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摘 要：基础教育信息技术化的不断普及和基础教育课程、教材改革的逐步推进，优质教育教学资源的严重匮乏，直接影响着基础教育事业的持续发展。教育资源建设与共享，已经成为各级教育行政部门、教育技术工作者、广大教师和相关教育资源开发企业的共识。本文以虚拟技术为核心阐述三类教育云的服务框架和功能，并以此为基础提供搭建基础教育云平台的建思路和方法。
关键词：教育云；虚拟化技术；云服务
中图分类号：TP311.52
伴随着网络的普及和教育信息化技术的推广，近几年，国家、各级教育机构、学校和公司对推进基础教育信息化工程的实施和教育资源建设方面投入了大量的人力、物力和财力。虽已取得初步成效。但基础教育资源建设仍存在一些问题，主要有：（1）教育资源投入的比例不均衡。在对中小学教育资源投入过程中，往往重视硬件设施的投入，总体达到资金投入的80%以上，而软件资源投入相对较少。由于长期投入资金的比例不均衡，甚至存在个别区域资源建设投入总量的不足、是制约基础教育资源建设速度和质量的重要因素；（2）教育资源不匹配。满足实际需要的、优质的中小学教育教学资源不足，存在着结构性短缺。现有资源在系统性、与文字教材配套等方面存在问题比较突出，也是学校和教师呼吁最多、呼声最高的问题。此外，符合课程改革理念、适合信息技术环境特点、适应德育教育、素质教育需求的优质教育教学资源较为匮乏；[1]（3）共享的教育资源技术标准不统一。各地区教育机构和众多软件资源企业在制作教育教学资源过程中，由于教材版本、教育资源的使用对象、教学方式和理念的不同，因而使用不同的技术标准，从而形成各自为战，自成体系的教学资源库平台。所有这些导致了网络本身共享互联的功能与优势在校级数字化课程资源库的建设中没有得到充分发挥，资源平台重复建设浪费了大量的人力、物力、财力，形成目前检索使用不便、资源难以交换共享的现状。
因此，构建适应现代教育特点并结合信息技术与网络技术发展，实现以教育教学为主体，构建个性发展的权威性、系统性、科學性、选择性、开放性相结合的优质教育资源汇聚平台，基于此平台使得教学工具的资源库和基于互联与沟通的资源模式极为关键。
1 虚拟化技术
20世纪60年代，在IBM大型机系统中衍生出虚拟化（Virtualization）技术。70年代逐渐在System 370系列中流行起来。该系统核心是一种叫虚拟机监控器（Virtual Machine Monitor，VMM）的程序。在物理硬件虚拟出各类运行独立的操作系统软件虚拟机（Virtual Machine）实例。虚拟化技术主要分为三个大类，分别是：平台虚拟化（Platform Virtualization）、资源虚拟化（Resource Virtualization）、应用程序虚拟化（Application Virtualization）。[2]平台虚拟化技术是计算机和操作系统的虚拟化。资源虚拟化技术（Resource Virtualization）是对特定系统资源的虚拟化，如内存、网络资源、网络存储等。应用程序虚拟化技术（Application Virtualization），是对包括解释技术、仿真、模拟等。通常的虚拟化技术是指平台虚拟化，也称为虚拟机技术。通常是运行控制程序（Control Program，也被称为Virtual Machine Monitor或Hypervisor），隐藏实际工作平台的物理特性，为用户提供抽象的、模拟的计算环境。[2]
目前，基础教育资源分布较为分散。如各地市区的教育机构和教育的第三方参与者，如教育软件开发企业，对教育教学资源的内容、技术标准甚至是文件格式往往不统一，从而形成了各自为战，自成体系开发教学资源库平台的局面，导致广大中小学校不得不面对各种不同技术标准的教育资源。
使用虚拟化技术可以用来进行服务器，存储，网络，桌面应用程序的整合，提高系统资源利用率，提高管理灵活性，节省服务器空间和电耗成本。与云计算的结合是一种新兴的共享基础架构的方法，通常为一些大型服务器集群，包括计算服务器、存储服务器、宽带资源（硬件、平台、软件）等等。提供资源的网络被称为“云”。它可以将巨大的系统池连接在一起，将所有的计算资源集中起来以提供各种IT服务。[3]
2 虚拟化技术的教育云平台实现方式
教育云平台拟搭建资源共建共享、教师共同体构筑（教研、科研）、家校共同体构筑、师生共同体构筑、学校管理与评估现代化等一系列操作实施，优化课程内容、转变教与学方式，充分共享优质教育资源满足学生的个性化教育需求。
