基于云计算模式的实训室构建研究

第一篇：基于云计算模式的实训室构建研究

基于云计算模式的实训室构建研究

摘 要：针对目前IT课程实训平台中实训教学资源消耗高、管理与维护困难、实训教学资源利用率低、投资运营成本高和实训教学资源重复建设等问题，利用云计算及其相关的虚拟技术，提出了基于云计算模式的实训室构建思路，有望解决实训教学中大量实训教学资源利用率低及维护复杂的难题，从而降低实训室建设成本，统一管理与维护实训教学资源，提高实训教学平台整体性能，改善学生学习体验。

关键词：云计算；桌面虚拟化；服务器虚拟化；实训环境

近年来，信息技术已经深入应用到社会的各个领域，各行各业的业务开展都离不开信息化环境。为培养符合社会需求的实用性人才，高校的实训室建设也构建了以PC为主的信息化模拟环境，承载了行业相关软件，指导学生在信息化的环境中熟悉行业应用。随着云计算、移动互联网等新信息技术应用的普及，传统的以PC为主的实训室信息化环境建设显得逐渐落伍，学生无法体验信息技术新发展及其实践应用环境。对于实训室的建设和管理者来说，不同应用软件环境、大量PC的管理和维护，给管理者带来了巨大的管理难度和挑战。以PC为主的实训室环境建设面临的主要挑战

1.1 软硬件环境复杂，管理难度大

高校的实训室往往承担多个专业的教学任务。不同的专业，其信息化教学环境存在比较大的差异，这也意味着同一台实训PC需要承载多个实训环境；由于信息化的普及性，越来越多的专业需要在信息化实训环境授课，这也意味着电脑实训室越来越多，需要管理的PC数量越来越大；另外，由于学生用户的活跃性，实训室PC的预装也经常会被修改，也更容易遭受到网上病毒的攻击和侵害。

1.2 信息化环境落后

当前的信息化已经进入到移动时代，信息系统从C/S架构转向B/S架构，人们可以在任何时间、任何地点、以多样化的方式享受信息化的服务，并处理相关业务。传统的实训室建设，将学生局限在单台PC的环境之中，很难和目前社会流行的信息化环境合拍。另外，受限制管理制度限制及维护人员短缺，实训室和实训平台开放时间受到限制，一定程度上造成了实训资源的浪费。

1.3 使用成本高，对教学环境带来一定影响

传统PC的使用周期往往只有3-5年，每年的固定资产折旧成本和配套的管理维护成本巨大；而且，在遇到如硬件更替、软件更换和操作系统升级的情况，往往需要对整个PC的硬件环境进行升级，带来巨大的成本浪费。传统PC的单机能耗高，存在一定噪音。在多台PC同时运行的环境中，噪音对教学环境及教学质量会带来一定的影响。基于云计算模式的实训室构建思路

针对传统实训室建设存在的问题，本人经过长期研究，构思出一套基于云计算中先进的桌面虚拟化技术的实训室建设解决方案；使用该解决方案，可以很好地帮助实训室建设者解决上述问题。现将该方案简述如下：

2.1 将桌面环境虚拟化之后进行集中管理，实现硬件无关性

利用桌面虚拟化技术，可以将用户所有的桌面操作环境全部集中在后台的服务器之上，用户只需要通过网络就可以访问到自己的桌面操作环境。由于实现了软件环境和数据存储的集中化管理，可以实现各种软件环境的快速升级，用户感染病毒的机会也大幅降低。在这种模式下，单个管理人员可以轻松管理超过1000台的桌面环境，不同授课环境的快速切换也仅需要数十秒的时间。这样，单个实训室可以为更多的院系提供服务。

2.2 为师生提供7×24小时的信息化实训环境

桌面云的后端可采用服务器虚拟化的技术，可以构建7×24小时不掉线的桌面云环境。在桌面云的技术环境下，只需要网络（有线网络或者无线网络）的连通性，学生就可以通过不同类型的终端（笔记本，平板电脑，瘦客户端，手持终端等），随时随地访问实训室的桌面资源进行学习，学生所有的实验和学习数据都可以存放在云端，安全可靠。

2.3 降低客户端硬件需求，绿色节能

方案中建议客户采用瘦客户机或者平板作为用户的终端。由于其低功耗和静音设计，操作界面也更接近目前主流的信息化操作方式，因此，整个实训环境和学生的体验度会更好。

方案中推荐采用的瘦客户机，通常采用工业级设计，可靠性和稳定性高。基于云计算模式的实训室解决方案的预期效果

目前，云计算技术已初步运用于教育行业。如果将基于云计算模式的实训室解决方案应用于高校的多种类型的实训室环境，例如电子商务、工商管理、经济贸易、应用外语等文史类专业课程（日常OA应用、Office办公软件、多媒体播放等需求）的实训环境，可以收获预想不到的效果。小结

随着“云计算”技术应用的升温，基于云的应用、服务交付逐步成为IT行业发展的必然趋势。在预算不变的前提下搭建基于云计算模式的实训室，可以大幅降低实训室的建设管理难度，管理维护成本下降60-80%；可以实现多实训室环境的快速切换，实训室利用率更高，为实训教学提供高效、便捷的实训环境。

第二篇：云计算模式

百度百科：云计算模式 基本概念 特点 应用形式 应用实例 关注的问题 发展现状 发展趋势

云计算是一个虚拟的计算资源池，它通过互联网提供给用户使用资源池内的计算资源，它代表了信息技术及其基础架构的发展方向，它的出现必将在不远的将来展示出强大的生命力，并将从多方面影响企业的发展。

