27基于云服务的新一代数字校园建设实践V3.2

基于云服务的新一代数字校园建设实践清华大学信息化技术中心付小龙发展趋势基础平台建设探索业务支撑建设探索建设模式探索信息技术的发展趋势云计算按需计算海量存储云服务移动化移动互联智能终端物联网社交化沟通协作分享大数据大量化多样化快速化信息技术的发展趋势•信息技术进入了新的发展高峰期，云计算、移动互联、社交网络、大数据等新技术的涌现和成熟，改变着信息系统的生态环境：•Web2.0开始普及，个性化、碎片化、扁平化和社交化等特性正从数字空间中延伸到物理空间，改变着人类经济和社会的组织和运作模式；•开放共享走向常态，体系开放、技术开放和服务开放，开放系统用开放性换来了规模效应、数据积累和用户集聚；•软设施建设成为基础，从IAAS、PAAS到SAAS，分布、分层、基于云服务的信息系统架构正在形成。信息技术推动应用变革•信息系统2.0•信息技术的发展给信息系统带来了革命性的推动力，以组织结构、业务流程、管理数据等为核心的信息系统建设正逐步拓展到以个人数字空间和人群互动交流为核心的信息系统建设，社会化的信息系统和企业级的信息系统正在走向融合，信息系统建设进入Web2.0时代。•企业2.0•通过积极应用新技术和社会性软件，改革和发展企业级软件，进而改进企业业务及管理模式，实现企业内部、外部的沟通、协作及资源整合，创新2.0时代的企业形态，完成企业形态从生产范式向服务范式的转变。新一代数字校园•直接支撑人才培养•在传统数字校园基础上，服务于大学人才培养的根本任务，从对管理支撑拓展到教学交流与科研协作的支撑，以师生为中心搭建创造知识、发现知识、存储知识、组织知识、交流知识、传播知识的信息化环境，成为数字校园建设的主要任务；•重视软基础设施建设•传统数字校园的硬基础设施虚拟化、云化，隐藏到幕后，软基础设施的建设与服务将越来越重要，走向前台，围绕教学、科研、社会服务和文化传承创新构建开放、共享的软基础设施，成为数字校园建设的重要内容。新一代数字校园人才培养人群网络知识网络传播网络基于云服务的软件基础设施：面向师生的教学科研活动，提供存储、视频、日历、搜索、消息和位置等基础服务基于移动互联的传播网络：面向知识和人群的链接，提供知识发现、分享、推送、以及信息广播、组播等的支撑，形成传播网络基于社交网络搭建的人群网络:面向人群提供群体沟通、圈子组织和人群聚集的支撑，形成人群网络基于大数据的知识网络:面向知识提供知识存储、知识体系组织和聚合展现的支撑，形成知识网络基于云服务的新一代数字校园建设内容业务支撑：人才培养、科学研究、社会服务和文化传承SAAS:基于云服务的软件基础设施PASS：基于私有云架构的技术平台IAAS：基于云计算的硬件基础设施视频服务教学科研知识管理通讯服务存储服务分布式存储操作系统桌面服务日历服务校内交流信息门户位置服务分布式文件系统用户接口服务接口数据接口PC服务器（CPU，内存，磁盘，带宽）虚拟机身份服务管理服务内容管理消息服务对外宣传搜索服务数据管理发展趋势基础平台建设探索业务支撑建设探索建设模式的思考基于云计算的硬件基础设施•对于教学科研支撑等新应用，规模增长迅速，需要低廉建设成本，采用易扩展的云计算模式。通过开源的云计算和云存储技术，建构了云计算实验环境建设−计算资源−3台DELLM710HD−2路6核CPU/144G内存−存储资源−3台DELLR510−1路4核CPU/6G内存/8T硬盘−支撑软件−操作系统Linux（Ubuntu）−云存储OpenStack−虚拟机KVM−分布式文件系统MooseFS基于私有云架构的技术平台•云服务强调服务标准化，实现了标准化的服务提供和调用，对于上层应用来说，未来云计算普及，从实验集群转向企业级集群，只需改变服务指向。•基于私有云架构的技术平台建设，核心是设计开放、标准、多样的云服务模式，对相关系统的服务调用进行整体改造，并在保障安全的前提下，通过开放接口和互联网系统实现双向对接，为今后云服务模式的演进奠定基础。