区域教育数据中心解决方案建议书

资料编码区域教育数据中心解决方案建议书文档版本01发布日期内部公开华为技术有限公司文档版本01 (2012-12-15)华为专有和保密信息 版权所有 华为技术有限公司191EDC 解决方案 区域教育数据中心解决方案建议书前 言前 言概述本文档针对面向中小学的区域教育云的整体方案进行了较为详细的描述，提出相关的基本配置建议。读者对象本文档主要适用于初步稿件的审核符号约定在本文中可能出现下列标志，它们所代表的含义如下。符号说明表示有高度潜在危险，如果不能避免，会导致人员死亡或严重伤害。表示有中度或低度潜在危险，如果不能避免，可能导致人员轻微或中等伤害。表示有潜在风险，如果忽视这些文本，可能导致设备损坏、数据丢失、设备性能降低或不可预知的结果。表示能帮助您解决某个问题或节省您的时间。表示是正文的附加信息，是对正文的强调和补充。EDC 解决方案 区域教育数据中心解决方案建议书目 录目 录前 言ii1 项目概述11.1 建设背景11.2 建设内容21.3 建设原则31.4 现状分析31.4.1 教育资源分布不平衡41.4.2 信息化程度低41.4.3 利用效率低下51.4.4 信息鱼龙混杂52 华为方法论概述62.1 架构设计方法论62.1.1 架构设计流程62.1.2 架构设计输入与输出72.2 解决方案开发方法论82.2.1 解决方案开发方法论概述82.2.2 华为IPD解决方案开发优势102.3 项目管理方法论102.3.1 项目管理指导思想102.3.2 项目管理方法概述113 业务需求分析133.1 教育主管单位业务需求分析133.2 学校的业务需求分析143.3 业务需求分析总结164 业务架构设计174.1 业务架构174.2 业务系统介绍194.2.1 基础资源共享平台194.2.2 教务管理平台234.2.3 教学管理平台244.2.4 教研管理254.2.5 C-Learning254.2.6 统一访问门户265 IT基础架构及管理需求275.1 IT基础架构需求275.1.1 网络需求275.1.2 计算与存储需求285.1.3 数据库管理系统需求285.2 安全管理需求295.3 服务管理需求305.4 其它需求315.4.1 高可用性需求315.4.2 扩展性需求326 两级多数据中心规划建议337 技术方案总体设计357.1 设计关键因素357.1.1 设计原则357.1.2 架构支持的IT环境377.2 方案总体架构387.2.1 网络架构397.2.2 计算与存储架构397.2.3 数据库管理架构407.2.4 安全架构407.2.5 运维管理架构407.2.6 机房接口418 网络架构设计428.1 网络总体架构设计428.1.1 网络分层架构428.1.2 功能分区架构438.1.3 总体网络架构458.2 网络核心层设计468.2.1 组网设计468.2.2 可靠性设计478.3 存储网络设计498.3.1 组网设计498.3.2 网络平面设计498.4 网络功能区设计508.4.1 外联区508.4.2 DMZ区558.4.3 网络服务区568.4.4 业务服务区598.4.5 运行管理区628.5 广域网规划638.5.1 网络架构638.5.2 MPLS VPN设计648.6 IP地址规划658.7 VLAN规划668.8 路由规划678.8.1 规划概述678.8.2 IGP路由设计688.8.3 BGP路由设计688.8.4 总体路由设计698.9 QoS规划708.9.1 设计原则708.9.2 广域网QoS设计718.10 用户接入安全设计748.10.1 中小学校用户访问业务服务区的安全接入748.10.2 远程办公和移动用户访问业务服务区的安全接入759 计算与存储架构设计779.1 计算与存储总体架构设计779.2 计算资源产品设计809.2.1 计算资源选型建议809.2.2 服务器技术849.3 存储资源产品设计879.3.1 存储资源选择建议879.3.2 存储技术909.4 计算存储方案设计919.4.1 物理计算存储方案919.4.2 UVP虚拟计算存储方案929.5 华为云平台方案设计939.5.1 华为虚拟化平台939.5.2 华为云操作系统959.5.3 华为私有云实现机制969.6 计算存储设备选型9710 数据库及中间件架构设计9910.1 数据库管理总体设计9910.1.1 数据库体系架构简述9910.1.2 数据库架构设计技术关键点10210.2 数据库部署设计10310.2.1 数据库系统的部署模式10310.2.2 ORACLE 真正应用集群设计10410.3 数据库安全性设计10810.3.1 数据库安全概述10810.3.2 数据库安全配置10810.3.3 数据库安全功能11010.4 中间件设计和部署11011 安全管理架构设计11211.1 安全总体框架11211.1.2 安全管理体系11311.1.3 安全基础设施11511.2 