教育云平台解决方案
发布日期:2014-06-23 浏览次数:2829次
方案概述
目前,我国信息化教育虽然进行的比较快速,但是教育应用系统投入不足,利用率低等问题逐渐暴露,造成了有“路”无“车”的现象,我国教育信息化面临着严峻 的挑战:资源开发和利用,提高应用水平,缩短城乡间教育水平的差距等。怀着为我国教育事业添砖加瓦的信念,中兴通讯积极的展开了该项目的研发,结合“云计 算”与“教育理念”,用顶尖的技术为教育工作者和受教育者开发出最好的教育应用程序。
云计算的概念是由Google提出的,这是一个美丽的网络应用模式。狭义云计算是指IT基础设施的交付和使用模式,指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源;广义云计算是指服务的交付和使用模式,指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。虚拟化则是云计算的关键技术之一。
虚拟化是业务系统和IT硬件设备间的一次重要解耦,通过虚拟化后业务系统和虚拟资源映射,虚拟资源再和实际物理资源映射,实际的物理资源对业务系统变成黑盒,以在逻辑层形成标准化的虚拟资源池。虚拟化是云计算的基石,一方面是通过虚拟化可以解决数据中心资源的整合问题,在整合过程中对计算,存储等各种资源进行标准化;另一方面是通过虚拟化将资源切割为更小的可以更好调度的资源单位,以达到调度过程中充分利用硬件资源的能力。
虚拟化只是形成标准化的虚拟资源池,而云计算一个重要核心就是虚拟资源池中资源的动态调度,通过动态的资源调度实现了业务系统到资源池的进一步解耦,虚拟资源和业务系统之间弱绑定,弱绑定的意思就是今天虚拟资源1可以给业务系统A,明天也可以后天给业务系统B使用,具体如何使用完全基于云平台的调度策略进行动态调度,这个在传统的负载均衡下是很难实现的。
目前主流的云计算有VMWare、XEN、KVM。目前VMWare目前在国外市场占有率比较高,管理功能比较完善。XEN、KVM都是开源技术,XEN目前是Novell主推的,已经推出八年,并有大规模商用经验(如Amazon的EC2),KVM目前是Redhat公司主推的,刚推出三年多,没有大规模商用经验,稳定性不如XEN,但是由于KVM已经进入Linux内核,是未来前途比较光明。中兴弹性计算系统目前基于XEN开发,提供完善的管理功能,以及用户定制化的需求的开发,后续等KVM成熟后基于KVM开发后续版本。
随着云计算相关技术,如虚拟化、分布式等技术成熟以及云计算商业模式带来的巨大市场,运营商开始进行IaaS云的建设,或者将传统的IDC改造成IaaS云。IaaS云和传统的IDC有很大区别,IaaS云将物理机、存储等利用虚拟化技术、分布式技术抽象成计算资源和存储资源,然后出租给多个用户,或者将运供应商的自有业务运行于虚拟化后的资源池上,对资源进行统一的运营管理。云资源管理平台为IaaS层提供资源管理和运营管理等功能,目前的云计算产品的网络层次图如下图所示:
运资源管理平台作为运营管理平台,是内部云资源池的核心,实现对内部云资源池的各类资源进行注册、分配、部署、更改、回收、监视、统计、删除等管理运营功能,并提供用户服务功能的实现以及与其他系统的相关接口。运营管理层还向管理人员和用户提供人机互操作功能(如门户或工作台),为管理人员对系统的管理提供入口,并为用户申请、使用和查询各类资源提供入口。
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》对教育信息化建设提出了更高的要求,而由于历史和技术发展原因,现有的教育网,是“按需、逐个、独立”建设,是“孤岛架构”,各应用系统因缺乏统一的标准和规范,自成一套体系,形成了“数据孤岛、应用孤岛、硬件孤岛”三大孤岛;且系统架构陈旧,不能满足教育系统信息化发展的趋势和需要。
一、当前信息孤岛架构存在的问题
1、数据孤岛
