上海教育云服务体系研究应用现状

2023-11-30 理论教育版权反馈

【摘要】：总的来说，云计算应该由实体部分即基础设施和软件部分即计算系统构成，本节内容通过对不同应用领域云计算体系架构的说明，从而对云服务体系架构研究应用现状进行剖析。到2011年为止，CALIS云服务平台的基本框架已经完成。

云计算作为一个有形的计算和服务模式，其架构研究得到了极大的关注。云计算包含了云平台和云服务两个层面，在体系架构方面由于应用领域的不同，云计算的体系架构也不尽相同。

江学务等人（2011）在“云计算及其架构模式”一文中对于当前各学者对于云计算架构的看法做了一个总结：Youseff认为云计算架构由云应用层、云软件环境层、云软件基础设施层、软件内核、固件和硬件组成的一种栈模式的结构；杨正洪等认为云架构分为云计算架构由硬件平台、云平台和云服务三层模型组成；王鹏认为云计算是一种基于不可信节点的计算架构，并给出了从底层硬件到表层应用的9层模型；雷万云认为云计算是一种由物理资源到服务接口的六层模型体系架构；JohnW.Rittinghouse等提出了通信即服务、技术设施即服务、检测即服务、平台即服务和软件即服务的系统架构；张良杰等提出了一种遵循7个规范的一种开放式的云计算架构模型等等。

总的来说，云计算应该由实体部分即基础设施和软件部分即计算系统构成，本节内容通过对不同应用领域云计算体系架构的说明，从而对云服务体系架构研究应用现状进行剖析。

2.1.1　云计算软件系统平台架构

江学务等人（2011）在“云计算及其架构模式”一文中提出了云计算软件系统平台架构，分为云文件系统层、虚拟化层、计算模型层、数据库管理层、用户应用与开发层。

1）云文件系统层

云基础设施之上必须有一个底层的操作系统，负责数据的存储及访问。

2）虚拟化层

云计算系统中，虚拟化是最关键的技术层，将实体服务器和软件系统虚拟成多个并行可操作的虚拟对象。虚拟化解除了应用程序数据和底层物理资源之间的捆绑，使之更适合不断变化的业务。。

3）计算模型层

计算力是云计算的重要指标，云计算平台必须提供简单、便捷的计算模型，以保证提供高质量、高可靠性的计算力。云平台的计算模型属于并行运算的范畴，由于云计算数据中心密集集中，不存在早期MPI带来的节点失效的问题。

4）数据库管理层

云计算需要对分布的、海量的数据处理、分析，必须有数据管理层来对大量数据的高效管理，包括提供在大规模的数据中找到特定的数据。

5）用户应用与开发层

云计算系统的终极目标还是提供尽可能优质的信息服务，包括个人级和企业级的。主要是通过Iaas、Web Service和应用软件来提供信息查询、存储空间服务、高性能计算、应用程序服务和基于云平台的开发等等。

2.1.2　云计算信息资源共享模型

国内外对云计算信息资源共享进行了相关的研究，主要包括以下几个领域：

1）图书馆云服务功能图

图2-1是张建芬（2010）于“云计算将信息资源共建共享进行到底”一文中提出的云计算系统功能架构图，其有助于信息资源共建共享及图书馆云服务各功能的实现。

pagenumber_ebook=37,pagenumber_book=37

图2-1　云计算系统功能架构图（张建芬，2010）

王文清、陈凌（2009）在“CALI S数字图书馆云服务平台模型”一文中提到：数字化教育资源云共享最好的实践尝试是基于CALIS十五成果和三期建设目标提出的CALIS云战略和相应的数字图书馆云服务平台（即Nebula平台）模型。该模型能将分布在互联网中各个图书馆的资源和服务整合为一个整体，形成一个可控的自适应的新型服务体系，通过对各种服务进行动态管理和分配，来满足不同层次和规模的数字图书馆需求，支持馆际透明的协作和服务获取，支持多馆资源的共建和共享，具有自适应扩展的能力。(www.chuimin.cn)

到2011年为止，CALIS云服务平台的基本框架已经完成。NEBULA OSGi框架、Nebula开发平台、本地基础平台核心版和典型应用系统、统一用户等基础信息加和统一认证机制基本建成，公共服务平台框架、部分核心服务、基于Hadoop的大数据资源存储服务系统（PaaS服务）原型以及已有SaaS系统的改进已经初步完成。

CALIS数字图书馆云服务平台能提供标准化、低成本、自适应、可扩展的数字图书馆统一服务和集成解决方案，为CALIS及其成员提供了灵活的部署和应用方式，既能满足CALIS构建仅有云服务中心的需要，也能满足图书馆构建私有服务云的需要，还能实现对两类服务云的整合。

