高校数字校园建设方案的分析与设计.doc

高校数字校园建设方案的分析与设计高校数字校园建设方案的分析与设计 摘 要 数字校园是指利用计算机技术 网络技术 通讯技术对学校与教学 科研 管理和生活服务有关的所有信息资源进行全面的数字化 并用科学规范的管理 对这些信息资源进行整合和集成 以构成统一的用户管理 统一的资源管理和 统一的权限控制 通过组织和业务流程再造 构建一个构架合理的网络环境 使各类教学科研资源充分共享 各类管理及文化宣传信息充分流通并能和外部 互联网沟通 最终实现教育过程的全面信息化 达到提高教育质量和效率的目 的 论文以高校数字校园建设为研究对象 从数字校园的需求分析入手 对数 字校园的建设进行了总体规划 确定了技术架构 提供了对共享数据中心 信 息门户 信息资源库 各应用平台的整合方案 最后针对数字校园的网络安全 进行了系统设计 全文通过对高校信息化建设全面的分析和设计提供了一个比 较完整的数字校园建设方案 本文以杭州师范大学数字校园建设为背景 是在对用户需求进行了充分了 解和分析的情况下进行设计的 力求理论联系实际 该方案在传统校园的基础 上构建一个数字空间 以拓展现实校园的时间和空间维度 它集友好的用户界 面 高度的集成性 自我成长能力 数据存储管理标准化和网络安全技术于一 体 使得用户能够极为容易地对所需求的信息进行定位 操作和管理 关键词关键词 数字校园 需求分析 系统设计 架构 I 论文类型论文类型 应用基础 II Abstract Digital Campus is to digitize all the information and resources relating to schools and teaching research management and service for life by using computer technology network technology and communication technology And Digital Campus can apply scientific and regulated management to integrate the information and the resources so that it can carry out unified user management resource management and access control Through the organization and business process reengineering a reasonable network environment is built The network environment can fully share all kinds of teaching and research resources It can also promote various information of management and cultural propaganda and communicate with the external Internet Ultimately the educational process achieves the comprehensive infomatization Thus the purpose of improving education quality and efficiency is achieved The paper researches into the construction of Digital Campus It starts from the needs of the digital campus then master plans the construction of digital campus confirm the technical architecture provides an integration plan of shared data centers information portal resource database and the platforms of applications Finally the paper system designs the network security of the digital campus By a comprehensive analysis and design of the construction of University infomatization the paper provides a complete program for building Digital Campus The paper is based on the construction of Hangzhou Normal University Digital Campus With a full understanding and analysis of user s needs the paper is designed And it strives to integrate