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一、云計(jì)算的定義、特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

1.云計(jì)算的定義美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）對(duì)云計(jì)算的定義是：云計(jì)算是一種利用互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地、按需、便捷地訪問共享資源池（網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)、應(yīng)用、服務(wù)等）的計(jì)算模式。計(jì)算機(jī)資源服務(wù)化是云計(jì)算重要的表現(xiàn)形式，它為用戶屏蔽了數(shù)據(jù)中心管理、大規(guī)模數(shù)據(jù)處理、應(yīng)用程序部署等問題。通過云計(jì)算，用戶可以根據(jù)其業(yè)務(wù)負(fù)載快速申請(qǐng)或釋放資源，并以按需支付的方式對(duì)所使用的資源付費(fèi)，在提高服務(wù)質(zhì)量的同時(shí)降低運(yùn)維成本。

2.云計(jì)算特點(diǎn)結(jié)合上述定義以及云計(jì)算的應(yīng)用背景，其特點(diǎn)可歸納為：（1）資源租用化：云計(jì)算提供對(duì)計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)、軟件等多種IT基礎(chǔ)設(shè)施資源的租用化服務(wù)，用戶不需要自己擁有和維護(hù)這些資源。（2）共享資源池：資源以共享資源池的方式統(tǒng)一管理。利用虛擬化技術(shù)，將資源分享給不同用戶，資源的存儲(chǔ)、分配與管理對(duì)用戶透明。（3）彈性化服務(wù)：服務(wù)的規(guī)模可快速伸縮，以自動(dòng)適應(yīng)負(fù)載的變化。（4）按需化服務(wù)：以服務(wù)的形式為用戶提供應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、基礎(chǔ)設(shè)施等資源，并可根據(jù)用戶需求自動(dòng)分配，不需系統(tǒng)管理員干預(yù)。（5）服務(wù)可計(jì)費(fèi)：監(jiān)控用戶的資源使用量，并根據(jù)資源使用情況對(duì)服務(wù)計(jì)費(fèi)。（6）泛在式接入：用戶可以利用各種終端設(shè)備（PC、筆記本、移動(dòng)終端等）隨時(shí)隨地訪問云計(jì)算服務(wù)。

3.云計(jì)算優(yōu)勢(shì)云計(jì)算是在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上把所有硬件、軟件結(jié)合起來，充分利用和調(diào)動(dòng)現(xiàn)有一切信息資源，通過架構(gòu)一種新型服務(wù)模式結(jié)構(gòu)，為人們提供不同層次、不同需求的低成本、高效率的智能化信息服務(wù)模式。與傳統(tǒng)的IT服務(wù)相比，其優(yōu)勢(shì)主要集中在：（1）資源使用靈活：以并行計(jì)算為核心，按需調(diào)度計(jì)算任務(wù)、分配計(jì)算資源，并提供從數(shù)據(jù)整合處理、計(jì)算模型設(shè)定到計(jì)算結(jié)果輸出等完整的數(shù)據(jù)處理服務(wù)，為用戶提供靈活可靠的平臺(tái)。（2）提高設(shè)施利用率：通過虛擬化技術(shù)，在不增加新的計(jì)算能力前提下，有效提高硬件利用率。（3）節(jié)約成本：配置簡(jiǎn)單，資源即取即用，無需花費(fèi)大量的時(shí)間搭建、維護(hù)計(jì)算環(huán)境，以服務(wù)的方式使用及存儲(chǔ)資源，按需取用，按需付費(fèi)，不需購買大量設(shè)備。（4）管理統(tǒng)一：通過云計(jì)算的統(tǒng)一整合，轉(zhuǎn)變?cè)瓉鞩T管理一對(duì)多模式，實(shí)現(xiàn)物理資源池化的機(jī)制，通過云平臺(tái)統(tǒng)一調(diào)度，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的管理入口。

二、云計(jì)算的服務(wù)類型及關(guān)鍵技術(shù)

