作者簡介

余勝泉 北京師范大學(xué)未來教育高精尖創(chuàng)新中心執(zhí)行主任、“移動(dòng)學(xué)習(xí)”教育部-中國移動(dòng)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室主任

推進(jìn)云網(wǎng)融合的服務(wù)架構(gòu)

推進(jìn)云網(wǎng)融合服務(wù)體系是構(gòu)建智慧教育服務(wù)生態(tài)的必然選擇。云網(wǎng)融合是網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)變革和服務(wù)模式轉(zhuǎn)型并行驅(qū)動(dòng)的云和網(wǎng)高度協(xié)同，網(wǎng)絡(luò)利用虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源云化，云計(jì)算根據(jù)業(yè)務(wù)需求按需調(diào)度網(wǎng)絡(luò)資源。云和網(wǎng)高度協(xié)同實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源彈性適配云服務(wù)，云服務(wù)靠云化網(wǎng)絡(luò)分布式地將服務(wù)部署到用戶近端，保障業(yè)務(wù)應(yīng)用高速穩(wěn)定可靠。

在云網(wǎng)融合中，一切皆為服務(wù)。服務(wù)提供商依賴于網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的多級(jí)云環(huán)境將基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)處理、教育資源、教育業(yè)務(wù)系統(tǒng)、教育工具等以服務(wù)的形式開放給各級(jí)教育單位，教育單位通過租賃或服務(wù)購買的形式按需引入教育應(yīng)用以支撐學(xué)校的信息化建設(shè)，終端用戶通過個(gè)性化服務(wù)空間隨時(shí)隨地訪問專屬的教育服務(wù)。

云網(wǎng)融合的服務(wù)架構(gòu)將服務(wù)的提供方、使用方、監(jiān)管方分離，各司其職保障教育服務(wù)系統(tǒng)的安全性、健壯性以及維護(hù)的持續(xù)性。開放的服務(wù)生態(tài)自動(dòng)匯聚優(yōu)質(zhì)的教育資源、教育服務(wù)。傳統(tǒng)教育信息系統(tǒng)臃腫的單體架構(gòu)、垂直應(yīng)用架構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)楦拙S護(hù)擴(kuò)展的分布式、微型化的服務(wù)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用按需接入、教育應(yīng)用的個(gè)性化定制和教育服務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)貫通。

云網(wǎng)融合的服務(wù)架構(gòu)主要分為三個(gè)層次：能力服務(wù)層、區(qū)域共享層和服務(wù)匯聚層。

一、能力服務(wù)層

能力服務(wù)層包括國家級(jí)和企業(yè)級(jí)通用服務(wù)，它不僅要滿足基礎(chǔ)教育需求，還要使用戶能個(gè)性化配置，原子化開發(fā)，即服務(wù)兼具“通用性”和“個(gè)性化”。

國家級(jí)教育服務(wù)注冊(cè)與監(jiān)管中心需要將不同的云服務(wù)匯聚到云中心平臺(tái)，并詳細(xì)描述各類服務(wù)的地址來源、屬性、技術(shù)接口、市場價(jià)格、內(nèi)容分級(jí)等信息;需要對(duì)各種教育服務(wù)的數(shù)據(jù)、內(nèi)容、質(zhì)量等進(jìn)行監(jiān)管，以確保教育服務(wù)的安全與質(zhì)量;需要匯聚第三方的教育服務(wù)數(shù)據(jù)，將離散的數(shù)據(jù)按照用戶成長規(guī)律體系化、結(jié)構(gòu)化，形成完整的用戶畫像;需要規(guī)范并監(jiān)管中心平臺(tái);需要規(guī)范教育服務(wù)系統(tǒng)的運(yùn)行，以保障教育服務(wù)運(yùn)行環(huán)境的穩(wěn)定性和安全性。能力服務(wù)層主要是服務(wù)注冊(cè)與供給。

