大數據與云計算融合智慧校園建設探討

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摘要：云時代的到來，互聯網技術迅速發展帶來了海量的數據、種類繁多的業務以及日益增長的網絡規模，與此同時傳統網絡的部署、運維和管理也迎來巨大的挑戰。傳統網絡設備無法智能配置策略，當網絡出現故障時，網絡管理人員無法快速鎖定并解決網絡問題。SDN(SoftwareDefinedNetwork，SDN)的出現給傳統網絡無法適應現在快速發展的云計算業務的現狀帶來了轉機。本文主要講述SDN基本原理及框架，討論利用SDN解決校園網絡現有問題的方案。

關鍵詞：SDN；校園網；負載均衡

智慧校園是數字化校園的延伸產物，是信息化技術發展的必然結果。目前，國內外高校都致力于建設智慧化校園，為此做出了大量的建設方案并實施了一系列的措施，目的就是更快更好的打造出一條適合自身發展的信息化建設道路。智慧校園全面提升了高校教學質量和管理水平，推動了高校信息化建設進程[1]。在信息化快速發展的時代，高校教師和學生在日常的教學與生活中對網絡、計算機、智能手機以及多媒體設備的應用越來越廣泛，教師的教學活動、學生的學習與生活以及管理人員的管理工作等需求使得高校工作需實現信息化與智慧化。針對高校信息化與智慧化建設落后的現狀，提出大數據與云計算融合的高校智慧校園建設。

1關鍵技術

1.1大數據

信息化推動高校智慧校園建設過程中出現了大量的數據信息，這些數據呈現出容量大、結構多樣化、種類多、冗余以及更新速度快等特點[2]。為了保證學校各項工作的正常運轉，需要對這些數據進行采集、分析、處理與存儲。采用大數據技術對海量的數據信息進行采集和深入挖掘，然后對挖掘出的有效數據進行分析與處理。在對數據進行處理時，采用的是分布式處理方式，最后對需要保存的數據信息進行存儲以便隨時進行查詢。大數據技術的應用為提高高校的整體管理服務水平以及教學能力奠定了堅實的基礎。大數據平臺具備數據存儲、信息收集、數據分析輔助決策、數據處理以及數據交換共享等功能，是所有數據的匯聚中心，是智慧校園建設的核心部分，為學校師生提供全面的信息化服務。利用大數據可以對教學資源進行共享，實現開放式教學，對學生進行分級教學或分層管理，實現精準化、差異化以及個性化教育[3-4]。大數據技術能夠對學生的學業、心理、就業以及生活進行科學、合理、便捷且有效的管理。學校公共資源使用情況通過大數據技術可以實時方便地掌握，然后反饋給師生和用戶，很大程度上促進了公共資源的有效利用。后勤管理是一項繁雜的工作，大數據能夠對能耗進行監管，構建綠色校園，還可以對維修進行監管以便提高服務水平。此外，在輔助決策中大數據的應用也是非常廣泛的。

1.2云計算

云計算是智慧校園建設中的關鍵技術之一，將校園中所用的計算資源通過網絡實現統一的管理和調度，為師生和相關人員提供快捷、方便的服務。云計算提供的服務包括3個層次，分別是基礎設施即服務、平臺即服務以及軟件即服務。基礎設施即服務層可將基礎設施資源和數據等分配給用戶，具有大規模、低成本以及高效率等特點。平臺即服務層可以向用戶提供軟件操作系統和數據庫等軟件開發和運行環境，特點主要有統一的平臺架構和高效的數據處理能力等。軟件即服務層可以將軟件作為服務向用戶提供，用戶通過Internet租賃所需的軟件服務，這種方式可以很大程度上降低軟件使用成本，提高可靠性[5]。云計算按需提供服務，能夠合理對資源進行動態配置，開放性、擴展性以及協同性更強。在云計算技術的應用下，高校師生只需要通過計算機和智能手機等多媒體設備就可以隨時隨地快速高效地使用和查詢公共業務與服務。

2智慧校園建設

智慧校園旨在改善學校綜合管理和服務環境，構建智能化、一體化的綠色安全校園生態，全面提高學校的信息化應用水平和教學服務水平。在深入調研并廣泛收集用戶需求和高校實際情況的基礎上提出大數據與云計算融合的高校智慧校園，以延安大學為例，智慧校園主要包括網上辦事大廳和智慧延安APP。

