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(西安財(cái)經(jīng)大學(xué)行知學(xué)院 管理科學(xué)分院， 西安 710038)

0 引言

科學(xué)研究平臺(tái)是高校匯聚多學(xué)科人才、推進(jìn)學(xué)科建設(shè)、開展科研工作和可持續(xù)創(chuàng)新的高地。重大研究項(xiàng)目在此立項(xiàng)，高水平創(chuàng)新成果在此產(chǎn)生。獨(dú)立學(xué)院要想具備較強(qiáng)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，就必須重視科研工作。因此，發(fā)展多級(jí)科研平臺(tái)便成為獨(dú)立學(xué)院發(fā)展的重要一環(huán)。隨著算計(jì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益發(fā)展普及，信息化對(duì)學(xué)校的教學(xué)與管理日益重要，云計(jì)算模式便為獨(dú)立學(xué)院的科研平臺(tái)建設(shè)提供了新的路徑?；诖?，本文擬對(duì)基于云計(jì)算的科研教學(xué)平臺(tái)展開分析。

1 學(xué)科科研與科研平臺(tái)建設(shè)

學(xué)科建設(shè)是科研工作的重中之重，而獨(dú)立學(xué)院在開展科研工作的過程中，會(huì)遇到諸如科研團(tuán)隊(duì)整體實(shí)力弱、基礎(chǔ)設(shè)施薄弱、科研資金不足等現(xiàn)實(shí)問題。針對(duì)這一現(xiàn)狀，獨(dú)立學(xué)院的科研工作可以采取構(gòu)建科研平臺(tái)方式展開?？蒲衅脚_(tái)是科研創(chuàng)新體系的重要組成部分，科研包括重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、課題研究中心等。它的建立可以推動(dòng)學(xué)?；A(chǔ)性研究、應(yīng)用性研究的發(fā)展，并成為培養(yǎng)高層次人才、進(jìn)行較高水平學(xué)術(shù)交流的重要基地。科研平臺(tái)不僅僅是科研工作和學(xué)科建設(shè)的有力保障，更是產(chǎn)、學(xué)、研成果轉(zhuǎn)化的窗口和渠道,并能滿足學(xué)院發(fā)展過程中對(duì)創(chuàng)新能力和創(chuàng)新型人才的基本需求。

科研平臺(tái)的建設(shè)是一個(gè)長(zhǎng)期的過程，在平臺(tái)建設(shè)過程中要做到眼下需求與長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃協(xié)調(diào)發(fā)展。既要適應(yīng)學(xué)校目前科研、學(xué)科建設(shè)工作的實(shí)際情況，又要在此基礎(chǔ)上制訂進(jìn)一步的發(fā)展規(guī)劃，逐步提升科研平臺(tái)的質(zhì)量和水平，這就需要對(duì)科研平臺(tái)進(jìn)行合理布局和定位?？蒲衅脚_(tái)的建設(shè)要依托學(xué)科的優(yōu)勢(shì)和特色，將平臺(tái)建立在幾個(gè)特色學(xué)科、優(yōu)勢(shì)學(xué)科的基礎(chǔ)上，盡量使學(xué)科的研究課題涉及較為廣泛的領(lǐng)域，以促進(jìn)各相關(guān)學(xué)科間的交叉融合，做到學(xué)科間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。這樣才能使科研平臺(tái)在建康的道路上持續(xù)發(fā)展。

在平臺(tái)建設(shè)的過程中,還應(yīng)注意緊密圍繞已確定的研究方向,深入持久地開展科研工作,力求在已有的優(yōu)勢(shì)中不斷與時(shí)俱進(jìn),穩(wěn)步提高科研水平。隨著科研水平的提升，新的學(xué)科增長(zhǎng)點(diǎn)便會(huì)出現(xiàn)，并且在科研的促進(jìn)下學(xué)院的教育教學(xué)水平也會(huì)得到提升。只有這樣才能形成教學(xué)與科研間的良性循環(huán)；才能保持教學(xué)、科研工作在充滿動(dòng)力的氛圍中進(jìn)行；才能真正是學(xué)院擁有一批獨(dú)具特色，優(yōu)勢(shì)明顯的學(xué)科。