1.云計(jì)算的服務(wù)類型云計(jì)算核心服務(wù)分為3種類型：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)、平臺(tái)即服務(wù)、軟件即服務(wù)。其基本架構(gòu)如圖1所示：IaaS為用戶提供硬件基礎(chǔ)設(shè)施部署服務(wù)，如處理能力、存儲(chǔ)空間、網(wǎng)絡(luò)組件等，用戶可以根據(jù)需求向IaaS提供基礎(chǔ)的配置信息，以及運(yùn)行于基礎(chǔ)設(shè)施的程序代碼和用戶數(shù)據(jù)。IaaS采用虛擬化技術(shù)向用戶提供高可靠性、可伸縮、可擴(kuò)展的服務(wù)。典型服務(wù)，如AmazonEC2、Rackspace。PaaS為用戶提供應(yīng)用程序的計(jì)算平臺(tái)和解決方案堆棧的服務(wù)。PaaS模式的重要應(yīng)用場(chǎng)景之一是向用戶交付一個(gè)支撐應(yīng)用運(yùn)行的應(yīng)用運(yùn)行平臺(tái)。用戶不必關(guān)注底層的網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)和操作系統(tǒng)。基于PaaS模式構(gòu)建應(yīng)用運(yùn)行平臺(tái)，需要具備：提供應(yīng)用需求接口的能力、提供快速構(gòu)建應(yīng)用運(yùn)行環(huán)境的能力、提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)滿足應(yīng)用需求的能力。典型服務(wù)，如：GoogleAPPEngine、Hadoop。SaaS是基于云計(jì)算平臺(tái)所開發(fā)的應(yīng)用程序服務(wù)。軟件系統(tǒng)各個(gè)模塊可以由每個(gè)用戶自己定制、配置、組裝和測(cè)試，得到滿足客戶自身需要的軟件系統(tǒng)。可以在此定制滿足遠(yuǎn)程教育需要的遠(yuǎn)程教育教學(xué)平臺(tái)，而不必考慮系統(tǒng)的維護(hù)和管理，終端用戶可將桌面應(yīng)用遷移至互聯(lián)網(wǎng)上，實(shí)現(xiàn)泛在訪問。典型服務(wù)，如：GoogleApps，ZohoOffice。

2.云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)云計(jì)算的目標(biāo)是以低成本的方式提供高可靠、高可用、規(guī)模可伸縮的個(gè)性化服務(wù)。為達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，需要虛擬化、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理、平臺(tái)管理與調(diào)度等關(guān)鍵技術(shù)加以支撐。（1）虛擬化技術(shù)：虛擬化技術(shù)是指計(jì)算元件在虛擬的基礎(chǔ)上運(yùn)行，它可以擴(kuò)大硬件的容量，簡(jiǎn)化軟件的重新配置過程，減少軟件虛擬機(jī)相關(guān)開銷、支持更廣泛的操作系統(tǒng)。通過虛擬化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)軟件應(yīng)用與底層硬件相隔離，它包括將單個(gè)資源劃分成多個(gè)虛擬資源的裂分模式，也包括將多個(gè)資源整合成一個(gè)虛擬資源的聚合模式。虛擬化技術(shù)目前主要應(yīng)用在CPU、操作系統(tǒng)、服務(wù)器等多個(gè)方面，是提高服務(wù)效率的最佳解決方案。虛擬化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)云計(jì)算資源池化和按需服務(wù)的基礎(chǔ)。（2）海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理技術(shù)：云計(jì)算系統(tǒng)由大量服務(wù)器組成，同時(shí)為大量用戶服務(wù)，因此云計(jì)算系統(tǒng)采用分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，用冗余存儲(chǔ)的方式保證數(shù)據(jù)的可靠性。這種方式保證了分布式數(shù)據(jù)的高可用、高可靠和經(jīng)濟(jì)性，即為同一份數(shù)據(jù)存儲(chǔ)多個(gè)副本，如GFS。另外，由于海量數(shù)據(jù)資源部署在大規(guī)模硬件基礎(chǔ)上，因此海量數(shù)據(jù)的處理分析需要抽象化處理，并要求其編程模型支持規(guī)模擴(kuò)展，屏蔽底層細(xì)節(jié)，如Google提出的并行程序編程模型MapReduce。（3）平臺(tái)管理與調(diào)度技術(shù)：由于資源規(guī)模龐大，服務(wù)器數(shù)量眾多并分布在不同地點(diǎn)，同時(shí)運(yùn)行著上百種應(yīng)用，如何有效管理服務(wù)器，保證整個(gè)系統(tǒng)提供不間斷的服務(wù)是個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。云計(jì)算系統(tǒng)的平臺(tái)管理與調(diào)度技術(shù)能夠保證大量服務(wù)器協(xié)同工作，方便進(jìn)行業(yè)務(wù)部署和開通，快速發(fā)現(xiàn)和恢復(fù)系統(tǒng)故障，通過自動(dòng)化、智能化手段實(shí)現(xiàn)大規(guī)模系統(tǒng)的可靠運(yùn)營。（4）節(jié)能環(huán)保技術(shù)：云計(jì)算數(shù)據(jù)中心規(guī)模龐大，為保證設(shè)備正常工作，需要消耗大量的電能。因此，實(shí)施綠色環(huán)保的節(jié)能技術(shù)，不僅可以降低云計(jì)算中心的能耗，而且可以減少二氧化碳的排放。（5）安全管理技術(shù)：由于云計(jì)算的海量數(shù)據(jù)特性（TP甚至PB級(jí)），使得傳統(tǒng)的安全機(jī)制難以滿足安全需求，因此云計(jì)算環(huán)境下的數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)成為關(guān)鍵技術(shù)之一。

