(上海仪电鑫森科技发展有限公司)
摘要：智慧校园是在信息技术基础上，以大数据、云计算以及互联网等先进技术为依托，将师生管理、生活管理以及教务管理融为一体。基于此，本文首先简单介绍了云计算技术，分析了网络平台设计需求，对平台结构进行详细设计。通过融入云计算技术，可对网络平台全面升级，从而满足高校教学和管理的实际需要。
关键词：云计算技术；智慧校园服务平台；平台结构设计
引言：随着云计算技术、物联网技术的广泛应用，智慧校园从理念步入实践阶段，各个院校积极建设网络平台，建设智慧校园，融入先进的信息技术和网络技术，促进先进技术和高校教育的融合，改善教学效果，为高校教育提供数据化、网络化环境，满足高校教学、科研工作、生活服务等多位一体的功能需要。因此需要对智慧校园服务平台结构展开研究，丰富智慧校园网络平台的功能。
1 云计算技术
云计算技术融合了虚拟化技术以及基础架构，将数据中心数据资源虚拟化，通过计算资源方式租用给用户。已经成为一种全新的IT部署和交付模式，在网络支持下，将服务和产品提供给用户。云计算汇集网络资源，提供个性化服务，对计算资源进行调配，提供资源信息服务。云计算是通过大量计算资源完成统一调配和管理，构建现代化计算资源，给用户提供高校服务。在现代化系统中，云系统可根据用户需要，随时获取资源，使得资源库无限扩展，最终根据资源使用情况支付费用。云计算分为云平台、云软件以及云设备三个层次。从发展眼光看，智慧校园网将得到广泛应用，成为校园建设的重要构成。
在各类云计算技术中，Hadoop作为最热门的一种框架，多用于处理大规模数据，为程序提供稳定可靠接口。通过接口快速开发程序，无需过多关注底层架构。Hadoop具有廉价、稳定以及高效的特点，深受开发者欢迎。在云计算程序中，Hadoop已经成为标准方案，Hadoop结构包括底层和上层两部分，对应着文件系统和计算引擎。计算引擎作为主服务节点，负责对命名空间管理，负责储存运算数据，并管理储存数据。从文件系统来讲，将数据储存为文件，文件将被划分为数据块，在不同节点保存。MapReduce是编程模型，在数据集中广泛应用，执行作业负责对集群资源进行分配，通过对业务搜索，分析数据得到模型。凭借云计算技术较高的技术优势，越来越多应用于管理领域中。在学校信息化建设中，通过应用云计算技术满足信息化管理需求，提高校园管理的智能化水平。高校逐渐完善网络服务平台，积极应用云计算技术优化网络服务平台功能，有助于完善平台功能，满足高校教育和校园管理的需要。在云计算技术支持下，深入挖掘用户信息，能够积极响应用户需求，提供强大的运算和储存能力，便于升级维护，整合硬件资源和软件资源。
2 智慧校园服务平台需求分析
2.1 用户需求
智慧校园服务平台主要有师生、管理人员、开发人员、科研人员以及社会公众作为主要访问对象。师生使用平台对登录方式、信息安全、储存功能提出较高的要求，利用平台完成学习资源的传输。管理人员使用平台对师生进行管理，需要平台具备统一入口、数据安全以及功能的丰富性[1]。开发人员负责对平台进行时升级改造，需要平台具备服务通用性、储存功能，具备良好的软件运行环境。科研人员需要大量的储存空间，安全的网络环境，以及快速的响应速度，强大的计算能力。社会公众则需要简洁的页面，快速的响应速度，完善的查询搜索功能等。
2.2 功能需求
首先平台应当具备储存功能，智慧校园平台应当具备充足的储存空间，面向全校师生，能够满足大量学习资源的储存，且储存空间需要处于持续性维护中，满足指数型增长需求。数据储存功能包括数据纠正、数据传输以及共享信息等功能。其次具备运算功能，为支持高校科研工作，需要具备强大的计算功能，能够满足复杂运算，提供运算结果。再者要具备强大的荷载能力，高校大学生每年需要选课两次，有上万名学生同时登陆服务平台，服务平台需要具备强大的荷载能力，保证稳定运行。同时需要对用户身份快速认证，区分教师、学生、管理人员等，用户登录一次后，可对多个模块进行访问。最后具备统一管理功能，校园管理工作复杂，经常需要交叉性管理，服务项目逐渐增多，需要对服务项目进行统一管理。
3 基于云计算的智慧校园服务平台架构的设计
3.1 开发环境
在云计算技术基础上，智慧校园服务平台使用Hadoop集群作为环境部署，最大的优势在于数据安全稳定，不需要对底层框架进行考量。使用Hadoop集群部署，结合Java开发，进行设计。先对节点进行配置，给计算机设置IP地址，分配主节点和数据节点。给每个节点安装UbuntuLinux12.04系统，形成集群账号。再进行hosts文件的修改，配置主节点以及数据节点。
