鐘戎

摘要：傳統(tǒng)高校校園網(wǎng)建立在以設(shè)備為中心的架構(gòu)上，面臨著以云計(jì)算為代表的計(jì)算模式結(jié)構(gòu)化變革，在客觀分析當(dāng)前高校校園網(wǎng)絡(luò)在傳統(tǒng)模式下所存在問題的基礎(chǔ)上，分析了云技術(shù)在高校信息化建設(shè)中的應(yīng)用與優(yōu)勢，最后提出了基于云的高校信息化資源整合思路。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；數(shù)字校園；教育信息化

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）12-0300-03

在“十三五”規(guī)劃中，對(duì)教育信息化建設(shè)提出了具體的部署和要求 [1]。調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，校園信息化建設(shè)普遍得到高校重視，超過60%的普通高校和高職高專院校認(rèn)為信息化投入不足，高校信息安全威脅持續(xù)增加。大量高校面臨課程教學(xué)平臺(tái)等系統(tǒng)的新舊替換問題，近80%的學(xué)校認(rèn)為未來兩年內(nèi)需要相應(yīng)升級(jí)。

化解信息化建設(shè)面臨的問題，更好適應(yīng)增長的應(yīng)用、性能、安全性與可靠性需求，是高校正在面臨的現(xiàn)實(shí)問題[2]。云計(jì)算對(duì)構(gòu)建高校數(shù)字化校園所依賴的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)帶來了新的技術(shù)模式。

1 傳統(tǒng)校園網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀與問題

筆者所在學(xué)校數(shù)字校園始建于2001年，經(jīng)多年發(fā)展，已形成規(guī)模龐大，功能眾多的校園網(wǎng)絡(luò)，據(jù)統(tǒng)計(jì)構(gòu)建在校園網(wǎng)絡(luò)上的系統(tǒng)多達(dá)上百個(gè)。我校數(shù)字校園的現(xiàn)狀及問題，對(duì)傳統(tǒng)模式下的校園網(wǎng)絡(luò)狀況具有一定的代表意義。

1）建設(shè)、維護(hù)成本高、重復(fù)投入大。大量的服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等硬件設(shè)備資源及構(gòu)建其上的大量軟件資源，建設(shè)成本非常高昂。隨著需求量的快速劇增，升級(jí)、運(yùn)行維護(hù)中所產(chǎn)生的軟硬件、人力成本也不斷增加，體系架構(gòu)的不合理，也造成了部分資源的閑置與重復(fù)建設(shè)。

2）架構(gòu)體系自適應(yīng)能力差，擴(kuò)展能力受限，難以應(yīng)對(duì)需求突發(fā)性峰值，規(guī)劃預(yù)估難以準(zhǔn)確。校園網(wǎng)絡(luò)的訪問需求突發(fā)性峰值高，比如在選課和考試階段，訪問量劇增，峰值時(shí)可以達(dá)到日常的十倍以上。傳統(tǒng)架構(gòu)下校園網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展能力受限。要準(zhǔn)確預(yù)估未來較長時(shí)段內(nèi)的需求增長與變化困難，規(guī)劃冗余量快速耗盡導(dǎo)致頻繁擴(kuò)展與升級(jí)。

3）信息技術(shù)發(fā)展快，難以從體系架構(gòu)上跟上IT技術(shù)發(fā)展，限制了性能挖掘和應(yīng)用擴(kuò)展。

4）信息安全局勢日益嚴(yán)峻，信息安全重視程度越來越高，作為高校內(nèi)部主管職能部門，難以從專業(yè)和技術(shù)上從容應(yīng)對(duì)面臨的安全威脅。

5）數(shù)據(jù)資源日積月累，缺乏規(guī)范化管理，造成存儲(chǔ)資源浪費(fèi)嚴(yán)重、集成困難，容易形成數(shù)據(jù)“遺忘角落”和“信息孤島”。數(shù)據(jù)與信息資源的遷移困難。

6）體系架構(gòu)不合理、硬件老化導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定性難以得到保證，對(duì)核心數(shù)據(jù)的安全防護(hù)級(jí)別不足，難以達(dá)到異地容災(zāi)和災(zāi)難恢復(fù)的防護(hù)要求。

2 解決方案

校園網(wǎng)是高校教育信息化建設(shè)中的關(guān)鍵組成部分。面對(duì)上述問題，信息化建設(shè)必須面對(duì)如何保障資源共享、減少重復(fù)建設(shè)，便于維護(hù)管理，最大限度保障服務(wù)穩(wěn)定性、信息安全性及便捷的性能擴(kuò)展性等問題。云技術(shù)出現(xiàn)和成熟，提供了靈活可靠的解決方案。