三、基于云計(jì)算的遠(yuǎn)程教育平臺(tái)建設(shè)

現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育是基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展起來的教育新模式，它打破了時(shí)空限制，使學(xué)習(xí)者可以隨時(shí)、隨地獲取學(xué)習(xí)資源，其優(yōu)勢(shì)在于資源利用最大化、教學(xué)形式多樣化、學(xué)習(xí)行為自主化、學(xué)習(xí)形式交互化、教學(xué)管理自動(dòng)化。目前，無論是電大開放教育、高校網(wǎng)絡(luò)教育還是遠(yuǎn)程教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，其平臺(tái)建設(shè)都是采用B/S工作模式，這種方式具有技術(shù)成熟、管理簡(jiǎn)單、資源集中、訪問便捷等優(yōu)點(diǎn)。但隨著用戶規(guī)模的擴(kuò)充，學(xué)習(xí)需求的多樣化、軟硬件更新速度加劇等諸多因素的影響，傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程教育平臺(tái)的缺點(diǎn)逐漸顯示出來，如：資源重復(fù)建設(shè)、軟硬件投入大、系統(tǒng)擴(kuò)充能力弱、可配置性差、集中訪問時(shí)對(duì)網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器壓力大等。

1.基于云計(jì)算的遠(yuǎn)程教育平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)

云計(jì)算技術(shù)的出現(xiàn)為遠(yuǎn)程教育的發(fā)展注入了新的活力，為遠(yuǎn)程教育帶來了更高層次的變化，也為學(xué)習(xí)者獲取更好的教學(xué)支持服務(wù)提供了技術(shù)支撐。本文提出基于云計(jì)算的遠(yuǎn)程教育平臺(tái)建設(shè)方案，其架構(gòu)如圖2所示。從圖2可知，基于云計(jì)算的遠(yuǎn)程教育平臺(tái)基本架構(gòu)由物理資源池、基礎(chǔ)管理層、應(yīng)用接口層和遠(yuǎn)程教育應(yīng)用層組成。它應(yīng)包含從事遠(yuǎn)程教育所必須的一切軟硬件計(jì)算資源，這些計(jì)算資源經(jīng)過虛擬化后，向遠(yuǎn)程教育機(jī)構(gòu)、學(xué)生提供以租用計(jì)算資源為形式的服務(wù)。遠(yuǎn)程教育云區(qū)別于其他云的關(guān)鍵技術(shù)在于遠(yuǎn)程教育應(yīng)用層，它體現(xiàn)遠(yuǎn)程教育主要的業(yè)務(wù)邏輯，由一組經(jīng)拓展的遠(yuǎn)程教育程序組成。遠(yuǎn)程教育應(yīng)用層主要包括：(1)遠(yuǎn)程教育管理程序。實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教育教學(xué)和管理的業(yè)務(wù)，包含遠(yuǎn)程教學(xué)平臺(tái)、教務(wù)管理系統(tǒng)、OA管理系統(tǒng)、作業(yè)管理系統(tǒng)、考試管理系統(tǒng)、虛擬實(shí)驗(yàn)室等；(2)遠(yuǎn)程教育應(yīng)用程序。包含流媒體播放軟件、文檔閱讀軟件、在線交互程序、電子郵件等程序；(3)遠(yuǎn)程教育中間件。遠(yuǎn)程教育機(jī)構(gòu)可以通過中間件系統(tǒng)快速開發(fā)出適合自己應(yīng)用的遠(yuǎn)程教育程序。構(gòu)建基于云計(jì)算的遠(yuǎn)程教育平臺(tái)，其優(yōu)勢(shì)包括：（1）物理層方面:由于云服務(wù)提供商能提供跨平臺(tái)、運(yùn)算能力強(qiáng)大、資源豐富統(tǒng)一的通信平臺(tái)，因此，無需購買本地服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備，僅需投入少數(shù)管理終端及云接入設(shè)備即可。其次，因所有的服務(wù)都由云端提供，無需考慮服務(wù)器運(yùn)行的可靠性、可用性、安全性、完整性，大大降低維護(hù)、升級(jí)等工作量，從而節(jié)省大量的人力、物力。（2）應(yīng)用層方面:教師能夠輕松構(gòu)建自己的個(gè)性化教學(xué)環(huán)境，促進(jìn)學(xué)生高級(jí)思維能力和群體智慧發(fā)展，提高教育質(zhì)量。通過網(wǎng)上視頻教學(xué)、實(shí)時(shí)課堂、在線作業(yè)、在線測(cè)評(píng)、虛擬實(shí)驗(yàn)室、在線答疑等功能，為學(xué)生提供教學(xué)輔導(dǎo)。（3）資源建設(shè)方面：基于云計(jì)算的遠(yuǎn)程教育平臺(tái)能夠充分發(fā)揮云計(jì)算的特點(diǎn)，統(tǒng)籌使用各地軟、硬件資源，提供強(qiáng)大的遠(yuǎn)程教學(xué)能力和資源提供能力，各地遠(yuǎn)程教育機(jī)構(gòu)能夠統(tǒng)一部署資源，有效避免資源的重復(fù)建設(shè)。資源訪問者不需要知道資源位于何處，系統(tǒng)使用統(tǒng)一的資源列表提供最合理的服務(wù)，不再受地域、時(shí)間的限制。對(duì)于任意的一個(gè)資源訪問者，系統(tǒng)可以自動(dòng)分析IP、確定路由，尋找離他最近的資源并建立連接。（4）客戶端：隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，學(xué)習(xí)者可以通過配置各種標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器的終端（如PC、iPAD、手機(jī)等）使用遠(yuǎn)程教育云提供的各種資源和服務(wù)，師生之間能更加快捷地采用協(xié)同模式開展教學(xué)活動(dòng)，真正做到泛在學(xué)習(xí)。