配置免密码登录，建立集群节点访问密码，访问前需要认证身份，借助于密钥加密实现。首次访问后，再次访问不再需要验证，可远程接入。主节点保存公钥，经过身份认证后，可直接访问系统。
3.2 结构设计
智慧校园服务平台主要包括三个结构，分别为软件应用层、基础设施层以及平台支撑层三个部分。基础设施层包含运行平台所需要的硬件资源，提供给硬件功能支持作用。基础设施层包括存储器、服务器、感知设施以及网络资源，可扩展性较强。在云计算技术支持下，上层结构可使用基础层提供服务。平台支撑层主要为开发环境和软件提供服务，查询、计算、存储、认证等服务均需要在平台层实现。平台支撑层处于软件和基础设施层之间，根据功能设计。软件应用层作为人机交互业务系统，为用户提供各种各样的应用，每个应用均需要得到各项服务的支持。本设计中设计了“智慧管理”、“智慧教学”、“智慧评价”、“智慧生活”、“智慧环境”、“校园综合大数据”六项功能，同时满足开放平台和校园管理的需求。
3.3 拓扑结构
支撑服务层需要具备多个功能硬件，DSCP负责储存和运算数据，服务器用于储存地址和注册、登录信息。认证身份服务器用于识别用于身份信息。在云计算技术支持下，经过云计算技术统一处理、虚拟运算后应用。为保证数据安全，平台设置校内端口和校外端口。用户访问平台要先提交数据，经过身份认证后，服务器将数据传递至服务平台。若数据为登录、认证请求，将数据发送至UAP。若数据为计算、储存请求，将数据发送至DSCP[2]。若数据为查找资源，则将数据发送给WSAP。
3.4 身份认证功能
认证身份服务器，使用Spring Web Flow跳转流程。在配置文件中，设置视图URL以及bean。认证请求被传输至FlowController，在对应流程中处理请求，反馈登录视图。用户初次登录Web时，要进行信息绑定，认证身份。学生需要认证学号、身份证号等信息。在页面上绑定个人信息后，设定账号密码，生成用户个体化凭证信息，系统会调取用户信息，通过验证后，跳转至sendTGT。若未通过验证，会重新跳出登录页面。平台认证身份使用不同方法生成TGT票据和ST票据，两种具有特异性，根据随机字符确认身份。用户携带ST票据访问平台时，Web会对ST票据进行识别，经过认证票据对用户提交请求参数进行确定。无论判断票据结果如何，服务器均保存票据信息，对比用户请求参数确认，系统可自动销毁票据，保证登录的安全性。
3.5 数据运算储存功能
智慧校园支撑服务平台储存数据和读取数据的形式均为文件格式，实现数据储存，主要是实现数据上传以及下载。在数据平台上，上传用户文件主要是通过DfsProxy中COPY FromLOCAL实现。下载文件同样需要经过持久层和业务层，使用DfsProxy中GET FileStream[3]。在平台中，数据计算主要通过给用户提供虚拟环境，不需要用户自己调度资源，运行软件，提前设定代码负责运算数据。目前智慧校园平台运算功能包含计算平均值、统计项目等功能。用户提交运算请求后，平台收集目标数据源，同时以Jar的MaoReduce文件呈现给用户。
3.6 Web服务管理功能
用户提交信息模块时，系统使用ServiceUtil检查信息，确认用户是否具备权限访问平台，检查用户地址等信息，将用户信息传递至数据库后，完成服务检查。更新服务和注册服务的方法一致，均需要调动持久层数据库才能实现。智慧校园发展提供了更加全面的功能需要，服务类型和数量增加，通过WSAP对服务进行查找，查找关键词等。查找分类多包括WADL、WSDL以及WMS几个分类，用户通过查找服务细节、服务名称以及时间等找到目标数据。
结论：综上所述，在云计算技术支持下，对智慧校园网络平台进行设计，先分析用户需求和功能需求，然后进行校园服务平台架构，主要采取拓扑结构，设置基础设施层、软件应用层以及平台支撑层，满足身份认证功能、数据运算储存功能、Web服务管理功能。未来还需要进一步融合人工智能技术、大数据技术以及深度学习技术，丰富平台功能性，满足师生应用需求，成为校园管理的有力工具。
参考文献：
[1]孙翠改,敖建华.智慧校园框架下学院微信综合信息服务平台构建研究[J].软件工程,2020,23(03):38-42.
[2]张嘉丰.基于大数据计算机体系的智慧校园云服务平台构建[J].网络安全技术与应用,2020(01):81-82.
[3]宋苏轩,杨现民,宋子强.教育信息化2.0背景下新一代高校智慧校园基础平台建设研究[J].现代教育技术,2019,29(08):18-24.