云計(jì)算帶來了信息技術(shù)的巨大變革。自2015年起，我國的云計(jì)算產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入成熟期，云計(jì)算產(chǎn)業(yè)鏈、行業(yè)生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定，技術(shù)體系完整，行業(yè)解決方案成熟，云計(jì)算逐步成為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)設(shè)施和重要組成部分。

云計(jì)算是一種通過互聯(lián)網(wǎng)以服務(wù)的方式提供的動(dòng)態(tài)的可伸縮的虛擬化的資源計(jì)算模式。網(wǎng)格計(jì)算模式、虛擬化及可伸縮性是云計(jì)算代表性特點(diǎn)。網(wǎng)格計(jì)算模式提供了將松散計(jì)算能力聚合稱為超級(jí)計(jì)算能力提供服務(wù)的能力。計(jì)算力突破了傳統(tǒng)硬件集群模式的限制，用戶按需訂購計(jì)算力。虛擬化是指用戶可以在不需要了解硬件層具體構(gòu)成的情況下，訂制與組合各種組件與單元構(gòu)建專屬于自己的虛擬化系統(tǒng)?？缮炜s性是指云計(jì)算提供的服務(wù)具有動(dòng)態(tài)性，可以根據(jù)用戶網(wǎng)絡(luò)實(shí)際的使用情況或突發(fā)狀況動(dòng)態(tài)伸縮，如訪問量自動(dòng)適應(yīng)，突發(fā)情況時(shí)，自動(dòng)啟用備用服務(wù)或鏈路，自動(dòng)數(shù)據(jù)備份、災(zāi)難恢復(fù)等。

云計(jì)算按照部署模式分為公有云、私有云和混合云。

2.1公有云

公有云是指由第三方提供的云服務(wù)。其主要的特點(diǎn)是云計(jì)算資源由提供商建設(shè)及擁有，使用者按需定制架構(gòu)和服務(wù)，按需付費(fèi)。公有云是云計(jì)算主要的存在形態(tài)。其優(yōu)勢體現(xiàn)在：

（1）費(fèi)效比高，節(jié)約投入。

公有云的投入主要是服務(wù)資源租用，無須用戶投入大量的服務(wù)器及設(shè)備，在規(guī)模經(jīng)濟(jì)模式下，用戶可以用極低成本享用高可用性和豐富的服務(wù)。公有云提供的系統(tǒng)性解決方案，數(shù)據(jù)可靠性可高達(dá)99.9999999%，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力幾乎無限制。這些性能要通過企業(yè)自建幾乎不可能實(shí)現(xiàn)。

同時(shí)，在需求增長時(shí)，公有云可以無障礙升級(jí)，備份、擴(kuò)容和遷移也可快速、便捷的完成。避免了傳統(tǒng)體系架構(gòu)下升級(jí)、擴(kuò)容、結(jié)構(gòu)調(diào)整、維護(hù)升級(jí)、數(shù)據(jù)遷移時(shí)所涉及的成本增加，煩瑣操作和重復(fù)性投入。

（2）高安全性

公有云數(shù)據(jù)資源的安全性由專業(yè)的團(tuán)隊(duì)來保障。嚴(yán)格的權(quán)限管理策略和安全策略可以放心地提供指定數(shù)據(jù)共享。在公有云上可以方便地建立異地容災(zāi)、災(zāi)難恢復(fù)、數(shù)據(jù)自動(dòng)備份等安全防范機(jī)制，也有強(qiáng)大而完善的日志系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)便于追蹤防范故障與攻擊。

（3）便捷性和靈活性

基礎(chǔ)硬件層對(duì)用戶透明化，用戶無須關(guān)注硬件層的具體維護(hù)、管理、配置、品牌選擇，只需專注于操作系統(tǒng)層面或應(yīng)用層面的系統(tǒng)搭建與應(yīng)用開發(fā)管理。對(duì)于校園網(wǎng)管理單位來說，大大簡化了工作，提高了便捷性和靈活性。

2.2 私有云

私有云主要面向企業(yè)內(nèi)部提供云計(jì)算服務(wù)。相比于公有云，構(gòu)建私有云需要投入相應(yīng)的服務(wù)器群及設(shè)備，建設(shè)成本高，也存在較高的維護(hù)、設(shè)備折舊等成本。但相比傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系仍具備高性能、安全性、可靠性、擴(kuò)展靈活性等多方面優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在：

（1）高度擴(kuò)展靈活性，云系統(tǒng)構(gòu)建過程中的池化技術(shù)[3]可將網(wǎng)絡(luò)的軟硬件資源整合形成統(tǒng)一的邏輯資源池，消除了資源的異構(gòu)性，成為純粹的邏輯性的可用資源。因此，從根本上解決了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性受限的缺點(diǎn)。