CN105915552A - 一种搭建智慧应用系统的云计算智慧平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种搭建智慧应用系统的云计算智慧平台，其特征在于包括；智能终端层(1)、网络通信层(2)、智慧服务层(3)、智能感知层(4)、智慧数据层(5)、数据存储层(6)、所述智能终端层(1)、网络通信层(2)、智慧服务层(3)、智能感知层(4)、智慧数据层(5)和数据存储层(6)各层依次连接。本发明通过该平台统一管理和调度所有的教学设施，同时联网获取最先进最完善的操作规范和学科管理构建更加完善的教学资源组织形式；利用智慧应用系统服务于现代化校园革新了学校管理模式和教育教学模式。

Description

一种搭建智慧应用系统的云计算智慧平台

技术领域

本发明涉及一种云计算智慧平台，尤其涉及一种搭建智慧应用系统的云计算智慧平台。

背景技术

信息技术的迅速发展，不仅改变着人们的生产方式和生活方式，而且改变着人们思维方式和学习方式，对现代教育也产生了巨大冲击，使教育领域的教学模式、教学手段、学习方法、课程教材等面临严峻的挑战，从教育环境、教育模式到教育理念、教育目标，都在这场冲击中发生着变革。

欧美发达国家的教育信息化起步较早，如美国在1990年就已提出信息化校园的概念，目前有的已形成信息化校园的架构。他们大多数围绕着学生如何利用信息资源去学习，教师如何利用信息资源来指导学生。

国内高等学校大规模的信息化建设比西方发达国家起步晚了10-20年。经过多年的努力，我国高校教育技术水平也有很大的发展，许多学校建立了自己的信息网络中心，教学信息化也得到广泛应用，但还存在以下三个不同层次的问题：

1、重硬件建设，轻资源的构建，造成有路无车的局面，先进的教学设施变成了装点门面的摆设。

2、资源建设缺少操作规范和科学管理，教学资源组织形式不适应现代化教学，不能发挥应有的作用。

3、先进的教学设备与传统教育观念和管理模式并存，没有营造出与之相匹配的信息化的校园文化，没有探索出现代化的学校管理模式和教育教学模式。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种搭建智慧应用系统的云计算智慧平台，通过该平台统一管理和调度所有的教学设施，同时联网获取最先进最完善的操作规范和学科管理构建更加完善的教学资源组织形式；利用智慧应用系统服务于现代化校园革新了学校管理模式和教育教学模式。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种搭建智慧应用系统的云计算智慧平台，其特征在于包括：

智能终端层，包括自适交互终端；

网络通信层，包括网络管理模块、安全网关、上网审计模块、核心交换机和虚拟交换机；

智慧服务层，包括智能交互模块和智慧应用系统；

智能感知层，包括智能感知系统；

智慧数据层，包括云中心防火墙、门户集成系统、服务器虚拟化集群、智能引擎中心、数据库服务器和综合分析计算集群；

数据存储层，包括SAN交换机、存储虚拟化引擎、虚拟化存储磁盘阵列和备份容灾系统；

所述智能终端层、网络通信层、智慧服务层、智能感知层、智慧数据层和数据存储层各层依次连接；

所述网络通信层的安全网关通过Interent上连自适交互终端，安全网关下连核心交换机，核心交换机与虚拟交换机互连，所述安全网关分别连接有网络管理模块和上网审计模块；

所述智慧服务层的智能交互模块和智慧应用系统通过局域网LAN与虚拟交换机连接；

所述智能感知系统通过局域网LAN与智能交互模块、智慧应用系统以及虚拟交换机互连；

所述智慧数据层的门户集成系统与智能感知系统连接，门户集成系统分别连接服务器虚拟化集群和智能引擎中心，所述智能引擎中心分别连接数据库服务器和综合分析计算集群，数据库服务器和综合分析计算集群彼此互连，所述门户集成系统与智能感知系统连接之间连接有云中心防火墙；

