基于云架构的校园信息化建设方案

导师 沈记全现代教育技术中心2020年4月6日 基于云架构的校园信息化建设方案 汇报提纲 一 校园信息化建设现状二 校园信息化建设总体目标三 校园信息化建设思路和原则四 校园信息化建设任务五 信息化建设进度安排与预算六 保障措施 一 校园信息化建设现状 一 信息化建设现状 我校信息化建设通过多年的发展取得了一定的成果 推动了学校的快速发展 校园网络基础平台基本建成 为学校信息化发展提供了基础 许多部门如教务 科研 财务等也先后建立了相关的应用系统 这些系统的应用满足了他们工作的需要 提高了他们的工作效率 管理效率 1 主干网建设校园网络经过二期改造 已建设成为具有一定规模和水平的双核心 万兆骨干网络 信息点达4万多个 全网实现802 1x和Web相结合的入网认证 达到安全智能到边缘 实现了IPV4 IPV6双栈运行 拥有256个C类的IP地址段 总出口带宽1500M 带宽利用率达100 无线网络实现了教学 办公 公共活动场所的全覆盖 校园网的建设为我校校园资源的充分共享提供了基础平台 1 硬件建设现状 1 硬件建设现状 校园骨干网拓扑结构图 1 硬件建设现状 校园骨干网主要设备一览表 1 硬件建设现状 2 高性能计算平台建设高性能服务平台拥有节点35个 理论计算峰值达2 9万亿次浮点运算 秒 为材料 物理 化学 安全 土木 地质等学科提供大运算量科学计算服务 3 存储区域建设目前拥有各类存储达100T 不含图书馆 能满足邮件 网络日志 身份认证 视频点播 一卡通等应用的存储和备份需求 具有较高的数据安全性 2 应用系统建设现状 信息化应用和服务初具规模 自主开发或购置了主要业务管理系统 包括本科教学 含教务 教务辅助 网络课程平台 英语网络自主学习等系统 研究生教学 科研 财务 一卡通 数字图书馆 资产 高性能计算平台 OA和毕业生离校系统等应用信息系统 此外还部署了电子邮件 网络电视 VPN 视频点播 BBS 网络审计和网络流控等网络服务和网络管理系统 2 信息化建设存在的主要问题 我校信息化建设虽然取得了一定成绩 但我们也清楚认识到我校信息化建设还处于初级阶段 许多方面还有待进一步加强 还存在许多问题 具体表现在以下几个方面 1 对教育信息化的认识还有待深化和提高 信息化能力已经成为衡量一个国家或地区综合实力的重要标志 谁在信息化潮流中落伍 谁就会被时代所淘汰 教育信息化是当今世界越来越多国家提升教育水平的战略选择 以教育信息化带动教育现代化 是我国教育事业发展的战略选择 国内外许多高校把校园信息化建设作为学校新一轮发展的重大战略 致力打造数字化校园 提升学校核心竞争力 2 信息化建设存在的主要问题 2 缺少信息化总体规划 对教育信息化建设特性认识不够 相关的体制机制尚未形成 信息化人才队伍不足 统一规划 统筹资源调配 统一协调管理 做到从技术支撑到服务支撑的角色转变 以需求为导向 以服务教学科研为目的 以提高学校核心竞争力为目标 按照信息技术和系统工程的原理 方法学来开展校园信息化建设 信息化建设要坚持 走出去 请进来 原则 以开放的视角来加强顶层设计与体系建设 统筹谋划 协同推进 校园信息化建设要坚持硬件软件两手抓的工作格局 既要有一批懂技术的维护管理队伍 又要培养一批具有规划 统筹 协调和执行能力的高素质人才队伍 按照信息化建设规律 学校每年应投入不低于信息化建设总成本的20 进行软 硬件的升级改造 二 总体目标 总体目标 通过校园信息化项目建设 整合集成校园现有信息资源 部署开发新的应用系统 消除信息孤岛和应用孤岛 建设一个统一门户 统一身份认证 统一存储 可持续发展的教学 科研 管理和服务网络信息平台 为广大师生提供高效 便捷 丰富的一站式信息服务 