基本概念

随着互联网的普及和发展，用户需要处理的数据量和计算量变得越来越庞大，利用高速互联网的传输能力，将数据的存储和处理过程从个人计算机或专有服务器转移到互联网上的计算机集群成为一种必然的趋势，云计算则是这一趋势最好的体现。

而今，云计算的概念正在广为流行，正如Gartner公司的高级分析师Ben Pring评价道：“它正在成为一个大众化的词语。”云计算集成了各类计算资源，并以服务的形式提供资源的使用和繁衍。云计算同时是互联网、“感知中国”和“智慧地球”等前沿理念的技术支撑，代表了信息技术及其基础架构的发展方向，因此受到了社会各界的高度重视。

云计算的技术基础为网格计算。在网格计算的演进过程中，逐步分化为两个不同层次的云计算概念，即狭义云计算和广义云计算。

狭义云计算是一种IT基础设施的交付和使用的模式，通常是指通过网络以按需和易扩展的方式获得所需的资源（硬件、平台、软件），提供资源的网络被称为“云”。“云”中的资源在使用者看来是可以无限扩展的，并且可以随时获取，按需使用，按使用付费，随时扩展。这种特性经常被称为像水电一样使用IT基础设施和软件服务。

广义云计算是服务的交付和使用的模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的服务。这种服务可以是基于互联网的软件服务、带宽服务、也可以是任意其他的服务。所有这些网络服务我们可以理解为网络资源，众多资源形成所谓“资源池”。这种资源池我们通常称为“云”。

特点

超大规模

“云”具有相当的规模，Google云计算已经拥有100多万台服务器，Amazon、IBM、微软、Yahoo等的“云”均拥有几十万台服务器。企业私有云一般拥有数百上千台服务器。“云”能赋予用户前所未有的计算能力。虚拟化

云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。所请求的资源来自“云”，而不是固定的有形的实体。应用在“云”中某处运行，但实际上用户无需了解、也不用担心应用运行的具体位置。只需要一台笔记本或者一个手机，就可以通过网络服务来实现我们需要的一切，甚至包括超级计算这样的任务。高可靠性

“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性，使用云计算比使用本地计算机可靠。通用性

云计算不针对特定的应用，在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用，同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行。高可扩展性

“云”的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模增长的需要。高度兼容性

能够兼容不同硬件厂商的产品，兼容低配置机器和外设而获得高性能计算。按需服务

“云”是一个庞大的资源池，你按需购买；云可以象自来水，电，煤气那样计费。极其廉价

由于“云”的特殊容错措施可以采用极其廉价的节点来构成云，“云”的自动化集中式管理使大量企业无需负担日益高昂的数据中心管理成本，“云”的通用性使资源的利用率较之传统系统大幅提升，因此用户可以充分享受“云”的低成本优势，经常只要花费几百美元、几天时间就能完成以前需要数万美元、数月时间才能完成的任务。

应用形式

SAAS（软件即服务）

此类型的云计算通过浏览器把程序传给成千上万的用户。在用户眼中看来，这样会省去在服务器和软件授权上的开支；从供应商角度来看，这样只需要维持一个程序就够了，这样能够减少成本。DaaS（数据即服务）是SaaS的一个子集，它主要侧重于给请求传递需要的数据，而不是提供一个访问更详细、更全面应用的接口。

实用计算（Utility Computing）

这种云计算是为IT行业创造虚拟的数据中心使得其能够把内存、I/O设备、存储和计算能力集中起来成为一个虚拟的资源池来为整个网络提供服务。在这个应用模式下也就提到了一个流行的提法HaaS（硬件即服务）。

网络服务

同SAAS关系密切，网络服务提供者们能够提供API让开发者能够开发更多基于互联网的应用，而不是提供单机程序。

平台即服务

另一种SAAS，这种形式的云计算把开发环境作为一种服务来提供。你可以使用中间商的设备来开发自己的程序并通过互联网和其服务器传到用户手中。

MSP（管理服务提供商）

MSP（管理服务提供商）是最古老的云计算运用之一。这种应用更多的是面向IT行业而不是终端用户，常用于邮件病毒扫描、程序监控等等。

商业服务平台

SAAS和MSP的混合应用，该类云计算为用户和提供商之间的互动提供了一个平台。比如用户个人开支管理系统，能够根据用户的设置来管理其开支并协调其订购的各种服务。

互联网整合

将互联网上提供类似服务的公司整合起来，以便用户能够更方便的比较和选择自己的服务供应商。

应用实例

亚马逊网站（Amazon.com，下称亚马逊）

亚马逊是以在线书店和电子零售业起家的，如今已在业界享有盛誉，不过它最新的业务却与云计算有关。两年多以前，亚马逊作为首批进军云计算新兴市场的厂商之一，为尝试进入该领域的企业开创了良好的开端。

亚马逊的云名为亚马逊网络服务（Amazon WebServices，下称AWS），目前主要由4块核心服务组成：简单存储服务（Simple StorageService，S3）；弹性计算云（Elastic Compute Cloud，EC2）；简单排列服务（Simple QueuingService）以及尚处于测试阶段的SimpleDB。换句话说，亚马逊现在提供的是可以通过网络访问的存储、计算机处理、信息排队和数据库管理系统接入式服务。

谷歌公司（Google，下称谷歌）

围绕因特网搜索创建了一种超动力商业模式。如今，他们又以应用托管、企业搜索以及其他更多形式向企业开放了他们的“云”。

不久前，谷歌推出了谷歌应用软件引擎（Google AppEngine，下称GAE），这种服务让开发人员可以编译基于Python的应用程序，并可免费使用谷歌的基础设施来进行应用托管（最高存储空间达 500MB）。对于超过此上限的存储空间，谷歌按“每CPU内核每小时”10至12美分及1GB空间15至18美分的标准进行收费。最近，谷歌还公布了提供可由企业自定义的托管企业搜索服务计划。