所述数据存储层的SAN交换机上连服务器虚拟化集群和综合分析计算集群下连虚拟化存储磁盘阵列和备份容灾系统，所述SAN交换机还与存储虚拟化引擎连接。

达到的技术效果是：首先，通过云智慧平台搭建智慧应用系统，实现校园内的教学设施互联，使得教学资源得到充分利用；其次，利用互联网的模式获取教学资源、操作规范以及科学管理方法，可以使得教学形式更加符合现代化教学；最后，利用云计算智慧平台搭建的数字校园的模式可以营造更加浓郁的校园文化，同时也革新了学校管理模式和教育教学模式。

作为本方案的进一步改进，所述自适交互终端包括自助终端、传感器终端、移动终端和固网终端。通过各类终端可以进行相应的操作。

作为本方案的进一步改进，所述核心交换机包括核心交换机A和核心交换机B，所述虚拟交换机包括虚拟交换机A和虚拟交换机B，所述核心交换机A、核心交换机B、虚拟交换机A和虚拟交换机B彼此交叉互连。

使用教材互连的结构可以有效保证系统的稳定性以及信息交换的速度与准确性。

作为本方案的进一步改进，所述智能交互模块包括统计分析模块、决策支持模块和实时跟踪模块；所述智慧应用系统包括智慧教学服务系统、智慧科研服务系统、智慧管理服务系统、智慧生活服务系统、智慧社会服务系统和智慧文化服务系统。

作为本方案的进一步改进，所述智能感知系统包括智能嵌入模块、RFID模块和传感器，其中所有结构均采用纳米技术集成。

作为本方案的进一步改进，所述门户集成系统包括统一身份认证模块、单点登录模块、个性化定制模块、门户管理模块、组织用户管理模块、待办提醒模块、辅助办公模块和访问审计统计模块。

作为本方案的进一步改进，所述数据库服务器包括共享数据库服务器、备份数据库服务器和分析数据库服务器，所述共享数据库服务器、备份数据库服务器和分析数据库服务器彼此互连且分别连接服务器虚拟化集群和智能引擎中心。

作为本方案的进一步改进，所述服务器虚拟化群集包括应用业务系统服务器池、核心业务系统服务器池、托管业务系统服务器池、研发测试系统服务器池。

作为本方案的进一步改进，所述SAN交换机包括SAN交换机A和SAN交换机B，所述SAN交换机A和SAN交换机B彼此互连且与存储虚拟化引擎连接。

作为本方案的进一步改进，所述服务器虚拟化集群包括三组相同的服务器，每一组服务器都能独立支撑系统的运行，三组服务器彼此自动交替轮流运营；

具体更换方法如下：

初始状态下，第一组服务器运营，第二组服务器备用服务器；

启动第三组服务器同时第二组服务器进入运营，然后关闭第一组服务器，第三组服务器作为备用服务器；

启动第一组服务器同时第三组服务器进入运营，然后关闭第二组服务器，第一组服务器作为备用服务器；

启动第二组服务器同时第一组服务器进入运营，然后关闭第三组服务器，第二组服务器作为备用服务器；

定时循环上述步骤实现服务器的交替运营。

其中正在运营的服务器会将相应的数据备份到备用服务器上，使得服务器彼此交换时，服务器内部的数据依然是同步的，并不会影响服务器的正常运营。

使用三组服务器组定期交替，可以有效防止服务器长时间工作发热使得服务性能下降和使用寿命缩短。

作为本方案的进一步改进，所述虚拟交换机、服务器虚拟化群集和综合分析计算集群分别连接有负载均衡器。

本发明的有益效果：和传统的教育模式相比较，本发明利用云计算智慧平台搭建的智慧应用系统更加符合现代化教学的需求，基于云计算教育信息化智慧平台建设，构建全新的教育教学管理模式，实现管理数字化、制度化、规范化，决策智能化、民主化、科学化；通过教育信息化智慧平台建设，改进办学条件，融入现代教育思想，形成先进的管理模式，从而把学校建设成为拥有先进教育理念、优越办学条件的现代化高校。

