1. 技术详解
   1. OTN技术

OTN是以波分复用技术为基础、 在光层组织网络的传送网， 是下一代的骨干传送网。OTN是通过G.872、G.709、G.798等一系列ITU-T的建议所规范的新一代“数字传送体系”和“光传送体系”，将解决传统WDM网络无波长/子波长业务调度能力差、组网能力弱、保护能力弱等问题。OTN跨越了传统的电域(数字传送)和光域(模拟传送)，是管理电域和光域的统一标准。 OTN处理的基本对象是波长级业务，它将传送网推进到真正的多波长光网络阶段。由于结合了光域和电域处理的优势， OTN可以提供巨大的传送容量、完全透明的端到端波长/子波长连接以及电信级的保护，是传送宽带大颗粒业务的最优技术。

OTN的主要优点是完全向后兼容，它可以建立在现有的SONET/SDH管理功能基础上，不仅提供了存在的通信协议的完全透明，而且还为WDM提供端到端的连接和组网能力，它为 ROADM提供

光层互联的规范，并补充了子波长汇聚和疏导能力。

OTN概念涵盖了光层和电层两层网络，其技术继承了 SDH和WDM

的双重优势，关键技术特征体现为 :

(1)多种客户信号封装和透明传输

基于ITU-TG.709的OTN帧结构可以支持多种客户信号的映射和透明传输，如SDH、ATM、以太网等。对于 SDH和ATM可实现标准封装和透明传送，但对于不同速率以太网的支持有所差异。

ITU-TG.sup43为10GE业务实现不同程度的透明传输提供了补充建议，而对于GE、40GE、100GE以太网、专网业务光纤通道 (FC)和接入网业务吉比特无源光网络 (GPON)等，其到OTN帧中标准化的映射方式目前正在讨论之中。

(2)大颗粒的带宽复用、交叉和配置

OTN定义的电层带宽颗粒为光通路数据单元 (O-DUk，k=0，1，2，3)，即 ODUO(GE，1000M/S)ODU1(2.5Gb/s)、ODU2(10Gb/s)和ODU3(40Gb/s)，光层的带宽颗粒为波长， 相对于SDH的VC-12/VC-4的调度颗粒，OTN复用、交叉和配置的颗粒明显要大很多，能够显著提升高带宽数据客户业务的适配能力和传送效率。

(3)强大的开销和维护管理能力

OTN提供了和SDH类似的开销管理能力， OTN光通路(OCh)层的OTN帧结构大大增强了该层的数字监视能力。另外 OTN还提供6层嵌套串联连接监视(TCM)功能，这样使得 OTN组网时，采取端到端和多个分段同时进行性能监视的方式成为可能。 为跨运营商传输提供了合适的管理手段。

(4)增强了组网和保护能力

通过OTN帧结构、ODUk交叉和多维度可重构光分插复用器 (ROADM)的引入，大大增强了光传送网的组网能力，改变了基于SDHVC-12/VC-4调度带宽和WDM点到点提供大容量传送带宽的现状。

前向纠错(FEC)技术的采用，显著增加了光层传输的距离。另外，OTN将提供更为灵活的基于电层和光层的业务保护功能，如基于ODUk层的光子网连接保护 (SNCP)和共享环网保护、基于光层的光通道或复用段保护等。

1. OSPF协议

OSPF(Open Shortest Path First 开放式最短路径优先）是一个内部网关协议(Interior Gateway Protocol ，简称IGP），用于在单一自治系统（autonomous system，AS）内决策路由。是对链路状态路由协议的一种实现，隶属内部网关协议（ IGP），故运作于自治系统内部。著名的迪克斯加算法 (Dijkstra) 被用来计算最短路径树。

OSPF协议主要优点如下 :

（1）快速收敛OSPF是真正的LOOP- FREE(无路由自环)路由协

议源自其算法本身——链路状态及最短路径树算法， OSPF收敛速度快，能够在最短的时间内将路由变化传递到整个自治系统

（2）区域划分提出区域(Area)划分的概念，将自治系统划分为不同区域后，通过区域之间的对路由信息的摘要，大大减少了需传递的路由信息数量，也使得路由信息不会随网络规模的扩大而急剧膨胀

（3）开销控制将协议自身的开销控制到最小

用于发现和维护邻居关系的是定期发送的不含路由信息的hello 报文非常短小包含路由信息的报文是触发更新的机制， 而且只有在路由变化时才会发送 但为了增强协议的健壮性， 每1800秒全部重发一次在广播网络中，使用组播地址 (而非广播)发送报文，减少对其他不运行 OSPF的网络设备的干扰 在各类可以多址访问的网络中(广播型网络和非广播型多路访问 )，通过选举DR(指定路由器)，使同网段的路由器之间的路由交换 (同步)次数由 O(N×N)次减少为O(N)次OSPF协议提出STUB区域的概念，使得 STUB区域内不再传播引入的ASE路由在ABR(区域边界路由器)上支持路由聚合，进一步减少区域间的路由信息传递 在点到点接口类型中，通过配置按需播号属性(OSPF over On Demand Circuits) ，使得OSPF不再定时发送hello 报文及定期更新路由信息 只在网络拓扑真正变化时才发送更新信息

（4）路由可信通过严格划分路由的级别 (共分4级)，提供更可信的路由选择

（5）安全性高良好的安全性，OSPF支持基于接口的明文及 MD5验证

（6）适应性广OSPF适应各种规模的网络，最多可达数千台

1. 校园无线网建设
   1. 总体规划思路

以《国家中长期教育改革和发展规划纲要 （2010-2020）》《教育信息化十年发展规划（ 2011-2020）》为指导，根据《xxx市中长期教育发展规划》优先打造“科教 xxx”、“人才xxx”战略要求，利用互联网、云计算、大数据、物联网及移动互联网等先进信息化技术，推动 xxx市“互联网+教育”的全面发展，进一步深入推进教育综合改革，促进教育公平，全面提升教育质量，基本实现教育现代化。