数据不能共享:比如每一个应用系统,都需要用户身份数据,因缺乏统一的标准和规范,各系统数据不能共享,只能每个系统重复录入这些数据;当用户身份数据发生变化时,需要在各系统去手工更新这些数据,往往因为各种原因,有些系统更新了,而有些系统没更新过来,造成各系统数据不一致现象;比如学习系统中,学生的学习过程记录,只存储于学习系统,不能存入统一的学生档案袋系统,老师在教研系统中,形成的教学资源,不能存入统一的资源库系统中等等;资源系统中的资源,不能直接应用到教学系统中,只能先下载,再上传,这种方法,浪费使用者时间,浪费宝贵的网络资源,浪费数据库空间,影响数据库性能。
数据不能交换:比如各教育城域网,都需要向上级主管部门上报或从上级上管部门数据中心获取相关数据,因为缺乏统一的交换标准,只能手工进行,极大地影响了工作效率,人为增加了出错概率。
2、应用孤岛
缺乏统一身份认证体系:每进入一个系统,都要进行身份验证,频繁输入帐号,密码,给使用者造成麻烦。同时,造成很多使用者使用简单密码,而给整个系统造成安全隐患;
缺乏统一的信息展现层:与本人相关的重要信息分散在各个系统中,使用者要获这些重要信息,需要频繁穿梭往返于各个系统中,苦不堪言。
各软件系统功能重复堆砌:一些通用的基本功能,如信息发布模块,搜索模块,工作流模块,证书模块,数据分析模块,通知模块,调查模块,消息系统,等等,大多数应用系统中都要用到。现阶段,各个应用系统中基本上包含独立的这些模块,功能重复,不仅造成浪费,且使用方法不一,界面不一,质量不一,给使用和维护管理造成巨大困惑。
比如搜索模块,每一个系统都要用到,都有自己的搜索模块。用户使用的时候,要搜索数据,只能分别进到每一个系统中去而不能在一个搜索框中搜索所有系统中的数据,这给使用者带来很大的麻烦。
缺乏标准的梯度扩展和开发接口:软件提供的功能,不能满足用户的个性需求,用户需要根据自身实际,进行扩展或开发。孤岛架构软件,没提供标准的梯度扩展和开发接口,供用户扩展和开发。
标准的梯度扩展和开发接口:标准扩展和开发接口是指提供跨系统、跨数据库的扩展和开发接口,开发者可以使用自己熟悉的开发工具在此标准下进行扩展和开发;梯度扩展和开发接口是指可提供无代码和代码的梯度开发接口,不懂代码的计算机维护人员,可通过无代码开发工具对系统进行扩展和开发,开发人员可通过代码工具进行更深入的扩展和开发。
缺乏跨系统的、自助的、灵活的辅助决策工具:比如对教师的职称评聘,涉及到教师的教学业绩,其数据在成绩管理系统;涉及到教师的资历,其数据在人事管理系统;涉及到教师的课堂表现,其数据在教师发展评价系统中。现有的各系统,只能在系统内部进行统计分析,无法根据需求,跨系统、跨数据库进行统计分析,这是其一;其二当教师评聘条件发生变化时,单位自己很难根据情况变化进行新的统计分析;其三,提供的统计功能有限,缺乏强大的灵活的分析手段,不能满足用户要求。
3、硬件孤岛
1)高投入、难管理、低效率、高能耗、低可用问题
当前信息化硬件配置现状一般是如下两种情况:
普通应用系统,一台服务器安装一个应用系统;
关键应用系统,如数据中心、OA系统、云教学系统等,基于性能的考虑,通常以服务器(小型机或刀片服务器)和SAN存储连接方式为基础,一个应用系统部署在几台服务器上(应用服务器、数据库服务器),通过小型机或多组刀片来实现关键应用的部署。
第一种情况存在硬件资源浪费与硬件资源不足的问题。如果服务器性能很高,有资源剩余,但不能将多余的资源给其他应用系统使用,造成浪费;当应用高峰时,可能一台服务器资源不足,也无法从其他的地方获取更多的硬件资源支持,造成应用瘫痪;
第二种情况情况存在严重资源浪费问题,多台服务器为一个应用服务。应用系统动辄就有几十个(如教务管理、人事管理、办公、财务管理、固定资产管理、教学系统等等),应用系统的建设需要大量的服务器来支撑。
系统建成后,但实际使用中,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;另外,这些应用系统的使用模式也非常有规律,如大部分用户的使用和访问集中在上班时间。非正常上班时间(晚上、节假日)利用率很低。在这些时间内,只有少数人偶尔使用OA系统、邮件系统等,大量的业务系统实际上处于空闲状态,资源利用率不超过5%,但支持这些应用系统正常运行的所有资源(服务器等硬件设备)需要不间断工作。同时,大量的服务器硬件增加了维护难度和能耗成本。
