教育云平臺(tái)建設(shè)方案

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北京達(dá)沃時(shí)代科技有限公司

2016年04月29日

目錄

第1章項(xiàng)目概況.....................................................1

1.1項(xiàng)目背景......................................................1

1o2教育信息化發(fā)展的總體特征...................................1

1.3面臨的問題....................................................2

1o4建設(shè)目標(biāo).....................................................3

1o5所解決的問題................................................4

第2章設(shè)計(jì)方案.....................................................5

2。1設(shè)計(jì)原則.....................................................5

2.2總體架構(gòu)......................................................5

2.2.1邏輯架構(gòu).................................................5

2o2.2技術(shù)架構(gòu)................................................7

2o2o3部署架構(gòu)..............................................10

2o2.4方案優(yōu)勢(shì)...............................................10

2.3總體性能要求................................................12

2O3o1存儲(chǔ)容量要求.........................................12

2o3.2計(jì)算資源要求..........................................13

第3章基礎(chǔ)設(shè)施層.................................................14

3.1總體方案拓?fù)?...............................................14

3o1.1邏輯架構(gòu)...............................................14

3o1o2組成...................................................14

3o2虛擬化云平臺(tái)建設(shè)..........................................15

3.2.1系統(tǒng)特性...............................................16

3o2o2虛擬化系統(tǒng)硬件構(gòu)建選型..............................21

3.3集群存儲(chǔ)系統(tǒng)建設(shè)...........................................22

3o3o1系統(tǒng)組成..............................................23

3o3o2系統(tǒng)特性..............................................24

3o4云平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)........................................31

第4章設(shè)備配置...................................................33

II

第1章項(xiàng)目概況

1.1項(xiàng)目背景

隨著教育信息化的不斷推進(jìn)和教育改革的不斷深化，近年中小學(xué)校園信息化建設(shè)成為國(guó)內(nèi)

基礎(chǔ)教育發(fā)展的重點(diǎn)。2012年3月，教育部發(fā)布了的《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011—2020

年)》，文中明確提出了“充分整合現(xiàn)有資源，采用云計(jì)算技術(shù)，形成資源配置與服務(wù)的集約化

發(fā)展途徑，構(gòu)建穩(wěn)定可靠、低成本的國(guó)家教育云服務(wù)模式”。

2012年9月5日國(guó)務(wù)院副總理劉延?xùn)|(時(shí)任國(guó)務(wù)委員)，在全國(guó)教育信息化工作電視電話

會(huì)議上提出：要以建設(shè)好“三通兩平臺(tái)”為抓手，也就是“寬帶網(wǎng)絡(luò)校校通、優(yōu)質(zhì)資源班班

通、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間人人通”，建設(shè)教育資源公共服務(wù)平臺(tái)和教育管理公共服務(wù)平臺(tái)，為我國(guó)教

育工作的進(jìn)一步發(fā)展指明了方向。

教育信息化是衡量一個(gè)國(guó)家和地區(qū)教育發(fā)展水平的重要標(biāo)志，實(shí)現(xiàn)教育現(xiàn)代化、創(chuàng)新教學(xué)

模式、提高教育質(zhì)量，迫切需要大力推進(jìn)教育信息化。

1.2教育信息化發(fā)展的總體特征

當(dāng)前，從全國(guó)基礎(chǔ)教育信息化建設(shè)的發(fā)展進(jìn)程來看，有以下一些基本趨勢(shì)。

(1)基礎(chǔ)教育信息化建設(shè)王從普及期走向整合期，如何將日益廣泛存在的硬件設(shè)施、海量

的數(shù)字化資源、各種有效的信息化教學(xué)模式整合和應(yīng)用到廣大一線教師的例?；虒W(xué)行為中，

推進(jìn)信息化教學(xué)方式，并深刻培養(yǎng)學(xué)生的信息化學(xué)習(xí)方式，使得信息技術(shù)的教育教學(xué)應(yīng)用向常

規(guī)化方向發(fā)展。

(2)自2005年以來，信息技術(shù)與教育整合的有效性已清晰地演化成兩個(gè)發(fā)展重點(diǎn)：一是

高可用性的區(qū)域級(jí)信息化支撐基礎(chǔ)平臺(tái)/設(shè)施/環(huán)境：二是廣大教師及學(xué)生群體的個(gè)體化的信息

化素養(yǎng)的提升，伴隨著信息化進(jìn)程的加深，上述環(huán)節(jié)的作用正日益凸現(xiàn)。

(3)從信息技術(shù)和教育系統(tǒng)耦合的整體要素來看，支持教師的有效教學(xué)和促進(jìn)教師的專業(yè)