theory with practice In order to expand the time and space dimensions of the real campus the program is to build up a digital space on the basis of the traditional campus which integrates user friendly interface high degree of integration self growth capacity standardization of data storage management with network security technologies Thus it allows users to locate operate and manage the demanded information very easily Key words Digital Campus Requirement analysis System design Architecture III 目 录 摘 要 I ABSTRACT II 第 1 章 绪论 1 1 1研究背景 1 1 2本文的主要内容 2 1 3本文的组织结构 3 第 2 章 杭州师范大学数字校园的需求分析 4 2 1信息化应用现状 4 2 2数字校园建设整体分析 8 2 3数字校园建设的可持续化发展 15 第 3 章 数字校园总体规划 18 3 1建设总目标 18 3 2数字校园建设指导原则 19 3 3数字校园体系架构 23 3 4数字校园方案的特点 27 第 4 章 数字校园整体技术架构设计 29 4 1标准规范建设和实施 29 4 1 1信息标准建设的框架 29 4 1 2建立全校的统一编码 30 4 1 3数字校园信息标准 31 4 1 4数据标准管理工具 33 4 2虚拟化架构 33 4 2 1虚拟化架构方案 33 4 2 2虚拟化架构的优势 35 4 2 3虚拟服务器部署考虑 36 4 3基于 SOA 架构的运行支撑平台 36 IV 4 3 1信息集成是数字校园的核心问题 36 4 3 2SOA 架构的价值 36 4 3 3SOA 技术架构 38 4 4共享数据中心 39 4 4 1共享数据中心概述 39 4 4 2共享数据中心架构 41 4 4 3系统功能 42 4 5信息门户系统 44 4 5 1平台概述 44 4 5 2体系结构 45 4 5 3系统功能 46 4 6信息资源库 47 4 6 1信息资源库架构 47 4 6 2基于信息资源的服务体系 48 4 6 3信息资源库的功能 48 4 7集成应用平台 48 4 7 1系统体系框架 48 4 7 2平台提供的公共服务组件 49 4 7 3现有系统整合规划 50 第 5 章 数字校园的网络安全 52 5 1网络安全建设的主要目标 52 5 2网络安全建设遵循的标准和规范 52 5 3网络安全方案设计 52 5 3 1安全体系总体架构 52 5 3 2系统部署 53 5 3 3系统功能 54 第 6 章 总结与展望 56 6 1总结 56 V 6 2展望 56 参考文献 58 致谢 61 高校数字校园建设方案的分析与设计 0 第 1 章绪论 1 1研究背景 随着信息技术 通讯技术 特别是互联网技术的飞速发展 原来各高校独 立建设的应用系统 如教务管理系统 科研管理系统 办公自动化系统 财务 管理系统等越来越难以适应综合应用的需要 而且随着校园网上的信息越来越 多 迫切需要统一的管理 对各类人员提供集成的信息服务和 以用户为中心 的信息服务 伴随网络技术的发展和网上应用的不断增多 互联网上的安全隐 患也不断暴露出来 如何通过体系化的手段来保障信息资源的安全成为管理人 员的一个迫切任务 另外 各类人员也需要一套统一的电子身份体系来保障自 身的信息安全 目前 我国高校教育信息化已在各方面取得了巨大发展 但由于学校在教 学改革上还处于起步阶段 教育信息化持续发展面临着以下挑战 1 体系化管理的需要 学校在教育信息化方面存在许多问题需要改进和提升 用户对信息服务的 要求越来越高 以系统为核心转向以用户为核心的信息集成 不同角色的用户 需要的个性化服务 如决策工作需要更全面的信息 精细化的管理需要更准确 的信息 运行维护体系跟不上应用的需要 协同工作需要更快捷的信息沟通 教学资源需要提供人性化信息等 2 教育方式变革的需要 目前大学中 单一传统的教育方式是以教师为中心的教学模式 教师是传 统的知识传授者 在仅仅通过呆板的课堂传授知识的模式 学生只能成为单一 的知识的接收者 不利于发挥其自主学习的积极性 不利于提升其分析问题与 解决问题的能力和创新能力 单一传统的教育方式已不能适应时代发展的需求 封闭的教育体系 零散的教学管理部门 信息封闭等问题严重制约着高校信息 化建设的发展 3 信息资源应用的需要 目前教育信息化建设存在的主要问题是数字化时代带来信息的爆炸式增长 伴随着越来越多获取信息的工具的涌现 信息安全问题困扰着网络的管理 知 高校数字校园建设方案的分析与设计 1 识共享需要开放的平台以整合信息 从而实现智能管理 这些问题要妥善解决 才能促进高校各部门之间工作的协调与高效 提高教学科研水平 