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【摘要】随着《教育部关于加快推进职业教育信息化发展的意见》在中职校园网中得到大力推进,云计算就自然而然到应用到中职校园网中。本文从云计算产生背景开始,论述其在校园网中的广泛应用,并具体地从云计算管理平台,桌面云教学应用平台两方面论述中职校园网中建立起“云”应用的具体做法,旨在能为中职校园网的建设标准的建立与中职校园网建设方案的推进作出应有的努力。
【关键词】云计算;信息化;中职校园网;中职校园网中的“云”应用
一、云计算产生背景
随着多核处理器、虚拟化、分布式存储、宽带互联网和自动化管理等技术的发展,产生了一种新型的计算模式——云计算,它能够按需部署计算资源,用户只需要为所使用的资源付费,是继1980年后大型计算机到客户端—服务器的大转变后的又一种巨变。
云计算概念Google提出的,是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度,构成一个计算资源池向用户按需服务,这是一个美丽的网络应用模式。从本质上来讲,云计算是指虚拟化、负载均衡、远程网络存储、并行计算、分布式计算、热备份、冗余备份等网络技术和计算机技术发展融合后的产物。
二、云计算在校园网中主要应用
云计算的出现并快速发展,一方面是虚拟化技术、数据密集型计算等技术发展的结果, 另一方面也是互联网发展需要不断丰富其应用必然趋势的体现。2011年1月19日,由四川电信、四川大学、电子科技大学、西南交通大学联合组建的“中国西部信息中心云计算高校联合实验室”正式成立。使得云计算在校园网中的应用正式拉开帷幕。
2011年1月13日,戴尔公司宣布其成功地助力广州大学部署了基于云计算基础架构平台的集中化管理解决方案,为 广州大学的不同用户提供各种资源系统和服务。通过构建一个互联互通、信息共享以及服务教学、科研和管理的“数字校园服务平台”,广州大学解决了其在信息化建设中所遇到的各种挑战。云计算系统可用来构建普及计算环境,用于大规模的客户机需要安装大量常用软件的场景。非常适合用于校园网环境中构建全局计算环境,教学用计算机部署等应用,可充分利用现有设施的潜能,满足师生在教学科研中的实际需求,大大提升校园网的应用和管理水平。
三、中职校园网中的“云”应用
目前《教育部关于加快推进职业教育信息化发展的意见》对中职信息化提出明确要求,而在信息化建设中,网络建设是核心。随着各中职学校校园网建设得越来越完善,云计算的应用倍受关注。
中职校园网中“云”的应用主要在两个方面:云计算管理平台,桌面云教学应用平台。
(一)构建云计算管理平台
构建学校教育云平台(Iaas),提供基础设施云服务,应包括基于MOOC在线教学平台的云计算学习平台,通过云计算方式整合现有资源,充分利用主机计算能力、存储空间,实现动态云平台的建设目标,充分发挥系统管理架构资源共享要求。按照合规性要求提供变更管理的支持,提供虚拟化平台以整合共享服务器资源,提供数据中心业务连续性管理,以及健康性服务和服务标准统计分析。主要是要满足以下四个方面的功能。
1.资源自服务功能
提供资源的自由选择定制,学校用户可以根据实际的需求选择不同的资源配置方案,比如计算资源可以根据操作系统、处理器能力和内存大小等来选择。如果缺省没有包含用户需要的服务,也可以自己通过自服务模块来定制自己的计算资源。
2.资源管理
主要管理平台的核心资源,包括帐号、权限、镜像文件、虚拟机、网络配置、存储配置、软硬件以及license等。使物理服务器重组、整合到虚拟机架构上,提供端到端的管理支持。并能实现快速和有效的从物理到虚拟机的转换; 在物理服务器上智能化的布置虚拟的工作负载,使得集中管理和控制达到最优化。
3.资源服务
提供对资源池资源的操作封装,将底层资源包装成服务,其中包括数据采集、监控告警、软件部署、应用迁移、备份与恢复等子模块。
