周修考

(陽光學(xué)院)

云計(jì)算在區(qū)域教育資源共享中的應(yīng)用*

周修考

(陽光學(xué)院)

通過對(duì)云計(jì)算技術(shù)的研究，針對(duì)教育信息化資源建設(shè)的合理規(guī)劃合理配置提出了架構(gòu)區(qū)域教育資源共享的模型框架.通過對(duì)IaaS、PaaS以及SaaS等多種云計(jì)算的服務(wù)形式進(jìn)行詳細(xì)的比較分析，同時(shí)，基于此對(duì)區(qū)域教育資源共享云計(jì)算平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并具體闡述了該平臺(tái)的功能.

云計(jì)算; 教育資源; 區(qū)域教育; 資源共享

0 引言

隨著高校信息化進(jìn)程的逐步推進(jìn)，信息化資源愈加豐富，針對(duì)構(gòu)建各類信息化數(shù)據(jù)資源的投入也逐步增大.因此，如今人們面臨的首要問題即為如何對(duì)高等教育信息化資源的構(gòu)建進(jìn)行合理規(guī)劃以及合理配置[1].資源共享是信息化建設(shè)進(jìn)程的最終目的，為了達(dá)到這一目的，在一定的區(qū)域之內(nèi)就要求優(yōu)化配置教育資源、達(dá)到統(tǒng)一規(guī)劃數(shù)據(jù)資源，以達(dá)到實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫資源共享的目的.存儲(chǔ)空間、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等一系列問題都通過云計(jì)算所實(shí)現(xiàn)的區(qū)域教育資源共享得到了解決，同時(shí)，使得提供給人機(jī)交互等方面的信息化服務(wù)更加多種多樣[2].云計(jì)算能夠給科研單位以及高校提供更為實(shí)際安全高效的應(yīng)用平臺(tái)，利用網(wǎng)絡(luò)的手段，完成了區(qū)域內(nèi)教育資源共享的實(shí)現(xiàn)，使得教育資源的效益發(fā)揮到最大.

1 云計(jì)算應(yīng)用在區(qū)域教育資源共享的意義

在區(qū)域教育資源共享中，云計(jì)算應(yīng)用和傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心相比優(yōu)勢明顯，云計(jì)算應(yīng)用能夠使得資源共享的管理能力以及教育資源平臺(tái)的服務(wù)強(qiáng)度得以提高.

1.1計(jì)算能力強(qiáng)大覆蓋全面

云計(jì)算的規(guī)模強(qiáng)大，同時(shí)計(jì)算能力都特別強(qiáng)，云計(jì)算服務(wù)器在惠普以及微軟等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)中通常多達(dá)數(shù)十萬甚至更多，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心的計(jì)算能力和云計(jì)算的這種超強(qiáng)計(jì)算能力是無法進(jìn)行比較的.同時(shí)，云計(jì)算平臺(tái)這種通過各種終端能夠隨時(shí)隨地地對(duì)云數(shù)據(jù)中心進(jìn)行訪問的特征，使得運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建的教育資源平臺(tái)中所包含的資源內(nèi)容更加豐富，覆蓋的面積更加廣泛，用戶使用數(shù)量也更加龐大.

1.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)安全可靠

所有信息系統(tǒng)中需要解決的首要為題即為安全問題，利用各個(gè)云服務(wù)企業(yè)所提供的大型數(shù)據(jù)處理服務(wù)器群可以實(shí)現(xiàn)云計(jì)算存儲(chǔ)的功能，上述的數(shù)據(jù)中心里有各種各樣的監(jiān)控監(jiān)測設(shè)備，這些設(shè)備能夠更加合理的根據(jù)不同用戶的不同要求來分配安排資源，同時(shí)，這些設(shè)備都有各專業(yè)的人員進(jìn)行管理，以保證用戶的資源數(shù)據(jù)更加的可靠安全[3].針對(duì)教育資源這一部分，可以考慮根據(jù)具體的需求來把資源進(jìn)行分級(jí)的存儲(chǔ)，以實(shí)現(xiàn)使用資源的過程中要按照共享的權(quán)限這一手段，由此而來更加全面的對(duì)數(shù)據(jù)資源的安全性和共享性進(jìn)行保護(hù).

1.3經(jīng)濟(jì)高效易擴(kuò)展

通過對(duì)云計(jì)算平臺(tái)的運(yùn)用，使得教育管理部門以及各學(xué)校的大規(guī)模的設(shè)備采購行為得以減少，同時(shí)，也使得各教育分支機(jī)構(gòu)管理服務(wù)器的投入成本得以減少，通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)和接口進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)范，能夠有效地減少成本的投入.更新速度快是信息化設(shè)備的一個(gè)主要特征，云數(shù)據(jù)中心的運(yùn)用一方面能夠使得高規(guī)格的硬件集成資源得以使用，另一方面能夠有效的提供擴(kuò)展，在用戶需要進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)或者數(shù)據(jù)規(guī)模改變的過程中，能夠隨時(shí)隨地的按照用戶的需求做出調(diào)整，可以充分滿足參與單位調(diào)整變化、教育資源不斷更新等一系列需求[4].