关系数据库文件存储数据仓库基础服务（电子身份服务、消息服务、存储服务、视频服务、位置服务、日历服务、图片服务、搜索服务、通信服务、桌面服务、……）业务支撑平台（知识管理、网络学堂、社交网络、移动信息服务、文化宣传、……）OpenAPI接口服务与代理（对接外部商业系统：SNS、微博、文库、视频网站、图片网站、新闻网站、搜索引擎、……）WEB移动WEB门户对象存储硬基础设施硬基础设施服务接口用户界面接口、数据接口移动应用(App)存储基于云服务的软件基础设施•数字校园云服务平台是对传统数字校园信息集成平台的拓展，依托云计算的思想，以云服务的架构，通过标准开放的服务接口，面向校园的教师、学生等最终用户，面向教学科研、管理服务、交流宣传等核心系统，提供信息化的软件基础服务。服务类型建设模式建设进展存储服务企业合作试运行视频服务企业合作正式服务日历服务开源软件正式服务位置服务企业合作正式服务桌面服务企业合作测试选型搜索服务企业合作测试选型通讯服务开源软件系统研发存储服务视频服务日历服务位置服务图书馆220室当前位置其他服务•桌面服务•为师生提供云端的桌面服务，让师生通过任何设备访问个人桌面系统，随时随地的开展课程学习、多媒体教学和虚拟实验等教学活动；•搜索服务•为师生提供校园内各种类型的内容、资源和信息的搜索服务，支持多类型数据源的精确搜索和模糊搜索，支持依据身份权限的内外网信息过滤；•通讯服务•为教师和学生提供随时随地、统一集成、模式多样通讯服务，支持个体或群组的交流，支持文字、音频和视频等多种交流模式，并支持即时交流和短信、邮件等非即时交流，支持专用客户端、浏览器、智能终端等多种交流终端。发展趋势基础平台建设探索业务支撑建设探索建设模式探索基于云服务的教学科研支撑•在云服务平台的基础上，搭建由网络学堂、知识管理、社交网络组成的构建性教学环境，让教学和科研活动中的知识，透过获得、创造、分享、整合、记录、存取、更新等过程，形成不间断地累积和循环，促进学生的个性发展与集体智慧的增长•形成信息化条件下开展教学、科研活动的生态环境，以信息化促进人才培养质量提高，推动信息技术与教育教学改革的深度融合，创新教育教学方法，以师生为中心建设开放、互动、共享的信息化的学习空间、网络化的教学环境和虚拟化的实验环境，推进师生共同参与的研究型、探究式教学模式的建设。基于云服务的教学科研支撑自主学习环境远程教学环境虚拟教学环境实践教学环境网络学堂知识管理社交网络云服务平台自1999年投入使用，活跃课程从每学期131门增长到每学期2000余门，占全校课程总数的70%左右；登录总数突破一亿人次，日均登录人数超一万人，最高同时在线人数超过3000人；上载资料总数超过47万件，答疑文章总数近100万篇，提交作业总数近200万份。网络学堂网络学堂网络学堂教学活动知识管理社交网络从对课程的支撑拓展到对各类教学、科研活动的支撑，引入开源Sakai平台构建更加开放的网络教学环境：本科生培养：SRT、科技竞赛、社团活动、综合论文训练研究生培养：Workshop、项目培养、课题研究科研活动：学术研究、科研项目、论文撰写从课程讨论拓展到教学社区，引入社交网络构建互动交流和知识分享的学习协作环境：消息发布群组讨论知识分享协作研究从课件管理拓展到知识管理，引入个人管理构建知识创造和教学学习互通的数字资源环境：个人知识管理群组知识管理课程备课服务教学资源整合知识管理•个人知识管理是一种理念和方法，通过帮助师生将拥有的各种资料、信息变成有价值的知识，最终支撑学校教学、科研活动的开展。•以个人知识管理为核心，通过为师生提供知识分类、存储、检索、备份等服务，构建个人知识创造、管理和分享的链条；•以社交网络为基础，提供团队知识的协作和分享等服务，构建群体智慧积聚环境；•以存储服务为基础，和公共数字资源进行集成整合，构建全面综合的知识库。