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教育资源服务云平台解决方案一、项目背景随着信息化的飞速发展，数据呈现出爆炸性增长，而管理数据的人却越来越少。

具体到我们的高校体系，出现了这样的现象：学生人数日益增多，教育资源匮乏。

使得我们不得不考虑一种新型的教学教务模式，用以平衡这种倾斜，创新教育模式，提高教学质量，增强学生能力。

2010年7月，教育部颁布的《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》明确提出“高等教育承担着培养高级专门人才、发展科学技术文化、促进社会主义现代化建设的重大任务。

提高质量是高等教育发展的核心任务，是建设高等教育强国的基本要求。

当前，先进的信息化手段与教学的融合，已成为提高教育质量，促进人的自由而全面发展的有效途径。

”纲要中对教育信息化建设提出明确目标：?把教育信息化纳入国家信息化发展整体战略，到2020年基本建成覆盖城乡各级各类学校的教育信息化体系?充分利用优质资源和先进技术，整合现有资源，构建先进、高效、实用的数字化教育基础设施，推进数字化校园建设?加强优质教育资源开发与应用，加强网络教学资源体系建设，建立开放灵活的教育资源公共服务平台，促进优质教育资源普及共享?鼓励学生利用信息手段主动学习、自主学习，增强运用信息技术分析解决问题能力。

2013年4部委局下发了《关于同意北京等16城市开展国家下一代互联网示范城市建设工作的通知》，要求示范城市开展重点项目建设。

通知指出“把握全球移动互联网发展机遇，以移动智能终端为着力点，提高移动智能终端核心技术开发及产业化能力。

加快移动互联网关键技术的研发及应用，培育能够整合产业链上下游资源、具备一定规模的移动互联网骨干企业。

完善公共服务平台建设，形成综合的移动互联网产业服务能力。

二、建设思路2.1、整体目标通过对教育云资源平台的部署及实施，提高教育现代化水平，使教学、教务、校务工作更加顺利的开展，让教学科研能力、基础设施建设得到保障。

同时，促进国内云计算技术的落地，增强自主知识产权研发的水平，有效地2.2、整体架构智慧型高校教育资源服务平台作为开放的、灵活的公共服务平台，其内容包含教育资源共享资源池建设、教育资源共享服务平台建设和教育资源综合应用服务平台建设。

图2-1 项目建设整体架构图教育资源支撑服务云平台通过整合计算、存储、网络等物理硬件资源，提高设备利用率；由云管理系统实时管理，实现资源智能调度，降低资源分配复杂性，保障系统的可靠性和可用性，实现计算资源和存储资源的共享；提高IT生产力、节约能源、降低能耗。

教育资源共享服务平台通过构建统一的教育资源共享服务平台，实现应用集成，教学资源共享，教学教务管理互联互通，实现教育资源的“共建、共享”，消灭数据孤岛。

教育资源综合应用服务平台教育资源综合应用服务平台结合桌面云、SaaS等技术服务建立教育资源应用一体化教学体系，规范的教务、校务管理系统，智能的教学平台，使师生间、同学间能够交流，达到互动教学的目的。

2.3、具体建设内容2.3.1、教育资源支撑服务云平台建设教育资源支撑服务云平台的建设是由国腾“创智云”底层核心平台提供技术支撑，通过云管理系统、云计算系统、云存储系统和云监控系统实现教育底层硬件资源的智能调度、按需分配，通过构建教育IaaS基础设施云服务实现资源的全方位共享。

图2-2 教育资源支撑服务云平台框架图2.3.1.1、云管理系统云管理系统按照分级管理制度（平台级管理、项目级管理和用户级管理）提供对数据中心各种资源的管理，保证平台的可靠性、高效性和安全性，通过安装向导、自动安装等优化功能，将管理员从复杂的环境部署工作中释放出来，提高工作效率。