從上述可知，獨(dú)立院校要建設(shè)運(yùn)作良好、行之有效的科研平臺(tái)，離不開學(xué)科間的交叉合作，而使不同學(xué)科的研究者都能夠輕松地獲取資源，就必須實(shí)現(xiàn)資源整合、共享，可以說信息的整合共享日漸成為制約科研平臺(tái)建設(shè)的關(guān)鍵問題之一。因此，云計(jì)算技術(shù)對(duì)各獨(dú)立院?？蒲衅脚_(tái)建設(shè)便具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 云計(jì)算與云計(jì)算技術(shù)概述

云計(jì)算屬于分布式計(jì)算方式，它使計(jì)算在不同計(jì)算機(jī)中分布，而非只限于本地計(jì)算機(jī)或遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)中。云計(jì)算的主要特點(diǎn)是具有較大的規(guī)模、虛擬化、較高可靠性、通用性、擴(kuò)展性及價(jià)格較低[1]并且還支持在相同時(shí)間對(duì)不同的應(yīng)用服務(wù)進(jìn)行運(yùn)行[2]。云計(jì)算能夠根據(jù)需求對(duì)計(jì)算機(jī)共享資源服務(wù)進(jìn)行訪問，如應(yīng)用軟件服務(wù)、服務(wù)器存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)；能夠使計(jì)算機(jī)共享資源服務(wù)得到進(jìn)一步的提高，從而實(shí)現(xiàn)管理流程的簡(jiǎn)單便捷云計(jì)算還；能夠?qū)Υ笠?guī)模數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，用戶在不同的地點(diǎn)及時(shí)間，通過終端使自身的需求得到滿足。在尋得網(wǎng)絡(luò)需求服務(wù)的時(shí)候，只需有電腦或者手機(jī)即可。另外，云計(jì)算的集中管理模式能夠降低創(chuàng)建維護(hù)數(shù)據(jù)庫中心的成本，提高云計(jì)算的資源使用率。云計(jì)算具體建構(gòu)系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 云計(jì)算建構(gòu)系統(tǒng)

所謂云計(jì)算技術(shù)，是指將互聯(lián)網(wǎng)作為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，由網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)組成，其主要目的是共享虛擬資源。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，信息化已經(jīng)日益深入影響著高校教學(xué)和管理工作。然而，傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與科研模式容易導(dǎo)致教學(xué)和科研過程中現(xiàn)信息孤島的情況，即教學(xué)與科研資源的孤立性，從而使子系統(tǒng)的信息無法有效共享，最終造成院校教學(xué)資源系統(tǒng)共享困難的問題，為廣大師生帶來不便。云計(jì)算能夠?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源發(fā)展提供支持，它能夠有效地滿足師生對(duì)信息技術(shù)服務(wù)的需求。加之教育部門也日益重視云計(jì)算在科研教學(xué)方面的應(yīng)用和影響。因此，引入云計(jì)算概念和云計(jì)算技術(shù)并將其應(yīng)用到獨(dú)立學(xué)院的教學(xué)與科研建設(shè)中便成為獨(dú)立院校發(fā)展工作的中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