安全域11611.3 安全管理系统11911.3.1 安全信息与事件基础设施设计11911.3.2 用户身份与访问基础设施设计12211.3.3 符合性管理基础设施设计12711.4 应用与数据安全13011.4.1 应用安全基础设施设计13011.4.2 数据安全基础设施设计13311.5 IT基础设施安全13711.5.1 虚拟化安全基础设施设计13711.5.2 主机与终端安全基础设施设计13911.6 物理安全14211.6.1 物理安全需求14212 运维管理架构设计14512.1 服务管理概述14512.1.1 服务管理面临挑战14512.1.2 服务管理发展趋势14612.1.3 服务管理的目标14712.1.4 服务管理的业务价值14712.1.5 服务管理方案设计原则14812.2 IT服务管理方案设计14912.2.1 IT服务管理方案总体架构14912.2.2 IT管理功能模块15012.2.3 IT管理方案优势15212.2.4 云管理平台15312.2.5 综合监控管理15412.2.6 IT服务管理15613 解决方案高可用性及高扩展性设计16713.1 解决方案高可用性16713.1.1 设备及部件级高可用性设计16713.1.2 系统级高可用性设计16813.1.3 数据库高可用性设计16813.1.4 应用级高可用性设计16913.2 数据备份与恢复17113.2.1 备份的基础框架17113.2.2 HDP3500E实现的数据备份与恢复17413.2.3 传统NBU实现的数据备份与恢复17713.3 解决方案高扩展性18013.3.1 设备级的高扩展性18013.3.2 云计算和虚拟化平台的可扩展性设计18013.3.3 数据库可扩展性设计18013.3.4 应用级的高扩展性18013.3.5 备份的扩展性181A 区域教育数据中心参考案例182B 缩略语186EDC 解决方案 区域教育数据中心解决方案建议书13 解决方案高可用性及高扩展性设计1 项目概述1.1 建设背景联合国教科文组织（UNESCO）在2011年5月发布的全球基本教育统计数据表明，在从1999年到2009年的十年中，全球学龄儿童就学率从84提升到90，特别是非洲、阿拉伯地区都有接近10的提升，而沙哈拉地区提高了12。尽管进步很大，但是还是要看到仍然有10的儿童无法享有教育这一基本权力，而且在全球乃至一个国家范围内的教育水平分布也十分不均衡，地区与地区、学校与学校之间的差距仍然很大，这个现象在经济不发达国家尤其明显。在这些国家，尽管对教育的投入已经占国民生产总值（GDP）的很大比重，但由于地区之间经济发展不平衡，各地对教育的投入差别也很大；加之国家总体经济不发达，无法给落后地区更多的补助，导致各地教育水平差距日益明显。由于基础教育基本大多来自国家财政拨款，所以这种不平衡的现象尤其显著。基础教育是一个国家整体教育水平的基石，没有在基础教育阶段打下坚实的基础，后续的高等教育、技能教育水平就难以提高，从而影响整个国家的国民素质。因此，各国政府纷纷发布了各自的教育发展计划，通过扩大教育投入、建设现代化的教育平台，以期提高教师素质和教育质量，实现教育的现代化。但是，提升教育水平是一个长期的工程，需要大量的资金，特别是现代化、信息化的教育，更需要在基础设施、应用系统方面进行大量的投入。如何能将有限的教育预算发挥出最大的价值，是我们教育人要思考的重要问题。通过计算机和互联网技术来发展和普及多媒体教学、网络化教学已经成为现代化教育的重要方向，教育信息化已经是一个不可阻挡的历史趋势。各国都在进行信息技术教育，并且探索利用信息技术提高教育质量的方法。但是，教育信息化建设需要巨大的资金投入，并不是所有的地区、学校都能负担。此外，一些已经建成的信息化教育系统还面临着运行维护费用居高不下、设备更新换代等问题，迫使有些资源被束之高阁以节约费用。云计算技术的出现将改变这一状况。云计算（Cloud Computing），是一种基于互联网的计算方式，通过这种方式，共享的软硬件资源和信息可以按需提供给计算机和其他设备。好比是从古老的单台发电机模式转向了电厂集中供电的模式。它意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通，就像煤气、水电一样，取用方便，费用低廉。最大的不同在于，它是通过互联网进行传输的。典型的云计算提供商往往提供通用的网络业务应用，可以通过浏览器等软件或者其他Web服务来访问，而软件和数据都存储在服务器上。 通过将过去分散的学校IT系统集中在本区域的教育数据中心，部署相关的教育云应用。各中小学教育机构无需再自己建设自己的IT系统，而是通过互联网获取所需的信息化服务，就像用电一样使用这些服务。通过建设区域性的教育云系统，可将优秀的教育资源分发到有需要的地区，不仅可以大大降低本地区信息化教育的建设费用和运行费用，而且极大的推动了先进的信息技术在落后地区的普及和应用，进而将优秀的教育资源推送到落后地区，实现公平教育。