1. 无线网规划总体目标

按照“三通两平台”的建设要求，实现 xxx市智慧校园云的顶层设计，注重标准规范体系建设，站在全市角度从城域网、平台、信息系统、服务体系等方面进行整体规划，在全市范围内逐步显现教育信息化的效益与效果。

前瞻性与先进性原则，充分抓住“互联网 +”发展机遇，基于智慧校园大数据云平台，提供统一的一体化技术支撑平台，在满足xxx市教育信息化当前需要的同时，保障未来的可扩展性，支撑xxx市教育信息化的不断发展。

立足实际与支撑业务战略相结合，立足 xxx市教育发展实际，充分利用已有信息化成果，解决教育信息化建设中的系统整合，数据共享等问题，在兼顾 xxx业务战略发展的基础上实现xxx智慧校园云建设、实施、推广，基于“插件式接入、模块化推进”的建设模式，支持业务的可持续成长，推动教育现代化进程。

1. 设计原则

通过学校网络设施的建设，基于网络和通信技术，特别是移动网络技术，支持所有软件系统和硬件设备的连接，让学校老师和学生随时随地可以获得即时、迅速、安全、稳定的信息化网络环境。让学校老师和学生可以根据教学需要和学习需要，自由地应用台式电脑、笔记本、上网本、手机、平台电脑等多种终端设 备开展各类教学活动。

1. 开放学习环境

教育的核心理念是创新能力的培养，校园面临要从“封闭”走向“开放”的诉求。因此，信息化建设需支持拓展资源环境，让学生突破课堂与教科书的限制，支持拓展时间环境，让学习从课上拓展到课下，支持拓展空间环境。

1. 师生个性服务

以个性服务为理念，各种关键技术的应用均以有效解决教师与学生在校园生活、学习、工作中的诸多实际需求为目的，并成为现实中不可或缺的组成部分。

让学校、老师、学生能够享受到专业的教育信息化服务，帮助他们解决信息化管理、信息化教学、信息化学习等各方面的问题，形成全面的区域教育信息化服务体系。具体表现在以下几个方面。

◆以学生学习为中心，基于智能移动终端，融合校内外学习，支持个性化与开放式学习，推动家校互动助学，给学生开创便捷、健康的网络学习与交流的空间。通过信息化手段输入和跟踪和分析日常学习中的教育记录和行为记录数据，依据个人能力开展以学生为中心的个性化学习，学生根据自己的学习计划开展学习，教师据此更 好的指导每个学生，调整每个学生学习活动中的课程内容。

◆以教师应用为中心，构建教师备课、上课、教研为一体的数字化平台，培育创新信息技术支持下的新型课堂教学环境、教学方法和教师专业发展的方法，并提供创新信息技术工具给教育者，用来探索、实施和管理教学变革与创新。

◆以学校教学与管理为中心，统一管理学校基础信息与数据，梳理与优化学校管理流程，构建学校数字化管理平台，利用有效的信息技术工具与手段提升管理效率与品质。让学校主动探索新型的教育信息化应用模式，为未来其他学校教育信息化建设提供示范。

◆以家长和社会需求为中心，构建信息发布平台，开创畅通的校内外交流空间，推进数字校园的开放性，展现学校的校园文化内涵和核心竞争力，打造家校互动，获取外界资源，促进教育共同体发展。

1. 集中云管控

为全市智慧校园平台提供统一标准的技术支撑，包括统一的基础应用支撑服务，数据集成、服务集成、流程集成、门户集成和基础应用框架，以及应用安全防护服务，统一网络监管平台。

1. 全市教育无线城域网建设规划

把教育信息化作为全市信息化发展整体战略实施的重点，超前部署网络。加快改造和完善市、县（区）教育网络信息中心的建设，提升网络设施性能，完善技术服务支撑体系，解决农村中小学的网络覆盖问题，实现学校对市、县（区）网络资源的高速访问。

进一步加强全市中小学信息化基础设施建设，把信息化建设与学校布局调整、薄弱学校改造等工作统筹安排。建设全市教育管理信息系统，搭建教育管理公共服务平台，推进各级 教育管理和学校管理信息化进程。建成覆盖全市城乡各级各类学校、教育园区的完善的教育信息化体系，促进教育内容、教学方法和教育管理现代化。按照统一的技术标准，实现与各县（区）信息中心、市直属学校智慧化校园相关系统的互联互通，在整合全市网络资源的基础上，建设充分满足各级教育部门应用的城城网。 最终达到统一监管、统一认证，具备可扩展性的优质网络基础建设。

打造线上线下融合、多级联动的智慧校园服务平台体系。着力破解“信息孤岛”，建成网上统一身份认证体系、统一支付体系、统一师生资源库，推动跨学校、跨地区数据共享和业务协同。

1. 统一监管平台建设规划

为达到全市信息化建设推进，对全网设备的可视、可管、可控，应建设设备统一监管平台，为网络设备产品提供标准接口，以实现设备无缝接入，实现数据设备状态监控等功能。

为实现更好的数据兼容性，各设备的数据通过 SNMP协议进行交互和调用。通过统一的接口管理，遵照平台数据交互标准向任何平台上的其他应用提供数据调用接口，方便数据交互。无线控制器、统一监管平台等应统一在市级平台建设，便于统一管理及维护。