pagenumber_ebook=38,pagenumber_book=38

图2-2　基于云计算的电子政务信息资源共享实现模型（吕元智，2010）

2）电子政务信息资源共享系统建设研究

吕元智（2010）在“基于云计算的电子政务信息资源共享系统建设研究”一文中提出了电子政务信息资源共享云计算实现模型。吕元智认为构建电子政务信息资源共享云计算实现模型，就是设计云计算模式下的电子政务信息资源共享实现理论方案。结合电子政务信息资源共享实际要求，设计的电子政务信息资源共享云计算实现理论模型由资源层、管理中间件层和服务层等3层构成，见图2-2。具体来讲，在这3层结构模型中，最底层为资源层，它由物理资源层和资源池层构成。其中，物理资源层由现有的各类电子政务信息资源管理服务器、存储设备、网络设备等构成。目前该层不必刻意去构建，沿用已有的数据库、网络设施、服务器等即可。资源池层也可以理解为物理资源层的整合层，该层就是将物理资源层大量相同类型的资源构成同构或接近同构的资源池，如计算资源池、存储资源池、软件资源池等，其主要目的是将异构的电子政务信息资源整合成相同类型的资源池，以便创造协同的工作基础等。管理中间件层处于资源层和服务层之间，它是电子政务信息资源共享实现的核心层。该层主要负责对云计算的资源进行管理，并对众多应用任务进行调度，使资源能够高效、安全地运用。它由资源管理、任务管理、用户管理和安全管理等工作内容组成，是电子政务信息资源共享得以实现的不可或缺的组成部分。服务层是3层结构模型的最上一层，它是电子政务信息资源共享的实现层。该层主要是为电子政务信息资源共享提供实现平台，它由服务接口、注册、查找、访问等功能内容组成。

2.1.3　政府云的服务架构

pagenumber_ebook=39,pagenumber_book=39

图2-3　政府云的服务架构（张艳，2011）

张艳（2011）在“美国政府云计算研究与应用对我们的启示”一文中提出了政府云的服务架构，文中指出从云计算的定义和发展看，政府云至少应该提供底层平台共享、高层平台共享和直接应用三个层次的服务，见图2-3。底层平台共享提供包括机房、网络、主机、存储和基础软件平台等服务，以提供给用户可以部署和运行其应用系统的基础环境；高层平台共享则是利用政府本身掌握的信息化资源，建设可以为用户所使用的包括各类基础数据管理、应用开发环境和各类开发组件等高层共享服务，用户可以利用这些资源快速搭建和共享应用系统；应用软件群则是根据用户的不同需求统一建设各类应用系统，直接为用户提供应用服务；不同的用户群体可以根据自己的需要定制和应用不同的服务。

2.1.4　社区教育云体系系统架构

梁锦雄（2011）在“基于云计算的社区教育系统研究”一文中社区教育运体系的系统架构做了详细介绍。

梁锦雄首先在文中指出如今云计算的发展十分迅速。在2010年10月22日，工信部和国家发改委联合发布的通知声明在北京、上海、深圳、杭州、无锡等五个城市先行开展云计算服务创新发展试点示范工作。中国的互联网已经发展到一个较高的水平，且处于移动互联网发展初期，在两部委的推动下，云计算在中国的市场规模有望在3年内突破1万亿人民币，产业链上下游的多家上市公司将迎来发展机遇，他们都正在以无维护、无升级、低成本的优势吸引各类用户。

然后，梁锦雄就基于云计算的社区教育系统的建立提出了自己的看法，他表示要建立基于云计算的社区教育系统，必须要从头做起，因为目前相关教育类的云资源在很大程度上还不能供用户直接使用，所以基于云计算的社区教育系统应运而生。根据社区教育所面临现状建立的社区教育云需要重新规划硬件设施，建立适合云计算的网络拓扑（层次）结构，并重新确立分布情况。为了节省资源，将现有硬件设施重新规范并重复使用，这样就在很大程度上降低了成本。

最后，梁锦雄认为基于云计算的社区教育系统是利用现代最先进的云计算技术，在云计算平台上，通过云计算平台对资源进行统一管理调配，以服务的形式提供给社区用户的一种学习模式。“云”能建立真正意义上的移动学习，能实现国内一些学者所提倡的“小班教学”、“微型化学习”。基于云计算的社区教育系统提供的各种云学习服务可根据用户需求实现弹性扩展。用户终端可以是浏览器、平板电脑、手机、台式机或者其他电子产品，用户的学习对象是一堆知识碎片化了的积件。在基于云计算的社区教育系统中，所有的用户需求即被看作一种云计算服务要求，它是基于互联网，以浏览器为界面的，并将数据、应用都存储在云端；它强调服务，用户按需使用服务，能为广大学员用户提供一种新兴的部署和教学模式，它将具有广阔的前景。

2.1.5　从云服务组合交易模型看需求

从市场结构和交易管理角度出发，在现有研究成果基础上，陈冬林（2011）等人在“云服务组合交易模型研究”一文中构建了如图2-4所示的云服务组合交易模型，整个模型分为4个部分：云服务用户、云服务组合、云服务组合交易机制和第三方云服务组合管理。

pagenumber_ebook=41,pagenumber_book=41

图2-4　云服务组合交易模型（陈冬林，马明明，吕秋云，2011）

云服务的用户既可以是个人也可以是企业。用户通过浏览器可在任何时间、任何地点访问服务，不需要对系统有深入了解，不需要购买硬件设备，也不需要关注软件的安装和升级。个人用户可以体验即用即付的云服务，中小企业采用云服务可有效克服资金不足，IT技术匮乏的难题。云服务组合包括云服务层内组合模型和云服务层间组合模型。

云计算是硬件、软件和互联网发展到一定阶段的必然结果，也是用户对信息服务模式的新需求，既有科技发展的驱动也有社会演化的驱动。从云计算在以上领域的应用可以看出，各行各业都对于云计算有极大的需求，都需要能够满足自身特定需求的云服务。随着对云计算研究和实践的不断深入，云计算的架构模式将会逐步成熟并形成相对规范化，推进云计算在应用开发和信息服务方面的发展和应用，从而促使教育云服务的发展。

上海教育云服务体系研究应用现状

相关推荐