虚拟化技术的发展促进了IaaS基础云的发展策略。该策略是在IaaS层通过虚拟化技术实现业务平台的资源共享。主要解决方案是建设统一资源池，通过虚拟化软件和虚拟化资源管理软件将硬件资源池完全封装。云端用户可以通过云平台或互联网使用虚拟的资源池，解决传统建设模式周期长、硬件资源利用低、安装维护等技术性和安全性问题。[4]
IaaS基础云业务平台主要是由网络、服务器、存储系统及外围接口等部分组成。业务平台采用成熟的虚拟化技术，建立多个可管理的功能化资源池，以实现网络、计算能力（服务器）和存储资源等共享。资源池有计算资源池、存储资源池和网络资源池三大虚拟模块，在计算资源池中含有，计算资源服务器；存储资源池，包括SAN存储、云存储和虚拟存储网关；在网络资源池中，包括以太网交换设备（接入层、汇聚层、核心层）和光纤交换设备。
教育信息化公共支撑环境包括四个方面。（1）云计算基础设施。建立面向区域教育一体化的云计算基础设施，包括服务器、存储和网络；（2）云计算管理平台。搭建对虚拟机、存储、并发、负载、集群和带宽等弹性计算的云调度管理和性能，用户并发、数据库并发、空间读写能力、安全管理监控平台；（3）云计算操作系统保障信息存储安全；（4）云计算平台应用软件及服务。包括应用服务器、数据库、开发语言等运行和开发环境及平台。
3 结束语
采用IaaS的服务方式，教育或政府部门可利用现有设备集中购置及部署多台服务器组成“云端”基础设施，将内存、I/O设备、存储和计算能力整合成一个虚拟的网络基础设施资源池。采用计量服务方式提供给云端的中小学校，特别是无购置能力的偏远区域学校或民办学校，为其提供所需要的存储资源和虚拟化服务器等服务。节省了学校基础硬件的经费开销，有效实现教育均衡发展。[5]
参考文献：
[1]张敬涛，李馨.论我国基础教育资源建设策略[J].电化教育研究，2006（10）.
[2]张朝清.云服务见效益[J].中国教育网络，2012（08）.
[3]项肖峰，俞朝辉.基于云计算技术的运营商合作业务平台实现方案研究[J].移动通信，2012（04）.
[4]田冰超.虚拟化技术研究与探索[J].武警学院学报，2010（04）.
[5]涂兰敬.云计算知识库：盘点千奇百怪的云名称[J].网络与信息，2012（01）.
作者简介：张明慧（1976.03-），女，吉林吉林人，副教授，硕士，研究方向：计算机应用技术；杨臻（1973.10-），女，河南郑州人，讲师，硕士，研究方向为：计算机应用技术。
作者单位：郑州师范学院，郑州 450044
基金项目：河南省信息技术教育研究重点项目（项目编号：ITE12039）；河南省信息化发展战略研究（项目编号：2014266）。
关键词：教育云；虚拟化技术；云服务
中图分类号：TP311.52
伴随着网络的普及和教育信息化技术的推广，近几年，国家、各级教育机构、学校和公司对推进基础教育信息化工程的实施和教育资源建设方面投入了大量的人力、物力和财力。虽已取得初步成效。但基础教育资源建设仍存在一些问题，主要有：（1）教育资源投入的比例不均衡。在对中小学教育资源投入过程中，往往重视硬件设施的投入，总体达到资金投入的80%以上，而软件资源投入相对较少。由于长期投入资金的比例不均衡，甚至存在个别区域资源建设投入总量的不足、是制约基础教育资源建设速度和质量的重要因素；（2）教育资源不匹配。满足实际需要的、优质的中小学教育教学资源不足，存在着结构性短缺。现有资源在系统性、与文字教材配套等方面存在问题比较突出，也是学校和教师呼吁最多、呼声最高的问题。此外，符合课程改革理念、适合信息技术环境特点、适应德育教育、素质教育需求的优质教育教学资源较为匮乏；[1]（3）共享的教育资源技术标准不统一。各地区教育机构和众多软件资源企业在制作教育教学资源过程中，由于教材版本、教育资源的使用对象、教学方式和理念的不同，因而使用不同的技术标准，从而形成各自为战，自成体系的教学资源库平台。所有这些导致了网络本身共享互联的功能与优势在校级数字化课程资源库的建设中没有得到充分发挥，资源平台重复建设浪费了大量的人力、物力、财力，形成目前检索使用不便、资源难以交换共享的现状。
因此，构建适应现代教育特点并结合信息技术与网络技术发展，实现以教育教学为主体，构建个性发展的权威性、系统性、科學性、选择性、开放性相结合的优质教育资源汇聚平台，基于此平台使得教学工具的资源库和基于互联与沟通的资源模式极为关键。
1 虚拟化技术