1. 统一认证平台建设规划

实现统一用户认证、统一账号登陆、统一入口功能。通过统一身份认证实现各业务系统的单点登陆，实现统一的身份管理、权限管理和统一的分级授权机制。

完善的第三方接口管理体系，接口适用所有统一认证入口，实现用户基础数据平台对产品的配置和后台管理。

1. 城域网有线网络建设规划

建设基于SPB协议的SDN有线网络云架构，使各校的教学体系转型成为集中管控的教育社区，解决和优化学校缺乏统一、均衡的标准化IT基础设施，管理水平和使用效率低的现状。

通过部署基于 SPB协议的SDN有线网络，达到核心零配置，管理就更加简单方便。共享基础网络设施，可将学校的宿舍网、教师网、办公网、校园一卡通网、视频监控网、教职工家属区网等多个网络采用一套硬件设备进行虚拟化隔离组网， 大大减少设备的资源浪费和用户投资压力。

1. 城域网无线网络建设规划

无线移动技术的不断发展以及信息化技术的广泛应用， 推动了无线校园网建设的发展和教学方式的改变。依托移动通信网络，学校的教学、科研、管理和服务等各项业务变得更加快速便捷，学校师生对无线网络的倚赖程度，已经变得越来越高。无线网络接入的便捷，学校教学方式的改变，教学手段的更新以及高容量、高带宽业务的广泛应用，对无线校园网建设提出了更高要求，建设支持移动学习的无线校园网已是迫在眉睫。 随着移动技术以及数字化技术的飞速发展和广泛应用，各类便携式、多功能、可移动智能终端的普及，老师和学生分别对移动办公和移动学习提出了更高的要求。

1. 整体网络扩展及兼容

在网络规模不断发展的情况下， 无线网络应满足在不改变主体架构与大部分设备的前提下， 兼容现有系统，平滑实现升级和扩充，降低原有网络的硬件投资，并保证扩展后的系统可用性与稳定性。各地市应依照统一标准，分期、分点进行网络部署及建设。每个点位部署后，可通过市级平台统一监控及管理。

1. 全市教育无线城域网建设标准

根据《国家中长期教育改革和发展规划纲要》 ，需加快教育信息基础设施建设。信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视。把教育信息化纳入国家信息化发展整体战略，超前部署教育信息网络。加快终端设施普及，推进数字化校园建设，实现多种方式接入互联网。制定教育信息化基本标准，促进信息系统互联互通。

全市整体搭建可视、可管、可控的网络系统，以满足教育信息化的推广和建设，为教育信息化、智慧校园平台提供优质的网络基础平台。网络建设应遵循以下标准。

1. 统一监管平台建设标准

依照全市信息化建设标准及建设方向， 统一监管平台整体应分为两层：

统一监控

统一监控层，应可统一监控全网的设备状态，查看、记录端口及流量使用率等信息。及时对设备故障、网络故障、预警阈值等提供多维度报警功能。

统一管理

统一管理层可分为：无线网络管理平台、有线网络管理平台，分别针对无线网络设备和有线网络设备进行管理操控。

统一监控层

设备管控要求对设备能够全面管控、深度管控：

全面管控：

设备类型全面管控：网络中的设备是组成网络的基础，这些设备种类繁多，设备数量巨大，而且各种设备的管理协议不同，因此对设备管控首先需要的就是能够全面的管控， 不论是传统的网络设备，还是新兴的各类设备等。

设备信息全面管控：设备管控重点在于设备的链路关系、生成拓扑、设备告警、设备性能，此外还可能包括设备运行时间、设备资产信息等辅助信息。

深度管控：

自定义监控信息：除了常用的 CPU使用率、网口流量等信息，还可以提供扩展功能，根据需求灵活定义需要监控的信息。

设备安全管控：网管能对设备进行配置，提供如配置端口参数、配置安全策略等功能。

全网安全管控：网管能提供网络安全功能。

统计有用信息：网管能统计设备的告警等有用信息， 自动分析，生成图文形式的报表，深入发掘背后的更多信息。

无线网络管理

为满足全市校区的扩展需要，无线管控平台需可以管理12000台Fit AP以上,并且可以支持超过 765K个并发用户。

为保障教育云平台基础的稳定性，产品需遵循运营级产品设计理念研制开发，拥有至少 12个业务插槽和 2个主控插槽。

为便于全市校区设备的统一管理，管理平台可独立完成所有的用户和业务的管理功能，并提供对多种扩展业务的支持，以方便灵活的开展各项业务。

为满足云管理平台应用的多样化，产品需基于模块化设计，可提供丰富的业务模块，适应各种现有网络的接入环境。

需根据网络需求串接或旁挂灵活部署，最大限度减少无线网络部署对原有基础网络环境的改动，从而有效减少无线网络部署的时间和成本。

无线管控平台功能要求：

• 提供集中AP管理
• 支持IPv4/IPv6 双栈
• 提供灵活的数据转发方式
• 支持自动信道选择
• 支持自动功率调整
• 支持基于用户/流量的负载均衡
• 支持多种无线网络优化
• 支持PEAP认证
• 支持快速MAC认证
• 支持内置portal
• 支持二三层无缝漫游
• 支持主备，提供 1+1冗余备份
• 支持被云管理
• 支持远程管理 AP
  1. 统一认证平台建设标准

统一认证平台需实现统一用户认证、统一账号登陆、统一入口功能。通过统一身份认证实现各业务系统的单点登陆，实现统一的身份管理、权限管理和统一的分级授权机制。

建设标准

认证平台 Portal 页面分为：封面页、认证页、广告页与成功页。（其中封面页、广告页为可选页面，页面展现时间可设定；成功页可根据需求设置为固定页面或跳转至指定站点 URL。所有页面可设置终端自适应、页面可自定义编辑、每一页面模板可有模板库自由选择、认证页面提供中英文双语自识别。）

