基于SOA的云计算数字化校园模型的初探

一、概述

云计算是一种基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，它主要是利用互联网高速的传输能力，将处理数据的过程从个人计算机或服务器转移到互联网上由成千上万很普遍的服务器组成的超级计算机集群中，再由大型的数据处理中心集中去管理。云计算是一个虚拟的计算资源池。云是网络、互联网的一种比喻说法。在以前，常常用云来表示电信网，后来抽象地表示互联网和底层基础设施。在狭义上的云计算是指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的各类共享资源；广义上说是指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的和IT，软件以及互联网相关的各类服务。

数字化校园是利用计算机技术以及网络应用，建立用来拓展校园的时间和空间维度，提高校园的运行效率的一种最新信息化模式和虚拟教育环境，通过对教学科研管理以及技术服务和生活服务等校园信息的收集、处理、整合、存储、传输和应用，优化各类数字资源，其次通过实现从教学环境、教学资源到教学应用的全部数字化应用，构建一个区别与传统校园的数字空间，最终实现教育过程的全面信息化。 数字化校园建设在如今是越来越重要了，也是高校不断竞争的核心。目前，很多的高校都已经着手进行数字化建设了，并且也建立的各类信息化系统，全校的各个部门都以校园网络为基础进行办公，教学以及管理。但是，由于各地区经济发展水平不一样，各高校的重视程度也不一样，数字化校园的发展水平还是参差不齐的。

当然，数字化校园建设不是一蹴而就的，是需要长期不断努力才能实现的。它反映了一个学校整体办学的水平。通过时间，资金，技术和精力地充分投入，建立一个统一的，先进的，安全可靠的数字化校园，发扬传统校园原有功能的前提下，避免信息孤岛，提高教学科研和管理的水平，实现教育的数字化和全面信息化。

但是我们不得不看到，现在的各大高校的教育资源分布是不平衡的，各类设备也面临老化淘汰的境地，优秀的师资缺乏等等。虽然各高校都已经建立了校园网络，但是硬件，软件资源分散，管理人员缺乏。我们就应该利用这些现有的资源为各层各级用户提供云服务，能够是管理人员从各类维护中脱离出来进行更为有效的操作和管理。

当今，SOA以及云计算技术飞速发展，各行各业都在着手研究，也在某种程度上推进了云计算的革命性地变革。而基于SOA的云计算数字化校园模型的建设也提到了日程上。面向服务的体系结构（service-oriented architecture，SOA）是一个组件模型，它将应用程序的不同功能单元通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。

二、云计算在教育领域的发展现状

云计算首先在国外发展，云计算的概念最早是由Google公司提出的。云计算的本质是利用已经成熟的和正在发展的先进的计算机技术来实现的一种灵活的、高效的商业架构。

近几年云计算在国内外都有令人瞩目的发展。

2008年中国第一个云计算中心由IBM在无锡建立，随后IBM又在北京建立了第二个大中华区云计算中心。紧接着，2009年-2013年，阿里软件，世纪互联，中国移动，中国电信，中国联通，亚马逊，华为等企业纷纷建立和不断发展了云计算平台，云计算在国内实现了大的发展。

近年来，云计算在教育领域中受到众多研究者的追捧。我国当前的云计算方向的教育应用还处在初级阶段，其发展现状受当地区域经济的发展水平以及高校的教育程度影响，研究者主要集中在高校，研究的内容主要集中在云计算技术的应用和开发。而云计算的教育应用模式主要分布在高等教育中。在政策鼓励和投资力度加大的前提下，高校研究机构应加强与外部研究的合作，加强云计算教育应用开发的研究以及在个来基础教育、高等教育以及通用教育中的应用探索。

三、研究目的

为了解决前期国内各大高校数字化校园建设中普遍存在的问题，通过对现有国内各大数字化校园体系进行分析，使用SOA和云计算虚拟化等技术，搭建一个基于SOA的高校数字化校园模型。在这个分析过程中，首先是重新安排各类基础设施资源，利用云计算的虚拟化技术，使得各部门能够对硬件资源进行按需调用。其次是在SOA的架构模式下，建立统一的资源调度接口，消除数据孤岛现象，方便各部门互相访问以及调度各类资源。最后为了解决校内各类应用服务经常重复建设的情况，需要将各种基础设施，平台层以及应用服务资源进行虚拟化，以提高软硬件资源的利用率，实现各大高校间资源的共享。

