劉偉剛（西北師范大學(xué)，甘肅蘭州 753000）

云計算教育資源平臺設(shè)計初探

劉偉剛
（西北師范大學(xué)，甘肅蘭州 753000）

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，不僅僅是企業(yè)，越來越多教育科研機構(gòu)開始利用云計算技術(shù)搭建自己的資源平臺，云計算以更低的成本、更高的質(zhì)量服務(wù)、更短的開發(fā)周期以及更便捷的運維管理來實現(xiàn)資源共享。本文概述三種云服務(wù)方式（即IaaS，PaaS，SaaS）的特點與應(yīng)用，并初步探討利用云計算存儲方式搭建教育資源平臺的設(shè)計思想。

云計算 平臺 IaaS PaaS SaaS 資源共享

1　前言

2012年，教育部下發(fā)了《關(guān)于加快推進(jìn)職業(yè)教育信息化發(fā)展的意見》，文件指出：到2015年，90%的職業(yè)院校建成運行流暢、功能齊全的校園網(wǎng)，信息技術(shù)能夠支撐學(xué)校教育、教學(xué)、管理、科研等各項應(yīng)用，建立健全職業(yè)院校、行業(yè)企業(yè)、研究機構(gòu)之間的資源共建共享機制。近幾年，隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，信息資源規(guī)模不斷擴大，資源共享已成為各教育機構(gòu)信息建設(shè)的重點。

云計算是一種新興的信息技術(shù)服務(wù)，通過互聯(lián)網(wǎng)將資源傳輸給廣大用戶，它更加關(guān)注的是用戶的最終體驗。

2　云計算概述

隨著信息量爆炸式的增長，需要處理的數(shù)據(jù)也越來越多，大數(shù)據(jù)時代已經(jīng)到來，原有的數(shù)據(jù)中心面臨著挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在：體系復(fù)雜、管理維護(hù)難度大、資源利用率低、系統(tǒng)穩(wěn)定性差等。云計算數(shù)據(jù)中心與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的主要區(qū)別是：采用虛擬化技術(shù)，可以使服務(wù)器、基礎(chǔ)設(shè)施的工作更加飽滿，總的來說，云計算最大的優(yōu)勢在于以更低的成本、更高的質(zhì)量服務(wù)、更短的開發(fā)周期以及更便捷的運維管理，更適應(yīng)大數(shù)據(jù)時代。

圖1

圖2

圖3

2.1云計算的主要特點

（1）資源池：云計算將它的計算資源匯集在一起，形成各種不同的服務(wù)供用戶使用，用戶按需付費即可。

（2）按需、自動服務(wù)：用戶可以根據(jù)自己的需求，通過Internet網(wǎng)絡(luò)申請服務(wù)、調(diào)研，當(dāng)不需要服務(wù)時，服務(wù)商可以及時進(jìn)行資源的回收及重新配置。

（3）虛擬化：虛擬化技術(shù)采用動態(tài)方式部署，可以根據(jù)不同產(chǎn)品對資源的需求能力來配置，減少了資源的閑置率，在資源、管理、利用率、靈活度等方面都有較大提高，用戶使用云服務(wù)時無須了解這些服務(wù)具體在哪一臺物理設(shè)備上，它們都來自云。

（4）價格低廉：云的規(guī)模是超大的，通過自動管理使得運維成本很低，所以在向用戶提供服務(wù)時，價格也是低廉的。

（5）安全性高：云計算可以架構(gòu)端到端的云安全服務(wù)中心，在虛擬化的環(huán)境下創(chuàng)建安全隔離。

2.2云服務(wù)

云服務(wù)提供商只要求用戶建立網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，硬件平臺，軟件平臺的信息，用戶不需要的硬件、軟件的維護(hù)，只需簡單地選擇服務(wù)即可。云服務(wù)按應(yīng)用的方式可以分為三種：架構(gòu)即服務(wù)（IaaS）、軟件即服務(wù)（SaaS）、平臺即服務(wù)（PaaS）。

