最近這幾年，IT技術發展的趨勢和熱點話題是云計算，事實上，云計算雖然是一種新型的計算模式，但也是計算技術和實踐長期演變的產物。云計算能夠減少成本，將資本性的開支變為運營性開支；它可以提高資源的敏捷性，更有效地響應業務需求；可以提高業務的敏捷性，將精力集中在解決業務問題，而非基礎設施問題；同時可以減少碳排放。云計算將是我們共同的未來，每個人都將從云計算模型中獲益，原因很顯然，每個人都愿意降低成本，獲得更好的效率。
以應用為根本，以服務為重心，為公眾提供服務，是教育機構應承擔的責任。云計算教育平臺作為公共服務系統，需要保證用戶能隨時隨地的訪問所需的信息，傳統的架構存在一定的局限性，只有通過云計算模式才能應對各種復雜的使用環境，能從電話、移動設備、電腦等能實現數據訪問，使得公眾、教育客戶到政府都能獲得所需服務。云計算的動態資源提供能力在任何時候都可以快速響應用戶的需求，隨著使用群體的增加，整個系統將不斷的橫向擴展，以滿足用戶需求，對于使用者、提供者來說，云計算提供了廉價的高性能計算、服務器租賃、運算和存儲業務及開發環境的服務。
針對現在教育的實際業務需求，該文將主要的著力點放在了云計算為教育信息化帶來的變化。
1 云計算簡介
1.1 云計算的定義
對于云計算（cloud computing）的定義，目前業界大多數認可美國國家標準與技術研究院（NIST）的定義：云計算是一種按使用量付費的模式[1]。“云計算”這個概念最初是由Google首席執行官埃里克·施密特（Eric Schmidt）在2006年8月9日在搜索引擎大會（SES San Jose 2006）首次提出的，Google認為，云計算是一個網絡應用模式，是以公開的標準和服務為基礎，提供可配置的計算資源共享池（如服務器、應用軟件等）給各個網絡使用者（網民或稱用戶）提供安全、快速、便捷的數據存儲和網絡計算服務的一種網絡應用新模式。從技術方面來講，云計算是由網絡計算（Network computing）、分布式計算（Distributed Computing）、并行計算（Parallel Computing）等傳統計算機技術和網絡技術發展融合的產物，是以互聯網發展的產物[1]。
1.2 云計算具有以下主要特點
1） 大規模。“云”要具有相當的規模，要有成千上萬臺服務器才稱得上是“云”，才能賦予用戶前所未有的計算能力，據有關學者統計，目前Google云計算已經擁有100多萬臺服務器，Amazon、IBM、新浪、搜狐等著名大公司的“云”均擁有幾十萬臺服務器以上[2]。
2） 虛擬化。虛擬化是云計算的核心技術，包括三個方面，即核心層虛擬化（數據中心核心網絡設備的虛擬化）、接入層虛擬化（可以實現數據中心接入層的分級設計）、虛擬機網絡交換（物理網卡虛擬化和虛擬網絡交換機），用戶只需要有一臺筆記本電腦或者一部手機，都可以隨時隨地通過云計算來向“云”端請求自己所需的服務或者資源，這些應用是在“云”中某處運行，而不是固定的有形的實體[3]。
3） 以用戶為中心。云計算技術是互聯網發展的產物，互聯網的最大功能就是應用，所以云計算是以用戶為中心的一種網絡應用模式，用戶是云計算服務的對象，優秀的云服務、處處為用戶著想的服務態度是云計算吸引用戶的關鍵，因此，云計算不僅僅要給用戶提供技術先進、內容豐富的服務，也要在用戶個人資料的安全性、使用的便利性方面加以強化、人性化，以滿足各種不同用戶的“苛刻”需求。
2 云計算與傳統體系在架構上的區別
云計算與傳統體系在架構上的區別簡單來說，云就是某種應用的集中供給點，比如存儲云、辦公云、數據庫云等等。而傳統的數據中心更多的是數據的集中、匯合，更多的是技術的簡單疊加，更多的還是與物理架構打交道，二者有著明顯的區別，云計算的出現讓數據中心具備了一種為客戶提供應用服務但又遠遠超出數據服務功能的這樣一種智能[4]。
數據中心要實現云計算，虛擬化無疑是一個重要的基礎，但虛擬化并不能代表全部的云計算中心的形態，它可以更好地為云計算服務，在當前的技術水平下，虛擬化也不是萬能的，因此在建立云平臺時也要考慮為用戶提供更為全面而完整的跨越虛擬與非虛擬平臺的解決方案與管理手段，為用戶提供更為合理的云計算中心的基礎架構[5]。
