肖春光

（廣東省深圳市寶安區(qū)教育科學(xué)研究培訓(xùn)中心，廣東深圳 518101）

一、建設(shè)區(qū)域教育云服務(wù)數(shù)據(jù)中心的意義

2013年，國家出臺(tái)了《國家教育管理信息系統(tǒng)建設(shè)總體方案》和《省級(jí)教育數(shù)據(jù)中心建設(shè)指南》。北京、上海、江蘇等省市也出臺(tái)了相應(yīng)的政策支持教育云的發(fā)展，廣東省人民政府辦公廳《關(guān)于加快推進(jìn)我省云計(jì)算發(fā)展的意見》（粵府辦[2012]84 號(hào)）把建設(shè)教育云確定為七大重點(diǎn)示范應(yīng)用項(xiàng)目之一，《廣東省教育信息化發(fā)展“十二五”規(guī)劃》也把教育云建設(shè)確定為五大行動(dòng)計(jì)劃之一，深圳市和寶安區(qū)等多個(gè)城市及地區(qū)均把教育云納入十二五發(fā)展規(guī)劃的重點(diǎn)推進(jìn)工作。政府的重視給區(qū)域教育云數(shù)據(jù)中心建設(shè)的發(fā)展帶來廣闊的前景。

很多地區(qū)已建成教育寬帶城域網(wǎng)，高標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)了“寬帶網(wǎng)絡(luò)校校通”和“優(yōu)質(zhì)資源班班通”，但同時(shí)也出現(xiàn)了重復(fù)建設(shè)、資源貧富懸殊、“學(xué)習(xí)空間個(gè)性化人人通”難于普及等問題。國家“十二五”期間重點(diǎn)推進(jìn)“三通兩平臺(tái)”和“兩級(jí)建設(shè)、五級(jí)應(yīng)用”平臺(tái)推進(jìn)體系建設(shè)都對(duì)區(qū)域教育云服務(wù)數(shù)據(jù)中心建設(shè)提出了迫切的需求。統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)區(qū)域教育云服務(wù)數(shù)據(jù)中心，打破并超越孤立數(shù)字校園的分散建設(shè)模式，節(jié)約分散建設(shè)模式下的巨額建設(shè)及運(yùn)維成本，通過區(qū)域教育信息化頂層設(shè)計(jì)整體推進(jìn)的策略和資源集約化使用和治理的云計(jì)算和云服務(wù)等先進(jìn)技術(shù)手段，提高區(qū)域教育云服務(wù)平臺(tái)的容錯(cuò)性、伸縮性和動(dòng)態(tài)性，從而保障和提升平臺(tái)的整體服務(wù)質(zhì)量及水平，為區(qū)域教育用戶提供優(yōu)質(zhì)、個(gè)性化的綜合信息服務(wù)，避免了多級(jí)重復(fù)建設(shè)。

二、區(qū)域教育云服務(wù)數(shù)據(jù)中心的定義

“云服務(wù)”是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動(dòng)態(tài)易擴(kuò)展且經(jīng)常是虛擬化的資源[1]?！皡^(qū)域教育云服務(wù)”是指通過區(qū)域教育信息化頂層設(shè)計(jì)整體推進(jìn)的策略和資源集約化使用和治理等云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)，將現(xiàn)有的信息化教育資源、教育應(yīng)用和基礎(chǔ)設(shè)施整合、集成為一個(gè)巨大的虛擬資源池，向區(qū)域內(nèi)各級(jí)各類學(xué)校、師生、民眾提供云服務(wù)。“區(qū)域教育云服務(wù)數(shù)據(jù)中心”是面向區(qū)域教育云服務(wù)平臺(tái)的載體，用戶申請(qǐng)的各項(xiàng)云服務(wù)均通過區(qū)域云服務(wù)數(shù)據(jù)中心來提供，各種云資源均由區(qū)域云服務(wù)數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一調(diào)度和分配[2]。因此，區(qū)域教育云服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)應(yīng)以區(qū)域教育云服務(wù)數(shù)據(jù)中心為支撐，把建立教育云服務(wù)數(shù)據(jù)中心作為平臺(tái)建設(shè)工作的重點(diǎn)，從而保證云服務(wù)的有效供給。

