高職院校教育云平臺的構(gòu)建
——以山西經(jīng)貿(mào)職業(yè)學(xué)院為例

胡曉東 （山西經(jīng)濟管理干部學(xué)院信息工程系，山西 太原030024）

進入21世紀(jì)來，人類社會已經(jīng)步入以計算機、多媒體和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)為標(biāo)志的信息時代。信息技術(shù)的普遍應(yīng)用大大地推動著全球經(jīng)濟社會深刻變革，深深地影響著人們生活、學(xué)習(xí)和工作方式。目前，我國高職院校的師資、教學(xué)設(shè)備、實訓(xùn)場所、精品課程等教學(xué)資源分布不均，不能共享，這些都嚴(yán)重制約著我國高職院校的人才培養(yǎng)。因此，需尋求一種新的技術(shù)來解決這些問題。云計算作為一種新型的計算模式，對高職教育信息化發(fā)展提供了全新的思路。

1 云計算概述

自20世紀(jì)60年代以來，計算機科學(xué)家就想讓計算成為基礎(chǔ)設(shè)施，像人們購買水電煤氣等生活物資一樣購買計算服務(wù)。一直以來，計算機科學(xué)界一直朝著這個目標(biāo)不斷探索，多年來始終沒有一個成功的方案讓市場接受。但是，隨著芯片和硬件技術(shù)的飛速發(fā)展、虛擬化技術(shù)的成熟、SOA的廣泛應(yīng)用、SaaS（軟件即服務(wù)）、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和Web 2．0的流行等因素的推動，云計算橫空出世，而它的出現(xiàn)，讓人們看到了實現(xiàn)這一目標(biāo)的曙光。

1．1 云計算的基本概念

用一種說法來解釋 “云計算”為什么會被稱之為 “云”計算：在互聯(lián)網(wǎng)的早期，科學(xué)家們在畫圖時習(xí)慣用一朵云來表示互聯(lián)網(wǎng)，因而在選取一個名詞表示這種基于互聯(lián)網(wǎng)的新一代計算方式的時候就選擇了 “云計算”這個詞語。實際上，伴隨互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，人們接入互聯(lián)網(wǎng)的方式也變得多種多樣，獲取的服務(wù)也不再僅限于瀏覽網(wǎng)頁和收發(fā)電子郵件，當(dāng)人們借助各種終端設(shè)備通過互聯(lián)網(wǎng)獲得各種服務(wù)的時候，終端與數(shù)據(jù)中心之間需要經(jīng)過多次的交互和路由轉(zhuǎn)發(fā)，要涉及到計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)等多種元素，而這個過程人們并不需要關(guān)心，它對用戶而言是透明的，因此，當(dāng)時人們在繪制互聯(lián)網(wǎng)示意圖時，將網(wǎng)絡(luò)抽象成一朵云。事實上，這個 “云”蘊含著深刻的變革。簡單而言，云計算用云描繪包括網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲等在內(nèi)的信息服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施，以及包括操作系統(tǒng)、應(yīng)用平臺、Web服務(wù)等在內(nèi)的軟件，就是為了強調(diào)對這些資源的應(yīng)用，而不是他們的實現(xiàn)細節(jié)，這是云計算的精髓。李開復(fù)等業(yè)界人士對其給與了形象的比喻，將其比喻成銀行的自動取款機，強調(diào)的是隨需隨用，便于人們理解。

云計算只是一個新名詞，它是虛擬化、效用計算、IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）、PaaS（平臺即服務(wù)）、SaaS等技術(shù)混合演進并躍升的結(jié)果，是并行計算、分布式計算和網(wǎng)格計算的發(fā)展，或者說是這些計算機科學(xué)概念的商業(yè)實現(xiàn)。它既包含互聯(lián)網(wǎng)上的應(yīng)用服務(wù)，也包含在數(shù)據(jù)中心提供這些服務(wù)的軟硬件設(shè)施。

