高校数字化校园建设中云计算数据中心构建研究

周润苗

摘要：教育信息化的核心是数字化校园。当今国内很多高校普遍存在校区多、数据重复、数据无法共享、软硬件资料需不断升级等问题，这给我们建设校园数字化带来了难题。如何解决这个难题，关键在于“云计算”。运用“云计算”解决数字化校园建设过程中遇到的难题现已成了研究的热点。本文结合“湖南应用技术学院数字化校园平台建设”的项目来研究如何构建高校校园的云计算数据中心。

关键词：数字化校园；云计算；数据中心

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）05-0066-01

以数字化信息和网络为基础，实现对校园信息的获取、加工、整合、存储、传输及应用就是数字化校园。这些校园信息包括科研、教学、管理、生活服务等方面的内容。数字化校园是一个虚拟化的教育环境，能使数字化资源得到充分的利用、优化，能拓展学校的时、空间维度，提升校园网络的运行效率，使教育过程全面信息化得以实现。数字化校园能大大增强学校的管理水平。

虽然我国当今高校大多已建立了校园网，但它们的硬件资源可能存在的分布合理不合理问题。因此如何用更少的成本来构建高校软硬件设施、搭建高校资源共享交流平台，已成为研究的热点。如何用云计算技术来实现“数字化校园信息服务平台”的数据中心建设就是本文研究的主要内容。

1 基本介绍

1.1 云计算技术介绍

云计算（Cloud Computing）是网络技术和计算机技术有机结合的产物。它融合的技术有分布式计算技术、负载均衡技术、并行计算技术、网络存储技术、虚拟化技术、效用计算技术、热备份冗余技术等。

云计算是一种新型的计算模型，它拥有非常强大的技术，能为用户提供快速、便捷的互联网服务，它也能为用户提供安全、可靠的数据存储环境。云计算给计算机行业带来了巨大的变化，它的出现对教育行业也产生了意义深远的影响。

1.2 数字化校园信息平台介绍

“数字化校园信息服务平台”我们可把它理解成是一个建立在计算机术和网络技术的基础之上的一个信息服务类环境。它覆盖了科研、教育、教学、教学管理和生活服务等信息的收集、整理、储存和运输等方面的操作。

1.3 云计算数据中心介绍

“云计算机服务+云计算平台”构成了云计算数据中心的本质。用多种多样的通信方式给用户提供工具、软件、应用和计算资源服务等属于云计算服务的范畴。将1至多个数据中心的软硬件有机整合起来，形成一种分层的虚拟计算资源池，就构成了“云计算平台”，在这个平台能够提供动态调配、平滑扩展的存储、计算和网络通信功能。它“云计算服务”得以实现。

跨校区组建的云计算服务平台，云计算提供的计算机基础架构，使数字化校园建设可以节约物理资源，维护成本，不需再重复购买昂贵的物理设备。

2 以“湖应学院”为例介绍云计算数据中心的建设

2.1 云计算数据中心的规划

以我工作的单位“湖南应用技术学院”为例来分析如何架构校园网中的云计算数据中心。

学校有东西两个校区，东校区为中心校区，其主干网络搭建时间早，已出现网络应用不能满足用户需求的问题；由于信息化管理机制不健全；信息化教学，资源开发平台不完善，现有的信息化服务水平不能满足学校发展的需求。基于上述现状，计划进行如下改建：

（1）在东校区重建新的数据中心，改建旧的数据中心，重新搭建基础架构，包括硬件基础设施和软件基础设施，拆分组合西校区数据中心。

（2）构建信息管理系统，服务平台。

（3）构建应用平台，整合全校的教学、校务、科研、资源等资源，实现校园的全面数字化。

2.2 云計算数据中心的建设

2.2.1 “私有云”硬件环境建设

在校园数据中心中主干网络是核心，是存储数据信息的关键所在。当今我国高校大都有多个校区，在进行高校网络规划设计时，首先主要考虑的是中心校区网络的建设，其次要考虑中心校区与其它校区的网络互连。整个网络设计秉持“干万兆化主干网、IPV4/6 全兼容、有线无线全覆盖”的原则，采用三层结构。具体设计如下：