可以说，云计算必将在教育现代化、信息化和实现教育公平方面发挥不可估量的作用。1.2 建设内容区域性教育云，需要一定的软硬件平台的支撑。从业务架构上来看，区域性教育云解决方案包括“云”、“管”和“端”三个部分。所谓“云”，即教育云的数据中心。包括数据中心的IT设备、应用软件和相应的管理和运维体系；“管”则指的是网络，包括一般意义上的互联网、局域网，以及3G网络等；“端”则是指部署在学校的终端设备，包括PC和手机等可上网的设备。要实现教育云，上述这三个部分的基础设施都是需要建设的。就教育云的数据中心而言，建设内容可以分为以下几个层面： L1层，即数据中心的机房建设，包括符合数据中心机房要求的物理空间，以及保证数据中心运行的水、电、照明、制冷、消防和安保等系统 L2层，即数据中心IT系统，如各类计算、存储、网络和安全设备，以及对这些设备的调度和管理 L3/L4层，即运行在数据中心之上的各类应用和业务。比如办公中心、公文流转、学籍管理、教务管理、成绩管理、人事管理、校产管理、教育资讯、教育资源、家校互联、教育博客、网络硬盘等 另外，还需要建立保证数据中心正常运行的运维和管理体系只有从软件、硬件两个方面一起着手，才能将云数据中心建设好、应用好，使其发挥出推进教育现代化，促进教育公平、均衡、优质发展的作用。1.3 建设原则区域教育云数据中心，作为本区域中小学教育的重要基础设备，有其特殊的、重要的意义。因此教育云数据中心的规划、安装过程作用，应符合一定的原则：1） 先进性：广泛采用虚拟化、自动化调配等先进技术与模式，充分利用云计算技术的动态调整、自动分配的特点，与各阶段教育业务相结合，确保先进技术与模式应用的有效与适用。2） 可扩展性：云计算平台的计算资源需要根据业务应用工作负荷需求进行动态伸缩，在系统进行容量扩展时，只需增加相应数量的硬件设备，并在其上部署相应的资源调度管理软件和业务应用系统，保证系统扩展性。3） 成熟性：教育云平台建设，要充分体现系统的成熟性。要考虑采用成熟的各种技术手段，实现各种功能，满足其教育主管部门和中小学教学管理的业务要求。4） 可靠性：云计算平台的设备应当选择可靠的计算和存储设备。系统架构设计上需要在硬件、网络、软件等方面考虑一定冗余，避免单点故障，保证业务可靠运行。5） 安全性：云计算平台与国际互联网连接，必须防范网络入侵攻击、病毒感染；同时，云计算平台的资源共享给不同的教育机构使用，必须保证它们之间不会发生数据泄漏。因此，云计算平台应该在各个层面进行完善的安全防护，确保信息的安全和私密性。6） 多业务性：运营管理平台能将大量计算资源、存储资源进行统一管理和调度，形成共享资源池向多个用户（多种业务）提供按需服务。1.4 现状分析现阶段基础教育所表现出来的问题主要资源分布不平衡、信息化程度低和效率不高几个方面。1.4.1 教育资源分布不平衡教育资源分布不平衡，优秀的教育资源无法扩散到贫困和落后地区的学校和学生。这里所说的教育资源包括各种硬件资源和软件资源，包括教学设备、师资力量、教学材料等。造成这个现象的主要原因是经济社会发展不平衡。现在，基础教育阶段发展不均衡的现象还是比较普遍，比如在城乡之间、学校之间，教育资源的分布就很不均衡。知名的学校与普通学校特别是边远农村及山区学校在师资力量、校舍建设、实验室和电脑设备等方面存在较大的差异。普通学校由于资金来源有限，往往面临着资源不足，基础设施较差等状况。边远农村及山区学校师资力量严重不足，一方面年轻教师不愿意扎根农村，农村教师得不到有效补充；另一方面农村教师素质偏低，一些业务能力差的老师得不到培训。对一些条件稍好点的学校也存在着教学资源更新成本高，更新速度慢的问题。这些学校为了适应技术飞速发展的需要，对配备的计算机和网络设备要不断进行更新，这就需要花更多的钱，增加学校的成本，给学校带来了很大的压力。1.4.2 信息化程度低虽然现在各教育机构的IT化水平日益提高，但是由于受早期技术、理念等的限制，导致目前的教育IT系统存在诸多问题。当前各学校的IT系统越来越复杂，也越来越重要，但是烟囱式的系统建设方式导致资源难以共享、标准程度差，建设和扩容成本不断攀升。1、 IT架构不合理 重硬件投入、轻软件建设是目前很多学校信息化建设过程中普遍存在的问题。在硬件如服务器、交换机等基础设施的购置上下大力气，动辄花费数百万；而软件的建设相对滞后，导致了需要大量引入专业人员、技术，大大加重了学校信息化建设的经济负担 学校之间、学校内部各部门之间，都存在基础设施重复购置的问题。这些新的设备的投入，不仅使得信息建设的成本增加，这些设备很多出于闲置状态，而且以前的基础设施成为电子垃圾2、 存在信息孤岛各校、各部门对信息化建设一般是从单机应用发展到网络应用、从单个业务系统的建设到多个系统的联合建设，在这个过程中由于各业务单位对信息收集、处理的需求不同，需要建立的管理信息系统也是各种各样，如各学校的财务管理系统、教育管理系统。