發(fā)展正成為深化信息技術(shù)有效應(yīng)用的重要突破點(diǎn)，而打造在線互動(dòng)的學(xué)習(xí)環(huán)境、培養(yǎng)學(xué)生的在

線學(xué)習(xí)習(xí)慣、促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)與自我發(fā)展正成為信息技術(shù)教育應(yīng)用的新路標(biāo)。

1.3面臨的問題

從信息化的角度來看，中小學(xué)教育工作在開展過程中面臨以下的問題。

(1)校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)發(fā)展不平衡

學(xué)校校園網(wǎng)絡(luò)是信息時(shí)代教師與學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)獲取教育信息和學(xué)習(xí)資源的重要渠道，是衡

量學(xué)校教育信息化的重要指標(biāo)。雖然“校校通”工程使我國(guó)一部分的中小學(xué)能接上了網(wǎng)絡(luò)，但

是只有部分重點(diǎn)中小學(xué)校開通了校園網(wǎng)絡(luò)，擁有獨(dú)立的網(wǎng)站及專職的網(wǎng)管人員。大部分中小學(xué)

都沒有自己獨(dú)立的網(wǎng)站及專職的網(wǎng)管人員。

(2)教育信息資源建設(shè)滯后

信息資源建設(shè)是實(shí)現(xiàn)教育信息化的核心，內(nèi)容包括各科學(xué)習(xí)視頻、教學(xué)課件、電子教案、

練習(xí)資料、試題樣卷、學(xué)科網(wǎng)絡(luò)資料、課外資料及師生交流社區(qū)等等。信息資源建設(shè)滯后在當(dāng)

前中小學(xué)教育信息化建設(shè)當(dāng)中普遍存在，主要表現(xiàn)在缺少相應(yīng)學(xué)科的各種信息資源或?qū)W科的各

種信息資源很少；網(wǎng)站內(nèi)容陳舊，更新不及時(shí)等。

(3)教育信息資源共享程度低

信息資源共享程度低，主要受到以下幾個(gè)因素影響：

＞教育平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的不同

＞信息資源建設(shè)滯后

＞部分名校不愿把優(yōu)秀的教育信息資源共享

＞教師教育信息資源共享主動(dòng)性不高，或者沒有條件把教育資源放到網(wǎng)上共享。

2

(4)教育信息化軟硬件配置不均衡

在學(xué)校的教育信息化建設(shè)中，目前普遍存在重硬件投入、輕軟件建設(shè)的問題,側(cè)重于硬件等

基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，如：服務(wù)器、路由器、交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及電腦配置等；但是軟件的建設(shè)卻

相對(duì)的滯后，主要表現(xiàn)在專業(yè)人員的配備缺乏，專職管理人員少、兼職管理人員多，校園網(wǎng)絡(luò)

的各項(xiàng)管理制度和規(guī)范建設(shè)不完備，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與應(yīng)用建設(shè)并未同步進(jìn)行等。

(5)網(wǎng)絡(luò)利用不高

雖然建立了校園網(wǎng)絡(luò)，但校園網(wǎng)絡(luò)處于閑置狀態(tài)，網(wǎng)絡(luò)利用不高。學(xué)生缺乏網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的主

動(dòng)性，學(xué)生訪問校園網(wǎng)受到限制(很多資源在校外網(wǎng)不能訪問或訪問的速度過慢)，校園網(wǎng)里

面的資源對(duì)學(xué)生的吸引力不大.

1.4建設(shè)目標(biāo)

教育云服務(wù)平臺(tái)，是云計(jì)算在教育領(lǐng)域中的遷移，是利用教育信息化所需的一切硬件資源

構(gòu)建基礎(chǔ)設(shè)施，加載豐富的數(shù)據(jù)資源，提供給教育機(jī)構(gòu)、教育管理機(jī)構(gòu)、教育從業(yè)人員、學(xué)生、

家長(zhǎng)以及社會(huì)公眾所需服務(wù)的云計(jì)算平臺(tái)。

(1)建設(shè)基礎(chǔ)云環(huán)境

采用先進(jìn)的計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)，融合基礎(chǔ)設(shè)施，建設(shè)覆蓋全縣、分布合理、開

放的基礎(chǔ)云環(huán)境，提供海量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，實(shí)現(xiàn)全局環(huán)境的服務(wù)通

信、數(shù)據(jù)交換、資源監(jiān)控和資源調(diào)度，為運(yùn)行于云之上的應(yīng)用和業(yè)務(wù)提供基礎(chǔ)的運(yùn)行環(huán)境.