知识管理个人知识管理网络学堂教学资源机构知识库存储服务校园社交网络•校园社交网络是校园空间的扩展，具体有群体背景相似度高、联系类型丰富等特点，因此校园社交网络应差异化传统社交网络，以实名社交为基础，依托校务管理系统的数据挖掘，实现校园关系的挖掘、积累和应用，从而吸引校内的师生的使用。•校园社交网络垂直型社交网络，服务于校内师生的沟通、交流和协作，整合校内教学、科研、文化生活等信息资源，并为校园内相关应用提供社交服务支撑，同时与校外社交网络互联互通，从而真正融入校园的学习、工作和文化生活等活动。校园社交网络个人关系应用外部平台关系管理行为分析社交型主页展示型主页朋友圈工作圈云服务业务功能消息通讯流量统计图像/视频用户行为分析流量统计用户管理群组管理关系挖掘关系挖掘微博优酷人人….业务协作沟通宣传交流分享关系挖掘消息通讯服务集成服务集成基于云服务的教学科研支撑自主学习环境远程教学环境虚拟教学环境实践教学环境网络学堂知识管理社交网络云服务平台无线AP无线AP无线校园网无线AP无线AP云存储无线AP无线AP无线校园网无线AP无线AP知识管理知识分享知识学习自主学习环境远程教学环境视频流服务器视频流服务器云存储视频编码服务器视频编码服务器视频直播视频点播无线AP无线AP视频直播视频点播点播组播视频点播校园无线网视频直播无线AP无线AP网络学堂虚拟教学环境无线AP无线AP校园无线网无线AP无线AP桌面服务云存储教学软件（正版化软件）教学软件（正版化软件）教学资源教学资源教学资源教学资源教学桌面实验桌面个人桌面学习桌面实验桌面个人桌面知识管理社交网络网络学堂虚拟实验环境拓展现有计算机开放实验室的教学模式，从本机上机实验改为虚拟桌面上机实验，教师课前备课、学生课下继续实验。构建纯虚拟化的实验环境，实现大型仪器设备的远程链接，师生操作虚拟设备开展各项实验。虚拟工作环境拓展现有单机的工作环境，为师生提供云端的桌面服务；随时随地的通过各类终端访问自己的个人桌面或多种不同用途的桌面；教学软件、教学资源、个性资源无缝链接。虚拟教学环境拓展现有多媒体教室的使用方式，从本机访问变为教学桌面访问，教师随时准备教学环境，多媒体教室授课；构建纯虚拟化的多媒体教学环境，教师通过虚拟桌面远程教学，学生通过虚拟桌面远程学习。实践教学环境•为学生提供移动应用开发的实践学习环境•标准接口和易扩展框架−移动Web框架：Web移动门户−移动应用框架：集成移动应用•丰富的服务−基础云服务：认证服务、存储服务、日历服务、位置服务−业务服务：教学信息、网络学堂、知识管理•效果−清华大学首届校园优化创意实践赛一等奖−清华大学第三十届“挑战杯”学生课外学术科技作品赛二等奖基于校园无线网的移动信息服务无线网络和移动终端的优势在于便捷、自然的信息获取。发挥移动终端在信息展示、服务送达等方面优势，将移动终端和学校等各类特有的信息资源深度整合，为师生构建一个由校园无线网络、移动终端和信息资源构成的，完整、便捷、聚合、个性的信息资源获取、阅读和分享的体系。有线无线应用终端PC机，笔记本手机，平板电脑应用场景固定场景（办公室、教室、家）移动场景（校园内、交通工具、户外场所）应用范畴信息处理、办公工作信息获取、通讯服务、位置服务基于校园无线网的移动信息服务•移动应用−移动版网络学堂：试用版本在AppleAppStore发布，一个月内下载量超过2000人次。−移动版本科生招生网：实现了移动化招生宣传和服务，成为学校招生工作的有机组成。−其他：清新时报、水木手机报等。•清华大学信息门户（移动版），在移动门户（校庆版）基础上，与校内信息衔接，成为校内移动信息服务的主要窗口−内容：公共信息（直接浏览），个人信息（登录访问），是信息门户（PC版）的子集−服务：个性（教师、学生），主动（消息、提醒），综合（常用查询、热点关注）−页面：基于Web页面，支持多种移动终端，兼容多种浏览器，适宜移动终端浏览，简洁、易于操作−安全：校内外访问控制，账号登录认证，信息查询为主基于校园无线网的移动信息服务基于校园无线网的移动信息服务•AtTsinghua•AtT