信息技術(shù)的發(fā)展趨勢

信息技術(shù)進入到了新的發(fā)展高峰期，云計算、移動互聯(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，改變著人類經(jīng)濟和社會的組織與運作模式；信息系統(tǒng)的開放共享正在成為常態(tài)，開放系統(tǒng)用開放性換來了規(guī)模效應(yīng)、數(shù)據(jù)積累和用戶集聚；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，運營模式正在由傳統(tǒng)的自建自營走向服務(wù)租用。

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

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

個人社交網(wǎng)絡(luò)：Facebook、人人、開心；

個人資源中心：iCloud、Google、CloudDriver；

個人知識庫：知乎、新浪愛問、百度文庫。

隨著對能源問題、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)一計算平臺UCS，為數(shù)據(jù)中心的云化做了很好的準(zhǔn)備。

云計算已經(jīng)成為全球 IT 產(chǎn)業(yè)界公認的發(fā)展重點。各國政府積極通過政策引導(dǎo)、資金投入等方式加快本國云計算的戰(zhàn)略布局和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。根據(jù)公開資料統(tǒng)計，截至 2012年 3 月，我國已有 13個省、市、自治區(qū)規(guī)劃了約 30 個左右的 10 萬臺服務(wù)器以上規(guī)模的大型云計算數(shù)據(jù)中心建設(shè)項目，其中有些規(guī)模甚至達到數(shù)百萬臺。這些項目規(guī)劃總投資達到 2700 多億元，可容納服務(wù)器將超過1000 萬臺，相當(dāng)于目前全國 IDC 總規(guī)模的5倍。

基于Web2.0的新一代數(shù)字校園

在Web1.0時代，高校的數(shù)字校園建設(shè)是以電子校務(wù)平臺為建設(shè)主體，基于分職能域的信息系統(tǒng)建設(shè)實現(xiàn)對管理信息化的支撐，通過信息門戶實現(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。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，帶來了新的推動力，高校的數(shù)字校園建設(shè)開始進入Web2.0時代，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)對象從教育管理拓展到教學(xué)、科研、社會服務(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)勢轉(zhuǎn)化為人才培養(yǎng)優(yōu)勢。 同時，為知識的創(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、存儲知識、組織知識、交流知識、傳播知識的平臺。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)。通過構(gòu)建開放、共享的教育信息化云服務(wù)平臺，用信息技術(shù)為教師、學(xué)生等提供資源存儲、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)云時代的特征進行升級改造，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私有云？若是將部分數(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運行維護？這些問題都需要我們一一來回答。

在回答上述問題之前，我們先看一看什么是云計算。云計算的概念這兩年非常的熱，風(fēng)起云涌，各廠商開口必談云，似乎不加個云字就顯示不出技術(shù)和水平，云網(wǎng)絡(luò)、云存儲、云安全……各種名詞不斷涌現(xiàn)。很多高校在進行數(shù)字校園建設(shè)規(guī)劃時，也必加一個云字，各級政府也都在規(guī)劃中大談特談城市云、教育云、政務(wù)云等。更不必說各大公司和廠商提出的私有云、公有云、個人云、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，云計算的定義多達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“云計算”的概念沒有說清楚，變成人云亦云，讓人感覺一切都是浮云！

那么，究竟什么是“云計算”呢？

按照通俗直觀的理解，云計算的目的就是讓用戶像使用水和電一樣，可以自由地使用各種IT資源，如圖3所示。然而，一個發(fā)電廠可不是將幾臺發(fā)電機集中在一起這么簡單，同樣，云計算也決不是簡單地將用戶原有的IT資源集中在一起就可以實現(xiàn)！

　　圖3 云計算：像使用水和電一樣自由使用IT資源

云計算有哪些要點呢？美國國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究院(NIST)給出了一個云計算模型，所有的資源(網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲設(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、五個基本特征和六個公共特性組成，如圖4所示。

　　圖4 NIST云計算模型

根據(jù)NIST的云計算模型可以看出，云計算其實是一種新型的計算模式，能夠把IT基礎(chǔ)設(shè)施資源、應(yīng)用系統(tǒng)作為服務(wù)，通過互聯(lián)網(wǎng)提供給用戶。云計算同時也是一種新的基礎(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，組成一個龐大的資源池，以服務(wù)方式進行管理。對商業(yè)環(huán)境和產(chǎn)業(yè)鏈而言，云計算則意味著新的商業(yè)機會和商業(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？從長遠來看，這應(yīng)該是發(fā)展的方向和趨勢，尤其是一些規(guī)模較小、自己沒有建設(shè)和運行維護能力的學(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，還有以下一些問題沒有完全解決：

安全性：我們能否找到一個可靠的云供應(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？通過學(xué)校網(wǎng)絡(luò)運行部門的不斷建設(shè)和升級，一所學(xué)校內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)隨時隨地的網(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，目前各大運營商之間的互聯(lián)互通帶寬都無法保障，將來各類用戶與云供應(yīng)商之間的帶寬如何保障？隨時隨地的、多種形式的移動互聯(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)用開發(fā)人員和數(shù)據(jù)中心的IT支持人員一起保障各類平臺和應(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？