第一层核心层：这一层采用“双交换机”结构，是校园网络的核心节点。通过万兆链路来使这两台核心交换机实现连通。其中一台核心交换机是主核心交换机，另一台核心交换机作为备份用的核心交换机。

第二层汇聚层：中心校区设置了5 个汇聚点，这5汇聚点分别对应学生的宿舍区、教工的宿舍区、教学区、办公区及图书馆。在这层中，万兆链路连通第一层的主核心交换机，千兆链路链接至连通第一层的备份核心交换机。

第三层接入层：在该层设计中秉持“千兆到桌面”原则，同时该层的交换机与第二层的交换机的也是用千兆链路来实现连通。

2.2.2 虚拟化平台建设

虚拟化平台建设是通过虚拟化的软件构建虚拟化的服务器，这样可使硬件的利用率得到极大提高，同时可缩短服务部署时间、减少硬件维护时间、成本等。

在一台物理机器上虚拟出多台的虚拟机器，使这些虚拟机器像真正的物理机器一样运行来完成各种各样的计算，运行各种各样的软件，这是虚拟机管理程序的功能。并且这些虚拟机器运行时稳定性较强，因为这些虚拟机器之间运行时是互相隔离的。

2.2.3 软件支撑平台建设

数据中心的软件支撑平台必须保证全天不间断运行。它的数据采用相对比较安全、稳定的Oracle来存储。它的非关键的应用程序可配置在 Windows平台上运行，关键性的应用程序配置在性能更为稳定的Linux系统平台上运行。

2.3 数字化校园网与云计算服务层的对接

在校园数字化设计与搭建过程中， 将教学的软硬件资源通过云计算服务技术的3层关键平台进行虚拟化，实现资源共享，并实现各物理地点间实现负载均衡。

云计算服务主要模式包括三层：第1层（Software as a Service）软件即服务；第2层（Platform as a Service ）平台即服务；第3层（Infrastructure as a Service）基础设施即服务。

云计算三层服务模式与数字化校园网的对接情况如下示：

（1）SaaS层（软件即服务层）：该层为用户提供管理服务和云端服务的接口，在高校中用户主要包括普通教师、学生、管理员等，教师也上传教学资料，进行教务、校务管理等，学生通过帐号登录就可访问获得信息，管理员可访问系统资源，进行资源管理等。在该层的主要应用有教务管理、学生管理、虚拟桌面、办公管理等。

（2）PaaS层（平台即服务层）：该层是IaaS层和SaaS层的接口，提供Server的负载管理、users访问管理、上下通信、资源调度监控、App服务管理、计费管理等。在该层的布署的资源主要有开发工具、中间件、数据库、WEB服务等。

（3）IaaS层（基础设施即服务层）：在该层布署的资源主要有计算机、网络、存储、负载均衡等。虚拟化资源，管理底层的通信、Data存储、App服务器等硬件资源都是在这层完成的工作。它能确保用户能够拥有足够的资源进行系统访问，能够快速的处理应用逻辑业，使用过程是所产生的大量数据能被保存。

3 结语

总之，云计算让校园数字化建设拥有了好的平台，云计算技术不但可整合学校的各种资源，还可实现资源共享、优化、复用，同时也能减少校园数字化建设过程中的各种资源浪费。但同时也应意识到“基于云技术的数据中心建设”不是一朝一夕可完成的，它是一项长期的任务，需要逐步实施、统筹规划才能日臻完善。

参考文献

[1]赵璇.面向云计算的校园网数据中心建设研究[D].兰州交通大学，2015.

[2]杨齐成，黄寅.基于SOA与云计算的数字化校园信息服务平台构建研究[J].西安文理学院学报（自然科学版），2017，（01）：34-38.

[3]黄熙.基于云服务的数字化校园建设对策研究[D].广西大学，2014.endprint