2 云計(jì)算的服務(wù)形式在區(qū)域教育資源共享中的應(yīng)用

2.1云計(jì)算的服務(wù)形式IaaS、PaaS、SaaS的特點(diǎn)

云計(jì)算服務(wù)無論是從軟件服務(wù)還是到硬件設(shè)備，服務(wù)形式都可以按照其各自的功能差異以及適用對(duì)象的不同分為IaaS、PaaS以及SaaS三種： IaaS、PaaS和SaaS三種服務(wù)分別從各不相同的技術(shù)層面給用戶提供了高性能以及可靠安全的服務(wù)[5].IaaS、PaaS以及SaaS三種服務(wù)形式的特點(diǎn)各不相同，表1對(duì)這三種服務(wù)形式的特點(diǎn)進(jìn)行了比較，通過下表能夠清晰地看出它們之間存在的聯(lián)系和區(qū)別.

表1 IaaS、PaaS、SaaS的特點(diǎn)

(1)IaaS

IaaS(infrastructure as a service)，又名為基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)，能夠提供硬件的基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)[6].如交換機(jī)、服務(wù)器等硬件資源設(shè)備通過信息自動(dòng)化技術(shù)以及虛擬化技術(shù)來排列分配，進(jìn)行資源的充分整合，之后再通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男问綄?duì)用戶需求的基礎(chǔ)施設(shè)完成了硬件服務(wù)的構(gòu)建.在使用的過程中，用戶完成代碼編寫、數(shù)據(jù)上傳和系統(tǒng)環(huán)境建設(shè)等一系列操作.市面上目前主要是Santa Barbar公司研究開發(fā)的Eucalyptus以及亞馬遜公司研究開發(fā)的Amazon EC2等產(chǎn)品.

(2)PaaS

PaaS(platform as a service)，又名平臺(tái)即服務(wù)，擴(kuò)展了基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)形式，同時(shí)也可以承載SaaS等一系列高級(jí)服務(wù)[7].處于PaaS層的用戶不需要考慮如網(wǎng)絡(luò)連接、存儲(chǔ)方式、操作系統(tǒng)等基礎(chǔ)問題，只需要考慮進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸以及程序便攜.一般情況下，大多數(shù)數(shù)據(jù)量巨大的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的服務(wù)都由PaaS層來提供，因此，PaaS層的主要技術(shù)即為處理及存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)的技術(shù)，通過運(yùn)用Paas層的功能能夠?qū)崿F(xiàn)資源調(diào)度和海量數(shù)據(jù)管理的高效進(jìn)行.市場上目前主要有微軟公司研究開發(fā)的Windows Azure，以及谷歌公司研究開發(fā)的Google App Engine等產(chǎn)品.

(3)SaaS

SaaS(software as a service)，又名軟件即服務(wù)，其中的服務(wù)和計(jì)算都是在完全虛擬的硬件上來完成進(jìn)行的[8].云計(jì)算開發(fā)商在SaaS層主要提供了所有軟硬件運(yùn)行平臺(tái)以及硬件基礎(chǔ)設(shè)施，同時(shí)包含了所有的維護(hù)實(shí)施等服務(wù).用戶在使用的過程中，不需要考慮軟件建設(shè)、設(shè)備建設(shè)、服務(wù)器機(jī)房建設(shè)以及技術(shù)人員等一系列問題，只需進(jìn)行所需要數(shù)據(jù)的傳輸.使用者的桌面應(yīng)用在SaaS層將直接移植到Web，基于Web的軟件是直接由開發(fā)商來進(jìn)行提供的，可以進(jìn)行對(duì)應(yīng)程序的直接訪問工作.市場上目前有IBM公司研究開發(fā)的IBM Cloud Labs、谷歌公司研究開發(fā)的Google App等產(chǎn)品.

2.2基于云計(jì)算的區(qū)域教育資源共享模型框架

在區(qū)域教育資源共享中，云計(jì)算所產(chǎn)生的作用巨大，云計(jì)算的應(yīng)用能夠使得區(qū)域教育資源共享發(fā)展的定位發(fā)生改變.目前部分教育資源共享云服務(wù)模式的服務(wù)一般情況下只是局限于SaaS層[9].若想要在縣、市、省乃至全國范圍內(nèi)完成教育資源的共享，從長遠(yuǎn)的發(fā)展角度來分析，在設(shè)施服務(wù)層次以及平臺(tái)服務(wù)層次的范疇內(nèi)進(jìn)行完善和長足發(fā)展就十分的重要.要完成教育資源共享服務(wù)的發(fā)展實(shí)現(xiàn)由云計(jì)算服務(wù)的接受者到云計(jì)算的提供者這一方向，從而形成真正意義上的“教育資源云”.如圖1所示為區(qū)域教育資源共享云計(jì)算平臺(tái)模型框架的構(gòu)想.

