信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

信息技術(shù)進(jìn)入到了新的發(fā)展高峰期，云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)、社交網(wǎng)絡(luò)等新技術(shù)的涌現(xiàn)和成熟，正在改變著信息化生態(tài)環(huán)境，Web2.0 的特性不斷延伸輻射，個(gè)性化、扁平化和社交化等特性正從數(shù)字空間中延伸到物理空間，改變著人類(lèi)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的組織與運(yùn)作模式；信息系統(tǒng)的開(kāi)放共享正在成為常態(tài)，開(kāi)放系統(tǒng)用開(kāi)放性換來(lái)了規(guī)模效應(yīng)、數(shù)據(jù)積累和用戶(hù)集聚；硬基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)逐步發(fā)展為軟基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，從IaaS、PaaS到XaaS，運(yùn)營(yíng)模式正在由傳統(tǒng)的自建自營(yíng)走向服務(wù)租用。

Web1.0時(shí)代解決了信息的數(shù)字化，主要特征是信息的發(fā)布和閱讀。 到Web2.0時(shí)代，通過(guò)用戶(hù)的參與實(shí)現(xiàn)信息的傳播與分享。隨著Web2.0的應(yīng)用日趨成熟廣泛，社會(huì)化的信息系統(tǒng)和企業(yè)級(jí)的信息系統(tǒng)正走向融合。以下概念將成為未來(lái)信息系統(tǒng)不可缺少的元素：

個(gè)人媒體中心：BLOG(博客)、Twitter(微博)、Tumblr (輕博客) ；

個(gè)人社交網(wǎng)絡(luò)：Facebook、人人、開(kāi)心；

個(gè)人資源中心：iCloud、Google、CloudDriver；

個(gè)人知識(shí)庫(kù)：知乎、新浪愛(ài)問(wèn)、百度文庫(kù)。

隨著對(duì)能源問(wèn)題、服務(wù)水平的日益關(guān)注，數(shù)據(jù)中心相關(guān)的技術(shù)也得到了前所未有的發(fā)展，流程化、可管理、可伸縮、高可靠、安全、低成本、綠色節(jié)能、SLA等成了新一代數(shù)據(jù)中心的代名詞，各軟硬件廠(chǎng)商也提出了很多新的技術(shù)和解決方案。如思科公司提出的新一代數(shù)據(jù)中心的IT基礎(chǔ)架構(gòu)——統(tǒng)一計(jì)算平臺(tái)UCS，為數(shù)據(jù)中心的云化做了很好的準(zhǔn)備。

云計(jì)算已經(jīng)成為全球 IT 產(chǎn)業(yè)界公認(rèn)的發(fā)展重點(diǎn)。各國(guó)政府積極通過(guò)政策引導(dǎo)、資金投入等方式加快本國(guó)云計(jì)算的戰(zhàn)略布局和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。根據(jù)公開(kāi)資料統(tǒng)計(jì)，截至 2012年 3 月，我國(guó)已有 13個(gè)省、市、自治區(qū)規(guī)劃了約 30 個(gè)左右的 10 萬(wàn)臺(tái)服務(wù)器以上規(guī)模的大型云計(jì)算數(shù)據(jù)中心建設(shè)項(xiàng)目，其中有些規(guī)模甚至達(dá)到數(shù)百萬(wàn)臺(tái)。這些項(xiàng)目規(guī)劃總投資達(dá)到 2700 多億元，可容納服務(wù)器將超過(guò)1000 萬(wàn)臺(tái)，相當(dāng)于目前全國(guó) IDC 總規(guī)模的5倍。

基于Web2.0的新一代數(shù)字校園

在Web1.0時(shí)代，高校的數(shù)字校園建設(shè)是以電子校務(wù)平臺(tái)為建設(shè)主體，基于分職能域的信息系統(tǒng)建設(shè)實(shí)現(xiàn)對(duì)管理信息化的支撐，通過(guò)信息門(mén)戶(hù)實(shí)現(xiàn)信息集成與整合，從應(yīng)用系統(tǒng)到硬件基礎(chǔ)設(shè)施全部自建、自營(yíng)。清華大學(xué)2007年的數(shù)字校園建設(shè)規(guī)劃如圖1所示。

