基于云计算的区域教育资源公共服务模式

[摘 要]云计算的最终目的是向用户提供各种资源的共享服务，对云共享进行研究，有助于充分发挥云共享的优势，实现资源和服务的最大化利用。本文对网络资源包括网络功能的共享进行一些探讨，结合SDN/NFV提出一种可行的分层级区域教育云构建模型。

[关键词]云计算；区域教育；教育资源共享

云计算的最终目的是向用户提供各种资源的共享服务，对云共享进行研究，有助于充分发挥云共享的优势，实现资源和服务的最大化利用。至今，教育行业对基于云计算的教育资源共享模式产出了一些有益的探讨和研究成果，综合分析这些研究成果，集中于数字化资料，软件资源的整合共享，这些都基于计算存储等硬件分享的基础上。相比而言，教育行业几乎未见有人对网络功能的共享进行深入探讨。本文拟对网络资源包括网络功能的共享进行探讨，结合SDN/NFV概念提出一种可行的分层级区域教育云构建模型。

1 云简介

1.1 云计算的三层架构

2008年IEEE International Conference on Web Services（ICWS），从用户、开发者和提供商的角度对云计算作了如下定义：

对用户来说，云计算就是IT即服务，它以SaaS（Software as a Service）模型的方式，将服务按需提供给用户，并通过集中的数据中心向用户提供可扩展的、弹性的计算、存储和应用程序等服务。

对程序员和网络应用程序开发者来说，云计算就是应用程序服务和/或者PaaS（Platform as a Service）的运行环境，即云计算就是一个互联网规模的软件开发平台和运行环境。

对基础设施的提供者和管理来说，云计算就是通过互联网链接分布式数据中心的服务，是一个灵活的基础架构，即云计算是通过IP网络进行链接、大规模、分布式的数据中心基础设施。

不失一般性，业界公认云资源共享模式，也可以认为是云资源提供模式，云资源部署模式等，分为私有云、公共云、混合云。从技术角度看，三者没有差异。

私有云是为客户单独使用而构建的，私有云可由公司自己的IT机构，也可由云提供商进行构建。因而提供对数据、安全性和服务质量的最有效控制。客户将拥有基础设施，并可以控制在此基础设施上部署应用程序的方式。私有云不仅为用户带来云计算的种种优势，包括自动化、自助服务及虚拟化；同时，保障客户的虚拟化私有网络的安全。私有云带给用户另一个好处是可以跟行业特征结合，进行行业定制，满足用户行业需求，这是公有云无法提供的。

公有云通常指第三方提供，用户能够使用的云，公有云一般可通过 Internet 使用，可能是免费或成本低廉的。这种云有许多实例，可在当今整个开放的公有网络中提供服务。其最大意义是能够以低廉的价格，提供有吸引力的服务给最终用户，创造新的业务价值，公有云作为一个支撑平台，还能够整合上游的服务提供者和下游最终用户，打造新的价值链和生态系统。

混合云是公有云和私有云两种服务方式的结合。混合云，是目标架构中公有云、私有云和/或者公众云的结合。由于安全和控制原因，并非所有的企业信息都能放置在公有云上，这样大部分已经应用云计算的企业将会使用混合云模式。同时使用公有云和私有云，有一些也会同时建立公众云。

2 教育行业对云的需求

教育行业对云的需要包括上述所有形式，比如日常办公IT环境需求IaaS服务，计算机科学或者软件工程类学生需求PaaS服务，学校组织机构、科研单位、校办企业等外向型单位需要SaaS服务。在构建云系统时通常需要综合考虑提供3种形式的服务，需要考虑三种共享关系即数字化资料、网络资源、软件资源的整合共享。“智慧校园”“班班通”等新型教育资源模式对教育云构建模型的要求。

3 分层级区域教育云模型

为应对上述教育行业对云模型的要求，本文提出一种分层级区域教育云模型。本模型基于教育专网和正在热建中的WIFI无缝覆盖校园网的基础上，结合我国教育行政管理归属界别，将教育云分为三个层级，第一级为地/市级云数据中心，第二级为区/县级云数据中心，第三级为校级本地缓存中心。

校级本地缓存中心为了防止网络拥塞或者出口网络故障时，为不影响本地授课访问数据，必须使用本地缓存中心的数据。缓存中心按照缓存策略，将感兴趣的数据从区/县级云数据中心存储器上缓存至本地服务器。区县云数据中心共享区县内数据资源，并且将地/市级云数据中心的部分数据缓存至区县。

与传统校园网不同的是在云计算的概念下，WEB服务器，EMAIL服务器，数据库服务器等全部统一由区县或者地市级云数据中心提供，避免各个校园单独购置。

在SDN/NFV（Software Define Network/Network Functions Vitalization）的概念下，进一步可以将路由器和防火墙已经流量管理设备统一采用NFV的方式部署于上级云中心，节省各校园的硬件部署和管理维护成本。SDN/NFV将网络功能虚拟化，可以由软件在通用服务器上实现专用硬件实现的网络功能，非常适合在教育专网中部署。

4 结 语

使用分层级区域教育云模型，可以省去校级防火墙设备，减少其他硬件设备的部署。采用统一的上级云数据中心，能够提供可靠，弹性的IT服务。