李祎

（江漢大學(xué)教務(wù)處，湖北 武漢 430056）

近幾年伴隨著高校擴(kuò)招，高校的辦學(xué)場地與資源都不同程度地出現(xiàn)緊張的情況。因此，通過高校教務(wù)信息系統(tǒng)這一信息化手段，將常規(guī)的、繁瑣的事務(wù)性工作通過信息系統(tǒng)加以管理，極大地提高了教務(wù)管理部門的工作效率，在高校的日常管理工作中發(fā)揮著重要的作用。但是在實際管理工作中，由于硬件部署與高校工作周期性的沖突，往往導(dǎo)致其性能不能有效發(fā)揮，或者出現(xiàn)資源極大浪費。而伴隨著云計算技術(shù)的發(fā)展，通過該技術(shù)來部署高校教務(wù)信息系統(tǒng)將有可能緩解這一矛盾，本文將從優(yōu)勢與不足兩個方面加以分析。

1 高校教務(wù)信息系統(tǒng)的特點

一般高校內(nèi)常見的教務(wù)信息系統(tǒng)，其主要功能都相對一致，即管理著全校的各類教學(xué)資源與信息數(shù)據(jù)?？傮w來看，一般會具有以下幾類特點。

1.1 周期性

高校的教學(xué)管理活動往往具有明顯的周期特點，尤其是在學(xué)年制高校中，這一特點尤為突出。學(xué)校通常在學(xué)期初與學(xué)期末面臨業(yè)務(wù)需求高峰，例如課表編排、學(xué)生選課、期末考試與成績記載等。由于這些教務(wù)管理工作具有較強的時限性，因此這類教學(xué)信息數(shù)據(jù)的增量具有明顯的周期性。

1.2 數(shù)據(jù)量大

高校教務(wù)系統(tǒng)在使用過程中，會產(chǎn)生大量的過程數(shù)據(jù)。例如，每個學(xué)期都會生成大量的課表數(shù)據(jù)，而一旦開始學(xué)生選課，選課數(shù)據(jù)將在課表數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，以指數(shù)方式遞增，再加上學(xué)期末產(chǎn)生的考務(wù)數(shù)據(jù)、成績數(shù)據(jù)，這一數(shù)據(jù)量非常驚人。以武漢市某市屬綜合性高校為例，從2007年開始引入某通用版本的教務(wù)管理系統(tǒng)，當(dāng)時一年的數(shù)據(jù)庫大小不超過500M，而截止到2013年12月，其運行數(shù)據(jù)庫容量已經(jīng)超過了30G，平均年增長率達(dá)到79%。

1.3 負(fù)載不均衡

由于高校教務(wù)管理工作的周期性特點，使得在幾個大數(shù)據(jù)量業(yè)務(wù)的處理周期內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)流量需求與服務(wù)器硬件的負(fù)載非常不均衡。例如選課、排課、排考時，網(wǎng)絡(luò)流量與服務(wù)器壓力巨大，如果維護(hù)不當(dāng)，服務(wù)停止或當(dāng)機的情況都有可能發(fā)生。而在其他時間，普通業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)處理量，往往導(dǎo)致硬件資源過于空閑。

2 云計算的優(yōu)點

云計算是近幾年在IT領(lǐng)域的新興熱點技術(shù)，狹義來講，人們往往理解為云存儲和分布式計算。但如果從云計算的發(fā)展來看，實際上其概念的范疇要大得多：云存儲的前身是數(shù)據(jù)倉庫，分布式計算又與網(wǎng)格計算密不可分，再加上云計算發(fā)展的幾個層次：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）、平臺即服務(wù)（PaaS）和軟件即服務(wù)（SaaS），云計算家族可謂是枝繁葉茂。而由于云計算技術(shù)是建立在高速的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展基礎(chǔ)之上，因此其功能特點也具有顯著的網(wǎng)絡(luò)特性。

2.1 分布性

云計算技術(shù)的發(fā)展離不開高速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，分布式網(wǎng)絡(luò)（或稱為網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)）的出現(xiàn)，最初是以解決網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡問題與提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性為目標(biāo)，目前已成為了云計算技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)技術(shù)之一。

