吴加春

随着高校教育信息化建设的不断深入，智慧校园中的各种软硬件资源越来越多，面对智慧校园日趋复杂的应用需求，如何对资源进行整合，提供优质的校园服务已经成为智慧校园亟需解决的问题。本文设计了基于云计算的智慧校园支撑服务平台，将信息化以云服务的方式融入学校的日常教学、科研活动等多个领域，为打造共享、高效的智慧校园，实现智慧特征提供支撑。

在计算机技术迅速发展形势下，高校也开始加大信息化建设力度，不过传统的信息化系统有一些局限性，如软硬件资源利用率不高、规划不合理和重复建设等。云计算技术对解决这些问题提供了支持，可有效组合不同地理区域的计算资源。在云端统一部署各种软件，可方便进行维护，有利于提升资源利用率。在共享基础上形成有强大算力的计算资源池，同时满足一定数据挖掘、建模预测相关的要求。在应用过程中还可以更深入地挖掘用户信息，满足用户的个性化应用要求。本文对智慧校园、云计算的概念和特征进行论述，分析了目前智慧校园建设领域的弊端，以及云计算在智慧校园建设中的应用情况，根据应用场景开发了一套基于云计算的智慧校园系统。

云计算的概念

1.定义

云计算是一种新兴的计算机网络技术，从广义上讲，云计算是互联网相关服务的增加、使用和交付模式。其有效地结合了网络、服务器和存储等各方面的资源，而形成一种用户可按需访问的资源共享池。云计算可以为用户提供动态虚拟化资源，这种模式下可以对算力进行交易和流通。

2.云计算结合智慧校园

根据国内外的经验可知，在智慧校园发展过程中，物联网技术有重要的支持作用。可以基于物联网设备将校园的各种基础设施连接起来，形成一个智能环境平台。智慧校园在建设过程中应该设置一个基础性服务支撑平台，提供相关存储、计算方面的服务，为其他应用功能提供支持，此外也应该满足一定前瞻性要求，在需求改变情况下可进行扩展。云计算在教育领域最早被应用，可分为云技术和云服务两方面，在智慧校园建设中引入这2种技术，可以更好地满足智慧特征相关应用要求。

整体设计

1.架构设计

在此设计过程中根据其服务要求，进行对比分析而选择了云架构模式，对应云架构体系相关情况如图1所示。

在建设过程中对这种平台的体系架构进行划分，分为基础设施层、支撑层和应用层等几个层次，然后分层建设。

2.拓扑结构设计

支撑服务对底层硬件性能有一定要求，相关情况具体如下：DSCP在应用过程中可提供数据存储和计算服务。此外为适应大数据场景相关的应用要求，需要建立起一个集群系统，通过数据库来对用户数据的存储地址进行保存，并实现一定注册登记功能。此外还应该设置相关身份认证服务器对用户身份进行识别和管理。选择云架构的情况下，通过云计算关联各种底层硬件资源，进行一定虚拟化后，满足用户的共享和在线访问要求。服务平台在运行过程中一般选择私有云的方式，滿足校外用户的访问要求。

3.服务使用流程

在实际的应用中，服务平台提供的PaaS支撑服务在外部用户访问时，是基于Web服务的，其流程如图2所示。

DSCP存储与计算平台设计

1.存储服务设计

此设计过程中进行对比分析而选择了HDFS当做相应的底层文件系统，此种文件系统部署在Linux系统中，用户远程读写数据时，需要获得一定权限，这样可以提高系统的运行安全性，同时避免一些错误操作引发的影响。为有效解决登录问题而设置一个代理对象DFSProxy，通过其实现全部的访问操作，这种代理对象可以看作为Hadoop的用户，对提高访问安全和效率有重要的意义，在存储服务设计过程中，很有必要引入这种技术。

2.数据计算服务设计

由于在部署DSCP过程中选择的平台为Hadoop，因而在进行数据计算服务设计时，选择的框架也为MapReduce框架。在访问过程中用户提交的访问文件应该符合此种框架相关标准。在用户提交作业时，需要校对相应的作业类型与处理参数；在数据计算结束后，应该根据要求和规范对所得结果进行保存。

