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系統特性...............................................16

3o2o2虛擬化系統硬件構建選型..............................21

3.3集群存儲系統建設...........................................22

3o3o1系統組成..............................................23

3o3o2系統特性..............................................24

3o4云平臺網絡系統建設........................................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

基礎教育發展的重點。2012年3月，教育部發布了的《教育信息化十年發展規劃(2011—2020

年)》，文中明確提出了“充分整合現有資源，采用云計算技術，形成資源配置與服務的集約化

發展途徑，構建穩定可靠、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“寬帶網絡校校通、優質資源班班

通、網絡學習空間人人通”，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

育工作的進一步發展指明了方向。

教育信息化是衡量一個國家和地區教育發展水平的重要標志，實現教育現代化、創新教學

模式、提高教育質量，迫切需要大力推進教育信息化。

1.2教育信息化發展的總體特征

當前，從全國基礎教育信息化建設的發展進程來看，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常化教學行為中，

推進信息化教學方式，并深刻培養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

規化方向發展。

(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展重點：一是

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

化素養的提升，伴隨著信息化進程的加深，上述環節的作用正日益凸現。

(3)從信息技術和教育系統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

發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境、培養學生的在

線學習習慣、促進學生的自主學習與自我發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)校園網絡建設發展不平衡

學校校園網絡是信息時代教師與學生通過網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絡，但

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

都沒有自己獨立的網站及專職的網管人員。

(2)教育信息資源建設滯后

信息資源建設是實現教育信息化的核心，內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、學科網絡資料、課外資料及師生交流社區等等。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，主要表現在缺少相應學科的各種信息資源或學科的各

種信息資源很少；網站內容陳舊，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,側重于硬件等

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

相對的滯后，主要表現在專業人員的配備缺乏，專職管理人員少、兼職管理人員多，校園網絡

的各項管理制度和規范建設不完備，網絡建設與應用建設并未同步進行等。

(5)網絡利用不高

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

動性，學生訪問校園網受到限制(很多資源在校外網不能訪問或訪問的速度過慢)，校園網里

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，加載豐富的數據資源，提供給教育機構、教育管理機構、教育從業人員、學生、

家長以及社會公眾所需服務的云計算平臺。

(1)建設基礎云環境

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

放的基礎云環境，提供海量的數據存儲能力和強大的數據處理能力，實現全局環境的服務通

信、數據交換、資源監控和資源調度，為運行于云之上的應用和業務提供基礎的運行環境.

(2)建立教育信息資源庫

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

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

矛盾，提高優質教學資源的利用率。

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)適應未來發展

為教育信息化的應用奠定柔性擴展的基礎，優化教育信息化建設與服務模型，實現傳統模

式向“三通兩平臺”下教育模式的平穩過渡。

1.5所解決的問題

節約硬件設備的投入成本：云計算擴展性非常強，多個學校可以將現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.數據存儲的安全性、可靠性顯得越來越重要.學校使用云計算服務時，

有技術先進的數據中心來幫助保存數據，有強大的技術管理團隊來幫助管理提交的數據和程序,

可為學校提供可靠和安全的數據存儲中心。

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

優質教學資源的利用率，讓更多的學生獲得優質的受教育機會。

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、分布與集中相結合原則

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

過將業務模型資源與項目實現技術相分離，從根本上提升管理系統的技術無關性。

＞堅持實用性、先進性、可擴展性相結合原則

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

熟的技術，同時根據信息系統的發展趨勢，在設計中充分考慮到將來可能的發展。

＞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，并有利于系統的推廣應用和再次開發。

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，實現區級網絡、技術、帶寬資源的統一管理已經成為可能.

這可以通過兩種方式實現：一種是集中部署、統一分配、分散管理、分散使用、統一監控；另

一種是分散部署、分散管理、分散使用、統一監控。

前一種模式，硬件資源集中部署在縣教育云中心，統一對計算、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分配的資源池，教育云中心可以集中監控各種資源狀態與

使用情況。各學校可以根據需要向云中心申請更多的資源，而云中心根據需要隨時調整資源的

分配。這種模式實際上是由區統一提供硬件、網絡資源，由學校來使用。這樣硬件、網絡的維

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

的響應性。但是，這種模式對網絡的帶寬與可用性要求比較高。

后一種模式，保留現在的部署方式，每個學校建設芻己的硬件與網絡資源，但是學校的硬

件與網絡資源根據規范進行統一的池化，并注冊到統一的云計算管理平臺。這種模式下，每個

學校可以根據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

可以監控校級資源的狀態與使用情況。這種模式硬件資源重用在學校的粒度上發生，不利于全

縣的資源調配，但可以使得云中心掌握全區的資源情況，保障全縣硬件資源在統一規范下進行

管理，對硬件資源建設進行統一的規劃.

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

第一種模式的建設,

6

拓撲結構圖

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

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