提高核心竞 争力 在这个背景下 建设 数字校园 的概念被提了出来 数字校园就是利用 计算机技术 网络通讯技术对学校各种信息资源进行全方位的数字化 并对这 些信息资源进行整合和集成 以构成 三统一 的模式 用户管理的统一 资 源管理的统一和权限控制的统一 1 通过对各个业务流程的重新组织和改造 推动学校的规范管理和科学决策 进而构建一个信息畅通 资源共享 教育过 程全面信息化的数字网络环境 最终使提高教育质量和效率的目标能够实现 1 2本文的主要内容 在本文首先从教育信息化 门户系统 管理信息化 信息化安全 信息化 服务五个方面分析了杭州师范大学信息化建设的现状 以此为基础对杭州师范 大学数字校园建设进行了整体分析 该分析提出杭州师范大学的信息化建设工 作应该着眼于统一的信息资源规划 集成的数字教学体系 深层次的信息集成 高可用的运行平台 可持续发展的基础架构 全方位的信息安全防护体系 一 体化的信息服务等几个方面 特别对可持续发展的基础架构进行了阐述 其次 论文对杭州师范大学的数字校园进行了总体规划 该规划包括 数 字校园建设总目标 数字校园建设指导原则 数字校园建设的可持续化发展 数字校园体系架构 信息化建设分期规划等 5 大部分 然后 论文对规划中的数字校园体系架构进行了重点论述 数字校园体系 架构的设计包括了 标准规范建设和实施 虚拟化架构 基于 SOA 架构的运行 支平台 共享数据中心 信息门户系统 信息资源库 集成应用平台等七个方 面 最后 论文对杭州师范大学的数字校园的网络信息安全进行了整体规划 1 3本文的组织结构 本文的在第 1 章绪论部分主要介绍了数字校园的研究背景 从第 2 章开始 着手对杭州师范大学数字校园建设进行全面的需求分析 需求分析从信息化应 高校数字校园建设方案的分析与设计 2 用现状 数字校园建设整体分析 数字校园建设的可持续化发展三个方面进行 在需求分析的基础上 本文第 3 章对数字校园进行了总体规划 首先提出 了建设总目标和建设指导原则 然后对数字校园体系架构进行了总体设计 第 4 章主要介绍数字校园整体技术架构的设计 设计方案从信息标准规范建设和 实施为开端 提出数字校园技术架构为虚拟化架构 并采用基于 SOA 架构的运 行支撑平台的技术设计理念 然后该章逐步详细介绍了共享数据中心 信息门 户系统 信息资源库 集成应用平台的设计 在杭州师范大学数字校园的总体设计基本成型后 本文第 5 章着重对网络 信息安全进行了规划设计 该章首先提出了网络信息安全建设的主要目标 然 后列出了建设应遵循的标准和规范 最后 论文设计了一个网络安全方案 该 设计包括了网络安全管理系统的各个模块 本文的最后一章 第 6 章 是对全文的总结 并对杭州师范大学今后的信 息化建设进行了展望 高校数字校园建设方案的分析与设计 3 第 2 章杭州师范大学数字校园的需求分析 2 1信息化应用现状 在信息化管理上 学校各方面各层次都对信息化认识提高到一个新的层次 上 每年在信息化投入的预算支出在不断的增加 但是 大部分投入都是在硬 件资源建设上 从每年硬件资源与软件采购中可以明显的看出 重硬件轻软件 重技术轻应用 2 在应用方面 各院系部门都有自己独立的业务处理系统 如教务处的教务 管理系统 财务处的财务管理系统等 从教学上 实现了教学平台 管理上实 现了人事系统 科研系统 资产系统 办公系统等 但是每一个非常独立 导 致了大量的资源浪费 由于应用系统的开发商不同 采用的技术标准差异较大 特别是大部分系统没有遵循国家或者教育部颁发的信息标准 系统之间的信息 交换存在较大障碍 在各系统接口方面 没有一个同一的标准 系统之间的数 据交换都是通过手工导出与导入 在一定程序上增加了工作人员的劳动强度 同时 也造成了系统的不稳定性 目前 杭州师范大学根据业务需要 已经建设了部分应用系统 但系统之 间是相互独立并且没有关联 建设的应用系统如表 2 1 所示 表 2 1 应用系统情况表 序号序号系统名称系统名称描描 述述 1 亿邮电子邮件 系统 数据库 MYSQL 2 财务管理系统用友公司 3 教务管理系统正方公司 B S C S 结合的系统 数据库为 oracle 4 各门户网站各部门自行开发 已经建成 5 图书馆系统图腾公司 高校数字校园建设方案的分析与设计 4 6 固定资产管理 系统 北京化工学院系统 基于 VFP 开发 7 一卡通各系统新中新公司 已经建成 8 网络防病毒系 统 趋势科技 已建设 9 学生机房管理 系统 联创公司 已建设 杭州师范大学各业务管理领域包括 教务管理领域 行政管理领域 包括 人事 财务 资产 后勤等 学生管理领域等 其业务关系互相交错 如图 2 1所示 注 由于版面原因为更加清楚交代各领域彼此业务关系 将关系图分成三 块列示 学生工作管理 资产管理 人事管理 教务管理 学费管理 迎新管理 决策支持系统 财务管理 就业管理 教职工信息 后勤管理 网络教学 平台 精品课程 资源库 科研管理 教职工信息 科研绩效 资产信息 财务信息 宿舍 基建信息 结算 协同办公 一卡通 校园文化信息 平台 教职工信息 教学任务 绩效 教职工信息 教职工信息 学生工作管理 资产管理 人事管理 教务管理 学费管理 迎新管理 决策支持系统 财务管理 就业管理 教职工信息 后勤管理 网络教学 平台 精品课程 资源库 科研管理 教职工信息 