浪潮教育地市级“三通两平台”云计算平台解决方案

2016-01-14 14:01
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一、项目背景

  教育信息化现状

  某某市及下属7个区县共有415所学校、约33.6万学生。其中某某市直属学校有12所,在数字校园基础设施建设(硬件)上全部接入了校园广播系统和校园安全监控系统,拥有计算机网络教室59间,计算机3120台,多媒体教室36间, 299套班班通设备,大多数学校建有卫星接收系统和校园一卡通系统,一半学校建有自动录播和校园应用系统;在数字校园软件建设上全部建有学籍管理系统,30%的学校建有基础平台、自主学习中心、远程培训中心,一半学校建有数字图书馆、数字资源中心、装备管理系统、校园管理中心,80%的学校拥有系统软件。大部分学校在数字校园基础设施建设(硬件)上大部分接入了校园广播系统、卫星接收系统、校园安全监控系统,极少学校建有校园网络系统。

  某某市教育信息化的建设在几年的努力下已取得了明显的成效:全市及下属7个区县学校在数字校园硬件建设上几乎全部接入了校园广播系统和校园安全监控系统,大多数学校接入了卫星接收系统,在数字校园软件建设上几乎全部建有学籍管理系统。通过引入国家及省资源、共享合作资源、采购通用资源、开发本地特色资源等方式,已形成了内容丰富、形式多样的教育信息资源库群。

二、需求与挑战

  目前,某某市教育信息化仍然存在一些不可忽视的问题和瓶颈:

  (1) 各区县发展不平衡,差异较大

  区域之间发展不平衡,市区和下属区县学校之间的信息化水平存在着较大差异。部分学校信息化教学已经进入较高层次水平,部分学校信息化进程基本未启动。一些学校处于信息化应用初级水平,涉及多个部门的基础数据库尚未开始建设,信息资源的开发利用有待加强。在基础建设和应用建设方面发展不平衡,大多数学校都着眼于设备和技术设施的增配,对信息化基础应用类系统重视不够。

  (2) 缺乏信息资源的有效管理和利用,没有信息共享和身份统一的管理平台

  各单位的信息化建设,没有统一的身份管理规范,信息资源的利用率低。由于信息资源没有得到有效管理,各系统之间的信息资源相互封闭,通常需要在多处不同系统中输入教师名单及信息、学生名单及信息、学生成绩等基础数据,信息多处管理,重复工作量过大,没有很好的信息共享和身份统一意识。表现为信息资源共享程度低,"信息孤岛"严重,不同学校和教育机构的信息资源没有充分共享,教育信息集散功能不强。

  ( 3 )  信息技术在教育教学中应用不足

  各区县在教育应用水平上的总体不平衡,技术发展与当前的信息化水平不协调,造成当前各单位在应用建设上,真正用于一线教育教学的并不多,同时也造成了购置设备的闲置,造成了浪费。

  21世纪是知识经济的时代。信息技术的飞速发展,为知识经济的发展奠定了坚实的技术基础。我国的教育面临着一系列的挑战,主要来自于科学技术的迅猛发展、因人口增长而引起的教育要求、国际竞争和各种社会问题等方面。

  《教育信息化十年发展规划》中指出,提高教育管理公共服务质量与水平,利用信息技术创新教育管理公共服务模式,建立国家教育管理公共服务平台和配套服务机制,为社会公众提供技术丰富的公共教育信息;建立优质数字教育资源和共建共享环境,建立教育信息化产业发展机制,营造开放灵活的合作环境;以促进教育公平为重点,提高教育质量为核心,开展教育信息化建设与应用试点等。

  在2012年9月"全国教育信息化工作电视电话会议"上,教育部副部长杜占元就今后信息化建设做出重要指示,提出"三通两平台"的建设,两个平台,即教育管理公共服务平台、教育资源公共服务平台;三通,即宽带网络校校通、优质资源班班通和网络学习空间人人通,实现"校校有平台,人人有空间"的格局,探索教育改革,实现教育的飞越。

  目前,某某市的教育系统在基础设施建设上的投入已有一定的基础,如何能够最大限度的发挥这些设施的作用,如何将信息技术和网络技术与传统的教育教学、教育管理、科研活动进行结合,是新时期摆在我们面前必须要解决的问题。建设智慧教育城项目是一项投入少、产出高的工程,它将整合我们现有的各种教学资源,能探索新环境下的教学方式,能服务我们教育管理,提高工作效率和教学水平。

三、教育云平台中心设计方案

  某某市教育云平台中心的建设,主要包括机房设施、网络系统、服务器系统、存储备份系统、容灾备份系统、公共软件平台、应用软件系统、运维及技术保障、队伍建设等部分,根据调研我们了解到市级教育数据中心主要承担下列业务系统

