云计算在高等教育信息化建设中的应用探讨
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云计算在高等教育信息化建设中的应用探讨
文／王哲河 王龙
★基金项目：三亚市院地科技合作项目（2012YD29）；琼州学院教学改革项目（QYSJ2013-091）
摘要：高等教育信息化程度是衡量一所大学教育现代化的重要评价指标，文章结合高校实际对目前高等教育信息化建设中存在的问题进行分析，探讨云计算在高等教育信息化建设中的应用及其相应的安全问题，更好地促进教学资源的共享、分配、整合及优化。
关键词：云计算；高等教育现代化；教育信息化；安全问题
引言
自2007年Google第一次提出“云计算”概念以来，引发了大家对云计算产生了极大兴趣。云计算已成为当前互联网上的热搜词，也是学术界和企业界热议的话题之一。人们认为云计算将引发新一轮技术革命，或颠覆计算机应用的传统模式。面对波涛“云”涌的技术时代，高等院校是否意识到云计算在高等教育信息化建设中的应用呢？将从以下几个方面，探讨云计算在高等教育信息化建设中的应用及其安全问题。
1 云计算的定义
到目前为止，云计算的定义众说纷纭，见仁见智，未形成统一定义和标准。但笔者比较认同Google定义[1]：“云计算是以用户为中心的。用户只要购买了相应的云服务，就可以像使用自家的电脑一样操作或使用云中的一切资源包括数据或设备资源，也可与他人分享这些数据或设备”。通俗地说云计算将来就像日常生活中的水、电一样使用便利，按需付费，价格低廉。不同的是水通过水管传输，电通过电线传输，而云计算则通过互联网来实现。
2 云计算的分类
云计算可按照各种维度来分类，典型的分类如下[1-2]：(1) 按照部署(架构)方式可将云计算分为公有云、私有云（又称内部云）和混合云。
公有云是指由第三方（供应商）提供的云服务。公有云中包括软件、应用程序、基础设施等资源均由云供应商负责安装、管理、维护和供给，客户只要为所使用的资源付费即可（按需付费），但公有云的安全风险较大。
私有云是指企业内部提供的云服务，这种服务一般只针对某些特殊领域服务的资源或涉及到企业战略利益的资源，但其配置、管理和维护工作由企业负责。 混合云是指公有云和私有云的混合体，两种云共存互通的一种云服务。由企业和公有云供应商共同配置、管理和维护。混合云好处在于企业可根据自身的发展需要或阶段，有针对地选择或控制公有云和私有云中的资源。但也因其架构实施起来比较复杂，在云计算技术发展初级阶段，企业一般都不愿采用这种构建模式。
(2) 按照服务类型(XaaS)可将云计算分为基础设施即服务（Infrastructure as a
Service，IaaS）、平台即服务（Platformas a Service，PaaS）、软件即服务（Software
as a Service，SaaS）。
基础设施即服务是指提供商将硬件设施包括网络设备、服务器、存储设备等资源作为一种虚拟设施服务通过WEB提供给用户的商业模式。用户可以根据实际来支付费用。IaaS是一种托管型硬件方式，用户付费使用厂商的硬件设施。IaaS的优点是用户只需低成本硬件，按需租用相应计算能力和存储能力，大大降低了用户在硬件上的开销，因此，IaaS服务很好地实现了云计算按需付费的理念。IaaS的典型案例：亚马逊EC2、IBM、VMware、HP等。
平台即服务是指供应商把计算环境、开发环境等平台作为一种服务通过WEB提供用户的商业模式。用户可以在其平台基础上定制开发自己的应用程序并通过其服务器和互联网传递给其他用户，用户以按需付费方式使用，不需花大量金钱去购买系统软件。PaaS的典型案例：Google App Engine、Salesforce的平台、八百客的800APP、微软的Azure服务平台等。
软件即服务是指提供商将应用软件和应用程序作为一种服务通过WEB提供给用户的商业模式。用户根据需求通过互联网向厂商订购应用软件服务，服务提供商根据用户所定软件的数量、时间的长短等因素收费，并且通过浏览器向客户提供软件的模式。用户不再像传统模式那样花费大量资金在硬件、软件、维护人员上，只需要支出一定的租赁服务费用，通过互联网就可以享受到相应的硬件、软件和维护服务，这是网络应用最具效益的运营模式。SaaS的典型案例：Salesforce CRM，Google Docs、Oracle CRM On Demand和Microsoft
OfficeLive Workspace等。
3 高等教育信息化过程中所面临的主要问题
(1) 投入成本高，但利用率非常低。
全国2000多所高等院校，每年对教育信息化投入都非常大，主要是基础设施包括硬件、场地以及软件平台（自主开发费用）购买。加上设备老化更新和软件升级、维护成本成倍增长。几乎每个部门都配有相应的昂贵的服务器、网络设备、存储设备、业务管理软件、制冷设备、专门的技术人员等。总体来说，其利用率非常低，甚至出现闲置的情况。特别是一些业务量较少、访问量较低的部门设备(比如为了应付一两天的学生选择课或报名)，往往是投入产出不成正比，使得很多设备资源得不到有效的利用。
(2) 重复建设严重，资源共享薄弱。
