云计算在区域教育资源共享中的应用*

周修考

(阳光学院)

云计算在区域教育资源共享中的应用*

周修考

(阳光学院)

通过对云计算技术的研究，针对教育信息化资源建设的合理规划合理配置提出了架构区域教育资源共享的模型框架.通过对IaaS、PaaS以及SaaS等多种云计算的服务形式进行详细的比较分析，同时，基于此对区域教育资源共享云计算平台的网络结构进行了设计，并具体阐述了该平台的功能.

云计算; 教育资源; 区域教育; 资源共享

0 引言

随着高校信息化进程的逐步推进，信息化资源愈加丰富，针对构建各类信息化数据资源的投入也逐步增大.因此，如今人们面临的首要问题即为如何对高等教育信息化资源的构建进行合理规划以及合理配置[1].资源共享是信息化建设进程的最终目的，为了达到这一目的，在一定的区域之内就要求优化配置教育资源、达到统一规划数据资源，以达到实现数据库资源共享的目的.存储空间、网络服务以及数据存储等一系列问题都通过云计算所实现的区域教育资源共享得到了解决，同时，使得提供给人机交互等方面的信息化服务更加多种多样[2].云计算能够给科研单位以及高校提供更为实际安全高效的应用平台，利用网络的手段，完成了区域内教育资源共享的实现，使得教育资源的效益发挥到最大.

1 云计算应用在区域教育资源共享的意义

在区域教育资源共享中，云计算应用和传统的数据处理中心相比优势明显，云计算应用能够使得资源共享的管理能力以及教育资源平台的服务强度得以提高.

1.1计算能力强大覆盖全面

云计算的规模强大，同时计算能力都特别强，云计算服务器在惠普以及微软等互联网企业中通常多达数十万甚至更多，传统的数据处理中心的计算能力和云计算的这种超强计算能力是无法进行比较的.同时，云计算平台这种通过各种终端能够随时随地地对云数据中心进行访问的特征，使得运用云计算技术构建的教育资源平台中所包含的资源内容更加丰富，覆盖的面积更加广泛，用户使用数量也更加庞大.

1.2数据存储安全可靠

所有信息系统中需要解决的首要为题即为安全问题，利用各个云服务企业所提供的大型数据处理服务器群可以实现云计算存储的功能，上述的数据中心里有各种各样的监控监测设备，这些设备能够更加合理的根据不同用户的不同要求来分配安排资源，同时，这些设备都有各专业的人员进行管理，以保证用户的资源数据更加的可靠安全[3].针对教育资源这一部分，可以考虑根据具体的需求来把资源进行分级的存储，以实现使用资源的过程中要按照共享的权限这一手段，由此而来更加全面的对数据资源的安全性和共享性进行保护.

1.3经济高效易扩展

通过对云计算平台的运用，使得教育管理部门以及各学校的大规模的设备采购行为得以减少，同时，也使得各教育分支机构管理服务器的投入成本得以减少，通过对标准和接口进行统一的规范，能够有效地减少成本的投入.更新速度快是信息化设备的一个主要特征，云数据中心的运用一方面能够使得高规格的硬件集成资源得以使用，另一方面能够有效的提供扩展，在用户需要进行应用系统或者数据规模改变的过程中，能够随时随地的按照用户的需求做出调整，可以充分满足参与单位调整变化、教育资源不断更新等一系列需求[4].

2 云计算的服务形式在区域教育资源共享中的应用

2.1云计算的服务形式IaaS、PaaS、SaaS的特点

云计算服务无论是从软件服务还是到硬件设备，服务形式都可以按照其各自的功能差异以及适用对象的不同分为IaaS、PaaS以及SaaS三种： IaaS、PaaS和SaaS三种服务分别从各不相同的技术层面给用户提供了高性能以及可靠安全的服务[5].IaaS、PaaS以及SaaS三种服务形式的特点各不相同，表1对这三种服务形式的特点进行了比较，通过下表能够清晰地看出它们之间存在的联系和区别.

表1 IaaS、PaaS、SaaS的特点

(1)IaaS

IaaS(infrastructure as a service)，又名为基础设施即服务，能够提供硬件的基础设施服务[6].如交换机、服务器等硬件资源设备通过信息自动化技术以及虚拟化技术来排列分配，进行资源的充分整合，之后再通过网络传输的形式对用户需求的基础施设完成了硬件服务的构建.在使用的过程中，用户完成代码编写、数据上传和系统环境建设等一系列操作.市面上目前主要是Santa Barbar公司研究开发的Eucalyptus以及亚马逊公司研究开发的Amazon EC2等产品.