圖1 區(qū)域教育資源共享云計(jì)算平臺(tái)模型框架

針對(duì)教育資源共享，云計(jì)算平臺(tái)中所提供的SaaS層服務(wù)滿足了對(duì)教育信息系統(tǒng)的應(yīng)用、遠(yuǎn)程教育視頻點(diǎn)播以及教育資源數(shù)據(jù)共享等眾多領(lǐng)域的需求，十分的適合如地、縣級(jí)等小型區(qū)域教育資源共享的應(yīng)用.針對(duì)教育資源共享，云計(jì)算平臺(tái)中所提供的PaaS層服務(wù)滿足了對(duì)教育信息化標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)、云計(jì)算平臺(tái)管理、云計(jì)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等領(lǐng)域的需求，非常適合如市級(jí)等中型區(qū)域的教育資源共享的應(yīng)用[10].針對(duì)教育資源共享，云計(jì)算平臺(tái)中所提供的IaaS層服務(wù)滿足了對(duì)信息系統(tǒng)處理、教育云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、虛擬化操作系統(tǒng)、區(qū)域教育網(wǎng)絡(luò)等眾多領(lǐng)域的需求，適合如省級(jí)、國家級(jí)等大型區(qū)域教育資源共享的應(yīng)用.無論共享應(yīng)用屬于哪一種區(qū)域，都是通過教育網(wǎng)或者城域網(wǎng)來作為計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)完成其主要功能的.當(dāng)處于這樣的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中時(shí)，可以讓資源需求者，如科研人員、教師以及學(xué)生等在相對(duì)獨(dú)立安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下完成其科研以及學(xué)習(xí)工作，從而有效地提高了科研水平、教育教學(xué)以及學(xué)習(xí)的質(zhì)量.

3 區(qū)域教育資源共享云計(jì)算平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

3.1區(qū)域教育資源共享云計(jì)算平臺(tái)的功能

只有先進(jìn)的技術(shù)才能支撐區(qū)域教育資源共享的發(fā)展，但是信息孤島情況在現(xiàn)有的科研機(jī)構(gòu)以及高校等所構(gòu)建的教育資源庫中存在的現(xiàn)象十分嚴(yán)重，同時(shí)，重復(fù)建設(shè)的情況也非常嚴(yán)重.云計(jì)算技術(shù)使得教育信息化未來的發(fā)展發(fā)生了巨大的改變，云計(jì)算技術(shù)還為教育資源的共享提供了強(qiáng)大的技術(shù)平臺(tái)，以及發(fā)展所需要的全部硬件設(shè)備，基于此，一個(gè)針對(duì)區(qū)域教育資源共享的實(shí)用的技術(shù)資源空間得以架構(gòu).針對(duì)區(qū)域教育資源共享所構(gòu)建的云計(jì)算平臺(tái)中包含了基于云計(jì)算的教育以及其相應(yīng)的輔助教學(xué)內(nèi)容，主要包含的技術(shù)有存儲(chǔ)技術(shù)、虛擬化技術(shù)、數(shù)據(jù)安全技術(shù)、海量數(shù)據(jù)處理技術(shù)、云視頻等相關(guān)技術(shù).

(1)云計(jì)算輔助教學(xué)

云計(jì)算輔助教學(xué)，簡稱CCAI(Cloud Computing Assisted In-structions)，即教育者在對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)的過程中，可以利用云計(jì)算平臺(tái)中所提供的各種各樣的信息化輔助方法[11].其中，云計(jì)算輔助教學(xué)所提到的教學(xué)活動(dòng)一般包括了正式的面授式學(xué)習(xí)以及各累非正式的學(xué)習(xí)活動(dòng)，云計(jì)算輔助教學(xué)不僅使得原有的傳統(tǒng)課堂教學(xué)的方式更加豐富多彩，同時(shí)也使得學(xué)生學(xué)習(xí)的方式更加的靈活多變，即只要有網(wǎng)絡(luò)就可以學(xué)習(xí)，而且還能夠根據(jù)學(xué)生自己的需求選擇學(xué)習(xí)資源，定制適合自己實(shí)際情況的學(xué)習(xí)內(nèi)容.上述優(yōu)點(diǎn)正是利用了云計(jì)算平臺(tái)為用戶的教學(xué)共享平臺(tái)所提供的自由的空間以及海量的資源.通過云計(jì)算平臺(tái)所提供的資源共享，一方面從很大程度上使得學(xué)校對(duì)自身網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器以及校園網(wǎng)存儲(chǔ)設(shè)備的采購成本得以減少，另一方面也使得學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力得以提升，同時(shí)，使得學(xué)生的思維能力以及學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)得以加強(qiáng).