20世纪60年代，在IBM大型机系统中衍生出虚拟化（Virtualization）技术。70年代逐渐在System 370系列中流行起来。该系统核心是一种叫虚拟机监控器（Virtual Machine Monitor，VMM）的程序。在物理硬件虚拟出各类运行独立的操作系统软件虚拟机（Virtual Machine）实例。虚拟化技术主要分为三个大类，分别是：平台虚拟化（Platform Virtualization）、资源虚拟化（Resource Virtualization）、应用程序虚拟化（Application Virtualization）。[2]平台虚拟化技术是计算机和操作系统的虚拟化。资源虚拟化技术（Resource Virtualization）是对特定系统资源的虚拟化，如内存、网络资源、网络存储等。应用程序虚拟化技术（Application Virtualization），是对包括解释技术、仿真、模拟等。通常的虚拟化技术是指平台虚拟化，也称为虚拟机技术。通常是运行控制程序（Control Program，也被称为Virtual Machine Monitor或Hypervisor），隐藏实际工作平台的物理特性，为用户提供抽象的、模拟的计算环境。[2]
目前，基础教育资源分布较为分散。如各地市区的教育机构和教育的第三方参与者，如教育软件开发企业，对教育教学资源的内容、技术标准甚至是文件格式往往不统一，从而形成了各自为战，自成体系开发教学资源库平台的局面，导致广大中小学校不得不面对各种不同技术标准的教育资源。
使用虚拟化技术可以用来进行服务器，存储，网络，桌面应用程序的整合，提高系统资源利用率，提高管理灵活性，节省服务器空间和电耗成本。与云计算的结合是一种新兴的共享基础架构的方法，通常为一些大型服务器集群，包括计算服务器、存储服务器、宽带资源（硬件、平台、软件）等等。提供资源的网络被称为“云”。它可以将巨大的系统池连接在一起，将所有的计算资源集中起来以提供各种IT服务。[3]
2 虚拟化技术的教育云平台实现方式
教育云平台拟搭建资源共建共享、教师共同体构筑（教研、科研）、家校共同体构筑、师生共同体构筑、学校管理与评估现代化等一系列操作实施，优化课程内容、转变教与学方式，充分共享优质教育资源满足学生的个性化教育需求。
虚拟化技术的发展促进了IaaS基础云的发展策略。该策略是在IaaS层通过虚拟化技术实现业务平台的资源共享。主要解决方案是建设统一资源池，通过虚拟化软件和虚拟化资源管理软件将硬件资源池完全封装。云端用户可以通过云平台或互联网使用虚拟的资源池，解决传统建设模式周期长、硬件资源利用低、安装维护等技术性和安全性问题。[4]
IaaS基础云业务平台主要是由网络、服务器、存储系统及外围接口等部分组成。业务平台采用成熟的虚拟化技术，建立多个可管理的功能化资源池，以实现网络、计算能力（服务器）和存储资源等共享。资源池有计算资源池、存储资源池和网络资源池三大虚拟模块，在计算资源池中含有，计算资源服务器；存储资源池，包括SAN存储、云存储和虚拟存储网关；在网络资源池中，包括以太网交换设备（接入层、汇聚层、核心层）和光纤交换设备。
教育信息化公共支撑环境包括四个方面。（1）云计算基础设施。建立面向区域教育一体化的云计算基础设施，包括服务器、存储和网络；（2）云计算管理平台。搭建对虚拟机、存储、并发、负载、集群和带宽等弹性计算的云调度管理和性能，用户并发、数据库并发、空间读写能力、安全管理监控平台；（3）云计算操作系统保障信息存储安全；（4）云计算平台应用软件及服务。包括应用服务器、数据库、开发语言等运行和开发环境及平台。
3 结束语
采用IaaS的服务方式，教育或政府部门可利用现有设备集中购置及部署多台服务器组成“云端”基础设施，将内存、I/O设备、存储和计算能力整合成一个虚拟的网络基础设施资源池。采用计量服务方式提供给云端的中小学校，特别是无购置能力的偏远区域学校或民办学校，为其提供所需要的存储资源和虚拟化服务器等服务。节省了学校基础硬件的经费开销，有效实现教育均衡发展。[5]
参考文献：
[1]张敬涛，李馨.论我国基础教育资源建设策略[J].电化教育研究，2006（10）.
[2]张朝清.云服务见效益[J].中国教育网络，2012（08）.
[3]项肖峰，俞朝辉.基于云计算技术的运营商合作业务平台实现方案研究[J].移动通信，2012（04）.
[4]田冰超.虚拟化技术研究与探索[J].武警学院学报，2010（04）.
[5]涂兰敬.云计算知识库：盘点千奇百怪的云名称[J].网络与信息，2012（01）.
作者简介：张明慧（1976.03-），女，吉林吉林人，副教授，硕士，研究方向：计算机应用技术；杨臻（1973.10-），女，河南郑州人，讲师，硕士，研究方向为：计算机应用技术。
作者单位：郑州师范学院，郑州 450044
基金项目：河南省信息技术教育研究重点项目（项目编号：ITE12039）；河南省信息化发展战略研究（项目编号：2014266）。