面向云的校园信息化资源整合思路

钟戎

摘要：传统高校校园网建立在以设备为中心的架构上，面临着以云计算为代表的计算模式结构化变革，在客观分析当前高校校园网络在传统模式下所存在问题的基础上，分析了云技术在高校信息化建设中的应用与优势，最后提出了基于云的高校信息化资源整合思路。

关键词：云计算；数字校园；教育信息化

中图分类号：TP393 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）12-0300-03

在“十三五”规划中，对教育信息化建设提出了具体的部署和要求 [1]。调查数据显示，校园信息化建设普遍得到高校重视，超过60%的普通高校和高职高专院校认为信息化投入不足，高校信息安全威胁持续增加。大量高校面临课程教学平台等系统的新旧替换问题，近80%的学校认为未来两年内需要相应升级。

化解信息化建设面临的问题，更好适应增长的应用、性能、安全性与可靠性需求，是高校正在面临的现实问题[2]。云计算对构建高校数字化校园所依赖的基础网络架构带来了新的技术模式。

1 传统校园网络现状与问题

笔者所在学校数字校园始建于2001年，经多年发展，已形成规模庞大，功能众多的校园网络，据统计构建在校园网络上的系统多达上百个。我校数字校园的现状及问题，对传统模式下的校园网络状况具有一定的代表意义。

1）建设、维护成本高、重复投入大。大量的服务器、网络设备等硬件设备资源及构建其上的大量软件资源，建设成本非常高昂。随着需求量的快速剧增，升级、运行维护中所产生的软硬件、人力成本也不断增加，体系架构的不合理，也造成了部分资源的闲置与重复建设。

2）架构体系自适应能力差，扩展能力受限，难以应对需求突发性峰值，规划预估难以准确。校园网络的访问需求突发性峰值高，比如在选课和考试阶段，访问量剧增，峰值时可以达到日常的十倍以上。传统架构下校园网络的扩展能力受限。要准确预估未来较长时段内的需求增长与变化困难，规划冗余量快速耗尽导致频繁扩展与升级。

3）信息技术发展快，难以从体系架构上跟上IT技术发展，限制了性能挖掘和应用扩展。

4）信息安全局势日益严峻，信息安全重视程度越来越高，作为高校内部主管职能部门，难以从专业和技术上从容应对面临的安全威胁。

5）数据资源日积月累，缺乏规范化管理，造成存储资源浪费严重、集成困难，容易形成数据“遗忘角落”和“信息孤岛”。数据与信息资源的迁移困难。

6）体系架构不合理、硬件老化导致系统稳定性难以得到保证，对核心数据的安全防护级别不足，难以达到异地容灾和灾难恢复的防护要求。

2 解决方案

校园网是高校教育信息化建设中的关键组成部分。面对上述问题，信息化建设必须面对如何保障资源共享、减少重复建设，便于维护管理，最大限度保障服务稳定性、信息安全性及便捷的性能扩展性等问题。云技术出现和成熟，提供了灵活可靠的解决方案。

云计算带来了信息技术的巨大变革。自2015年起，我国的云计算产业已经进入成熟期，云计算产业链、行业生态环境稳定，技术体系完整，行业解决方案成熟，云计算逐步成为国民经济的基础设施和重要组成部分。

云计算是一种通过互联网以服务的方式提供的动态的可伸缩的虚拟化的资源计算模式。网格计算模式、虚拟化及可伸缩性是云计算代表性特点。网格计算模式提供了将松散计算能力聚合称为超级计算能力提供服务的能力。计算力突破了传统硬件集群模式的限制，用户按需订购计算力。虚拟化是指用户可以在不需要了解硬件层具体构成的情况下，订制与组合各种组件与单元构建专属于自己的虚拟化系统。可伸缩性是指云计算提供的服务具有动态性，可以根据用户网络实际的使用情况或突发状况动态伸缩，如访问量自动适应，突发情况时，自动启用备用服务或链路，自动数据备份、灾难恢复等。

云计算按照部署模式分为公有云、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务。其主要的特点是云计算资源由提供商建设及拥有，使用者按需定制架构和服务，按需付费。公有云是云计算主要的存在形态。其优势体现在：

（1）费效比高，节约投入。

公有云的投入主要是服务资源租用，无须用户投入大量的服务器及设备，在规模经济模式下，用户可以用极低成本享用高可用性和丰富的服务。公有云提供的系统性解决方案，数据可靠性可高达99.9999999%，数据存储能力几乎无限制。这些性能要通过企业自建几乎不可能实现。

同时，在需求增长时，公有云可以无障碍升级，备份、扩容和迁移也可快速、便捷的完成。避免了传统体系架构下升级、扩容、结构调整、维护升级、数据迁移时所涉及的成本增加，烦琐操作和重复性投入。

（2）高安全性

公有云數据资源的安全性由专业的团队来保障。严格的权限管理策略和安全策略可以放心地提供指定数据共享。在公有云上可以方便地建立异地容灾、灾难恢复、数据自动备份等安全防范机制，也有强大而完善的日志系统和监控系统便于追踪防范故障与攻击。

（3）便捷性和灵活性

基础硬件层对用户透明化，用户无须关注硬件层的具体维护、管理、配置、品牌选择，只需专注于操作系统层面或应用层面的系统搭建与应用开发管理。对于校园网管理单位来说，大大简化了工作，提高了便捷性和灵活性。

2.2 私有云

私有云主要面向企业内部提供云计算服务。相比于公有云，构建私有云需要投入相应的服务器群及设备，建设成本高，也存在较高的维护、设备折旧等成本。但相比传统网络体系仍具备高性能、安全性、可靠性、扩展灵活性等多方面优势，主要体现在：

（1）高度扩展灵活性，云系统构建过程中的池化技术[3]可将网络的软硬件资源整合形成统一的逻辑资源池，消除了资源的异构性，成为纯粹的逻辑性的可用资源。因此，从根本上解决了传统网络扩展性受限的缺点。