Salesforce 是软件即服务厂商的先驱，它一开始提供的是可通过网络访问的销售力量自动化应用软件。在该公司的带动下，其他软件即服务厂商已如雨后春笋般蓬勃而起。Salesforce的下一目标是：平台即服务。

Salesforce正在建造自己的网络应用软件平台Force.com，这一平台可作为其他企业自身软件服务的基础。Force.com包括关系数据库、用户界面选项、企业逻辑以及一个名为Apex的集成开发环境。程序员可以在平台的Sandbox上对他们利用Apex开发出的应用软件进行测试，然后在Salesforce的AppExchange目录上提交完成后的代码。

微软公司

在云计算的起步阶段，微软经历过不少周折。经过几年的磨合调整之后，这个软件巨头的云计算战略终于走上了正轨。根据有些厂商的预想，未来绝大部分的IT资源都将来自云计算，但微软却并不这么认为。微软首席软件架构师（CSA）雷;奥兹（RayOzzie）曾表示，微软的宏伟计划是“提供均衡搭配的企业级软件、合作伙伴托管服务以及云服务”。简而言之，微软将其称为“软件加服务 ”（software plus services）。

微软把Windows这样的平台延伸，从端到云，甚至将来把云和端合起来。开发人员写一个程式或者写一个应用，最终把数据、把服务合起来给用户。也就是“云+端”的概念。微软将在今年推出的首批软件即服务产品包括Dynamics CRM Online、Exchange Online、OfficeCommunications Online以及SharePointOnline。每种产品都具有多客户共享版本，其主要服务对象是中小型企业。单客户版本的授权费用在5,000美元以上。针对普通用户，微软的在线服务还包括Windows Live、Office Live和Xbox Live等。

关注的问题

操作安全性与商业风险问题

在展望云计算带给我们的众多好处的同时，我们也必须看到，云计算的发展还有一些如：遵守相关的法规、数据位置、数据隔离、可用性、降低风险方面的支持等问题需要我们重视和讨论。

云计算标准的争端

目前，云计算的主要倡导者和推动者包括很多IT、互联网、通信领域的企业都站在各自角度提出了对云计算的诠释，因此，有人对云计算需不需要建立标准提出了疑问。从云计算产业未来健康发展和保护用户信息资源的角度来看，云计算的标准化是未来该产业发展的必然趋势。

发展现状

由于云计算是多种技术混合演进的结果，其成熟度较高，又有大公司推动，发展极为迅速。Amazon、Google、IBM、微软和Yahoo等大公司是云计算的先行者。云计算领域的众多成功公司还包括 Salesforce、Facebook、Youtube、Myspace等。

在我国，云计算近几年也可谓风生水起，发展非常迅猛。2008年5月10日，IBM在中国无锡太湖新城科教产业园建立的中国第一个云计算中心投入运营。2008年6月24日，IBM在北京IBM中国创新中心成立了第二家中国的云计算中心——IBM大中华区云计算中心；2008年11 月28日，广东电子工业研究院与东莞松山湖科技产业园管委会签约，广东电子工业研究院将在东莞松山湖投资2亿元建立云计算平台；2008年12月30日，阿里巴巴集团旗下子公司阿里软件与江苏省南京市政府正式签订了2009年战略合作框架协议，计划于2009年初在南京建立国内首个“电子商务云计算中心 ”，首期投资额将达上亿元人民币；世纪互联推出了CloudEx产品线，包括完整的互联网主机服务“CloudEx Computing Service”, 基于在线存储虚拟化的“CloudEx Storage Service”，供个人及企业进行互联网云端备份的数据保全服务等等系列互联网云计算服务；中国移动研究院做云计算的探索起步较早，已经完成了云计算中心试验。中移动董事长兼CEO王建宙认为云计算和互联网的移动化是未来发展方向。

我国企业创造的“云安全”概念，在国际云计算领域独树一帜。云安全通过网状的大量客户端对网络中软件行为的异常监测，获取互联网中木马、恶意程序的最新信息，推送到服务端进行自动分析和处理，再把病毒和木马的解决方案分发到每一个客户端。云安全的策略构想是：使用者越多，每个使用者就越安全，因为如此庞大的用户群，足以覆盖互联网的每个角落，只要某个网站被挂马或某个新木马病毒出现，就会立刻被截获。云安全的发展像一阵风，瑞星、趋势、卡巴斯基、MCAFEE、SYMANTEC、江民科技、PANDA、金山、360安全卫士、卡卡上网安全助手等都推出了云安全解决方案。值得一提的是，云安全的核心思想，与2003年就提出的反垃圾邮件网格非常接近。

发展趋势

基于跨行业的开放标准

云计算的发展必须坚持跨行业的开放标准，互联网的成功就是因为它坚持了开放的标准。不可能只有一朵云，肯定有很多云结合在一起。如果要实现在任何地方都能够访问云计算中应用程序的能力，采用开放的标准对于云计算来说是非常重要的。任何厂商都应该能够在云计算中提供服务。

云计算要发挥作用就需要像移动通讯一样无缝的传输。这就像许多支流将汇聚为一条大河一样。大多数努力现在就像这些支流一样，没有统一的标准，汇聚起来是很难的。为了解决这个问题，IBM发起了开放云计算宣言，要求制定云计算标准。IBM印度软件实验室首席技术官NatarajNagaratnam说，这个宣言指出了云计算应该如何发展和需要标准。虽然有170家公司签署了这个云计算宣言，但是，谷歌、微软和亚马逊等大企业没有加入。谷歌工程经理SamSchillace说，云计算实际上是Web的下一个阶段。我们需要的云计算是开放的，而不是支持云计算宣言。

缺少标准可能会导致云计算成为一种可望而不可及的工具，没有任何实际的好处。即使标准问题或者缺少标准的问题解决了，在印度仍然有一种能把云计算吹跑的风，这个风就是低带宽!