1．2 云計算平臺的模型圖

如圖1所示，在云計算模型圖中，處于底層的是 “云”服務(wù)器，它是由許多臺計算機組成起著至關(guān)重要核心的地位。在 “云”里匯聚了資源，形成一個巨大的數(shù)據(jù)存儲和計算處理中心。同時由服務(wù)器中的各種配置工具來支持 “云”端的軟件管理、數(shù)據(jù)收集和處理。服務(wù)器根據(jù)用戶客戶端提交的數(shù)據(jù)請求，來處理數(shù)據(jù)、返回檢索結(jié)果。根據(jù)服務(wù)的分類，實現(xiàn)監(jiān)控和測量，保證服務(wù)質(zhì)量、合理地分配資源，達到資源效益的最大化，最終實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的存儲和超級計算能力。

1．3 云計算的特性

（1）服務(wù)成本低 云計算推動降低服務(wù)提供成本的已有趨勢，同時提高部署服務(wù)的速度和敏捷度。它進一步縮短了從設(shè)計架構(gòu)到實際部署應(yīng)用程序的時間。云計算把虛擬化、按需部署、網(wǎng)上服務(wù)提供和資源軟件開放融合在一起，變革著人們的發(fā)明、開放、部署、擴展、更新、維護和支付應(yīng)用程序以及運行應(yīng)用程序的基礎(chǔ)設(shè)施的方式。

（2）按需、自助、以使用情況付費的模式 云計算的按需、自助和以使用情況付費的性質(zhì)有助于支持服務(wù)水平目標(biāo)的性能和容量方面。云計算的自助性質(zhì)使學(xué)院可以創(chuàng)造根據(jù)工作負(fù)荷和目標(biāo)性能參數(shù)進行擴展和收縮的彈性壞境。而且云計算的按使用情況付費的性質(zhì)可以采取設(shè)備租賃的形式，這種形式降低了學(xué)院一次投入成本

（3）方便地將應(yīng)用程序擴展到互聯(lián)網(wǎng)，通過網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù) 不言而喻，云計算擴大了通過網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)的已有趨勢，只要學(xué)院各個教學(xué)單位和職能部門將認(rèn)可的應(yīng)用程序連接的基于WEB接口上，不管是否通過互聯(lián)網(wǎng)向?qū)W生提供應(yīng)用程序，也不管他們是否授權(quán)員工、合作伙伴和咨詢?nèi)藛T使用的內(nèi)部應(yīng)用程序。當(dāng)然，基于互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)提供的美妙之處就在于可以隨時隨地使用應(yīng)用程序。

（4）開放源軟件 開放源軟件在云計算中發(fā)揮著一種重要的作用，因為開放源軟件允許從容易訪問的組件創(chuàng)建其基本軟件元素：虛擬機映像和設(shè)備。

圖1 云計算模型圖示列

2 “學(xué)院教育云”的功能劃分

初步構(gòu)想 “學(xué)院教育云”包含2個功能分區(qū)，提供3部分服務(wù)。功能分區(qū)一為向公眾提供服務(wù)的公共服務(wù)平臺；功能分區(qū)二為內(nèi)部支撐／服務(wù)平臺，即學(xué)院下屬各教學(xué)單位和職能部門為在校學(xué)生提供服務(wù)的平臺。其中，公共服務(wù)平臺主要完成以下功能：（1）校園網(wǎng)擴容提速工程；（2）教育信息數(shù)據(jù)中心建設(shè)工程；（3）網(wǎng)絡(luò)安全工程。

以上功能需求要求在學(xué)院系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)建一個新興的信息平臺，實現(xiàn)資源的集中管理、提高資源的統(tǒng)一調(diào)配和數(shù)據(jù)保護。通過上述對云計算的分析可以得出，“學(xué)院教育云”包含了公共云和私有云，是一個混合云平臺。

3 “學(xué)院教育云”規(guī)劃建議

3．1 總體規(guī)劃

按照第2節(jié)的功能劃分，“學(xué)院教育云”分為2個邏輯模塊：公眾服務(wù)平臺和內(nèi)部支撐平臺。2部分在整體架構(gòu)上相似，均以虛擬化技術(shù)為核心。