相互之间没有提供统一的数据接口，无法进行统一的维护，需要投入大量的专业人员和资金；各应用系统之间难以连通，很大程度上促使成了信息孤岛的形成，造成数据挖掘、信息整合、决策支持等比较困难。1.4.3 利用效率低下由于学校在早期的信息系统建设过程中，缺乏统一的规划，各部门等在信息化建设过程中独立发展、自成一体，导致了信息系统重复建设，并带来巨大的浪费。 在许多基础设施购入以后，由于各方面的原因，如软件建设的滞后、管理不到位等，在多数时间处于一种闲置状态，这不仅提高设备的运作成本，也极大的浪费了电力资源、资金，而且对设备本身也是一种浪费 各部门需要为自己的IT系统配置相应的技术人员，而每个技术人员所维护的设备数量很少，这也是对管理人员的一种浪费 各应用系统缺乏统一规划、没有统一的用户访问接口，导致同一个用户进入校内的不同应用系统，可能需要多次登录 信息资源建设滞后，除了高校内部信息资源建设缺乏统一的标准、各自开发、系统兼容性差以外，各学校之间各自为政，对数据信息的处理缺乏协调和合作1.4.4 信息鱼龙混杂各学校校园网络或多媒体网络教室相继组建后，与Internet联上了，以网络为基础的种种教学活动也开展起来了，学生也能很方便地从互联网上获取大量的信息，起到了一定的积极作用。但是网上信息资源有精华和糟粕成半分之势。在网上，学生最热衷于在Internet上聊天、游戏，甚至浏览黄色网站，教师也很难控制和管理信息来源，于是，出现了珠渣混进的现象。这样下去，不但有违信息化教学的初衷，而且对于鉴别能力较弱的中小学生来说有“网络鸦片”之危险。学校的信息网要对学生浏览的Internet信息进行搜集、筛选和整理，保持信息的洁净、有用并可高效率获取。云计算系统大多利用大规模、低成本运算单元通过IP网络连接，以提供各种服务。因为云计算具有大规模、平滑扩展、资源共享、动态分配、跨地域等特征，为用户带来了系统低成本、高性能、通用性、灵活性等优势。因而云计算技术是解决教育机构现存问题的良好途经。利用云计算技术改造IT系统，构建云教育平台，实现IT资源的按需使用、统一管理，将大大节约教育机构的IT系统采购和建设成本，提升竞争力。2 华为方法论概述2.1 架构设计方法论架构设计方法论是一个经过验证的成熟的在设计IT架构时需要遵循的思考模式。架构设计方法论通过系统的方法分解IT系统的复杂性，使开发者在考虑相互协调关系的同时，以相对隔离的方式分析和设计各元素和节点，分析需要的功能，识别需要的技术。架构设计主要聚焦在元素的构架对系统性能、可靠性、成本、灵活性的持久影响。架构设计从客户业务战略开始、将业务需求转换成IT需求、再到最后选择最适合的IT系统，以最有效的满足业务功能，最终支持业务战略目标的实现。架构设计方法论在采用系统思考方式的基础上，采用下述方式来设计一个适用的IT架构：l 采用自上而下的方式解决问题l 统筹考虑整个系统解决方案，逐步创建系统元素，逐步将各个元素关联到有秩序的整体架构l 考虑实施和运行阶段，使设计的架构是可实现的，且易于运行管理华为要求IT架构师必须具备多面手能力，要看到比需要设计的架构更大更广泛的视角，必须考虑到正在设计的架构对更大范围的架构有哪些影响，必须时刻意识到系统的最终目的，并把最适合的技术整合在一起来支持系统的业务目标。架构师还必须和实际实施技术专家密切沟通，使设计的架构易于实施和运行管理。本章节将简要概述下列两个方面的内容：l 架构设计流程l 架构设计输入与输出2.1.1 架构设计流程针对客户的业务和IT需求，第一个想到的解决方案往往不是最合适的方案。一个经过验证的成熟的架构设计方法和流程是确保最佳解决方案的基本保证。华为的架构设计基本流程如图2-1所示：图2-1 华为架构设计基本流程架构设计流程是一个重复非线性过程，需要充分考虑各方面因素， 如业务及IT的功能需求、质量需求、存在的限制因素、可用的参考架构及技术等。经过分析与开发，设计出可选的几种架构，再从部署角度和更广视角全方位再次分析与判断，最终确定推荐架构，并不断细化，直至开发出最终的物理架构。2.1.2 架构设计输入与输出图2-2 华为架构设计输入输出如图2-2所示， 架构设计的主要输入包括：l 功能需求功能需求既包括现有功能需求， 也包括未来功能需求。 功能需求主要是指用户完成工作所需要的系统必须提供的能力描述，功能需求应该可理解、可量化、可测试，且独立于解决方案。如业务功能需求、关键业务操作、与外部系统的集成等。l 质量需求质量需求既包括运行质量需求，也包括非运行质量需求。质量需求主要是指那些不直接影响系统功能，但在用户感受和接受方面有较大影响的因素，如容量、性能、可用性、安全、管理、灵活性、扩展能力、数据完整性等。l 限制条件限制条件既包括业务限制条件，也包括技术限制条件。限制条件主要是指在项目周期或范围内无法改变的某些商业或技术因素。如相关规定、项目时间要求、项目预算、开发能力、IT标准等。l 参考架构和可用技术参考架构是指通过已经成功的项目开发出来的特定领域的端到端架构。采用参考架构的好处是通过采用具有最佳实践特点的参考架构增加架构设计质量，减少项目风险。