3 基于云計(jì)算的科研教學(xué)平臺(tái)構(gòu)想

3.1 基于云計(jì)算的高?？蒲匈Y源整合

基于云計(jì)算創(chuàng)建高校教學(xué)科研平臺(tái)，其主要要實(shí)現(xiàn)目的為：其一，降低重復(fù)投資。利用云計(jì)算能夠使空閑資源及新采購的資源在不同應(yīng)用中補(bǔ)充，不需要一次購買硬件資源，而是根據(jù)使用量實(shí)現(xiàn)調(diào)整。還能夠?qū)崿F(xiàn)集中監(jiān)控及運(yùn)維管理，從而使系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量及可靠性得到提高，對(duì)維護(hù)技術(shù)人員需求降低。其二，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理。實(shí)現(xiàn)應(yīng)用環(huán)境的統(tǒng)一管理，從而降低管理及維護(hù)投入，利用標(biāo)準(zhǔn)化使管理能力得到提高，以此對(duì)可動(dòng)態(tài)分配及充足系統(tǒng)資源進(jìn)行保證。統(tǒng)一數(shù)據(jù)中心能夠避免系統(tǒng)多樣化及管理維護(hù)高成本，從而使系統(tǒng)部署能力得到提高。琴，降低能源開銷。利用計(jì)算資源的共享使能源開銷得到降低，統(tǒng)一化數(shù)據(jù)中心平臺(tái)是將需求為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源的動(dòng)態(tài)分配，并且對(duì)能源開銷進(jìn)行監(jiān)控，從而使院校管理人員掌握數(shù)據(jù)中心能源[3]。如圖2所示。

3.2 科研教學(xué)平臺(tái)服務(wù)器設(shè)計(jì)

服務(wù)器整體架構(gòu)的設(shè)計(jì)規(guī)劃為：

圖2 云計(jì)算服務(wù)模式的結(jié)構(gòu)

其一，使用鏡像技術(shù)和智能DNS技術(shù)實(shí)現(xiàn)分流，從而能夠?qū)τ趦?nèi)部靜態(tài)內(nèi)容在不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中創(chuàng)建鏡像服務(wù)器，在前段使用智能DNS技術(shù)，對(duì)于訪問請(qǐng)求實(shí)現(xiàn)智能化的分配，從而能夠有效且快速的使不同基于云計(jì)算的教學(xué)平臺(tái)訪問請(qǐng)求對(duì)不同鏡像站點(diǎn)進(jìn)行分配，從而實(shí)現(xiàn)訪問分流的目的；

其二，系統(tǒng)以不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)對(duì)自身應(yīng)用服務(wù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行部署，并且在使用節(jié)點(diǎn)前端能夠使用負(fù)載均衡技術(shù)，以此以不同節(jié)點(diǎn)負(fù)載能力實(shí)現(xiàn)教學(xué)平臺(tái)訪問請(qǐng)求的分配，此種目的就是提高平臺(tái)相應(yīng)能力和速度，并且提高系統(tǒng)整體安全性及可靠性；

其三，在使用節(jié)點(diǎn)的web服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)反向代理緩存服務(wù)器的架設(shè)，從而實(shí)現(xiàn)基于云計(jì)算平臺(tái)訪問的緩存，降低后端應(yīng)用服務(wù)器壓力；

其四，在實(shí)現(xiàn)服務(wù)器整體架構(gòu)規(guī)劃的過程中，使利用集群技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用、緩存及圖片等服務(wù)器集群，從而能夠?qū)崿F(xiàn)安全且快速的整體布局規(guī)劃，合理設(shè)置服務(wù)器[4]。

在設(shè)計(jì)基于云技術(shù)的教學(xué)平臺(tái)過程中，使平臺(tái)服務(wù)器部署方案中共同使用集群技術(shù)集合數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用、緩存、圖片及流媒體等服務(wù)器，在此方案中通過現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)、客戶端、新建業(yè)務(wù)系統(tǒng)和校園網(wǎng)連接和作用，創(chuàng)建基于云計(jì)算的科研教學(xué)平臺(tái)，從而使服務(wù)器能夠連接校園網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)及客戶端，實(shí)現(xiàn)快速處理及及時(shí)響應(yīng)。如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)服務(wù)器的部署方案

3.3 私有云的設(shè)計(jì)