傳統的數據中心建設主要由業務量驅動，業務量越大數據越多，如社交網站Facebook據稱每天新增的數據就達上百TB，經過一段時間就會出現這樣的情況：數據越來越多，接口速度越來越慢，管理和維護的工作越來越復雜，管理的人力成本要大大增加，而部署一個新的應用系統又需要花費不菲的資金和較長的時間周期。在云計算的數據中心中，所有的服務器、存儲器，同時也包括網絡等基礎設施資源將通過虛擬化技術被聚集起來、被池化，形成一個巨大的數據存儲和處理中心（資源池），同時由服務器中的各種配置工具來支持“云”端的軟件管理、數據收集和處理，用戶可以通過任何地方、任何方式訪問、下載資源池的各種資源[6]。
3 云計算的關鍵技術探討
3.1 云計算的虛擬化技術探討
云計算是一種計算理念，虛擬化是云計算的最主要的特征，是云計算的最重要技術之一，虛擬化技術從應用來看，可分為服務器虛擬化和桌面虛擬化。服務器虛擬化是一個抽象概念，即把物理資源抽象成邏輯資源，讓一臺服務器變成幾臺甚至更多臺相互隔離的虛擬服務器，它是云計算底層架構的重要基石，使得服務器不再受限于物理上的界限，而是讓CPU、磁盤等硬件變成可以動態管理的“資源池”，從而提高資源的利用率，簡化系統管理，實現服務器整合。在數據中心的服務器上進行服務器虛擬化，生成大量的獨立的桌面操作系統（虛擬機或者虛擬桌面），這就是桌面虛擬化，它是指可以通過任何設備，在任何地點、任何時間訪問在網絡上的屬于我們個人的桌面系統[1]。
虛擬化技術實現了軟件和硬件的分離，支持用戶在任意位置、使用各種終端獲取應用服務，而不需要考慮后臺硬件的實現。
在我國當前的教育信息化建設中，當前各大中專院校普遍存在重硬件輕軟件、教學資源分布不均，教學資源共享程度低的現狀，虛擬化技術就可以解決軟硬件投入不平衡、系統和應用日常維護量大、缺少教學的連續性等問題，加快信息化建設、數字校園建設，最大化教育資源的利用效率[7]。
3.2 云計算的數據存儲技術探討
云計算的一大優勢就是能夠快速、高效地處理海量數據，需要同時滿足大量用戶的并發操作訪問需求，這一點至關重要，因此在數據大爆炸的今天，云計算的數據存儲技術必須具有分布式存儲的特點，即具有高吞吐率和高傳輸率，這樣可以保證數據的高可靠性，所以云計算通常采用分布式存儲技術來存儲數據，將數據存儲在不同的物理設備中，這種模式的優點是擺脫了硬件設備的限制，同時擴展性也比較好，使得服務器能夠快速響應用戶需求的變化[8]。
與傳統的存儲技術相比，云計算的數據存儲技術不僅僅是指在硬件方面，而且包括在應用軟件、公用訪問接口、客戶端程序等一起組成的一個復雜的系統，各部分都要以存儲設備為中心。目前數據存儲技術主要有Google的GFS（Google File System，非開源）以及HDFS（Hadoop Distributed File System，開源），目前這兩種技術已經成為事實標準[9]。
在教育信息化建設中，當前各大中專院校普遍存在重業務輕資源數的情況，即在教學資源方面，各自都積累了很多優秀的電子教學資源，但尚沒有一個統一的、便于使用管理的教學資源平臺，就目前的狀況而言，大多數學校對此還不夠重視，云計算的數據存儲技術就可以解決不同操作平臺的相同數據、信息缺乏共享、存在信息孤島等管理信息系統集成的問題，對信息化建設的信息根據需求合理分配，保證信息的可靠性和可用性。
3.3 云計算的數據管理技術探討
由于云計算采用了分布式存儲技術存儲數據，所以自然要引入分布式資源管理技術，對分布的數據進行海量的存儲、讀取后并進行大量的分析是云計算的一大優勢，為了能夠對大型數據進行高效的分析處理和特定數據的快速搜索，而且一般來講數據的讀取操作頻率要遠大于數據的更新頻率，如何提高數據的更新速率以及進一步提高隨機讀速率是未來的數據管理技術必須解決的問題。目前云計算系統中的數據管理技術主要是Google的BT（BigTable）數據管理技術和Hadoop團隊開發的開源數據管理模塊HBase。BT是一個大型的分布式數據庫，與傳統的關系數據庫不同，它把所有數據都作為對象來處理，形成一個巨大的表格，用來分布存儲大規模結構化數據[1]。