可用技术是指在开发架构设计时可以采用的各种技术。架构设计的主要输出包括：l 功能架构功能架构聚焦在IT系统架构上，主要描述各元素的功能、接口、关联和交互。各元素功能的集合构成整个系统功能。各元素之间既有相互调用和相互依赖的静态关系，也有通过元素间协作已达成系统功能的交互的动态关系。l 部署架构部署架构聚焦在IT系统如何部署在适当的地方。由粗到细可以分成概念部署架构，逻辑部署架构和物理部署架构。同时需要考虑性能、容量、可用性、扩展性、安全及管理等。架构设计方法论通过分析需求的功能识别需要的技术元素，通过分解其功能，通过自上而下、由粗到细的开发过程，以及循坏思考，不断优化的模式，简化IT系统设计复杂性，降低架构设计风险，确保为客户提供最佳的解决方案。2.2 解决方案开发方法论2.2.1 解决方案开发方法论概述华为解决方案严格遵循华为IPD方案设计开发方法和流程，结合华为客户需求的准确理解，开发面向业务需求的解决方案。方案开发方法如下图所示：图2-3 华为解决方案开发方法流程示意l 需求收集解决方案需求收集涵盖客户业务场景、业务功能、业务流程、业务规划、IT基础架购、IT管理流程、IT技术支持、IT组织架构、IT规划等多方面内容。需求收集的形式包括填写需求调查表、座谈交流、现场调查等多种方式。l 业务需求分析解决方案业务需求与客户业务现状紧密相关，通过深入分析业务场景和业务特征，深入不同业务特征的细致差别；通过理解业务流程，分析不同数据流在IT系统中的特征，识别数据流对IT架构中关键节点的影响（例如：压力、稳定性、峰值等），从而将客户业务需求转化为核心IT需求。l IT需求分析IT需求分析保证解决方案与现有IT现状紧密集成，结合业务需求分析结果，细分业务场景和业务角色对解决方案基本IT功能需求的差别，结合业务数据流分析结果，综合分析性能、稳定性、可用性、安全、容灾、备份、安全、运行管理全面分析IT需求，有效支撑方案设计。l 方案设计华为解决方案方案设计基于华为自研产品，遵循SOA的设计方法和IPD的方案设计流程。方案架构设计面向客户业务需求，充分考虑解决方案的开放性、可扩展性、可靠性、安全性和可管理性；在功能模块设计方面，针对不同层次的业务需求，将解决方案功能划分为不同组件，组件之间采用松耦合设计，组件之间以及组件与周边IT系统接口实现标准化，实现解决方案的可裁减性。l 方案测试华为解决方案测试严格遵循IPD方案测试规范、方法和流程。采用面向客户场景的测试方案设计和测试用例设计，确保测试场景和测试用例的有效性。l 方案审核华为解决方案审核严格遵循IPD方案评审流程，全方位评估方案的可行性，给出客观评价和优化建议，确保方案的可行性。l PoC验证解决方案与客户业务紧密结合，PoC验证的主要目的是验证解决方案能够满足客户的主要业务需求，确保解决方案在客户环境中的可行性。PoC验证一般在客户现场进行，与客户生产环境对接，确保PoC验证结果的有效性。同时，PoC验证结果可以为项目详细方案设计提供有效支持。l 方案优化由于数据中心的复杂性和应用的多样性，华为数据中心方案在具体详细设计时，需要根据前期需求分析的结果、PoC的验证结果，针对突出的客户需求进方案优化。优化通常包括网络方案优化、计算资源分配优化、配置优化等，从而确保方案成功实施。2.2.2 华为IPD解决方案开发优势华为解决方案开发严格遵守华为集成开发流程（IPD），具有以下显著优势：l 促使解决方案开发以市场为驱动，关注客户需求。l 通过提高解决方案质量、优化开发周期、加强解决方案创新、减少设计和服务成本来改善投资回报。l 确定了从解决方案初始定义到解决方案开发生命周期结束，对解决方案进行管理的框架与内容。l 确保了解决方案开发和评审的质量，明确了严格的方案开发、技术决策和方案评审的关键点和评审周期。l 针对解决方案的全部要素，确定跨功能部门流程的主要活动，并对质量、成本、进度、范围等进行管理，确保达成本和客户满意度的业务承诺。l 提高了解决方案开发效率，减少重复性工作。l 提供了一种一致的方法，帮助用户遵守标准与审计需求（如：ISO标准，公司审计等）。2.3 项目管理方法论2.3.1 项目管理指导思想l 明确目标明确目标。即是深刻理解招标文件和项目的建设总体目标和进度目标。l 界定范围基于客户项目需求和招标文件规范要求，在明确建设要求的基础上，双方共同确定的项目范围l 合理规划合理规划的关键是：按照预定的进度目标和界定的范围，以项目方案为基础，配合客户对系统集成工作进行合理规划，保证项目进度和质量。l 高效实施通过对任务的界定以及任务进度的明确，从项目组织机构、项目过程责任分工（工程界面）、项目实施管理等方面制定全面的项目实施计划是保证项目高效实施的关键。2.3.2 项目管理方法概述l 范围管理a) 范围定义：依据整体管理中范围说明的内容进行细化分析。把整体项目和各小组必须要实施的内容分层次分析清楚；明确划分各个部分的边界；把项目涉及的约束和接受准则进行充分说明。