科研绩效 资产信息 财务信息 宿舍 基建信息 结算 协同办公 一卡通 校园文化信息 平台 教职工信息 教学任务 绩效 教职工信息 教职工信息 图 2 1 a 杭州师范大学各领域业务关系图 高校数字校园建设方案的分析与设计 5 学费信息 教务管理 学费管理 学生工作管理 人事管理 决策支持系统 迎新管理 学费信息 奖助贷困信息 教职工信息 学生信息 消费信息 一卡通 学生管理信息 新生信息 就业管理 毕业生信息 财务管理 资金管理 新生报到统计信息 毕业统计信息 学费统计信息 学费信息 教务管理 学费管理 学生工作管理 人事管理 决策支持系统 迎新管理 学费信息 奖助贷困信息 教职工信息 学生信息 消费信息 一卡通 学生管理信息 新生信息 就业管理 毕业生信息 财务管理 资金管理 新生报到统计信息 毕业统计信息 学费统计信息 图 2 1 b 杭州师范大学各领域业务关系图 教务管理 图书馆系统一卡通 人事管理 决策支持系统 教职工信息 学生信息 消费统计信息 财务管理财务结算 身份识别 消费 教职工信息 图 2 1 c 杭州师范大学各领域业务关系图 各部门目前信息化使用情况如下所述 1 教育信息化的现状 为全面提升教学管理质量与效率需求 教务处一直致力于教育信息化工作 目前教务处使用的是教务管理系统 其总体架构主要采用 C S 结构与 B S 结构 体系架构 主要功能包括教务管理 学籍管理 排课管理 选课管理 内容资 高校数字校园建设方案的分析与设计 6 源管理 在线交流功能 考核管理功能 系统管理功能等功能 在调研中笔者 发现 该系统与其他系统之间数据交互很不方便 无法流通共享 已经形成了 大量不一致和的冗余信息 信息孤岛现象非常严重 出现这一现象是由于教务 系统在建设和规划时缺乏一套统一的数据规范和标准 导致其累积了大量不规 范数据 此外 教务管理系统缺乏学校个性化应用特点 在系统功能方面存在 一定缺陷 需要进行一定的完善才能满足用户未来信息化发展的需求 2 门户系统现状 目前杭州师范大学建设统一的门户系统对外进行信息发布和宣传功能 学 校信息门户由专门部门维护 各部门维护自己部门的门户 学校门户主要提供 了校园新闻 时事聚焦 公告通知 校内站点链接 科研学术 招生就业 电 子邮箱等 部门门户主要提供了部门简介 机构设置 主要工作职能 最新信 息 相关链接等 目前这些门户系统只能提供简单的信息发布 不具备协同办 公和数据共享的功能 属于作用比较单一的门户系统 3 管理信息化的现状 杭州师范大学的各个应用系统 如财务管理系统 资产管理系统 图书管 理系统 邮件系统 一卡通系统 存在着严重的信息孤岛现象 系统间互不兼 容 数据不能共享 大量信息冗余和不一致 造成这一现象的原因是上述应用 系统是由各个部门自行开发并在校园网络基础上建立的 这些应用系统在建设 时都没有遵循统一的标准和规范 同时由于各应用系统缺乏学校个性化应用特 点 修改 配置 扩展都比较困难 无法满足用户未来信息化发展的需求 4 信息化安全的现状 随着校园信息化的发展 应用系统的开发与使用不断深入 使得对网络 信息系统的依赖程度越来越高 从而使得学校信息安全问题也越来越严重 校 内各类资源的上传与下载对于在校的师生是公开 对于有意或无意的带病毒的 文件缺乏相应的扫描措施 导致校园内病毒泛滥成灾 由于使用人员的安全意 识不同 各种应用系统未进行统一管理 导致校内各类资源的上传和下载以及 病毒的监管和控制工作难度加大 在一定程度上影响了校园网络的正常运行 所以校园内信息安全的管理工作仍有待加强 5 信息化服务的现状 高校数字校园建设方案的分析与设计 7 学校信息化建设比较侧重在教学角度 缺乏对校园生活 管理等多维度为 目标的信息化服务 已建立的应用系统由于对师生的实际需求考虑较少 因此 需要在增强个性化信息服务及减轻管理交互服务能力上不断提升 2 2数字校园建设整体分析 总结学校的信息化现状 对比国内外数字校园的成功案例和数字校园建设 的理论模型 杭州师范大学的信息化建设工作应该着眼于以下几个方面 1 集成的数字教学体系 目前 各高校的信息系统应用已经比较广泛 但是这些应用普遍存在着 信息孤岛 资源利用率低 等不足之处 近两 三年 国内一些重点高校开 始建设以 整体应用 为主线的第三代数字校园 就是力图通过 在整体规划 的基础上分步加以实施 实现把学校建设成 面向校园内 也面向社会的一个 超越时间 超越空间的数字化学校 这样一个整体的大目标 数字校园是办公 数字化 教学数字化 教务管理数字化以及师生学习 生活数字化的综合体现 教务管理方面 在教务上 规划教务的管理流程 实现教务业务处理的自动化 对学籍的 变更 则采用办公审批流程的形式进行处理 由各院系或其它部门相关人员提 出申请 由学籍负责人进行审批方式修改电子学籍 再由共享数据中心发送学 籍状态变更到其他应用系统 通过课堂教学录像 教学监督人员可以随时查看教师上课的情况 更有效 的对教师进行监督与评价 结合学生通过网络对教师评价 促进评价体系统科 学 合理化 通过专业设置与各专业的教学计划的设置 系统自动生成开课计 划 通过开课计划 确认的选修开课申请 以及教师排课要求 系统全自动或 半自动的完成学校排课 根据教师开课考核要求 教师考试安排要求 系统智 能的安排出适合的考试安排计划 教学方面 在教学上 