主机数据采集,主要包括:Windows服务器和UNIX/Linux服务器;
数据库数据采集,主要包括:Oralce、MS Sql Server、Mysql等;
存储设备数据采集,包括主流存储厂家的设备;
中间件数据采集,包括:Microsoft.net、IBM Websphere等中间件;
对于服务器的全面备份/恢复管理也是服务器管理中的重要组成部分,服务器备份应该包括两个层面,应用层面的数据备份/恢复,系统状态的备份/恢复。
4.系统管理
云计算平台将使用若干台服务器承载所有平台的系统管理功能,包括对整个云平台、服务器、客户端计算机的监控、管理等运维操作。但是除了对这些资源、软硬件设备进行运维外,对系统管理模块自身的管理也是极其重要的。保证系统管理模块正常运行正是IT架构中非常重要的一部分,它作为对整个业务平台、应用平台的支持,保证其顺利运转的根基,必须得到更加可靠、持续的运维。
对系统管理模块的运维包括:
服务器的变更和配置管理
服务器的运维监控管理
服务器的备份/恢复管理
(二)构建桌面云教学应用平台
把目前学校现有网络教学平台集成进来,与资源库平台实现无缝对接,达到数据共享,统一登录统一管理的目的,通过建设覆盖各专业的网络课程,将网络课程作为核心基础来搭建班级空间,提供教师空间和学生个人空间,实现网上交流学习,为网络教学实现在线或离线网上交流、辅导,实现“班班通”和“人人通”。
1.统一管理: Hyper-V的桌面虚拟化,提供可靠的、可伸缩的、高性能的桌面虚拟化平台,用于托管虚拟桌面。Windows Server 2012 with Hyper-V 3.0是下一代的虚拟化平台提供者,它提供了快速迁移、高可用性和实时备份等特性。 2.应用程序虚拟化:支持向用户的虚拟桌面(而不是虚拟桌面映像中安装的应用程序)动态提供应用程序。此功能有助于减少虚拟桌面的内存占用,同时改善应用程序的管理。根据应用程序是在本地还是远程执行,客户可以部署Microsoft Application Virtualization 4.5或者Microsoft Terminal Services RemoteApp。
3.桌面交付机制:用于管理用户设备以及在服务器上运行的远程桌面之间的连接。通过在运行时结合桌面映像与用户的配置文件及个人设置,并向最终用户交付个性化的桌面,它还可以帮助动态配置远程桌面。目前,Windows Server 2012在新的Remote Desktop Services 平台中提供了一个本地VDI连接代理,从而允许为客户提供共享及个性化桌面。
4.Windows系统许可:为了提供一种有效的许可机制,以便客户能够获取Windows远程副本的许可,Microsoft创建了Windows Virtual Enterprise Centralized Desktop。这种基于订阅的许可机制允许组织在数据中心中不受限制地安装Windows客户端版本的副本。
5.镜像管理:虚拟桌面管理方案采用一体化(All-in-One)设计,虚拟桌面管理所需的所有功能部件集中部署在一个虚拟机中,以虚拟机镜像的方式发布。具有部署简单、易于维护和管理的特点。还支持目录服务,便于与企业现有IT设施集成,简化用户管理。支持Web化的管理。
6.瘦客户端:基于ARM Linux的高性能云终端,终端采用ARM处理器和深度定制和优化的Linux系统。具有能耗低(5W)、高性能(4核1.8Ghz CPU,8核心GPU)、高安全的特点。支持RDP、RemoteFX图形增强协议、SPICE等多种桌面协议,支持一键补丁升级。
7.移动设备接入:支持Android手机和平台的接入、支持Windows PC的接入;实现随时随地访问、办公和教学。