这就是当前硬件孤岛带来的高投入、难管理、低效率、高能耗、低可用等方面的问题。
2)安全问题
当任意一台服务器出现硬件故障或者软件故障时,则与本服务器相关的应用系统,都不能使用,造成应用瘫痪。
二、软件架构陈旧问题
现阶段,城域网上的多数应用软件还是32位架构,不能发挥新的64位硬件服务器的性能,不能使用到4G以上的内存,无法满足城域网大规模并发应用需求,软件架构成为整个系统的瓶颈。这就是很多时候,硬件服务器上资源剩余很多,而应用系统却运行缓慢甚至崩溃的原因。
中兴通讯教育云整体解决方案在教育网的基础上,以“相对集中”的建设思路,进行教育城域网综合应用服务“大中心”的规划和实施,从而实现集中投资、整体规划和集中管理。
使用先进的云弹性计算技术和统一资源管理平台与教育深度融合,创新教育模式(协同教育),实现教育均衡,为公平教育服务。
中兴通讯教育云平台不仅要解决数据互联互通问题,消除信息孤岛,实现资源整合与共享;而且未来能够灵活地应对需求发展,可以根据需求的发展变化,在此平台上快速开发建设丰富多样的教育应用;同时保证这些应用有机统一,集成创新,发挥最大效益。
虚拟化是一种经过验证的软件技术,它正迅速改变着 IT 的面貌,并从根本上改变着人们的计算方式。如今,具有强大处理能力的 x86 计算机硬件仅仅运行了单个操作系统和单个应用程序。这使得大多数计算机远未得到充分利用。通过实现 IT 基础架构的虚拟化,可以降低 IT 成本,同时提高现有资产的效率、利用率和灵活性。通过中兴通讯虚拟化资源池构建的教育云平台的优势和价值体现在以下几点:
1、提高资源利用率:通过引入虚拟化等技术手段对资源进行整合,细化物理资源分配单元,提高系统分布密度,提高系统使用效率,降低对物理设备的需求,进一步降低IT设备投入,降低能耗。
2、统一管理:统一对上层应用屏蔽不同厂家虚拟化软件平台之间的差异,实现对不同的虚拟化软件平台资源的统一管理和操作,实现了底层虚拟化技术的多样性。支持对各种第三方虚拟化软件平台的灵活扩展。
3、维护简单:基于虚拟化技术进行业务和应用平台的建设,基于同样的基础架构能够开展更多的业务和应用,运维方式不再是独立的基于图形化的管理平台,一目了然,对各类资源的管理不再是独立的“烟囱式”方式,提供统一的管理平台,通过分权分域的方式,让维护人员进行业务和设备的管理。
4、业务丰富:支持多种不同的资源相关业务,包括计算、存储、网络资源的租赁,虚机快照等,同时支持将不同的业务组合成套餐对外提供统一的运营和计费。
5、绿色节能:将虚拟机部署在恰当的物理机上,除保留必要的备用物理机之外,将其它的物理机进行节能管理,从而减少业务闲时不必要的能源消耗,实现节能减排。
6、平滑扩容:业务层面和虚拟机层面之间采用松耦合方式,当物理资源不够用时,直接在资源池中增加物理机并安装虚拟化软件后即可使用;当业务处理能力不够时,业务层面的自适应自动部署机制会自动的增加节点从而达到业务能力的扩容。
7、流程自动化:与传统IT环境的另外一个很大的不同是IT流程,这些流程因为资源池带来的自助式服务和业务流程自动化而改头换面,减少人工投入,变得更加简单而高效。
云计算为传统的数据中心建设提供了新的思路,是信息技术基础架构发展的一个重大转折。企业或者组织内部构建的内部云平台(私有云)既提供了当前数据中心的可控性和安全性,又提供了业务创新所要求的敏捷性和弹性化,而且大幅降低成本。
中兴通讯教育云整体解决方案在教育网的基础上,以“相对集中”的建设思路,进行教育城域网综合应用服务“大中心”的规划和实施,从而实现集中投资、整体规划和集中管理。使用先进的云弹性计算技术和统一资源管理平台与教育深度融合,创新教育模式(协同教育),实现教育均衡,为公平教育服务。
中兴通讯教育云平台不仅要解决数据互联互通问题,消除信息孤岛,实现资源整合与共享;而且未来能够灵活地应对需求发展,可以根据需求的发展变化,在此平台上快速开发建设丰富多样的教育应用;同时保证这些应用有机统一,集成创新,发挥最大效益。