通过校园各种硬件设施与教学管理平台 共享资源库相结合 实现电子化教学 对教师的备课 授课 以及课后作业的安排 学生作业提交 高校数字校园建设方案的分析与设计 8 以及作业的评价进行管理 打破以往的教学模式 实现无纸化教学模式 打破 以往只有教师对学生作业评价的模式 实现学生自我评价 学生相互评价与教 师评价相结合的作业评价模式 建立更科学的评价体系 教师可以查看各学生 的素质测评报告 了解学生的性格趣向 实现个性化教育 达到因材施教 通过与门禁系统相结合 打破以往教师只能在课堂点到的局面 实现教师 随时了解以前的考勤记录的功能 建立更科学 更合理的考勤制度 通过与教 室摄像设备相结合 打破学生上课忙于做笔记的习惯 通过课堂摄像媒体的点 播方式 学生随时可以了解课堂上课情境 通过网上教学实现 虚拟课堂 参 加学习的学生只要有一台能够上互联网的电脑 在没有教师和同学的情况下就 能随时随地进行课程学习 他们只需要利用学校的电子图书馆 电子教室这些 虚拟媒介就可以了 不需要有校园和教室 大家通过协同学习平台 实现课堂 提问 回答 电子白板功能 满足教师与学生 学生与学生之间的交流 学生管理方面 在招生上 通过系统对社会各专业的需求趋势 各专业毕业生就业情况进 行统计分析 智能地为招生办公人员生成招生计划 为招生管理层提供参考数 据 在学生管理上 通过与后勤 教务 教学 校医院 心理咨询室等各部门 的信息系统进行整合 对学生的生活 学习 以及身体健康 查看体验报告 电子病历等 与心理健康等作全方面的了解 有针对性开展学生工作 在就业管理上 通过与人才市场信息系统进行对接 对学生就业情况进行 登记 系统对以往各专业就业信息的汇总 结合人才市场各专业人才的需求量 以及学生在校学习情况等 智能地预测出今后各专业的就业情况 辅助管理层 的招生就业决策 2 深层次的信息集成 学校目前正在应用的信息系统 多是学校各院系 部 处各自按照业务需 求建设的 各个系统很大程度上独立运行 各自为营 造成信息孤岛 打破信 息孤岛 建立信息与应用规范 提供集成的个性化的服务 是当前高校数字校 园信息整合的三个重要目标 为了实现这些目标 首先需要解决数据不共享 应用不集成 界面不统一等问题 解决这些问题 先要制定相应的信息规范 高校数字校园建设方案的分析与设计 9 对数据进行整合 从而实现真正的信息集成 为用户提供个性化的服务 同时 通过信息整合建立起各个层面的信息标准 为后续信息的管理与利用提供规范 从技术框架方面来讲 信息集成的技术方案主要由四部分来支撑 信息门 户 ESB 企业服务总线 数据访问平台以及数据集成中间件 信息门户主要 负责业务信息的展示 人员权限的控制以及界面级应用的整合 ESB 主要完成 对应用系统各个模块的业务流程整合 服务编排等功能 数据访问平台为应用 系统提供有力的数据支撑 数据集成中间件则对旧有的异构业务数据库进行整 合 实现系统间的信息共享 3 高可用的运行平台 随着学校对信息访问依赖性的增加 校园网数据中心对学校日常业务影响 也越来越大 一旦学校数据中心出现故障 将对学校日常业务的正常运作造成 极大的冲击 给学校带来巨大的损失 总的来看 数据中心出现故障时 学校 的损失分为以下几个方面 对学校日常工作的冲击 教职工无法正常工作 学 校声誉的损失 外界无法访问学校的信息资源等 根据 META Group 的统计 3 各行业平均每小时因为校园网数据中心故障造成一百万美元以上的损失 由此 可见校园网数据中心的可靠性直接关系到学校利益 处于非常重要的地位 一 个高可靠的校园网数据中心可以帮助学校在集中资源 提高业务服务水平的同 时降低运行成本 可靠性已经成为衡量一个校园网数据中心优劣的重要方面 4 协同作业的行政管理 传统的应用系统只考虑业务人员的使用需求 是封闭的 完全由业务人员 来操作 随着高校信息化建设的发展 目前高校业务的实际情况是 各种业务 中涉及的信息是关联的 有些业务需要把各部门的业务串联在一起 有些业务 需要教职工 行政人员和学生的交互来完成整个过程 因此 数字校园建设必 须根据业务的实际需求 采用信息集成的技术手段把各个应用系统连接在一起 按照信息资源的规划方法 统一规划管理业务数据和流程 基于 SOA 架构进行 构建 应用系统之间 是相互交互信息和协作的关系 高度统一的操作方式 有 效地缩短用户的适应周期 提升办公效率 针对性地解决高校信息业务繁杂 高校数字校园建设方案的分析与设计 10 信息资源分散 用户众多等问题 是解决分布在用户几个应用环境之间的业务 逻辑的形式 业务应用系统会涉及到多个位置的信息或者一系列定义的步骤的 信息或流程工作流信息 例如学校干部的信息更新 就可以影响到多个系统中 的数据 如人事管理系统 党务管理系统等 为用户构建一个 一体化的协作 行政管理平台 需要 网络整合 和 数据整合 充分体现了高校信息化建 设 在信息集成阶段满足应用需求 螺旋上升 的特点 5 高效的后勤服务系统 高校后勤属于第三产业 是一个服务行业 在服务过程中 需要各部门配 合的事务相当繁杂 例如上级部门领导检查 兄弟学校访问考察等活动 由于 这些事务具有突发性或临时性 后勤单位需要临时准备会议场地 用车用餐等 还要随时提供其他服务 这些服务工作需要对人 财 物等各种资源进行大量 协调工作 其耗费的成本非常大 但往往是效率不高 