为各级管理者的决策提供实时有效信息依据 实现校园网络化 资源信息化和管理科学化 提高学校的工作效率 管理效率 决策效率和核心竞争力 信息化应用总体水平达到国内一流 提高学校的综合实力 具体目标 计算环境虚拟化课程教学网络化管理现代化服务信息化 具体目标 计算环境虚拟化 建立虚拟化平台 提高资源的利用率 提高硬件和应用程序的可用性及业务连续性 消除计划内停机 减少系统的维护工作量 节约能耗 整合集成校园信息资源 构建云数据中心 实现统一标准 统一门户 统一身份认证和统一存储 为实现更科学合理的 可持续发展的高校信息化提供坚实的基础 为师生提供一站式信息服务 课程教学网络化 构建Sakai网络教学平台 提供课程管理 教材分享 在线作业 课程讨论 在线考试 学习记录等功能 为全校师生提供一个互动式 协同式 不受时空限制 多元的信息化学习环境 促进教学方式与学习方式的变革 具体目标 管理现代化 构造能够满足校园信息化应用可持续发展的应用架构 梳理 重组各部门 部门之间业务流程 整合现有信息资源 重新部署设计新的应用系统 通过信息的同步与共享和角色权限的管理 畅通学校的信息流 实现管理的科学化 自动化 精细化 提高管理效率 降低管理成本 形成以学生为主线的学生教育历程管理信息服务平台 本科生和研究生各自一个平台 和以教师为主线的教师发展历程管理信息服务平台 服务信息化 利用一卡通系统 实现考勤 会议签到 消费流通 身份认证及门禁管理等功能 升级改造电子邮件 VPN 网络审计和网络流控等网络公共服务和管理系统 升级改造现有的高性能科研服务平台 使系统的计算节点数达到49个 理论计算峰值达5万亿次flop s 三 建设思路和设计原则 1 建设思路 统一规划 分步实施 软硬并重 加强应用 自主创新 持续发展 1 统一规划 分步实施 校园信息化建设是一个庞大的系统工程 涉及到计算机技术 网络技术 通讯技术与网络工程 软件工程 项目管理等多个方面 具有投资高 建设难 周期长 涉及部门和人员多等特点 因此建设之前必须站在整个学校的层面 做好顶层设计和项目分析工作 整体考虑 统一规划 确保统一的信息标准 统一的技术路线 统一的基础架构和统一的组织管理 同时 校园信息化建设又是一个建设周期比较长的项目 涉及到需求调研 方案论证 系统选型 部署与集成 人员培训 推广应用 运行反馈 完善提高等多个过程 因此整个建设过程必须统筹安排 分步实施 确保项目的进度和质量 2 软硬并重 加强应用 在校园信息化建设过程中 硬件设备是实现信息化基础 软件是实现信息化灵魂 软件和硬件 是信息化建设中密不可分的两面 我们在重视硬件建设的同时 要加强软件系统建设 只有软硬结合 校园信息化建设才能不断向前推进 校园信息化建设的核心目的就是 应用 而应用的目的是为师生提供可定制的 个性化 高效 整合的服务 为各级管理提供决策支持的服务 因此 校园信息化建设必须时刻坚持以应用为导向 以服务为核心 扎实推进校园信息化建设 3 自主创新 持续发展 校园信息化建设中的应用是与各学校管理模式 业务流程紧密相关的 而学校的管理模式 业务流程又不是一成不变的 因此须依靠自己的技术力量进行设计 实施 即使一些业务系统外包给公司 我们的技术人员也必须深度参与 校园信息化建设是一项长期的工程 建设只是一个过程 只有不断加强日常性的应用 服务和维护 不断进行改进提高 才能发挥其效益 才能不断推进我校信息技术与教育教学的深度融合 2 设计原则 先进性 采用先进的思想 成熟的技术与设计方法 符合当前潮流与未来发展趋势实用性 紧紧围绕学校师生的实际需求开放性 系统应具有兼容性 可扩展性可靠性 系统应具有高稳固性 高容错性安全性 系统安全 数据安全 应建立安全保障体系标准化 