8.在线教学管理:建立基于Iaas的云存储Swift对象存储系统的教学环境。主要包括教师建立班级空间、建立学习小组、添加本班的学生、MOOC视频资源、发布教学内容、作业、试卷;教师根据课程特色,设置学生通过自主型学习、引导型学习等多种方式开展网上学习活动;教师可以统计学生的学习进度,以及对知识点的掌握情况,对作业、试卷的完成情况进行统计。
基于消息机制,老师可以将‘最新作业’、‘最新考试’、‘班级学习活动’等教学内容发布给学生,让学生可以及时快捷的了解最新学习动态。跟踪教学情况,对学习效果进行分析,提供各类型统计分析报表,实现教学、学生、教学互评功能。
9.个人学习空间:个人学习空间,包括所学课程管理、在线学习、互动反馈等方面提供教师、学生互动的教学平台。配合资源平台积累的教学资源,可以提供教学计划开设、班级管理、课程学习、网上考核、课程作业、课程论坛、调查问卷等功能。
师生交流互动包括教师的授课、引导、答疑、班级作品的展示、组织交流活动,也包括学生的分组学习、讨论、在线提问答疑、给老师发送反馈信息。同时提供学生在线作笔记、在线作作业、提交作业给老师批改、在线考试等教与学的活动。
四、结束语
随着《教育信息化十年发展规划》的逐步落实,多种接入方式并存;数字化学习资源总量不断扩充;各种教育管理业务的集成;天地网络全覆盖等对计算机网络建设的需求越来越高,从顶层设计开始,坚持需求主导,强化信息共享、业务协同和互联互通,突出建设效能,有效提高网络服务水平。而中职校园网的建设为适应这些发展,势必要向着高度开放、高度集成、高速互通、虚拟智能、移动互联等多维度方向全面展开,所以在未来中职校园网的建设中“云”的应用会越来越广泛,“云”也势必会渗透学校工作的每一个环节,这将让 “云”会在一个很长时期受到越来越多的人的关注、分析、研究,将让“云”的应用向着健康、安全方向持续地发展。
参考文献
[1]李志鹏.云计算在校园网的应用[J].科园月刊,2010(11).
[2]王云鹏.云计算在高校校园网的应用与思考[J].计算机光盘软件与应用,2012(6).
[3]曾明,李建军.网络工程与网络管理[M].北京电子工业出版社,2013,8.
[4]于沙.“云计算”与“建筑信息模型(BIM)”的结合应用[J].产业与科技论坛,2013(2).
[5]石利平.浅析基于WEB的云存储技术[J].现代计算机(专业版),2010(9).
【关键词】云计算;信息化;中职校园网;中职校园网中的“云”应用
一、云计算产生背景
随着多核处理器、虚拟化、分布式存储、宽带互联网和自动化管理等技术的发展,产生了一种新型的计算模式——云计算,它能够按需部署计算资源,用户只需要为所使用的资源付费,是继1980年后大型计算机到客户端—服务器的大转变后的又一种巨变。
云计算概念Google提出的,是将大量用网络连接的计算资源统一管理和调度,构成一个计算资源池向用户按需服务,这是一个美丽的网络应用模式。从本质上来讲,云计算是指虚拟化、负载均衡、远程网络存储、并行计算、分布式计算、热备份、冗余备份等网络技术和计算机技术发展融合后的产物。
二、云计算在校园网中主要应用
云计算的出现并快速发展,一方面是虚拟化技术、数据密集型计算等技术发展的结果, 另一方面也是互联网发展需要不断丰富其应用必然趋势的体现。2011年1月19日,由四川电信、四川大学、电子科技大学、西南交通大学联合组建的“中国西部信息中心云计算高校联合实验室”正式成立。使得云计算在校园网中的应用正式拉开帷幕。
2011年1月13日,戴尔公司宣布其成功地助力广州大学部署了基于云计算基础架构平台的集中化管理解决方案,为 广州大学的不同用户提供各种资源系统和服务。通过构建一个互联互通、信息共享以及服务教学、科研和管理的“数字校园服务平台”,广州大学解决了其在信息化建设中所遇到的各种挑战。云计算系统可用来构建普及计算环境,用于大规模的客户机需要安装大量常用软件的场景。非常适合用于校园网环境中构建全局计算环境,教学用计算机部署等应用,可充分利用现有设施的潜能,满足师生在教学科研中的实际需求,大大提升校园网的应用和管理水平。