封面页、认证页、广告页、成功页均可自适应终端设备类型（包括：Mobile、PAD、PC），可依据设备类型设置不同页面。亦可所有设备选用相同页面布局。

页面自定义&模板选择。根据模板提供的可编辑区域快速完成页面自定义工作，另支持编辑页面源文件。

中英文双语自识别。根据终端设备语言类别自动显示中文或英文，支持扩展其他语言类别。

多AC/多站点接入。支持多 AC、SSID集中接入认证，实现不同站点不同商户，实现总部集中控制、分支机构独立管理。

1. 智慧校园系统总体技术方案

智慧校园平台是一个系统架构科学合理、开放互联的应用服务平台。不仅能解决数据互联互通问题，消除信息孤岛，实现资源整合与共享；而且未来能够灵活地应对需求发展，可以根据需求的发展变化，在此平台上快速开发建设丰富多样的教育应用；同时保证这些应用有机统一，集成创新，发挥最大效益。

统一管理服务，统一安全服务，统一标准、规范和法规体系，避免管理混乱，统一建设标准；建立数据中心，统一数据管理；通过云服务中间件和云聚合中间件实现信息共享与交换，实现统一用户认证，权限管理，单点登录；统一、开放的信息展现层（教育云门户、虚拟化个人桌面）；打造“云+端”的“AAA”应用模式；提供基础软件和通用服务，并提供标准接口，可通过无代码开发工具和代码开发工具，快速开发，适应应用变化需求。为持续发展奠定技术基础

1. 智慧校园平台系统功能框架

下图是智慧校园整体逻辑框架图，所有背景为橙色的部分，均为教育云软件基础平台框架（PAAS），以下简称教育云基础平台。

智慧校园架构图

标准性优势

所谓标准，就是大家都知道并且共同遵循的原则。教育部基础教育司李天顺司长说：一流企业做标准，二流企业做品牌，三流企业做产品。强调了标准的重要性。

智慧校园平台类中间件，肩负异构数据整合，持续扩展的重任。整合和扩展的重点是标准。没有统一的标准，整合和扩展会面临巨大的困难。

智慧校园平台构建了系统的、功能强大的的XML，Webservices标准接口，为数据整合、持续扩展提供了坚实的基础。

综合实力优势

智慧校园平台是一个中间件平台，构建于操作系统之一，通过开发工具来对其进行扩展和完善。需要与操作系统和开发工具之间深度集成。

智慧校园平台操作系统（WINDOWS），基础软件（OFFICE、IE、 UC、邮件），开发工具（Visual Studio）等拥有世界上最为广泛的用户群体。智慧校园平台将这些优势产品集成在一起，使应用和开发扩展自然过渡。使用者能用最短的时间能学会应用，开发者能用最短的时间在此基础上扩展和开发新的应用系统。这种时间成本优势，也是其他任何公司所不能比拟的。

技术优势

采用了新的64位弹性架构

中间件类的产品，因为其功能众多，其内部结构极其复杂，内耗很大。64位弹性架构，确保其性能满足要求。

自动标准数据存储和自助服务生成

数据存储时，在系统底层自动将数据转换成XML这种国际标准格式。当数据交换时，可自助生成标准的Web Services。

自助是指系统管理人员，通过简单的配置，就可派生出标准的Web Services，而不需要由软件厂商的开发人员通过代码来生成Web Services。

Web Services是穿透防火墙，实现跨系统、跨数据库进行数据交换的基础。

自助性是云计算的重要特征之一。

1. 系统开发设计模式

在设计系统开发模式时，考虑采用C/S模式和B/S模式相结合作为智慧校园系统的平台，采用两种模式结合的原因是C/S模式和B/S模式它们各自的优势侧重表现于不同的方面。

对C/S模式而言，其主要特点为：

1. 具有成熟的设计开发方法和工具。经过多年的研究和积累，基于C/S模式的系统设计开发方法已被用户所掌握，并且，众多的数据库和软件生产厂商提供了各种可视化工具和编程语言来扶持它的开发，而目前B/S模式的应用及其开发方法仍处于发展过程，特别是还不具备特别完善的开发工具。
2. 交互性强，界面友好。各个CLIENT机上运行的应用程序是针对特定的用户和任务设计，同时具有在线帮助和出错提示等功能。这些优势是B/S模式所不具备的。
3. 数据通信量小，安全性高。C/S模式中前后台传递的仅仅是查询请求SQL语句或查询结果。C/S模式在一定程度上可以满足系统对安全性的要求，而B/S模式是一种开放式的结构，面向众多的用户，即使采用防火墙技术也不能完全屏蔽网络黑客和内部人员对系统的恶意侵袭。

对B/S模式而言，其在逻辑上采用了3层结构，它在前台BROWSER和后台数据库SERVER之间建立了一个WEB SERVER层，所有的应用程序模块都安装在它上面。在BROWSER上只需安装一个通用的浏览器软件。因此，这种模式简化了客户端，使用户的操作更加方便，降低了系统的开发和维护开销。

智慧校园系统中所有应用软件系统支持RISC架构的小型机、Intel架构的服务器等主流硬件平台；支持UNIX、Linux、Windows等主流操作系统平台；支持TCP/IP、IEEE 802.3、NetBEUI、IPX/SPX等主流网络协议；支持Oracle、Sybase、DB2、SQL Server等主流数据库系统；B/S架构的各个应用均须使用J2EE体系架构开发，支持Weblogic、Websphere、Tomcat等主流应用服务器平台,C/S架构的各个应用使用统一的开发平台。