符合业界主流标准与规范绿色化 构建一个绿色 节约型建设方案 四 建设任务 建设任务 校园网络平台建设是基础 应用系统平台建设是关键 1 校园网络平台建设 一方面 如何规划建设一个高速校园网络环境 这中间包括校园主干网的拓扑结构设计 网络出口规划 流量控制 无线网建设等 另一方面 如何加强校园网络运维服务平台建设 这中间包括网络安全策略 审计 认证等 1 校园网络基础平台 1 校园网络硬件2 校园网络软件服务3 校园网络运维服务4 高性能计算平台升级改造 1 校园网络基础平台 校园网络硬件 主干网 拓展部分主干线路带宽 特别是学生宿舍和教学区 出口 扩大网络出口带宽 网络出口提速2 3倍 无线网 完善无线网建设 实现教学 办公区域大容量的全覆盖 1 校园网络基础平台 校园网络软件服务 升级VPN 支持移动设备访问 更新电子邮件系统 实现高性能收发和防垃圾邮件 支持移动设备 1 校园网络基础平台 校园网络运维服务 更新网络流量控制 实现双万兆网桥网络流量的控制 确保提供一个高速通畅 安全可控的网络环境 50万元 1 校园网络基础平台 高性能计算平台升级改造 升级改造现有的高性能服务平台 使系统的计算节点数达到49个 理论计算峰值达5万亿次flop s 存储达到20TB 以满足我校材料科学 安全科学 采矿学 物理学 化学 生命科学 软件等优势学科与科研领域对高性能计算的迫切现实需求 1 校园网络基础平台 高性能计算平台升级改造 系统配置与经费预算 2 应用系统平台建设 虚拟化计算平台 为各类应用系统提供一个高效 绿色的计算环境 校园数据中心 基于云计算 安全的 实现统一身份认证 统一门户 统一存储 学生教育历程管理服务平台 招生 迎新 教学 教务 课程学习 学工管理 奖惩 图书借阅 素质拓展 社团 心理咨询 一卡通 离校 就业 校友管理等 教师发展历程管理信息服务平台 人事 教学 科研 财务 资产 OA等 辅助决策支持服务平台 从不同的角度 维度来分析学生 教师 资产信息 为学校各级管理提供决策支持 校园信息化总体规划逻辑图 虚拟化平台和数据中心架构逻辑图 2 校园应用系统平台 虚拟化平台和云数据中心 2 校园应用系统平台 虚拟化平台和云数据中心 1 虚拟化平台虚拟化平台由4台物理服务器 4路8核 和VMware虚拟化软件组成 可以虚拟50台左右虚拟机 计划在虚拟化平台部署迎新 教务 学工管理 图书借阅 一卡通 离校 就业 校友管理及人事 教学 科研 财务 资产 OA等校园信息化应用 2 校园应用系统平台 虚拟化平台和云数据中心 2 数据中心建立一个全校统一的云数据中心 为虚拟化平台上所有应用提供结构化数据和非结构化数据存储 实现数据的统一存储 统一管理 这样可以保证数据的高可靠性和安全性 便于管理员对存储空间的灵活分配 配置和权限控制 2 校园应用系统平台 虚拟化平台和云数据中心 数据中心平台由高性能服务器 SAN交换机 OracleRAC以及磁盘阵列组成 具体配置如下 1 数据库服务器采用2台高性能 高可靠性 高稳定性的物理服务器 4路8核 2 数据库系统采用Oracle10gRAC RealAplicationClusters RAC可以实现数据库系统的高可用性和高伸缩性 能够自动实现2台数据库服务器负载均衡和透明并行处理 3 数据中心的主存储采用异地双存储策略 双活或镜像 存储容量设计为20TB 每个磁盘阵列采用RAID5 1方式 数据备份策略采用异地容灾备份策略 4 主机与存储之间数据交换采用双SAN存储网络 这样可以最高的主机访问速度 提高系统的可靠性 2 校园应用系统平台 虚拟化平台和云数据中心 3 校园信息门户为了便于全校师生更直接 更方便使用和访问校园信息化各项应用服务 