公共服务平台的建设

现阶段云的概念和应用是各个云计算提供商按照自己的产品理念和技术方案来加以推广的，很多企业建立了自己的云计算应用，但很难实现资源共享和服务与基础设施的分离，而在一些行业由于巨大的资金投入也阻碍了云计算在这些领域的应用推广。

另一方面，正如我们在前文所述现阶段云计算的局限性中讨论的，安全性的困扰也妨碍了云计算的应用，特别是在一些诸如政府、军工或其它安全敏感的行业，很难想象这样一个重要的信息基础平台掌握在某个公司甚至是外国公司的手中。那么在一些领域由第三方或企业联合建设云计算的公共平台成为我们解决这一问题的有效途径。这一点对中国发展云计算，推动中小企业的信息化建设尤为重要。

第三篇：高校云计算研究情况总结

目前，正在积极投身于云计算相关基础理论与技术研究工作的高校和科研院所包括以清华大学、北京大学、武汉大学、中国科学技术大学、华中科技大学、上海交通大学、合肥工业大学、北京航空航天大学、解放军理工大学、中科院、北京邮电大学、北京交通大学、东北大学、山东大学等为代表的诸多科研单位。另外，在工业界从事云计算相关研究的单位包括华为、百度、新浪、腾讯、金蝶软件、中国电信、中国移动等诸多企业。

国内高校与科研院所针对云计算的不同领域开展了深入的研究。例如，清华大学的云存储平台着力于构建存储云，武汉大学侧重于面向云计算的互操作国际标准，中科院计算所利用云计算开展数据挖掘与云安全工作，华中科技大学关注虚拟化技术与云安全，上海交通大学注重于数据的安全和隐私关键性技术研究，合肥工业大学侧重将人工智能和信息管理研究成果迁移到云计算环境中，北京航天航空大学致力于云计算的数据安全控制理论与方法的研究，解放军理工大学侧重于云存储研发与应用，东北大学侧重于利用云计算技术解决大规模图数据处理问题，山东大学侧重于研究SaaS软件交付平台的问题。

清华大学在云存储研究方面，以分布式文件系统为基础的云存储平台，为校园网用户设计开发了用于数据存储与共享的云存储服务，利用底层云存储平台所提供的基础存储服务，提供用户管理与目录管理的功能，增加了文件检索功能，并对数据传输进行了优化，为用户提供简单实用的云存储访问接口。针对于越来越多的移动计算需求，基于云存储平台设计开发了多种手机云存储应用，包括基于云存储服务的电话号码簿应用、可在手机上进行文件存储与共享的文件管理应用、基于云存储服务的视频点播应用以及基于云存储服务的相片管理应用。在海量数据挖掘研究方面，结合云计算架构和海量数据对象，开展基于云计算的海量数据挖掘研究，设计并实现面向海量数据挖掘的分布存储和并行编程模型框架，提出基于群体智能的海量数据挖掘算法，以维基百科为载体，对维基百科及其形成的复杂社会网络进行深入的分析和挖掘，提供基于维基百科的深层次知识服务。

武汉大学在面向云计算的互操作标准方面开展了一定的工作。在云计算环境中，信息资源和服务是通过即用即付的方式提供给用户的，需要对不同的信息资源和服务进行统一的管理。同时，用户需求正逐渐呈现出多样性和个性化的特征，使得满足大众用户需求的服务定制也需要跨领域/组织的资源和服务通过共享、交互、互操作等方式共同完成。随着云计算的发展，许多企业或组织已经构建了云计算平台，并提供了大量的内部数据和服务，但这些云计算平台之间难以进行有效的信息共享和交换，造成了“孤立云”的产生，如何利用开放的互操作性标准实现云－端以及云－云之间的互操作显得十分重要。针对这一现状，国际标准化组织ISO/IEC正在研制“互操作性元模型框架”的国际标准-ISO/IEC 19763: Information

Technology-Metamodel Framework for Interoperability(简称MFI)。其主要目标是为已注册的异构信息资源和服务提供统一的注册和管理机制，促进它们之间的互操作。MFI标准从模型注册、本体注册、模型映射的角度对注册信息资源的基本管理信息提供了参考，促进信息系统之间的互操作。武汉大学代表中国参加了该标准的研制工作，并主持了其中5项标准的研制任务。

中国科学院计算技术研究所在Hadoop基础上开发实现了并行数据挖掘工具平台。该平台已经用于中国移动TB级电信数据的挖掘，其数据处理规模远远超出商用软件，在商用软件能承受的相同数据规模下，采用相同方法和相同参数设置、获得了一致的挖掘结果，实现了高性能、低成本的海量数据挖掘。中国科学院计算技术研究所在基于虚拟机架构的可信计算环境与可信软件设计方面也取得了一些成果，包括：基于虚拟机的可信计算平台研究与设计(TRainbow)；面向管理域虚拟机完整性的实时检测技术(VMGuard)；可信可控用户虚拟计算环境构建方法研究(TRIOB)；面向虚拟存储数据完整性的透明检测技术(Tapwire)；虚拟化全局内存优化技术(TMemCanal)；分布化IO资源的全局可见与共享技术；Xen虚拟计算环境下的可信接入控制技术。中国科学院软件技术研究所围绕云计算的安全问题也进行了一系列的研究，包括针对云存储中敏感数据的机密性保护问题，在基于属性的加密基础上提出了一种密文访问控制方法HCRE；在基于密文策略的属性加密应用场景下，实现了云存储中高效、精细、灵活的密文访问控制方案等。

