区域教育云服务数据中心的建设*——以深圳市宝安区教育云服务数据中心建设为例

肖春光

（广东省深圳市宝安区教育科学研究培训中心，广东深圳 518101）

一、建设区域教育云服务数据中心的意义

2013年，国家出台了《国家教育管理信息系统建设总体方案》和《省级教育数据中心建设指南》。北京、上海、江苏等省市也出台了相应的政策支持教育云的发展，广东省人民政府办公厅《关于加快推进我省云计算发展的意见》（粤府办[2012]84 号）把建设教育云确定为七大重点示范应用项目之一，《广东省教育信息化发展“十二五”规划》也把教育云建设确定为五大行动计划之一，深圳市和宝安区等多个城市及地区均把教育云纳入十二五发展规划的重点推进工作。政府的重视给区域教育云数据中心建设的发展带来广阔的前景。

很多地区已建成教育宽带城域网，高标准实现了“宽带网络校校通”和“优质资源班班通”，但同时也出现了重复建设、资源贫富悬殊、“学习空间个性化人人通”难于普及等问题。国家“十二五”期间重点推进“三通两平台”和“两级建设、五级应用”平台推进体系建设都对区域教育云服务数据中心建设提出了迫切的需求。统一规划建设区域教育云服务数据中心，打破并超越孤立数字校园的分散建设模式，节约分散建设模式下的巨额建设及运维成本，通过区域教育信息化顶层设计整体推进的策略和资源集约化使用和治理的云计算和云服务等先进技术手段，提高区域教育云服务平台的容错性、伸缩性和动态性，从而保障和提升平台的整体服务质量及水平，为区域教育用户提供优质、个性化的综合信息服务，避免了多级重复建设。

二、区域教育云服务数据中心的定义

“云服务”是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源[1]。“区域教育云服务”是指通过区域教育信息化顶层设计整体推进的策略和资源集约化使用和治理等云计算的关键技术，将现有的信息化教育资源、教育应用和基础设施整合、集成为一个巨大的虚拟资源池，向区域内各级各类学校、师生、民众提供云服务。“区域教育云服务数据中心”是面向区域教育云服务平台的载体，用户申请的各项云服务均通过区域云服务数据中心来提供，各种云资源均由区域云服务数据中心统一调度和分配[2]。因此，区域教育云服务平台的建设应以区域教育云服务数据中心为支撑，把建立教育云服务数据中心作为平台建设工作的重点，从而保证云服务的有效供给。

三、区域教育云服务数据中心的技术架构

区域教育云服务数据中心的建设遵循“资源集约化使用和治理”的云计算核心本质，采用“1+N”弹性云架构、云服务架构、WOA 架构、OGSA 架构、背景感知计算、内容聚合计算、展现配件渲染计算、OLAM 等技术，确保平台高可用、高扩展、高安全、高性能，并能科学地构造智能化、体系化、网格化的教育服务云。各专业化应用服务可随时被云化、推送到云端；未来还可为全区学生提供专业化“云到端”的“电子书包”云服务，按照标准体系、随需扩展，实现真正的弹性化。

深圳市宝安区于2009年建设宝安教育云服务平台的同时新建了区教育云服务数据中心，涵盖了基础设施、公共软件平台、信息安全、技术服务与运行、维护体系等各方面的设计和建设，建设的范围与内容与2013年颁发的《省级教育数据中心建设指南》的指导表基本吻合[3]，本文通过实例验证了《省级教育数据中心建设指南》在基础教育领域推进区域教育云服务数据中心建设过程的指导性和实操性，基础教育领域区域教育云服务数据中心的建设可依该指南为蓝本，根据实际规模的大小及应用服务保障的需求级别进行整体规划及分期建设。

宝安区教育云服务数据中心的总体技术路线：

1.“1+N”弹性云架构技术，即一个云聚合中间件平台、N 种信息资源。云计算的核心本质为资源聚合，而且是大量复杂资源的整合及聚合，其资源聚合过程就是一个资源抽象、概括、类化的过程，云端用户看到的就是良好的服务，对于后面复杂资源的聚合过程，云端用户没有必要知道，它主要是由“云聚合中间件”完成。

2.云服务架构技术，即为云端可寻址的服务生成、共享、编目和治理机制，实现各类资源的服务化封装，确保教育云平台具有极强的松耦合和可组合性，便于系统可以无限扩展、随需重组。全面支持JavaEE 应用、.net应用、移动应用、流媒体应用、邮件系统、短信彩信平台等异构系统的整合及聚合，真正实现跨系统、跨机构、跨体系的整合、聚合和应用。