(2)建立教育信息資源庫

整合全縣的教學(xué)、教研、教務(wù)等資源，形成全局的數(shù)據(jù)視圖，為教育資源的管理提升和進(jìn)一

步開發(fā)奠定基礎(chǔ)，從而解決教學(xué)資源需求持續(xù)增長(zhǎng)與教育投入增長(zhǎng)不足、教學(xué)資源相對(duì)短缺的

矛盾，提高優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的利用率。

3

(3)構(gòu)建教育應(yīng)用平臺(tái)，為教育機(jī)構(gòu)、教育管理機(jī)構(gòu)、教育從業(yè)人員、學(xué)生、家長(zhǎng)以及社

會(huì)公眾提供所需的應(yīng)用服務(wù)。

(4)適應(yīng)未來發(fā)展

為教育信息化的應(yīng)用奠定柔性擴(kuò)展的基礎(chǔ)，優(yōu)化教育信息化建設(shè)與服務(wù)模型，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)模

式向“三通兩平臺(tái)”下教育模式的平穩(wěn)過渡。

1.5所解決的問題

節(jié)約硬件設(shè)備的投入成本：云計(jì)算擴(kuò)展性非常強(qiáng)，多個(gè)學(xué)?？梢詫F(xiàn)有的硬件資源共同加

入到一個(gè)“云”中，減少單個(gè)學(xué)校在資金和時(shí)間上的投入，并實(shí)現(xiàn)真正意義上的資源共享.

云存儲(chǔ)中心更安全可靠：白于對(duì)教育信息資源建設(shè)的投入不斷加大，各個(gè)學(xué)校都積累了

大量的教育信息資源.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的安全性、可靠性顯得越來越重要.學(xué)校使用云計(jì)算服務(wù)時(shí)，

有技術(shù)先進(jìn)的數(shù)據(jù)中心來幫助保存數(shù)據(jù)，有強(qiáng)大的技術(shù)管理團(tuán)隊(duì)來幫助管理提交的數(shù)據(jù)和程序,

可為學(xué)校提供可靠和安全的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心。

整合教育資源：云計(jì)算模式最小化了終端設(shè)備的需求，在一個(gè)云計(jì)算環(huán)境中，不僅是課堂

個(gè)人電腦、實(shí)臉室都可以從“云”中獲得，在“云”中存儲(chǔ)，讓所有學(xué)生隨時(shí)隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)。

可以解決教學(xué)資源需求持續(xù)增長(zhǎng)與教育投入增長(zhǎng)不足、教學(xué)資源相對(duì)短缺的矛盾，又可以提高

優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的利用率，讓更多的學(xué)生獲得優(yōu)質(zhì)的受教育機(jī)會(huì)。

4

第2章設(shè)計(jì)方案

2.1設(shè)計(jì)原則

＞堅(jiān)持以需求為主導(dǎo)、以應(yīng)用為核心原則

緊緊圍繞當(dāng)前教育工作的迫切需求，堅(jiān)持以校本服務(wù)的指導(dǎo)方針，積極推進(jìn)教育信息資源

的深入挖掘和綜合利用。

＞堅(jiān)持平臺(tái)模塊化開發(fā)、分布與集中相結(jié)合原則

采用分層的靈活架構(gòu)，采用云計(jì)算、分布式存儲(chǔ)等最新技術(shù)，不斷提升項(xiàng)目服務(wù)性能，通

過將業(yè)務(wù)模型資源與項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)技術(shù)相分離，從根本上提升管理系統(tǒng)的技術(shù)無關(guān)性。

＞堅(jiān)持實(shí)用性、先進(jìn)性、可擴(kuò)展性相結(jié)合原則

項(xiàng)目設(shè)計(jì)要有前瞻意識(shí)，必須著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)，堅(jiān)持高起點(diǎn)規(guī)劃、高標(biāo)準(zhǔn)要求。設(shè)計(jì)必須采用成