须统一数据标准 建立一个统一的校园信息门户平台 信息门户平台时一个面向全校师生的个性化应用集成和信息整合平台 能够提供单点登陆 身份认证 个性化界面定制 信息导航 可扩展等功能 建立数据交换平台实现各应用系统之间的数据集成和同步 建立校内数据仓库 提供统一数据视图 2 校园应用系统平台 虚拟化平台和云数据中心 系统配置与经费预算 2 校园应用系统平台 虚拟化平台和云数据中心 续表1 2 校园应用系统平台 虚拟化平台和云数据中心 续表2 2 校园应用系统平台 一卡通 对现有的一卡通系统 2006年投入运行 进行升级改造 实现从智能M1卡到智能CPU卡的升级改造 实现一卡通系统管理和消费管理 实现与相关应用系统数据互通 主要内容 1 校园一卡通系统平台 1 一卡通数据中心 2 一卡通综合管理系统平台 3 一卡通卡务管理系统 4 圈存补助管理系统 5 自助查询服务系统2 通用消费管理系统餐厅 超市 澡堂 乘校车 机房上机等消费管理 增加移动服务 短信消费提醒 签到 门禁管理等功能 一卡通系统部署在虚拟化平台上 总投入588万元 2 校园应用系统平台 Sakai网络学习平台 目前比较流行的eLearning学习平台有Moodle Sakai Blackbord3种 通过对这3种平台功能 优缺点 价格进行综合比较 我们选定Sakai作为我校eLearning学习平台 构建Sakai网络教学平台 提供课程管理 在线作业 课程讨论 在线考试 学习记录 站点统计等功能 为全校师生提供一个互动式 协同式 不受时空限制 多元的信息化学习环境 2 校园应用系统平台 Sakai网络学习平台 系统配置与经费预算 2 校园应用系统平台 Sakai网络学习平台 有线 无线网络扩容经费细化 2 校园应用系统平台 Sakai网络学习平台 续 有线 无线网络扩容经费细化 2 校园应用系统平台 学生教育历程管理服务平台 面向学生服务需求来构建学生教育历程管理服务平台 本科生和研究生各建立一个平台 平台包含招生 迎新 教学管理 教务 sakai 教务辅助 学工管理 奖惩 素质拓展 社团 心理咨询 图书借阅 一卡通 离校 就业 校友管理等子系统 本科生招生主要以网站形式向社会发布 该网站已建成 研究生招生管理采用网站加管理系统模式 目前研究生管理系统已有相关功能 但需继续完善 迎新应包括新生入学事项公告 入学缴费 报到注册 宿舍分配 班级分配 抵焦车站信息等功能 此子系统需继续完善 2 校园应用系统平台 学生教育历程管理服务平台 教学管理包括教务 sakai 英语网络学习 教学管理子系统包括学籍管理 教学计划 课程管理 成绩管理 教室管理等功能 此子系统需进行整合 以便与其它系统进行对接 学工管理涵盖学生从入学到毕业全过程 对学生思想 生活 奖 勤 补 贷 助 心理 素质教育 学科竞赛 社会实践 第二课堂 社团活动等各方面进行全面 及时记录和管理 此子系统需新建 图书借阅系统需进行升级改造 以便与其它系统进行对接 学生离校系统需进行升级改造 以便与其它系统进行对接 新建就业管理子系统和校友管理子系统 2 校园应用系统平台 学生教育历程管理服务平台 2 校园应用系统平台 教师发展历程管理服务平台 面向教师服务需求来构建教师发展历程管理服务平台 平台包含人事 教务 科研 财务 资产 OA等子系统 人事管理包括人事档案 工资管理 培训管理 绩效考核 奖惩管理 职称管理等 此子系统需新建 教学管理包括教学任务 教学工作量 教研项目 教研成果等 此子系统需进行整合 以便与其它系统进行对接 科研管理包括论文 科研项目 科研成果 专利 专著等 此子系统需进行整合完善 以便与其它系统进行对接 2 校园应用系统平台 教师发展历程管理服务平台 资产管理按使用单位 