3.WOA 架构技术，即为面向Web、面向WAN、第二代SOA 架构技术，它汲取了B/S 结构、RIA 架构和SOA 架构的核心优势，并为教育云平台的云端用户提供了良好的操作体验，确保教育云平台具有协同性、可重用性、可组合性、服务可寻址性、适应性、自治性、松耦合等先进特性。

4.背景感知计算技术，即能够感知用户背景，主动为其提供最合适的定制内容、产品或服务，采用背景感知计算技术自动感知各个教育用户群体的操作习惯，实现不同用户登录到教育云平台后，所看到的个人桌面和常用功能完全不一样，为角色不同的各级教育用户提供良好的操作体验。

5.内容聚合计算技术，采用内容聚合计算(Content Mashup Computing)技术，即能够聚合各教育子系统的各种信息资源，如：常用功能聚合、待办任务聚合、子系统报表聚合、子系统消息聚合、子系统日志聚合，改被动为主动，打破以往的“人找信息、人找任务”的应用模式，创新“信息找人、任务找人”的教育应用新模式。

6.OLAM 技术，即在线分析挖掘技术，融合了OLAP和Data Mining 技术，能够针对数据集市中的各类面向主题的数据集，通过配置自动生成各类数据魔方(Cube)，以快速形成统一的数据魔方池，提供面向主题的展现图表，确保教育云平台不仅拥有实时的业务运行顶层监控功能，而且拥有在线分析挖掘功能，能够有效模拟、预测未来的业务发展趋势，为管理决策、宏观调控提供依据。

7.OGSA 架构技术，即网格服务架构技术，以多个站类、多级站点和多种频道为三维架构模型，同时支持虚拟化网格式的站群部署、物理化网格式的站群部署两种部署模式，构建教育门户网站群，为社会公众、学生家长提供家校互动服务、教育信息服务。

8.4W访问控制技术，即从Who、When、Where、What 四个维度进行细粒度访问行为控制，云端用户在不同的时间、在教育公共云及教育专有云中所拥有的资源访问权限是不同的、所拥有的虚拟化个人桌面内容是不同的。

9.Hyper-V 虚拟化技术，即采用微软Windows Server Hyper-V、Virtual Machine Manager 及Self-Service Portal 构建了虚拟化生态服务器平台，在单一物理服务器虚拟成数个独立的逻辑服务器，按需动态设置CPU 个数、虚拟机内存、虚拟硬盘大小，支持动态迁移、故障转移集群和群集共享卷。

10.IaaS、PaaS、SaaS 动态融合技术，动态融合IaaS 层的NOSQL 云盘存储服务、PaaS 层的共享交换服务及信息资源池的创建与管理服务、SaaS 层的各种专业化的应用服务及网络化的信息服务，以形成面向11 类教育用户群体的综合云服务体系。

四、宝安区教育云服务数据中心的创新及应用成效

宝安区教育云服务数据中心的核心优势和创新水平如下：

1.打造“一个平台”，全面利用“1+N”弹性云架构、云服务架构、WOA 架构、OGSA 架构、背景感知计算、内容聚合计算、OLAM 分析挖掘等技术整合及聚合所有教育信息资源，包括：教育电子政务、虚拟数字校园、网络社区服务，是业界领先的教育云平台解决方案。

2.提供“两类云服务”，即教育专用云服务、社会公共云服务；为教育管理人员、教育科研人员、学校管理人员、教师、学生等云端用户提供全面的办公服务、沟通服务、云盘服务、管理服务、决策服务、教研服务、教学服务、学习服务等；为学生家长、社会公众提供即时的家校互动服务、教育信息服务等。

3.构建“三个一站式”，即一站式登录、一站式管理、一站式服务，将接入教育云平台的所有子系统的单点认证、访问控制、系统管理、云端服务进行一站式提供，使云端用户所得到的服务更加便捷、体验更加良好。

4.确保“四大通”，即身份通、数据通、应用通、门户通，使区域化的教育综合云服务中心得以顺利建成，它们既相对独立，又能关联互动；使区域化的数据交换、数据共享、服务共享、多级协同、覆盖大教育体系得以实现。

5.遵照“五大化”，即平台化、系统化、服务化、标准化、个性化的建设指导方针，采用从应用基础平台的平台化、系统化，到云资源（数据资源、应用资源）的服务化、标准化，再到云端用户享受服务的个性化等多位一体的顶层设计。

6.实现“六统一”，即统一身份认证机制、统一访问控制机制、统一资源聚合机制、统一资源共享机制、统一门户管理机制、统一顶层监控机制，使得面向区域化的教育综合云服务体系不仅能够建立起来，而且能够满足未来不断发展的教育信息化需求。

