基于云计算的社区教育网站群的构建研究

江 涛

随着国民经济的飞速发展，人民生活水平不断提高，人们对教育需求的不断提升，社区教育蓬勃兴起。许多城市不仅在区一级建设了社区教育网站，而且在街道一级也建设了社区教育网站。但是，由于一个城市各区对社区教育开展情况缺乏统一规划，导致网站间的信息资源不能共享，难以满足市民一站式的学习需求，而各社区教育网站为了追求更好的学习效果，不惜投入大量资金制作、引进各类多媒体课程资源，不仅使得搭建相应服务器平台、租用网络带宽等费用不断增加，而且随着网站内容的增加，访问人数的上升，网站的投入越来越巨大，负担也越来越沉重。从全局来看，这些网站的建设资源重复，资源利用率低，资金浪费严重，制约了社区教育的发展。

因此，要想改变上述状况，就需要建立一个提供强大软硬件环境支持的学习平台，以实现信息资源、学生资源、学习资源的共享，这样，既能为学习者提供方便、灵活、个性化的学习条件，又能为管理者统计学习行为、考查学习效果提供相关决策数据，形成统一管理、统一部署、统一标准的“社区教育网站群”。

云计算的出现为实现以上目标提供了一种非常有效的选择方案，本文探讨如何通过先进的云计算技术和相关保障机制构建社区教育网站群，进一步推进市民终身学习的发展。

一、云计算的概念与特点

1.云计算的基本概念

对于云计算(Cloud Computing)有很多定义，IBM对云计算的定义为：云计算是一种计算模式，在这种模式中，应用、数据和IT 资源以服务的方式通过网络提供给用户使用；云计算也是一种基础架构管理的方法论，大量的计算资源组成IT 资源池，用于动态创建高度虚拟化的资源提供用户使用。[1]

这种资源池称之为“云”。“云”是一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源，如计算服务器、存储服务器、带宽资源等等。云的管理可以通过专门软件实现自动管理，无需人为参与。用户只需要通过网络就可申请使用云的资源，用户无需关心如何部署或维护这些资源。

2.云计算的主要特点[2]

(1)虚拟化。云计算系统可以看作一个虚拟的资源池，通过在一个服务器上部署多个虚拟机和应用，从而提高资源的利用率，以节约成本。云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。用户所请求的资源来自“云”，而不是固定的有形的实体。

(2)高可靠性。“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性，使用云计算比使用本地计算机更加可靠。

(3)通用性 。云计算不针对特定的应用，在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用，而且支持不同的终端设备类型，比如用笔记本或者手机通过网络都可以使用云的服务来满足用户的需要。

(4)高可扩展性 。“云”的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模增长的需要。

(5)按需服务。“云”是一个庞大的资源池，用户按需购买；云可以计费使用。

3.云计算提供的服务方式

目前云计算提供服务的形式主要包括基础设施作为服务(IaaS)、平台作为服务(PaaS)和软件作为服务(SaaS)3种[2-3]。

(1)IaaS。IaaS 是指服务提供商将网络、存储和服务器等基础设施资源作为一种服务提供给用户，用户通过互联网能够快速经济地向服务提供商订购并获取所需的基础设施资源。

(2)PaaS。PaaS 是指服务提供商为用户提供系统运行的软件平台，该平台主要为应用程序的开发者设计，用户通过服务提供商提供的编程接口，能够快速而经济地在服务提供商的平台上部署基于互联网、具备大规模并行扩展能力的软件系统。

(3)SaaS。SaaS 是指服务提供商为用户提供应用软件服务，用户以按需付费的方式向服务提供商订购并获取相应的应用软件服务，不需要购买软件及其相关的基础设施，也无需对软件进行升级维护。

图1 云计算的服务类型

4.云计算应用于社区教育网站构建的优势

(1)资源共享

每个社区教育网站上有大量的视频课程，因此需要海量的存储和足够的带宽，投资代价相当高。而在云计算的模式下，可以将各类网络服务器、存储、网络带宽、网络安全设备等硬件资源有效地整合在一起，完全实现资源共享，然后根据实际需求进行按需分配，这样不仅提高了硬件资源的利用率，也避免了硬件的重复投资，大大节约了整体建设成本。