3．2 設(shè)計原則

（1）安全性 所采用的系統(tǒng)要充分考慮了系統(tǒng)在運營環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)安全，組成系統(tǒng)的各個設(shè)備皆要采取有效的措施防止來自網(wǎng)絡(luò)的非法入侵。除系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全外，采用故障檢查、告警和處理機制，以及相應(yīng)的冗余備份機制，確保整系統(tǒng)的安全可靠運行。

（2）可靠性 在考慮技術(shù)先進性的同時，還要從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、技術(shù)措施、設(shè)備性能、系統(tǒng)管理及維護等方面著手，確保系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性。采用故障檢查、告警和處理機制，保證數(shù)據(jù)不因意外情況丟失或損壞；

（3）可擴展性 所采用的系統(tǒng)應(yīng)充分考慮靈活性和可升級性。系統(tǒng)硬件、軟件采用模塊化設(shè)計，將來隨著業(yè)務(wù)種類的增加和用戶數(shù)量的增長，系統(tǒng)可以平滑升級。

（4）標(biāo)準(zhǔn)性、開放性 系統(tǒng)要采用各種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以最大限度提高系統(tǒng)兼容性、通用性和開放性。

3．3 規(guī)劃架構(gòu)

根據(jù)上述規(guī)劃，設(shè)計了如下架構(gòu)：

圖2 高職院校教育云平臺架構(gòu)

如圖2所示，“學(xué)院教育云”分為2個功能分區(qū)：內(nèi)部支撐平臺和公共服務(wù)平臺。2個分區(qū)共享同樣的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)，但采用VLAN、Zone等技術(shù)實現(xiàn)流量隔離。每個功能分區(qū)包含7臺企業(yè)級高端服務(wù)器，部署虛擬化軟件，同時，每個功能分區(qū)包含一套負(fù)載均衡設(shè)備，可以實現(xiàn)對分區(qū)內(nèi)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的智能、平衡交付，比如，在公共服務(wù)平臺，就可以使用負(fù)載均衡設(shè)備實現(xiàn)兩臺視頻推流服務(wù)器的流量檢測和負(fù)載平衡。

2個分區(qū)共享一套云存儲系統(tǒng)。每個分區(qū)擁有64TB的存儲空間，具體分區(qū)情況，可以根據(jù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的需求動態(tài)調(diào)整。為了保證云平臺中核心數(shù)據(jù)的可靠性，建議采用DBstor實現(xiàn)數(shù)據(jù)的備份。

此外，根據(jù)需求，還有2臺視頻推流服務(wù)器Stirmout放置在電信IDC機房，與公共服務(wù)器內(nèi)的2個Strimout組成冗余、負(fù)載平衡的視頻系統(tǒng)，從而保證視頻服務(wù)器的可靠性和服務(wù)質(zhì)量。

4 結(jié)束語

作為一項迅速發(fā)展的信息技術(shù)，云計算目前已經(jīng)應(yīng)用于國內(nèi)外多個領(lǐng)域。對高職學(xué)院而言，構(gòu)建云平臺可以有效降低高職院校基礎(chǔ)建設(shè)的更新成本；運用云平臺進行鋪助教學(xué)，特別是實習(xí)實訓(xùn)部分，應(yīng)用云平臺把先進工藝、先進技術(shù)、先進工具及時引入教學(xué)。當(dāng)然基于云計算的教育云平臺研究目前還處于探索和實驗階段，應(yīng)用中還存在著許多問題和不足，本研究只是做一些初步探究和構(gòu)想，希望能對以后的教育云平臺構(gòu)建起到積極作用。

［1］黎加厚．走向教育技術(shù) “云”服務(wù) ［J］．遠程教育雜志，2008，（3）：7．

［2］萬利平，陳燕．云計算在教育信息化中的應(yīng)用探究 ［J］．中國教育信息化，2009，（9）：74-77．

［3］曹大有．Google云計算在高職教育信息化中的應(yīng)用 ［J］．鄖陽師范高等?？茖W(xué)校學(xué)報，2011，（6）：63-66．