应用系统提供统一的用户、权限、菜单、故障、问题、性能、日志、审计等管理功能，这样方便管理员进行日常管理和监控，提供进一步使用SNMP协议与系统管理平台的统一管理接口。

B/S架构的应用系统使用构件式方式开发，统一选用基于J2EE架构的构件式集成开发应用平台开发各个应用系统。开发应用平台是通用的、产品化的、基于可视化开发方法的平台；能够以可视化方法开发业务构件、组装构件、部署构件、管理构件，完成应用功能；开发应用平台应能有效地对一般开发人员屏蔽Java Beans、EJB、JMS、Servlet、JDBC、JTA等J2EE底层的技术细节，实现高效开发、简易维护，提高应用系统的质量。在现有成熟的通用基础构件、业务基础构件的基础上开发，以适应项目应用的不确定性、快速发展、后期拓展等要求，并实现构件级的可重用技术。所有B/S架构的应用均统一使用J2EE体系架构开发，基于Model-View-Controller(MVC)模式，将应用软件的界面层、展现层、业务逻辑层以及数据访问层明确分离开来，以支持跨平台操作和分布式应用，具备良好的可扩充性，以利于扩展到支持XML数据交换、Web Service应用集成。

基于上面的分析，在校园一卡通系统的设计中，采用这两种模式相结合的方式，并充分发挥各自的优点，构成校园一卡通系统的系统软件开发模式。将系统中INTERNET应用采用B/S模式，实现通过浏览器进行信息的查询、浏览，而对于校园各个部门本地局域网的应用，出于其交互性和安全性要求高，采用C/S模式，将其设计为基于局域网的C/S模式的管理信息子系统，这样可以在一定程度上满足系统对安全性、处理速度和针对特定业务交互性强的要求。

1. 智慧校园系统整体架构
   1. 系统模块架构

智慧校园系统整体架构主要由以下几方面构成：

系统监控、虚拟化管理、数据备份、配置管理、身份管理。

以Web Service方式包装成模块，调用成熟的产品组件System Center与FIM的主要功能，实现高度可扩展的系统管理。

智慧校园整体架构图

主要包含内容一次如下：

系统监控模块主要包括以下方面

单个（或集群的）服务器的主要服务

跟踪事件和日志服务器上生成的状态监测

跟踪性能计数器以测量和优化系统的使用

生成基于预定义的规则的事件或计数器的通知

服务器部署和配置模块

自动设置服务器 （虚拟和物理)，管理虚拟服务器的配置设置

配置的网络交换机和创建的虚拟服务器的负载平衡

虚拟服务器和在最可用的物理服务器环境中的自动分配

创建和管理所创建的虚拟服务器实例使用的模板

创建和管理系统镜像，管理物理服务器实例

数据保护模块具体如下

备份和还原的整个服务器

备份和还原的计算机正在运行的数据库

能够回滚在服务器中所做的更改

备份和还原所有服务器的单个文件和文件夹

服务配置管理模块

跟踪资产硬件和软件许可证 以及在环境中的配置

管理的软件更新 （通过自定义的更新计划）

定义和使用所需的服务器等计算资源的配置

生成报告已安装的软件，更新挂起的操作，等等

安装并维护应用程序等

另外，通过System Center Opalis与HP Open View， IBM Tivoli, BMC Patrol, NetIQ等多厂家系统管理软件在IT管理流程层面进行整合，形成统一的运营监控体系。充分发挥原有运营监控软件功能充分发挥原有投资。

1. 物理架构

智慧校园物理架构图

按照要求动态云平台的建设，充分发挥系统管理架构资源共享要求。按照合规性要求提供变更管理的支持，提供虚拟化平台以整合共享服务器资源，提供数据中心业务连续性管理。以及服务健康和服务标准统计分析。

让用户的物理机资源池与虚拟机资源池共享硬件平台。通过自动化管理脚本，让两类资源可快速互相转换。

通过跨平台的网络控制中心实现，物理网络与虚拟网络的统一管理。

通过跨平台的存储控制中心实现，多厂家存储统一管理。

通过系统管理平台对多厂商运维管理平台、虚拟化平台进行统一管理。

通过调用第三方厂商的虚拟化平台实现对小型机虚拟化的管理支持直接提供接口管理并调用VMware虚拟化管理软件vCenter。

通过目录服务与身份管理同步平台，实现对其他异构身份系统的权限管理和用户自服务门户站点。

管理虚拟机虚拟交换机的控制单元

虚拟机网络管理通过虚拟化平台实现。将物理服务器上的一个网络端口连接管理网络（或管理VLAN）；另一个端口配置成Truck模式，直接连接生产网络接口，使其支持所有VLAN Tag数据包流入。由虚拟化平台为每台虚拟机的网卡标示生产网络VLAN。

管理物理交换机的控制单元

管理物理交换机可以通过预定义的交换机配置脚本，调用交换机管理接口实现物理交换机进行配置，以及VLAN调整。

动态云平台的网络管理功能，经过Web Service包装过的网络管理接口，调用两套管理控制单元，在物理交换机与虚拟交换机共同调整VLAN Tag。实现系统的网络集中管控。

1. 存储管理逻辑架构

存储管理逻辑架构图

为了保证动态云计算平台，能够提供通用的存储管理接口。屏蔽各个厂商的不同存储管理工具，为动态云平台用户提供统一的存储沟通渠道。动态云平台通过类接口与存储设备控制器通信：

