基于云計(jì)算的高校校園網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)與資源平臺(tái)搭建分析

閆華

摘 要：云計(jì)算作為新興IT運(yùn)營(yíng)模式，改變了傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼軜?gòu)，實(shí)現(xiàn)了按需訪問(wèn)和新的網(wǎng)絡(luò)搭建模式。云計(jì)算技術(shù)可以使終端用戶不需要投入大量IT構(gòu)建成本，通過(guò)訪問(wèn)“云”上的數(shù)據(jù)資源、存儲(chǔ)資源來(lái)實(shí)現(xiàn)按需訪問(wèn)。該文基于云計(jì)算技術(shù)，對(duì)高校校園網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)和資源平臺(tái)搭建進(jìn)行分析研究。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算 高校校園網(wǎng) 應(yīng)用平臺(tái) 資源平臺(tái)

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）06（c）-0021-02

1 云計(jì)算概述

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，云計(jì)算逐漸成為新一代的IT模式。云計(jì)算是一種計(jì)算資源，通過(guò)Internet以服務(wù)的方式提供動(dòng)態(tài)可伸縮的虛擬化資源，它是效用計(jì)算、并行計(jì)算、分布式計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)、負(fù)載均衡、虛擬化等傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)相融合發(fā)展的產(chǎn)物。云計(jì)算在互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中具有突出的優(yōu)勢(shì)，它能夠?qū)崿F(xiàn)超大規(guī)模的數(shù)據(jù)支持和良好的用戶體驗(yàn)，并且用戶操作更加便捷化。此外，云計(jì)算還體現(xiàn)出通用性、數(shù)據(jù)共享、按需服務(wù)、廉價(jià)低能的優(yōu)點(diǎn)，從目前云計(jì)算的發(fā)展模式來(lái)看，云計(jì)算主要包含4種模式，即公有云、私有云、混合云、行業(yè)云。

在高校校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，云計(jì)算作為一種新型的計(jì)算方式，其涉及到以下幾個(gè)方面的核心技術(shù)：（1）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，具有高輸入與輸出速率、高數(shù)據(jù)安全性和超大規(guī)模發(fā)展趨勢(shì)，當(dāng)前多數(shù)是互聯(lián)網(wǎng)公司采用HDFS的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)；（2）數(shù)據(jù)管理技術(shù)，滿足用戶個(gè)性化需求，提供高效優(yōu)質(zhì)服務(wù)；（3）Web技術(shù)，動(dòng)態(tài)開(kāi)發(fā)技術(shù)逐漸完善，使Web逐漸桌面應(yīng)用化；（4）系統(tǒng)虛擬化技術(shù)，節(jié)省成本開(kāi)支及能源浪費(fèi)，比如VMware等虛擬技術(shù)；（5）安全技術(shù)，高度集中的信息資源、大用戶數(shù)量等要求更高的安全性能；（6）移動(dòng)設(shè)備，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展與普及，使得用戶上網(wǎng)不局限于傳統(tǒng)的臺(tái)式終端，移動(dòng)智能終端以方便快捷的優(yōu)點(diǎn)逐漸發(fā)展成為主流。

2 高校校園網(wǎng)數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)需求分析

互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展與普及，使高校對(duì)校園網(wǎng)的需求越來(lái)越大，對(duì)校園網(wǎng)建設(shè)的要求也越來(lái)越高。無(wú)論是高校教學(xué)管理、教師教學(xué)需求，還是學(xué)生學(xué)習(xí)需求，對(duì)校園網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用內(nèi)容的使用和需求與日俱增，比如：教務(wù)平臺(tái)、教學(xué)管理系統(tǒng)、郵件系統(tǒng)、視頻點(diǎn)播系統(tǒng)、電子圖書(shū)館、視頻會(huì)議、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通訊、可視圖文等。高校師生對(duì)校園網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息需求越來(lái)越大，傳統(tǒng)的校園網(wǎng)數(shù)據(jù)中心需要進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在云計(jì)算的考慮基礎(chǔ)上，校園網(wǎng)數(shù)據(jù)中心適用于私有云模式進(jìn)行搭建。

