基于云计算的数字化校园架构研究

摘要：分析了云计算的基本理念和架构的实现和原理，以具体学校的数字化校园建设为例，提出了基于云计算技术的校园网架构，并对架构的可行性进行了分析和探讨。

关键词：云计算；数字化校园；架构

中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2012) 05-0000-02

一、引言

在云计算大行其道的今天，基于云计算的应用在各行各业中如雨后春笋般涌现。在教育行业，特别是高等职业教育学校中，基本都面临着各个教学、管理系统之间的交流和互操作问题以及机房建设成本过大的问题，提高校内系统的可重用性和硬件资源建设效率已迫在眉睫。基于云计算的数字化校园建设有着非常广阔的应用前景。

二、云计算的相关概念

（一）云计算的定义

由于目前人们对云计算的认识还在不断发展变化，关于云计算的定义有很多种，不同的组织从不同的角度给出不同的定义。

从广义的角度来看，云计算指通过网络以按需服务方式和易扩展的方式获取所需要的各种服务。这些服务可以是信息技术各方面应用、互联网应用等，也可以是任意其他的服务。

从狭义角度来看，云计算是指通过网络方式以按需、易扩展和付费的方式，利用IT基础设施的交付和使用模式，获得所需的资源（硬件、平台、软件等）。提供资源的网络被称为云[1]。

（二）云计算的关键性技术

云计算的产生和发展离不开很多计算机技术的革新，比如说；计算机硬件的高速发展、面向服务架构（SOA）的广泛应用、互联网技术的发展、虚拟化技术的成熟、并行计算的加入和Web2.0技术的流行和广泛接受等。对于云计算来说，其中最关键、最核心的就是虚拟化技术[2]。

（三）云计算的原理

云终端用户通过交互界以互联网为媒介面向“云”，发出计算或存储等服务请求，“云”通过自我智能管理处理用户的服务请求，整个运行和处理过程用户不需任何了解，只需要接收处理结果。整个运行环境的管理与维护也不需要用户参与，由云服务提供商云进行。从技术角度来看，云计算由分布式处理、并行处理和网格计算发展而来，在他们的基础上形成了可商业化运行的系统。

三、基于云计算的数字化校园架构

（一）数字化校园建设思路

随着云技术的发展壮大，整个数字化校园建设的重心将倾向于云平台的接入、应用，减少学校IT硬件方面的投入，形成办公、应用以SOA技术为基础和基础设施接入以云技术为核心的双轨并进体系。而当“城市云”或者更好的云平台的引入以及接入云平台费用的进一步降低，学校大部分的办公、应用系统也可以通过统一接口直接转移到运营商的以SOA为基础的SaaS平台，学校仅保留核心数据系统等的管理，其他绝大部分应用、平台或基础设施都交由云解决，最终形成为学校大部分的信息化资源都转移至利用SOA技术设计的云平台，辅以少量内部核心数据平台的格局。

（二）数字化校园架构设计

根据学校现状和以后建设需求，基于SOA和云计算技术，现对学校数字化校园系统的框架做如下图1所示设计[3]。

信息服务层：本层包括服务展示和服务中心二部分。服务展示部分是各类人员接入数字化校园系统的入口，通过一站式服务中心，不同身份的用户可以接入各自需要的服务；服务中心部分通过SOA技术来设计云服务中的软件即服务SaaS部分，服务中心中的各种流程服务设计是整个系统设计的重点内容。

业务系统层：包括校务管理中心、资源管理中心和文化生活中心三部分。校务管理中心主要负责教务、学生、办公及财务等系统的管理；资源管理中心负责学校学术、教学、图书和档案等资源的管理；文化生活中心主要为教师和学生的文化生活提供例如论坛、微博和短信等服务。

基础服务层：包括校务中心平台、权限认证平台和资源管理平台，还有数据支撑和软件支撑。各类平台的实现可依赖于云计算平台即服务PaaS技术，数据支撑为各类服务提供数据支持服务，软件支撑为系统整体设计提供软件开发平台。

基础设施层：现阶段基础设施层的硬件系统和网络系统包括机房硬件设备、服务器和交换机等，设备主要依靠学校自行投资建设。当云计算的基础设施即服务IaaS技术成熟，可以把硬件及网络支撑移植到云平台。

（三）数字化校园架构实现

基于云计算技术的数字化校园平台可以通过SOA技术和虚拟化技术实现架构设计。

门户访问层

最终用户访问的界面，通过本层，用户获得相应用户接口服务。

业务流程层

本层包含许多具体应用系统，这些应用系统组合成了学校的整体数字化校园系统。每个应用系统包含多个业务流程，而业务流程指由下层的多个服务按照一定顺序组合而成，来完成一系列与业务相关的服务的集合。也就是说，业务流程可以看作更大的服务，它的调用方式也和服务的调用方式相同。

业务服务层

基础服务层是整体结构中最为重要的一层。本层的多个服务都可以被查找并调用。服务使用者可以通过服务接口调用服务。运行时，服务的功能由对象层来实现。服务可以组合成大的服务（业务流程）也可以独立存在，成为具体系统中的某个功能模块。

在现阶段数字化校园系统整体结构中，基础服务层又可以分为三类：第一类，公共服务，这一类的服务由本学校公开给外部用户所使用；第二类，内部服务，这类服务一般完成一个具体的服务操作，可能被公共服务调用，一般不会公开给外部用户直接调用和查询；第三类，技术功能服务，这类服务主要完成一些底层技术功能。

组件层

组件层包含现有系统已经实现的组件和新的组件，这些组件比服务颗粒度更细。SOA可以利用现有的技术并基于服务的集成技术来集成对象，直之成为特定服务的一部分。

信息集成与数据层

这一层也是非常重要的一层。一方面，服务的调用者可以通过服务集成、服务注册、服务来访问特定服务（当服务较多时可以使用ESB）；另一方面，本层还提供服务监控和服务管理，服务监控保证服务的性能和可用性，而服务管理主要保证云服务达到安全的质量标准。

基础设施层

本层主要包含以下内容：1.体系架构所需要的具体技术标准；2.网络操作系统和数据库平台；3.网络通信设备交换机、路由器以及服务器。现阶段主要利用学校现有资源，保证上面各层设计完成。随着云计算技术在高校的应用推广，基础设施层可以利用IaaS技术实现云上托管，也可以利用桌面虚拟化技术实现机房集中式管理。

四、结束语

数字化校园建设是实现高校教育信息化的重要手段，教育信息化是国家信息化的重要组成部分和战略重点，是教育改革发展不可或缺的支撑和推动力。本文针对高校数字化校园建设中存在的问题，利用云计算技术，对高职院校的数字化校园建设提出了架构建设思路。

参考文献：

[1]袁红军.云计算环境下数字参考咨询服务模式构建[J].情报科学,2010,22(4):507-508

[2]刘越.云计算技术及应用,2009,12:6

[3]浩方数字化校园平台框架.