脚本接口，可以同过任何预编写得脚本文件，CLI命令调用各厂商存储平台。

第三方存储管理接口，比如Citrix StorageLink, Brocade Storage Fabric等平台为动态数据中心未来的扩充做准备。

1. 实施架构

实施架构图

云平台IAAS服务层包括管理服务器，生产服务器，存储，管理网络，生产网络，和存储网络。

管理服务器：本方案建议使用6台服务器用作管理服务器。所有服务器均配备两块HBA卡，接入存储网络，并配备4块以太网卡，接入管理网络，其中SCDPM备份服务器还需接入生产网络以备份生产环境的虚机。

其中三台服务器进行虚拟化，搭建资源池，承载以虚机运行的管理服务器。包括：

AD（或增加虚拟机构建集群）；

FIM服务器；

Opalis服务器；

DDTK服务器（或增加虚拟机构建集群）；

SCCM服务器（或增加虚拟机构建集群）；

SCOM服务器（或增加虚拟机构建集群）；

SCVMM服务器（或增加虚拟机构建集群）；

Service Manager服务器。

所有管理虚机均接入管理网络，DDTK集群还需接入生产网络，供用户访问使用。

另外三台物理服务器，分别为一台SCDPM备份服务器和两台SQL Server集群。

生产服务器：使用现有的16台服务器组成生产系统服务器资源池，构建1个16节点集群，承载生产环境虚机；存储，存储网络，管理网络、生产网络均使用已有设备。

在系统设计规划过程中，我们也充分考虑了未来扩容的需求。扩容的考虑主要取决于管理软件管理数量的限制和对机器负载的要求，下面列出相应产品的管理负载情况和数量限制：

System Center VMM，单台实例（物理或者虚拟机）可以管理400台物理服务器和8000台虚机，系统负载较小

System Center Configuration Manager，主节点服务器可以管理上限为10万个客户端，最多可以有500个辅节点服务器，辅节点服务器管理客户端上限为2万5000个，系统负载小，如果需要支持客户端软件更新，需要分时段规划IO的负载。

System Center Operations Manager，每个管理服务器可以管理3000个代理节点（每个代理对应一个物理机或者虚机节点），根据系    统监控数据的详细程度和频率，CPU和IO负载中到高。微软根据大量用户的统计经验，有如下建议数据：

15-250台Windows /Linux/Unix，1台8GB内存服务器即可管理

250-500台Windows /Linux/Unix，2台4GB内存服务器即可管理

500-1000台Windows /Linux/Unix，4台4GB内存服务器即可管理

1000-6000台Windows /Linux/Unix，5台4-16GB内存服务器即可管理

System Center Data Protection Manager，单台服务器可以管理300个保护组，每个保护组可以包括1台或者多台物理机/虚拟机。取决于备份的数据，该服务器的负载主要为IO。

1. 平台软件设计方案

教育不是孤立的，是相互作用和关联的，因此，各教育软件也不能是孤立的，而需要与基础应用软件相互协同应用，发挥更大的功效。

微软教育云基础平台，提供各系统都要使用到的基础软件，并提供标准的、完善的接口，与各系统深度集成，有如下优势：

对使用者来说，轻松使用，避免相同功能，但使用方法不一，界面不一，造成使用上的困惑，增加使用者受培训时间；

对第三方软件厂商来说，直接通过标准接口集成，不用重复开发、测试，极大地加快开发速度，提高了系统的稳定和成熟度；

对教育局来说，不用重复购买相同的基础软件，避免浪费。

基础软件和标准接口，由全球最大的软件公司微软提供并负责持续更新、升级，质量有保证，避免不同的软件公司提供的相同产品，质量良莠不齐，更新升级缺乏保障。

微软教育云基础软件包括：邮件系统MS Exchange 2010，即时通讯、视频交互系统MS Lync2010，日常教学办公系统MS Office 2010。为当前最新的64位新版本，功能强大，系统稳定，接口标准而齐全。

1. 指挥平台软件应用扩展和开发的必要性

教育软件是教育理念、教学思路的信息化体现方式。每个地方，其理念和思路都不尽相同，同时，教育理念随着时代的不同，也在不断的改进。因此，需要教育软件能够快速扩展，响应这种变化需求。

1. 智慧校园平台梯度扩展和开发解决方案

微软教育云基础平台，提供通用服务、标准接口、通用的无代码和代码扩展开发工具，可直接在云基础平台上进行梯度扩展和开发，快速响应变化需求。

通用的无代码扩展开发工具，给不具备代码开发技术人员的单位提供了应用软件扩展的解决方案。不需要代码，只要通过配置，就可以达到扩展开发的目标。因为是通用的开发工具，并由微软负责工具的持续完善和升级，具有持久的生命力。

微软教育云基础平台无代码开发工具：MS Infopath 2010，MS Sharepoint Designer 2010等。

微软教育云基础平台代码开发扩展工具：MS Visual Studio 2010等。

通过微软教育云基础平台进行扩展和开发的优势：开发人员不用理会数据层，展现层，只需要直接开发逻辑层就可以，且开发逻辑层时，有很多通用的服务可以直接调用，极大地加快了开发速度，开发量大大减少。整个系统稳定性、安全性、扩展性得到保证。具有统一的，开放的标准规范，与原有的系统融合性非常好。今后的应用升级和扩展方便。当参与开发的人员离职，整个系统的维护和扩展不受很大影响（因为开发架构，开发标准都是微软教育云基础平台提供，有详尽的相关资料）。

通用功能服务包括：统一信息发布服务，统一搜索服务，工作流服务，证书服务，数据分析服务，通知消息服务，表单服务，视图服务，触发器服务，定时器服务等。这些通用功能服务已包含在云基础平台中，开发者直接调用即可。通用服务和标准，由微软负责持续开发与升级，具有持久的生命力。