最终使范围定义在项目组织结构各个层次中都有一个统一明确的认识。b) 范围验证和控制：在范围定义之初，对项目范围进行验证，在项目实施过程中，项目经理将对项目各部分工作的完成情况进行跟踪，确保所实施的工作不偏离项目范围，按时向客户通报项目状态。对偏离项目范围的工作，时提出并采取控制的措施，并协调范围变更的相关处理工作。l 时间管理a) 活动定义：细化分解各个阶段的工作任务，分出项目管理类、工程技术类、实施支持类等活动，包括完成本项目的主要工作，并对主要工作优先级排序b) 活动资源估计：综合运用功能点分析法、量化分析法、类比法等方法对项目的工作规模、技术难度、人员需求、时间需求进行评估。c) 制定进度计划：根据完成的活动排序以及对应的资源估计，合理安排项目各阶段的时间，合理运用并行工作时间，提高工作效率。l 沟通管理在项目计划阶段建立完整的沟通计划，明确项目组织中的所有相关人、沟通渠道、沟通形式、沟通频率等内容。，项目实施过程中，按计划定期沟通。l 风险管理a) 建立风险计划：在项目计划阶段，识别项目实施过程中可能出现的风险，按照项目管理风险、技术风险、组织风险、外部风险进行分类列表库，明确风险管理人员和责任、每项风险点的监督频率、周期。b) 风险识别与分析：在风险计划规定的各个风险识别时间点，识别可能发生风险可能性及严重等级，实现风险跟踪。c) 风险监控：针对识别出的风险进行处理，分析风险的变化情况，分析问题的产生原因、问题的类型、对项目的各种影响，给出解决方案，保证对项目的不良影响降低到最小。l 人力资源管理根据项目范围和各部分工作任务分解，对项目整体和各实施小组人员进行配置。明确项目实施过程中的各项制度和纪律，以保证不影响客户内其他工作的正常开展。l 成本管理根据建设规划战略，评估项目预算，成本控制以资源优化使用为原则，在不影响项目质量的情况下，充分运行项目现有可用资源，不增加闲置资源、不过度耗费资源。l 质量管理a) 过程管理：定义项目具体阶段工作细项，建立过程实施检查表，定期检查工作进展，不满足过程要求的问题及时发现，及时改进。b) 质量评审：在项目计划阶段明确各阶段工作的评审时间、参评人员。提前预审、统一评审、确保评审修改意见按时正确修改。c) 测试：制定项目测试计划，对项目中涉及到的关键技术进行可用性测试，确保项目实施没有技术缺陷。l 客户关系管理客户关系管理是CS（客户满意度）管理的一部分，对客户关系的管理也紧紧围绕用户需求为导向进行展开。l 实施变更管理工程实施过程因各种原因可能需要对原设计方案进行变更，为了对工程负责，项目经理会根据变更情况填写变更单（不管是哪一方提出的变更），经用户有关人员签字后生效，以免因工程变更影响了工程进展和工程验收。3 业务需求分析区域教育涉及到社会的方方面面，包括教育主管单位、中小学校、家庭，还会受到社会公众的关注： 对教育主管单位来说，要掌握本区域教育工作的方针、统筹规划本地区教育事业的发展，强化督导下属各中小学贯彻落实教育计划，对下属学校的财政预算进行划拨并监督其使用 学校要完成对周边适龄儿童的基础教育工作，并促进学生在思想道德、身体健康和学习方面的平衡发展，提高学校的教学水平、提升教育质量 家庭配合学校完成学生的校外和课后的教育工作，家庭和学校之间要形成紧密的互动，及时交换学生的思想、学习状况，保证学生的健康成长 社会公众对本区域的学校、教师和教学情况进行监督、评价所以说，一个区域的基础教育管理工作是十分复杂的，需要兼顾多方的需求。3.1 教育主管单位业务需求分析作为一个区域的教育主管单位，其日常工作内容包括： 贯彻执行上级主管机构的教育方针、政策、法律、法规，研究拟订本区域教育工作规范性文件并监督执行 综合管理全市的基础教育（含学前教育）、职业教育与成人教育等工作，指导、协调各部门有关工作，负责教育督导与评估 筹措教育经费、教育拨款、教育基建投资、教育收费和学生资助；管理直属学校教育事业费、基建投资和教育系统的专项经费；监督各校教育经费预算的执行情况 指导各学校的教学工作，组织管理考试工作，组织实施重大教育科研项目 协调、指导全区中小学的校舍改造、实验室建设、教学仪器设备、图书资料配备、勤工俭学和校办产业的工作 负责全区教育统计资料及信息系统的开发和建设工作、规划、指导学校电化教育工作教育主管单位的日常工作主要是对本区域下属中小学的教学、教务进行监督和管理，因此教育主管单位的信息化系统除了满足日常的OA应用需要以外，还要与本区域各中小学的信息系统实现互联，以提取和收集全区的各类教育相关数据，支持其做出决策。现有的各中小学信息系统各自独立、应用接口不标准，导致教育主管单位收集相关数据十分困难，常常是采用手动录入的方式来解决，大大增加了工作成本。因此有必要对一个区域的中小学信息系统进行统一和规范。3.2 学校的业务需求分析学校的日常工作是直接面向学生、家长和其他公众的，工作内容更加琐碎、繁杂。