基于云計(jì)算的智慧校園網(wǎng)建設(shè)

鄧一輝 蔡翠翔

（廣東創(chuàng)新科技職業(yè)學(xué)院信息工程學(xué)院，廣東 東莞 523960）

基于云計(jì)算的智慧校園網(wǎng)建設(shè)

鄧一輝 蔡翠翔

（廣東創(chuàng)新科技職業(yè)學(xué)院信息工程學(xué)院，廣東 東莞 523960）

利用泛在網(wǎng)絡(luò)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)極大地推動(dòng)了數(shù)字校園向智慧校園發(fā)展。本文介紹了智慧校園研究與應(yīng)用現(xiàn)狀，闡述了智慧校園系統(tǒng)內(nèi)涵、目標(biāo)及體系架構(gòu)，提出運(yùn)用先進(jìn)的教育理念，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算等先進(jìn)信息技術(shù)，構(gòu)建智慧校園平臺(tái)的建設(shè)方案和運(yùn)營(yíng)規(guī)劃。以廣東創(chuàng)新科技職業(yè)學(xué)院為例，提出了智慧校園整體解決方案。

智慧校園；云計(jì)算；智能感知

1 引言

根據(jù)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》(2010-2020年)，國(guó)家明確對(duì)各級(jí)各類高校要求應(yīng)“把教育信息化納入國(guó)家信息化發(fā)展整體戰(zhàn)略，超前部署教育信息網(wǎng)絡(luò)”，“建立開(kāi)放靈活的教育資源公共服務(wù)平臺(tái)，促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教育資源普及共享”，“充分利用優(yōu)質(zhì)資源和先進(jìn)技術(shù)，創(chuàng)新運(yùn)行機(jī)制和管理模式，整合現(xiàn)有資源，構(gòu)建先進(jìn)、高效、實(shí)用的數(shù)字化教育基礎(chǔ)設(shè)施”[1]。于是，各高校開(kāi)始邁入了基于云計(jì)算的智慧校園網(wǎng)建設(shè)階段。

2 智慧校園網(wǎng)內(nèi)涵

智慧校園指建立在以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的校園網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中各種應(yīng)用系統(tǒng)如教學(xué)、科研、管理和校園生活充分融合在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。智慧校園網(wǎng)提供一個(gè)智能感知環(huán)境和云服務(wù)平臺(tái)，為在校師生和管理部門提供個(gè)性化服務(wù)平臺(tái)；將校務(wù)管理和學(xué)生生活的各領(lǐng)域的數(shù)據(jù)匯聚于云端進(jìn)行集中處理，以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)和協(xié)作；通過(guò)云服務(wù)平臺(tái)和智能感知系統(tǒng)，為學(xué)校與外部世界提供交互接口。

作者所在的廣東創(chuàng)新科技職業(yè)學(xué)院數(shù)字校園建設(shè)存在幾方面的缺陷，如各種業(yè)務(wù)系統(tǒng)單獨(dú)部署，沒(méi)有形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，難以優(yōu)化資源構(gòu)建共享數(shù)據(jù)平臺(tái)；各種應(yīng)用系統(tǒng)大多僅滿足本地業(yè)務(wù)需求，缺乏對(duì)未來(lái)長(zhǎng)期規(guī)劃；隨著多媒體教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)化在線學(xué)習(xí)等新型教育平臺(tái)的發(fā)展，已建成的校園網(wǎng)在性能、業(yè)務(wù)支撐能力和可靠性等方面難以滿足需求。對(duì)此，提出我校智慧校園整體設(shè)計(jì)方案，促進(jìn)數(shù)字化校園建設(shè)。

3 智慧校園網(wǎng)體系架構(gòu)

智慧校園平臺(tái)采用多層次架構(gòu)模式進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)，將人、財(cái)、物和信息按模塊化方式統(tǒng)一進(jìn)行整合和分解。智慧校園平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