华中科技大学也在云计算方面进行了很多实践，包括：设计出了一个面向科学计算与企业信息化的云计算平台GRANE；实现了一个面向云环境的虚拟化桌面CloudDesk，它能动态适应用户的需求变化，为用户提供高效、安全、易用的云资源访问的桌面环境；从任务并行调度，数据组织与压缩，备份服务可信及容错模型三方面着手，研究出了一个云备份系统B-Cloud；基于云模式的大规模主动安全防御系统CloudFence，它是采用安全检测与防御相分离的原则，充分利用云端强大的处理能力和存储能力。

上海交通大学针对云计算中存在的数据安全问题，利用密码理论与技术、网络与信息安全技术、编码理论等方向所取得的成果，解决数据安全存在的一基础问题，提高云计算的安全性，并开展了下一代互联网安全与隐私关键性技术研究。另外，上海交通大学与微软合作，共同搭建国内高校第一个基于最新虚拟化技术和System Center的私有云，为教学与科研项目提供可伸缩的计算资源。

北京航空航天大学利用分布式环境下的访问控制方法和可信计算信任模型方面的研究基础，致力于面向云计算的自含式数据安全控制理论与方法的研究，来提高云安全性。

解放军理工大学在云计算存储应用方面，研发MassCloud云存储平台在节能与集成度上取得了阶段性的突破，并在实际应用中获得巨大成效。目前，360公司在解放军理工大学成立了云计算联合实验室。

东北大学基于BSP处理模型和系统实现了社会网络中的大规模图数据查询与分析，研究了大规模图数据的划分与定位问题、大规模图数据的磁盘存储问题、大规模图的分布并行查询处理和查询优化问题以及云环境下的执行保障问题，设计并实现了BeeGraph系统，支持大规模图数据的处理。

山东大学对面向多租户的SaaS平台开展了研究，包括支持多租户数据隔离的存储与索引机制，基于Chunk Folding的自适应多租户缓存管理机制，支持租户业务流程定制行为建模及验证的框架，以及面向SaaS应用的数据组合隐私保护机制，为面向多租户的SaaS平台提供技术支撑。

中国科学技术大学在云计算环境下远程数据完整性和认证技术方面，结合数论中的同态RSA验证标识，设计了保护用户隐私的数据完整性验证协议，能够支持数据动态更新和公开的多副本验证，而无需第三方审计。针对已有远程身份认证方案存在的缺陷和安全漏洞，提出了新的身份认证方案。认证方案结合使用智能卡、口令和电子票据，既能够为用户和服务器提供双向身份认证，也通过电子票据的发放解决了限制用户访问次数的问题。

第四篇：基于云计算进行教育资源构建的意义

基于云计算进行教育资源构建的意

义

基于云计算进行教育资源构建的意义

张绘宇，关晓颖，张雅洁*

（广州医科大学，广东广州511436）

摘要：探讨运用云计算构建教育资源实现优势互补。利用云计算虚拟化技术，整合现有的教育资源，促进教学质量的提高。云计算在教育领域有着广阔的发展前景，可以提高校园资源利用率，对于提高高等教育教学质量具有重大意义。云计算将掀起创新教育模式又一次新的浪潮，教育改革必将腾飞于“云端”。

关键词：云计算；教育资源；虚拟化技术

基金项目：广东省高等学校教学质量与教学改革工程重点项目“云端医校直航优质教学资源共建共享”（项目编号：2012320）；广州市教育科学“十二五”规划（第二批）课题“云端医校直航实现优质教学资源共享”（项目编号：12A054）；广州医科大学教育科学“十二五”规划课题

“以‘器官系统为中心’的实验课程整合教学模式的实践探索”（项目编号：20120068）

通讯作者：张雅洁，教授，博导，博士，研究方向：教育研究及肿瘤病理。

作者简介：张绘宇，副教授，博士，研究方向：网络教学及肿瘤病理。

“云计算”是继上世纪80年代大型计算机到客户端大转变之后的又一种巨变。“云计算”时代，网络数据不断积累，形成了网络的大数据平台。大数据是信息通信技术发展的积累，从提高生产效率向更高级智能阶段的自然派生。随着云计算技术的迅猛发展，在高校教育资

源中引入云计算技术来构建教学平台必将成为一种趋势，是未来教育信息化的基础架构。云计算作为一种实现各种资源按需取用的商业计算模型，在资源的整合利用和共享方面具有天然的优势。云计算能够满足广大师生对教育资源的共享要求，可以实现资源的合理分配与自由访问，对于推进各高校教育改革，促进教育资源共享，实现优势互补，促进教学质量的提高，有利于高素质人才培养，构建新型教育模式，促进高等教育可持续发展具有重要意义。云计算技术在未来高校资源建设中必将扮演着越来越重要的作用。广州医科大学、南方医科大学和广州中医药大学三校构建云计算技术服务平台，有效整合三校的优质教育资源，共建共享，提高校园资源利用率，对于提高高等教育教学质量具有重大意义。