资产分类进行固定资产管理全程跟踪 其中包括资产的新增 拆分 转移 调拨 退出 资产的运行 借用 领用情况 设备的维修 保修 保养等情况 此子系统需进行整合完善 以便与其它系统进行对接 财务系统包括财务综合管理 工资津贴管理 学生收费管理 科研经费管理 财务查询等功能 此系统需新建 OA系统包括公文处理 工作日志 会议管理 日程安排 通知公告等功能 医疗服务管理包括门诊收费 药房药库管理 基本医疗账户管理 住院信息管理 外诊报销管理 社会医疗保险接口 医生与护士工作站 检验系统 影像系统 电子健康档案系统等 2 校园应用系统平台 教师发展历程管理服务平台 2 校园应用系统平台 决策支持服务平台 平台可以从不同的角度 维度来完成学生 教师的信息分类统计 分析 采用逐层深入的分级浏览方式 由全局到个体 既能从宏观上把握全校和各学院教师 学生 资产等方面的整体情况 也能从微观的角度了解每个学院具体的相关信息 自动进行数据的分析 整理与统计 为提高学校管理服务水平 优化资源合理配置提供依据 1 为各级管理者提供多视角的教职工信息 了解各学院 各学科人员数量配备情况 各类职级职称 学历学位的人员比例及其对教学科研所作的贡献等 为学校的教职工引进 培养和管理提供决策支持 2 校园应用系统平台 决策支持服务平台 2 为各级管理者提供多视角的学生信息 了解各学院 各专业学生人数 了解学生的学习 奖惩 素质拓展 图书借阅 校园消费 是否在校 是否上网过度与消费过度 就业等情况 为学生管理提供辅助决策 3 为各级管理者提供多视角的资产 房屋 设备等 信息 及时 动态掌握各学院 各教师拥有资产情况 为目标考核 绩效考核提供基础数据 决策支持服务平台部署在虚拟化平台上 2 校园应用系统平台 决策支持服务平台 五 信息化建设进度安排与预算 1 一期 2013年 2501万元 1 虚拟化平台和云数据中心建设 693万元 2 一卡通 588万元 3 Sakai平台建设 700万元 4 学生教育历程管理服务平台 76万元 5 教师发展历程管理服务平台 179万元 6 决策支持服务平台 70万元 7 电子邮件系统更新 20万元 8 网络流控系统更新 50万元 9 VPN系统升级 10万元 10 高性能计算平台升级 115万元 2 二期 2014 2015年 总经费760万元 1 Sakai平台完善提高 50万元 2 学生 研究生 教育历程管理服务平台 40万元学生 本科 教育历程管理服务平台完善提高 60万元 3 教师发展历程管理服务平台完善提高 60万元 4 决策支持服务平台完善提高 100万元 5 校园网络基础设施更新补套 100万元 6 现代化档案馆 50万元 7 成人远程教育 100万元 8 数字化实验 实习 200万元 六 保障措施 1 成立信息化领导和建设机构 学校信息化建设与管理领导小组负责对校园信息化建设进行统一规划 统筹资源调配 统一协调 负责推进学校信息化建设 学校信息化建设与管理领导小组下设办公室 办公室设在现代教育技术中心 负责学校信息化整体规划 建设 统筹 管理和协调 负责研究高校信息化建设的发展方向 负责制定学校信息化建设的总体规划 经费预算 规章制度和信息标准规范 负责信息化建设项目的立项 审批 检查 验收等工作 三分技术 七分管理 2 加强信息化专业队伍建设 校园信息化建设涉及到信息化校园规划 基础网络建设和维护 信息编码规范 数据库管理 信息安全体系保障 应用系统开发和运维等 需要高水平建设队伍 措施 扩大信息化专业队伍人员数量 加大信息化专业人员能力培训力度 提升信息化规划能力 管理能力 服务能力和执行能力 3 完善信息化相关制度 完善校园信息化标准规范 为校内异构资源整合 新系统部署奠定基