信息新技术促进高水平大学发展

陆 以 勤

信息化提升高水平大学核心竞争力

信息化是推进高校现代化建设的必由之路，对学科建设提供重要保证，能有效提高科研教学效率及学校管理水平，从而全面提升学校的核心竞争力。

管理决策能力管理决策能力

科研教学科研教学

学科建设学科建设

学校影响能力学校影响能力

高校核心竞争力高校信息化内容

科学研究过程信息化科学研究过程信息化

管理决策信息化管理决策信息化

组织结构信息化组织结构信息化

人才培养过程信息化人才培养过程信息化

高校信息化

高校信息化

2011工程：协同创新

信息化正迎接十五年一遇的重大变革浪潮

IBM前首席执行官郭士纳

周期定律:

计算模式每隔15年发生一次变革

1965 1980 1995 2010

大型机 PC Internet

移动互联网物联网云计算三网融合SDNIPv6升级

The First Computer：ENIAC (1946年）

后IP时代信息技术发展趋势

教育信息化发展趋势

电教课室计算机

多媒体课室

知识共享资源共享泛在学习决策支持

基础设施建设

校园网互联网

移动互联网下一代互联网三网融合云计算

泛在网(物联网)

数字化校园(OA、MIS、

互动学习、一卡通….)

个性化服务(个人图书馆个人实验室、个人课堂….)

应用建设

与教育的深度融合

第一阶段电化教育

第二阶段互联网

第三阶段新一代网络

电视教学教学视频多媒体课件

基本应用(主页、邮件、

FTP、BBS网络教学….)

时间维度

技术维度

信息化建设的架构

• 智慧校园的可信泛在宽带接入；

• 宽带接入• 有线+无线• IPv4+IPv6• 语音+数据+多媒体• 高密度接入• 跨网漫游

• 移动应用• 基于云架构数据中心• 资源建设(整合+新建)的新模式及有效提供技术• 符合教育学规律的个性化服务平台

泛在接入环境

宽带安全无线接入

211三期CERNET主干网升级扩容工程

• 2012年10月份全面部署实施• 扩大传输网络覆盖范围：覆盖29个省市,传输容量：800Gbps(预留扩

容能力)• 提高主干网高速接入能力和核心节点的性能

主干网设计总带宽达到1.7Tbps连接一类核心节点的带宽达到100Gbps连接其他核心节点带宽达到2.5Gbps-

10Gbps以上；

• 核心节点建立高速接入系统

支持100Mbps/ 1Gbps/ 10Gbps的高速接入。

211三期CERNET主干网线路情况

0

50

100

150

200

250

300

350

主干网总带宽（G) 国内互联(G) 国际互联(G)

286.807

49.585

7.655

333.842

58.585

10

2011年底2012年底

国际互联不包含国际学术线路

211三期CERNET广州主节点建设

• 连接地区中心– 至武汉10G 100G– 至上海2.5G*3 100G– 至北京10G*2不变

• 其他节点– 至桂林1G 10G– 至南宁155M*6 10G– 至海口155M*3 10G– 至深圳2.5G*3 10G– 至厦门2.5G 10G– 至杭州2.5G 10G– 至长沙2.5G 10G

211三期GDERNET 工程

基础教育专网扩容

622M SDH622M SDHMUX

622M SDH622M SDHMUX

10G环2.5G环

622M SDH622M SDHMUX

622M SDH622M SDHMUX

622M SDH622M SDHMUX

622M SDH622M SDHMUX

622M SDH622M SDHMUX

622M SDH622M SDHMUX

622M SDH622M SDHMUX

622M SDH622M SDHMUX

622M SDH622M SDHMUX

622M SDH622M SDHMUX

622M SDH622M SDHMUX

622M SDH622M SDHMUX 622M SDH

622M SDHMUX

622M SDH622M SDHMUX

全省20条MSTP电路，从原100M升速至200M。

为了增强各地市汇接中心接入段的安全性，计划在在主点和各分点均采用双路由成环接入。最大限度地减少单点故障的隐患。

需要在各地各地市汇接中心机房放在电信的一台MSTP设备，和局方设备走两条光路连接，两条光路成自动保护环。

TANet拓扑结构

TANet带宽

• 网内带宽– 13个区域网路中心网络骨干带宽2.5G-10G与各大专院校网络连接，并有500M IPv6独占带宽。

– 22县(市)教育网络中心带宽2.5G-3.5G，与高中职、国中小学建立连接，离岛带宽100M。

• 与ISP的互联带宽– TANet与台湾地区其它互联网服务提供商（ISP）互联带宽较大，总带宽为117G。超过10G的互联有5个，分别为：中华电信(32G)，国家高速计算机中心(20G),“中央研究院”(16G),中嘉和网(11G),远博(11G)