附图说明

图1是本发明的网络层结构图；

图2是本发明的结构框图；

图3是本发明的详细结构图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明进行详细说明：

如图1、图2、图3所示：

一种搭建智慧应用系统的云计算智慧平台，包括以下网络层结构：

智能终端层1，包括自适交互终端；智能终端层支持各种智能终端，包括自助终端、传感器终端、移动终端、固网终端等，为各类用户提供与其所处环境、所用终端相适应的多屏交互，为用户提供贴心的服务，提升智慧应用系统的用户体验。

网络通信层2，包括网络管理模块、安全网关、上网审计模块、核心交换机和虚拟交换机；网络通信层采用有线和无线网络技术，及时传输各种数据，实现随时随地的接入、全面高速的互联、应欲而需的应用，为智慧平台提供扁平化的网络基础。

智慧服务层3，包括智能交互模块和智慧应用系统；智慧服务层是智慧平台发挥作用的关键，也是智慧平台建设后服务的重点，由智能交互模块和智慧应用系统组成。智能交互模块为统计分析、决策支持、实时跟踪和其他计算等提供服务；智慧应用系统是各种智慧业务的应用，包括智慧教学服务、智慧科研服务、智慧管理服务、智慧生活服务、智慧社会服务、智慧文化服务等各类应用。

智能感知层4，包括智能感知系统；智能感知层通过智能感知系统，实时采集各种数据，实现对事物的活动状态、运行状态、环境状态等全面互动感知，为智慧平台采集海量的物质基础数据。包括智能嵌入、RFID、传感器、纳米技术等。

智慧数据层5，包括云中心防火墙、门户集成系统、服务器虚拟化集群、智能引擎中心、数据库服务器和综合分析计算集群。

作为本方案的进一步改进，所述服务器虚拟化群集包括应用业务系统服务器池、核心业务系统服务器池、托管业务系统服务器池、研发测试系统服务器池。其中，服务器虚拟化群集是将多台服务器集中整合起来，形成一个大的资源池，进行并行计算从而获得超算速度，完成大数据挖掘、图形图像渲染、备份、容灾等任务。服务器虚拟化群集可根据应用业务的不同需求，自主增加或减少相应虚拟化服务器的资源，提高服务器的利用率，减小服务器的资源开销，实现群集内的虚拟化服务器负载均衡，提高其性能和安全性。服务器虚拟化群集具体可分为应用业务系统服务器池、核心业务系统服务器池、托管业务系统服务器池、研发测试系统服务器池等等。

作为本方案的进一步改进，所述数据库服务器包括共享数据库服务器、备份数据库服务器和分析数据库服务器，所述共享数据库服务器、备份数据库服务器和分析数据库服务器彼此互连且分别连接服务器虚拟化集群和智能引擎中心。其中数据库服务器集群由共享数据库服务器、备份数据库服务器和分析数据库服务器组成，它们之间即可相对分立，也可相互协同的对核心数据进行计算、挖掘、抽取和分析。

综合分析计算集群是专门进行大数据挖掘计算的，如：Hbase、Map Reduce、Zoo KIeeper等。

智能引擎中心是智能控制大数据挖掘、分析服务的。它是连接、汇聚共享数据库服务器、备份数据库服务器、分析数据库服务器和综合分析计算集群各种信息的枢纽。

门户集成系统提供了对信息资源的单一访问入口对大数据挖掘、整合等方面发挥了关键的作用，有效的消除信息孤岛，主要由统一身份认证、单点登录、个性化定制、门户管理、组织用户管理、待办提醒、辅助办公、访问审计统计等功能组成。

云中心防火墙是一个“应用感知”的防火墙，是智慧平台最基本的安全保障，可以基于应用程序使用来监控和控制访问。它能为每个云服务器都提供独立的云防火墙，防止共享的云防火墙带来的网内安全风险，同时云中心防火墙支持单独定制个性化策略或共享安全策略。