目前模式都是學(xué)生利用B/S模式對(duì)互聯(lián)網(wǎng)中的資源就近訪問，但是目前教學(xué)資源較多，并且體積較為龐大，我國(guó)網(wǎng)絡(luò)帶寬無法支持大規(guī)模訪問，對(duì)師生的用戶體驗(yàn)造成了嚴(yán)重的影響。但是私有云在進(jìn)行訪問的過程中能夠自動(dòng)選擇最佳的路徑實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，可靠性的云服務(wù)器能夠?qū)熒脩趔w驗(yàn)進(jìn)行保證。云計(jì)算模式能夠有效利用云中資源，還能夠?yàn)橛脩籼峁﹤€(gè)性化的應(yīng)用及界面，將云計(jì)算的可定制性及彈性充分的展現(xiàn)出來[5]。

私有云根據(jù)功能劃分成為用戶接口層、平衡層及應(yīng)用邏輯層，用戶接口層能夠使用戶利用瀏覽器的登錄實(shí)現(xiàn)用戶界面的定制，平衡層能夠定制應(yīng)用模塊，應(yīng)用邏輯層能夠?qū)崿F(xiàn)各種服務(wù)功能，比如外觀服務(wù)、安全服務(wù)等。另外，其中還具有數(shù)據(jù)庫層，能夠利用隔離數(shù)據(jù)使數(shù)據(jù)安全性得到進(jìn)一步的提高。

為了使私有云用戶功能得到實(shí)現(xiàn)，并且提高界面的效率及配置的靈活性，提出面向用戶業(yè)務(wù)的調(diào)度機(jī)制。教育云的邏輯功能模塊，如圖4所示。

圖4 教育云的邏輯功能模塊

在用戶界面定制過程中，利用對(duì)引擎制作業(yè)業(yè)務(wù)邏輯管理進(jìn)行全面的分析，并且對(duì)業(yè)務(wù)引擎操作進(jìn)行全面的管理，利用業(yè)務(wù)引擎有效實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)用的定制。之后管理引擎能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)引擎激活關(guān)聯(lián)的有效指揮，業(yè)務(wù)引擎能夠?qū)⒄?qǐng)求到業(yè)務(wù)服務(wù)系統(tǒng)中進(jìn)行提交，之后輸出相應(yīng)的資源，調(diào)配到瀏覽器中，實(shí)現(xiàn)資源調(diào)度。

3.4 基于云的安全設(shè)計(jì)

因?yàn)閺V域網(wǎng)使用公網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)綇V域網(wǎng)的過程中被截取和使用的可能性要比較大。所以，就要使用多種措施，是廣域網(wǎng)中的信息發(fā)送及接收過程中對(duì)信息非偽裝性、真實(shí)性及隱私性進(jìn)行進(jìn)行保證。為了實(shí)現(xiàn)此目的，本文使用以下措施：

其一，利用加密技術(shù)。加密技術(shù)的思想就是不根據(jù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)通道安全性對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全進(jìn)行保證，而是利用加密網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)可靠性及安全性進(jìn)行保證。利用HTTP協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，所以使用HTTPS實(shí)現(xiàn)傳輸。

其二，使用VPN技術(shù)。VPN技術(shù)和其核心都是使用隧道技術(shù)，能夠使院校專用網(wǎng)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)加密封裝之后通過虛擬公網(wǎng)隧道傳輸數(shù)據(jù)，以此避免盜取敏感數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)安全性得到提高。高校利用公網(wǎng)創(chuàng)建VPN，就像是利用自身專用網(wǎng)創(chuàng)建內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，使可靠性、安全性、可管理性及優(yōu)先性得到提高，降低創(chuàng)建周期、后續(xù)服務(wù)、投入資金和維護(hù)費(fèi)用。

其三，對(duì)外網(wǎng)威脅所使用的安全措施。因?yàn)閭鹘y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)過程中會(huì)忽視安全性，從而導(dǎo)致Internet使用及管理過程中出現(xiàn)無政府的情況，并且威脅了Internet的安全。外網(wǎng)威脅主要包括非正式授權(quán)訪問、數(shù)據(jù)完整性破壞、干擾系統(tǒng)正常運(yùn)行、盜取數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)病毒等。和上述情況相互結(jié)合，系統(tǒng)外網(wǎng)要使用防止計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)病毒技術(shù)軟件、防火墻技術(shù)、賬號(hào)非法入侵檢測(cè)技術(shù)的結(jié)合，從而使問題得到解決。

