智慧教育公共服務云平臺建設方案-文庫吧

【正文】 計原則智慧教育公共服務云平臺建設須堅持“開放性、全面性、標準化、多樣化、智能化、一體化、靈活性、擴展性、安全性、可靠性”的設計原則。 開放性組成的各部分為獨立運行的組件化子系統，各組件系統熱部署，采用先進軟件架構實現，相互之間通過標準的接口，充分體現系統的松散耦合性，極易擴展；集成接口均開放開發語言包，支持定制開發，理論上支持任何第三方的集成接入。預留多個關聯業務接口，也可以與學校現有系統集成使用，確保平滑過渡與銜接。全面性為各類人群（學生、教師、教職工、管理者等）提供覆蓋從入校、在校到離校全生命周期的一站式服務；服務內容多樣化，面向用戶的服務包括信息的獲取、在線的事務辦理、協同交互、資源共享、數據分析等全面的應用平臺。標準化采用國家和教育部的相關標準作為信息標準規范，提供基于先進軟件架構的符合國家標準的數據訪問接口、應用集成接口、身份認證接口，并充分適應各類主流運行環境，包括各類主流操作系統、數據庫和應用服務器環境，可以與其它符合規范的第三方平臺與應用實現對接。多樣化智慧教育公共服務云平臺系統應用平臺的多樣化是指：寓教于樂多樣化，系統涵蓋多樣化，服務多樣化，獲取方式多樣化，包括服務列表、服務搜索、自行訂閱、角色推送、智能關聯推薦等多種方式。智能化結合云服務、虛擬化等技術框架，實現資源的靈活調配和集中管理。結合GIS、3G等應用技術及智能終端，實現上層應用的智能化、服務終端的移動化。不僅通過各類報表查詢充分滿足學校數據上報的需求，同時還采用時間趨勢分析、多指標對比分析、指標成分分析等多種方法，實現對實時數據、歷史數據比較和分析，提供決策支持。一體化站在教學的高度進行統一的規劃設計，統一數據庫、統一技術平臺、統一開發平臺、實現一站式服務的功能體驗。靈活性采用組件化設計，應用平臺可以靈活兼容，并可根據不同學校對于業務需求的急迫性，靈活選取不同組件上線；提供豐富的可變的業務流程、完善的數據接口，可通過表單配置適應學校復雜的業務需求。擴展性提煉各類教育的共性，通過適當擴展，能方便的將應用范圍擴展到成人教育、網絡培訓、本科教育及基礎教育，進一步提升該項目的應用范圍和應用價值。具有良好的可擴展性，能夠通過流程管理簡便配置即可快速適應變化、滿足需求。全面性服務獲取方式多樣化，包括服務列表、服務搜索、自行訂閱、角色推送、智能關聯推薦等。安全性符合信息安全的標準化，其安全策略、密碼與安全設備選用、網絡互聯、安全管理等設計符合國內信息安全法律法規；從物理層、網絡層、系統層、應用層、管理層綜合考慮系統的安全風險，并提供相應的防范措施與緊急處理實現數據的災備預案。1可靠性支持用戶高并發、大批量數據變更等極限數據處理需求，提高應用系統的優化與風險控制體系，充分考慮容錯性校驗，有效降低因數據質量、操作不當等問題對系統的影響，進一步提高應用系統的可靠性和穩定性。1可管理采用標準的操作流程、操作方法和提示信息，方便系統的使用與維護，平臺各個組成部分在設計上充分考慮故障的隔離，并提供可視化的運行監控平臺，通過故障預警、故障定位、故障處理提高應用系統的可維護性。同時，提供完整的日志跟蹤分析機制，實現系統錯誤逆向檢查。第三章 系統設計架構分析 平臺整體架構 邏輯結構 技術實現數據表現層數據表現層包括管理控制、數據處理部分、數據采集與信息發布部分(門戶)運用J2EE集成開發環境； WEB服務器采用Tomcat業務邏輯層基于J2EE架構、采用JAVA技術實現；WEB服務器采用Tomcat或Weblogic數據存儲層數據庫管理系統采用 MySql；并支持ORACLE 9i,10g,11g，sql server等主流關系數據庫管理系統，實現數據庫讀寫分離和主從復制 運行環境名稱數量項目最低配置數據庫服務器4硬件雙CPU 內存 16GB 硬盤 2T(SCSI/SAS) 網絡適配器 雙1000M自適應網卡 網絡校園網 100M到桌面 Internet 最低帶寬不少于獨享50M軟件操作系統 Ser2008/Linux 數據庫管理系統 My SQL /MySQL Proxy存儲服務器或磁盤陣列12硬件雙CPU 內存 8GB 硬盤 500GB(SCSI/SAS) /磁盤陣列20T網絡適配器 100M/1000M自適應網卡 網絡校園網 100M到桌面 Internet 最低帶寬不少于獨享5M軟件操作系統 Microsoft Windows SERVER 2003 