在教育信息化建設中，數據管理技術就可以解決院校采用不同軟件平臺開發造成不同的信息系統、資源建設滯后等信息資源管理上的問題，高效地使用網絡資源，構建職業教育云平臺。
3.4 云計算相關的安全技術探討
在云計算的關鍵技術中還應考慮“云安全”方面的技術問題，由于云計算環境下的數據對網絡和服務器有著嚴重的依賴，因此云計算模式帶來一系列的技術安全問題，比如：如何保護好用戶的隱私不被非法利用？有些數據是企業的商業機密如何做到不泄密？現在木馬病毒、惡意程序頻繁，如何做好云計算基礎設施的防護等等，這些問題都需要更強的技術手段，乃至法律手段去解決。
現代社會是個商業社會、法制社會，在教育信息化過程中，學校要應用云計算技術于教學、科研、管理，但必須要認真考慮云計算的安全技術，只有有了可靠的云安全技術，依靠法律武器，才可以確保各學校的數字資源存放、管理信息系統的建設以及基礎設施的建立在云中得到執行，做到不侵權、不被冒權，構造合理可行的云安全架構是云計算在我國教育信息化過程中各有關學校、教育部門及領導要認真考慮的一個重要方面 [8]。
4 云計算為教育信息化帶來的機遇和挑戰
目前云計算還處于初始階段。但是許多大型的IT公司都推出了各種云服務，既有商業的，也有教育的，如截止到2014年5月初，新浪約有71萬多個應用在新浪云計算托管。在云計算的浪潮中，我們要把握時機，充分地運用云計算，為我國的教育信息化服務。
4.1 構建個人網絡學習環境，提高網絡學習的效率
當前，自主學習的一個很重要的方式就是網絡學習，通過網絡這個寬松的環境進行學習正是云計算的最大優勢，云計算是以用戶為中心，讓數據和服務圍繞著個人，用戶可以在任何時間、任何地點輕松地獲取所需的數據，在學習動機、學習策略、學習方法等心理因素方面都深深的影響到每一個人。比如：我們可以用iGoogle、Diigo等Web2.0工具構建網絡學習環境，自由地選擇學習內容和學習方式，如Microsoft、網易等都推出了自己的云計算平臺，通過這些學習平臺，我們可以快速的檢索數據、處理數據，這將會有效地提高學生的學習效率[9]。
4.2 利用云計算，促進學校各部門之間的協同合作，推進高校信息化建設標準工作
以筆者的了解，目前各高校的校園網絡建設都投入了巨額的資金，但大多數都是停留在以宣傳介紹、簡單的OA為主，深層次的管理還不足，部門之間如何利用校園網進行資源共享、交流協助的還不夠，通過校園網絡對學校的教學和科研的促進作用還遠不夠，有了云計算，我們可以解決一些存在的實際問題，。例如，目前各學校內部的科研、人事、財務、設備等，基本都是各自部門獨立的系統和數據，我們可以委托有關公司建設基于云計算的大型教科研管理信息系統，整合這些信息資源，通過虛擬技術，實現跨部門業務流程的對接，真正有效地提高管理效率，以管理促進教學、科研水平的提高，促進資源的實用。又比如，我們可以建立教務人員、普通教師、專家教授、學生之間的教學交流平臺，讓教師備課、學習復習、教務管理等整合起來，讓管理人員之間、教師與管理人員之間的交流、協作大大增加，在數字化校園建設中發揮重要作用。
4.3 創新學校管理的新思維，利用云計算，可以以較低的總擁有成本獲得出色的計算體驗
目前各學校總體的信息共享和業務的協同是不夠的，以筆者所在的廣州大學城來說，各高校之間的信息共享遠遠滯后于硬件的投入，各高校之間還基本出于各自獨立運轉的狀態，信息互聯、信息共享遠遠不足，這也當前信息化建設的重點和難點。在全國的范圍來講，許多學校預算不足，無力購買充足的計算機；有些學?？赡苡杏嬎銠C，但沒有足夠的 IT 資源來維護計算機以及確保計算機安全、順利運行，通過云計算教育公共平臺，可以使用單臺計算機讓多個用戶使用計算機，而購買、維護和運行成本則減少了很多，而且，還可以為學校的選擇提供一定的靈活性，便于購買適當數量的計算機相關產品來滿足需求，例如，學?？赡軟Q定為每間教室添加一套云計算管理軟件，為每位學生配備一臺用戶站，如果有一位新學生加入到班級中，只需添加一臺用戶站即可，這樣就不會浪費前期的投資。
