基于云计算技术的智慧校园总体设计
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摘 要：智慧校园的建设有利于提高学校的管理服务水平，本文针对目前校园信息化建设存在的问题，以云计算技术为依托，提出了一种基于云计算技术的智慧校园的总体设计方案，归纳总结了智慧校园中各应用系统的功能。
关键词：智慧校园；云计算；IaaS
中图分类号：TP393
1 云计算定义
从云计算实质来看，云计算（Cloud Computing）实际上是虚拟化技术和基础架构即服务（IaaS，Infrastructure as a Service）两者的结合。其核心是将某一个或某几个数据中心的计算资源虚拟化之后，向用户提供以租用计算资源为形式的服务。云计算是一种新兴的IT部署和交付模式，用来通过网络实时提品、服务和解决方案[1]。也有人认为，云计算就是基于互联网的计算，是对互联网的抽象，是一种能够支持互联网上各类应用的系统[2]。维基百科给云计算下的定义为：云计算，是一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需提供给计算机和其他设备[3]。目前，对云计算定义尚未达成一致，但基本共识认为云计算就是基于网络和虚拟化技术的，优化集中系统计算能力以满足多终端并行多任务需求的，达到特定服务水平的，实时弹性的计算处理执行环境，是虚拟化的IT资源服务集合。
2 校园信息化存在的问题
通过多年的信息化建设，学校各个部门大都建立了各自的业务系统，为提高学校的管理水平发挥了积极的作用。但同时，我们也注意到，目前在校园信息化建设中，主要存在以下问题[4]：
2.1 存在重复投资，资源利用率不高
学校的应用系统数量众多，如教务管理系统、人事管理系统、科研管理系统、财务管理、固定资产管理系统、图书管理系统、实验教学管理系统、研究生管理系统、各学院建设的网站等几十个应用系统。这些系统的建设需要大量的服务器来支撑，需要大量的资金投入。但是，在系统建成后，实际使用中有些应用系统一天可能只有少数人使用，使用的次数也很少。根据权威部门的统计数据显示，商业服务器的利用率一般不超过20%，而在校园内支撑部门应用的服务器利用率相对更低一般不会超过10%，造成了大量优质资源的浪费。
2.2 信息难以共享，存在信息孤岛
学校中各部门的应用系统大多是在不同时期，由不同的公司建设或部门自建，导致一些基础信息在多个应用系统中存储多次，以教师为例，他们的信息被分散存储在人事管理系统、教务管理系统、科研管理系统、后勤管理系统中。此外，由于这些系统之间的数据接口不一致，很难实现信息共享，形成了大小不一的信息孤岛。
2.3 管理维护困难，信息安全难以保证
由于系统建设时间、单位的不一致，导致了部署的硬件设备型号各部相同，运行的操作系统、支撑环境以及应用系统种类繁多，给系统的管理、维护带来很大难度，尤其是当个别系统的软硬件设备出现故障的时侯，管理人员需要花费较长的时间对系统进行重新部署和调整。此外，技术人员往往需要针对不同的设备、不同的系统制定不同的管理、维护和容灾备份方案，不仅增加了维护难度，也增加了技术人员的重复劳动。这种分散部署的应用系统，也增加安全风险，网络被攻破、信息系统被破坏的情况也时有发生。
3 智慧校园总体设计
智慧校园将有效地利用现有的各种网络资源、信息资源、应用系统资源，构建统一的教育资源共享服务平台，为学校信息化建设提供支撑。全面推进学校教育在决策、管理、教学、科研、培训、考试、招生等方面高标准的信息化应用，促进学校现代管理和基础设施完善，为学生提供更加便利的学习环境。智慧校园总体架构如图1所示。
图1 智慧校园架构图
应用交互层：用来响应客户层的业务数据请求，并把处理结果反馈给用户。对访问用户提供统一访问门户，具有统一用户认证管理、单点登录、个性化服务、桌面服务。
应用层：系统业务逻辑处理层，是智慧校园的核心。主要包括电子政务平台、教师信息化管理平台、学生信息管理平台、教育资源平台、平安校园平台。
应用支撑层：是智慧校园的核心，为上层的应用平台提供支撑。具有良好的开发性和可扩展性，提供丰富的、成熟的组件、构件和业务中间件，是系统持续稳定运行的保证。
数据资源层：主要由核心数据库系统组成。该层提供数据存储和管理、资源访问控制，为以上各层提供数据及资源服务。
基础设施层：提供智慧校园的硬件平台和网络平台，为信息系统提供网络传输、计算能力、存储空间、及机房环境设施等基本服务，确保系统的正常运行，以及与其他系统通讯的基础。
在云计算技术应用基础上，本设计具有以下特点：
（1）基础设施统一建设，节约信息化投入。通过构建统一的云计算平台，避免全校各职能部门、学院的硬件、技术、人力投入，避免每个部门对系统进行升级和维护，又能提高资源利用率，节约信息化投入，充分体现其经济性。
（2）基础数据共建共享，避免信息孤岛。对现有业务系统的数据资源进行抽取、转换、装载，形成规范、统一的公共资源库，包括：基础类数据库、用户类数据库、资源类数据库等。通过交换与共享机制为上层的应用提供服务，可有效避免信息孤岛。
（3）开放的架构，方便扩容和升级。整个设计方案遵循云计算平台的三层架构，从下往上依次是IaaS层、PaaS层和SaaS层。这种架构既有利于保护现有硬件投资，业务系统平滑升级。业务访问量增加时，又可以进行动态伸缩；在用户和应用规模需求增长时，扩容升级也很方便。
4 结束语
本文首先介绍了云计算的概念，在分析了现有校园信息化建设存在的问题之后，给出了基于云计算技术的智慧校园的总体架构，简要分析了各层的功能，对学校信息系统进行了归类总结。
参考文献：
[1]刘鹏.云计算[M].北京：电子工业出版社，2011：1-15.
[2]唐箭.云计算研究综述[J].内蒙古民族大学学报，2010（02）：15-16.
[3]http：//zh.wikipedi a. org/wiki /%E4%BA%91%E8%AE%A1%E7%AE %97[EB/OL].
[4]杨玉宝，唐连章，卫建安.基于云计算平台的数字校园建设方案[J].中国教育信息化，2013（03）：9-12.
作者单位：西南科技大学后勤集团，四川绵阳 621010