智慧数据层是智慧平台的核心，是数据的存储与计算的物理平台、信息收集与数据管理的平台、以及数据分析处理的应用支撑的平台，为智慧平台提供坚实的数据分析基地。

数据存储层6，包括SAN交换机、存储虚拟化引擎、虚拟化存储磁盘阵列和备份容灾系统。

数据存储层是大数据存储的地方,是一切智慧应用提供数据的根源,为智慧平台提供坚实的数据基础，为智慧平台的安全、稳定、高效的运行提供切实的保障。

所述智能终端层1、网络通信层2、智慧服务层3、智能感知层4、智慧数据层5和数据存储层6各层依次连接。

所述网络通信层2的安全网关通过Interent上连自适交互终端，安全网关下连核心交换机，核心交换机与虚拟交换机互连，所述安全网关分别连接有网络管理模块和上网审计模块。

所述智慧服务层3的智能交互模块和智慧应用系统通过局域网LAN与虚拟交换机连接。

所述智能感知系统通过局域网LAN与智能交互模块、智慧应用系统以及虚拟交换机互连。

所述智慧数据层5的门户集成系统与智能感知系统连接，门户集成系统分别连接服务器虚拟化集群和智能引擎中心，所述智能引擎中心分别连接数据库服务器和综合分析计算集群，数据库服务器和综合分析计算集群彼此互连，所述门户集成系统与智能感知系统连接之间连接有云中心防火墙。

所述数据存储层6的SAN交换机上连服务器虚拟化集群和综合分析计算集群下连虚拟化存储磁盘阵列和备份容灾系统，所述SAN交换机还与存储虚拟化引擎连接。

作为本方案的进一步改进，所述核心交换机包括核心交换机A和核心交换机B，所述虚拟交换机包括虚拟交换机A和虚拟交换机B，所述核心交换机A、核心交换机B、虚拟交换机A和虚拟交换机B彼此交叉互连。

作为本方案的进一步改进，所述SAN交换机包括SAN交换机A和SAN交换机B，所述SAN交换机A和SAN交换机B彼此互连且与存储虚拟化引擎连接。

作为本方案的进一步改进，所述服务器虚拟化集群包括三组相同的服务器，每一组服务器都能独立支撑系统的运行，三组服务器彼此自动交替轮流运营；

具体更换方法如下：

初始状态下，第一组服务器运营，第二组服务器备用服务器；

启动第三组服务器同时第二组服务器进入运营，然后关闭第一组服务器，第三组服务器作为备用服务器；

启动第一组服务器同时第三组服务器进入运营，然后关闭第二组服务器，第一组服务器作为备用服务器；

启动第二组服务器同时第一组服务器进入运营，然后关闭第三组服务器，第二组服务器作为备用服务器；

定时循环上述步骤实现服务器的交替运营。

上述三组服务器通过微控制器控制，微控制器设置有带电可擦可编程只读存储器，可以通过录入程序实现三组服务器彼此交替的功能，其中交替时间可根据实际使用情况和服务器的发热情况自主设定。

上述服务器的通电开关均采用电磁继电器开关控制，整个交替过程无需人工参与，实现了完全的自动化操作。

除上述方案以外，为了有效的实现服务器的降温，本实施例中还设计了另一种实现服务器交替的控制方法。

在上述服务器上分别安装温度传感器，同时服务器的通电开关采用继电器开关，整个控制系统的指令同样由微控制器控制，微控制器接受温度传感器检测的温度值，当高于设置的临界温度时执行上述的更换方法。

其中每一组服务器更换后的工作时间必须设置一个下限，避免服务器组之间频繁更换造成服务器运营不稳定。

作为本方案的进一步改进，所述虚拟交换机、服务器虚拟化群集和综合分析计算集群分别连接有负载均衡器。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种搭建智慧应用系统的云计算智慧平台，其特征在于包括：

智能终端层(1)，包括自适交互终端；

网络通信层(2)，包括网络管理模块、安全网关、上网审计模块、核心交换机和虚拟交换机；

智慧服务层(3)，包括智能交互模块和智慧应用系统；

智能感知层(4)，包括智能感知系统；

智慧数据层(5)，包括云中心防火墙、门户集成系统、服务器虚拟化集群、智能引擎中心、数据库服务器和综合分析计算集群；

数据存储层(6)，包括SAN交换机、存储虚拟化引擎、虚拟化存储磁盘阵列和备份容灾系统；

所述智能终端层(1)、网络通信层(2)、智慧服务层(3)、智能感知层(4)、智慧数据层(5)和数据存储层(6)各层依次连接；

所述网络通信层(2)的安全网关通过Interent上连自适交互终端，安全网关下连核心交换机，核心交换机与虚拟交换机互连，所述安全网关分别连接有网络管理模块和上网审计模块；