  教育基础数据共享子系统

  基础数据库中建立的学生基础数据、教师基础数据、校产基础数据、单位基础数据、用户帐户数据等信息,可以为现有及后续建设的各应用系统提供统一的数据基础及统一的业务系统调用接口,大大降低教育局和学校整体信息化建设的数据建设和维护成本,避免重复劳动和数据冗余,为教育主管部门提供决策依据,全面提高教育信息化应用水平和教育管理决策水平。

  相关应用系统还包括下面主要系统

  1: 统一身份认证子系统

  统一身份认证子系统是整个云平台建设的基础,也是实现统一门户、应用集成、单点登录等基本应用目标的前提,是所有应用系统的支撑,为其他接入系统提供最基本的用户信息,包括基本信息的维护、统一的帐户认证管理

  2:  办公OA子系统

  办公信息系统提供了一个虚拟化的桌面办公中心,可以供学校用户进行日常的办公操作

  3:  电子公文子系统

  电子公文子系统为学校与上级学校及平级单位之间创建一种协同工作的环境,采用完全符合《中华人民共和国电子签名法》经公安机关数字安全认证的电子签章系统,实现学校与上级、平级单位之间、学校内不同部门之间的公文编辑、流转、处理、收发、管理,使公文的往来处理都可以通过计算机网络进行,全面提高工作效率,增强协同工作的能力。

  4:应用支撑服务平台功能需求

  满足县区或学校在建设本级数字化应用(私云)平台时,提供全局统一业务支撑服务、安全支撑服务、数据支撑服务、技术服务组件、运行支撑等,实现包含对新建应用系统和已有应用系统的集成和资源共享、承载上级平台的核心应用、汇聚下级平台的各类数据,从而实现基础数据库的标准化建设及共享、实现在统一门户平台上的统一身份认证、单点登录、编码管理、代码管理、时间服务、统一电子认证、电子印章、基础数据服务等

  5:  班班通"交互课堂子系统

  班班通"交互课堂子系统,学校每个班级里具备与外界进行不同层次的信息沟通、信息化资源获取与利用、终端信息显示的软硬件环境,实现信息技术与学科日常教学的有效整合,促进教师教学方式和学生学习方式的变革,最终促进学生的发展。利用信息化资源开展教学活动。让每一个班级、每一位教师、每一门学科的每一堂课,在合适的时间运用恰当的技术完成教学任务和学习任务,切实变革教师的教学方式和学生的学校方式;将即时的公开课,网上教研、多方互动、即时互答等通过"班班通"完成,实现优质教育教学资源的共享.针对教育云数据中心系统所承载主业业务系统,提供如下解决方案:

数据中心拓扑图

  方案推荐采用浪潮关键应用主机K1 910做为市级教育数据中心核心业务数据库服务器,承载教育基础数据共享子系统等系统,充分满足大量数据访问读写需求。同时为了提高系统利用率,节省空间及未来系统的动态扩展,采用四路服务器组建虚拟资源池,充分满足市级教育中心各个业务系统对资源的需求。考虑到整个数据中心对存储资源的需求,尤其是数据库需要频繁的读写,虚拟资源池也对存储带宽提出了很高的需求,我们推荐用浪潮AS1100H光纤存储,浪潮AS1100H最大支持16个FC接口,具有高带宽高IOPS,充分满足数据中心对存储资源需求,同时考虑到数据中心的数据安全,我们推荐采用DP2000虚拟带库做为备份存储,对数据资源实时备份来保证数据的安全。配备云计算管理操作系统,对整个云计算数据中心进行统一管理,实现虚拟资源统一交付,实现云计算平台的自服务。

  1、K1 910承担关键业务核心数据库

  采用浪潮K1 910关键应用主机承载基础数据共享子系统等核心数据库,实现对数据获取和分析,具备极强的业务处理能力和稳定性,可时刻保护运政系统核心数据安全和不间断的业务连续性响应要求。

  浪潮天梭K1 910最大可支持8路,64个计算核心,2048GB内存,充分满足对性能的苛刻要求。系统具备软硬件多层次的冗余容错功能,从硬件板卡到、操作系统,以及业务应用等层面都具有可靠性设计,系统可用性达到99.999%。保证业务连续性,提高客户满意度。配置浪潮K-UX操作系统,实现操作系统层面自主可控,对运政核心数据进行安全保护。目前,K-UX操作系统为国内唯一通过UNIX 03认证的操作系统。