2.2 透明性

云計算的服務(wù)實現(xiàn)是建立在分散的網(wǎng)絡(luò)之上，因此云計算技術(shù)通過建立虛擬機或中間層平臺等虛擬化手段來滿足對客戶的應(yīng)用需求。這一過程對于客戶而言完全透明，換言之，客戶并不清楚也不需要知道云計算平臺的物理位置與分布架構(gòu)，只需要獲取許可即可獲得服務(wù)。

2.3 易擴(kuò)展性

云計算技術(shù)是將海量的資源予以分配，因此理論上可以瞬間實現(xiàn)客戶突然增加的業(yè)務(wù)需求。仍以武漢市某市屬綜合性高校為例，該校教務(wù)管理網(wǎng)站平時的訪問量不足100次/小時，但在選課季時，其訪問量可能會增加千倍，學(xué)校雖然事先通過臨時調(diào)配服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載設(shè)備來滿足激增的訪問需求，但維護(hù)工作量巨大，而且在該選課結(jié)束后，還要將臨時增加的硬件設(shè)備移除，維護(hù)人員苦不堪言。但如果該網(wǎng)站建立在云計算平臺上，那么事情就簡單得多，用戶僅需要事先租用所需的硬件和網(wǎng)絡(luò)資源，就可以立即實現(xiàn)該網(wǎng)站負(fù)載性能的擴(kuò)展。而使用完畢，只需結(jié)束租期即可完成硬件資源的釋放。

2.4 易維護(hù)性

云計算的硬件架構(gòu)與用戶無關(guān)，因此對于網(wǎng)絡(luò)、硬件和軟件配置方面，用戶完全不需要參與。維護(hù)人員所有的維護(hù)工作僅限于在云計算平臺上的應(yīng)用程序?qū)用妫虼司S護(hù)工作量相比傳統(tǒng)配置而言非常少，甚至對維護(hù)人員的需求量也大幅降低。

2.5 經(jīng)濟(jì)性

由于云計算技術(shù)的易擴(kuò)展性，因此對其租用費用的計算更加靈活，其經(jīng)濟(jì)性也非常明顯。仍以上述的高校為例，當(dāng)該校進(jìn)入學(xué)生選課季時，3臺服務(wù)器滿負(fù)載運行仍無法滿足性能需求，但一旦選課結(jié)束，服務(wù)器的性能又明顯過剩。因此，如果租用云計算服務(wù)，在忙時只需要租用更多的計算服務(wù)，在閑時則租用較少的計算服務(wù)即可。這可以通過下面的簡單算式來反映實際使用費用的區(qū)別，假設(shè)：

為了滿足忙時（選課季）激增千倍的性能需求，需要10臺服務(wù)器和1臺負(fù)載均衡設(shè)備，而閑時（非選課季）僅需要1臺服務(wù)器；每臺服務(wù)器的價格為1萬元，負(fù)載均衡設(shè)備的價格為10萬元，使用年限為5年；租用1臺服務(wù)器的月租金為285元（按2014年2月百度推廣中的某云計算提供商的租金計算，租用平臺的配置為：CPU：2Core，內(nèi)存：2G，磁盤：100G，鏈路：4線BGP，帶寬：5M）。

（1）傳統(tǒng)的硬件配置方案，其5年的使用費用為硬件采購的全部費用，即1萬元*10臺+10萬元=20萬元。

（2）假設(shè)忙時在全年占據(jù)6個月時間，閑時在全年占據(jù)6個月時間，那么在忙時租用10臺服務(wù)器服務(wù)，閑時租用1臺服務(wù)器服務(wù)，則租用云計算應(yīng)用5年的費用為：（0.028 5萬元*10臺*6月+0.028 5萬元*6月）*5年=9.4萬元，比傳統(tǒng)配置下的費用下降53%。