企業(yè)利用云基礎(chǔ)平臺(tái)提供云基礎(chǔ)服務(wù)，在云網(wǎng)融合的服務(wù)架構(gòu)當(dāng)中扮演著非常重要的角色。企業(yè)云基礎(chǔ)平臺(tái)包括強(qiáng)大的計(jì)算能力、充足的存儲(chǔ)資源、高效的網(wǎng)絡(luò)連接和安全的運(yùn)行環(huán)境，提供計(jì)算、存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)資源并保障服務(wù)的安全性。企業(yè)級(jí)通用服務(wù)多為大型企業(yè)開發(fā)，面向整個(gè)社會(huì)提供服務(wù)，實(shí)現(xiàn)服務(wù)的便捷注冊(cè)、教育數(shù)據(jù)和資源的匯聚，以及計(jì)算力、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)資源的彈性分配。

云基礎(chǔ)服務(wù)提供商基于云中心發(fā)布教育產(chǎn)品服務(wù)或通用的功能組件，教育用戶按需獲取服務(wù)。企業(yè)以API等形式對(duì)外開放技術(shù)服務(wù)，支持輕量級(jí)代碼研發(fā)，具有較好的包容性，并以組件化的形式對(duì)外開放平臺(tái)。用戶基于平臺(tái)的組件庫組裝和配置組件，以滿足自身的業(yè)務(wù)需求。

二、區(qū)域共享層

區(qū)域共享層是基于能力服務(wù)層，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)匯聚、資源共享，并提供區(qū)域共性業(yè)務(wù)服務(wù)，提供軟件即服務(wù)應(yīng)用支撐區(qū)域?qū)W校集體備課、學(xué)科教學(xué)和科學(xué)管理決策，促進(jìn)區(qū)域教師、學(xué)生、管理者和家長等信息化應(yīng)用主體協(xié)同發(fā)展。

數(shù)據(jù)匯聚是基于能力服務(wù)層實(shí)現(xiàn)DaaS應(yīng)用（Data-as-a-Service，數(shù)據(jù)即服務(wù)），為區(qū)域?qū)W校數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)治理和標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)聚合以及數(shù)據(jù)深度分析、實(shí)現(xiàn)區(qū)域科學(xué)決策服務(wù)。資源共享是匯聚區(qū)域內(nèi)教學(xué)、教研、教管等資源，實(shí)現(xiàn)資源即服務(wù)應(yīng)用，需要建立區(qū)域級(jí)的資源共享平臺(tái)，匯聚社會(huì)力量貢獻(xiàn)教育資源。區(qū)域共性業(yè)務(wù)服務(wù)是區(qū)域共性業(yè)務(wù)平臺(tái)將相似度高、個(gè)性化低的業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，既要保障各學(xué)校系統(tǒng)的相對(duì)獨(dú)立性，同時(shí)還要為學(xué)校提供個(gè)性化設(shè)置，配置業(yè)務(wù)平臺(tái)的權(quán)限。

三、服務(wù)匯聚層

服務(wù)匯聚層依賴云網(wǎng)融合的服務(wù)架構(gòu)，在學(xué)校近端通過邊緣計(jì)算構(gòu)建教育服務(wù)匯聚系統(tǒng)，主要是匯聚服務(wù)（按需集成國家級(jí)通用服務(wù)、區(qū)域級(jí)通用服務(wù)和學(xué)校級(jí)基礎(chǔ)服務(wù)）和匯聚數(shù)據(jù)（構(gòu)建學(xué)校的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，聚集用戶數(shù)據(jù)、情境數(shù)據(jù)、服務(wù)數(shù)據(jù)）。云網(wǎng)融合的服務(wù)體系利用虛擬的智能網(wǎng)絡(luò)，在云上實(shí)現(xiàn)不同層次、不同來源的教育服務(wù)加載與重組，實(shí)現(xiàn)各級(jí)教育單位動(dòng)態(tài)連接，支持區(qū)域教育單位互通互聯(lián)、數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)、服務(wù)匯聚和資源共享。

云網(wǎng)融合的服務(wù)體系應(yīng)包括統(tǒng)一認(rèn)證和入口、個(gè)性化服務(wù)空間和服務(wù)集成平臺(tái)。統(tǒng)一認(rèn)證和入口即教育用戶使用專屬的密鑰通過平臺(tái)統(tǒng)一認(rèn)證后，便可在個(gè)性化服務(wù)空間享受來自全國各地、不同層級(jí)的優(yōu)質(zhì)教育服務(wù)。個(gè)性化服務(wù)空間即教育服務(wù)以人、崗位為對(duì)象，根據(jù)用戶的業(yè)務(wù)流程和相互關(guān)系對(duì)各種教育服務(wù)進(jìn)行分類、重組，給用戶提供一項(xiàng)可以解決具體業(yè)務(wù)問題的服務(wù)并提供相應(yīng)的資源。服務(wù)集成平臺(tái)即將各個(gè)軟件功能模塊機(jī)器所需的存儲(chǔ)、帶寬等網(wǎng)絡(luò)資源，整合成面向不同角色的、解決實(shí)際業(yè)務(wù)問題的服務(wù)，形成個(gè)性化服務(wù)空間。