数字校园在后勤服务系统上的一个目标 4 就是 后勤纵横一体化管理 在纵向上 将后勤管理所涉及的各方面 如食堂管理 学生宿舍管理 供 水供电管理 日常办公管理等 通过数字校园改造进行一体化整合 整合后的 系统具有以下功能 对属下各个职能部门的管理数据 如资金使用情况 收益 情况 进行统计分析和处理 汇总各部门孤立分散的信息 如资产情况 人员 情况 运行情况 以形成信息管理链 通过绩效考核最大限度降低运营成本 规避运营风险 通过重组资源实现效益最大化 在横向上 改造后其他各应用系统可以挂接在后勤管理平台上 也可以单 独使用 学校可根据实际情况灵活选择 同时 这些系统又互相结合 实现管 理一体化 后勤管理工作将与教学 教务管理等进行整合 让教育工作者通过 网络 就可以方便的了解学生课外学习与生活 全方面地促进和谐校园的建设 与发展 6 全方位的信息安全防护体系 在杭州师范大学数字校园建设中 作为基础设施的校园网的信息安全问题 是的一个非常重要的问题 这些年 由于学校大力投入校园网建设 校园网的 规模越来越大 开放程度越来越高 作为网络用户的学生数量激增 网络环境 的复杂程度也是前所未有的 目前由于计算机病毒和网络攻击手段具有高度智 高校数字校园建设方案的分析与设计 11 能化 造成其破坏力非常大 破坏的的范围也非常广 另一方面 在校园内计 算机技术水平高的学生非常多 他们也许是出于强烈好奇心 时常有意无意地 破坏校园网系统 干扰校园网安全运行 此外 学生进行的网上娱乐活动 如 看在线电影 听在线音乐 进行网络下载和文件交换等会造成病毒传播和网络 堵塞 笔者发现来自校园内部的网络安全危害比来自外部的网络危害大得多 因此 必须在对网络安全风险和漏洞进行全面分析和评估的基础上 建立一套 全方位的 适用的 快速响应的 具有恢复能力的信息安全技术防护体系 使 用先进的 多层次的防护保障对数字校园进行安全保障 7 一体化的信息服务 学校的众多应用系统提供的信息相当庞杂 例如 教师关心的信息包括行 政办公 教学 人事 工资 报销 科研等事务 由于信息分布在不同的应用 系统中 用户往往要分别进入不同系统去查询内容 从用户的角度来考虑 无论这个信息系统是由多少个业务子系统组成 这 些子系统之间的业务关系是多么复杂 作为一个信息系统应该最大程度的提供 用户所需要的资讯 而对于用户来讲所有的功能提供都应该是透明的 但是 从系统集成的角度来讲 要做到多个开发商多个异构系统之间无缝衔接 不单 单需要解决技术上的问题 还需要解决管理上的问题 即协调和组织各个开发 商之间的交流 但无论管理和交流的结果如何 最终还是需要从技术上来解决 实际问题 将来源于不同应用系统的信息整合后发布在信息门户中 实现一体 化的信息服务 2 3数字校园建设的可持续化发展 数字校园在建设完成之后要考虑到在技术上 人才上 机制上的扩展 发 展空间 走可持续发展之路 才能在将来保障数字校园持续产生良好的社会效 益 学校在整个数字校园的体系架构方面 采用了统一的支撑平台 各个应用 系统都是以插件低耦合方式集成到整个数字校园系统 通过定义的统一完善的 接口 以及高性能的集成中间件 为将来开发新的应用提供了坚实的稳定的基 础 数字化平台要考虑能够兼容多种技术平台 由于目前流行着多种技术平台 高校数字校园建设方案的分析与设计 12 每种平台都有自身的优缺点 每种技术一般会在某个领域中有独到之处 或在 实现某种功能的成本较低 或开发周期较短 所以在整体的数字校园平台的实 现中 设计方案需要同时考虑整合多种技术 解决方案等 同时 为了将来与 更新技术的接轨以及对接 设计方案应该可以包容多种主流技术 由于早期所开发应用系统时一般没有考虑到多种数据的整合 目前院校的 现状是 校内多个应用系统在运行 各系统之间互不相关 或很难统一利用数 据资源 实现信息共享 形成了各种各样的信息孤岛 规划新平台时 要正视 这种现状 解决信息孤岛问题 考虑对每个应用系统数据的整合 联合应用 实现信息资源的共享 从学校整体优化的角度出发 为将来平台的可持续发展 实现各系统的集成与整合 并对将来开发的应用系统提供整合标准与准入要求 6 可以从五个方面实施数字校园的可持续发展 1 考虑信息化应用的可持续发展 在数字校园校园的应用层面上 学校涉汲到多个职能部门 多个领导的管 理 最经常的应用有 财务 教务 学校行政管理 对外联络平台等 可规划 各个应用的可持续发展 包括要从整体角度出发 考虑各种应用系统的数据共 享 资源共享 数据标准等工作 2 考虑信息化建设的技术体系的可持续发展 整个数字校园平台要考虑包容多种的技术平台 至少是当前几种主流的技 术体系 技术平台 由于各种技术平台有一定的优势与特点 所以在整个数字 化平台中应用多种技术平台 体系是一种必然的趋势 必须充分考虑这种体系 在应用过程中的兼容问题 3 考虑信息化建设管理机制的可持续发展 建立良好 规范的建设 实施机制将是数字校园运作良好的保障 建立建 全完善的开发 实施 推进制度 规范各部门的使用 在统一 协调的情况下 得到良好的应用 管理机制是一项重要的保障 4 考虑信息化资金投入与服务价值的可持续发展 任何一种项目的建设必定需要要资金投入与人力的投入 所以决策者必将 关注资金投入与价值的回报问题 在考虑项目的可持续发展规划当中 一定要 充分考虑在各阶段的投入与价值回报的对比是否可行 