2.1網上辦事大廳

對于高校一些常見業務和服務進行整合，通過整合實現學生一體化、教職工一體化、教學一體化以及公共信息服務一體化構建，為學校各類人員提供更具智慧的教學、管理及服務一體化的服務模式。其中，網上辦事大廳就是在高校智慧校園建設中為用戶提供常見業務和一體化服務。為方便高校師生和后勤保障人員等各類高校人員高效快速便捷地使用學校各類業務，可以將使用頻率較高的業務通過“業務直通車”進行鏈接。通過大數據技術對業務使用頻率與需求等進行采集、挖掘與分析，將人事系統、教務系統、科研系統、研究生系統、宿舍管理、一卡通平臺、檔案系統、正版化軟件平臺以及校園網自助服務等作為業務直通車的應用業務。同時對于使用頻率較高的服務進行推薦，方便用戶體驗與應用。為提高高校一體化服務水平，可以根據用戶角色不同將服務分為教師服務、學生服務以及游客服務。教師服務主要是針對教師提供的服務，包含教師教學、辦公及生活中運用到的公共資源和服務，例如云計算資源使用申請、場地預約申請、報告會、研討會及講座、論壇網上審批、教工辦公賬號入網申請、家屬區校園網賬號申請、校園網電子郵箱開戶申請以及校園新媒體備案登記等。學生服務的受眾用戶主要是學生，其中校園宣傳品布展審批、學生證補辦申請、陜西省家庭經濟困難學生暨國家教育資助申請、大學生國家獎學金申請、延安大學國家助學金申請、學生學費減免申請、網絡故障報修申請、學生臨時困難補助申請以及延安大學“小紅帽”勤工助學崗位設置申請等都屬于學生服務類型。而游客服務可以根據游客需要后續逐漸增加服務內容，從而更好地滿足用戶需求。高校事務除了根據角色不同分為教師事務、學生事務以及游客事務這3類外，還可以根據部門不同進行分類。為了方便對自身的事務進行發起、審批以及查詢，可以設置我的事務頁面。對于一些常見問題可以設置常見問題頁面，通過輸入標題或內容進行查詢。綜上所述，網上辦事大廳框架如圖1所示，由首頁、事務分類、我的事務以及常見問題構成。首頁分為3部分，第一部分是一站式服務；第二部分包括業務直通車和推薦服務；第三部分根據用戶角色將服務分為教師服務、學生服務以及游客服務。

2.2智慧延大

高校提供的應用和服務多種多樣，為了快速查找用戶所需的業務或服務可以對其進行分類，按照服務類型可分為辦公服務、教學服務、資源中心、生活服務以及小工具等。其中，通知、站內信函、待辦事項、辦事大廳、智能客服、電話黃頁、通訊錄以及郵箱都屬于辦公服務。教學服務由學校簡介、圖書借閱、課表查詢、四六級課程以及課程廣場組成。資源中心包含圖書、期刊、讀書排行、學術檢索、報紙、名師講座、黨建學習、網上報告廳以及館藏查詢。悅校、自助服務、校園網繳費、宿舍管理、網絡報修、意見反饋、全景校園、我的云盤、資訊聚合以及失物招領屬于生活服務。投屏、發簽到、直播、表單采集以及速課制作歸類為小工具。除了應用外，還可以給師生推薦一些熱門的書籍方便閱讀，對于學校的主要新聞、通知公告及學術動態同樣應該方便查詢與閱覽，從而促進智慧校園建設。為了方便高校師生通過移動端完成學習、教學、生活以及管理等各項活動，推動高校智慧校園建設，設計針對延安大學的智慧延大APP，框架如圖2所示。

3智慧校園展示

3.1網上辦事大廳首頁展示

本文主要對網上辦事大廳首頁進行展示，如圖3所示。用戶可以在“一站式服務”搜索框輸入服務名稱直接進行模糊搜索。通過“業務直通車”提供的人事系統、教務系統、科研系統、研究生系統、宿舍管理、一卡通平臺、檔案系統、正版化軟件平臺以及校園網自助服務等業務鏈接可以快速打開這些系統和頁面，完成業務辦理與查詢等。推薦服務是在眾多服務中選擇使用率較高的服務進行推薦。教師服務、學生服務和游客服務是按照角色進行分類，為教師、學生及游客提供個性化與一體化服務。

3.2智慧延大APP展示

智慧延大APP包含首頁、消息、筆記以及我4個頁面，如圖4所示。該APP與網上辦事大廳提供的業務與服務有所不同，在辦事大廳無法找的個性化服務在這里都可以找到。從圖4可以直觀看出智慧延大首頁布局，第一部分是搜索框，用戶可以輸入所需內容的關鍵字等進行查找。第二部分顯示了業務應用，通過點擊“全部應用”可以進入應用頁，該應用頁根據服務類型不同分為辦公服務、教學服務、資源中心、生活服務以及小工具，用戶根據自己的需求點擊相應服務與應用。第三部分推薦了一些熱門的書籍，用戶可以選擇喜歡或感興趣的書籍進行閱讀，在閱讀之后可以對書籍進行1星到5星的專題評分，對書籍進行評論、點贊以及轉發。第四部分包括延大要聞、通知公告以及學術動態，以列表的形式顯示要聞、通知以及學術動態信息，點擊標題即可進入對應內容頁，對相關內容進行閱覽，方便師生了解學校時事動態。圖4智慧延大首頁

4結語

本文提出的智慧校園實現了無處不在的網絡學習、融合創新的網絡科研、透明高效的校務治理、準確無誤的決策支持、豐富多彩的校園文化以及方便周到的校園生活，打造了方便快捷、安全有序且綠色環保的科研、教學及生活智慧化環境，促進學校的快速可持續發展。大數據與云計算融合的高校智慧校園對信息化的績效導向、教育信息化轉型發展以及校園智能管理等具有較好的推動作用，值得推廣應用。

參考文獻

[1]徐勇.大數據及云計算技術在智慧校園中的整合與應用研究[J].電腦知識與技術,2019,15(32):55-56.

[2]胡春森.基于智慧校園的高校信息化教學管理研究:評《高校教學管理信息化建設》[J].新聞愛好者,2019(6):98.

[3]陳麗蓉.基于大數據的高校智慧校園建設探究[J].電腦知識與技術,2020,16(21):36-38.

[4]宣繼濤.高校智慧校園建設中的大數據、云計算與物聯網技術的融合分析探討[J].教育現代化,2019,6(73):80-81.

[5]李隘優,王鍇宏.物聯網與云計算融合在高校智慧校園中應用初探[J].龍巖學院學報,2017,35(5):48-52.

作者：何婧媛 謝生龍 田原 田琴琴 單位：延安大學 數學與計算機科學學院