调研结论：网络

• 网络：带宽不断提高，运维费成为困扰平均出口：1.314G

985/211高校：3.11826 G 教科网：900M公网：1G

• 网络管理常见问题

省域教科网

无线接入

基础教育网络

应用

CNGI-CERNET2

联合申报单位（13个）：华南理工大学 广东教育技术中心 中山大学 暨南大学华南师范大学 南方医科大学 华南农业大学 广东工业大学广东外语外贸大学 广州大学 深圳大学城 …..

国家发改委CNGI专项：无线智慧校园

建设方案：

1. 建设WAPI/ WiFi双模可信无线接入技术 AP同时支持WAPI和WiFi双模

工作方式；

WAPI用户以及WiFi用户统一管理；

用户和网络设备双向认证，避免通过伪AP骗取用户信息；

有线无线一体化认证，有线用户和无线用户同用一套账号；

接入和应用统一认证

建设方案：技术方案及特点2

2. 支持IPv4/IPv6双栈模式– 支持IPv4/IPv6双栈，实现IPv6优先– 局部网络设备不支持IPv6,采用隧道技术

建设方案：

3. 无线用户跨域漫游及二级无感知认证无线用户跨域漫游指一个学校的用户在另一个校园网无线接入，或者校外运营商用户在校园网的接入

采取校园网统一认证系统(只有1个SSID)，二级归属认证采用无感知方式

建设方案：

4. 建设面向IPv6的移动互联网应用• 基础应用包括：

– IPv4-IPv6业务互通；– 基于内容融合及业务无缝融合技术，保障QoS；– 基于SNMPv3安全网络管理协议，支持网络的安全运维；– 基于面向服务架构（SOA）支持各种移动互联网应用及商业模式；

– 扩展基于IPv6的校园网组播、VPN功能。• 业务应用包括：

– 建设多种无线校园试验网；– 提供“虚拟讲坛”；– 移动图书馆；– 移动办公系统；– 面向IPv6的移动教育资源云服务。

校园移动应用：华南理工

• 针对iPhone手机、Android手机及iPad终端

• 包括：办公信息 学校新闻电子邮件 校园地图常用电话 学校介绍历史沿革 名师廊

• 校庆专题用户可以通过校庆速递、通知公告

、校庆活动等栏目第一时间了解到各种校庆资讯，也可以通过祝福母校和活动花絮等功能参与校庆互动活动。(http://web.scut.edu.cn/mapp)

信息化建设的架构

• 智慧校园的可信泛在宽带接入；

• 宽带接入• 有线+无线• IPv4+IPv6• 语音+数据+多媒体• 高密度接入• 跨网漫游

• 移动应用• 基于云架构数据中心• 资源建设(整合+新建)的新模式及有效提供技术• 符合教育学规律的个性化服务平台

构建云计算和云存储公共服务平台

建立云服务平台，按需分配计算和存储资源，实现

硬件资源共享，为教学和科研提供优质服务，保障

学科高速发展。

区域云的跨网调度问题

云计算本质上是一种计算资源和存储资源集中于服务器端，并按需弹性分配给客户端的结构体系，这种体系对网络的依赖性很强。网络包括两部分：

• 服务网：从客户端到服务器端的数据通信传输网络，在此称为服务网；

• 资源网：云内资源之间的数据通信传输网络。

• 现有的云计算研究往往忽略服务网，假设为带宽为无限大、传输时间为0的无障碍网络。

• 这个假设，对于应用范围局限于一个园区网的私有云是成立的。

• 但对于应用范围较大，例如覆盖整个地理区域，应用范围为广域网的区域云来说，这个假设就不再成立了。

区域云调度模型

• 受控域包括网络的核心层和汇聚层，包括云计算的核心节点和汇聚节点。

• 自治域包括代理节点和普通节点

• 每个自治域由一个汇聚节点进行管理

Peer-assisted CDN

• 云资源的大区分布式存储：分为前端和后端

Peer-assisted CDN 调度方案

• 云资源服务器：存储有冗余，但不必完全镜像

• 前端：CDN区域网络根据就近原则向网络终端提供资源

缓存中没有时，通过后端进行动态资源调度

• 后端：P2P资源调度网络以P2P方式共享资源，提高性能和健壮性动态自适应缓存算法：旧数据衰减算法

智慧数据体系，消除信息孤岛

（1）建立统一数据标准;（2）建设公共数据交换平台;（3）建立数据仓库系统;（4）建设智能数据分析系统;（5）建设智能决策系统.

