基于云计算的乡村振兴创新支撑平台的建设研究

林昆，郑霖娟

（清远职业技术学院 信息技术与创意设计学院，广东 清远 511510）

0 引言

2017年10月18日习近平总书记在党的十九大报告中指出，农业农村农民问题是关系国计民生的根本性问题，必须始终把解决好“三农”问题作为全党工作的重中之重，实施乡村振兴战略[1]。2018年1月2日中央一号文件《中共中央国务院关于实施乡村振兴战略的意见》发布，《意见》指出“实施乡村振兴战略，是党的十九大作出的重大决策部署，是决胜全面建成小康社会、全面建设社会主义现代化国家的重大历史任务，是新时代“三农”工作的总抓手。”

2018年10月23日，习总书记视察广东省清远市英德市时指出，城乡区域发展不平等是广东高质量发展的短板。要下功夫解决城乡二元结构问题，努力把短板变成“潜力板”，充分发挥粤东西北地区生态优势，不断拓展发展空间、增强发展后劲。

清远地处粤北，是一个农业大市，拥有丰富的特色农副产品和农村特色资源，但农业农村发展仍然存在着许多短板和问题亟待解决；同时清远又毗邻粤港澳大湾区，是大湾区的“菜篮子”，在“广清一体化”战略和“入珠融湾”工作推进中蕴含着巨大机会。本文在乡村振兴战略背景下，从如何发挥高职院校服务地方经济发展的作用出发，利用云计算技术开展构建高校服务乡村振兴的创新支撑平台的研究与实现，从农村电子商务即服务、乡村特色旅游网站即服务、微信公众号运管即服务、数据管理即服务、开发平台即服务、运行环境即服务等多个维度构建一键式的“互联网+”创新创业支撑平台，为乡村创新创业者提供所需的互联网技术支撑与服务。

1 乡村创新创业活动普遍存在的问题

1.1 技术门槛和试错成本高，开展乡村创新创业的热情和勇气不足

农业农村从业人员要开展乡村创新创业活动，需要能够统筹和组织众多方面的工作，这些工作可能涉及如种植、养殖等传统农业领域，也可能涉及如信息技术、农业机械等高新技术领域，或者民宿、农旅文旅等乡村旅游领域，或者短视频、直播、社群等新营销领域等等。有意向开展乡村创新创业活动的农业农村从业人员往往只熟悉擅长其中某一领域，对其他领域则不够擅长，要统筹组织整个创新创业活动对于多数的农业农村从业人员来说仍然是技术门槛过高[2-4]；同时，涉农项目的投入大、投资回报周期长、受自然因素影响大、成功率普遍较低等因素造成了乡村创新创业活动的试错成本普遍较高[5]。面对技术门槛高、试错成本高这两个困难，农业农村从业人员即便有一定的热情，往往却鼓不起足够的勇气迈出开展乡村创新创业活动的第一步。

1.2 乡村创新创业活动的创新性不足，高质量的创新创业活动仍缺少

乡村创新创业活动涉及众多领域，是一项复杂的系统化的活动，农业农村从业人员往往未能全面掌握活动过程涉及的方方面面，在开展乡村创新创业活动时通常受个人认知偏差、熟悉领域和周围成功案例等多方面因素影响，具有一定的跟随性和盲目性，从而导致乡村创新创业活动的创新性普遍不高[7]，一些创新创业热点容易出现跟风扎堆的现象，高质量、独创性的乡村创新创业活动仍十分缺乏。

1.3 缺乏有效的乡村创新创业技术支撑平台

乡村创新创业活动涉及传统农业、信息技术、农村电商、乡村旅游、新媒体营销等众多领域，农业农村从业人员若要在乡村创新创业活动各个环节都要从头做起，那么其投入资金、周期和难度都将是非常巨大的，而目前各主体建设的创新创业支撑服务平台多数只是一些政策信息资讯的展示或技术资讯的介绍、又或者是实用性不强，缺乏有效的、能直接为乡村创新创业活动提供技术支持和应用的支撑服务平台[6]。

2 乡村振兴背景下“互联网+”乡村创新创业支撑平台的建设路径

乡村振兴战略背景下“互联网+”乡村创新创业支撑平台的建设目标是利用云计算技术开展构建高效服务乡村振兴的创新支撑平台的研究与实现，从农村电子商务即服务、乡村特色旅游网站即服务、微信公众号运管即服务、数据管理即服务、开发平台即服务、运行环境即服务等多个维度构建一键式的创新创业支撑平台，为乡村创新创业者提供所需的互联网技术支撑与服务。

2.1 广泛开展调研，收集并梳理乡村创新创业活动的互联网技术应用需求

通过查阅相关文献资料、实地走访涉农企业以及深入相关村落农业合作社、农庄、果园等村民广泛开展调研交流，收集乡村创新创业活动中所需的互联网技术应用需求，并对收集到的需求进行梳理分类，作为乡村创新创业活动支撑平台提供服务的目标。