WEB服務器3硬件雙CPU 2* 內存 8GB 硬盤 500GB(SCSI/SAS) 網絡適配器 雙1000M自適應網卡 網絡校園網 100M到桌面 Internet 最低帶寬不少于獨享50M軟件操作系統 Win2003 WEB服務器，BEA WEBLOGIC等JAVA環境 視頻轉碼服務器/視頻點播服務器/視頻交互服務器/文檔轉換服務器/索引服務器/靜態頁生成服務器/智能組卷服務器7硬件雙CPU 內存 8GB 硬盤 500GB(SCSI/SAS) 網絡網絡適配器 雙1000M自適應網卡 校園網 100M到桌面 Internet 最低帶寬不少于獨享50M軟件操作系統 Win2003 WEB服務器，BEA WEBLOGIC等JAVA環境 注：上述服務器配置按滿足大容量高并發訪問進行配置，實現了智能DNS的解析及WEB服務器的負載均衡；實現了數據庫的主從復制和讀寫分離。理論上在100M帶寬情況下實現每秒1000的并發訪問數，即每天可滿足800萬次的訪問量。 安全機制系統實行嚴格的權限管理和認證機制，不同的用戶具有不同的權限。系統提供運行日志作為對整個系統的監督、監察措施，并在出現意外時，可以作為參考依據之一。數據傳輸安全提供打包、壓縮、加密等措施。數據庫的備份(包括自動備份)、恢復（包括災難恢復）。提供完備的數據庫備份（手工備份、自動備份）、恢復（條件恢復、手工恢復）和災難恢復等功能，在數據意外刪除、更改或者系統出現斷電、死機、系統崩潰時，能夠快速恢復數據庫，使用戶數據能夠正常使用。系統管理員權限與用戶權限分級管理。實現智能的DNS解析，均衡用戶從不同接入網的訪問。web服務器采用分布式負載均衡，可高效滿足用戶并發訪問，其中一臺宕掉也不影響用戶訪問。數據庫服務器采用數據庫代理訪問方式，并實行數據的讀寫分離和主從復制。從而滿足用戶對數據的高速讀寫訪問。整個系統采用全靜態頁的架構方式，用戶訪問網站時都是瀏覽靜態的網頁，從而最大程度地實現網站訪問的安全性和提升網站訪問速度。數據庫索引服務器實時對系統的全部數據建立索引，方便用戶快速進行查詢數據。 性能指標系統的高可靠性和高可用性。保持365X24小時的持續穩定運行。系統對用戶的響應時間校園網用戶：完成每次提交和頁面轉換在1秒以內國際互聯網用戶：完成每次提交和頁面轉換在5秒以內并發訪問用戶數量校園網：同時在線訪問的用戶最多可達5000/秒，平均3000/秒并發訪問。國際互聯網：同時在線訪問的用戶最多可達1000/秒，平均500/秒并發訪問。系統數據的容量采用磁盤陣列進行存儲，構建SAN存儲網絡，理論上沒有限制。分布式訪問、存儲及負載均衡系統支持海量數據的存儲及負載均衡；支持視頻點播及視頻交互的分布式架構可滿足大規模用戶的并發訪問。 數據接口可提供各種標準數據接口；方便與第三方應用系統進行集成。適應多種數據庫（oracle/mysql）：Oracle擁有強大的性能，但Mysql速度快、成本低，所以系統應能適應多種數據庫，以便用戶根據運營需要來選擇。提供數據庫備份、恢復機制。第四章 平臺部署分析. 平臺部署市教育局智慧教育云公共服務平臺主要通過自建存儲、網絡和計算能力來滿足區域教育云服務規模化應用的需求。將依據服務用戶的規模來進行估算，采用集中分布式存儲技術在利舊各分局服務器及存儲滿足應用的需求。搭建教育信息化云計算平臺（硬件架構），主要是為基于SaaS的教育信息化公共服務綜合應用系統，搭建基于PaaS的支撐平臺；為各區縣教育局及學校提供基于 IaaS的服務平臺(服務器資源，存儲資源，網絡資源等)。. 軟件即服務層(SaaS)它面向最終用戶，將不同應用系統托管到同一平臺上進行統一管理，實現隔離和共享，以達到減少系統硬件重復建設、減少系統維護量的目的，并且隨著數據的集中，建立數據倉儲。軟件云服務關鍵技術也是在高層對數據中心進行虛擬化，即在區域級數據中心為每個學校建立一個學校級的虛擬數據中心，這種虛擬數據中心技術具有很強的可擴展性。虛擬數據中心可以支撐大量的應用系統，無需像傳統開發方式，每開發一個系統進行數據隔離，虛擬數據中心結合平臺服務層的分布式文件系統可以更加有效實現分布式存儲和并行計算。在向客戶提供聯網應用的同時，也提供軟件的離線操作和本地數據存儲，讓用戶隨時隨地都可以使用其定購的軟件和服務。對于教育單位來說，SaaS是采用先進技術的最好途徑，它消除了單位購買、構建和維護基礎設施和應用程序的需要。