是否有利于后续阶段的 高校数字校园建设方案的分析与设计 13 发展 5 考虑信息化人才队伍的可持续发展 在建设过程中 要考虑信息化人才的培养 包括系统规划人才 系统管理 人员 应用人员 做到实施过程中培训到位 建立各种人才培养 培训机制 以便在将来项目运作过程有一支强有力的信息化队伍支撑项目的运作 高校数字校园建设方案的分析与设计 14 第 3 章数字校园总体规划 3 1建设总目标 根据对杭州师范大学未来的发展设想以及对信息化的现状分析 本文提出 其数字校园建设的总体目标是 基于 SOA 架构的开放式建设理念 通过对校园 应用平台的整合及部分业务应用系统的开发 实现杭州师范大学教学过程的全 面信息化 管理 科研 后勤服务 学生活动等领域的整体数字化 从而提升 学校的软实力和核心竞争力 数字校园的建设内容包括 1 覆盖全校的高稳定 高性能的基础服务和网络体系 建设完善数据中心和服务中心 提供主机托管 虚拟主机 应用服务 数 据存储服务 数据备份服务 数据安全服务等基础网络服务 网络覆盖所有教 学 科研场所 并在公共区域配备计算机 网络接口或者无线网络 2 畅顺 高效的组织管理活动 包括教学管理 人力资源开发 资产管理 财务管理等 利用信息技术实 现部门内部和部门之间更加迅捷的沟通和协调 形成高效的管理机制 使学校 的决策更加民主和科学 3 基于网络的全数字化的教学过程 在全面引入信息技术的前提下 数字校园的核心内容 7 包括教学过程信息 化 教学管理信息化 教学支撑活动的信息化等三方面 4 利用信息技术完善科研的模式和机制 配合科研管理从 管 向协调服务转变的过程 利用信息技术实现对科研 项目从立项到结题的全程管理 包括合同管理 交流管理 成果管理等 进而 促进校企合作 促进成果推广运用 5 实现公共服务体系的信息化 在校园公共服务体系 图书资料服务 体育场馆服务 生活服务等 内建 立唯一电子身份及其认证系统 6 形成智能型社区服务体系 服务项目网络化 集成化 为全体师生提供高效便捷 健康创新的生活服 高校数字校园建设方案的分析与设计 15 务和电子商务服务 7 搭建体系化的运行保障系统 建立一套适应校园数字化建设的过程的建设 实施 培训 管理 运营及 维护体系和制度 也是杭州师范大学 数字校园 的建设目标之一 主要包括 组织机构 信息安全体系 运行和保障体系等 数字校园的应用系统中累积了大量的原始数据 这些数据一般只产生信息 的记录和统计等功能 并未发挥其决策支持方面的作用 本方案通过横跨各个 业务部门 使用数据仓库和数据挖掘技术 将各个业务部门的业务数据有效组 织起来 对领导决策起到支持作用 在各个应用系统中 都有需要决策支持的 内容 而本方案中的决策支持满足了学校在多个方面的决策支持 将决策支持 分布在各个应用系统中 实现一体化的应用 对应用系统的使用和数据的汇总 贯通起到了关键作用 通过对同一个问题 从各个角度分析产生的结果 可以 使领导轻松作出决策 3 2数字校园建设指导原则 1 五统一原则 数字校园的建设是一项复杂的系统工程 众多信息化工程成功和失败的案 例已经证明 复杂信息系统的建设必须建立在 领导 规划 建设 标准 管 理 五统一的基础上 数字校园的建设过程同时伴随着教育改革 教学模式的变革过程 而且涉 及到所有部门的业务和利益关系 目前普遍存在于各的 信息孤岛 现象正是 由于缺乏五统一原则的最好例证 为推动数字校园的建设工作 学校需要成立 由校长亲自挂帅的专门机构 作为落实五统一原则的领导核心 2 系统设计和建设原则 标准化 系统采用的各项设备 网络平台 系统软件 应用软件均符合 国际通用标准 全面符合国家有关信息安全的政策法规 能够适应国际互联网 政务专网等多层次的安全要求 开放性 保证系统软硬件的开放性和技术延伸性 使其与后期的技术发 展有较好的亲和性 高校数字校园建设方案的分析与设计 16 安全性 系统具有高度的信息安全性 能有效降低非法侵入的可能性 同时具备完善的权限控制方面的设计 能够保证系统的稳定工作 提供运行日 志 具有审计功能 提供对实施过程的管理 可靠性 整个系统能通过采用备份 容灾 容错等方案 提供良好的可 靠性 稳定性 对系统进行合理划分和详细设计 充分考虑系统各个模块之间 的关系 保证了系统平台的稳定性 易用性 采用使用人员使用最普遍的信息工具 尽可能减少培训的工作 量和适应新系统的周期 系统一方面方便工作人员使用和操作 同时 另一方 面也方便系统管理员和用户的使用 操作 成熟性 选择和设计系统主机 网络平台和各种技术的时候 符合技术 发展的潮流 使系统依据的基本技术在整个生命周期中保持一定的先进性 并 在体现先进性的同时 保证成熟性 可管理性 由于系统分布在整个学校的各个院系部门 系统部署的范围 比较广 因此系统平台必须具有良好的可管理和易于维护的特点 在本方案中 充分考虑到了可管理性对本系统的重要性 在设计中充分利用厂商平台提供的 多种管理手段 以满足本系统的需要 规范性 严格按照高教委颁布的信息化建设标准 国家标准及行业标准 执行 缺少标准的地方与校方协商决定 可维护性 系统的网络平台 系统软件 应用软件都提供方便 灵活的 维护手段 方便应用人员进行维护和管理 可扩展性 系统的可扩展性必须满足以下两个要求 一是当用户数增加 时 硬件支撑平台必须具有可扩展性 