3.数据共享设计

HDFS中全部的资源都以文件形式进行保存，全部的文件组合起来形成一个目录树。统一资源定位符作为相应目录树中的非叶子节点，在访问过程中用户只可以对其下层的资源进行访问。为避免这种局限性问题，在进行数据共享设计过程中，根据访问要求设置一个共享区。在文件设置在共享区的情况下，全部的用户都可以对共享区内的文件进行访问，有效提高了系统资源利用率。

4.用户管理设计

在DSCP中相关的用户可以根据角色情况划分为管理员和普通用户，前者可以看作为代理用户，后者则可进一步进行划分为负责人和其子用户。DSCP中用户在合法身份情况下，都会有一个文件空间地址，且是唯一性的，此地址也对应统一资源定位符。用户在登录后就可以看到此地址下的所有文件。在运行过程中DCSP单纯用于存储与计算相关操作，只保存用户在DSCP上的信息就可以满足应用要求，从而显著降低了存储和管理难度。DSCP中的用户可以划分为一定层级，即管理员和管理负责人用户，后者管理其子用户，在实际的管理过程中，一般情况下负责人用户具有全部子用户的管理权。在进行相关用户管理时，子用户被负责人用户添加后，也可以应用其存储空间，但需要进行激活才可以使用。用户可在一定权限内管理自己的存储空间，且对相应的文件进行载入和传输操作。

UAP统一身份认证平台设计

这种平台主要是满足新旧应用系统访问相关要求。用户在访问过程中，通过门户网站认证鉴权情况下，可以通过点击链接进入到系统首页，UAP可以为用户的身份认证和登录提供支持。

整个单点登录相关的实体包括三方面，分别为用户浏览器、系统服务器和认证服务器，UAP在运行过程中主要的作用在于认证用户身份、单点登录等。因而其组成单元主要包括客户端代理、用户认证和单点登录等，且设置将用户认证、ST票据验证方法作为网页服务，可满足外界应用要求。

WSAP服务统一访问平台设计

这种平台相关的用户可划分为：服务提供者和请求者。前者在应用过程中可进行服务注册、更新申请等操作，后者则在提交查询申请时，审查用户的决策权限，接着基于审查结果而转入到相应的模块中，同时可以根据应用要求来增删修改目录服务器数据库，由此满足一定数据操作要求。图3为WSAP的总体结构组成情况。

在以上的结构划分基础上，系统设计可总体上划分为服务目录管理、注册和服务发现等几部分，以下对各部分设计情况进行具体说明。

1.服务注册与更新服务设计

Web服务的形式可以划分为SOAP、REST网页服务2种类型，二者的面向业务存在一定差异性，且应用场景也明显不同。此外应用到的服务描述语言也存在差异性，分别应用WSDL、WADL相关语言从而方便描述，相关的注册应该兼容这2种Web服务形式。此外为满足扩展应用要求，还需要设置扩展注册接口，为外部功能实现提供支持。

2.服务查找与发现服务设计

服务发现单元在应用过程中可以提供接口支持Web服务查找功能。相应的Web服务模式有很多种，因而应该选择合适的模式满足WSAP应用要求。在分析服务目录特征的基础上，确定适当的服务查找接口，对查询匹配方法进行设置。

3.服务目录管理模块设计

这种系统平台的应用情况可追，其目录数据库中的表应该包含以下几方面表：用户服务类型推送表、用户信息表和服务信息表等，还要有WSAP全部服务器中存储的信息主要为唯一标识符和一些定制信息。在设计服务信息表过程中，需要设置的内容主要包括URL地址、服务所有者、服务状态和一些字段相关的信息。

表1～表2分别为用户、服务信息表相关内容和字段情况。

用户类别推送表主要是为了满足用户服务订阅进行设计的，在应用过程中可以据此定制个性化信息，然后向特定用户推送。表3～表4分别为内容和字段情况。

近年来在教育领域智慧校园技术开始广泛应用，本文对此进行了研究而设计了相应的服务平台。对云计算和智慧校园相关定义和应用情况进行论述和需求分析，且考虑到智慧校园支撑服务平台的实际需求情況，对其体系与拓扑结构进行设计，提出平台应该提供PaaS服务、数据存储和计算、统一身份认证UAP和统一访问WSAP等。在实际运行过程中UAP可满足用户认证和单点登录相关要求，WSAP可为用户的注册于查询提供支持。