所述智慧服务层(3)的智能交互模块和智慧应用系统通过局域网LAN与虚拟交换机连接；

所述智能感知系统通过局域网LAN与智能交互模块、智慧应用系统以及虚拟交换机互连；

所述智慧数据层(5)的门户集成系统与智能感知系统连接，门户集成系统分别连接服务器虚拟化集群和智能引擎中心，所述智能引擎中心分别连接数据库服务器和综合分析计算集群，数据库服务器和综合分析计算集群彼此互连，所述门户集成系统与智能感知系统连接之间连接有云中心防火墙；

所述数据存储层(6)的SAN交换机上连服务器虚拟化集群和综合分析计算集群下连虚拟化存储磁盘阵列和备份容灾系统，所述SAN交换机还与存储虚拟化引擎连接。

2.根据权利要求1所述的一种搭建智慧应用系统的云计算智慧平台，其特征在于：所述自适交互终端包括自助终端、传感器终端、移动终端和固网终端。

3.根据权利要求1所述的一种搭建智慧应用系统的云计算智慧平台，其特征在于：所述核心交换机包括核心交换机A和核心交换机B，所述虚拟交换机包括虚拟交换机A和虚拟交换机B，所述核心交换机A、核心交换机B、虚拟交换机A和虚拟交换机B彼此交叉互连。

4.根据权利要求1或3所述的一种搭建智慧应用系统的云计算智慧平台，其特征在于：所述智能交互模块包括统计分析模块、决策支持模块和实时跟踪模块；所述智慧应用系统包括智慧教学服务系统、智慧科研服务系统、智慧管理服务系统、智慧生活服务系统、智慧社会服务系统和智慧文化服务系统。

5.根据权利要求1所述的一种搭建智慧应用系统的云计算智慧平台，其特征在于：所述智能感知系统包括智能嵌入模块、RFID模块和传感器，其中所有结构均采用纳米技术集成。

6.根据权利要求1所述的一种搭建智慧应用系统的云计算智慧平台，其特征在于：所述门户集成系统包括统一身份认证模块、单点登录模块、个性化定制模块、门户管理模块、组织用户管理模块、待办提醒模块、辅助办公模块和访问审计统计模块。

7.根据权利要求6所述的一种搭建智慧应用系统的云计算智慧平台，其特征在于：所述数据库服务器包括共享数据库服务器、备份数据库服务器和分析数据库服务器，所述共享数据库服务器、备份数据库服务器和分析数据库服务器彼此互连且分别连接服务器虚拟化集群和智能引擎中心。

8.根据权利要求6或7所述的一种搭建智慧应用系统的云计算智慧平台，其特征在于：所述服务器虚拟化群集包括应用业务系统服务器池、核心业务系统服务器池、托管业务系统服务器池、研发测试系统服务器池。

9.根据权利要求1所述的一种搭建智慧应用系统的云计算智慧平台，其特征在于：所述SAN交换机包括SAN交换机A和SAN交换机B，所述SAN交换机A和SAN交换机B彼此互连且与存储虚拟化引擎连接。

10.根据权利要求1所述的一种搭建智慧应用系统的云计算智慧平台，其特征在于：所述服务器虚拟化集群包括三组相同的服务器，每一组服务器都能独立支撑系统的运行，三组服务器彼此自动交替轮流运营；

具体更换方法如下：

初始状态下，第一组服务器运营，第二组服务器备用服务器；

启动第三组服务器同时第二组服务器进入运营，然后关闭第一组服务器，第三组服务器作为备用服务器；

启动第一组服务器同时第三组服务器进入运营，然后关闭第二组服务器，第一组服务器作为备用服务器；

启动第二组服务器同时第一组服务器进入运营，然后关闭第三组服务器，第二组服务器作为备用服务器；

定时循环上述步骤实现服务器的交替运营。