熟的技術(shù)，同時(shí)根據(jù)信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，在設(shè)計(jì)中充分考慮到將來可能的發(fā)展。

＞堅(jiān)持智能維護(hù)、擴(kuò)展原則

需要具備完備的智能維護(hù)、擴(kuò)展功能，能符合教育信息化的整體趨勢(shì)，為今后項(xiàng)目的功能

擴(kuò)展、升級(jí)留有接口，并有利于系統(tǒng)的推廣應(yīng)用和再次開發(fā)。

2.2總體架構(gòu)

2.2.1邏輯架構(gòu)

基于虛擬化及云計(jì)算管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)區(qū)級(jí)網(wǎng)絡(luò)、技術(shù)、帶寬資源的統(tǒng)一管理已經(jīng)成為可能.

這可以通過兩種方式實(shí)現(xiàn)：一種是集中部署、統(tǒng)一分配、分散管理、分散使用、統(tǒng)一監(jiān)控；另

一種是分散部署、分散管理、分散使用、統(tǒng)一監(jiān)控。

前一種模式，硬件資源集中部署在縣教育云中心，統(tǒng)一對(duì)計(jì)算、帶寬、存儲(chǔ)資源進(jìn)行虛擬

化，構(gòu)建成全縣整體的資源池。由縣教育云中心對(duì)資源根據(jù)需要進(jìn)行分割，分配給各級(jí)學(xué)校使

用，各學(xué)?？梢宰灾鞴芾砼c使用由區(qū)分配的資源池，教育云中心可以集中監(jiān)控各種資源狀態(tài)與

使用情況。各學(xué)?？梢愿鶕?jù)需要向云中心申請(qǐng)更多的資源，而云中心根據(jù)需要隨時(shí)調(diào)整資源的

分配。這種模式實(shí)際上是由區(qū)統(tǒng)一提供硬件、網(wǎng)絡(luò)資源，由學(xué)校來使用。這樣硬件、網(wǎng)絡(luò)的維

護(hù)負(fù)擔(dān)由云中心統(tǒng)籌管理，每個(gè)學(xué)校則免去了這部分的工作負(fù)擔(dān)，也增加了全區(qū)范圍內(nèi)資源分配

的響應(yīng)性。但是，這種模式對(duì)網(wǎng)絡(luò)的帶寬與可用性要求比較高。

后一種模式，保留現(xiàn)在的部署方式，每個(gè)學(xué)校建設(shè)芻己的硬件與網(wǎng)絡(luò)資源，但是學(xué)校的硬

件與網(wǎng)絡(luò)資源根據(jù)規(guī)范進(jìn)行統(tǒng)一的池化，并注冊(cè)到統(tǒng)一的云計(jì)算管理平臺(tái)。這種模式下，每個(gè)

學(xué)校可以根據(jù)需要建設(shè)自己的資源池，校級(jí)資源池分配、管理與使用由學(xué)校本身負(fù)責(zé)，云中心

可以監(jiān)控校級(jí)資源的狀態(tài)與使用情況。這種模式硬件資源重用在學(xué)校的粒度上發(fā)生，不利于全

縣的資源調(diào)配，但可以使得云中心掌握全區(qū)的資源情況，保障全縣硬件資源在統(tǒng)一規(guī)范下進(jìn)行

管理，對(duì)硬件資源建設(shè)進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)劃.

鑒于以上分析，考慮到各校的IT維護(hù)力量比較薄弱，建議在網(wǎng)絡(luò)條件允許的情況下，進(jìn)行

第一種模式的建設(shè),

6

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

相如一小平頭小學(xué)

圖1邏輯架構(gòu)圖

如上圖所示，各學(xué)校通過光纖鏈路直接連接到教育云服務(wù)中心，由云中心統(tǒng)一為各學(xué)校以

及用戶提供服務(wù)。

2.2.2技術(shù)架構(gòu)

7

用

戶

會(huì)

筋

筋

筋

層曲

用戶

公眾

社會(huì)

用戶

家長(zhǎng)

度用戶

教??

用戶

學(xué)生

?t帥用戶

肝合

認(rèn).訪I

統(tǒng)一

務(wù)平臺(tái)

潮評(píng)IS

和

學(xué)習(xí)

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