3.1 感知層

感知層是整個(gè)智慧校園的神經(jīng)末梢，用于對(duì)各領(lǐng)域進(jìn)行全方位智能感知和數(shù)據(jù)采集，并按照一定的規(guī)范對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單封裝、傳輸和處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)校園內(nèi)各活動(dòng)個(gè)體的狀態(tài)、環(huán)境以及各類設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)的感知，并為智慧校園提供海量數(shù)據(jù)。

3.2 傳輸層

傳輸層是利用現(xiàn)有校園網(wǎng)、無(wú)線局域網(wǎng)和各類移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳輸感知層的海量數(shù)據(jù)服務(wù)。

3.3 云計(jì)算中心

云計(jì)算中心是智慧校園網(wǎng)的重要數(shù)據(jù)平臺(tái)，具有良好的穩(wěn)定性和擴(kuò)展性，對(duì)感知的數(shù)據(jù)、教學(xué)資源和業(yè)務(wù)資源的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理和存儲(chǔ)，并利用虛擬化技術(shù)對(duì)資源集中管理、分配和控制，降低運(yùn)營(yíng)成本。

圖1 智慧校園網(wǎng)云平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)

校園云計(jì)算中心應(yīng)嚴(yán)格遵循《電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50174-2008)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，建成后將通過(guò)虛擬化、網(wǎng)格計(jì)算、負(fù)載均衡等技術(shù)為用戶提供個(gè)性化和集約化管理服務(wù)。

3.4 應(yīng)用層

應(yīng)用層處在云平臺(tái)的頂層，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，作出最終的分析、決策和輸出結(jié)果。該層有4類重點(diǎn)應(yīng)用系統(tǒng)，包括校務(wù)管理系統(tǒng)、教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)、校園文化系統(tǒng)和公共服務(wù)系統(tǒng)。

4 智慧校園網(wǎng)三大規(guī)范體系建設(shè)

4.1 網(wǎng)絡(luò)信息安全體系

隨著云計(jì)算和虛擬化技術(shù)的普及，基于物聯(lián)網(wǎng)的安全體系建設(shè)尤為重要。從網(wǎng)絡(luò)安全體系考慮，必須重點(diǎn)加強(qiáng)物理級(jí)、系統(tǒng)級(jí)、網(wǎng)絡(luò)級(jí)、應(yīng)用級(jí)和數(shù)據(jù)級(jí)的安全建設(shè)。

4.2 編碼與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)體系

在智慧校園網(wǎng)中各上層應(yīng)用開(kāi)發(fā)都必須和計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源和虛擬資源池之間有規(guī)范的接口，為了給上層開(kāi)發(fā)及應(yīng)用提供更好的支撐、解決云端數(shù)據(jù)的互操作、增強(qiáng)架構(gòu)的可擴(kuò)展性，必須對(duì)信息編碼與數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。目前傳輸網(wǎng)絡(luò)單一的編碼方法難以支持整個(gè)智慧校園的運(yùn)行，在建立一套行之有效的編碼標(biāo)準(zhǔn)體系時(shí)必須參考國(guó)標(biāo)、部標(biāo)等文件，如《教育資源建設(shè)技術(shù)規(guī)范》(CELTS-41.1)、《體系架構(gòu)與參考模型》(CEI TS-1)、《基于云計(jì)算的大數(shù)據(jù)需求與能力標(biāo)準(zhǔn)》(ITu-TY.3600)等文件，以形成統(tǒng)一的編碼和解析機(jī)制。

4.3 平臺(tái)開(kāi)發(fā)開(kāi)放體系

智慧校園網(wǎng)云計(jì)算平臺(tái)構(gòu)建時(shí)就將應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、接口標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、性能標(biāo)準(zhǔn)、安全標(biāo)準(zhǔn)等形成應(yīng)用系統(tǒng)規(guī)范，并通過(guò)基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(IaaS)、平臺(tái)即服務(wù)(PaaS)和軟件即服務(wù)(SaaS)，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化的云計(jì)算服務(wù)體系，確定信息化的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程，為高校信息標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)提供管理保障。