教育服務(wù)的互操作模型

智慧教育的核心是通過云網(wǎng)融合來破解智慧教育的結(jié)構(gòu)性問題，而構(gòu)建云網(wǎng)融合的服務(wù)結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵是建立教育服務(wù)的互操作模型，將原有的“鐵板一塊”的教育信息系統(tǒng)拆分成可以互相操作、信息交換的教育服務(wù)系統(tǒng)，使數(shù)據(jù)能在不同的教育服務(wù)系統(tǒng)之間流轉(zhuǎn)。

互操作模型的建立需要借鑒面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)思想，做到教育服務(wù)的數(shù)據(jù)規(guī)范、教育服務(wù)的互操作規(guī)范、教育服務(wù)業(yè)務(wù)的互操作規(guī)范、教育服務(wù)的開發(fā)與運(yùn)行規(guī)范。

一、教育服務(wù)的數(shù)據(jù)規(guī)范

教育服務(wù)的數(shù)據(jù)規(guī)范需要明確教育中有哪幾種教育服務(wù)，每類教育服務(wù)包含哪些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可用于教育服務(wù)系統(tǒng)間交換的是哪些數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)以何種形式進(jìn)行交換，并且每個(gè)數(shù)據(jù)元素都需要明確數(shù)據(jù)的名稱、類型和約束性條件等。

二、教育服務(wù)的互操作規(guī)范

將零散的服務(wù)組合成一定的流程，這就需要滿足教育服務(wù)的互操作規(guī)范。數(shù)據(jù)交換的結(jié)構(gòu)模型是依據(jù)教育服務(wù)的數(shù)據(jù)規(guī)范定義一系列的數(shù)據(jù)對(duì)象，它所傳遞的報(bào)文用在信息流控制中心。一方面控制中心發(fā)送報(bào)文給指定的代理程序;另一方面，控制中心要向指定的代理程序獲取報(bào)文。系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)傳輸，也需要明確身份驗(yàn)證和數(shù)據(jù)加密規(guī)范，關(guān)注系統(tǒng)的安全性控制，避免未授權(quán)的訪問、惡意的欺瞞和攻擊。

三、教育服務(wù)業(yè)務(wù)的互操作規(guī)范

教育服務(wù)業(yè)務(wù)必須在機(jī)構(gòu)的監(jiān)管下才能形成良性的服務(wù)市場?；ゲ僮髂Ｐ托枰缍ń逃到y(tǒng)的基本業(yè)務(wù)流程以及和其他系統(tǒng)的互操作過程，為系統(tǒng)間的互操作和數(shù)據(jù)交換提供清晰的指導(dǎo)，將教育服務(wù)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)抽象成典型的服務(wù)組件，并規(guī)定這些典型服務(wù)組件的相互關(guān)系、具體的交換需求、輸入的參數(shù)以及返回值等。

四、教育服務(wù)的開發(fā)與運(yùn)行規(guī)范

教育服務(wù)的開發(fā)與運(yùn)行規(guī)范是構(gòu)建良好的服務(wù)市場的前提和必然要求。它針對(duì)每一個(gè)教育業(yè)務(wù)，需要明確教育業(yè)務(wù)的核心流程，將其進(jìn)一步細(xì)化為更具體的業(yè)務(wù)流程，并設(shè)計(jì)成可獨(dú)立發(fā)布的服務(wù)，同時(shí)為每個(gè)具體的教育業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)傳輸方式。教育服務(wù)的運(yùn)行規(guī)范包括服務(wù)質(zhì)量規(guī)范，檢驗(yàn)教育服務(wù)內(nèi)容和質(zhì)量的優(yōu)劣性，對(duì)用戶和普通教育單位的友好性，以及服務(wù)的業(yè)務(wù)互操作方法定義的明確性。服務(wù)匯聚規(guī)范要求教育服務(wù)必須遵循云中心的投入規(guī)范，淘汰那些維護(hù)不足、數(shù)據(jù)隱患大、用戶評(píng)價(jià)低的教育服務(wù)。