可以采用增加设备模块 服务器的方式 来匹配系统性能的新要求 二是当增加新的应用模块时 系统平台必须提供可 扩充的接口 同时应避免出现因增加新的应用模块而不得不将整个应用程序重 新编写的情况 易升级性 具备系统升级的完善的计划 避免频繁升级 打补丁 提供 产品升级的现场服务 实现功能和数据的平滑升级 提供符合行业标准的二次 开发接口 保证将来能够进行升级改造 高校数字校园建设方案的分析与设计 17 3 建用结合 以用促建原则 数字校园的建设过程应该是在继承与发展已经取得的成果的基础上 是一 个边建设边使用边提高 8 逐步完善 螺旋式上升的过程 4 实事求是 以我为主原则 国内的教学 科研 管理等情况大致相似 但是各个学校的具体情况千差 万别 例如资金筹措情况 承建商的支持能力 领导推行的力度等 在数字校 园这样一个大系统的建设过程中 众多小的差异必将带来本质性的处理模式的 变化 因而 其它学校的成功经验和模式不一定能够在本校中获得成功 更不 可能把开发商的一套解决方案硬搬过来 数字校园的建设过程伴随着教育改革 管理模式的变革 而不仅仅是采购 一系列的设备和应用软件 因而 校方必须在深入理解自身状况的基础上 以 我为中心 选择最适合于自身状况的解决方案 其中几条关键的原则包括 依据学校现状和特色制定策略 而不是简单的照搬其它的模式 根据需求来确定规划 而不是根据技术来定规划 选择能够长期合作发展的承建商 通过持续的合作建设过程 实现双赢 5 统筹规划 分步实施原则 数字校园建设是一个长期的过程 应该目光长远 不要局限于眼前的建设 建设必须分步实施 一定要在统一规划的前提下进行 如果缺乏统一规划 系 统将会陷入相互不兼容或者前期投资浪费的情况 在制定总体规划的过程中 不但要考虑技术层面的内容 还要站在整体的高度全面规划 包括建设 运行 服务与培训 3 3数字校园体系架构 在数字校园建设中使用 SOA 架构 数据整合等有效的技术 可以更好的实现 高层次的应用整合 内容整合 信息整合 流程整合 进而为数字校园的网络化 数字化提供具体实施的平台 借助 SOA 架构的分层的概念 应建立数字校园资源整合的层次模型 如图 3 1 所示 高校数字校园建设方案的分析与设计 18 信息门户 应用聚焦展现 个人化定制 单点登录漫游 信息服务层 学校基本信息情况 教职员工信息 学生信息 教务管理信息 教学评估信息 科研信息服务 图书馆信息 设备信息 后勤信息 学生一体化领域 学生工作管理 研究生管理 迎新管理 教学管理领域 本科教学管理 教材管理 实验教学管理 行政综合领域 协同办公系统 人事信息管理 财务管理 信息综合领域 信息门户 综合信息服务 决策支持 校园文化领域 团委管理 校园文化宣传 社区管理 学术领域 科研管理 学报管理 维护管理领域 网络运营管理 上网管理 网络管理 公共系统 帮助中心 信息推送 日志管理 其他领域 图书馆管理 一卡通系统 服务支撑平台 网络管理 目录管理 DNS DHCP 流媒体服务 NET程序运行平台 J2EE程序运行平台 遗留程序运行平台 应用服务器 操作系统 数据库 网络基础层 网络平台 安全设备 存储系统 基础通讯设施 标 准 规 范 体 系 运 行 服 务 体 系 信 息 安 全 体 系 组件式集成应用平台 用户管理 身份认证 权限管理 数据交换 表单组件 菜单组件 异常管理组件 图 3 1 数字校园建设层次模型 数字校园资源整合的方案共分为八层 1 网络基础层 网络基础层是数字流动的基础设施 是数字校园系统结构的基础层 它确 保数字校园的实现 该层主要包括网络平台 安全设备 存储系统 基础通讯 设施等 它们是信息的存贮与网络传输的硬件和软件基础 2 应用支撑层 应用支撑层是数字流动的软件基础 为校园使用的各种应用系统提供核心 服务 应用支撑层主要分为两部分 服务支撑平台 组件式集成应用平台 服务支撑平台主要依靠中间件等成熟软件系统产品构建 提供包括网络管 理 目录管理 DNS 程序运行平台 应用服务器 操作系统 数据库等 采用 的技术主要是支持企业级应用的 NET 和 J2EE 除此以外还有部分旧系统中采用 的 ASP PHP 技术 10 高校数字校园建设方案的分析与设计 19 组件式集成应用平台是将数字校园应用系统中通用的各种基本功能封装成 独立的组件服务 主要包括用户管理 身份认证 权限管理 表单组件 菜单 组件 异常管理等通用组件 这些组件采用标准的接口提供给数字校园中的各 应用系统调用 形成一个统一的 可靠的 开放的处理通道 3 应用系统层 应用系统层构建于应用支撑层之上 根据校园的业务需求 构建了各种应 用系统 实现系统互通和信息共享 还可以实现系统互操作 数字校园各个应 用系统主要分为九大领域 4 信息服务层 信息服务层是根据需求将应用系统层的各种信息进行打包封装 并建立数据 中心 根据应用系统层为用户提供公用 共享的数据集组 这些数据集组是为各 类服务的需要而构建的 需要构建的信息有 学校基础信息 教职工管理信息 教务管理信息 学生管理信息 后勤管理信息等 5 信息门户 信息门户为学生教职员工提供一个访问学校内部各种资源的单一入口 它 的建立依靠以下各个层面 应用支撑层与信息门户直接关联 数据集成 业务流程集成和应用系统 集成是通过 EAI 连接各应用系统得以实现 信息门户可以利用基础服务