三、中职校园网中的“云”应用
目前《教育部关于加快推进职业教育信息化发展的意见》对中职信息化提出明确要求,而在信息化建设中,网络建设是核心。随着各中职学校校园网建设得越来越完善,云计算的应用倍受关注。
中职校园网中“云”的应用主要在两个方面:云计算管理平台,桌面云教学应用平台。
(一)构建云计算管理平台
构建学校教育云平台(Iaas),提供基础设施云服务,应包括基于MOOC在线教学平台的云计算学习平台,通过云计算方式整合现有资源,充分利用主机计算能力、存储空间,实现动态云平台的建设目标,充分发挥系统管理架构资源共享要求。按照合规性要求提供变更管理的支持,提供虚拟化平台以整合共享服务器资源,提供数据中心业务连续性管理,以及健康性服务和服务标准统计分析。主要是要满足以下四个方面的功能。
1.资源自服务功能
提供资源的自由选择定制,学校用户可以根据实际的需求选择不同的资源配置方案,比如计算资源可以根据操作系统、处理器能力和内存大小等来选择。如果缺省没有包含用户需要的服务,也可以自己通过自服务模块来定制自己的计算资源。
2.资源管理
主要管理平台的核心资源,包括帐号、权限、镜像文件、虚拟机、网络配置、存储配置、软硬件以及license等。使物理服务器重组、整合到虚拟机架构上,提供端到端的管理支持。并能实现快速和有效的从物理到虚拟机的转换; 在物理服务器上智能化的布置虚拟的工作负载,使得集中管理和控制达到最优化。
3.资源服务
提供对资源池资源的操作封装,将底层资源包装成服务,其中包括数据采集、监控告警、软件部署、应用迁移、备份与恢复等子模块。
主机数据采集,主要包括:Windows服务器和UNIX/Linux服务器;
数据库数据采集,主要包括:Oralce、MS Sql Server、Mysql等;
存储设备数据采集,包括主流存储厂家的设备;
中间件数据采集,包括:Microsoft.net、IBM Websphere等中间件;
对于服务器的全面备份/恢复管理也是服务器管理中的重要组成部分,服务器备份应该包括两个层面,应用层面的数据备份/恢复,系统状态的备份/恢复。
4.系统管理
云计算平台将使用若干台服务器承载所有平台的系统管理功能,包括对整个云平台、服务器、客户端计算机的监控、管理等运维操作。但是除了对这些资源、软硬件设备进行运维外,对系统管理模块自身的管理也是极其重要的。保证系统管理模块正常运行正是IT架构中非常重要的一部分,它作为对整个业务平台、应用平台的支持,保证其顺利运转的根基,必须得到更加可靠、持续的运维。
对系统管理模块的运维包括:
服务器的变更和配置管理
服务器的运维监控管理
服务器的备份/恢复管理
(二)构建桌面云教学应用平台
把目前学校现有网络教学平台集成进来,与资源库平台实现无缝对接,达到数据共享,统一登录统一管理的目的,通过建设覆盖各专业的网络课程,将网络课程作为核心基础来搭建班级空间,提供教师空间和学生个人空间,实现网上交流学习,为网络教学实现在线或离线网上交流、辅导,实现“班班通”和“人人通”。
1.统一管理: Hyper-V的桌面虚拟化,提供可靠的、可伸缩的、高性能的桌面虚拟化平台,用于托管虚拟桌面。Windows Server 2012 with Hyper-V 3.0是下一代的虚拟化平台提供者,它提供了快速迁移、高可用性和实时备份等特性。 2.应用程序虚拟化:支持向用户的虚拟桌面(而不是虚拟桌面映像中安装的应用程序)动态提供应用程序。此功能有助于减少虚拟桌面的内存占用,同时改善应用程序的管理。根据应用程序是在本地还是远程执行,客户可以部署Microsoft Application Virtualization 4.5或者Microsoft Terminal Services RemoteApp。