角色访问管理云计算系统提供多角色访问控制策略，将其分为用户认证管理角色、网络管理角色、存储管理角色、计算管理角色等多种管理角色。

只有获得多种角色的权限组合时，才具有相应的对平台的管理和使用权利。

自动安装为提高应用部署能力，简化部署过程，云管理系统采用系统“模板”(系统镜像文件)进行虚拟机自动部署。

用户只需要在启动虚拟机时挂接这个镜像就可以使用这个操作系统。

同时采用CPU和I/O资源互补策略，将承载CPU消耗业务的虚拟机与承载I/O消耗业务的虚拟机尽可能分配到同一物理服务器上，从而最大化地利用物理服务器资源。

为保证平台稳定、可靠，云管理系统除提供虚拟资源的自动部署外，还提供远程物理服务器自动部署功能，当数据中心资源出现短缺的情况下，管理员只需要将新增的服务器或存储资源直接挂载到云平台上，完成通电及简单的客户端IP配置操作，系统将自动侦测到新挂载的物理服务器，完成操作系统的安装、计算节点的安装和配置，并自动将其添加到云平台中。

整个过程不需要管理员参与，也无需关闭或重启其它的服务器。

向导操作云管理系统提供统一的安装向导和友好的操作流程，包含虚拟机创建向导、卷创建向导等。

管理员只需要按照创建向导提示完成信息填写即可完成虚拟机或卷的创建。

且可以根据需求在创建向导中指定需要创建的虚拟机或卷数量，一次性完成大规模的创建。

分区部署云管理系统的分布式架构保证了在教育资源服务平台建设中高安全性的要求。

通过从物理架构进行分区域部署保证平台的安全性。

我们把核心业务与普通业务区别开来，在遵循国家信息安全等级制度前提下，坚持“分散部署统一管理”原则，在低等级区域运作普通业务（例如共享资源），而那些具备一定秘密等级的业务（例如学籍管理等），则运行在高等级保护区域，两者绝不混淆不分。

2.3.1.2、云计算系统计算系统通过虚拟化技术将数据中心各类软硬件资源实现不同层次和粒度的资源抽象，使得系统软件环境与其底层硬件基础架构分离，将多个服务器、存储等基础架构和网络聚合成共享资源池；并将所有资源包括服务器、网络、存储等进行分区、隔离、封装，实现资源的负载管理和动态调度、快速部署、按需分配、资源隔离和安全可靠等，同时为管理员快速、精确的掌控系统运行情况提供基础信息。

用户通过云计算系统提供的API提交各种请求，系统管理服务器通过异步可靠通信方式把这些请求分发到各个服务子系统，完成资源管理、资源分配、资源调度、备份管理、安全策略以及系统中各种资源（包括服务器、存储、网络等）的有效监控等工作。

多控制节点，消除单点故障云计算系统通过云控制器来提供一套工具来实现云环境的部署，包括运行实例、管理网络以及控制用户和其它项目对云的访问。

部署云控制器的服务器被称作云控制节点，云控制节点采用的集群部署模式为无中心架构，而非主/备模式，多个云控制器通过多路分发实现负载均衡，消除云控制器的单点故障问题，提高云平台的可靠性和可扩展性。

资源按需分配，合理化利用云计算系统将全部资源进行整合在分割，实现资源按需供给。

用户只需根据当前应用系统负载状况申请资源数量进行部署，当未来某时段系统监控到资源负载较高时，系统会自动生成新的资源（例如计算资源）并将其加入到该应用系统中分担部分负载，保证系统稳定性。

而当该应用系统在某时段的平均负载相对较低时，云计算系统会自动移除部分资源供其它应用系统调配。

达到资源最大合理化利用。

智能调度，热迁移技术最大化保障系统稳定性云计算系统提供热迁移技术，通过资源监控模块对云平台的资源使用情况进行不间断的监控，并对每台虚拟机每小时对资源使用情况进行记录；资源分享模块对虚拟机的资源使用记录进行分析，计算出每台虚拟机在每周的每一天每一个小时的资源使用情况。