（3）實際上，高校的忙時業(yè)務(wù)需求，除掉約占2個月的選課季外，再加上課表編排、考試安排與成績記載等業(yè)務(wù)，在全年一般只占用4個月左右的時間，所以上式可以稍加修改為：（0.028 5*10*4+0.028 5*8）*5=6.84萬元。此時，租用云計算應(yīng)用的費用比2.5.2下降27%，且只占到傳統(tǒng)配置下費用的34%，經(jīng)濟(jì)性顯得非常驚人。

3 高校教務(wù)信息系統(tǒng)采用云計算應(yīng)用可能遇到的問題

在高校教務(wù)信息系統(tǒng)采用云計算應(yīng)用時，仍有可能遇到一些問題。云計算應(yīng)用雖然解決了物理存儲與服務(wù)器管理的難題，但是由于其存儲物理位置的分散性，使得云計算服務(wù)的可靠性與數(shù)據(jù)安全成為不容忽視的影響因素。

3.1 服務(wù)的可靠性

由于數(shù)據(jù)的存儲轉(zhuǎn)移到了云計算空間，因此云計算服務(wù)商的實力與可靠性成為了制約數(shù)據(jù)庫性能的首要因素之一，例如2013年3月，著名的谷歌云服務(wù)Google Drive就曾出現(xiàn)了17小時的故障，從18日開始，很多用戶在試圖訪問其Drive文檔和文件時，出現(xiàn)加載緩慢或者超時的情況，這大約持續(xù)了約三小時。一天后，第二次Google Drive中斷讓一些用戶在約兩小時內(nèi)無法訪問該服務(wù)。這兩天后，Google Drive再次停機12小時。實際上，關(guān)于云計算服務(wù)的故障案例，甚至可以追溯到2009年。

因此，必須要考慮對云計算服務(wù)商進(jìn)行必要的評估和選擇，另外應(yīng)建立基本的備用方案。

3.2 數(shù)據(jù)的安全

云計算服務(wù)商通過硬件或軟件來實現(xiàn)物理磁盤的邏輯化，雖然對用戶而言，其物理存儲的地址及其維護(hù)是透明的，無需用戶關(guān)注。但也因此，用戶無法知道自己的數(shù)據(jù)到底儲存在什么地方，其安全性無法得到評估。如果同一物理介質(zhì)出現(xiàn)了故障，那么在其上建立的邏輯磁盤顯然難以獨善其身，另外還有由于系統(tǒng)漏洞導(dǎo)致的安全問題等，這些情況所造成的破壞影響，就已經(jīng)超出了客戶所能控制的范圍。

3.3 網(wǎng)絡(luò)開銷的影響

由于所有的數(shù)據(jù)和服務(wù)都將由異地的云計算服務(wù)商提供，那么必然導(dǎo)致所有的訪問都將產(chǎn)生出口流量。這對于普通個體用戶而言，似乎無關(guān)緊要，但對于業(yè)務(wù)高度集中的高校管理部門而言，這種訪問都必須經(jīng)過高校網(wǎng)絡(luò)出口的路由轉(zhuǎn)換。而出口帶寬往往由于租用費用的原因，顯得非常的珍貴，所以網(wǎng)絡(luò)開銷也將成為云計算應(yīng)用的制約因素之一。

4 結(jié)語

由此可見，如果高校的辦學(xué)規(guī)模不大，應(yīng)用功能相對簡單，業(yè)務(wù)負(fù)載壓力較輕，那么選擇傳統(tǒng)的硬件配置更有利于成本的控制，其維護(hù)管理壓力也不大。但如果高校面臨諸如從學(xué)分制向?qū)W年制轉(zhuǎn)軌等重大變革時，那么選擇云計算應(yīng)用，相比傳統(tǒng)硬件配置架構(gòu)會更加靈活和方便，資源的利用率也更高。所以，從總體的趨勢來看，選擇云計算應(yīng)用至少在當(dāng)前具有相當(dāng)誘人的優(yōu)勢，而隨著云技術(shù)本身的不斷完善，相信后續(xù)的云計算服務(wù)也會更加合理和可靠。

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