一、云计算简介

Google公司首席执行官Eric Schmidt于2006年首次提出“云计算

（Cloud Computing）”概念。云计算并不是一个具体的技术而是一种计算机组织模式，一种基于Internet以服务的方式提供动态易扩展的虚拟化资源的计算模式。云计算是网格计算、分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等传统计算机和网络技术发展融合的产物[1]。

二、云教育资源构建的具体实现

云教育资源的构建首先建设基础设施，能够提供“按需分配”、“易于获得”的资源环境，根据NIST的权威定义，云计算有SPI[2]，即应用软件（SaaS）、开发平台（PaaS）和基础设施（IaaS）三大服务模式。

1.云教育资源基础设施（IaaS）建设。我们首先在现有的服务器的基础上实施“虚拟化”操作，虚拟技术功能性十分强大，建设相应的资源池，即通过虚拟技术可以实现对网络数据资源的存储、编辑、通信及平台等多种功能，支持多种硬软件需求，构建成运算资源池

和存储资源池，在资源池中，这种能力可以被灵活地分配、使用与调度。在云教育资源平台建设初期，我们先建立小规模云，完成数据中心部分业务向云计算环境的迁移，积累云计算运营的经验。将来根据云教育资源应用的使用情况，适时扩大云系统的覆盖范围，即可无限扩展。

2.云教育资源平台（PaaS）开发。PaaS平台在云架构中位，其上层是SaaS，其下层是IaaS。PaaS平台就是指云环境中的应用基础设施服务，为软件应用提供运营平台的服务。将软件研发环境作为一种服务提供给用户。

3.云教育资源软件（SaaS）应用。在SaaS服务器上统一部署应用软件，通过浏览器传给云中用户，向用户提供基于Web的应用软件，并可以提供在线的软件SaaS服务。

教育资源是人类社会重要的资源之一，而教育资源的构建是教育改革的前提和基础，对于教学质量的提高具有

重大影响。教育资源的有效整合不仅是安全存储，更重要的是为广大师生提供共享与传递，大大提高学校教学效果的核心竞争力。云教育资源是在互联网普及、IT技术深入学校、个人存储云的实现等许多因素共同促进下的必然产物。教师可以在任何校区、任何教室通过网络直接访问到自己的资源和教学环境。避免遭遇病毒感染、U盘无法读取、动画无法播放等尴尬局面。学生也可以在任何时间访问到学习内容。云教育资源系统的功能主要包括：视频教学、课件共享、综合测试、课外科研、病例讨论、在线答疑等多种教学功能；在线学习、资源下载、在线提问、参考文献、相关网站等多种学习功能。

三、云教育资源构建的优势

1.云教育资源规模庞大。随着信息技术的飞速发展，越来越多的数字化教育资源不断涌现出来。各种图片、视频、课件、电子教案等庞大的教育资源，在管理与存储等方面存在诸多不便，以往 的U盘、移动硬盘已经不能适应其发展。Google公司的云计算已经集成了百余万台的服务器，云计算能够为用户提供超乎想象的计算能力，具有前所未有庞大的规模。云计算技术具有巨大的存储能力，可以满足教育资源的存储，适应教育改革的需要。

2.云教育资源低成本与高利用率。使用云计算技术进行教育资源的建设，初始设备投资少，充分地利用学校现有的资源，将计算机接入互联网，创造虚拟的资源池，其他方面可以由云服务来完成。通过统一的操作界面，管理员能够高效地、同时维护多台服务器，降低了维护成本。云计算可以按照当前访问量确定投入软硬件资源的多少，可将闲置的服务器投入资源池中提高效率。云计算有更低的硬件和网络成本，我们可以按需购买相关资源。

3.云教育资源构建使教育资源安全可靠。云计算使用了多种硬件和软件来保证服务的高安全性的数据存储，在

云端的各个节点上分散地存储着教育资源的各个数据块，并且云计算有完善的备份机制。假如教育资源遭到了病毒的攻击，在云端其他节点有备份，因此并不会影响到教育资源的完整性，不用担心数据丢失等，教育资源的安全性得到了很好的保障。

4.云教育资源可以无限扩展。当云计算中的资源需要进一步丰富时，将新的硬件资源放入资源池中，能够及时按需动态地进行扩充，可以满足教育资源不断扩大和共享的要求。

四、云教育资源构建的意义

云计算技术在教育资源中的广泛应用，是高等教育的一大创新，给教育改革带来了一定的机遇。云教育资源构建在教学中所显现的优势是由其本身的功能性实现的。

1.改革教学模式。云计算技术为教育教学带来变革，将引领教学模式的改革。云计算在教育教学中的应用，为高校教育改革注入了新鲜的血液，促进教

育信息化的发展。教师由传统意义上的传道、授业、解惑者转换成学习过程中的教育规划、组织指导、咨询引领、资源管理者。教师可以依托自己的空间利用云端进行个性化、丰富多彩的教育资源建设，开展探索式、讨论式、交互式教学模式的探索，云端教学可以激发出教师教育改革的创新激情。学生由被动接受知识转换成主动探索知识。学生也可以依托自己的空间展开个性化学习、主动性学习、建设性学习。师生依托各自的空间，认识、学习他人的资源，并将自己的作品、创新成果上传到网络，完善、补充教育资源，三校共建的教育资源呈现出多元化、多层次的特征。师生既是教育资源的使用者，也是教育资源的创造者、完善者、发布者，将极大地提高资源的更新速度，从而使教育资源成倍增加，教育资源共享与创新形成了一个良性循环，教育资源拥有了更多的智慧资源。云计算在教育教学中的应用，可促进教师和学生对于教学和学习的双向创新，对教学模式的影响意义深远。

