云平台提升重点学科资源服务质量

文/马皓

重点学科信息资源散布在全国不同高校之中，资源分散、异构，资源内容缺乏标准与规划。在本次项目建设中，通过云计算技术为各学科提供了独立的系统空间和数据存储空间，完成了集中式重点学科信息服务门户的建设，包括重点学科信息服务门户网站、13个重点学科信息资源系统的镜像站点，提高了对重点学科信息资源访问的服务质量。

重点学科信息资源建设是我国高等教育建设和发展的一项长期而艰巨的战略任务，是高等学校建设的核心内容。加强重点学科本身的信息资源建设，将学科资源电子化、数字化和网络化，可以促进优质信息资源的共享和广泛利用，改善整体教学科研环境，促进科研合作，加强人才培养，有力推进重点学科的建设与发展。历经国家“九五”、“十五”、“211工程”的大力支持，重点学科信息服务体系建设已取得了一些成果，积累了宝贵的经验，一批学科建设相关的重要信息资源系统已初步建成，改善了部分学科在信息资源建设方面的基础设施软硬件条件。

2008年底，国家适时启动“下一代互联网业务试商用及设备产业化专项”——“教育科研基础设施IPv6技术升级和应用示范项目”。作为该项目的一个重要组成部分，由北京大学牵头，组织国内11所高校和科研机构，对已有的重点学科信息资源系统进行IPv6技术升级和资源扩容。本次项目建设的特点是在下一代互联网上建立重点学科资源系统的示范应用，充分利用下一代互联网中丰富的带宽资源、有效的服务质量控制、可精细化的运维管理等特性，基于“集中式管理、分布式服务”的原则，将散布于国内各高校中的重点学科资源进行有效、合理的整合，建立重点学科资源系统和学科资源公共服务体系，多方面、多角度展示我国重点学科资源信息和知识成果，推动重点学科信息资源共享，更广泛地实现学科知识普及。

自2008年12月项目启动，历经2年多的建设历程，在项目12个承担单位，共计数学、应用经济学、中国语言文学、水利工程、海洋科学、计算机科学与技术等13个学科课程组的共同努力下，已顺利完成了项目建设的各项任务，对6个已有重点学科信息资源系统进行了升级与扩容，新建了7个重点学科信息资源系统，建设了集中式重点学科信息服务门户。

云计算打造集中式服务门户

综合运用云计算和虚拟化等技术，完成了集中式重点学科信息服务门户的建设，包括重点学科信息服务门户网站和13个重点学科信息资源系统的镜像站点，提高了对重点学科信息资源访问的服务质量。

基础设施服务

云计算是一种资源整合和利用的技术，其核心支撑主要是虚拟化技术。本项目采用虚拟化技术为13个重点学科提供了IaaS服务（Infrastructure as a Service，基础设施即服务）。即采用虚拟化软件将服务器和存储设备等硬件平台分割为满足不同信息资源系统运行所需要的操作系统平台。项目所采用的虚拟化软件为Oracle VirtualBox。该软件是一款功能强大的基于x86平台的虚拟化产品，可以运行于Windows、Linux、Mac和OpenSolaris等系统平台，可以支持Windows、Linux、Solaris、OpenSolaris、FreeBSD等多种客户操作系统。VirtualBox采用完全虚拟化技术，可模拟操作系统所需的所有硬件，操作系统可不经修改运行于硬件平台上。

为完成对13个重点学科信息资源系统的管理，项目组设计并实现一个基于REST（Representational State Transfer，表述性状态转移）模式的虚拟机监控系统。该系统遵循虚拟机生命周期来管理虚拟机的创建、修改、删除、启动和停止等功能，将分散管理模式转变为集中化管理，提高了维护和管理重点学科资源系统的工作效率，并为系统的统一部署和后续扩展奠定了基础。虚拟化所完成的重点学科信息资源系统操作系统平台如表所示。

在项目实施过程中，为保证重点学科信息资源能够顺利、有序地建设与部署，项目组采用云计算技术中的SaaS（Software as a Service，软件即服务）服务模式，将信息资源系统的搭建以Internet应用软件的方式提供给重点学科课题组。课题组负责组织、设计和发布本学科的信息资源，而不必关注系统实现等技术工作。

所设计完成的重点学科内容管理系统支持基于Internet的三层B/S架构，符合J2EE标准。系统具备良好的跨平台、跨网段性能，支持Windows、Unix、Linux等平台，提供XML标准接口支持，适合不同规模用户的需要，信息内容可高速传送，无延迟。

系统具备灵活、方便的模板功能，实现了数据与数据的表现形式分开，管理界面简单易用，能够很方便地通过网站生成工具快速搭建网站、修改栏目，以及改变页面的显示外观。

系统具有强大的网站群基础管理功能，可快速实现门户网站建设项目基础管理平台，实现子站点管理、网站内容管理、网站样式管理、网站栏目管理、提供多种信息发布方式、用户管理以及提供详细的系统日志服务。同时还提供了丰富的开发接口，可以在网站群平台上开发出各种应用服务。

在本项目建设中，由中国海洋大学承担的海洋信息资源系统和华中科技大学承担的水利水电信息资源系统采用了“软件即服务”的模式完成了各自系统的建设，已在CNGI下一代互联网上提供服务。

门户系统建设

重点学科信息资源门户系统由2台PC服务器和1套存储设备组成。PC服务器安装Linux操作系统和Oracle VirtualBox软件，为各个重点学科信息资源系统提供操作系统运行环境。2台PC服务器采用iSCSI方式连接后端存储，重点学科虚拟机统一从存储设备分配磁盘空间。

为提高对重点学科信息资源系统的服务质量，项目组搭建了重点学科信息服务门户系统，以Web服务方式对各重点学科信息资源提供信息导航、日志记录等功能，该门户域名为http://kd.pku6.edu.cn，至今已提供近28万次Web访问。

表 重点学科信息资源系统操作系统平台统计

提供独立的系统和存储空间

考虑到重点学科信息资源散布在全国不同高校之中，资源分散、异构，资源内容缺乏标准与规划。在本次项目建设中，通过云计算技术为各学科提供了独立的系统空间和数据存储空间，已建设完成的重点学科信息资源系统总容量10.56TB。

目前，学科信息资源不仅包含科研动态、成果、论文、图书、文摘、课件、音视频资料等，还包含在教学科研过程中实时发生的动态信息，所涉及的信息资源结构复杂、类型众多，既有结构化数据，又有非结构化数据。

建设成效

通过实施，本项目所取得的主要建设成效如下：

1. 对国内11所高校中的13个重点学科资源进行了有效、合理的整合，展示了我国重点学科资源信息和知识成果，初步形成示范效应，有力推动了重点学科信息资源的共享与传播，为下一步“211三期”重点学科信息服务系统的建设打下基础。

2. 锻炼和培养了一批既了解本学科专业知识，又掌握信息系统建设和IPv6等相关信息技术的教师队伍，在学科信息系统的应用和改造方面积累了一定的经验。同时，培养了一批具备相关技术的研究生团队，为IPv6的广泛应用和普及奠定了人员储备。

3. 基于下一代互联网对新技术进行了积极、有益的探索和实践，研究并掌握了基于云计算的重点学科信息资源系统建设和管理技术，检验了重点学科信息资源系统建设的可扩展能力及IPv6网络环境下的服务能力，为后续的技术升级和重点学科服务体系的建设提供了技术储备。

4. 建设完成的重点学科信息资源系统已在CNGI-CERNET2——中国下一代互联网上长时间稳定运行，充分验证了重点学科信息资源系统建设的技术可行性。