在這種模式下，不再像傳統模式那樣花費大量投資用于硬件、軟件、人員，而只需要支出一定的服務費用，通過互聯網便可以享受到相應的硬件、軟件和維護服務，享有軟件使用權和不斷升級，這是網絡應用最具效益的模式。具體來說saas可以為客戶帶來如下的價值：216。 服務的收費方式風險小，靈活選擇模塊，備份，維護，安全，升級216。 讓客戶更專注核心業務216。 靈活啟用和暫停，隨時隨地都可使用216。 按需定購，選擇更加自由216。 產品更新速度加快216。 實現年息式的循環收入模式216。 有效降低成本216。 準面對面使用指導216。 不需要額外增加專業的IT人員216。 大大降低的投入成本. 平臺即服務層(PaaS)建立基礎服務中心基于智慧教育云公共服務平臺基礎服務系統，構建教育信息化統一用戶統認證管理、數據傳輸與交換、單點登錄認證的基礎數據服務中心。基礎服務系統定位依托基礎服務中心建立起開放的、可擴展的、可持續提供信息化服務、可長期運營的服務；面向學校為龐大的教師、學生、家長、社區等用戶群體提供服務。平臺建成后實現師生按照設定的不同權限單點實名登錄服務門戶中心，提供統一的數據服務。平臺統一認證服務為智慧教育云公共服務平臺各類應用提供統一認證服務，并為第三方的應用系統提供用戶認證。基于統一認證數據庫開放認證接口，各應用系統間提供單點登錄服務，一點登錄，全部通行，一點登出，全部登出。形成一個統一的基礎數據中心，任意增加管理節點，各管理節點協同管理基礎數據和應用系統的綜合服務體系，建立各種不同網關接口協議。 統一認證支持海量用戶信息并發認證請求，具備極高的安全性和穩定性。統一認證系統支持用戶分級、分類，并有分組管理功能，可多層級分配管理員權限，為不同角色分發對應的登錄策略。統一認證系統支持開放接口的方便調用，提供不同開發語言的二次開發API接口說明書。. 基礎設施服務層(IaaS)基礎設施服務層（IaaS）云技術是通過硬件資源虛擬化技術實現，即將所有物理服務器、存儲設備集中到資源池，通過虛擬化軟件把一個物理服務器虛擬化成若干個虛擬機，操作系統和數據庫等系統軟件運行與虛擬機上，從而解除應用系統與硬件服務器綁定，以達到對硬件資源動態分配，按需使用、統一管理、動態遷移、負載均衡等目的。基礎設施服務層建設目的主要是通過虛擬化提高系統的安全性、可管理性和降低建設成本，但是以犧牲性能為代價，并且目前虛擬化平臺軟件對于高CPU，高速磁盤IO性能損失高達20%左右。結合實際情況，采用先進的云服務技術在應用層進行虛擬化，將傳統部署在學校或教育部門服務器終端的教育應用集中部署在“教育云”上，為教育部門、學校、教師、職工、家長和學生提供“一站式”、“個性化”教育服務。第五章 平臺功能分析. 基礎支撐公共服務平臺. 統一身份認證要求提供跨區域、跨機構、跨平臺、跨應用的用戶角色管理方式，實現多個系統的統一角色管理、統一用戶管理、統一資源管理和統一授權訪問。對學校的組織、用戶、角色、崗位等信息進行統一管理。實現身份證和學號雙認證；實現一人多崗及分崗授權。. 統一開放接口對“第三方”應用提供管理界面，完成第三方系統的接入配置工作，包含應用API接口、URL、端口號、應用ID，調用參數等等。要求提供標準的用戶數據接口、學籍數據接口、通知公告接口、教學資源接口、成績查詢接口、教學應用接口等，能夠對學校信息部門開放接口，以實現和第三方系統的對接，以便系統的后期擴展。. 統一數據交換數據交換與集成系統是平臺的重要組成部分，是整個系統的信息傳輸、信息交換總線。通過數據集成平臺將各業務系統數據庫中需交換的數據自動上傳到統一數據中心庫中，并按各業務系統的數據需求將統一數據中心庫的數據分發到各業務系統，從而實現數據的統一集成和標準化，為提供數據的綜合查詢、統計分析奠定數據基礎。同時，保留各業務系統的原有數據庫，又確保了各業務系統的完整性。以基礎信息數據庫為基礎，實現校網異構環境（不同數據類型、跨平臺、跨地域的分布式環境等）的數據集成，實現應用系統之間、各級教育行政管理部門系統之間以及學校與主管部門系統間的互聯互通和數據共享。. 統一消息通訊遵循統一用戶權限和消息管理，基于分級角色的權限管理、統一證書管理和統一資源管理，支持教學應用、學習應用、管理應用、資源應用消息共享，可支持瀏覽器、PC客戶端、家校互通平臺等終端統一消息推送模式，并實現用戶數據集中管理維護模式。. 統計分析中心訪問統計，備課統計，資源統計，用戶統計等。利用ETL數