2.改善教学方法，创新实验手段。近年来随着云计算技术的不断发展，呈现一种多元化、虚拟化、服务化的趋势。在医学教育中应用该技术，能够改善实验教学方法，使教学知识更加清晰地展现在学生面前，有利于学生更快地、更准确地理解抽象的知识。云计算技术不仅能够实现资源存储，还能够对资源进行加工处理。因此，能够大大改善教学环境，引用动画、视频、模拟等的实验手段，充分发挥云计算技术的优势，从而提升医学教育教学整体质量。提高学生的综合素质[3]。为了适应新时代的需求，在医学教育实验教学中应用云计算技术实属必然，云计算技术的应用创新了实验教学，大大提高学生的思维能力。借助云计算技术的多重优势，对医学教育教学进行深化改革。

3.三校教育资源构建达到优势互补。通过云计算技术模式，广州医科大

学、南方医科大学和广州中医药大学三校都将现有的教育信息资源加入云教育资源中，三校具有的教育资源各有千秋。云计算可以实现各学校之间的数据应用与共享，无论教师在哪个校区，只要进入云端，就可以同时访问和使用同一份数据，达到校校之间无界限的共享，互通有无，使教育资源得到充分利用，给提高教育质量奠定了坚实基础。

五、结语

随着云计算技术的发展，将再次带来教育上的大变革，未来基于云计算的一个个开放、便捷、多彩的学习、研究、探索的一体化平台正向我们走来。利用云计算技术实现对教育资源的构建与共享，不仅仅是优质教育资源的整合，也给教师和学生带来了创造与学习的激情。资源的共建共享使教学质量有了很大程度上的提高。未来我们要在建立优质的云教育资源的基础上，进一步深入整合并研发适合于各个专业学生的教学云应用系统平台，以各个专业教学云为

基本，构建高等教育的云教育资源，服务于教育事业。云计算对于教育教学的改革必将拥有更加光明的未来。

参考文献：

[1]张彦军。基于云计算的华文教育资源平台设计[J].现代教育技术，2012，22（10）：110-113.[2]吴明珠，陈瑛。基于云存储技术的教育资源构建与共享[J].计算机教育，2014，（7）：40-44.[3]张绘宇，宋丽艳，陶黎阳。病理学网络式以问题为基础学习教学模式的设计与实践[J].中华医学教育杂志，2012，32（3）：408-411.

第五篇：云计算总结

云计算总结

(2009-10-22 00:02:46)转载▼

标签： 分类： 教育技术学基础云计算 理论

云计算是在网格计算之后06年开始流行起来的一个名词，以下是我针对云计算的基本内容做一个总结：

一、云计算的概念：

到目前为止，云计算还没有一个统一的定义。IBM,Google,Microsoft，SUN，Amazon等研究组织和相关厂家，依据各自的利益和各自不同个的研究视角都给出了对云计算的定义和理解。

IBM公司于2007年宣布了蓝云计划，在IBM的技术白皮书中“Cloud Computing”中云计算的定义如下：“云计算一词用来同时描述一个系统平台或者一种类型的应用程序。一个云计算的平台按需进行动态的部署（provision）、配置（configuration）、重新配置（reconfigure）以及取消服务（deprovision）等。在云计算平台中的服务器可以是物理的服务器或者虚拟的服务器。高级的计算云通常包含一些其他的计算资源，例如存储区域网络（SANs），网络设备，防火墙以及其他安全设备等。云计算在描述应用方面，它描述了一种可以通过互联网Internet进行访问的高扩展的应用程序。

“云使用”是大规模的数据中心以及功能强劲的服务器来运行网络应用程序与网络服务。任何一个用户可以通过合适的互联网接入设备以及一个标准的浏览器就能够访问一个云计算应用程序。”

上面的定义给出了云计算的两个方面的含义：一方面描述了基础设施，用来构造应用程序，其地位相当于PC机上的操作系统；另一方面描述了建立在这种基础设施之上的云计算应用。

还有以下分别从模型、模式等方面对云计算的定义

云计算是一种新兴的计算模型：用户可以利用该模型在任何地方通过连接的设备访问应用程序，应用程序位于可大规模伸缩的数据中心，计算资源可在其中动态部署并进行共享；或是脱离了本地计算且计算任务分配到远端大型的统一的计算平台上的模型

云是由一系列相互联系并且虚拟化的计算机组成的并行和分布式系统模式。基于这样云的计算称为云计算。简单地说,云计算就是指基于互联网络的超级计算模式。即把存储于个人电脑、服务器和其他设备上的大量存储器容量和处理器资源集中在一起,统一管理并且协同工作。

云计算(Cloud Computing)是分布式处理(Distributed Computing)、并行处理(Parallel Computing)和网格计算(Grid

Computing)的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。

根据上面的引用内容，我认为云计算的功能类似于Telenet,只是Telenet中的远程计算机变成了云计算服务器，用户只需通过PC机、笔记本或智能手机联通网络，在云计算平台上实现自己的要求即可。而且用户端口只需要有基本的输入输出界面，网络连接设备即可，不需用安装各种各样的软件；用户的数据存储在云计算数据中心，不用再担心如果硬盘出问题数据丢失的问题。即随时随地只要能上网就能应用各种各样的服务，如同钱庄、银行、发电厂等。用一个图片来解释如下：