可持續(xù)發(fā)展的

智慧教育生態(tài)體系

當(dāng)前智慧教育面臨不可持續(xù)發(fā)展的結(jié)構(gòu)性困境，要想走出困境，只關(guān)注教育信息系統(tǒng)建設(shè)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要借助諸如5G、云計(jì)算、邊緣計(jì)算等職能技術(shù)重構(gòu)教育信息生態(tài)，構(gòu)建智慧教育服務(wù)生態(tài)體系，助力智慧教育的發(fā)展。這樣的生態(tài)體系核心在于擺脫簡單的技術(shù)思維方式，以服務(wù)建設(shè)為核心，按照服務(wù)計(jì)算的技術(shù)路線，推進(jìn)架構(gòu)的演進(jìn)，推進(jìn)各生態(tài)主體的緊密協(xié)同。

擺脫簡單的技術(shù)思維方式，需要從構(gòu)建人與技術(shù)最優(yōu)的共生關(guān)系來考慮，要從整體優(yōu)化的視角考察技術(shù)在教育中的角色與定位;從以往對(duì)單一、靜止的要素的關(guān)注轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)系統(tǒng)信息流通、共享以及要素之間嵌套關(guān)系的關(guān)注;從以往教師、學(xué)生對(duì)技術(shù)本身擁有的關(guān)注轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)教師和學(xué)生實(shí)際教育能力和學(xué)習(xí)需求服務(wù)的關(guān)注，促進(jìn)技術(shù)和人、建設(shè)和應(yīng)用、技術(shù)與教育的協(xié)調(diào)發(fā)展。

以服務(wù)建設(shè)為核心，按照服務(wù)計(jì)算的技術(shù)路線，推進(jìn)技術(shù)架構(gòu)的演進(jìn)，需要在云網(wǎng)融合的服務(wù)架構(gòu)基礎(chǔ)上，應(yīng)用面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）技術(shù)來消除教育業(yè)務(wù)與信息支撐技術(shù)之間的鴻溝，從關(guān)注平臺(tái)、資源轉(zhuǎn)型為關(guān)注服務(wù)，從關(guān)注軟件功能到關(guān)注數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)、服務(wù)集成。

一個(gè)學(xué)?；蚪逃姓块T如果缺乏技術(shù)能力，那么他們不應(yīng)該關(guān)注技術(shù)本身，而是要關(guān)注技術(shù)支撐下可以獲得、可以解決的服務(wù)。只有有服務(wù)購買的思維，才能促進(jìn)市場轉(zhuǎn)型和變革。

可發(fā)展的教育生態(tài)體系需要推進(jìn)各生態(tài)主體的緊密協(xié)同。政府、服務(wù)提供商和教育用戶、學(xué)校構(gòu)成了生態(tài)主體。學(xué)校需要將自身注意力轉(zhuǎn)移到使用教育服務(wù)上，解決實(shí)際問題;企業(yè)是教育服務(wù)商的主體，應(yīng)協(xié)同創(chuàng)建教育服務(wù)的互操作標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)教育服務(wù)的全貫通、數(shù)據(jù)的全流轉(zhuǎn)，最大限度地降低教育服務(wù)間的同心壁壘;政府起著引導(dǎo)和規(guī)范教育服務(wù)的作用，多級(jí)教育行政單位需要建立符合各自需求的教育信息服務(wù)體系和服務(wù)規(guī)范，準(zhǔn)許符合教育服務(wù)生態(tài)準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)提供教育服務(wù)，同時(shí)建立相應(yīng)的教育服務(wù)評(píng)價(jià)規(guī)范和淘汰機(jī)制，政府還需要建立服務(wù)租賃和購買機(jī)制，培育、建立教育服務(wù)市場，以促進(jìn)教育服務(wù)穩(wěn)定和持續(xù)發(fā)展。

（本文根據(jù)2021全球智慧教育大會(huì)之5G賦能智慧教育論壇專家報(bào)告整理，有刪節(jié)）