  2、浪潮NF8460M3服务器构建云计算资源池

  云计算资源池采用浪潮NF8460M3服务器,配置4颗E7-4800V2系列处理器。由四台NF8460组建成的虚拟化集群,可以提供大量的计算资源,充分保证市级教育数据中心多个主要应用系统对计算资源的需求,充分保证这些系统的可靠性和高性能,同时提供VMOTION HA等高级功能保证应用系统的业务连续性,浪潮NF8460M3采用最新E7v2平台处理器,最大支持4颗处理器,60个计算核心,具备出色的处理性能;支持风扇前维护,便于管理和维护,具有丰富的IO扩展性;电源支持多种冗余方式;系统风扇多级冗余。

  3、AS1100H构建存储资源池

  采用浪潮最先进的高端光纤存储AS1100H,IOPS可以达到100万,同时采取数据分层,重要结构化数据放在性能强劲的SSD硬盘,大量非结构化数据放在大容量的普通SAS盘,充分发挥存储的高效能,满足大量用户的同时并发访问。

  4、DP2000承担资源备份

  我们推荐用DP2000虚拟带库做为备份存储,DP2000虚拟磁带库能实现多磁带库仿真,允许多路备份数据流,达到高端备份能力。跃升备份性能,递减备份窗口,性能成倍数增加。备份速率突破磁带机速率,接近备份通道速率。通过虚拟带库,充分保证系统的数据安全.

  5、云海OS3.0数据中心资源管理

  采用浪潮云海OS3.0做为整个数据中心云资源管理.对底层服务器的计算、存储等资源池和虚拟化软件进行管理,实现资源供应与自服务,提供按需获取的可信赖资源服务;提供业务运营和管理,维护用户的资源使用信息和业务的运营情况,提供报表等数据给用户参考整个云平台的资源使用情况。

四、方案优势

  浪潮市级教育云数据中心方案采用先进的系统架构设计,充分满足了各个业务系统队计算资源和存储资源的需求,并且充分考虑了未来几年的扩容需求,同时采取云计算中心方式充分提高整个数据中心的资源使用效率和管理维护能力,满足全省学校 老师 学生对教育信息化的需求,促进我省教育事业的发展。方案优势体现如下方面:

  1、业务连续性保证,云平台可以使运行中的虚拟机从一台物理服务器实时迁移到其他的物理服务器,同时保证业务的连续性。实现了零停机时间和连续可用的服务,并能全面保证事务的完整。同时可以实时监控整个资源池的利用率,并在多台物理机之间智能的分配可用资源,使资源优先于最重要的应用,以便让资源与业务目标相协调。

  2、出色卓越的硬件设备,更是保证了整个系统的稳定性,通过采用浪潮天梭K1关键应用主机,承载着核心数据库应用。实现对数据获取和分析,满足市级教育云数据中心业务处理能力和稳定性,并确保学籍管理系统核心数据安全和不间断的业务连续性响应要求。浪潮天梭K1 910最大可支持8颗物理CPU,64个计算核心,2TB内存,充分满足对性能的苛刻要求。浪潮NF8460M3最大支持4颗处理器,60个计算核心,具备出色的处理性能;支持风扇前维护,便于管理和维护,具有丰富的IO扩展性;电源支持多种冗余方式;由它组成的虚拟资源池可以充分满足各个应用系统对计算资源的需求,充分保证系统的稳定性 可靠性,浪潮AS1100H存储系统是支持16Gb FC、IB、10Gb ISCSI、SAS的统一存储平台,提供超群的性能,并具备高可靠性、高扩展性、易管理和易维护特性。AS1100H存储系统拥有技术领先的硬件平台,支持数据快照、数据复制等功能,支持远程数据同步的高端应用,可充分挖掘信息价值,有效提升业务连续性。

  3、采取云计算方式,提升资源利用率,统一管理。降低用户的整体拥有成本TCO;降低整体功耗、更加节能;管理更加方便灵活 相对于传统的业务管理模式,可以通过一个端把所有的管理都集成在一起,彻底把管理员从繁重的系统维护和管理中解脱出来,管理更加方便和灵活。

  4、 数据安全性保证,整个系统的备份无论是从性能还是效率方面,都充分满足了对整个数据中心的数据保护功能。采用LAN-free备份模式,使用SAN存储区域网进行数据传输,光纤SAN在服务器之间, 以及服务器和存储设备之间建立了高速的数据传输链路。在SAN内进行大量数据的传输、复制、备份时不再占用宝贵的LAN资源,从而使生产LAN的带宽得极大的释放,服务器能以更高的效率为前端网络客户机提供服务。选用浪潮DP2000虚拟磁带库作为备份设备,最大可扩展至240TB备份空间。满足用户数据量飞速增长带来的容量扩展需求。虚拟磁带库可提供最大420MB/S的带宽,并可提供1.44TB/小时的备份恢复速度,可显著的缩短备份窗口,使备份策略更加灵活,为用户提供更加有效的数据保护。


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