同样，软件资源也可以共享，针对网站群里各网站通用的网站内容发布系统、教务系统、学籍管理系统、学分转换系统、多媒体课件制作系统、网上课堂等系统，可以进行统一开发，这样既能保证了软件开发的规范性，也避免了各网站独立开发带来的资源重复建设、数据格式不统一、无法共享等缺陷。

在云计算统一的系统平台支撑下，学习者一站式学习得以实现，课程信息、课件资源、学生信息、学习行为等信息资源完全可以整合共享，不仅能得到各网站的相关统计数据，还能对网站群进行整体数据分析和挖掘，进而更好地了解学习者整体的学习需求，推进终身教育的发展。

(2)灵活安全

由于云计算具有自治特性，因此，在网站的业务、流量等发生变化需要对硬件资源和软件资源进行调整时非常方便快捷，甚至可以进行自动调整，不需要人工干预，使得资源的配置和调整完全实现按需分配、灵活应用，也为各社区教育网站的个性化要求提供了技术保障，实现了站群管理的统一化和个性化的完美融合。

网站群的数据集中存储在“云”端的数据中心，由数据中心进行统一管理，进行可靠的安全实时检测，从而有效地保证数据的安全，以防数据泄漏或者遭到破坏丢失。

二、基于云计算的社区教育网站群的构建

先要明确网站群涵盖的范围，从构建社区教育网站群模型，建设教务数据共享交换中心、公共服务资源共享平台和基础设施资源共享平台等方面入手，逐步完成社区教育网站群的构建工作。

1.社区教育网站群涵盖范围

社区教育网站涵盖的范围(见图2)不仅包括全市的各区级社区教育网站及其下属各街道等子网站，还包括其他学习机构的学习网站，如一些行业培训网站、专业技术学习网站、职业资格培训网站等等，将这些网站都作为站群的对象，符合构建全民终身教育的需要。

图2 社区教育网站群涵盖范围

因此，在构建社区教育网站群时，可以分为两大类，一类是以政府主导的公益类的社区教育网站，这类网站由政府牵头，协调组织好各区社区教育网站资源的调配，规范市、区、街道、社区4级社区教育网络体系在网站群中的角色定位和职责范围；另一类是社会力量办学的其他学习机构的学习网站，对于这类网站可以从市场的角度出发，为他们提供完善、优质、价廉的建站服务，吸引他们加入到站群系统中来，为他们提供更好的业务平台，真正实现整合全社会的教育资源的目的，积极推进社区教育和终身教育的发展。

2.基于云计算的社区教育网站群构建模型

基于云计算的社区教育网站群构建模型，由社区教育网站群云服务的资源层、管理层和应用层等3层组成(参见图3)。

图3 基于云计算的社区教育网站群构建模型

社区教育网站群云服务资源层包含IaaS、PaaS和SaaS 3个层面的资源。IaaS 层整合了网站群的服务器、存储、网络和安全等基础设施资源；PaaS 层整合了网站群的数据库、开发环境和操作系统等平台资源；SaaS 层整合了网站群的学分转换互认服务、流量分析服务、用户管理服务、内容发布管理服务、网站设计服务、课件管理服务、教学教务管理服务、考试评价服务、网上支付服务等等。

社区教育网站群云服务管理层是实现社区培训网站群信息资源共享的平台，它由服务目录、服务接口、服务集成等功能内容组成。

社区教育网站群云服务应用层主要应用网站群的云服务资源，形成各社区网站群门户以及下属子网站和社会教育机构门户，为广大学习者提供“一站式”学习服务。

就目前云计算技术的发展情况看，社区教育网站群的建设重点应该在IaaS层和SaaS层上。在IaaS层中，服务器和网络存储的虚拟化解决方案相对完善，而且可供选择的解决方案也较多，实施起来相对容易，成效也最为明显；而SaaS层的服务是整个站群系统的灵魂和核心，构建好SaaS层中的各项服务是这个系统建设的重点，因此，构建一个基于云计算的社区教育网站群就要建立以下3个平台。