2.國內(nèi)遠(yuǎn)程教育云平臺(tái)建設(shè)模式

目前，國內(nèi)遠(yuǎn)程教育主要由電大系統(tǒng)、普通高校網(wǎng)院、遠(yuǎn)程教育公共服務(wù)體系、遠(yuǎn)程培訓(xùn)機(jī)構(gòu)等組成，其運(yùn)作模式都是自成體系，各自為陣，很難統(tǒng)一。其缺點(diǎn)顯而易見，其一，造成軟硬件資源的極大浪費(fèi)，重復(fù)建設(shè)情況嚴(yán)重。其二，由于地區(qū)、觀念、師資等因素差異導(dǎo)致教育教學(xué)平臺(tái)建設(shè)質(zhì)量參差不齊，教育教學(xué)發(fā)展不均衡。其三，教育模式不能有效統(tǒng)一，學(xué)分不能互認(rèn)，學(xué)分銀行建設(shè)很難有效推進(jìn)。隨著國家開放大學(xué)的掛牌成立，建立終生教育的立交橋有望取得突破，而云計(jì)算技術(shù)作為催化劑可以加速這一趨勢(shì)的發(fā)展。中央電大校長(zhǎng)楊志堅(jiān)在2012年中國遠(yuǎn)程教育大會(huì)上發(fā)表的《選擇適應(yīng)與追求卓越》上提到：云計(jì)算越來越成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中的一個(gè)必然選擇和趨勢(shì)，我們要去迎接、擁抱新技術(shù)，推進(jìn)國家開放大學(xué)教育信息化建設(shè)，利用新技術(shù)改變現(xiàn)有的教育方式。中央電大作為我國遠(yuǎn)程教育的領(lǐng)頭羊，其具有成為建設(shè)遠(yuǎn)程教育云平臺(tái)的物質(zhì)條件和內(nèi)在動(dòng)力。因此，筆者認(rèn)為國內(nèi)遠(yuǎn)程教育云平臺(tái)建設(shè)，可以以政府為主導(dǎo)、國家開放大學(xué)具體實(shí)施、高校和教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)共同參與建設(shè)的方法進(jìn)行。一方面，基于云計(jì)算技術(shù)建立的網(wǎng)絡(luò)支持環(huán)境可以作為一種基礎(chǔ)設(shè)施，供任何遠(yuǎn)程教育辦學(xué)機(jī)構(gòu)使用，實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)。另一方面，云計(jì)算中虛擬化、按需服務(wù)等概念使得原有各級(jí)電大系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施都能充分利用，并與新增的基礎(chǔ)設(shè)施一起通過資源調(diào)度管理后對(duì)外集成服務(wù)。因此，可以建立國家級(jí)、分部級(jí)、學(xué)院級(jí)等多級(jí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，在用戶邊緣采用內(nèi)容緩存以減少網(wǎng)絡(luò)流量為用戶提供高可靠、高體驗(yàn)的遠(yuǎn)程教育服務(wù)。

四、結(jié)束語

云計(jì)算作為一種新的信息技術(shù)模式，對(duì)遠(yuǎn)程教育發(fā)展將發(fā)揮積極的推動(dòng)作用。隨著終身學(xué)習(xí)、泛在學(xué)習(xí)的興起，云計(jì)算技術(shù)在打造遠(yuǎn)程教育平臺(tái)方面將提供充分而有效的技術(shù)支撐和服務(wù)保障。建立統(tǒng)一高效的遠(yuǎn)程教育云平臺(tái)，將減少資源浪費(fèi)、縮小地區(qū)差異、促進(jìn)教育均衡發(fā)展，使得時(shí)時(shí)、處處學(xué)習(xí)成為可能。

作者：方明黃敏單位：銅陵廣播電視大學(xué)安徽廣播電視大學(xué)