基于云计算的教育平台研究与设计

邱素贞

摘 要 本文针对教育信息化技术发展趋势，运用云计算技术对教育平台开发背景、设计思想、实现技术进行研究，对平台架构进行设计，实现教育信息资源的整合与共享，促进教育公平发展、统筹发展。

关键词 云计算 教育平台 设计思想

中图分类号：G434 文献标识码：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2017.07.006

随着教育改革的不断深化和信息化的全面推进，我国在教育信息化领域取得了一定的成就。在教育信息化领域建设过程中已开发众多应用平台，但由于平台分散建设，资源分散，分布不均，无法实现共享利用，如何整合资源以适应新挑战也就成为了进一步促进教育信息化发展不得不考虑的问题。目前教育信息化建设将面临为区域所有用户提供统一综合的教育信息化服务的难题，而当今云计算技术的发展将使这些难题迎刃而解。

1 平台开发背景

根据《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十二个五年规划的建议》明确提出了“顶层设计”的思想，要求要重视改革顶层设计和总体规划，在重点领域和关键环节取得突破。针对当前教育信息资源分散，缺乏整合的情况，按照“十二五规划”要求，通过一个完整的顶层设计、一个完整的体系架构把基础平台构建起来，使得现有信息资源得以有效整合共享，这是教育发展的必然方向。

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》提出了今后十年我国教育改革发展要贯彻优先发展、育人为本、改革创新、促进公平、提高质量的方针。随着教育云平台的运行和模式推广，将会推进教育行业的改革创新，提高学校的教育质量，促进教育朝着公平、均衡、可持续的方向发展。[1]

云计算热潮的涌起带给教育行业的也是革命性的变化。云计算的海量存储、分布式计算、快速定制服务、集约化建设与管理等特色功能，使得云教育平台能够安全可靠、高效稳定地支撑整个城市乃至一个地区的教育服务需求。

如何按照“十二五”规划要求，顺应教育产业及云计算技术发展的潮流，实现教育资源的整合利用，为地区教育活动提供全面的信息化支持服务成为教育领域亟待解决的问题。

2 设计思想

统一开发云教育平台，为全市、各区、各学校提供数字化校园、教育资源、教育管理、教育公共服务等四类应用服务，遵循“统建、统管、统用”的原则，在一个平台上构建覆盖“市—区—街道—学校”的多级教育管理体系，覆盖各种教育模式的教育体系及教研体系，如基础教育、成人职业教育、民办教育、社区教育及家庭教育等教育服务体系。

利用云教育平台，打造以资源为核心的良性生态链，通过云平台的生态循环过程来反复地提高教育教学资源库的质量，形成通过云平台充分汇聚全市各类资源，再实现资源的柔性汇聚和演化，最终实现市、区、各校等不同等级的资源共享，以形成教育资源共建共享机制，从而快速丰富和完善教育教学资源库。[2]

依托云教育平台，采用“云+端”的技术模式，广泛开展云教室、云书包的等云端应用。云端应用作为新的云服务消费体，带动云内容、云服务的快速发展；云平台有效提高云端设备的使用价值，快速推动云书包、云教室、教学软件等教育应用及数字教材、电子教案、媒体资源等教育资源产业的发展，同时推动智能手机、平板电脑、电子白板等相关产业的发展，形成包括云应用服务、智能终端、教育应用软件、教育内容为代表的创新产业链及产业集群。

3 总体架构

根据云教育平台的设计思想，平台开发采用“云+端”的方式进行，包括云教育平台的服务平台及云端服务两部分组成，构成完整的云教育平台服务生态链。其中云端服务包括云书包（同时供学生与老师使用）、云课堂及手机应用等；云服务平台为各类用户提供软件即服务（SaaS）、平台即服务（PaaS）、基础设施即服務（IaaS）三层服务。

软件即服务（SaaS）：这是提供给教师、教育管理者、学生、家长等用户的应用服务，是云教育平台开发重点和主要目标之一。主要提供包括教育服务四大应用服务体系的专有云服务及公有云服务。

平台即服务（PaaS）：为云教育平台提供必要的资源聚合支撑、共享交换支撑，数据支撑等。

基础设施即服务（PaaS）：服务器、网络、存储、安全设备等组成，在此基础上的基础设施云化服务平台实现在基础设施的云化，为各类用户提供虚拟机/来宾OS、应用容器服务、SQL数据存储服务、NoSQL数据存储服务、 虚拟平台创建、虚拟平台回收等服务。并实现IaaS层资源的运营。