3.桌面交付机制:用于管理用户设备以及在服务器上运行的远程桌面之间的连接。通过在运行时结合桌面映像与用户的配置文件及个人设置,并向最终用户交付个性化的桌面,它还可以帮助动态配置远程桌面。目前,Windows Server 2012在新的Remote Desktop Services 平台中提供了一个本地VDI连接代理,从而允许为客户提供共享及个性化桌面。
4.Windows系统许可:为了提供一种有效的许可机制,以便客户能够获取Windows远程副本的许可,Microsoft创建了Windows Virtual Enterprise Centralized Desktop。这种基于订阅的许可机制允许组织在数据中心中不受限制地安装Windows客户端版本的副本。
5.镜像管理:虚拟桌面管理方案采用一体化(All-in-One)设计,虚拟桌面管理所需的所有功能部件集中部署在一个虚拟机中,以虚拟机镜像的方式发布。具有部署简单、易于维护和管理的特点。还支持目录服务,便于与企业现有IT设施集成,简化用户管理。支持Web化的管理。
6.瘦客户端:基于ARM Linux的高性能云终端,终端采用ARM处理器和深度定制和优化的Linux系统。具有能耗低(5W)、高性能(4核1.8Ghz CPU,8核心GPU)、高安全的特点。支持RDP、RemoteFX图形增强协议、SPICE等多种桌面协议,支持一键补丁升级。
7.移动设备接入:支持Android手机和平台的接入、支持Windows PC的接入;实现随时随地访问、办公和教学。
8.在线教学管理:建立基于Iaas的云存储Swift对象存储系统的教学环境。主要包括教师建立班级空间、建立学习小组、添加本班的学生、MOOC视频资源、发布教学内容、作业、试卷;教师根据课程特色,设置学生通过自主型学习、引导型学习等多种方式开展网上学习活动;教师可以统计学生的学习进度,以及对知识点的掌握情况,对作业、试卷的完成情况进行统计。
基于消息机制,老师可以将‘最新作业’、‘最新考试’、‘班级学习活动’等教学内容发布给学生,让学生可以及时快捷的了解最新学习动态。跟踪教学情况,对学习效果进行分析,提供各类型统计分析报表,实现教学、学生、教学互评功能。
9.个人学习空间:个人学习空间,包括所学课程管理、在线学习、互动反馈等方面提供教师、学生互动的教学平台。配合资源平台积累的教学资源,可以提供教学计划开设、班级管理、课程学习、网上考核、课程作业、课程论坛、调查问卷等功能。
师生交流互动包括教师的授课、引导、答疑、班级作品的展示、组织交流活动,也包括学生的分组学习、讨论、在线提问答疑、给老师发送反馈信息。同时提供学生在线作笔记、在线作作业、提交作业给老师批改、在线考试等教与学的活动。
四、结束语
随着《教育信息化十年发展规划》的逐步落实,多种接入方式并存;数字化学习资源总量不断扩充;各种教育管理业务的集成;天地网络全覆盖等对计算机网络建设的需求越来越高,从顶层设计开始,坚持需求主导,强化信息共享、业务协同和互联互通,突出建设效能,有效提高网络服务水平。而中职校园网的建设为适应这些发展,势必要向着高度开放、高度集成、高速互通、虚拟智能、移动互联等多维度方向全面展开,所以在未来中职校园网的建设中“云”的应用会越来越广泛,“云”也势必会渗透学校工作的每一个环节,这将让 “云”会在一个很长时期受到越来越多的人的关注、分析、研究,将让“云”的应用向着健康、安全方向持续地发展。
参考文献
[1]李志鹏.云计算在校园网的应用[J].科园月刊,2010(11).
[2]王云鹏.云计算在高校校园网的应用与思考[J].计算机光盘软件与应用,2012(6).
[3]曾明,李建军.网络工程与网络管理[M].北京电子工业出版社,2013,8.
[4]于沙.“云计算”与“建筑信息模型(BIM)”的结合应用[J].产业与科技论坛,2013(2).
[5]石利平.浅析基于WEB的云存储技术[J].现代计算机(专业版),2010(9).