教育云平臺建設方案

教育云平臺建設方案

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北京達沃時代科技有限公司

2016年04月29日

目錄

第1章項目概況.....................................................1

1.1項目背景......................................................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建設目標.....................................................3

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

第2章設計方案.....................................................5

2。1設計原則.....................................................5

2.2總體架構......................................................5

2.2.1邏輯架構.................................................5

2o2.2技術架構................................................7

2o2o3部署架構..............................................10

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

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

2O3o1存儲容量要求.........................................12

2o3.2計算資源要求..........................................13

第3章基礎設施層.................................................14

3.1總體方案拓撲................................................14

3o1.1邏輯架構...............................................14

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

3o2虛擬化云平臺建設..........................................15

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

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

3.3集群存儲系統(tǒng)建設...........................................22

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

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

3o4云平臺網(wǎng)絡系統(tǒng)建設........................................31

第4章設備配置...................................................33

II

第1章項目概況

1.1項目背景

隨著教育信息化的不斷推進和教育改革的不斷深化，近年中小學校園信息化建設成為國內(nèi)

基礎教育發(fā)展的重點。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，采用云計算技術，形成資源配置與服務的集約化

發(fā)展途徑，構建穩(wěn)定可靠、低成本的國家教育云服務模式”。

2012年9月5日國務院副總理劉延東(時任國務委員)，在全國教育信息化工作電視電話

會議上提出：要以建設好“三通兩平臺”為抓手，也就是“寬帶網(wǎng)絡校校通、優(yōu)質(zhì)資源班班

通、網(wǎng)絡學習空間人人通”，建設教育資源公共服務平臺和教育管理公共服務平臺，為我國教

育工作的進一步發(fā)展指明了方向。

教育信息化是衡量一個國家和地區(qū)教育發(fā)展水平的重要標志，實現(xiàn)教育現(xiàn)代化、創(chuàng)新教學

模式、提高教育質(zhì)量，迫切需要大力推進教育信息化。

1.2教育信息化發(fā)展的總體特征

當前，從全國基礎教育信息化建設的發(fā)展進程來看，有以下一些基本趨勢。

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

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

推進信息化教學方式，并深刻培養(yǎng)學生的信息化學習方式，使得信息技術的教育教學應用向常

規(guī)化方向發(fā)展。

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

高可用性的區(qū)域級信息化支撐基礎平臺/設施/環(huán)境：二是廣大教師及學生群體的個體化的信息

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

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

發(fā)展正成為深化信息技術有效應用的重要突破點，而打造在線互動的學習環(huán)境、培養(yǎng)學生的在

線學習習慣、促進學生的自主學習與自我發(fā)展正成為信息技術教育應用的新路標。

1.3面臨的問題

從信息化的角度來看，中小學教育工作在開展過程中面臨以下的問題。

(1)校園網(wǎng)絡建設發(fā)展不平衡

學校校園網(wǎng)絡是信息時代教師與學生通過網(wǎng)絡獲取教育信息和學習資源的重要渠道，是衡

量學校教育信息化的重要指標。雖然“校校通”工程使我國一部分的中小學能接上了網(wǎng)絡，但

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

都沒有自己獨立的網(wǎng)站及專職的網(wǎng)管人員。

(2)教育信息資源建設滯后

信息資源建設是實現(xiàn)教育信息化的核心，內(nèi)容包括各科學習視頻、教學課件、電子教案、

練習資料、試題樣卷、學科網(wǎng)絡資料、課外資料及師生交流社區(qū)等等。信息資源建設滯后在當

前中小學教育信息化建設當中普遍存在，主要表現(xiàn)在缺少相應學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，主要受到以下幾個因素影響：

＞教育平臺標準的不同

＞信息資源建設滯后

＞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

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

基礎設施的建設，如：服務器、路由器、交換機、網(wǎng)絡建設及電腦配置等；但是軟件的建設卻

相對的滯后，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

的各項管理制度和規(guī)范建設不完備，網(wǎng)絡建設與應用建設并未同步進行等。

(5)網(wǎng)絡利用不高

雖然建立了校園網(wǎng)絡，但校園網(wǎng)絡處于閑置狀態(tài)，網(wǎng)絡利用不高。學生缺乏網(wǎng)絡學習的主

動性，學生訪問校園網(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

面的資源對學生的吸引力不大.

