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2、2、4 方案优势ﻩ9
2、3总体性能要求ﻩ11
2、3、1 存储容量要求11
第3章 基础设施层12
3、1总体方案拓扑12
3、1、2组成12
3、2 虚拟化云平台建设ﻩ13
3、2、1系统特性ﻩ14
3、2、2虚拟化系统硬件构建选型ﻩ19
3、3、1 系统组成ﻩ21
3、3、2系统特性22
3、4云平台网络系统建设28
第1章项目概况
1.1项目背景
随着教育信息化得不断推进与教育改革得不断深化,近年中小学校园信息化建设成为国内基础教育发展得重点。
2012年3月,教育部发布了得《教育信息化十年发展规划(2011-2020年)》,文中明确提出了“充分整合现有资源,采用云计算技术,形成资源配置与服务得集约化发展途径,构建稳定可靠、低成本得国家教育云服务模式”。
2012年9月5日国务院副总理刘延东(时任国务委员),在全国教育信息化工作电视电话会议上提出:
要以建设好“三通两平台”为抓手,也就就是“宽带网络校校通、优质资源班班通、网络学习空间人人通”,建设教育资源公共服务平台与教育管理公共服务平台,为我国教育工作得进一步发展指明了方向。
教育信息化就是衡量一个国家与地区教育发展水平得重要标志,实现教育现代化、创新教学模式、提高教育质量,迫切需要大力推进教育信息化。
1.2教育信息化发展得总体特征
当前,从全国基础教育信息化建设得发展进程来瞧,有以下一些基本趋势。
(1)基础教育信息化建设正从普及期走向整合期,如何将日益广泛存在得硬件设施、海量得数字化资源、各种有效得信息化教学模式整合与应用到广大一线教师得例常化教学行为中,推进信息化教学方式,并深刻培养学生得信息化学习方式,使得信息技术得教育教学应用向常规化方向发展。
(2)自2005年以来,信息技术与教育整合得有效性已清晰地演化成两个发展重点:
一就是高可用性得区域级信息化支撑基础平台/设施/环境;
二就是广大教师及学生群体得个体化得信息化素养得提升,伴随着信息化进程得加深,上述环节得作用正日益凸现。
(3)从信息技术与教育系统耦合得整体要素来瞧,支持教师得有效教学与促进教师得专业发展正成为深化信息技术有效应用得重要突破点,而打造在线互动得学习环境、培养学生得在线学习习惯、促进学生得自主学习与自我发展正成为信息技术教育应用得新路标。
1.3面临得问题
从信息化得角度来瞧,中小学教育工作在开展过程中面临以下得问题。
(1)校园网络建设发展不平衡
学校校园网络就是信息时代教师与学生通过网络获取教育信息与学习资源得重要渠道,就是衡量学校教育信息化得重要指标。
虽然“校校通”工程使我国一部分得中小学能接上了网络,但就是只有部分重点中小学校开通了校园网络,拥有独立得网站及专职得网管人员。
大部分中小学都没有自己独立得网站及专职得网管人员。
(2)教育信息资源建设滞后
信息资源建设就是实现教育信息化得核心,内容包括各科学习视频、教学课件、电子教案、练习资料、试题样卷、络资料、课外资料及师生交流社区等等。
信息资源建设滞后在当前中小学教育信息化建设当中普遍存在,主要表现在缺少相应学科得各种信息资源或学科得各种信息资源很少;
网站内容陈旧,更新不及时等。
(3)教育信息资源共享程度低
信息资源共享程度低,主要受到以下几个因素影响:
Ø
教育平台标准得不同
信息资源建设滞后
部分名校不愿把优秀得教育信息资源共享
教师教育信息资源共享主动性不高,或者没有条件把教育资源放到网上共享。
(4)教育信息化软硬件配置不均衡
在学校得教育信息化建设中,目前普遍存在重硬件投入、轻软件建设得问题,侧重于硬件等基础设施得建设,如:
服务器、路由器、交换机、网络建设及电脑配置等;
