数字化校园建设中云技术的应用研究

徐艳

摘要：目前数字化校园建设得到了大力推行，但是在发展过程中出现了运维成本高、缺乏高效能设备、风险大等诸多的问题，而云技术成为了解决这些问题的有效方法。该文对云技术的结构和如何使用云技术来建设数字化校园平台进行了阐述，并且探讨了校园平台上的逻辑以及物理框架。通过实践应用说明，云技术可以为数字化校园建设提供解决方案，并且前景比较广阔。

关键词：云技术；云平台；数字化校园建设

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）07-0072-03

目前，我国把信息化战略视为国家重点发展目标，教育科研信息化作为我国信息化战略的重要组成部分，也受到社会各界的重视。近几年来，虽然我国信息化校园建设在不断的推广，不过在发展中出现了很多问题，阻碍了向数字化校园建设发展。以下就把面临的问题列举出来：第一分散的基础设备、极为严重重复的购买相同功能的设备，导致设备使用率不高，却面临着高额的成本费用；第二分散的系统设备和工具导致运行维护成本较高；第三校内没有同意的标准，导致共享度极低；第四极慢的校园中心业务布置，无法在统一的框架下管理。根据以上的问题，说明建立数字化校园建设迫在眉睫。本文通过研究某校利用云技术构建校园数字化管理平台，从而促使我国校园建设更趋向于信息化和现代化。

1 云技术概述以及数字化建设

1.1 云技术的定义

云技术是最近在信息技术行业中迅速发展起来的一种综合性很高的技术，它是通过各种技术的特点和性能相融合，而有机的结合起来，从而达到资源的共享的目的。比如网络基础设备、存储设施、服务器等设备和服务器构成网络、计算、储存等资源池，完成资源的快速、无风险的调配和管理。

1.2 云技术的内容

被看作信息技术的第二次革命的就是利用云技术来完成云计算技术，所以云技术的发明和创造具有历史性意义。把可信赖的系统技术、大量的数据挖掘技术、数据安全性技术以及具有延展性的并行计算机技术等多种技术和可调配的计算机资源相互结合，而形成一个有机的统一体，在进行配置后通过做大量的分析、计算、收集以及处理等工作把所得结果提供给用户的过程就被称为云技术。

在极短的一段时间内，能够把大量的信息处理好之后，还能有极其强大的计算功能。所以，云技术是未来进行处理加工数据的一个发展方向。云计算架构与传统的IT架构相比较，有着较大的优势如图1。

1.3 数字化校园建设中云技术的作用

1）虚拟化技术使资源利用率显著提高，运维成本降低

虚拟化技术之所以是云计算的基础，是因为IT资源能够完成统一和逻辑抽象的结合是通过虚拟化技术实现的，并且虚拟化技术可以管理大批量的数据。虚拟机、存储虚拟化和多个资源之间提供的单逻辑表示模式都包含在了虚拟化的工作形式中，这也是虚拟化最常见的工作形式。虚拟化技术在云计算的平台上的效用是，把包含在数据中心的软硬件资源进行虚拟后，形成一个较大的资源池，这样就可以使资源很容易就被管理好。储存池、网络池、计算池、安全池和应用池等都包含在这个资源池内。把实体资源进行虚拟的资源池化之后，可以容易有效的管理分散的硬件以及不同结构的软件。

2）资源的动态管理是有群集技术实现的

集群技术可以把多个相互不具有关联性的单独的计算机用特殊的连接方法进行连接后，组成一个性能比较高的计算机系统。组成这个系统所运用的集群技术在IT行业来说很新颖，并且该计算机系统的特性是成本低廉、可延展性好和性能相对较高。故障转移群集、负载平衡群集和并行处理群集是云平台中通常用到的类别。群集技术在云平台上实时调整、按着需要配比、自动收回云硬件资源的作用，因此群集技术不但能够深化和保证云计算的实现，而且又能够助虚拟化技术一臂之力，使云计算的框架更加稳定和可靠，大大提高了云计算的能力。

3）云计算和面向服务的体系结构的融合

面向服务的体系结构即SOA是用服务调整好的接口把在应用程序中用不同性能的单元进行有机连接的一种组件模型。接口一般是把各类硬件平台、各类语言编程、操作系统进行屏障性的隔离的中立形式出现。如果把SOA进行定义，它是一种分列存在的把层次不同的服务加以强化的一种体系架构。可延展性、机动性和高度的可重复性是它的主要特征。

如图2所示，软件应用云SAAS、平台云PAAS、基础架构云LAAS是云计算的三个组成部分，结合SOA，可以把服务的供给者、消费者和代理人是云计算架构中的三个角色。在网络上的节点被视为服务的供给者，他采取晕结构的方式来发挥极强的计算功能。

2 数字化校园云平台的逻辑框架

以云技术的特性以及发展的长处为依据，不难看出云技术能够有效对校园信息化建设中所出现的问题加以解决，这也是我们使用云技术来建设数字化校园的原因。以云服务有三个模式为依据，可以推论出数字化校园建设应当分为三个基础层，下面就简单的进行分析这三个基础层。