1. 智慧校园平台技术实现方法和路线
   1. 计算模式技术选择——云计算

迄今为止，计算模式经过了八次进化，当前主流的计算模式为：云计算模式，它是在WOA架构技术、网格计算技术的基础上发展而来的，如下图所示：

计算模式发展趋势图

何为云计算？从技术角度上讲，将各种IT资源进行有效整合而构成相应的资源池，并能快速地资源池推送到云端、变成一种资源服务。例如：将数据存储作为一种服务、将应用开发平台作为一种服务，以及将业务应用服务作为一种服务，等等。因此，云计算可以归纳为：X as a Service，即XaaS。

常见的XaaS可分为三大类：IaaS、PaaS、SaaS三类，如下图所示：

云计算的三种服务图

从云计算的发展历程可以看出，先有SaaS，再有IaaS、最终才提出PaaS；先为普通大众提供服务，再为各种层次的软件开发人员提供服务。SaaS，即将软件作为一种服务，例如：淘宝的网上店铺、微软的Dynamics CRM Services，等等；IaaS，即将IT基础设施作为一种服务，例如：腾讯的QQ网络磁盘、微软的SQL Services，等等；PaaS，即将平台作为一种服务，例如：谷歌的App Engine、微软的.net Services，等等。

SaaS即面向普通大众用户的；IaaS既面向普通大众用户，又面向软件开发人员；PaaS是专门面向各种层次的软件开发人员的，令开发人员摆脱原始的代码编写工具，提供各类快速定制功能，通过定制能快捷地生成各种SaaS类应用软件。

云计算的核心思想是资源的集约化使用，其本质是资源的整合，而且是大量复杂资源的整合，资源整合过程就是一个简化的过程，云端用户看到的就是良好的服务，对于后面复杂资源的整合过程，云端用户没有必要知道，它主要是由云资源整合中间件平台完成。云资源中间件平台的作用就是实现组织中的信息化资源抽象和简化，以形成简洁的资源池，譬如：应用资源池、数据服务池、数据魔方池、平台用户池、展现配件池、初始代码池等。

1. 应用架构技术选择——SOA/WOA

应用架构技术是随着计算模式技术的发展而发展的，两者相互推动、相互支撑。为确保IT基础架构的健壮性及适应云计算模式、提升开发成果的可重用性、节省系统开发与扩面的成本、降低系统开发与扩面的风险、提高系统开发与扩面的效率，本项目的建设将全面采用SOA、WOA架构技术。应用体系架构方法与技术当前朝着松耦合的构件集成、分布式计算两方面迅猛发展，SOA聚焦了这两方面的特征及优势，成为当前应用体系架构的主流方法与技术。第二代面向Web、面向WAN的SOA，则称为WOA。如下图所示：

应用技术架构的选择图

SOA架构具有六大显著的特性：协同性（Interoperability）、可重用性（Reusability）、可组合性（Composibility）、服务契约化（Service Contract）、自治性（Autonomy）、松耦合（Losely Coupling）；SOA的核心价值在于将业务逻辑直接以服务的方式进行封装，根据业务和管理的需要，可灵活组合成各个不同的业务应用。WOA架构，即在Web层进行灵活的服务组合，并将组合后的软件或平台发布到云端；它是云计算的SaaS、PaaS的核心基础构架技术。

1. 设计模式技术选择——基于SOA/WOA架构的MVC

为确保系统的适应性、可维护性、松耦合性，采用基于SOA/WOA架构的MVC设计模式。MVC设计模式是交互式B/S/S应用程序广泛使用的一种设计模式。它有效地在存储和展示数据的对象中区分功能模块以降低它们之间的连接度，这种体系结构将传统的输入、处理和输入模型转化为图形显示的用户交互模型，或者换一种说法，是多层次的Web商业应用；MVC体系结构具有三个层面：模型（Model）、视图(View)和控制(Controller)，每个层面有其各自的功能作用，MVC设计模式如下图所示：

MVC设计模式图

模型层负责表达和访问商业数据，执行商业逻辑和操作。也就是说，这一层就是现实生活中功能的软件模拟；在模型层变化的时候，它将通知视图层并提供后者访问自身状态的能力，同时控制器层也可以访问其功能函数以完成相关的任务。

视图层负责显示模型层的内容。它从模型层取得数据并指定这些数据如何被显示出来。在模型层变化的时候，它将自动更新。另外视图层也会将用户的输入传送给控制器。

控制器层负责定义应用程序的行为。它可以分派用户的请求并选择恰当的视图以用于显示，同时它也可以解释用户的输入并将它们映射为模型层可执行的操作；在一个图形界面中，常见的用户输入包括点击按钮和菜单选择。在Web应用中，它包括对Web层的HTTP/HTTPS GET、POST、PUT、DELETE的请求；控制器层可以基于用户的交互和模型层的操作结果来选择下一个可以显示的视图，一个应用程序通常会基于一组相关功能设定一个控制器层的模块，甚至一些应用程序会根据不同的用户类型具有不同的控制器层设定，这主要是由于不同用户的视图交互和选择也是不同的。

在模型层、视图层和控制器层之间划分责任可以减少代码的重复度，并使应用程序维护起来更简单。同时由于数据和商务逻辑的分开，在新的数据源加入和数据显示变化的时候，数据处理也会变得更简单。

结合SOA/WOA架构设计方法，模型层将由服务层替代、控制器层由Process流程编排层替代，因此基于SOA/WOA架构的MVC设计模式如下图所示：

基于SOA/WOA架构的MVC设计模式图

1. 应用接口技术选择——REST和SOAP服务

全面采用SOA、WOA架构，应用与应用之间的接口全部采用服务技术来封装，并将封装好的服务，发布到服务总线上，供对方应用调用。服务封装可以采用REST云服务和SOAP Web服务。