当资源调度模块需要分配资源的时候，除了根据当时云平台的资源使用情况，还可以使用这些统计信息进行决策，从而可以更合理的对资源进行分配和调度。

当增加一个应用项目时，可通过增加可用的资源进行匹配，实现资源的快速弹性提供；如果不再使用这部分资源时，可释放这些资源。

并提供资源均衡调度模式、节能调度模式等多种调度方式为各个应用的需求动态划分或释放不同的物理和虚拟资源，向上层提供负载均衡、主动容错、资源优化等服务。

在均衡模式下，平台根据资源最佳匹配策略，当集中在物理机上虚拟机使用过量，造成物理机利用率过载时，系统自动将部分虚拟机迁移到其它负载较低的物理服务器上，而当所有物理服务器都出现饱和状态时，系统将开启已关闭的物理服务器，并迁移虚拟机到新开启的物理服务器上，在达到资源使用的最佳匹配策略的同时保证大并发量时系统的稳定性可靠性。

在节能模式下，平台根据资源最大化利用策略，当虚拟机分散在不同的物理机上，且各物理机资源均未达到饱和时，系统通过迁移分散的虚拟机来释放部分物理服务器。

并将释放出来的物理服务器自动关闭，从而达到资源最大化利用，能源的最小化消耗。

高速响应，保证系统高性能运行云平台支撑物理服务器的裸机快速安装，不仅可将未安装任何操作系统的物理服务器快速加入到云平台环境中，且支撑虚拟机模板创建，利用模板文件或系统原有镜像文件创建虚拟机。

新建一台虚拟机响应时间不超过15s，并保证虚拟机系统热迁移时间在30秒钟内完成。

统一的网络管理平台，实现网络资源灵活分配通过带宽流量限制功能，云平台可根据不同应用对带宽的需求，为不同的虚拟机或应用设置不同的网络带宽。

避免某些应用过度使用网络资源而造成其它应用无法正常运行的情况。

确保处于同一个云数据中心的虚拟机能够获得可靠的网络带宽保证。

同时对云平台的结构进行调整，在物理层对虚拟网卡做网络带宽限制时，根据不同的需求采用两个虚拟网卡分别控制内网和外网的网速，实现云平台虚拟机内外网不同级别限速。

虚拟防火墙通过在虚拟机上克隆出多个防火墙系统，每个防火墙系统对应一台应用服务器，用户通过互联网访问应用服务器首先穿过对应的防火墙系统，同时用户通过自定义防火墙规则有针对性的对受保护的应用服务器进行个性化安全设置，提升虚拟机的网络安全性。

例如设置虚拟机之间所在网段、IP和端口等信息的访问策略，完善虚拟机之间的隔离和通信策略。

分离管理网络和应用网络在云平台中管理信息和应用信息跑在在不同的物理网络上，通过采用物理隔离的办法，保证管理信息的相对独立性，从而保证平台的安全性。

虚拟局域网VLAN云计算系统在逻辑上可以划分成不同的网段，将各类应用放在不同的VLAN地址段里边，组成小的虚拟局域网，简化网络管理，提高网络的安全性。

数据加密云计算系统不仅提供对虚拟机数据采用高强度加密算法进行加密，保证即使被非法窃取也无法获得重要数据。

同时还提供对数据卷双重加密策略，对数据卷加密的密匙再加密。

非法用户就算拿到数据卷的密匙也没办法打开，从而保证数据不被非法盗窃。

平台兼容性和标准化平台访问接口遵循国际上被先进国家政府认可的云计算接口标准规范：如Amazon EC2,S3、OpenStack等；虚拟机支持主流的操作系统：如Windows S erver 2003、Windows S erver 2008、CentOS L inux、RedHat Linux、SUSE Linux、Ubuntu Linux等；同时支持现有市场上主要服务器厂商的X86服务器，包括IBM、HP、DELL等。