三、區(qū)域教育云服務(wù)數(shù)據(jù)中心的技術(shù)架構(gòu)

區(qū)域教育云服務(wù)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)遵循“資源集約化使用和治理”的云計(jì)算核心本質(zhì)，采用“1+N”彈性云架構(gòu)、云服務(wù)架構(gòu)、WOA 架構(gòu)、OGSA 架構(gòu)、背景感知計(jì)算、內(nèi)容聚合計(jì)算、展現(xiàn)配件渲染計(jì)算、OLAM 等技術(shù)，確保平臺(tái)高可用、高擴(kuò)展、高安全、高性能，并能科學(xué)地構(gòu)造智能化、體系化、網(wǎng)格化的教育服務(wù)云。各專業(yè)化應(yīng)用服務(wù)可隨時(shí)被云化、推送到云端；未來還可為全區(qū)學(xué)生提供專業(yè)化“云到端”的“電子書包”云服務(wù)，按照標(biāo)準(zhǔn)體系、隨需擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)真正的彈性化。

深圳市寶安區(qū)于2009年建設(shè)寶安教育云服務(wù)平臺(tái)的同時(shí)新建了區(qū)教育云服務(wù)數(shù)據(jù)中心，涵蓋了基礎(chǔ)設(shè)施、公共軟件平臺(tái)、信息安全、技術(shù)服務(wù)與運(yùn)行、維護(hù)體系等各方面的設(shè)計(jì)和建設(shè)，建設(shè)的范圍與內(nèi)容與2013年頒發(fā)的《省級(jí)教育數(shù)據(jù)中心建設(shè)指南》的指導(dǎo)表基本吻合[3]，本文通過實(shí)例驗(yàn)證了《省級(jí)教育數(shù)據(jù)中心建設(shè)指南》在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域推進(jìn)區(qū)域教育云服務(wù)數(shù)據(jù)中心建設(shè)過程的指導(dǎo)性和實(shí)操性，基礎(chǔ)教育領(lǐng)域區(qū)域教育云服務(wù)數(shù)據(jù)中心的建設(shè)可依該指南為藍(lán)本，根據(jù)實(shí)際規(guī)模的大小及應(yīng)用服務(wù)保障的需求級(jí)別進(jìn)行整體規(guī)劃及分期建設(shè)。

寶安區(qū)教育云服務(wù)數(shù)據(jù)中心的總體技術(shù)路線：

1.“1+N”彈性云架構(gòu)技術(shù)，即一個(gè)云聚合中間件平臺(tái)、N 種信息資源。云計(jì)算的核心本質(zhì)為資源聚合，而且是大量復(fù)雜資源的整合及聚合，其資源聚合過程就是一個(gè)資源抽象、概括、類化的過程，云端用戶看到的就是良好的服務(wù)，對(duì)于后面復(fù)雜資源的聚合過程，云端用戶沒有必要知道，它主要是由“云聚合中間件”完成。

2.云服務(wù)架構(gòu)技術(shù)，即為云端可尋址的服務(wù)生成、共享、編目和治理機(jī)制，實(shí)現(xiàn)各類資源的服務(wù)化封裝，確保教育云平臺(tái)具有極強(qiáng)的松耦合和可組合性，便于系統(tǒng)可以無限擴(kuò)展、隨需重組。全面支持JavaEE 應(yīng)用、.net應(yīng)用、移動(dòng)應(yīng)用、流媒體應(yīng)用、郵件系統(tǒng)、短信彩信平臺(tái)等異構(gòu)系統(tǒng)的整合及聚合，真正實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)、跨機(jī)構(gòu)、跨體系的整合、聚合和應(yīng)用。