二、云计算的特征

要想成为云计算，必须具备以下五个方面的特征：1）水平可扩展性，即将多片云连接并整合为一片云来工作的能力。

2）垂直可扩展性，即通过增强云中单个或多个节点的性能来提升整个云性能的能力。3）以互联网为中心。云平台运营商一互联网为中心，将存储和运算能力分布在网络所连接的各个节点之中，从而弱化终端的计算能力，使互联网的架构由“服务器+客户端”向“云服务平台+客户端”演进。4）虚拟化，将底层的硬件，包括服务器、存储于网络设备全面虚拟化，建立起一个共享的可以按需分配的基础资源池。5）用户透明，包括操作透明和技术透明。操作透明，即对处在云计算环境下的用户来说，在云中进行计算操作或数据存储操作与其在本机上进行相应的操作是没有区别的；技术透明，指用户不用关心云中的节点是如何协同工作的以及怎样扩展的。

三、云计算的应用类型

Saas(软件即服务)——通过浏览器把程序传给成千上万的用户。

Paas（平台即服务）——把开发环境作为一种服务来提供。Iaas（基础设施即服务）

1、SaaS软件即服务

这类云计算是通过WEB浏览器来向成千上万个用户提供某种单一的软件应用。在用户看来，这样他们不需要事先购买服务器设备或是软件授权;而对于厂商来说，与常规的软件

服务模式相比，仅提供一项应用的成本也要低得多。一个典型的针对企业级应用的例子就是Salesforce.com的CRM。另外，SaaS在人力资源软件应用中也比较普遍，甚至它已经开始向ERP领域拓展，如Workday。而且，谁又能料到，GoogleApps和Zoho Office这种同样基于SaaS的“桌面”应用会突然火爆起来呢?

2、公用/效用计算

公用/效用计算虽已不是新颖的概念了，但如今它正被付予新的含义。Amazon的AWS、Sun的存储云、IBM的“蓝云”以及其他厂商所共同倡导的的云计算，正在为整个业界提供所需要的存储资源和虚拟化服务器等应用。早期的企业主要将公用/效用计算作为一种补充手段，不会应用在关键性任务需求上。但是时至今日公用/效用计算逐渐在数据中心开始占据一席之地。一些厂商开始帮助企业用户创建虚拟的数据中心，诸如3Tera的AppLogic，Cohesive Flexible Technologies的Elastic Server on Demand(可按需实现弹性扩展的服务器)。Liquid Computing公司的LiquidQ也有类似的服务，能帮助企业将内存、I/0、存储和计算容量通过网络集成为一个虚拟的资源池来使用。

云计算如今已成为又一风靡的概念。与很多同行一样，Gartner资深分析师Ben Pring认为：“云计算就像法国大餐一

样正被人们津津乐道。”然而，问题在于(类似Web 2.0一样)，似乎每个人对云计算的定义都有不同之处。

3、云计算领域的WEB服务

与SaaS有些类似，WEB服务厂商也是通过提供API让开发人员来开发互联网应用，而不是自己来提供功能全面的应用软件。这种云计算的服务范围非常广泛，从分散的商业服务(诸如Strike Iron和Xignite)，到GoogleMaps、ADP薪资处理、美国邮政服务、Bloomberg和常规信用卡处理服务等的全套API服务。

4、平台即服务

平台即服务(Platform as a service)是软件即服务(SaaS)的变种，这种形式的云计算将开发环境作为服务来提供给用户。也就是说，用户可以在供应商的基础架构上创建自己的应用软件来运行，然后通过网络直接从供应商的服务器上传递给其他用户(例如Legos)。然而，这类服务会受到厂商的设计规定与容量限制，用户也因此没有足够的自由。这类云计算服务包括Salesforce.com的Force.com、Coghead和全新的GoogleApp Engine。

5、管理服务供应商(MSP)

管理服务(managed service)是云计算最古老的形式之一，它面向的IT管理人员而不是最终用户，例如用于电子邮件的病

毒扫描服务，还有应用软件监控服务等。由SecureWorks、IBM和Verizon公司提供的管理安全服务就可归为此类，还包括目前被Google收购的Postini以云为基础的反垃圾邮件服务。MSP的其他产品还包含桌面管理服务，诸如CenterBeam和Everdream提供的产品。

6、服务商业平台

这种云计算服务融合了SaaS和MSP，它实际上为用户提供了一种交互性服务平台。这在日常的商业贸易领域是非常普遍的，比如，某种消费管理系统可以让用户从一个网络平台上订购旅行或秘书类服务，而且服务的配送实现方式和价格也都是由用户事先设定好的。其非常典型的例子是Rearden Commerce和Ariba。

7、云计算集成

云计算服务的整合还只是刚刚开始。SaaS供应商OpSource最近就推出了OpSource Services Bus，它使用了一家叫Boomi的小公司的云计算集成技术。另一家SaaS 供应商Workday最近也收购了该领域的另一家公司CapeClear。CapeClear提供的是针对B2B集成的ESB(enterprise service bus，企业服务总线)。另外，2005开始兴起的Grand Central，则想成为一种通用的“云计算总线”(bus in the cloud)，通过把多家SaaS供应商联合在一起来为客户提供完整的服务。

四、技术挑战

1、高可靠的系统技术——大规模的集成计算机系统；容错技术，即单节点的错误不应影响系统运行，能够检查错点，具有重启技术。

2、可扩展的并行计算技术——云计算的核心技术

3、海量的数据挖掘存储和管理技术——并行计算，加速数据处理，需要新的思路、方法、算法；将集群数据库扩展到成千上万个节点还是被类似于google文件系统的新技术替代？

4、数据安全技术——数据银行；安全性，保密性，访问权限的风险性；隐私和可靠性。

关于云计算还有很多内容，在以后的学习中我将慢慢补充。