随着近年来国内外云计算技术的不断发展和完善，推动了校园的数字化建设。作为个人用户，可以很方便地使用学校的教育资源以及信息资源，从而在教学工作上提升教学质量。

云计算模式的引入，可以大大地增强校园的网络运行能力，它可以帮助管理员和使用者整合现有的硬件设施，降低硬件采购的成本，节约在硬件方面的资金和时间的投入，使大部分的管理员和使用者能够从一大堆机器中释放出来，花费更多的精力去进行服务和创新。

四、实现关键技术

（一）SOA实现方法

SOA方法主要有的七个步骤，这七个步骤是并存的，不存在先后和连续性：

（1）领域分解：领域由一组功能区组成，可以分解为业务过程，值链，子过程和用例。

（2）创建目标服务模型：在数字化建设中，需要对建设目标和需求创建目标，在将这个目标分解成更低一级的子目标。

（3）子系统分析：完成领域分解后，对子系统进行进一步分析。

（4）服务分配：确保模型中所有的服务都归属于固定的业务目标和组件。

（5）组件规范：需要获取每个业务和技术组件的属性。

（6）选用模式构建组件和服务：建立需要电子商业模式支持的中间件。

（7）技术实现机制：需要给服务功能和组件确定实现的现实机制和环境。

（二）云计算技术

云计算的架构分为三层，分别是基础设施层，平台层以及应用层。云计算，顾名思义是一个强大的云网络，它通过连接网络中的每一个服务器，通过虚拟化技术扩展它们的能力，实现网络计算和服务，并将各自的资源相互结合起来，提供强大的计算能力和存储能力。

（1）基础设施层：通过虚化技术对各类物理资源进行抽象，是硬件资源池和管理功能的集合，实现了内部流程自动化和资源管理优化。

（2）平台层：支持用户云应用的开发，运行以及监控。一般被称为“中间件”。

（3）云应用层：云的使用者通过该层可以实现资源的获取，而使用者不需要知道资源具体在什么地方。

云计算技术里一个非常重要的技术就是虚拟化，它可以在不同层次上实现。顾名思义，通过虚拟化，可以把有限的资源虚拟化成更多的资源，例如，可以将一台计算机的资源虚拟化为多台计算机，整合成强大的资源力，实现动态负载均衡。

虚拟化技术的主要载体是虚拟机，它介于硬软件之间，但不依赖于其他运行环境，而且可以屏蔽硬件平台的一些特性，包括动态性、分布性和异构性。每个用户可以拥有相对独立的，隔离的计算机环境。系统管理员也可以方便而集中地管理硬、软件资源。

五、构建基于云计算的数字化校园SCDC模型

模型建立的首要条件是突破传统的以信息中心为中心的数字化校园管理，运用云计算实现存储信息的分布性，规模性以及信息的共享性等特点。这就需要对信息中心的服务器进行重新部署和管理，实现适合云计算的存储条件和体系结构的设计以及虚拟化的处理能力。

基于SOA的云计算数字化校园建设以面向服务为依托，在现有校园网络的基础上，对现有的纷杂的软、硬件资源通过信息技术等进行整合，通过对资源的更有效的利用，管理，最终实现教育的信息化，规范化等，把高等院校建立成一个数字的，智能的，有效的和合理的云空间。

本文所讨论的模型总体可以分成三大部分，分别是基于SOA理念架构的软件体系架构、云计算数字化校园的资源提供体系以及整个模型构建的安全保障体系。

云计算的主体和核心就三层的架构体系，包括服务IaaS层（基础设施），服务PaaS层（平台）以及服务SaaS层（软件）。IaaS层主要为PssS层提供虚拟化的硬件资源层，PaaS层主要是使用和调度虚拟化资源池的资源，SaaS层为用户提供即时需要的各种应用服务。

基于SOA的云计算数字化校园架构模型如下图所示：

图1 基于 SO A 的云计算数字化校园架构模型

六、小结

本文在研究传统高校校园信息化建设的基础上，基于了SOA技术和云计算技术，构建了数字化校园的架构模型。该模型为数字化校园的建设和发展提供了新的思路，也让大部分的管理员从繁琐的工作中解脱出来，从事创新和基本管理工作，也让用户享受到更多的资源。在今后的研究过程中，将会对模型的三层进行详细地设计以及实验验证。

（作者单位：浙江经贸职业技术学院）

作者简介

朱颖（1980年12月），浙江经贸职业技术学院，讲师。