1.4建設目標

教育云服務平臺，是云計算在教育領域中的遷移，是利用教育信息化所需的一切硬件資源

構建基礎設施，加載豐富的數(shù)據(jù)資源，提供給教育機構、教育管理機構、教育從業(yè)人員、學生、

家長以及社會公眾所需服務的云計算平臺。

(1)建設基礎云環(huán)境

采用先進的計算、存儲、網(wǎng)絡虛擬化技術，融合基礎設施，建設覆蓋全縣、分布合理、開

放的基礎云環(huán)境，提供海量的數(shù)據(jù)存儲能力和強大的數(shù)據(jù)處理能力，實現(xiàn)全局環(huán)境的服務通

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

(2)建立教育信息資源庫

整合全縣的教學、教研、教務等資源，形成全局的數(shù)據(jù)視圖，為教育資源的管理提升和進一

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

矛盾，提高優(yōu)質(zhì)教學資源的利用率。

3

(3)構建教育應用平臺，為教育機構、教育管理機構、教育從業(yè)人員、學生、家長以及社

會公眾提供所需的應用服務。

(4)適應未來發(fā)展

為教育信息化的應用奠定柔性擴展的基礎，優(yōu)化教育信息化建設與服務模型，實現(xiàn)傳統(tǒng)模

式向“三通兩平臺”下教育模式的平穩(wěn)過渡。

1.5所解決的問題

節(jié)約硬件設備的投入成本：云計算擴展性非常強，多個學?？梢詫F(xiàn)有的硬件資源共同加

入到一個“云”中，減少單個學校在資金和時間上的投入，并實現(xiàn)真正意義上的資源共享.

云存儲中心更安全可靠：白于對教育信息資源建設的投入不斷加大，各個學校都積累了

大量的教育信息資源.數(shù)據(jù)存儲的安全性、可靠性顯得越來越重要.學校使用云計算服務時，

有技術先進的數(shù)據(jù)中心來幫助保存數(shù)據(jù)，有強大的技術管理團隊來幫助管理提交的數(shù)據(jù)和程序,

可為學校提供可靠和安全的數(shù)據(jù)存儲中心。

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

個人電腦、實臉室都可以從“云”中獲得，在“云”中存儲，讓所有學生隨時隨地進行學習。

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

優(yōu)質(zhì)教學資源的利用率，讓更多的學生獲得優(yōu)質(zhì)的受教育機會。

4

第2章設計方案

2.1設計原則

＞堅持以需求為主導、以應用為核心原則

緊緊圍繞當前教育工作的迫切需求，堅持以校本服務的指導方針，積極推進教育信息資源

的深入挖掘和綜合利用。

＞堅持平臺模塊化開發(fā)、分布與集中相結(jié)合原則

采用分層的靈活架構，采用云計算、分布式存儲等最新技術，不斷提升項目服務性能，通

過將業(yè)務模型資源與項目實現(xiàn)技術相分離，從根本上提升管理系統(tǒng)的技術無關性。

＞堅持實用性、先進性、可擴展性相結(jié)合原則

項目設計要有前瞻意識，必須著眼長遠，堅持高起點規(guī)劃、高標準要求。設計必須采用成

熟的技術，同時根據(jù)信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，在設計中充分考慮到將來可能的發(fā)展。

＞堅持智能維護、擴展原則

需要具備完備的智能維護、擴展功能，能符合教育信息化的整體趨勢，為今后項目的功能

擴展、升級留有接口，并有利于系統(tǒng)的推廣應用和再次開發(fā)。

2.2總體架構

2.2.1邏輯架構

基于虛擬化及云計算管理技術，實現(xiàn)區(qū)級網(wǎng)絡、技術、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)一對計算、帶寬、存儲資源進行虛擬

化，構建成全縣整體的資源池。由縣教育云中心對資源根據(jù)需要進行分割，分配給各級學校使

用，各學校可以自主管理與使用由區(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?？梢愿鶕?jù)需要向云中心申請更多的資源，而云中心根據(jù)需要隨時調(diào)整資源的

分配。這種模式實際上是由區(qū)統(tǒng)一提供硬件、網(wǎng)絡資源，由學校來使用。這樣硬件、網(wǎng)絡的維

護負擔由云中心統(tǒng)籌管理，每個學校則免去了這部分的工作負擔，也增加了全區(qū)范圍內(nèi)資源分配

的響應性。但是，這種模式對網(wǎng)絡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，每個學校建設芻己的硬件與網(wǎng)絡資源，但是學校的硬

件與網(wǎng)絡資源根據(jù)規(guī)范進行統(tǒng)一的池化，并注冊到統(tǒng)一的云計算管理平臺。這種模式下，每個

學校可以根據(jù)需要建設自己的資源池，校級資源池分配、管理與使用由學校本身負責，云中心

可以監(jiān)控校級資源的狀態(tài)與使用情況。這種模式硬件資源重用在學校的粒度上發(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)范下進行

管理，對硬件資源建設進行統(tǒng)一的規(guī)劃.

鑒于以上分析，考慮到各校的IT維護力量比較薄弱，建議在網(wǎng)絡條件允許的情況下，進行

第一種模式的建設,

6

拓撲結(jié)構圖

相如一小平頭小學

圖1邏輯架構圖

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

及用戶提供服務。

2.2.2技術架構

7

用

戶

會

筋

筋

筋

層曲

用戶

公眾

社會

用戶

家長

度用戶

教??

用戶

學生

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肝合

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