台传递给学生，学生也可以根据自己的时间和具体情况来安排学习计划。

3.4云平台在数字校园建设中的应用

云平臺是未来数字化校园的支撑，云平台能够实现数据的关联和共享，可以并行进行事物的处理，提供文档管理、内容搜索、自动化办公等多种便捷的服务。通过云计算服务，在云端进行部署之后就可以实现校园内所有客户端的使用需求，能够建立良好的教学氛围。由于对终端的要求较低，所以用户可以使用旧设备作为终端接入云服务器继续使用，能够极大地节省资源，实现学校内学科优势互补，提供优质的服务。

4基于云计算的数字化校园体系结构

学校的资源应用具有特殊性、复杂性、多重性，可以使用软件即服务的理念进行数字化校园建设的指导，包括三个层次的结构，第一层是云层，提供系统调度使用的各类资源，包括存储资源、计算资源等；第二层是中间层，也是资源服务中间层和面向应用的核心服务层，提供面向数字校园的支撑服务，比如统一认证服务、资源管理等；第三层是应用层，指的是软硬件虚拟化，比如教务管理系统等。

5基于云计算的数字化校园建设中存在的问题

首先是标准问题，当前，全世界对于云计算还没有一个确定的标准，严重阻碍了云计算应用于数字化校园建设。对于这个问题，云计算的开发单位、相关院校可以进行合作，制定小范围内的云计算标准。

第二是核心技术自主创新问题。云计算作为目前最热的技术之一，受到了很多人的追捧，但是竞争也异常激烈，所以，大家一定要加大技术和产品的创新力度，提升云计算的核心竞争力。

第三是安全问题。在互联网时代安全问题是不容小视的，云计算也面临着巨大的安全问题。在数字化校园的建设中，云计算起到了极大地推动作用，但是也要做好安全性和数据存储隐私性工作，方式不法分子对数据进行非法操作。

6总结

云计算可以为数字化校园建设提供良好的平台，通过云对学校的资源进行整合，实现资源的共享和利用，减少资源的浪费。云计算技术的不断发展给数字化校园建设带来了新的机遇，通过虚拟化技术、数据管理技术等实现信息资源的共享，提高系统稳定性，为建设校园提供基础支撑。