7.开辟“七大”创新

(1)创新了“以用户为导向”的建设模式，顺应了教育转型中教育多元化和个性化的需求，符合区域教育信息化科学发展的趋势；

(2)创新了信息化支撑教育公平的模式，该平台全面支撑区域内所有公办教育、民办教育、社区教育、成人职业教育、家庭教育等大教育体系，有力促进了区域教育的均衡和公平发展，提高了教育信息化的经济效益和社会效益；

(3)创新了三级协同工作模式，该平台建设覆盖“区/街道/学校（社区）”三级教育管理体系，实现了“自上而下”和“自下而上”的信息资源流通和协同工作，提高了资源利用效率和工作效果；

(4)创新了信息资源共建模式，该平台顺应信息时代的潮流，站在“主动贡献取代被动消费”革命的最前沿，抓住用户对象“乐于为内容作建设和评估，使用数字媒介表达自己的观点”的特点，鼓励师生主动贡献优质资源；

(5)创新了信息资源应用模式，实现了“信息找人、任务找人”，提升了电子业务的智慧能力；

(6)创新了内部资源和外部资源有机整合的机制，在该平台中，整合了微软Live@EDU、宝安区数字图书馆资源等一些公益性的免费优质资源和工具平台，实现了互动双赢的目的；

(7)创新了教育公共服务模式，内网门户网站为教育系统内用户提供服务，外网门户网站按照电子政务公开的要求，为广大市民提供了丰富的便民服务项目，从而提升了教育信息化为社会信息化服务的能力(如图1)。

图1 宝安教育云服务平台框架图

宝安教育云平台于2011年9月29 日正式开通运行，是一个典型的IaaS、PaaS 及SaaS 融汇一体的综合云服务平台。平台成功实现了传统数字化校园从孤立、物理、实体化建设向区域、虚拟、云化建设的转型，建成了区域教育云服务数据中心，统一为全区提供公共的教育信息化云服务。平台采用了“1+N”弹性云架构、云服务、WOA 架构、OGSA 架构、背景感知计算、内容聚合计算、展现配件渲染计算、OLAM 等技术，实现了从IaaS、PaaS、SaaS 三个层面的虚拟化、弹性化、服务化，统一了数据标准、应用标准、共享标准、安全标准、使用标准、运维标准等标准规范体系，有效聚合了20 多个IT 系统的应用资源及数据资源。通过服务器虚拟集群、存储、负载均衡、防火墙等核心设备集中部署在全区统一规划建设的教育云服务数据中心，全区11 类用户均有各自的个性化虚拟桌面门户（人人有个性化工作桌面）。教育局、督导室、教科培中心、6 个街道教育办、6 个街道教研中心、340 多所学校都能均等拥有各自的功能强大且可自定义的虚拟化数字平台网站功能（校校为虚拟化数字校园），惠及全区教育管理人员、教育科研人员、师生及家长50 余万人，率先在我国基础教育领域取得了典型的云计算技术的应用效果，荣获了“2011 中国城市信息化成果应用奖”的殊荣，提升了区域教育现代化水平。

五、区域教育云服务数据中心的发展展望

区域教育云服务数据中心建设的宗旨是提供丰富、优质的教育云服务。十二五期间，宝安区将继续在现有教育云服务平台的基础上，通过畅通渠道及引进企业等源头活水方式，充分应用云计算技术，有效完成与深圳教育云(鹏云、中国习网)、微软教育云、省部级教育资源云等各类教育资源、完成与市大学城图书馆、区图书馆等第三方社会资源的深度融合，实现宝安教育云服务平台各项应用的全面拓展和云间资源直通。通过试点建设3-5 所智慧校园，由智慧校园担当试验田先锋，牢牢把握信息技术与教育教学深度融合的核心理念，通过教育信息化推动教育教学的改革，由试点的学校继续探索适合区内学校教育、教学、科研、管理、资源、绩效分析等方面的特色及亮点应用，依托已有的教育云服务平台不断把智慧校园试点成功的应用及特色亮点通过平台接口云化，推广覆盖全区所有公、民办学校、幼儿园，点面结合，不断优化实现“三通两平台”，挖掘平台的新鲜应用供给。强化用户使用体验，尤其是资源应用与用户智能背景的智能感知关联，全面实现“人人通”。通过区域推进的信息化手段尝试解决非户籍人口严重倒挂、边远落后地区的信息化教育资源不公等问题，让广大边远落后地区的学校、幼儿园及外来工子弟平等享有政府主导的教育资源，提高教育质量，有效促进区域教育现代化的优质均衡发展。

[1]黄明燕，蔡祖锐.云计算教育应用研究综述[J].软件导刊-教育技术，2014，01：6-10.

[2]李聪.服务器_网络_存储虚拟化技术在数据中心的应用研究[D].天津大学，2009，05：1-72.

[3]省级教育数据中心建设指南.教育部教育信息化推进办公室，2013，04：1-61.