基于云計算技術(shù)的智慧校園總體設(shè)計

摘 要：智慧校園的建設(shè)有利于提高學校的管理服務(wù)水平，本文針對目前校園信息化建設(shè)存在的問題，以云計算技術(shù)為依托，提出了一種基于云計算技術(shù)的智慧校園的總體設(shè)計方案，歸納總結(jié)了智慧校園中各應(yīng)用系統(tǒng)的功能。

關(guān)鍵詞：智慧校園；云計算；IaaS

中圖分類號：TP393

1 云計算定義

從云計算實質(zhì)來看，云計算（Cloud Computing）實際上是虛擬化技術(shù)和基礎(chǔ)架構(gòu)即服務(wù)（IaaS，Infrastructure as a Service）兩者的結(jié)合。其核心是將某一個或某幾個數(shù)據(jù)中心的計算資源虛擬化之后，向用戶提供以租用計算資源為形式的服務(wù)。云計算是一種新興的IT部署和交付模式，用來通過網(wǎng)絡(luò)實時提供產(chǎn)品、服務(wù)和解決方案[1]。也有人認為，云計算就是基于互聯(lián)網(wǎng)的計算，是對互聯(lián)網(wǎng)的抽象，是一種能夠支持互聯(lián)網(wǎng)上各類應(yīng)用的系統(tǒng)[2]。維基百科給云計算下的定義為：云計算，是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的計算方式，通過這種方式，共享的軟硬件資源和信息可以按需提供給計算機和其他設(shè)備[3]。目前，對云計算定義尚未達成一致，但基本共識認為云計算就是基于網(wǎng)絡(luò)和虛擬化技術(shù)的，優(yōu)化集中系統(tǒng)計算能力以滿足多終端并行多任務(wù)需求的，達到特定服務(wù)水平的，實時彈性的計算處理執(zhí)行環(huán)境，是虛擬化的IT資源服務(wù)集合。

2 校園信息化存在的問題

通過多年的信息化建設(shè)，學校各個部門大都建立了各自的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，為提高學校的管理水平發(fā)揮了積極的作用。但同時，我們也注意到，目前在校園信息化建設(shè)中，主要存在以下問題[4]：

2.1 存在重復(fù)投資，資源利用率不高

學校的應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)量眾多，如教務(wù)管理系統(tǒng)、人事管理系統(tǒng)、科研管理系統(tǒng)、財務(wù)管理、固定資產(chǎn)管理系統(tǒng)、圖書管理系統(tǒng)、實驗教學管理系統(tǒng)、研究生管理系統(tǒng)、各學院建設(shè)的網(wǎng)站等幾十個應(yīng)用系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的建設(shè)需要大量的服務(wù)器來支撐，需要大量的資金投入。但是，在系統(tǒng)建成后，實際使用中有些應(yīng)用系統(tǒng)一天可能只有少數(shù)人使用，使用的次數(shù)也很少。根據(jù)權(quán)威部門的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，商業(yè)服務(wù)器的利用率一般不超過20%，而在校園內(nèi)支撐部門應(yīng)用的服務(wù)器利用率相對更低一般不會超過10%，造成了大量優(yōu)質(zhì)資源的浪費。

2.2 信息難以共享，存在信息孤島

學校中各部門的應(yīng)用系統(tǒng)大多是在不同時期，由不同的公司建設(shè)或部門自建，導(dǎo)致一些基礎(chǔ)信息在多個應(yīng)用系統(tǒng)中存儲多次，以教師為例，他們的信息被分散存儲在人事管理系統(tǒng)、教務(wù)管理系統(tǒng)、科研管理系統(tǒng)、后勤管理系統(tǒng)中。此外，由于這些系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)接口不一致，很難實現(xiàn)信息共享，形成了大小不一的信息孤島。

2.3 管理維護困難，信息安全難以保證

由于系統(tǒng)建設(shè)時間、單位的不一致，導(dǎo)致了部署的硬件設(shè)備型號各部相同，運行的操作系統(tǒng)、支撐環(huán)境以及應(yīng)用系統(tǒng)種類繁多，給系統(tǒng)的管理、維護帶來很大難度，尤其是當個別系統(tǒng)的軟硬件設(shè)備出現(xiàn)故障的時侯，管理人員需要花費較長的時間對系統(tǒng)進行重新部署和調(diào)整。此外，技術(shù)人員往往需要針對不同的設(shè)備、不同的系統(tǒng)制定不同的管理、維護和容災(zāi)備份方案，不僅增加了維護難度，也增加了技術(shù)人員的重復(fù)勞動。這種分散部署的應(yīng)用系統(tǒng)，也增加安全風險，網(wǎng)絡(luò)被攻破、信息系統(tǒng)被破壞的情況也時有發(fā)生。

