基于大數(shù)據(jù)的高校智慧校園云端化建設(shè)方案研究

沈華根 馮煒 褚寧琳 韋志輝

摘? ?要：隨著2018年《智慧校園總體框架》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的頒布以及教育信息化2.0的總體規(guī)劃要求，智慧校園的建設(shè)已經(jīng)越來(lái)越多地在高校中開(kāi)展。文章從當(dāng)今高校智慧校園建設(shè)的總體目標(biāo)和要求出發(fā)，探討在大數(shù)據(jù)背景下云端化架構(gòu)在高校智慧校園建設(shè)中的主要實(shí)施過(guò)程和原則，分析其所帶來(lái)的主要改變及作用。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù);高校智慧校園建設(shè);云端化架構(gòu)

1? ? 高校建設(shè)云端化智慧校園的主要內(nèi)涵及需求

國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局、中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)于2018年6月7日共同發(fā)布了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《智慧校園總體框架》，該《框架》特別提到“智慧校園總體框架宜采用云計(jì)算架構(gòu)進(jìn)行部署，分為基礎(chǔ)設(shè)施層、支撐評(píng)面層、應(yīng)用平面層、應(yīng)用終端和信息安全體系等。”其中，作為體現(xiàn)智慧校園建設(shè)中云計(jì)算及其服務(wù)能力的支撐平臺(tái)層，為云端化智慧校園的各類(lèi)應(yīng)用服務(wù)提供驅(qū)動(dòng)和支撐，涵蓋了統(tǒng)一接口服務(wù)、統(tǒng)一身份認(rèn)證、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)據(jù)分析及推送等智慧校園中通過(guò)大數(shù)據(jù)分析處理并提供服務(wù)方面的諸多功能單元，幫助高校用戶(hù)更便捷地使用數(shù)據(jù)。

未來(lái)的高校云端化智慧校園建設(shè)不僅是一個(gè)以大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)并分析、提供智能化服務(wù)的校園服務(wù)平臺(tái)，更是需要加入云計(jì)算、云端服務(wù)等方式為高校的智能化教學(xué)和管理提供更加快速、便捷、安全的數(shù)據(jù)處理能力。通過(guò)云端化智慧校園的建設(shè)，不僅為高校廣大師生提供可以通過(guò)個(gè)人校園行為分析、提供個(gè)性化服務(wù)的服務(wù)平臺(tái)，也有助于師生進(jìn)行有針對(duì)性的指導(dǎo)。同時(shí)借助物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)將軟硬件系統(tǒng)統(tǒng)一管理，再配以云端化設(shè)備架構(gòu)，為更加方便地管理校園、減少網(wǎng)絡(luò)安全隱患和運(yùn)維負(fù)擔(dān)、實(shí)現(xiàn)智慧的校園教育生態(tài)圈打下良好的基礎(chǔ)。

2? ? 高校云端化智慧校園建設(shè)的主要趨勢(shì)及面臨的問(wèn)題

2.1? 近年高校信息化發(fā)展的主要趨勢(shì)

為深入貫徹落實(shí)黨的十九大精神，辦好網(wǎng)絡(luò)教育，積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+教育”發(fā)展，國(guó)家近年來(lái)著重打造規(guī)劃教育信息化2.0、智慧校園建設(shè)，并連續(xù)出臺(tái)了相關(guān)指導(dǎo)文件，要求“構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、智能化、個(gè)性化、終身化的教育體系”。高校的信息化建設(shè)近年來(lái)已經(jīng)逐漸呈現(xiàn)出由傳統(tǒng)意義的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)向云化和數(shù)據(jù)智能化逐步演進(jìn)的趨勢(shì)?，F(xiàn)階段的高校信息化建設(shè)大多基于數(shù)字校園的資源整合，主要采用虛擬化和融合資源池的技術(shù)方式。虛擬化服務(wù)器的部署體現(xiàn)了提高利用率、簡(jiǎn)化運(yùn)維的價(jià)值。融合資源池采用整合多池管理的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理、標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)的價(jià)值。