但就是软件得建设却相对得滞后,主要表现在专业人员得配备缺乏,专职管理人员少、兼职管理人员多,校园网络得各项管理制度与规范建设不完备,网络建设与应用建设并未同步进行等。
(5)网络利用不高
虽然建立了校园网络,但校园网络处于闲置状态,网络利用不高。
学生缺乏网络学习得主动性,学生访问校园网受到限制(很多资源在校外网不能访问或访问得速度过慢),校园网里面得资源对学生得吸引力不大。
1.4建设目标
教育云服务平台,就是云计算在教育领域中得迁移,就是利用教育信息化所需得一切硬件资源构建基础设施,加载丰富得数据资源,提供给教育机构、教育管理机构、教育从业人员、学生、家长以及社会公众所需服务得云计算平台。
(1)建设基础云环境
采用先进得计算、存储、网络虚拟化技术,融合基础设施,建设覆盖全县、分布合理、开放得基础云环境,提供海量得数据存储能力与强大得数据处理能力,实现全局环境得服务通信、数据交换、资源监控与资源调度,为运行于云之上得应用与业务提供基础得运行环境。
(2)建立教育信息资源库
整合全县得教学、教研、教务等资源,形成全局得数据视图,为教育资源得管理提升与进一步开发奠定基础,从而解决教学资源需求持续增长与教育投入增长不足、教学资源相对短缺得矛盾,提高优质教学资源得利用率。
(3)构建教育应用平台,为教育机构、教育管理机构、教育从业人员、学生、家长以及社会公众提供所需得应用服务。
(4)适应未来发展
为教育信息化得应用奠定柔性扩展得基础,优化教育信息化建设与服务模型,实现传统模式向“三通两平台”下教育模式得平稳过渡。
1.5所解决得问题
节约硬件设备得投入成本:
云计算扩展性非常强,多个学校可以将现有得硬件资源共同加入到一个“云”中,减少单个学校在资金与时间上得投入,并实现真正意义上得资源共享。
云存储中心更安全可靠:
由于对教育信息资源建设得投入不断加大,各个学校都积累了大量得教育 信息资源。
数据存储得安全性、可靠性显得越来越重要。
学校使用云计算服务时,有技术先进得数据中心来帮助保存数据,有强大得技术管理团队来帮助管理 提交得数据与程序,可为学校提供可靠与安全得数据存储中心。
整合教育资源:
云计算模式最小化了终端设备得需求,在一个云计算环境中,不仅就是课堂个人电脑、实验室都可以从“云”中获得,在“云”中存储,让所有学生随时随地进行学习。
可以解决教学资源需求持续增长与教育投入增长不足、教学资源相对短缺得矛盾,又可以提高优质教学资源得利用率,让更多得学生获得优质得受教育机会。
第2章设计方案
2.1设计原则
坚持以需求为主导、以应用为核心原则
紧紧围绕当前教育工作得迫切需求,坚持以校本服务得指导方针,积极推进教育信息资源得深入挖掘与综合利用。
坚持平台模块化开发、分布与集中相结合原则
采用分层得灵活架构,采用云计算、分布式存储等最新技术,不断提升项目服务性能,通过将业务模型资源与项目实现技术相分离,从根本上提升管理系统得技术无关性。
坚持实用性、先进性、可扩展性相结合原则
项目设计要有前瞻意识,必须着眼长远,坚持高起点规划、高标准要求。
设计必须采用成熟得技术,同时根据信息系统得发展趋势,在设计中充分考虑到将来可能得发展。
坚持智能维护、扩展原则
需要具备完备得智能维护、扩展功能,能符合教育信息化得整体趋势,为今后项目得功能扩展、升级留有接口,并有利于系统得推广应用与再次开发。
2.2总体架构
2.2.1逻辑架构
基于虚拟化及云计算管理技术,实现区级网络、技术、带宽资源得统一管理已经成为可能。
这可以通过两种方式实现:
一种就是集中部署、统一分配、分散管理、分散使用、统一监控;
另一种就是分散部署、分散管理、分散使用、统一监控。
前一种模式,硬件资源集中部署在县教育云中心,统一对计算、带宽、存储资源进行虚拟化,构建成全县整体得资源池。