大体上来说，学校的工作可以分为教务、教学、科研以及“学校”外交等几个方面：教务工作教务工作简单来说就是：计划、管理和支持： 计划方面，是指在每学期开学之初，对本校的教学工作进行部署和安排，制订教务工作计划、教研工作计划、教学计划和日程 管理方面，是指对学校的日常教学过程中的活动进行管理，如学生学籍管理、成绩管理、学生素质管理等 支持方面，是指包括校内后勤在内的人事管理、财务管理、学校资产管理等教务工作需要统一管理学校资源，如学生档案、教学资料、考试成绩、各种器材等；利用校内的办公自动化，增强各部门协调能力，提高工作效率。教学工作教学工作是学校在日常教学活动中的主要工作内容，包括对学生课内教育和课外教育、教师的继续教育等方面。 课内教育随着信息化水平的提高，课内教育越来越多的应用到信息技术，如网上备课、电子课件、动画教学、音视频资料等。一方面要求学校的教师提供相应的多媒体教学环境，如教学电脑、投影仪、电子白板之类的设备，另一方面将课堂与网络连接，实现与校内、校际甚至是互联网上内容的搜索、共享和使用，已经成为一种趋势。在信息化社会，除了利用信息化技术进行课内外教学以外，面向中小学生的信息化教育本身也很必要。因此，需要为学生提供相应的计算机学习、实验、体验的条件。 课外教育除了必要的课内教学以外，课后或校外教学的必要性和重要性已经成为共识。因此，教师有必要将教学内容，包括上课时使用的课件、布置的作业或参考材料，甚至是课堂录像放在网络上供学生回家以后自学使用。信息化、网络化的飞速发展，给教育活动带来巨大的变化，不仅是教育的形式发生变化，更重要的是教学内容和教育方式上发生了变革。从原来纸质的书本发展到内容无限丰富的互联网内容，从文字发展到集声音、画面于一体多媒体课件，同时因为交互性、娱乐性的提升也极大改变了学习过程。另外，学校、老师和家长之间有必要建立紧密的沟通和联系机制，及时将学生在校的动态、状况反馈给家长。通过信息高速公路实现老师、家长的信息互通，达到了课内教育和课外教育的融合。 教师继续教育传统的教师继续教育一般都是采用集中面授的培训模式，这种培训模式客观上存在一定的局限性，突出表现在：一是培训的针对性差，实效性不够强。二是普遍存在工学矛盾突出、培训经费紧张、培训资源不足等问题。三是不能实现教师的全员参与。这些问题的存在，制约着中小学教师专业化的发展，成为困扰教师继续教育发展的“瓶颈”。现代社会高度的信息化，为教师培训注入了新的内涵。按照个人学习愿望与学习需要而选择自身专业发展的多元组织形式与途径，是未来的教师继续教育培训模式。利用计算机和网络信息技术来组织教学实施培训，可以充分调动广大教师参与继续教育的积极性。还可以借助广域网络的优势，建立师生异地的学习体系，实现不受时空、地域限制的自主学习。这样，就可以在更大范围内提高师资队伍的素质。中小学教师在“一对一”、“一对网”、“一对多”、“多对多”的学习方式中，首选个人上网与培训教师在线交流的学习方式。因为这一学习方式便于学习者与教师进行交流，与教师交换作业、学术建议或学习信息，得到更好的指导，实现了传统教学方式中不易实现的单独教学。同时，他们也认为，个人上网与其他学员在线交流，以教研组或学校为单位集体上网学习、讨论也是网络化继续教育的重要学习方式。科研工作教师在进行与教学有关的科研工作时，常常需要使用到信息化系统，如利用计算机进行数据分析、教学动画渲染等。传统的模式是，在项目立项以后由教师或学校采购计算机，然后再开展科研工作。这种模式一方面过程比较长，消耗时间，另一方面每次都采购一次设备导致资源的浪费，因为不能重复利用、充分利用。学校“外交”学校的“外交”一般来说就是向外界展示学校风采、动态，形式上以门户网站为主。学校的门户网站不仅是社会了解学校的一个重要途径，同时也是学校信息化的统一入口。一般来说，学校的门户网站具有以下功能： 作为学校的门面及铭牌，展现学校、师生乃至班级风采，如校园新闻、公告发布和教学、教育类资讯发布，可发布各种教学和教育类资讯文章 作为师生家长沟通互动的桥梁，如通过校园BBS、学生博客、校园留言板等形式，可以将家长的问题和想法反馈给校方 作为信息和资源共享的平台，为校内外学生提供教学资源共享和下载 将校园信息化系统集成在门户网站中，门户网站就成为教学及教研网络化的工具的重要部分3.3 业务需求分析总结除了教育主管单位和学校对信息化有需求以外，家长和公众也有相应的需求。家长需要及时了解和掌握自己孩子在校期间的各种真实的信息，并与学校、老师及时交换意见，采取相应措施；公众了解学校的师资力量、教学质量等方面的信息。虽说中小学对于信息化的需求比较复杂，但是也是有规律可循。中小学教学管理因其在日常活动中具有较大的相似性，学校与学校之间在教学、教务、后勤等方面的工作的规律性比较强，因此其信息化系统的共性就比较大，这为建设区域教育云提供了有利的条件。由区域教育主管机构出面，建设面向本区域中小学的教育系统，为教育主管部门和区域内的中小学提供规范统一的、用得起、用得着的教学、教务和科研信息系统，将极大的提高全区域基础教育的信息化管理水平、均衡教育资源和提升教学质量。