費用問題：租賃費用不一定比自建便宜，尤其是更換云供應(yīng)商帶來的隱性成本更是一個巨大的陷阱。

既然公有云還不成熟，那么各個學(xué)校是否可以建設(shè)自己的私有云呢？根據(jù)NIST云計算模型，有五個關(guān)鍵基本特征：按需自服務(wù)、泛在的網(wǎng)絡(luò)訪問方式、動態(tài)的資源池、快速可伸縮性、可計量的服務(wù)。要達到這些特征，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現(xiàn)快速可伸縮性。同時，在運行維護方面，私有云需要實現(xiàn)流程化、服務(wù)化(可計量、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維服務(wù)隊伍。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，運維隊伍也有限。因此，要想達到一個理想的資源池不容易，要建成一個完整意義上的私有云，從目前來看既不現(xiàn)實、也不經(jīng)濟。

縱觀校園數(shù)據(jù)中心的發(fā)展歷程，經(jīng)歷了簡單合并、整合和優(yōu)化、服務(wù)幾個階段，在云時代，校園數(shù)據(jù)中心完全可以拓展到“云”的領(lǐng)域，基于云計算的特點，支持云服務(wù)對數(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，通過采用新的技術(shù)，按照業(yè)務(wù)和用戶的需求擴張IT規(guī)模，持續(xù)進行數(shù)據(jù)中心的優(yōu)化，將校園數(shù)據(jù)中心建成一個可信賴的云數(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現(xiàn)綁定。使應(yīng)用可移動，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；通過使用虛擬化技術(shù)，將應(yīng)用與基礎(chǔ)硬件去耦合；在運維和管理方面，通過建設(shè)相應(yīng)的云管理平臺，實現(xiàn)用戶管理、客戶支持、服務(wù)管理、計費管理、運維管理、資源管理、安全管理、容災(zāi)管理、監(jiān)控管理等功能，以滿足云時代對數(shù)據(jù)中心的服務(wù)需求。

校園云數(shù)據(jù)中心建設(shè)需要認真考慮以下一些問題：

第一，資源配置管理。云計算環(huán)境下數(shù)據(jù)中心的IT資源是高度虛擬化的，需要對資源進行動態(tài)部署，因此也就面臨著資源配置如何管理的問題。

第二，問題和故障管理。在云計算環(huán)境下，資源高度的虛擬化，應(yīng)用程序與組件是多對多的依賴關(guān)系。一個應(yīng)用程序出了故障，很難很快地準(zhǔn)確定位是哪一個組件出現(xiàn)了問題。因此，問題故障的定位是云計算環(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)量評價。云計算時代的IT資源一般是以服務(wù)的形式提供給用戶的，而用戶最關(guān)心的就是服務(wù)質(zhì)量。因此，如何對服務(wù)質(zhì)量進行評價是云計算時代數(shù)據(jù)中心管理的重要方面。

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

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

第六，基于云服務(wù)的數(shù)字校園應(yīng)用建設(shè)模式?；谠朴嬎慵夹g(shù)的校園數(shù)據(jù)中心運行環(huán)境反過來對數(shù)字校園的應(yīng)用建設(shè)提出了新的要求，比如平臺化、流程化、與硬件無關(guān)等。

校園云數(shù)據(jù)中心的服務(wù)

從學(xué)校的整體信息化運維服務(wù)和IT支持來看，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運行環(huán)境維護、數(shù)據(jù)支持與服務(wù)、用戶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、部門和全校師生提供以下一些服務(wù)：

IaaS：服務(wù)器托管、虛擬機服務(wù)、云存儲服務(wù)。

PaaS：應(yīng)用運行環(huán)境、開發(fā)和實驗平臺、測試環(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。

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

　　圖5 校園數(shù)據(jù)云中心和用戶的責(zé)任矩陣

云時代，校園云數(shù)據(jù)中心面臨新的機遇和挑戰(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)社會化，這是一個非常理想的目標(biāo)。但在相應(yīng)的云服務(wù)供應(yīng)商沒有成熟、社會配套的基礎(chǔ)設(shè)施還不夠完善、國家的法律法規(guī)還不夠全面之前，我們目前還只能嘗試著將一些成熟的IT服務(wù)放到公共云中，如電子郵件、CRM等，或者使用本來就是社會化的IT服務(wù)，如微博、社交網(wǎng)絡(luò)等。而其他一些IT服務(wù)，暫時還是得運行在學(xué)校內(nèi)部的數(shù)據(jù)中心。一些有實力的高?？梢灾鸩桨l(fā)展自己的私有云，為學(xué)校的師生，以及各院系、各部門以云的方式提供相應(yīng)的IT服務(wù)。同時，各高?？梢月?lián)合起來，結(jié)合自己的特點，將一些多余的資源以云的方式提供給其他高校和社會。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)新開放平臺聯(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)用開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)測試等方面的資源，組建統(tǒng)一的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新開放平臺，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。