根據(jù)新時(shí)期高校信息化建設(shè)的新要求，需要建設(shè)表現(xiàn)業(yè)務(wù)更加敏捷的云數(shù)據(jù)處理。具體是采用大數(shù)據(jù)平臺(tái)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)整合學(xué)校的海量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)挖掘、創(chuàng)造新價(jià)值、智能分析輔助經(jīng)營(yíng)和決策等，體現(xiàn)了數(shù)據(jù)智能化分析。同時(shí)基于平臺(tái)即服務(wù)（Platform as a Service，PaaS）的業(yè)務(wù)融合則采用網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分布式重構(gòu)（即微服務(wù)化），業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)模式的過(guò)程、方法等實(shí)現(xiàn)了構(gòu)建開(kāi)發(fā)測(cè)試流水線、新業(yè)務(wù)快速上線、業(yè)務(wù)彈性伸縮的實(shí)用價(jià)值，體現(xiàn)了業(yè)務(wù)方面的靈活管理。

2.2? 現(xiàn)階段高校云端化智慧校園建設(shè)面臨的問(wèn)題

針對(duì)高校主要的業(yè)務(wù)模塊，如教務(wù)、學(xué)工、科研、人事、財(cái)務(wù)、后勤等，當(dāng)前主流的高校數(shù)字化校園建設(shè)多采用共享數(shù)據(jù)庫(kù)的方式建設(shè)數(shù)據(jù)共享中心，通過(guò)ODI（Oracle的數(shù)據(jù)集成類(lèi)工具）接口方式實(shí)現(xiàn)各業(yè)務(wù)系統(tǒng)共享流轉(zhuǎn)。這種方式的主要缺陷是數(shù)據(jù)交換共享效率較低、易用性和交互性不盡如人意，在使用中經(jīng)常會(huì)因?yàn)榉?wù)器死機(jī)、內(nèi)存占滿(mǎn)、平臺(tái)的后臺(tái)程序出錯(cuò)等軟硬件的問(wèn)題而導(dǎo)致服務(wù)中斷。在早期的智慧校園建設(shè)中，由于各部門(mén)之間溝通較少、各自都有獨(dú)立的建設(shè)經(jīng)費(fèi)和需求，導(dǎo)致在數(shù)據(jù)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)上沒(méi)有和已有系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，重復(fù)勞動(dòng)率高。大多表現(xiàn)為采購(gòu)方式還局限于傳統(tǒng)服務(wù)器和外置存儲(chǔ)，不僅數(shù)量多，占據(jù)了校內(nèi)有限的辦公空間，且從采購(gòu)到部署的周期一般較長(zhǎng)。此外，這些設(shè)備大多都是由各部門(mén)自行購(gòu)買(mǎi)、運(yùn)維，缺乏專(zhuān)業(yè)性和針對(duì)性，部分設(shè)備存在實(shí)際利用率不高或兼容性不夠等問(wèn)題，需要投入運(yùn)維的人力多、后期工作量大。在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行后，就會(huì)出現(xiàn)“無(wú)人管、不愿管”的困境。

根據(jù)智慧校園建設(shè)的基本框架要求，建設(shè)服務(wù)門(mén)戶(hù)的目的就是通過(guò)大數(shù)據(jù)層和業(yè)務(wù)流程層的整合，打破校園內(nèi)各系統(tǒng)、部門(mén)之間的邊界，構(gòu)建出一個(gè)一站式、個(gè)性化、線上線下結(jié)合的綜合服務(wù)系統(tǒng)，以服務(wù)于學(xué)生和老師[1]。未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間里都需要為解決高校信息化建設(shè)中的“信息孤島”、杜絕資源浪費(fèi)做努力。

