云计算在高校校园网资源管理中的应用

2012-08-09齐景嘉

东北农业大学学报(社会科学版) 2012年6期

关键词：校园网基础设施服务器

李俭齐景嘉

(哈尔滨金融学院，黑龙江哈尔滨 150030)

云计算正在飞速发展，它借助于互联网，并其优点与便利集中展现。目前云计算的应用已经渐渐地浸透到生活中，网盘、搜索引擎等都用到云计算，高校也在为校园引入云计算做着筹划准备工作。

一、云计算技术

1.云计算的概念

云计算是基于互联网和分布式技术的一种超级计算模式。它是在网络互联的基础上，运用分布式的特点，将用户提交的某个具体任务分布在由大量计算机构成的资源池(即云)上。云服务使所有连接到该网络上的终端用户都可以根据需要获取强大的计算能力、存储服务、各种软件应用及IT服务。

2.云计算的特点

①多元性服务。目前云计算的服务形式主要有SaaS(软件即服务)、PaaS(平台即服务)、IaaS(基础设施即服务)。更重要的是，云具备高效的计算和存储能力，能够完成单机用户无法想象的海量计算和存储等工作。这是由于在搜索网络数据库资源时，云采用的是基于海量数据的数据挖掘技术，然后通过各种途径将详尽、准确的信息和结果提供给用户。所以在云计算模式中，所有的数据资源(包括计算、存储、应用和服务请求等)均存储在云中，用户可以在任意时间任意地点使用终端接入云平台，按自身的需求获取信息，并可以实现不同终端和设备间的数据与应用共享。随着云计算技术的不断发展，更多形式的云服务也将不断涌现。

②数据安全服务。在分布式系统高度容错机制的基础上，云计算可以提供尽可能安全的数据存储，并随时从互联网等各个角度推出安全解决方案来不断实现云安全，用户只需要把数据存入云即可，具体的存储策略完全由云来负责。

基于云计算的固有特点和服务的绝对优势，云计算技术能够比预期更快地进入高校，尤其是云计算对用户终端配置的要求很低，这会使云计算在拥有数以万计学生的高校大受欢迎。

二、高校校园网管理现状

高校教育信息化的目的是实现学校的教学、科研、管理、服务等活动的高效率和规范化，从而达到提高教学质量、科研水平和管理水平的目的。由于整个IT基础架构的异构性以及传统信息技术的限制，导致高校校园网出现了以下问题:

1.资源共享差

目前，很多学校都建成了校园网，并通过各种方式联入了互联网。传统校园网络基础设施的投入成本高，资源利用率低，并且各高校信息化建设通常各自为政;相当多的教育资源分布在各个高校，缺乏有效的共享与利用。同时，各高校网络教学平台也都各具特点，彼此独立，从而形成信息孤立结点;各数据库之间也缺乏信息共享机制，甚至有些资源还存在着重复设置现象。

2.设备需更新

大部分高校由于资金来源有限，常常面临着设备老化、更新经费不足等问题。而软件技术的飞速发展需要最新设备与之衔接，这就需要高校不断地更新换代，带来很大的资金压力。

3.管理需统一

大部分高校除了校园网外，还有校园一卡通专网等多套网络，各自独立的硬软件系统使网络、服务器、存储设备等资源的利用率很低。这不但会导致前期基础设施建设成本的增加，同时后期管理维护成本也会水涨船高，机房空间和电力等能耗也不符合当前节能减排的需要。

另外，学校师生在享受校园网带来的种种便利的同时，一些困扰也频频出现:计算机运行速度变慢、频繁死机、一些软件不能正常使用等，甚至造成数据丢失或被破坏、网络及服务器瘫痪等问题，影响正常的教学、科研等工作。

三、云计算在高校校园网中的技术支持

校园云计算模型如图1所示。

要在高校实现云计算，需要有相关的技术支持。

1.虚拟化技术

图1 校园云计算模型

虚拟化是云计算最主要的特征之一。云计算的虚拟化对象主要有计算能力、存储能力和交互能力。虚拟化实现了软件和硬件的分离，用户只需要在云平台上提交申请运行相应的软件，而不需要考虑该软件的安装位置以及后台硬件的实现;而且虚拟化还允许资源在服务器上迁移，这次的请求可能是某一台服务器在为你服务，下一次的请求则可能由于该服务器的超载而把你的请求迁移到另一台服务器上。当某个时刻资源供求不均时，系统会自动地进行资源分配调整，以确保即将要出现的资源需求。这就实现了云体系中资源使用与管理的按需化和弹性化，从而也就实现了基础设施使用效率的最大化。所以，在云计算中，可以有效地解决有的服务器过载而有的服务器闲置的问题，既不会出现资源的浪费，也不会出现资源的不足，从而实现最大化教育资源的利用。

本研究显示，单纯慢阻肺与ACO错失早期诊断时间都是3年，两者无明显差异。既往研究显示，ACO患者较单纯慢阻肺患者症状多且重，肺功能更差，急性加重及住院次数增加［19-22］。本研究提示，ACO病人与单纯慢阻肺相比，其错失早期诊断时间并未减少，这似与ACO病人具有更多的症状相矛盾。因为症状多就医机会增加，根据病史，医生判断慢阻肺可能性增加。实际上ACO病人可能因为症状反复，更易耐受，更不易引起病人足够重视，误认为是机体衰老的表现，其确切原因尚不清楚。