3.WOA 架構(gòu)技術(shù)，即為面向Web、面向WAN、第二代SOA 架構(gòu)技術(shù)，它汲取了B/S 結(jié)構(gòu)、RIA 架構(gòu)和SOA 架構(gòu)的核心優(yōu)勢，并為教育云平臺(tái)的云端用戶提供了良好的操作體驗(yàn)，確保教育云平臺(tái)具有協(xié)同性、可重用性、可組合性、服務(wù)可尋址性、適應(yīng)性、自治性、松耦合等先進(jìn)特性。

4.背景感知計(jì)算技術(shù)，即能夠感知用戶背景，主動(dòng)為其提供最合適的定制內(nèi)容、產(chǎn)品或服務(wù)，采用背景感知計(jì)算技術(shù)自動(dòng)感知各個(gè)教育用戶群體的操作習(xí)慣，實(shí)現(xiàn)不同用戶登錄到教育云平臺(tái)后，所看到的個(gè)人桌面和常用功能完全不一樣，為角色不同的各級(jí)教育用戶提供良好的操作體驗(yàn)。

5.內(nèi)容聚合計(jì)算技術(shù)，采用內(nèi)容聚合計(jì)算(Content Mashup Computing)技術(shù)，即能夠聚合各教育子系統(tǒng)的各種信息資源，如：常用功能聚合、待辦任務(wù)聚合、子系統(tǒng)報(bào)表聚合、子系統(tǒng)消息聚合、子系統(tǒng)日志聚合，改被動(dòng)為主動(dòng)，打破以往的“人找信息、人找任務(wù)”的應(yīng)用模式，創(chuàng)新“信息找人、任務(wù)找人”的教育應(yīng)用新模式。

6.OLAM 技術(shù)，即在線分析挖掘技術(shù)，融合了OLAP和Data Mining 技術(shù)，能夠針對(duì)數(shù)據(jù)集市中的各類面向主題的數(shù)據(jù)集，通過配置自動(dòng)生成各類數(shù)據(jù)魔方(Cube)，以快速形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)魔方池，提供面向主題的展現(xiàn)圖表，確保教育云平臺(tái)不僅擁有實(shí)時(shí)的業(yè)務(wù)運(yùn)行頂層監(jiān)控功能，而且擁有在線分析挖掘功能，能夠有效模擬、預(yù)測未來的業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢，為管理決策、宏觀調(diào)控提供依據(jù)。

7.OGSA 架構(gòu)技術(shù)，即網(wǎng)格服務(wù)架構(gòu)技術(shù)，以多個(gè)站類、多級(jí)站點(diǎn)和多種頻道為三維架構(gòu)模型，同時(shí)支持虛擬化網(wǎng)格式的站群部署、物理化網(wǎng)格式的站群部署兩種部署模式，構(gòu)建教育門戶網(wǎng)站群，為社會(huì)公眾、學(xué)生家長提供家?；?dòng)服務(wù)、教育信息服務(wù)。

8.4W訪問控制技術(shù)，即從Who、When、Where、What 四個(gè)維度進(jìn)行細(xì)粒度訪問行為控制，云端用戶在不同的時(shí)間、在教育公共云及教育專有云中所擁有的資源訪問權(quán)限是不同的、所擁有的虛擬化個(gè)人桌面內(nèi)容是不同的。

9.Hyper-V 虛擬化技術(shù)，即采用微軟Windows Server Hyper-V、Virtual Machine Manager 及Self-Service Portal 構(gòu)建了虛擬化生態(tài)服務(wù)器平臺(tái)，在單一物理服務(wù)器虛擬成數(shù)個(gè)獨(dú)立的邏輯服務(wù)器，按需動(dòng)態(tài)設(shè)置CPU 個(gè)數(shù)、虛擬機(jī)內(nèi)存、虛擬硬盤大小，支持動(dòng)態(tài)遷移、故障轉(zhuǎn)移集群和群集共享卷。