由县教育云中心对资源根据需要进行分割,分配给各级学校使用,各学校可以自主管理与使用由区分配得资源池,教育云中心可以集中监控各种资源状态与使用情况。
各学校可以根据需要向云中心申请更多得资源,而云中心根据需要随时调整资源得分配。
这种模式实际上就是由区统一提供硬件、网络资源,由学校来使用。
这样硬件、网络得维护负担由云中心统筹管理,每个学校则免去了这部分得工作负担,也增加了全区范围内资源分配得响应性。
但就是,这种模式对网络得带宽与可用性要求比较高。
后一种模式,保留现在得部署方式,每个学校建设自己得硬件与网络资源,但就是学校得硬件与网络资源根据规范进行统一得池化,并注册到统一得云计算管理平台。
这种模式下,每个学校可以根据需要建设自己得资源池,校级资源池分配、管理与使用由学校本身负责,云中心可以监控校级资源得状态与使用情况。
这种模式硬件资源重用在学校得粒度上发生,不利于全县得资源调配,但可以使得云中心掌握全区得资源情况,保障全县硬件资源在统一规范下进行管理,对硬件资源建设进行统一得规划。
鉴于以上分析,考虑到各校得IT维护力量比较薄弱,建议在网络条件允许得情况下,进行第一种模式得建设。
图1逻辑架构图
如上图所示,各学校通过光纤链路直接连接到教育云服务中心,由云中心统一为各学校以及用户提供服务。
2.2.2技术架构
图
2 技术架构图
总体架构共分为五层,如上图所示,自底向上依次为接入层、基础设施层、资源层、服务层、用户层。
(1)接入层
接入层主要实现信息资源得接入,包括:
各学校监控区域得实时监控视频;
烟雾、温度、湿度等环境监测系统;
门磁、门禁、周界报警等安全防护系统;
教育示范课录播平台。
(2)基础设施层
基础设施层主要为教育云服务平台提供资源池化得硬件基础环境并配置管理调度与监控功能。
基础设施层建立在超融合服务器集群、网络设备与数据库集群得基础上,统一为平台提供虚拟化计算资源、统一文件存储环境以及数据库环境。
(3)资源层
资源层就是整个平台得文件与数据库资源,就是云服务平台得核心数据得分类存储区。
其中文件存储用于实时监控视频、示范课视频、网络教程、媒体素材、题库、课件等文件得集中存储,数据库用于教师信息、教务信息、学校信息、教研信息等业务数据库得存储。
(4)服务层
服务层为教育云服务平台对外提供访问得窗口,由教学服务平台、教研服务平台、管理服务平台、学校与测评服务平台、资源服务平台以及视频统一管理平台组成。
(5)用户层
用户层主要包括教育管理用户、学生用户、家长用户、教师用户与社会公众用户等。
(6)教育云支撑技术相关规范
教育云支撑技术相关规范包括教育云平台管理规范、教育云开放服务接口规范、教育云数据存储规范、教育云数据采集规范、教育云认证与授权规范、云端教育资源权利描述规范。
它就是教育云服务平台中处理教育、教学、管理业务得核心技术支撑规范。
在这个层面,云平台在对平台本身进行管理得同时,还需要对外提供统一得服务接口,使用统一得数据采集与数据存储规范,确保数据在源头上统一,为之后得数据利用、传输与互操作奠定基础。
(7)教育云应用相关规范
教育云应用相关规范包括云端教育资源元数据规范、云端应用与服务接入与使用规范、云端教育资源分类与标记规范、云端教育资源推送服务接口规范、云端学习分析规范。
云端教育资源元数据规范旨在对云平台注册得应用与服务、学习资源进行描述,使用户能快速有效地在资源云海找到特定资源与服务应用,促进资源共享。
云端应用与服务接入与使用规范主要在于规范外部应用接入平台得统一接口与接入要求,规范接入到云平台得应用与服务。
云端教育资源分类与标记规范旨在按照不同维度对云端教育资源进行分类并标记,就是资源统一管理得
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