3.建设相关的资源共享交换平台

(1)建立信息资源共享平台

通过统一的信息规划，建立全局性的信息模型和决策支持模型，建设统一的信息资源共享平台，保证业务操作、业务管理和决策支持所需的各类信息的标准化、准确性、一致性、条理性，实现信息的跨网站共享和关键数据的跨业务复用，减少数据的重复采集，提高协同办公能力和决策效率。同时，信息资源共享平台也为管理优化和决策科学化奠定了基础。

(2)建立公共服务资源共享平台

对于社区教育网站群中各分站提供的面向公众的学习者信息管理、学习者身份验证、电子邮件、学分统计查询、课程统计查询等服务，以及提供面向分站管理员的教务信息管理、考核评价、综合统计等服务进行统一的梳理，并在此基础上建立社区教育网站群公共服务资源共享平台。该平台能够对服务资源进行分类管理，并提供相关服务的链接地址和Web Service 接口等信息，以便于网站群中其他站点的共享使用，为公众提供更加便捷的服务。

(3)建立基础设施资源共享平台

对于社区教育网站群中各分站建设、运维所需的服务器、存储、网络等硬件资源以及内容发布、流量分析等软件资源应进行统一的梳理，并在此基础上建立基础设施资源共享平台。平台能够对基础设施资源进行统一的管理，并提供统一的接口，以便网站群中各站点共享使用。

三、保障机制

1.加强规划设计，确定总体目标

社区教育网站群应从系统管理角度统筹考虑，对网站群整体的建设目标、方案与措施、评价与监督机制等方面进行全局规划。既要考虑到网站群资源整体建设的协调性、层次性、互动性，又要强调布局的科学性、合理性和实用性；同时要考虑现有资源配置的合理化调整，以及新增资源、动态资源的规划建设。社区教育站群应积极制定网站群发展的规划，启动网站群的云技术架构升级改造，在统筹全局互动共享的前提下开展各类教育资源整合与应用。

2.健全社区教育网站群的管理体制和机制

社区教育网站群的整合，需要各社区教育网站的大力配合和支持，尤其是涉及一些管理模式的改变，更需要有一个完善的、有执行力的、统一的网站群管理体制机制的保障。

(1)成立社区教育网站群建设工作组。工作组可以分为领导小组、网站管理小组和技术保障小组等。领导小组由市政府、区政府、教育主管部门等相关机构组成，专门负责对其他小组的工作协调和业务指导；网站管理小组负责各区社区教育网站的建设方案、发展方向以及网站平时的使用、运行管理等；技术保障小组主要由各网站的技术人员以及站群系统的研发人员组成，负责网站群的技术保障和开发，制定资源共享的技术方案等。

(2)成立社区教育云计算数据中心。首先，建立数据中心并对这些云计算下的大量的各类硬件资源，诸如服务器、交换机、路由器、网络带宽等设备设施进行统一管理，提高设备的稳定性和可靠性；第二，云计算作为一门新兴的技术，其本身还处于快速发展的过程中，新的应用和方案不断涌现，需要不断追踪云计算技术的发展方向，将一些新的技术不断应用到网站群的建设上，以更好地发挥云计算在社区教育网站群建设中的作用；第三，可以统一有效地进行云资源的分配、管理和维护，以达到资源的最大利用率。

(3)完善相关制度。完善社区教育网站群绩效评估，在绩效评估指标体系中，设置专门的指标项，对各分站的整合情况、资源共享情况进行统计考核，以促进网站群的整合、基础服务设施的共享；制定云资源的对外服务方式、收费方式等等制度。

[1] IBM Cloud Labs，HiPODS.“智慧的地球”——IBM云计算2.0[EB/OL].[2010-08-02].http:∥it.21cn.com/itnews/it168news/2009/07/01/6525034_1.shtml.

[2] 刘鹏.云计算[M].2版.北京：电子工业出版社,2011:1-3.

[3] 杨杰.基于云计算的政府网站群整合模式研究[J].电子政务,2010(11):113-117.

[4] 张建勋,古志民,郑超.云计算研究进展综述[J].计算机应用研究,2010(2): 429-433.