10.IaaS、PaaS、SaaS 動(dòng)態(tài)融合技術(shù)，動(dòng)態(tài)融合IaaS 層的NOSQL 云盤存儲(chǔ)服務(wù)、PaaS 層的共享交換服務(wù)及信息資源池的創(chuàng)建與管理服務(wù)、SaaS 層的各種專業(yè)化的應(yīng)用服務(wù)及網(wǎng)絡(luò)化的信息服務(wù)，以形成面向11 類教育用戶群體的綜合云服務(wù)體系。

四、寶安區(qū)教育云服務(wù)數(shù)據(jù)中心的創(chuàng)新及應(yīng)用成效

寶安區(qū)教育云服務(wù)數(shù)據(jù)中心的核心優(yōu)勢和創(chuàng)新水平如下：

1.打造“一個(gè)平臺(tái)”，全面利用“1+N”彈性云架構(gòu)、云服務(wù)架構(gòu)、WOA 架構(gòu)、OGSA 架構(gòu)、背景感知計(jì)算、內(nèi)容聚合計(jì)算、OLAM 分析挖掘等技術(shù)整合及聚合所有教育信息資源，包括：教育電子政務(wù)、虛擬數(shù)字校園、網(wǎng)絡(luò)社區(qū)服務(wù)，是業(yè)界領(lǐng)先的教育云平臺(tái)解決方案。

2.提供“兩類云服務(wù)”，即教育專用云服務(wù)、社會(huì)公共云服務(wù)；為教育管理人員、教育科研人員、學(xué)校管理人員、教師、學(xué)生等云端用戶提供全面的辦公服務(wù)、溝通服務(wù)、云盤服務(wù)、管理服務(wù)、決策服務(wù)、教研服務(wù)、教學(xué)服務(wù)、學(xué)習(xí)服務(wù)等；為學(xué)生家長、社會(huì)公眾提供即時(shí)的家?；?dòng)服務(wù)、教育信息服務(wù)等。

3.構(gòu)建“三個(gè)一站式”，即一站式登錄、一站式管理、一站式服務(wù)，將接入教育云平臺(tái)的所有子系統(tǒng)的單點(diǎn)認(rèn)證、訪問控制、系統(tǒng)管理、云端服務(wù)進(jìn)行一站式提供，使云端用戶所得到的服務(wù)更加便捷、體驗(yàn)更加良好。

4.確?！八拇笸ā保瓷矸萃?、數(shù)據(jù)通、應(yīng)用通、門戶通，使區(qū)域化的教育綜合云服務(wù)中心得以順利建成，它們既相對(duì)獨(dú)立，又能關(guān)聯(lián)互動(dòng)；使區(qū)域化的數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)共享、服務(wù)共享、多級(jí)協(xié)同、覆蓋大教育體系得以實(shí)現(xiàn)。

5.遵照“五大化”，即平臺(tái)化、系統(tǒng)化、服務(wù)化、標(biāo)準(zhǔn)化、個(gè)性化的建設(shè)指導(dǎo)方針，采用從應(yīng)用基礎(chǔ)平臺(tái)的平臺(tái)化、系統(tǒng)化，到云資源（數(shù)據(jù)資源、應(yīng)用資源）的服務(wù)化、標(biāo)準(zhǔn)化，再到云端用戶享受服務(wù)的個(gè)性化等多位一體的頂層設(shè)計(jì)。

6.實(shí)現(xiàn)“六統(tǒng)一”，即統(tǒng)一身份認(rèn)證機(jī)制、統(tǒng)一訪問控制機(jī)制、統(tǒng)一資源聚合機(jī)制、統(tǒng)一資源共享機(jī)制、統(tǒng)一門戶管理機(jī)制、統(tǒng)一頂層監(jiān)控機(jī)制，使得面向區(qū)域化的教育綜合云服務(wù)體系不僅能夠建立起來，而且能夠滿足未來不斷發(fā)展的教育信息化需求。