　　圖1 數(shù)字校園建設(shè)規(guī)劃

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，帶來(lái)了新的推動(dòng)力，高校的數(shù)字校園建設(shè)開(kāi)始進(jìn)入Web2.0時(shí)代，數(shù)字校園建設(shè)的核心從教育管理信息化邁向教育信息化，服務(wù)對(duì)象從教育管理拓展到教學(xué)、科研、社會(huì)服務(wù)和文化傳承領(lǐng)域。數(shù)字校園的建設(shè)目標(biāo)主要是為學(xué)校人才培養(yǎng)的根本任務(wù)服務(wù)，用信息技術(shù)幫助學(xué)校將辦學(xué)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為人才培養(yǎng)優(yōu)勢(shì)。 同時(shí)，為知識(shí)的創(chuàng)造和傳播服務(wù)，用信息技術(shù)為教師、學(xué)生搭建創(chuàng)造和發(fā)現(xiàn)知識(shí)、存儲(chǔ)知識(shí)、組織知識(shí)、交流知識(shí)、傳播知識(shí)的平臺(tái)。在數(shù)字校園的建設(shè)內(nèi)容方面，更重視軟基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，傳統(tǒng)的硬基礎(chǔ)設(shè)施的服務(wù)將逐步拓展為軟基礎(chǔ)設(shè)施的服務(wù)。通過(guò)構(gòu)建開(kāi)放、共享的教育信息化云服務(wù)平臺(tái)，用信息技術(shù)為教師、學(xué)生等提供資源存儲(chǔ)、消息通訊、信息通知、內(nèi)容聚合、位置服務(wù)等基礎(chǔ)IT服務(wù)。

基于Web2.0 的數(shù)字校園建設(shè)內(nèi)容如圖2所示。

　　圖2 基于Web2.0的數(shù)字校園建設(shè)內(nèi)容

校園數(shù)據(jù)中心私有云和公共云

在基于Web2.0的新一代數(shù)字校園架構(gòu)下，校園數(shù)據(jù)中心如何支持？是在原有基礎(chǔ)上根據(jù)云時(shí)代的特征進(jìn)行升級(jí)改造，還是將所有數(shù)字校園應(yīng)用全部或部分遷移到云中？云又在哪里？是使用公共云還是自建一個(gè)私有云？若是將部分?jǐn)?shù)字校園應(yīng)用放到云中，那么哪些可以放到云中，哪些必須要我們自己來(lái)運(yùn)行維護(hù)？這些問(wèn)題都需要我們一一來(lái)回答。

在回答上述問(wèn)題之前，我們先看一看什么是云計(jì)算。云計(jì)算的概念這兩年非常的熱，風(fēng)起云涌，各廠(chǎng)商開(kāi)口必談云，似乎不加個(gè)云字就顯示不出技術(shù)和水平，云網(wǎng)絡(luò)、云存儲(chǔ)、云安全……各種名詞不斷涌現(xiàn)。很多高校在進(jìn)行數(shù)字校園建設(shè)規(guī)劃時(shí)，也必加一個(gè)云字，各級(jí)政府也都在規(guī)劃中大談特談城市云、教育云、政務(wù)云等。更不必說(shuō)各大公司和廠(chǎng)商提出的私有云、公有云、個(gè)人云、行業(yè)云、社區(qū)云、電子商務(wù)云、HPC云等等。根據(jù)ISO在2009年的調(diào)查，云計(jì)算的定義多達(dá)20多種！只可惜大家都如同盲人摸象一樣，只看到局部就下斷言，結(jié)果“云計(jì)算”的概念沒(méi)有說(shuō)清楚，變成人云亦云，讓人感覺(jué)一切都是浮云！