(2)基于云計(jì)算的教育

基于云計(jì)算的教育，簡稱CCBE(Clouds Computing Based Education)，即教育者的教育活動(dòng)通過對(duì)云計(jì)算平臺(tái)提供的各種各樣的信息化輔助手段的利用來進(jìn)行.基于云計(jì)算的教育方式和云計(jì)算輔助教學(xué)的主要區(qū)別在于前者的外延更加的廣泛，基于云計(jì)算的教育中包含了學(xué)歷學(xué)位教育、各種技術(shù)培訓(xùn)、成人教育、終身教育、特殊教育等，換言之，即能夠在教育的各個(gè)領(lǐng)域中都可以利用云計(jì)算技術(shù)來使得學(xué)習(xí)者的技能和只是得以增進(jìn).基于云計(jì)算的教育這一概念是計(jì)算機(jī)科學(xué)與教育科學(xué)的完美結(jié)合，從一定程度上等同于基于云計(jì)算的各類教育活動(dòng)的總和，其中甚至包含了教育資源的設(shè)計(jì)以及管理的過程.

3.2區(qū)域教育資源共享云計(jì)算平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

區(qū)域教育資源共享云計(jì)算平臺(tái)主要為其所屬的區(qū)域內(nèi)的科研機(jī)構(gòu)、教育主管政府機(jī)構(gòu)、高等教育科研院校以及中小學(xué)、圖書館和職業(yè)技術(shù)學(xué)校等各類機(jī)構(gòu)和部門提供了一個(gè)可共享的全覆蓋的綜合性教育服務(wù)平臺(tái).該平臺(tái)所要構(gòu)建的綜合資源共建共享服務(wù)體系必須要遵循管理統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、服務(wù)統(tǒng)一、運(yùn)行維護(hù)統(tǒng)一等一系列原則.該體系的主要架構(gòu)為系統(tǒng)托管的平臺(tái)以及云計(jì)算的平臺(tái)，通過各縣、區(qū)等城市教育城域網(wǎng)來完成所有的科研單位、教學(xué)、管理等機(jī)構(gòu)的連接，通過各縣、區(qū)等城市的統(tǒng)一管理平臺(tái)，將各個(gè)信息孤島進(jìn)行有效的連接，從而使得教育的隔離狀態(tài)得以改變.如圖2所示為區(qū)域教育資源共享云計(jì)算平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的主要設(shè)計(jì)架構(gòu).

圖 2 區(qū)域教育資源共享云計(jì)算平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

4 結(jié)論

通過構(gòu)建的區(qū)域教育資源共享云計(jì)算平臺(tái)，使得現(xiàn)有的科研機(jī)構(gòu)、教育主管政府機(jī)構(gòu)、高等教育科研院校以及中小學(xué)、圖書館和職業(yè)技術(shù)學(xué)校等各類機(jī)構(gòu)和部門的信息資源得到了全面完善升級(jí)和整合，解決了各個(gè)學(xué)術(shù)單位和部門之間長久以來所存在的信息隔離的現(xiàn)狀，將各個(gè)信息孤島進(jìn)行有效的連接.一方面實(shí)現(xiàn)了個(gè)縣、區(qū)等城之間的信息化資源的均衡發(fā)展，另一方面在信息化資源建設(shè)中，使得科研機(jī)構(gòu)、教育教學(xué)單位所投入的管理和設(shè)備方面的成本大大降低，因此，在整合區(qū)域教育資源的過程中，云計(jì)算成為了其的最佳選擇.

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Abstract:In this article,reasonable allocation and planning the construction of education information resource problem are presented，and the model framework using cloud computing technology framework of regional education resources sharing is proposed． Through the analysis and comparison of IaaS，PaaS and SaaS，the regional education resources sharing cloud computing platform network structure is designed，and the functions of the platform are described．

Keywords:Cloud computing; Education resources; Regional education; Resource sharing

(責(zé)任編輯：季春陽)

ApplicationofCloudComputingintheRegionalEducationResourcesSharing

Zhou Xiukao

(Yanguang University)

TM417

A

1000-5617(2017)02-0066-05

2017-03-22

*福建省高校教育信息化學(xué)會(huì)項(xiàng)目“基于云技術(shù)的跨校虛擬經(jīng)管實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)研究”(2014FC008)