尽管各高校对教育信息化建设都非常重视，并投入大量人力物力，但效果不佳。主要原因是重复建设严重，各自为政，业务软件种类繁多，资源共享薄弱。比如财务处、图书馆、教务处、学工处、后勤、人事处，科研机构等都要配置一整套设备包括服务器、管理软件、存储设备、网络设备等。这就出现了各自为政、内部信息孤岛的现象。尽管有部分高校实现了校园一卡通，但其实际上也只是将公共资源单独提取出来，而实质上数据还是各自为政。类似的数据资源所存放的数据结构也五花八门、导致资源无法共享。如学生基本信息、教师基本资源、教室基本资源、宿舍床位信息等，各部门之间其实可以共享，不要重新建设，只需进一步整合各部门的资源，形成一整套数据中心，实现共享。
(3) 管理错综复杂，服务效率较低。
高校教育信息化建设受人为因素影响较大。主要是各部门管理方式、业务往来、所使用软件（平台）等大不相同，这就导致各部门之间信息不畅通、管理错综复杂、服务效率较低。比如办理入学手续和毕业生离校手续，就要涉及到很多部门包括招生处、学工处、教务处、财务处、后勤管理中心、档案室、户籍等十多个部门，要一个个部门去核实盖章。其效率之低不言而喻，相当将一批同类型的设备或软件堆在一起，事实上各部门还是各管各的。所谓的教育信息化就无从谈起，造成资源严重浪费。
4 云计算在高等教育信息化建设中的应用
综上所述，难看出云计算是未来高等教育信息化的必经之路，也是当前高等教育信息化建设中所面临问题的有效解决方案，具体体现在：
(1) 利用云计算可加快高等教育信息化的建设步伐，节约成本。
云计算是一种低成本的IT基础设施解决方案。利用云计算技术，高校可以构建内部教育云(即私有云)，聚全校资源，整合所有硬件设备、软件和平台，以实现各种资源的共享。一方面有利于节约信息化成本和避免重复建设，由云部门负责全校云资源的调度、分配、管理和维护。另一方面有利于加快消除信息孤岛的步伐，实现软硬件资源共享，从而提高全校设备的利用率。
除了构建内部教育云，高校还可以根据信息化建设的需要，向第三方（供应商）购买廉价的云服务，不再担心设备老化或更新所带来的压力，也不必担心系统会瘫痪，更不用担心数据的安全。
(2) 利用云计算可以使管理简单化，提高工作效率和服务水平。
在高校教育信息化过程中，由于高校人员编制的限制，多数管理者都充当多种角色包括业务操作员、网络维护员、数据库管理员和服务器维护员等，因此，他们整天忙于各种管理如设备维护、软件升级、应用迁移、业务管理等，而无法安心于业务的精益求精，这就造成了他们工作效率低，服务不到位现象。利用云计算可以简化管理、提高效率，使得管理者将将更多的精力放在提高业务水平和服务水平上来。
(3) 利用云计算可促使用教师角色转变，实现学生自主学习的多样性。
近些年来，随着互联网技术不断发展，人们的学习活动已不再受制于固定地点或时间，学习的形式多样。如各种网络学堂、网络学校、现代远程教育机构等层出不穷。而云计算作为当前最新受欢迎的IT技术，各高校可以利用它来共同打造庞大的教育云资源，将所有经典讲课视频、课件、参考资源等存放在云端，这些资源全由教师建设或引导，教师角色将由说教者变成服务者或建设者；学生则可以根据需要选择购买相应的教育服务，不再像传统教育模式那样受时空的限制，可以选择灵活多样自主学习方式，在一定程度上减轻了高校扩招、大众教育所带来的圈地压力。
5 云计算背景下的高等教育信息安全问题
任何IT技术的出现，都会有一个发展完善的过程，可能存在这样那样的安全问题，云计算当然也不例外。尽管很多云服务供应商都努力保证用户信息安全，但云计算资源其的开放性和共享性等特性决定它的安全风险存在。主要表现在：
(1) 用户身份及权限验证问题
由于用户是通过某个终户端（如智能手机、PC等）连接入云服务中心的，安全隐患和风险不可避免。因此，用户身份真伪和权限范围的验证问题显得格外重要。首先、要保证合法用户可以顺利远程连接云服务中心、能够使用其所属资源，能自由操作、更新、下载、管理各自己的数据资源。其次、要能够过虑和监测非法用户的机制。作为唯一入口，用户验证信息一旦被黑客或病毒截取，将会对用户资源安全构成严重威胁。
(2) 数据安全问题
由于用户数据存储在云端，具体存放在哪个设备或服务器上，对于用户来说是不透明的。因此，数据安全成为了制约云计算技术发展的障碍。尽管云服务供应商有专门管理团队和技术保障，但一旦发生重要事故如硬件故障或病毒入侵，如何保证用户的数据能够及时安全转移和备份成大家争论的焦点。
根据云计算的特点及分类，各高校应因地制宜，合理规划，统筹兼顾，构建符合学校信息化建设的架构体系。如根据数据重要性，对数据进行分级管理、分级加密、建立不同云等措施，确保核心数据不受到影响。
6 结论
尽管云计算技术目前尚处于发展阶段，没有统一的定义，也没有统一的标准，安全问题依然存在。但随着各个IT巨头强力推动与发展云计算技术，在不久的将来，它将改变人们的工作模式和思维方式，它也将在高等教育信息化建设中得到广泛应用。
参考文献
[1] (美）Michael Miller著，姜进磊等译．云计算．机械工业出版社[M]，2009:3-35．
[2] 孙柏祥．云计算——高校教育信息化建设和发展的新模式．中国电化教育[J]，2010，280:123-125．
[3] 何倩雯. 云计算为大学教育信息化带来新机遇．科技视界[J].2013,7:90-90．
[4] 耿学华,梁林梅,王进. 云计算在高等教育信息化中的应用与展望. 现代教育技术[J].
2012,22(03):5-9.
[5] 商存慧,聂艳明. 云计算在高校教育信息化中的应用研究. 中国教育信息化[J].
2011(07)
作者简介：
王哲河，助教，所在单位：琼州学院教务处，硕士，研究方向为WEB开发技术、高校教育信息化；
王龙，工作单位：琼州学院网络中心。
-全文完-