（1）IaaS服務(wù)：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)是為用戶按需提供基礎(chǔ)設(shè)施資源（服務(wù)器/存儲和網(wǎng)絡(luò)）的共享服務(wù)，是當(dāng)前業(yè)界相對成熟的云計算服務(wù)形式。有的廠商提供了構(gòu)建解決方案的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，用戶租用服務(wù)器、防火墻和線纜，遠(yuǎn)程配置并在上面安裝自己的解決方案，若需要更多的服務(wù)，可請求更多的服務(wù)器并重新配置，不需要購買硬件，IaaS服務(wù)最明顯的優(yōu)點是：硬件層面的管理由廠商負(fù)責(zé)，用戶不需要準(zhǔn)備大量的物理機或虛擬機。

（2）SaaS服務(wù)：軟件即服務(wù)是租用廠商提供的服務(wù)，通過廠商提供的界面管理服務(wù)，而不需要知道廠商用什么基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)提供服務(wù)。在SaaS模型中，既無法控制、也不由用戶負(fù)責(zé)安裝服務(wù)的硬件，因為用戶根本控制不了運行服務(wù)的操作系統(tǒng)，也控制不了除了在Web用戶界面上所公開的之外的其他軟件設(shè)置，也就是說，廠商提供了運行應(yīng)用程序所需的一切，隔離了所有底層組件。

（3）PaaS服務(wù)：PaaS提供了應(yīng)用程序設(shè)計、開發(fā)、測試、部署和托管功能，要租用平臺來部署應(yīng)用程序，但不需要配置基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。用戶不需要購買硬件和軟件，只需要訂購一個PaaS平臺，并根據(jù)程序?qū)嶋H資源的使用收取費用，典型的如谷歌的Google App Engine，微軟的Microsoft Windows Azure。

3　平臺架構(gòu)方案與與功能分析

從由用戶請求的云計算服務(wù)出發(fā)，根據(jù)用于特定資源的用戶的請求，響應(yīng)服務(wù)請求，合理調(diào)度適當(dāng)?shù)馁Y源，以便用戶可以請求的資源來執(zhí)行服務(wù)操作。

3.1總體設(shè)計方案

資源平臺是模塊化的，分層設(shè)計，數(shù)據(jù)、系統(tǒng)，文件分為三層來管理，如圖1所示：

資源層即互聯(lián)網(wǎng)中的資源子網(wǎng)，大量的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)資源存儲于資源子網(wǎng)中，資源層是存放平臺信息資源的實體層，整合了各類數(shù)據(jù)、文獻(xiàn)信息、多媒體和應(yīng)用軟件等信息資源，同時也方便靈活地選擇系統(tǒng)不同的數(shù)據(jù)庫部署為存儲庫。

應(yīng)用層則是基于相關(guān)的服務(wù)應(yīng)用程序處理邏輯來管理資源，訪問處下層數(shù)據(jù)，結(jié)果返回上層展示，被連接到應(yīng)用層和表示層，覆蓋接收表示層服務(wù)請求處理，返回結(jié)果。應(yīng)用邏輯分別是：管理員管理，用戶管理，數(shù)據(jù)管理，存儲資源管理，資源應(yīng)用管理，資金面的應(yīng)用服務(wù)，計費，搜索服務(wù)等。

展示層實現(xiàn)基于云平臺的注冊、注銷、配置、流程管理、調(diào)度以及服務(wù)的部署等功能。

3.2系統(tǒng)設(shè)計

實際需求分析可以得出，教學(xué)資源平臺的功能有兩部分組成（即用戶模塊和管理模塊）。

平臺結(jié)構(gòu)如圖2、圖3：

4　結(jié)語

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，不僅僅是企業(yè)，越來越多教育科研機構(gòu)開始利用云計算技術(shù)搭建自己的資源平臺，而我們也將任重道遠(yuǎn)，繼續(xù)研究云計算技術(shù)。

［1］顧炯炯.云計算架構(gòu)與實踐［M］.清華大學(xué)出版社，2014.

［2］俞國紅.基于云計算的高職教學(xué)資源庫應(yīng)用研究［J］.武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2013（4）.

［3］岳浩，王曉初，許禮捷.基于云計算環(huán)境下高職院校共享性教學(xué)資源科建設(shè)初探［J］.沙洲職業(yè)工學(xué)院學(xué)報，2011（9）.

［4］王婧.基于云計算的教育資源共享管理研究［J］.計算機教育，2012 （13）.

［5］張慧.基于云計算的開放性教學(xué)資源平臺建設(shè)研究［J］.計算機技術(shù)與發(fā)展，2012（1）.