5 智慧校園網(wǎng)建設(shè)步驟

筆者所在的廣東創(chuàng)新科技職業(yè)學(xué)院新校區(qū)的數(shù)字校園網(wǎng)已建成了各類應(yīng)用子系統(tǒng)，云計(jì)算中心也正在籌建中。通過(guò)學(xué)習(xí)其他兄弟院校的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合新校區(qū)智慧校園網(wǎng)整體建設(shè)規(guī)劃，學(xué)校提出了三步走方案。

5.1 智慧校園網(wǎng)傳輸層建設(shè)

先完成智慧校園網(wǎng)傳輸層建設(shè)，理順全校信息化發(fā)展機(jī)制，制定信息化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用政策。

5.2 智慧校園網(wǎng)感知層、應(yīng)用層和云計(jì)算中心建設(shè)

根據(jù)智慧校園網(wǎng)總體建設(shè)規(guī)劃要求，再完成感知層建設(shè)目標(biāo)，重點(diǎn)建設(shè)云計(jì)算數(shù)據(jù)中心。校園云計(jì)算中心作為整個(gè)智慧校園網(wǎng)的核心工程，由學(xué)校信息中心承擔(dān)規(guī)劃和建設(shè)。在條件允許的情況下，可以向校內(nèi)學(xué)生開(kāi)放部分層面的應(yīng)用接口，由學(xué)生自行開(kāi)發(fā)，其開(kāi)發(fā)成果經(jīng)研發(fā)中心審核后并入現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)。

5.3 智慧化服務(wù)建設(shè)與應(yīng)用優(yōu)化

通過(guò)云計(jì)算平臺(tái)，并且使用大數(shù)據(jù)加強(qiáng)數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，以支持智慧管理、個(gè)性化服務(wù)和決策類建設(shè)目標(biāo)。繼續(xù)擴(kuò)大校園功能區(qū)的感知層建設(shè)，強(qiáng)化數(shù)據(jù)分析和共享。

6 結(jié)語(yǔ)

從數(shù)字校園網(wǎng)到智慧校園網(wǎng)建設(shè)，是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，不能一蹴而就。面向云計(jì)算平臺(tái)的物聯(lián)網(wǎng)智慧校園網(wǎng)建設(shè)方案，通過(guò)利用物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算等技術(shù)，構(gòu)建智慧校園網(wǎng)，支持校務(wù)管理、校園文化、公共服務(wù)環(huán)境、教育教學(xué)、科研支持等，使智慧校園網(wǎng)更好地服務(wù)于師生。

[1]何志強(qiáng)．以科學(xué)管理推進(jìn)民辦高校信息化建設(shè)[J]．中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)，2012(3)：29-30．

[2]黃榮懷，張進(jìn)寶，胡永斌，等．智慧校園：數(shù)字校園發(fā)展的必然趨勢(shì)[J]．開(kāi)放教育研究，2012，18(4)：12-17．

[3]覃飛．面向智慧校園的情景感知系統(tǒng)研究[D]．太原：太原理工大學(xué)，2015．

[4]智慧化校園[EB/OL]．http：//baike．baidu．corn/view/5478486.Htm，2012-03-06．

[5]楊德鵬，郎為民，李虎生．云計(jì)算服務(wù)模型研究[J]．網(wǎng)絡(luò)與通信，2011(5)：3-6．

The Construction of Wisdom Campus Network Based on Cloud Computing

Deng YihuiCai Cuixiang
(Guangdong Innovative Technical College,Dongguan 523960,Guangdong)

With the ubiquitous network,the Internet of Things technology greatly promotes the development of digital campus to wisdom campus.This paper introduces the research and application status of wisdom campus,expounds the connotation,objectives and architecture of wisdom campus system.It proposes to use the advanced educational concept and combines with the Internet of Things,mobile Internet and cloud computing and other advanced information technologies to build the platform of wisdom campus. Taking Guangdong Innovative Technical College as an example,this paper proposes the wisdom campus scheme.

wisdom campus;cloud computing;intelligent perception

TP393.18

A

1008-6609(2016)12-0044-02

鄧一輝（1990-），男，廣東湛江人，本科，助教，研究方向?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)安全與電腦維護(hù)。