那么，究竟什么是“云計(jì)算”呢？

按照通俗直觀(guān)的理解，云計(jì)算的目的就是讓用戶(hù)像使用水和電一樣，可以自由地使用各種IT資源，如圖3所示。然而，一個(gè)發(fā)電廠(chǎng)可不是將幾臺(tái)發(fā)電機(jī)集中在一起這么簡(jiǎn)單，同樣，云計(jì)算也決不是簡(jiǎn)單地將用戶(hù)原有的IT資源集中在一起就可以實(shí)現(xiàn)！

　　圖3 云計(jì)算：像使用水和電一樣自由使用IT資源

云計(jì)算有哪些要點(diǎn)呢？美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究院(NIST)給出了一個(gè)云計(jì)算模型，所有的資源(網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備、應(yīng)用程序以及服務(wù))可以被迅速提供并發(fā)布，同時(shí)最小化管理成本。云模型由三種服務(wù)模式、四種部署方式、五個(gè)基本特征和六個(gè)公共特性組成，如圖4所示。

　　圖4 NIST云計(jì)算模型

根據(jù)NIST的云計(jì)算模型可以看出，云計(jì)算其實(shí)是一種新型的計(jì)算模式，能夠把IT基礎(chǔ)設(shè)施資源、應(yīng)用系統(tǒng)作為服務(wù)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)提供給用戶(hù)。云計(jì)算同時(shí)也是一種新的基礎(chǔ)架構(gòu)管理方法，能夠把大量的、高度虛擬化的資源管理起來(lái)，組成一個(gè)龐大的資源池，以服務(wù)方式進(jìn)行管理。對(duì)商業(yè)環(huán)境和產(chǎn)業(yè)鏈而言，云計(jì)算則意味著新的商業(yè)機(jī)會(huì)和商業(yè)模式。

基于NIST的云模型，數(shù)字校園應(yīng)用能否放入公共云中？從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，這應(yīng)該是發(fā)展的方向和趨勢(shì)，尤其是一些規(guī)模較小、自己沒(méi)有建設(shè)和運(yùn)行維護(hù)能力的學(xué)校，將相關(guān)的應(yīng)用放入公共云將是一種必然的選擇，但目前看來(lái)，還有以下一些問(wèn)題沒(méi)有完全解決：

安全性：我們能否找到一個(gè)可靠的云供應(yīng)商？我們?nèi)绾蜗嘈艛?shù)據(jù)放在云供應(yīng)商那是安全的？目前在法律法規(guī)上也都存在相應(yīng)的空白。

互聯(lián)網(wǎng)帶寬：接入云的帶寬如何保證？通過(guò)學(xué)校網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行部門(mén)的不斷建設(shè)和升級(jí)，一所學(xué)校內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地的網(wǎng)絡(luò)接入和足夠的網(wǎng)絡(luò)帶寬保障。但在互聯(lián)網(wǎng)上，目前各大運(yùn)營(yíng)商之間的互聯(lián)互通帶寬都無(wú)法保障，將來(lái)各類(lèi)用戶(hù)與云供應(yīng)商之間的帶寬如何保障？隨時(shí)隨地的、多種形式的移動(dòng)互聯(lián)又如何保障？

業(yè)務(wù)連續(xù)性：目前數(shù)字校園應(yīng)用放在學(xué)校內(nèi)部的數(shù)據(jù)中心，應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員和數(shù)據(jù)中心的IT支持人員一起保障各類(lèi)平臺(tái)和應(yīng)用的業(yè)務(wù)連續(xù)性。若數(shù)字校園業(yè)務(wù)應(yīng)用放在公共云中，而目前各類(lèi)云服務(wù)供應(yīng)商都只提供有限的SLA保證，相關(guān)人員如何配合，業(yè)務(wù)連續(xù)性如何保證？