3 智慧校園總體設(shè)計

智慧校園將有效地利用現(xiàn)有的各種網(wǎng)絡(luò)資源、信息資源、應(yīng)用系統(tǒng)資源，構(gòu)建統(tǒng)一的教育資源共享服務(wù)平臺，為學校信息化建設(shè)提供支撐。全面推進學校教育在決策、管理、教學、科研、培訓、考試、招生等方面高標準的信息化應(yīng)用，促進學?，F(xiàn)代管理和基礎(chǔ)設(shè)施完善，為學生提供更加便利的學習環(huán)境。智慧校園總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 智慧校園架構(gòu)圖

應(yīng)用交互層：用來響應(yīng)客戶層的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)請求，并把處理結(jié)果反饋給用戶。對訪問用戶提供統(tǒng)一訪問門戶，具有統(tǒng)一用戶認證管理、單點登錄、個性化服務(wù)、桌面服務(wù)。

應(yīng)用層：系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯處理層，是智慧校園的核心。主要包括電子政務(wù)平臺、教師信息化管理平臺、學生信息管理平臺、教育資源平臺、平安校園平臺。

應(yīng)用支撐層：是智慧校園的核心，為上層的應(yīng)用平臺提供支撐。具有良好的開發(fā)性和可擴展性，提供豐富的、成熟的組件、構(gòu)件和業(yè)務(wù)中間件，是系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定運行的保證。

數(shù)據(jù)資源層：主要由核心數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成。該層提供數(shù)據(jù)存儲和管理、資源訪問控制，為以上各層提供數(shù)據(jù)及資源服務(wù)。

基礎(chǔ)設(shè)施層：提供智慧校園的硬件平臺和網(wǎng)絡(luò)平臺，為信息系統(tǒng)提供網(wǎng)絡(luò)傳輸、計算能力、存儲空間、及機房環(huán)境設(shè)施等基本服務(wù)，確保系統(tǒng)的正常運行，以及與其他系統(tǒng)通訊的基礎(chǔ)。

在云計算技術(shù)應(yīng)用基礎(chǔ)上，本設(shè)計具有以下特點：

（1）基礎(chǔ)設(shè)施統(tǒng)一建設(shè)，節(jié)約信息化投入。通過構(gòu)建統(tǒng)一的云計算平臺，避免全校各職能部門、學院的硬件、技術(shù)、人力投入，避免每個部門對系統(tǒng)進行升級和維護，又能提高資源利用率，節(jié)約信息化投入，充分體現(xiàn)其經(jīng)濟性。

（2）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)共建共享，避免信息孤島。對現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源進行抽取、轉(zhuǎn)換、裝載，形成規(guī)范、統(tǒng)一的公共資源庫，包括：基礎(chǔ)類數(shù)據(jù)庫、用戶類數(shù)據(jù)庫、資源類數(shù)據(jù)庫等。通過交換與共享機制為上層的應(yīng)用提供服務(wù)，可有效避免信息孤島。

（3）開放的架構(gòu)，方便擴容和升級。整個設(shè)計方案遵循云計算平臺的三層架構(gòu)，從下往上依次是IaaS層、PaaS層和SaaS層。這種架構(gòu)既有利于保護現(xiàn)有硬件投資，業(yè)務(wù)系統(tǒng)平滑升級。業(yè)務(wù)訪問量增加時，又可以進行動態(tài)伸縮；在用戶和應(yīng)用規(guī)模需求增長時，擴容升級也很方便。

4 結(jié)束語

本文首先介紹了云計算的概念，在分析了現(xiàn)有校園信息化建設(shè)存在的問題之后，給出了基于云計算技術(shù)的智慧校園的總體架構(gòu)，簡要分析了各層的功能，對學校信息系統(tǒng)進行了歸類總結(jié)。

參考文獻：

[1]劉鵬.云計算[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011：1-15.

[2]唐箭.云計算研究綜述[J].內(nèi)蒙古民族大學學報，2010（02）：15-16.

[3]http：//zh.wikipedi a. org/wiki /%E4%BA%91%E8%AE%A1%E7%AE %97[EB/OL].

[4]楊玉寶，唐連章，衛(wèi)建安.基于云計算平臺的數(shù)字校園建設(shè)方案[J].中國教育信息化，2013（03）：9-12.

作者單位：西南科技大學后勤集團，四川綿陽 621010