3.5 科研教學(xué)云平臺(tái)的使用對(duì)比

創(chuàng)建科研教學(xué)平臺(tái)的主要目的就是使高效計(jì)算機(jī)資源使用效用比得到提高，并且能夠快速的根據(jù)需求服務(wù)及擴(kuò)展，避免出現(xiàn)重復(fù)購置計(jì)算設(shè)備的問題。

其一，硬件對(duì)比。在添加云平臺(tái)之后，能夠免除重復(fù)購置計(jì)算機(jī)、軟件安裝等工作過程，能夠提高教師工作效率，實(shí)現(xiàn)本地資源自由度。

其二，成本對(duì)比。私有云不僅具有高效性能，還能夠使成本降低，使投入產(chǎn)出比得到提高。有人曾對(duì)此進(jìn)行過測(cè)試，在一個(gè)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)五個(gè)實(shí)例的運(yùn)行，每個(gè)實(shí)例使用概率為50%-80%，節(jié)約的能源及機(jī)器數(shù)成本為原來的兩倍多[6]。

4 科研平臺(tái)的設(shè)計(jì)層次與宗旨

通過上述構(gòu)想，我們可以依賴云計(jì)算技術(shù)建立高效的信息共享平臺(tái)，從而為科研平臺(tái)的建設(shè)發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。但是，一個(gè)穩(wěn)定健康的科研平臺(tái)出去技術(shù)支撐外，好需要合理設(shè)計(jì)其內(nèi)部層次。故而，在學(xué)科科研平臺(tái)建設(shè)的過程中還需要注意幾點(diǎn)問題，例如研究中心組建過程中需要注意學(xué)科之間專業(yè)互補(bǔ)，科研中心并不封閉，以優(yōu)勢(shì)學(xué)科教研組的師資為主力，同時(shí)開放吸收各級(jí)項(xiàng)目成員，形成既有穩(wěn)定研究核心，也有流動(dòng)開放的雙重特征。注意在研究中心內(nèi)，老帶青、高帶低，由教授、副教授掛帥，后續(xù)梯隊(duì)跟進(jìn)，各成員的專業(yè)方向覆蓋了重點(diǎn)學(xué)科下設(shè)的各二級(jí)分支學(xué)科，形成比較完整的學(xué)科研究圈和研究團(tuán)隊(duì)。研究?jī)?nèi)容既體現(xiàn)學(xué)科內(nèi)部前沿發(fā)展的動(dòng)向，同時(shí)也要兼顧獨(dú)立學(xué)院重應(yīng)用的特色，既有學(xué)院內(nèi)部相關(guān)學(xué)科的聯(lián)系與協(xié)作，也有跨學(xué)校的教學(xué)改革合作，形成了教學(xué)與科研、研究與應(yīng)用、管理與發(fā)展三個(gè)層面的良性互動(dòng)。

5 總結(jié)

教學(xué)與科研是高校工作兩大重要組成部分，在獨(dú)立學(xué)院中，受制于資金、人才和基礎(chǔ)設(shè)施等條件，教學(xué)與科研存在偏廢的情況。教學(xué)與科研是相輔相成的關(guān)系，二者缺一不可。目前，基于云計(jì)算的科研教學(xué)平臺(tái)成為科研教學(xué)發(fā)展的主要趨勢(shì)，利用云計(jì)算服務(wù)能夠解決資源分布不均勻的問題，還能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的共享，從而滿足教育科研發(fā)展的需求。因此，引入云計(jì)算技術(shù)，有利于把科研平臺(tái)建設(shè)，進(jìn)而通過平臺(tái)建設(shè)的顯著成效提升學(xué)科發(fā)展水平,做到科研平臺(tái)建設(shè)與學(xué)科建設(shè)互相促進(jìn),相融發(fā)展，并最終提升學(xué)院的科研水平，促進(jìn)學(xué)院的全面發(fā)展。