費(fèi)用問(wèn)題：租賃費(fèi)用不一定比自建便宜，尤其是更換云供應(yīng)商帶來(lái)的隱性成本更是一個(gè)巨大的陷阱。

既然公有云還不成熟，那么各個(gè)學(xué)校是否可以建設(shè)自己的私有云呢？根據(jù)NIST云計(jì)算模型，有五個(gè)關(guān)鍵基本特征：按需自服務(wù)、泛在的網(wǎng)絡(luò)訪(fǎng)問(wèn)方式、動(dòng)態(tài)的資源池、快速可伸縮性、可計(jì)量的服務(wù)。要達(dá)到這些特征，需要建設(shè)較大的資源池，只有上規(guī)模，有了規(guī)模效應(yīng)才可以有效降低成本和實(shí)現(xiàn)快速可伸縮性。同時(shí)，在運(yùn)行維護(hù)方面，私有云需要實(shí)現(xiàn)流程化、服務(wù)化(可計(jì)量、自服務(wù))。另外，為了保障相應(yīng)的服務(wù)水平和服務(wù)質(zhì)量，必須要有一支成熟的運(yùn)維服務(wù)隊(duì)伍。然而，根據(jù)目前各高校的建設(shè)模式，基本上都是自建自用，而且投資都非常有限，資源池?zé)o法建得很大，運(yùn)維隊(duì)伍也有限。因此，要想達(dá)到一個(gè)理想的資源池不容易，要建成一個(gè)完整意義上的私有云，從目前來(lái)看既不現(xiàn)實(shí)、也不經(jīng)濟(jì)。

縱觀(guān)校園數(shù)據(jù)中心的發(fā)展歷程，經(jīng)歷了簡(jiǎn)單合并、整合和優(yōu)化、服務(wù)幾個(gè)階段，在云時(shí)代，校園數(shù)據(jù)中心完全可以拓展到“云”的領(lǐng)域，基于云計(jì)算的特點(diǎn)，支持云服務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施的需求，解決傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的一些不足。同時(shí)，通過(guò)采用新的技術(shù)，按照業(yè)務(wù)和用戶(hù)的需求擴(kuò)張IT規(guī)模，持續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)中心的優(yōu)化，將校園數(shù)據(jù)中心建成一個(gè)可信賴(lài)的云數(shù)據(jù)中心。

校園云數(shù)據(jù)中心的建設(shè)應(yīng)確保應(yīng)用不與任何特定的硬件實(shí)現(xiàn)綁定。使應(yīng)用可移動(dòng)，從而可以輕松遷移到云；資源池化，確保資源的彈性使用和分配；通過(guò)使用虛擬化技術(shù)，將應(yīng)用與基礎(chǔ)硬件去耦合；在運(yùn)維和管理方面，通過(guò)建設(shè)相應(yīng)的云管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)用戶(hù)管理、客戶(hù)支持、服務(wù)管理、計(jì)費(fèi)管理、運(yùn)維管理、資源管理、安全管理、容災(zāi)管理、監(jiān)控管理等功能，以滿(mǎn)足云時(shí)代對(duì)數(shù)據(jù)中心的服務(wù)需求。

校園云數(shù)據(jù)中心建設(shè)需要認(rèn)真考慮以下一些問(wèn)題：

第一，資源配置管理。云計(jì)算環(huán)境下數(shù)據(jù)中心的IT資源是高度虛擬化的，需要對(duì)資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)部署，因此也就面臨著資源配置如何管理的問(wèn)題。

第二，問(wèn)題和故障管理。在云計(jì)算環(huán)境下，資源高度的虛擬化，應(yīng)用程序與組件是多對(duì)多的依賴(lài)關(guān)系。一個(gè)應(yīng)用程序出了故障，很難很快地準(zhǔn)確定位是哪一個(gè)組件出現(xiàn)了問(wèn)題。因此，問(wèn)題故障的定位是云計(jì)算環(huán)境下數(shù)據(jù)中心管理的又一大挑戰(zhàn)。

第三，服務(wù)質(zhì)量評(píng)價(jià)。云計(jì)算時(shí)代的IT資源一般是以服務(wù)的形式提供給用戶(hù)的，而用戶(hù)最關(guān)心的就是服務(wù)質(zhì)量。因此，如何對(duì)服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)是云計(jì)算時(shí)代數(shù)據(jù)中心管理的重要方面。