4 业务架构设计4.1 业务架构根据第Error! Reference source not found.章中对区域教育业务的分析，可以将区域中小学信息系统分为教育云应用包括教务管理、教学管理、教研管理和C-Learning。如0所示：图4-1 云教育数据中心总体架构图教务管理模块包括学校教务管理中的计划、管理和支持相关的业务系统；教学管理模块包括课内外教学、教师继续教育等业务；教研管理模块为教师提供科研所需的计算、存储和网络资源；C-Learning模块注重基于网络的远程教育和交流。图4-2 云教育数据中心总体架构图如上图所示，云教育数据中心通过统一的访问门户，为高中、初中和小学提供教育云应用。教师、学生、家长或学校管理人员登录统一访问门户以后，可以根据其权限访问相应的应用。整个平台规划是以区域为单位，涵盖教育主管部门下的所有学校。但在实际部署中，只需要在教育主管部门部署信息平台、数据库和服务器群组即可，下属单位和学校可以通过web登录的方式，直接访问顶级教育主管部门平台，实现对自身事务的管理。这样，不仅各个学校和各级教育主管部门可以实现教育信息化管理的电子化，同时也有效解决了数据的互联互通问题，教育主管部门可以随时随地查看、监控和统计下属单位和学校各方面的数据，并做出相应的决策和指导。各个学校无需自己建设信息系统，而是通过互联网以浏览器的方式直接访问数据中心的相关应用。虽然各信息系统是统一部署，但是学校与学校之间相互隔离，互不干扰，就像在访问自己私有的信息系统一样。四大类应用中的具体业务系统如图4-3所示。图4-3 云教育数据中心业务架构图*注：本版本只针对区域教育云（中小学）应用；本版本中对黄色模块进行测试 4.2 业务系统介绍4.2.1 基础资源共享平台基础平台是其它各系统公共运行环境，提供底层及集成服务，包括统一认证和基础数据同步服务。各类系统运行于基础平台之上，实现统一的系统登录、安全认证和基础数据共享。基础平台基于SOA架构，提供标准的接口规范，具有普适性，不随需求的变化而改变，无论各类应用软件是用什么语言开发、基于何种数据库、运行于何种操作系统，甚至安装在哪台服务器中，只需对程序进行外围代码的修改即可与基础平台挂接，实现统一用户注册、统一用户认证、统一多角度用户查询、统一用户基本信息维护、统一软件模块入口、统一软件信息交流。基础平台与各个产品之间通过Web Service进行通信，各个产品需根据自身需求，建立用户、单位、部门、教职工数据表。基础数据库为了避免各应用系统反复录入数据，消除各应用系统间的“信息孤岛”局面，教育云平台将采用统一的基础数据库管理模式，区域内各中小学在日常工作中产生的师生、资产和管理等教育基础数据，都可以通过各种应用系统被采集到基础数据库。基础数据库中的具体数据来源于各类应用系统，例如学生管理系统、教师管理系统、校产管理系统等。学生学籍数据库、教师人事数据库是教育基础数据库的重要组成部分，也是教育基础数据库的基石。因此，有必要建设区域统一的学生学籍管理系统、学生成绩管理系统、教师人事管理系统、校产管理系统等，构建全面的教育基础数据库，并在此基础上，提供教师信息统计分析、学生信息统计分析、学校办学条件评估分析、教学质量走势分析、门户网站信息发布查询、教育资源上传下载、教育博客、家校互联、网络硬盘等深入应用服务，完成数据挖掘整合、信息查询统计、资源共享交流等功能，全面提高教育信息化应用水平和教育管理决策水平。数字化校园建模中，采用了基础数据库的统一管理，确保统一平台和统一数据库，避免信息孤岛的出现： 学校编码、学生编码、教师编码以及学科编码的统一 任何两个异构应用系统之间的数据共享 任何两个应用系统之间没有冗余业务数据 任何应用系统的添加和修改不影响其它应用系统的正常运行 提供各类分析报表，为学校的决策支持提供分析所有应用系统通过共享数据中心进行数据交互，将数据进行业务建模，由各自的业务数据库交换到公共数据库平台，共享数据信息，维护数据的一致性，避免信息孤岛的产生。所有后期扩展的应用可以基于共享数据中心进行。统一身份认证统一身份认证服务采用Web Service方式提供服务，数据以XML格式打包方式提供，所有接口均采用基于HTTP协议的Spring HttpInvoker远程调用来实现或提供标准的web service接口实现，提供不同语言不同平台的应用程序的接入。各类应用系统只要符合基础平台定义的接口，就能和基础平台完全集成。所有挂接基础平台的应用系统，他们的用户登录页面、登录后台处理以及验证当前用户是否登录均由基础平台负责。即实现基于统一身份的单点登录： 各应用系统的用户都接受基础平台的身份管理，基础平台用户身份的实时变更将及时地反应到各应用系统中，这样各应用系统便具有详实的用户资源库 通过基础平台的认证，用户便可以在各应用系统进行顺利通行，从而确保“单点登录、全网通行”效果的获得教育资源教育资源库提供大容量的教学资源，包含了小学、初中、高中的基础教育资源，覆盖了中小学各年级主干学科。资源的素材类型包含动画、视频、图片、文本、音频等多种格式。能够满