基于国家超级计算资源建设高等教育学习云的研究与探索

摘 要：本文分析我国教育信息化建设需求，切合国家教育信息化“十二五”发展规划，把握国家超级计算长沙中心的建设契机，发挥湖南大学优质教学资源和通过网络充分整合的湖南省各高校优质资源的优势，研究将这些资源与国家超算中心稳健的服务器、海量的存储器、巨大的吞吐能力和可并行计算等IT硬件资源进行充分融合，建设高等教育学习云的可能，探索实现数字化校园、教育资源共享等教育服务平台在技术上与超算资源的对接。

关键词：超级计算；教育学习云；资源共享

中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1673-8454(2012)13-0007-03

《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》提出“建立国家教育云服务模式。充分整合现有资源，采用云计算技术，形成资源配置与服务的集约化发展途径，构建稳定可靠、低成本的国家教育云服务模式”。[1] 建立教育学习云的基石在于优质教育资源的充分共享。只有大学尤其是高水平大学发挥各自优势，建设好自己的学习云，通过网络将教育学习云的资源共享给广大的需求者，各学习云通过高速互联的网络整合起来，才能形成蔚然大观的国家教育云。

一、湖南省建设高等教育学习云的必要性

1．建设高等教育学习云是国家教育信息化建设与发展的需要

党和国家高度关心和支持教育信息化的建设与发展。上世纪90年代以来，国家实施了一系列重大工程和政策措施，在CERNET/CERNET II及教育信息化方面先后投入数十亿元，我国的教育信息化建设取得了快速和持续的发展。教育学习云是信息化公共支撑体系的重要组成部分，而建设信息化公共支撑环境、提升公共服务能力和水平，是推进教育信息化的基础工程和关键环节。

2.建设高等教育学习云是全面落实国家教育信息化中长期发展规划的需要

今年3月，教育部正式颁布了《教育信息化十年发展规划（２０１１－２０２０年）》，提出超前部署教育信息网络，实施中国教育和科研计算机网（CERNET）升级换代。支持IPv6协议，IPv6互联网和现有IPv4互联网实现互联互通。建立国家教育云服务模式。充分整合现有资源，采用云计算技术，形成资源配置与服务的集约化发展途径，构建稳定可靠、低成本的国家教育云服务模式。支撑优质资源全国共享和教育管理信息化，可同时为IPv4和IPv6用户提供教育基础云服务。[1]可见，建设高等教育学习云是落实国家教育信息化中长期发展规划的重要内容。

3.建设高等教育学习云是湖南建设“教育强省”的需要

湖南拥有高等教育机构100余所，普通教育机构达2万多所，一直是全国教育大省。然而，由于种种原因，CERNET在湖南的发展不尽如人意。湖南省高校的CERNET接入使用率约为45%，且接入带宽普遍偏低。除湖南大学、中南大学以1000M接入外，大部分学校接入带宽均低于34M。事实证明，低于100M的连接带宽无法满足高校规模性资源共建共享的基本需要。作为国家重点资金支持的CNGI建设主力的CERNET II建设项目，目前湖南省仅有国防科技大学、湖南大学、中南大学全网实现IPv6技术升级，湖南师范大学等少数几所高校接入了IPv6技术支撑的CERNET II。上述教育信息化基础条件的约束，已在很大程度上阻碍了湖南省高校之间、湖南高校与全国高校之间的联系与交流、资源的互访与共享，制约着湖南省教育信息化的建设与可持续发展。湖南高校的发展迫切需要从信息化建设来破局，以此助推“教育强省”建设。

二、湖南大学建设高等教育学习云的可行性

1.国家超级计算中心的建设提供了云计算能力和传输能力

2009年12月，湖南省人民政府下发文件，批复在湖南大学建设国家超级计算长沙中心，项目共计划投资6.7亿，按远期一千万亿次的计算能力设计；2010年8月，正式启动项目建设；2011年11月，中心的实际计算能力已经突破1372万亿次/秒。同年，湖南大学与湖南广电签署了10年的光纤租用协议，开始配套建设覆盖全省的1000M高速光纤传输骨干网络，将湖南省政府投资建设的超级计算资源共享给全省的教育和科研机构。

2.湖南大学优质资源与国家超级计算资源的充分整合是湖南大学教育学习云应用示范项目的关键

湖南大学拥有实力雄厚的理工类学科、特色鲜明的经济、管理类学科、发展迅速的人文学科的优质教学资源，和以千年学府浓郁的学习氛围、敢为人先的湖湘文化精髓为代表的独特软资源，将这些资源与国家超算中心稳健的服务器、海量的存储器、巨大的吞吐能力和可并行计算等IT硬件资源进行充分整合，实现数字化校园、教育资源共享等教育服务平台在技术上与超算资源对接，是国家教育云湖南中心项目建设的关键所在。

3.湖南大学具备承担大型信息化建设项目的良好基础和丰富经验

目前，湖南大学建成了全网支持IPv6的校园网，校园网设备先进，万兆骨干地面有线网已全覆盖所有校区，无线校园网也已同步覆盖，校园网联网计算机达3万余台，出口带宽4000M，数字化校园已初具规模，具备了良好的教育信息化建设基础。此外，湖南大学在计算机及网络领域与社会各界有着广泛合作。2007年，与中国银行合作，建成了湖南大学一卡通数字校园系统；2008年，与中国移动合作，建成了湖南大学移动数字化校园，实现了校园无线网全覆盖和支持学校各应用系统向手机等智能移动终端迁移的统一移动应用系统服务平台；2010年，与湖南广电合作共建“三网融合”湖南高校视频服务平台，并已于近期完成平台建设，开始在湖南大学试点IPTV网络电视服务，积累了丰富的大型信息化项目建设经验。

三、高等教育学习云的建设目标、建设原则及总体思路

建设目标：充分利用国家超算中心的云计算和云存储技术资源，新建和整合全校乃至全省的高等教育优质资源并呈现于教育基础网络上，形成区域云；利用 Web Service接口技术实现云内异构资源之间的融合，形成公共云；对终端用户——学生提供有效的推送模式，建设教育科研资源示范基地——湖南大学教育学习云应用示范中心，形成面向湖南大学学生、进而推广到省内外高校大学生的运营模式，推动优质教育资源共享和教育的均衡发展。