2.1 IaaS 层

IaaS 层基础设施层是在数字化校园云平台架构的最末层，它在对离散的软硬件进行统合和障蔽时用的是物理分析法，这样就把虚拟化的软硬件就成为了聚集资源的资源池。IaaS 层虽然在最底层，校园科教系统中的管理员IaaS 层用户，可以把安排供给的资源、对资源进行管理和安全监管等工作实现。

2.2 PaaS 层

PaaS 层，即平台层是介于IaaS 层和SaaS层之间，这个层主要是开发人员进行软件开发和平台服务的场所，之所以把平台层称之为是云计算的中心层，是因为用户所想要得到的需求都能够在这里满足。开发者把各类中间件进行合成和拼装之后，统一给平台上的用户。此外，开发者运用云平台的管理软件可以调整和监管基础设施层的资源。

2.3 SaaS 层

即应用层，是在整个数字校园建设云平台架构的第一层，主要给用户提供应用和基础两种服务，供应的服务可以按着访问权限把各类资源提供给直面的终端用户。基础服务是访问和管理学校内各种基础资源，并且校园内只有一个统一的身份认证。而教学、图书室、网络学习、一卡通、管理员、宿舍、办公等都独立形成一个系统包含在应用服务当中。在很多的校园中，都是统一认证基础服务，而一站式服务各种应用系统的方式。

3 数字化校园云平台的总体构架

高校是校园中比较迫切需要数字化平台的地方，所以就根据高校数字化云平台来展开分析。物理资源的现有情况是高校云平台进行建设的基础条件。在确定高校数据中心的物理资源与将要建设的云平台相匹配后，还应当考虑平台是否适应未来的发展趋势。为了达到这一目标，我们需要在确保成本的同时增强平台的可伸缩性和延展性。

3.1计算资源池

不同的系统平台有着不同的要求，在实际建设平台的时候，我们需要根据数据中心的实际能力，采用不同的计算节点。不同形态的服务器可以满足其不同的管理和调度的需求。计算节点通常需要1台管理服务器和2台服务器。这是因为在云平台中，其故障的转移等其他技术要通过大资源计算池来实现。使用SPARC、刀片等是X86体系所构成的应用在服务器中。把学校存有的服务器和华三系列的FlexServer R390服务联合起来组成。山东科技大学的云平台资源计算池。而可靠性高以及维护简单是华三系列的FlexServer R390服务器的特性，所以从该服务器中选择出一台来进行所有云平台上的服务器进行管理，其他众多联合起来的服务器则是成为节点。而云平台上的服务器的节点是没有限制的，如果还需要其他的节点，只要再扩展就可。

3.2资源的云存储池

如图2中可知，大量的业务系统或者是计算机应用都需要一个云计算基础设备进行服务。而云计算中所得到的数据就要有一个存储空间，云存储则是一个虚拟化的管理方式进行这些计算数据的存储，在存储的同时还把数据进行有效的整理，以便于控制起来更加灵便。从而得之云存储是完成IAAS工作的一个重要构成部分。存储区域网络或者网络存储的形式可以进行业务向外延伸，所以是方便存储平台使用的两种形式。山东科技大学刚刚建立云平台不久，所以在云平台上进行运行的业务没有较大的储存量，为了满足快速使用数据的要求，当前使用的服务器是华三系列的IP SAN FlexStorage P4500，高容灾性和较好的延展性是该服务器的特点，这一系列的服务器不但能够使自动转化的故障以及普通故障在各种条件下进行恢复，还能够优化虚拟化环境状况。

3.3资源的网络池

大量的虚拟化的安置是云技术条件下所形成的新形势。传统的网络框架下必然会遇到流量频发、虚拟机控制和接入的不畅、规模和性能的不想匹配等许多困难 。山东海洋大学则是处在试运行云技术阶段，所以该学校的网络基础平台相对简单，两台交换机就可以把网络储存设施和每个节点服务器相互连接起来，之后都汇集到核心机房的交换机上去，最后由校园内部的路由器导入到广域网中。

3.4云管理平台

资源的硬件池是由虚拟化的储存器、网络和服务器联合组成。不过想要做好硬件系统的运维和业务量的迅速归纳，就应当由软件配合再完成。云计算管理平台、云虚拟化管理和云业务智能软件包这三个软件来完成。其中云计算管理平台，使上层的操作系统和底层的硬件资源做到协调统一，从而使硬件设施降低对上层软件的倚赖；虚拟化管理软件，该软件主要有完成云硬件资源（计算、储存和网络）进行软件的虚拟化的功能，上层应用的自动化功能也在此实现；云业务智能软件包，把基础云架构资源和相关的服务器中的数据，进行虚拟化整理然后提供给用户按着所需要的进行购买。

4结束语

数字化校园建设中应用云技术，能够使校园中的班级、办公室、教务处等各部门以及学校与学校之间进行应用资源和硬件资源进行有机的统合，这样就为整个学校甚至是学校与学校之间供给质地优良的科教实验和信息服务平台。当前，在数字化校园建设中使用云技术才刚刚起步，所以有些技术使用起来还存在困难，不过与传统的信息化校园相比，云技术的优势有目共睹，所以在教育界进行云技术的推广具有可行性。

参考文献：

[1] 李新，周彩兰，朱荣.基于Portal技术的数字化校园门户的研究[J].计算机与现代化，2012（9）.

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