7.開辟“七大”創(chuàng)新

(1)創(chuàng)新了“以用戶為導(dǎo)向”的建設(shè)模式，順應(yīng)了教育轉(zhuǎn)型中教育多元化和個(gè)性化的需求，符合區(qū)域教育信息化科學(xué)發(fā)展的趨勢；

(2)創(chuàng)新了信息化支撐教育公平的模式，該平臺(tái)全面支撐區(qū)域內(nèi)所有公辦教育、民辦教育、社區(qū)教育、成人職業(yè)教育、家庭教育等大教育體系，有力促進(jìn)了區(qū)域教育的均衡和公平發(fā)展，提高了教育信息化的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益；

(3)創(chuàng)新了三級(jí)協(xié)同工作模式，該平臺(tái)建設(shè)覆蓋“區(qū)/街道/學(xué)校（社區(qū)）”三級(jí)教育管理體系，實(shí)現(xiàn)了“自上而下”和“自下而上”的信息資源流通和協(xié)同工作，提高了資源利用效率和工作效果；

(4)創(chuàng)新了信息資源共建模式，該平臺(tái)順應(yīng)信息時(shí)代的潮流，站在“主動(dòng)貢獻(xiàn)取代被動(dòng)消費(fèi)”革命的最前沿，抓住用戶對(duì)象“樂于為內(nèi)容作建設(shè)和評(píng)估，使用數(shù)字媒介表達(dá)自己的觀點(diǎn)”的特點(diǎn)，鼓勵(lì)師生主動(dòng)貢獻(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源；

(5)創(chuàng)新了信息資源應(yīng)用模式，實(shí)現(xiàn)了“信息找人、任務(wù)找人”，提升了電子業(yè)務(wù)的智慧能力；

(6)創(chuàng)新了內(nèi)部資源和外部資源有機(jī)整合的機(jī)制，在該平臺(tái)中，整合了微軟Live@EDU、寶安區(qū)數(shù)字圖書館資源等一些公益性的免費(fèi)優(yōu)質(zhì)資源和工具平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了互動(dòng)雙贏的目的；

(7)創(chuàng)新了教育公共服務(wù)模式，內(nèi)網(wǎng)門戶網(wǎng)站為教育系統(tǒng)內(nèi)用戶提供服務(wù)，外網(wǎng)門戶網(wǎng)站按照電子政務(wù)公開的要求，為廣大市民提供了豐富的便民服務(wù)項(xiàng)目，從而提升了教育信息化為社會(huì)信息化服務(wù)的能力(如圖1)。

圖1 寶安教育云服務(wù)平臺(tái)框架圖

寶安教育云平臺(tái)于2011年9月29 日正式開通運(yùn)行，是一個(gè)典型的IaaS、PaaS 及SaaS 融匯一體的綜合云服務(wù)平臺(tái)。平臺(tái)成功實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)數(shù)字化校園從孤立、物理、實(shí)體化建設(shè)向區(qū)域、虛擬、云化建設(shè)的轉(zhuǎn)型，建成了區(qū)域教育云服務(wù)數(shù)據(jù)中心，統(tǒng)一為全區(qū)提供公共的教育信息化云服務(wù)。平臺(tái)采用了“1+N”彈性云架構(gòu)、云服務(wù)、WOA 架構(gòu)、OGSA 架構(gòu)、背景感知計(jì)算、內(nèi)容聚合計(jì)算、展現(xiàn)配件渲染計(jì)算、OLAM 等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了從IaaS、PaaS、SaaS 三個(gè)層面的虛擬化、彈性化、服務(wù)化，統(tǒng)一了數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、共享標(biāo)準(zhǔn)、安全標(biāo)準(zhǔn)、使用標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，有效聚合了20 多個(gè)IT 系統(tǒng)的應(yīng)用資源及數(shù)據(jù)資源。通過服務(wù)器虛擬集群、存儲(chǔ)、負(fù)載均衡、防火墻等核心設(shè)備集中部署在全區(qū)統(tǒng)一規(guī)劃建設(shè)的教育云服務(wù)數(shù)據(jù)中心，全區(qū)11 類用戶均有各自的個(gè)性化虛擬桌面門戶（人人有個(gè)性化工作桌面）。教育局、督導(dǎo)室、教科培中心、6 個(gè)街道教育辦、6 個(gè)街道教研中心、340 多所學(xué)校都能均等擁有各自的功能強(qiáng)大且可自定義的虛擬化數(shù)字平臺(tái)網(wǎng)站功能（校校為虛擬化數(shù)字校園），惠及全區(qū)教育管理人員、教育科研人員、師生及家長50 余萬人，率先在我國基礎(chǔ)教育領(lǐng)域取得了典型的云計(jì)算技術(shù)的應(yīng)用效果，榮獲了“2011 中國城市信息化成果應(yīng)用獎(jiǎng)”的殊榮，提升了區(qū)域教育現(xiàn)代化水平。