调研结论：应用

• 应用：全面开展，数据互通有待加强

调研结论

• 应用：数据互通有待加强

0.00%

10.00%

20.00%

30.00%

40.00%

50.00%

60.00%

70.00%

高职高专 普通高校 985/211高校

33.33%40.69%

65.88%

43.1%的学校建立校园公共数据库或者数据交换系统

信息化建设的架构

• 智慧校园的可信泛在宽带接入；

• 宽带接入• 有线+无线• IPv4+IPv6• 语音+数据+多媒体• 高密度接入• 跨网漫游

• 移动应用• 基于云架构数据中心• 资源建设(整合+新建)的新模式及有效提供技术• 符合教育学规律的个性化服务平台

调研结论5：硬件投入比例大

• 资源：初具规模，不同类型和不同地区学校有差异

调研结论：资源建设

985/211高校资源建设存在问题

普通高校资源建设存在问题

高职高专资源建设存在问题

资源孤岛

资源孤岛

教育资源云

资源整合技术

个性化推送平台

资源创作平台

教育资源建设

项目研究内容

浏览器

用户兴趣

感知模块

用户兴趣模

型

面向第三方

开发引擎

个性化学习

活动设计

资源使用

评估体系

云存储平台

云计算平台

推送技术

集成开发环境

资源开发

接口

资源交易与

结算子系统

聚合技术

地方教育

基础网络

运营商

数据网

CERNET/CERNET2

Internet

调度算法

同步技术

公共云接口

文本

视频

音频

图片

……

云存储平台

区域云接口

运营者

用户

开发者资源自动

采集技术

互联技术

聚合技术

公共云接口

文本

视频

音频

图片

……

云存储平台

资源自动

采集技术聚合技术

资源重新整合并呈现于教育基础网络的主节点上，形成区域云。

利用Web Service技术实现云内异构资源之间的融合，并对外形成一个统一的平台，即公共云。

利用知识管理、内容和应用聚合、服务定位和发现等技术，对终端用户提供有效的推送模式。

为应用程序开发者提供开放的开发平台和获利模式

形成开发者、运营者、用户三个角色组成的价值链

建设CERNET和广东省教育厅两个条块结合的教育科研资源示范基地

结合运营商形成面向大中小学生的运营模式，提供科教资源的互联网服务,推动教育均衡发展

信息化建设的架构

• 智慧校园的可信泛在宽带接入；

• 宽带接入• 有线+无线• IPv4+IPv6• 语音+数据+多媒体• 高密度接入• 跨网漫游

• 移动应用• 基于云架构数据中心• 资源建设(整合+新建)的新模式及有效提供技术• 符合教育学规律的个性化服务平台

下一代移动智慧学习模式

• 以平板电脑和立体化数字课程为主要载体，融合云存储、大规模在线学习支持、数字内容超市等服务，以集学习诊断、多媒体教学、动态评价、过程跟踪和个性化补救学习为一体的高效互动课堂。

• 根据学生模型，动态生成和推送学习资源和形成个性化学习路径和学习课程，有机整合课内与课外、班内与班外、校内与校外学习以及正式学习和非正式学习，实现无处不在的学习，促进学生的个性化发展

基于云计算的教育资源个性化推送

学习者

特征分析

学习者

模型生成

学习资源

个性化推送

学习活动设计

学习过程

监控与指导

学习者

学习者特征库

学习者

信息收集

高教资源库 教学策略库

高校资源云

教师 资源提供商

资源创作

建立资源自动整合和聚合的平台，建立符合个性化学习需求的建设模式，建设有效的个性化推送平台，建立面向第三方开发者开放的架构和平台，建立教育资源开发激励机制和模式，提高资源建设的持续性，