(2)PaaS

PaaS(platform as a service)，又名平台即服务，扩展了基础设施服务形式，同时也可以承载SaaS等一系列高级服务[7].处于PaaS层的用户不需要考虑如网络连接、存储方式、操作系统等基础问题，只需要考虑进行数据传输以及程序便携.一般情况下，大多数数据量巨大的网络平台的服务都由PaaS层来提供，因此，PaaS层的主要技术即为处理及存储海量数据的技术，通过运用Paas层的功能能够实现资源调度和海量数据管理的高效进行.市场上目前主要有微软公司研究开发的Windows Azure，以及谷歌公司研究开发的Google App Engine等产品.

(3)SaaS

SaaS(software as a service)，又名软件即服务，其中的服务和计算都是在完全虚拟的硬件上来完成进行的[8].云计算开发商在SaaS层主要提供了所有软硬件运行平台以及硬件基础设施，同时包含了所有的维护实施等服务.用户在使用的过程中，不需要考虑软件建设、设备建设、服务器机房建设以及技术人员等一系列问题，只需进行所需要数据的传输.使用者的桌面应用在SaaS层将直接移植到Web，基于Web的软件是直接由开发商来进行提供的，可以进行对应程序的直接访问工作.市场上目前有IBM公司研究开发的IBM Cloud Labs、谷歌公司研究开发的Google App等产品.

2.2基于云计算的区域教育资源共享模型框架

在区域教育资源共享中，云计算所产生的作用巨大，云计算的应用能够使得区域教育资源共享发展的定位发生改变.目前部分教育资源共享云服务模式的服务一般情况下只是局限于SaaS层[9].若想要在县、市、省乃至全国范围内完成教育资源的共享，从长远的发展角度来分析，在设施服务层次以及平台服务层次的范畴内进行完善和长足发展就十分的重要.要完成教育资源共享服务的发展实现由云计算服务的接受者到云计算的提供者这一方向，从而形成真正意义上的“教育资源云”.如图1所示为区域教育资源共享云计算平台模型框架的构想.

图1 区域教育资源共享云计算平台模型框架

针对教育资源共享，云计算平台中所提供的SaaS层服务满足了对教育信息系统的应用、远程教育视频点播以及教育资源数据共享等众多领域的需求，十分的适合如地、县级等小型区域教育资源共享的应用.针对教育资源共享，云计算平台中所提供的PaaS层服务满足了对教育信息化标准服务、云计算平台管理、云计算数据存储等领域的需求，非常适合如市级等中型区域的教育资源共享的应用[10].针对教育资源共享，云计算平台中所提供的IaaS层服务满足了对信息系统处理、教育云数据存储、虚拟化操作系统、区域教育网络等众多领域的需求，适合如省级、国家级等大型区域教育资源共享的应用.无论共享应用属于哪一种区域，都是通过教育网或者城域网来作为计算机互联网络完成其主要功能的.当处于这样的网络环境中时，可以让资源需求者，如科研人员、教师以及学生等在相对独立安全的网络环境下完成其科研以及学习工作，从而有效地提高了科研水平、教育教学以及学习的质量.

3 区域教育资源共享云计算平台网络架构

3.1区域教育资源共享云计算平台的功能

只有先进的技术才能支撑区域教育资源共享的发展，但是信息孤岛情况在现有的科研机构以及高校等所构建的教育资源库中存在的现象十分严重，同时，重复建设的情况也非常严重.云计算技术使得教育信息化未来的发展发生了巨大的改变，云计算技术还为教育资源的共享提供了强大的技术平台，以及发展所需要的全部硬件设备，基于此，一个针对区域教育资源共享的实用的技术资源空间得以架构.针对区域教育资源共享所构建的云计算平台中包含了基于云计算的教育以及其相应的辅助教学内容，主要包含的技术有存储技术、虚拟化技术、数据安全技术、海量数据处理技术、云视频等相关技术.

(1)云计算辅助教学

云计算辅助教学，简称CCAI(Cloud Computing Assisted In-structions)，即教育者在对学生进行教学活动的过程中，可以利用云计算平台中所提供的各种各样的信息化辅助方法[11].其中，云计算辅助教学所提到的教学活动一般包括了正式的面授式学习以及各累非正式的学习活动，云计算辅助教学不仅使得原有的传统课堂教学的方式更加丰富多彩，同时也使得学生学习的方式更加的灵活多变，即只要有网络就可以学习，而且还能够根据学生自己的需求选择学习资源，定制适合自己实际情况的学习内容.上述优点正是利用了云计算平台为用户的教学共享平台所提供的自由的空间以及海量的资源.通过云计算平台所提供的资源共享，一方面从很大程度上使得学校对自身网络服务器以及校园网存储设备的采购成本得以减少，另一方面也使得学生的自主学习能力得以提升，同时，使得学生的思维能力以及学习兴趣的培养得以加强.