五、區(qū)域教育云服務(wù)數(shù)據(jù)中心的發(fā)展展望

區(qū)域教育云服務(wù)數(shù)據(jù)中心建設(shè)的宗旨是提供豐富、優(yōu)質(zhì)的教育云服務(wù)。十二五期間，寶安區(qū)將繼續(xù)在現(xiàn)有教育云服務(wù)平臺(tái)的基礎(chǔ)上，通過暢通渠道及引進(jìn)企業(yè)等源頭活水方式，充分應(yīng)用云計(jì)算技術(shù)，有效完成與深圳教育云(鵬云、中國習(xí)網(wǎng))、微軟教育云、省部級(jí)教育資源云等各類教育資源、完成與市大學(xué)城圖書館、區(qū)圖書館等第三方社會(huì)資源的深度融合，實(shí)現(xiàn)寶安教育云服務(wù)平臺(tái)各項(xiàng)應(yīng)用的全面拓展和云間資源直通。通過試點(diǎn)建設(shè)3-5 所智慧校園，由智慧校園擔(dān)當(dāng)試驗(yàn)田先鋒，牢牢把握信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合的核心理念，通過教育信息化推動(dòng)教育教學(xué)的改革，由試點(diǎn)的學(xué)校繼續(xù)探索適合區(qū)內(nèi)學(xué)校教育、教學(xué)、科研、管理、資源、績效分析等方面的特色及亮點(diǎn)應(yīng)用，依托已有的教育云服務(wù)平臺(tái)不斷把智慧校園試點(diǎn)成功的應(yīng)用及特色亮點(diǎn)通過平臺(tái)接口云化，推廣覆蓋全區(qū)所有公、民辦學(xué)校、幼兒園，點(diǎn)面結(jié)合，不斷優(yōu)化實(shí)現(xiàn)“三通兩平臺(tái)”，挖掘平臺(tái)的新鮮應(yīng)用供給。強(qiáng)化用戶使用體驗(yàn)，尤其是資源應(yīng)用與用戶智能背景的智能感知關(guān)聯(lián)，全面實(shí)現(xiàn)“人人通”。通過區(qū)域推進(jìn)的信息化手段嘗試解決非戶籍人口嚴(yán)重倒掛、邊遠(yuǎn)落后地區(qū)的信息化教育資源不公等問題，讓廣大邊遠(yuǎn)落后地區(qū)的學(xué)校、幼兒園及外來工子弟平等享有政府主導(dǎo)的教育資源，提高教育質(zhì)量，有效促進(jìn)區(qū)域教育現(xiàn)代化的優(yōu)質(zhì)均衡發(fā)展。

[1]黃明燕，蔡祖銳.云計(jì)算教育應(yīng)用研究綜述[J].軟件導(dǎo)刊-教育技術(shù)，2014，01：6-10.

[2]李聰.服務(wù)器_網(wǎng)絡(luò)_存儲(chǔ)虛擬化技術(shù)在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用研究[D].天津大學(xué)，2009，05：1-72.

[3]省級(jí)教育數(shù)據(jù)中心建設(shè)指南.教育部教育信息化推進(jìn)辦公室，2013，04：1-61.