結(jié)合高校校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的基本情況，數(shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)應(yīng)包含私有業(yè)務(wù)系統(tǒng)和公有業(yè)務(wù)系統(tǒng)兩個(gè)層面，其中公有業(yè)務(wù)系統(tǒng)是面向校外的，類似于一種高校教育聯(lián)盟，允許一定教學(xué)范圍內(nèi)的訪問(wèn)。私有業(yè)務(wù)系統(tǒng)則是面向校園內(nèi)部的，即面向教師和學(xué)生，用于教學(xué)的教學(xué)網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)師生互相訪問(wèn)，而用于辦公的辦公網(wǎng)絡(luò)的部分業(yè)務(wù)之間則不能相互訪問(wèn)。

從網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)需求層面來(lái)看，高校校園網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)中心是為教學(xué)管理和教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)的，需要保證教學(xué)任務(wù)的有序進(jìn)行，不中斷；還需實(shí)現(xiàn)高校辦公的諸多功能需求，比如：辦公網(wǎng)流量控制、學(xué)生網(wǎng)流量控制、教學(xué)平臺(tái)與教務(wù)系統(tǒng)、郵件系統(tǒng)與視頻會(huì)議等；在高校校園網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成中，教學(xué)網(wǎng)、辦公網(wǎng)與校園網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)應(yīng)分別設(shè)計(jì)，而且教學(xué)網(wǎng)要與辦公網(wǎng)、校園網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)完全隔離，保障數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)安全。

3 校園網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)和資源平臺(tái)搭建

3.1 數(shù)字化校園信息標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范

在高校校園網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)和資源平臺(tái)搭建中，需要建立統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)的信息格式，以實(shí)現(xiàn)便捷的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和使用。（1）信息標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合高校自身特點(diǎn)，建立一套適合自己的信息標(biāo)準(zhǔn)，且保證標(biāo)準(zhǔn)的權(quán)威性、科學(xué)性和可實(shí)用性，建立全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)；（2）代碼編碼標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)編碼突出特點(diǎn)，編碼格式必須統(tǒng)一，能夠適用于整個(gè)高校校園網(wǎng)的不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)，編碼結(jié)構(gòu)必須具有擴(kuò)展性，且同一類型的數(shù)據(jù)編碼必須唯一；（3）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合高校網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)搭建的實(shí)際需求規(guī)定網(wǎng)絡(luò)使用規(guī)范、網(wǎng)絡(luò)安全等標(biāo)準(zhǔn)；（4）管理規(guī)范，包括校園網(wǎng)絡(luò)管理中的技術(shù)規(guī)范、管理標(biāo)準(zhǔn)、工作流程、職責(zé)權(quán)限等規(guī)章制度。

3.2 軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)

為保證高校校園網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的24 h不間斷運(yùn)行，以及保障數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)安全，在軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)中統(tǒng)一信息門(mén)戶、統(tǒng)一身份認(rèn)證平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源平臺(tái)等關(guān)鍵應(yīng)用搭建在Linux或Unix平臺(tái)上，采用數(shù)據(jù)庫(kù)Oracle進(jìn)行數(shù)據(jù)存取，而其他的非關(guān)鍵應(yīng)用則可在Windows平臺(tái)運(yùn)行。

（1）統(tǒng)一身份認(rèn)證采用認(rèn)證接口層、認(rèn)證通道層、數(shù)據(jù)層三層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，用戶通過(guò)唯一的用戶賬號(hào)和密碼可登陸校園網(wǎng)。統(tǒng)一身份認(rèn)證平臺(tái)中的身份認(rèn)證模塊、權(quán)限管理模塊和接口模塊最為重要。用戶身份認(rèn)證模塊可提供注冊(cè)、登陸、認(rèn)證、管理等功能，權(quán)限管理模塊用于控制、管理和分配用戶相應(yīng)權(quán)限，不同用戶擁有不同的權(quán)限。統(tǒng)一身份管理包括應(yīng)用管理、機(jī)構(gòu)和用戶組管理、用戶管理、權(quán)限管理，統(tǒng)一身份認(rèn)證則包括校園一卡通、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)服務(wù)、教務(wù)管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)、數(shù)據(jù)中心管理等。接口模塊則實(shí)現(xiàn)與各業(yè)務(wù)系統(tǒng)主機(jī)、應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)端口的對(duì)接。用戶在使用高校校園網(wǎng)絡(luò)時(shí)，通過(guò)身份認(rèn)證登錄一個(gè)系統(tǒng)之后，不需要重新登錄則可直接轉(zhuǎn)向另一個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)。在統(tǒng)一身份認(rèn)證中，還需進(jìn)行用戶數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)，比如：學(xué)生、教職工、合作院校部分教工等對(duì)象。