第四，云安全。云時(shí)代講究虛擬化和共享，帶來(lái)的安全問(wèn)題比以往更為突出，如何確保校園云數(shù)據(jù)中心或私有云中各用戶(hù)的數(shù)據(jù)和應(yīng)用安全，也是一個(gè)重要的課題。

第五，規(guī)模與成本的平衡。云時(shí)代的數(shù)據(jù)中心，資源全部池化，服務(wù)平臺(tái)化、自動(dòng)化。如果基礎(chǔ)資源的規(guī)模達(dá)不到一定水平，其成本可能比傳統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)行模式的成本要高，需要在相應(yīng)的規(guī)模和成本之間找到一個(gè)平衡點(diǎn)。

第六，基于云服務(wù)的數(shù)字校園應(yīng)用建設(shè)模式。基于云計(jì)算技術(shù)的校園數(shù)據(jù)中心運(yùn)行環(huán)境反過(guò)來(lái)對(duì)數(shù)字校園的應(yīng)用建設(shè)提出了新的要求，比如平臺(tái)化、流程化、與硬件無(wú)關(guān)等。

校園云數(shù)據(jù)中心的服務(wù)

從學(xué)校的整體信息化運(yùn)維服務(wù)和IT支持來(lái)看，包括業(yè)務(wù)支持與業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)、IT基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和優(yōu)化、IT運(yùn)行環(huán)境維護(hù)、數(shù)據(jù)支持與服務(wù)、用戶(hù)IT服務(wù)支持、IT服務(wù)管理(ITSM)等內(nèi)容。校園數(shù)據(jù)中心的IT服務(wù)只是其中的一部分，校園云數(shù)據(jù)中心可以面向?qū)W校的院系、部門(mén)和全校師生提供以下一些服務(wù)：

IaaS：服務(wù)器托管、虛擬機(jī)服務(wù)、云存儲(chǔ)服務(wù)。

PaaS：應(yīng)用運(yùn)行環(huán)境、開(kāi)發(fā)和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、測(cè)試環(huán)境。

SaaS：郵件服務(wù)、短信服務(wù)、應(yīng)用軟件服務(wù)、虛擬桌面。

在云計(jì)算模型架構(gòu)下，校園云數(shù)據(jù)中心和用戶(hù)各自的責(zé)任矩陣如圖5所示。

　　圖5 校園數(shù)據(jù)云中心和用戶(hù)的責(zé)任矩陣

云時(shí)代，校園云數(shù)據(jù)中心面臨新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，從最終目標(biāo)上看，將所有服務(wù)放到公共云，就像水、電一樣，所有IT服務(wù)社會(huì)化，這是一個(gè)非常理想的目標(biāo)。但在相應(yīng)的云服務(wù)供應(yīng)商沒(méi)有成熟、社會(huì)配套的基礎(chǔ)設(shè)施還不夠完善、國(guó)家的法律法規(guī)還不夠全面之前，我們目前還只能?chē)L試著將一些成熟的IT服務(wù)放到公共云中，如電子郵件、CRM等，或者使用本來(lái)就是社會(huì)化的IT服務(wù)，如微博、社交網(wǎng)絡(luò)等。而其他一些IT服務(wù)，暫時(shí)還是得運(yùn)行在學(xué)校內(nèi)部的數(shù)據(jù)中心。一些有實(shí)力的高校可以逐步發(fā)展自己的私有云，為學(xué)校的師生，以及各院系、各部門(mén)以云的方式提供相應(yīng)的IT服務(wù)。同時(shí)，各高校可以聯(lián)合起來(lái)，結(jié)合自己的特點(diǎn)，將一些多余的資源以云的方式提供給其他高校和社會(huì)。目前教育部科技發(fā)展中心牽頭成立的“互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新開(kāi)放平臺(tái)聯(lián)盟”，就在整合高校、企業(yè)在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用開(kāi)發(fā)、網(wǎng)絡(luò)測(cè)試等方面的資源，組建統(tǒng)一的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新開(kāi)放平臺(tái)，為互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新提供基礎(chǔ)設(shè)施和配套服務(wù)方面做了非常有益的嘗試。