云端服务：包括手机终端应用、云书包应用、云课堂应用等，扩展云平台的服务范围及能力，有效加强教学互动、扩展课堂空间等。

四个保障体系：包括云计算服务体系、云计算治理体系、云计算安全体系、云计算标准体系保障云教育平台开发按规划设计正常进行。

4 平台详细设计

4.1 云服务平台设计

4.1.1 IaaS服务设计

在基础设施平台的建设中，采用业界成熟的“以虚拟服务资源池为中心，八项运维管理为保障”的P&M（servicepoolandmanagerment）模型。

虚拟服务资源池：包括虚拟化服务器、虚拟化存储、虚拟化网络、负载均衡、安全与备份设备等，以“虚拟一切资源”为目标，实现资源的整合，对工作负载的优化管理，流程的自动化，以及优化服务交付能力。对基础设施的虚拟化，将计算能力、存储能力等形成各类资源池，以此为基础，按向租户提供IaaS服务。

八项运维管理：包括云数据引擎、云应用引擎、云安全访问网关、租户沟通服务、租户资费管理、租户关系管理、云计算中心门户、虚拟设备管理等。八项运维管理分二类，一类是对虚拟服务资源池的管理监控，一类是对租用虚拟服务资源池的租户的管理和服务。

4.1.2 PaaS服务设计endprint

本平台PaaS服务设计主要由云共享交换平台、云资源聚合中间件平台、云格网站群平台、大数据计算平台等构成。

云共享交换平台主要由云服务总线、云资源目录、云服务网关、云桥构成。云共享交换平台提供云资源整合、云资源注册编目、云服务生成、异构数据桥接、云资源共享、云服务治理、云服务部署等服务组成。

云聚合中间件平台主要是针对组织应用集成和组织数据集成的需求，为教育信息化提供的符合SOA理念的、标准化、轻量级的解决方案。云聚合中间件平台，由个人桌面门户应用（ Portal Application）、基础门户架构（ Portal Foundation）和七大应用池（ Server）组成， 七大池分别为平台用户池、应用资源池、数据服务池、流程服务池、展现服务池、数据魔方池、代码初始池。

云格网站群平台采用新型的网站群格建设模式，基于SharePoint实现，依靠SharePoint Foundation技術为列表和库、网站管理及网站自定义提供熟悉的一致框架。通过云聚合中间件平台将各异构分系统的所有业务应用服务，整合到大门户以及各分部站点里面，实现信息发布、信息互动、信息共享、资源管理、多类型信息接入等功能。

大数据计算平台采用支持海量数据存储的分布式Nosql数据库和当前最流行、最先进、最稳定可靠的分布式计算基础架构Hadoop进行开发。

4.1.3 SaaS服务设计

教育云平台以SaaS服务方式实现教育的共性应用服务，以低价高质的服务来提高教育的教学、科研、管理水平。教育云平台的SaaS服务由教育管理服务体系、云端校园服务体系、教育资源服务体系和教育公共服务体系等四大体系组成，通过聚合各类应用系统，实现教育应用服务的不同粒度的组合，形成区域教育应用中心，统一为用户提供四大体系的SaaS层应用服务。

4.2 云端服务设计

云端服务的云书包主要是针对学生、教师，为其深度定制的专用平板电脑系统，以提高教育信息化，整合丰富的学习资源为目标，设计采用触控效果，以达到操作更便捷、更人性化，还需提供更加丰富的教育信息化功能，如数字化教育、教学资源等，使其成为一个真正的“数字化书包”。云书包还可以使用WIFI、4G网络，保持与教育云网络联通，通过REST形式的webservice与教育云对接，成为一个整合集成教育云社交网络、教育教学资源社区以及数字化的课本、作业、考试等的智能学习交互平台。

5 结束语

云教育平台的建成将以信息化手段辅助各学校合理配置学校资源，通过教学资源的共享解决教学目标设计、教学资源配置、教学平台开发、教学运行组织等制约教学质量的突出问题，将各种教育资源、课件资源、视频教学等资源在整个区域公、民办学校进行共享使用，实现教育资源的共用共享，实现教育资源网络化、均衡化，使教育资源发挥最大效益。

参考文献

[1] 中央政府门户网站中国要闻URL：http：//www.gov.cn/jrzg/2010-07/29/content_1667143.htm.

[2] 钱文静，邓仲华.云计算与信息资源共享管理[J].图书与情报，2009.4：23-26.endprint