（2）信息門(mén)戶平臺(tái)建設(shè)，其目的在于使高校原有的各分散的應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)、業(yè)務(wù)功能模塊等進(jìn)行集成整合，以信息門(mén)戶的模式實(shí)現(xiàn)學(xué)生、教職工、系統(tǒng)管理人員、高校領(lǐng)導(dǎo)等，從一個(gè)統(tǒng)一的信息服務(wù)入口即可進(jìn)入校園網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)各自功能需求。

4 面向云計(jì)算的校園網(wǎng)數(shù)據(jù)中心安全問(wèn)題

4.1 云計(jì)算及校園網(wǎng)數(shù)據(jù)中心安全問(wèn)題

從目前我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展市場(chǎng)來(lái)看，尚未有完善的法律法規(guī)來(lái)保障云計(jì)算的發(fā)展，一旦發(fā)生數(shù)據(jù)損失，沒(méi)有明確的責(zé)任認(rèn)定方法。對(duì)于私有云而言，通常是由各運(yùn)行主體來(lái)負(fù)責(zé)自身安全，有自己標(biāo)準(zhǔn)，與未來(lái)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)并不一定完全兼容。針對(duì)高校校園網(wǎng)的云計(jì)算而言，其安全問(wèn)題主要包括以下幾個(gè)方面：（1）安全性，校園網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的大量數(shù)據(jù)在存取與傳輸中存在安全問(wèn)題；（2）可靠性，即云計(jì)算服務(wù)提供商必須有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)糾錯(cuò)、排錯(cuò)、容錯(cuò)能力，以及數(shù)據(jù)丟失后的恢復(fù)能力；（3）信任性，這是云計(jì)算服務(wù)提供商必須保證的要素之一；（4）隱私性，必須保證用戶的信息安全和隱私保護(hù)。

針對(duì)高校校園網(wǎng)數(shù)據(jù)中心而言，安全問(wèn)題包括：一是虛擬數(shù)據(jù)安全，需定時(shí)更新系統(tǒng)補(bǔ)丁，并通過(guò)自帶組建進(jìn)行數(shù)據(jù)備份；二是容災(zāi)系統(tǒng)，其中數(shù)據(jù)備份是核心，系統(tǒng)在運(yùn)行中一旦硬件或軟件環(huán)境出錯(cuò)，即可實(shí)現(xiàn)磁盤(pán)備份。

4.2 安全系統(tǒng)搭建

在高校校園網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的安全系統(tǒng)搭建中，要考慮到物理環(huán)境、鏈路、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、應(yīng)用系統(tǒng)、人為因素等方面的影響，在設(shè)計(jì)中應(yīng)堅(jiān)持硬件設(shè)備支持、檢測(cè)應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行的思想，以數(shù)據(jù)備份為主要手段，包括物流服務(wù)器備份、虛擬服務(wù)器備份。在此基礎(chǔ)上，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密操作，在網(wǎng)絡(luò)傳輸鏈路中增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)設(shè)備的冗余數(shù)據(jù)刪除機(jī)制，利用開(kāi)源的Hadoop構(gòu)建，有效地組織數(shù)據(jù)中心內(nèi)的計(jì)算機(jī)分布式計(jì)算，使用HDFS對(duì)數(shù)據(jù)文件進(jìn)行加密的讀寫(xiě)操作。

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