(2)基于云计算的教育

基于云计算的教育，简称CCBE(Clouds Computing Based Education)，即教育者的教育活动通过对云计算平台提供的各种各样的信息化辅助手段的利用来进行.基于云计算的教育方式和云计算辅助教学的主要区别在于前者的外延更加的广泛，基于云计算的教育中包含了学历学位教育、各种技术培训、成人教育、终身教育、特殊教育等，换言之，即能够在教育的各个领域中都可以利用云计算技术来使得学习者的技能和只是得以增进.基于云计算的教育这一概念是计算机科学与教育科学的完美结合，从一定程度上等同于基于云计算的各类教育活动的总和，其中甚至包含了教育资源的设计以及管理的过程.

3.2区域教育资源共享云计算平台的网络结构设计

区域教育资源共享云计算平台主要为其所属的区域内的科研机构、教育主管政府机构、高等教育科研院校以及中小学、图书馆和职业技术学校等各类机构和部门提供了一个可共享的全覆盖的综合性教育服务平台.该平台所要构建的综合资源共建共享服务体系必须要遵循管理统一、标准统一、服务统一、运行维护统一等一系列原则.该体系的主要架构为系统托管的平台以及云计算的平台，通过各县、区等城市教育城域网来完成所有的科研单位、教学、管理等机构的连接，通过各县、区等城市的统一管理平台，将各个信息孤岛进行有效的连接，从而使得教育的隔离状态得以改变.如图2所示为区域教育资源共享云计算平台网络结构的主要设计架构.

图 2 区域教育资源共享云计算平台网络结构

4 结论

通过构建的区域教育资源共享云计算平台，使得现有的科研机构、教育主管政府机构、高等教育科研院校以及中小学、图书馆和职业技术学校等各类机构和部门的信息资源得到了全面完善升级和整合，解决了各个学术单位和部门之间长久以来所存在的信息隔离的现状，将各个信息孤岛进行有效的连接.一方面实现了个县、区等城之间的信息化资源的均衡发展，另一方面在信息化资源建设中，使得科研机构、教育教学单位所投入的管理和设备方面的成本大大降低，因此，在整合区域教育资源的过程中，云计算成为了其的最佳选择.

[1] 李贺华,武春岭,王全喜.面向区域职业教育的云计算服务平台建设研究[J].职业技术教育,2014,35(5):72-75.

[2] 王琨,赵群,樊石,唐文军.教育云计算安全管理系统解决方案探索[J].自动化技术与应用,2016,35(3):20-22.

[3] 张秀琦,田皓月.基于云计算的数字化教育资源共享平台的研究[J].电子设计工程,2017(05):29-32.

[4] 刘建华,罗惜静.孙昱.基于云计算的“微课”教学资源共享平台建设[J].中国职业技术教育,2015(11):70-73.

[5] 罗军舟,金嘉晖,宋爱波,等.云计算:体系架构与关键技术[J].通信学报,2011(7):3-21.

[6] 郑嘉鑫,宋绍成.区域教育资源共享发展现状及共享云平台探究[J].教育与职业,2014(9):163-164.

[7] 刘雍潜,杨现民.大数据时代区域教育均衡发展新思路[J].电化教育研究,2014(5):11-14.

[8] 上超望,吴圆圆.刘清堂.云环境下区域教育资源共享的分层框架设计研究[J].中国电化教育,2016(12):67-72．

[9] 赵麟,冯华.区域性高校教育资源云平台共享模式的构建[J].中国成人教育,2015(14):151-153.

[10] 陈晶,赵杰.基于云计算的数字教育资源共享平台的研究[J].继续教育研究,2015(4):34-35.

[11] 张京妹,李英俊,苏广文,等.嵌入式云计算系统的资源实时共享方法研究[J].西北工业大学学报,2016,34(3):393-398.

Abstract:In this article,reasonable allocation and planning the construction of education information resource problem are presented，and the model framework using cloud computing technology framework of regional education resources sharing is proposed． Through the analysis and comparison of IaaS，PaaS and SaaS，the regional education resources sharing cloud computing platform network structure is designed，and the functions of the platform are described．

Keywords:Cloud computing; Education resources; Regional education; Resource sharing

(责任编辑：季春阳)

ApplicationofCloudComputingintheRegionalEducationResourcesSharing

Zhou Xiukao

(Yanguang University)

TM417

A

1000-5617(2017)02-0066-05

2017-03-22

*福建省高校教育信息化学会项目“基于云技术的跨校虚拟经管实验平台建设研究”(2014FC008)