2.2 基于云计算技术构建“互联网+”乡村创新创业支撑平台

“互联网+”乡村创新创业支撑平台的主要目标是为粤北地区乡村创新创业者提供互联网技术支撑和服务，由于粤北地区乡村创新创业者的互联网技术力量普遍较为薄弱，为了降低创新创业者的互联网技术要求门槛、同时降低其开展创新创业活动的成本，利用Docker Engine云计算技术构建服务乡村创新创业活动的互联网技术PaaS平台，让乡村创新创业者从复杂的互联网服务环境的配置与管理中解放出来，乡村创新创业者直接使用支撑平台提供的创新创业环境，而无需参与底层的物理服务器、操作系统以及开发环境、数据库等基础软件的部署与管理，其原理与结构如图1所示。

图1 轻量级虚拟化技术的体系结构

2.3 建立服务乡村创新创业活动的映像仓库

根据前期收集梳理的乡村创新创业活动的互联网技术应用需求，我们将乡村创新创业者所需的创新创业环境分类、并封装成模板映像（images），如“农村电子商务服务”模板、“乡村特色旅游服务”模板、“LAMP开发环境服务”模板等等，根据乡村创新创业者的具体需求，分配相应的资源，生成能满足创新创业需求的运行容器，提供给创新创业者使用，以支撑乡村创新创业者的创新创业活动的开展；此外，映像仓库支持动态管理，后续可根据实际需要，动态调整模板映像，如图2所示。

图2 创新支撑平台对乡村创新创业活动的支撑与服务示意图

3 乡村振兴背景下“互联网+”乡村创新创业支撑平台的技术实现

3.1 乡村创新创业活动支撑平台的技术路线

PaaS实现了一批相同的云服务节点共享一套底层操作系统、基础软件和开发环境等资源，同时为每个节点提供了独立、相互隔离的应用操作空间，从而最大限度降低了资源的损耗率和维护的复杂度。鉴于Docker和kubernetes是目前业界最为流行的开源PaaS技术和面向容器的集群管理技术，其功能完备、更新快速、帮助文档和社区支持较完善，因此选用以Docker作为云计算基础平台、kubernetes作为集群管理平台的建设方案，构建“互联网+”乡村创新创业支撑平台。

本平台根据乡村创新创业的主要需求，充分利用PaaS云计算技术能快速创建并管理容器服务节点的优势，设计了如图3所示的逻辑拓扑结构。应用容器服务器集群是由kubernetes统一管理的云计算资源，利用Docker轻量级虚拟化技术提供数量庞大的应用容器服务节点，作为开展乡村创新创业服务的主体；映射仓库利用Docker的Image Registries技术为云服务节点的创建提供模板管理功能；管理平台负责用户管理、权限设置、云服务节点分配等，为后台管理员提供相关的管理服务[7-8]。

图3 乡村创新支撑平台拓扑结构

3.2 “互联网+”乡村创新创业支撑平台的实现方案

本平台以PaaS云计算技术Docker实现服务资源虚拟化，利用覆盖网络技术flannel实现Docker容器跨越物理主机的互联互通，并实现普通PC客户机通过IP地址直接访问服务器集群Docker容器，在此基础上，利用kubernetes实现对物理服务器的集群管理和对Docker容器的统筹管理，为乡村创新创业活动提供稳定性更高的Pods和Service资源，另一方面，平台搭建了Docker Registry私有仓库，实现对乡村创新创业活动所需环境镜像模板更加全面的管理、提高加载模板的传输速度，乡村创新支撑平台的物理集群规划如表1所示。

表1 基于云计算技术的乡村创新支撑平台后台服务器规划表

kubernetes是来自Google（谷歌）公司的开源容器集群管理系统，它集成了覆盖网络实现flannel和分布式数据存储实现etcd，实现了跨物理主机的集群自动部署、扩展和应用容器管理；kubernetes对Docker实现了很好的支持，在资源调度、部署运行、服务发现、扩容缩容等方面都有优异的表现，从而实现以容器为中心的基础架构的构建。

kubernetes采取了主从结构的分布式集群架构，集群由一个master节点和若干个minion节点组成，master节点负责整个集群资源的统筹管理和调度[9]，并能够自动感知minion节点的加入、离开和负载情况，minion节点负责执行master分配的任务，在适当的节点数量和参数设置前提下，minion节点的加入或离开均不会对集群服务和部署于集群内容器的应用服务产生影响。“互联网+”乡村创新创业支撑平台服务器的网络配置和服务部署规划如表2所示。

表2 乡村创新支撑平台的后台云服务部署规划表

4 结语

文章分析了乡村创新创业活动普遍存在的问题及解决问题的方法和路径，研究探索了乡村创新创业活动支撑平台的建设路径，通过运用云计算等新一代信息技术手段，有效降低乡村人士使用互联网技术开展创新创业活动的技术门槛和试错成本，减少风险，从而促进更多的乡村人士广泛开展高质量的乡村创新创业活动，助力乡村振兴战略的实施。