3? ? 高校云端化智慧校園建設(shè)中云端化建設(shè)方案的實(shí)施策略

3.1? 云端化智慧校園的主要實(shí)施過(guò)程

目前國(guó)內(nèi)部分高校已經(jīng)開(kāi)始嘗試使用以共享數(shù)據(jù)集成平臺(tái)為整體框架的云端化智慧校園建設(shè)方案，實(shí)現(xiàn)多資源、多平臺(tái)、多數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理和共享。首先，在師生、科研、各學(xué)院業(yè)務(wù)、綜合管理等方面，實(shí)現(xiàn)核心數(shù)據(jù)統(tǒng)一服務(wù)平臺(tái)管理;學(xué)校的學(xué)工系統(tǒng)、教務(wù)系統(tǒng)、財(cái)務(wù)系統(tǒng)、人事系統(tǒng)、檔案系統(tǒng)等幾個(gè)重要系統(tǒng)使用虛擬化平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享交換，合理規(guī)劃存儲(chǔ)資源池和網(wǎng)絡(luò)資源池。其次，在硬件資源利舊保護(hù)性投資整合方面，將虛擬機(jī)、集群、各種主機(jī)和存儲(chǔ)納入VMware資源池，初步實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一服務(wù)、統(tǒng)一鑒權(quán)、統(tǒng)一認(rèn)證，保障用戶(hù)在各項(xiàng)業(yè)務(wù)之間無(wú)縫演進(jìn)的用戶(hù)一致體驗(yàn)。最后，在已建應(yīng)用資源的利舊方面，同時(shí)，對(duì)于已有硬件資源進(jìn)行利舊保護(hù)性投資整合，實(shí)現(xiàn)虛擬化上云、自動(dòng)化部署、敏捷適配各項(xiàng)業(yè)務(wù)需求，保證了各項(xiàng)業(yè)務(wù)服務(wù)化的敏捷上線。超融合架構(gòu)的形式實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)計(jì)算、存儲(chǔ)及網(wǎng)絡(luò)的融合架構(gòu)，有效減少了機(jī)房的占用空間，提升了系統(tǒng)性能，用戶(hù)可將資源按需調(diào)配、線性擴(kuò)展，提升了設(shè)備資源使用率。對(duì)于后期維護(hù)方面也實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一運(yùn)維管理，提高了運(yùn)維效率。

3.2? 云端化智慧校園建設(shè)中的主要原則

在對(duì)現(xiàn)有業(yè)務(wù)進(jìn)行上云的流程中，應(yīng)當(dāng)遵循總體規(guī)劃、按部就班、確保安全的原則，對(duì)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行改造前的總體規(guī)劃，制定風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)策略和遷移計(jì)劃，做好實(shí)施過(guò)程的前期測(cè)試和演練，并對(duì)后續(xù)管理和交付的具體內(nèi)容形成文字稿。具體來(lái)說(shuō)，在規(guī)劃階段主要是對(duì)高校用戶(hù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)中心及其他部門(mén)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行信息采集，對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行分析，對(duì)遷移過(guò)程中的難點(diǎn)和重點(diǎn)進(jìn)行評(píng)估，并做好風(fēng)險(xiǎn)分析和應(yīng)對(duì)準(zhǔn)備。在接下來(lái)的實(shí)施過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)在不影響正常業(yè)務(wù)運(yùn)行的前提下，做好充分的數(shù)據(jù)遷移測(cè)試和演練，并將所有重要數(shù)據(jù)做好備份后再實(shí)施遷移。在整個(gè)遷移過(guò)程中，要針對(duì)用戶(hù)之前各種業(yè)務(wù)平臺(tái)及系統(tǒng)不同的屬性，按照系統(tǒng)的分類(lèi)，分批進(jìn)行遷移，并做好數(shù)據(jù)遷移過(guò)程中的安全性保障和信息保密等工作。在云端數(shù)據(jù)中心基本搭建完成后，要做好持續(xù)性的系統(tǒng)監(jiān)控和優(yōu)化，形成文字版的用戶(hù)操作手冊(cè)，保證各業(yè)務(wù)之間沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)安全隱患。

4? ? 結(jié)語(yǔ)

智慧校園的建設(shè)應(yīng)當(dāng)緊緊圍繞“智慧校園總體框架”的總體要求實(shí)施，了解廣大師生在教學(xué)過(guò)程中的實(shí)際需求，分析校園信息化管理建設(shè)中最適合的實(shí)施方案，充分把握好新時(shí)期大數(shù)據(jù)時(shí)代的特點(diǎn)，做好智慧校園的頂層設(shè)計(jì)和規(guī)劃。

[參考文獻(xiàn)]

[1]張紅霞.大數(shù)據(jù)背景下智慧校園的建設(shè)與實(shí)現(xiàn)[J].信息與電腦（理論版），2019（1）：66-67，70.