2.数据管理技术

在云计算中，计算能力的发挥可以随着用户的需求弹性调节，并且数据是存储在云端的，用户对数据的处理是通过远程操控进行的。基于这些特点，不难发现，在云计算环境中采用基于分析的数据管理系统即可以轻松地实现对云用户的数据管理工作。

3.安全技术

在校园网安全问题中，合理地使用云计算形成云安全，可以大大提高校园网的安全性，节省基础设施的开销。首先要保证基础设施与基本网络服务的功能，确保网络功能的稳定性，在此基础上实现更好地IT策略，构建一个完整的数据中心集，从而实现校园网的云安全。由于云端有最先进的数据中心和强大的技术管理团队来帮用户保存和管理提交的数据与程序，因此，在教育信息化过程中，师生们不必再花费大量的时间来管理数据，可以把更多的精力投入到课程学习、设计和科研项目当中。

4.云监测技术

随着云计算的推广和云设施的不断增加，为了更好地体现云计算的强大计算处理能力而需要设置云监测。云监测可以对虚拟机进行监控，并且根据实时的用户数量和服务需求有效地整合云中的资源，节省能源，降低成本。

四、云计算在高校校园网资源管理中的应用

1.算促进教师的教学和科研工作

教师可以利用云计算进行教材的建设，围绕学生培养目标精心地进行教学设计，通过云，搭建导教、导学的教学平台，所有的课程知识点信息与相关操作一目了然。教师也可以根据学生在云上的学习时间和学习内容给出相应的指导与建议。另外，教师们也可以将自己的教学经验和心得在云中互相交流，取长补短。

云计算提供了SaaS服务，教师不必再根据科研需要购买软件，而是以服务的形式免费访问或租用网络上的软件。学校购入某软件，可以将其放在校园云上，让全校教师免费共享，教师们也不用再担心个人电脑上正版软件的授权使用、软件更新和软硬件能否有效整合等问题。另外，教师也可以在相应科研项目的基础上为实现某种服务开发软件，然后将其放入云中，使所有本校园终端用户可以免费使用该软件，非本校园的其他终端用户在使用该软件时则按获得服务的形式付费。

2.拓展学生的学习和生活

云计算将为学生扩展出一个全新的学习空间，也将为知识信息共享、互助协作的学习创造一个崭新的环境，使学生更好地在云计算下使用信息资源和服务。

云技术在使用上不受时间和设备的限制，通过网络连接即可获取云服务。学生在云计算环境中学习，查阅、获取、利用课程资源十分方便快捷，无论是学习、作业，还是课程设计、毕业设计的实施，都可以自主地安排。学生可以随时随地通过携带终端获取虚拟电脑桌面，并根据云服务的类型，轻松自如地创设人性化的网络学习环境和生活环境，自由地选择学习内容、学习方式和爱好项目。学生无论是在教室、图书馆还是在家，都可以访问到同一个桌面，而无需额外的电脑。

3.加强校园统一管理

云计算可以将校园内多个分散独立的专网整合到一起，形成一定规模的“云”，实现所有结点的信息共享和传输以及统一的服务标准。这时，只要保证网络基础设施能为每个人所用，即使是最初级的云也将拥有庞大且多样化的服务群体，师生可以通过一次接入云来完成多种服务需求。

4.改变校园工作模式

云计算技术将传统的校园网络、系统以及设备转化成IaaS。在基础设施提供各种服务(包括网络应用所需要的基本接入、通讯、交换和安全等服务)的前提下，云架构则成为这些服务和师生需求之间的接口。可见，基础设施不但能够自动地识别和适应不同层面的服务需求，还要在已形成体系的基础上通过系统、完整的平台向师生提供各种服务。

为了使更多的服务需求得到满足，就要让现有的基础设施最大限度地体现其作为公共服务平台的价值和优势。一个学校的所有应用都要以基础设施为支撑点，支持每一项应用所需要的资源和数据处理，并且能够实现与任何一种应用标准对接，且使成本最小化。

5.促进使高校协同发展

在高校实现云计算只需要提供IT基础架构，不需购买既多又贵的硬件设备，这样不但可以在基础设施建设上实现全面覆盖和性能优化，同时还能满足在网络中实现现代教育技术的多方需求。目前各高校正在全面规划，计划如何在现有的数字化校园的基础上，进一步扩大信息建设和服务的覆盖面及能力，把下一代校园网建设成为面向全社会的公共服务平台。

云计算扩展性非常强，当校园进入云时代后，就可以将各个不同的校园云共同整合起来形成一个更大的“云”。通过云整合各校园的软硬件资源，减少单个院校的资金和时间上的投入，这样，数据可共享，解决问题的能力更强大，使得“云”也更加安全。目前，各高校在投入和规模上普遍存在着差别。云计算的出现，可以使高校在教学资源环境建设过程中对其采用统一的标准进行规范并集成，以提供全面的优质服务，最终使教学资源能够为所有高校提供共享和协同操作。这样既节省了经费开支，又冲破了实验条件和环境的束缚，有利于促进高校协同发展。

未来的云计算校园网架构如图2所示。