REST(Representational State Transfer)：即表象化状态传递，它是面向信息资源的服务封装技术。REST技术是WOA架构的核心技术，Rest服务具有：高性能、可寻址性(可通过URL访问)、无状态性、接口通用性、语义可见性五大特性，因此也称为云服务，云端的授权用户可通过URL地址进行服务消费，既适用于广域的、跨机构的SOA应用，又适用于局域的、企业内部的SOA应用。

SOAP(Simple Object Access Protocol)：即简易对象访问协议，它是面向业务活动、面向复杂计算逻辑的服务封装技术，适用于局域的、企业内部的SOA应用。

因此，应用与应用之间是纯粹的数据接口，则应采用REST云服务技术；应用与应用之间有复杂计算逻辑接口，则应采用SOAP Web服务技术。局域网内的各应用之间的接口，既可以采用SOAP Web服务技术，又可以采用REST云服务技术；广域网上的各应用之间的接口，则应采用REST云服务技术。

1. 教育云主要子系统

教育云系统包括：云门户、个人虚拟门户、云教学、云教研、云资源、云文件、云存储、云档案、云办公、云统计、平安校园、基础软件（即时通讯视频会议、邮件）等。

教育云主要子系统特点

云协同应用系统构建于云基础平台之上，具有云基础平台的所有特性。如统一的建设标准，数据深度整合，64位弹性架构，云+端“AAA”应用模式，标准的梯度扩展接口等。是一个全新的、真正的整体解决方案。

全新的：应用了新的云技术，同样的应用系统，有了不一样的更好的应用体验。例如云门户与以前的门户网站系统，云教学与以前的网络教学系统……

真正的整体解决方案：教育信息化整体解决方案提了很多年，可是受到理念、技术、资金的限制，以前大多数的整体解决方案只是数据层面的整合，没有做到业务应用层面的整合（即技术与教育的深度融合）。

业务整合才是整合的高级形式。如云教学系统中，教师的教学资源来自于云资源平台，在教学过程中形成的新资源，也归档到云资源平台。云资源平台是所有教学资源的集散地，方便资源的统一管理和使用。同一份资源，在数据库中只保持一份，通过资源关联，可以在任意系统中快速调用。传统的未进行业务应用整合的网络教学平台与资源平台的使用情况是老师先从资源平台下载资源，再上传到网络教学平台。此种方式存在如下问题：

同一资源可能有许多老师要在网络教学平台上用到，因此，可能造成同一资源几十甚至上百个副本，使数据库容量急剧增长，严重影响数据库性能；

浪费了网络带宽和教师的宝贵时间。每一个老师，每一个资源都要先下载再上传。

老师使用资源，要在多个系统中查找，增加了资源使用难度。

在将资源平台与网络教学平台进行业务整合后，可以避免数据库急剧增长；极大地减轻网络负荷；减少教师的工作时间；维持资源唯一性，当资源要修改时，所有使用该资源的地方都自动更新。

真正的整体解决方案，是数据层和业务层的整合，能创新教育、管理模式。

1. 基于Hadoop的云计算应用
   1. 个人虚拟门户

个人虚拟门户，根据个人身份，以个人为中心，将与本人相关的、需要的信息和应用集中呈现，实现“事找人”，避免淹没在大量的信息中，提高工作效率。但当前的个人门户系统，都只能整合本系统的相关信息，无法整合第三方系统的相关信息，不具备真正意义上的虚拟人个门户功能。

基于微软教育云基础平台上建设的虚拟门户，能自助整合第三方的信息，可由管理人员，根据要求，自助配置要聚合、展现的第三方系统信息。

1. 云教学系统

传统的课堂教学，存在如下问题：

不同的学校，甚至同一个学校不同的班级，师资力量，教学资源参差不齐，学生不在同一起跑线上学习。不能体现教育公平原则；

全班学生被迫以同样的速度学习同样的内容。基础好的吃不饱，基础差的跟不上。很难贯彻因材施教的教育方针, 学校、家庭、社会协作困难，难以形成合力。

云教学系统，通过先进的云技术与教育的深度融合，实现协同教育的创新模式，解决当前传统教学中存在的问题。

协同教育新模式简述

协同教育是指在现代教育思想和系统科学理论指导下，学校、家庭和社会教育系统中的各要素相互联系与作用，通过多种方式，共同对学习者实施教育过程，促进学习者全面发展的一种教育方式。通过协同教育，推进信息技术与教育教学深度融合，实现教育思想、理念、方法和手段全方位创新，提高教育质量，促进教育公平。

协同教育分为：人员协同、工具协同、过程协同。

人员协同分为：校校协同，家校协同，社校协同。

校校协同：不同学校的老师，协同开课，不同学校的学生，自由选课，打破时间和空间限制，基础好的学生，可以学在前面，基础差的学生，可以多用些时间，解决传统课堂教学中全班被迫以同样的速度学习同样的内容的问题。共享优质教育、教师资源，让学生在同一资源起跑线上学习。

家校协同：家长参与教育过程，督促、互动与评价；

社校协同：构建信息化学习和教学环境，建立 引导、多方参与、共建共享的开放合作机制，社会团队教育与学校教育互补。

工具协同：整个教育过程，教师，家长，学生，社会教育人员，可以通过电脑、平板、手机、电视等各种教育设备进行协同教育；可以通过邮件、即时通讯、视音频远程教学等多种方式进行协同教育（“AAA”应用模式）。通过视音频多媒体教学时，可将整个过程录制形成标准的WMV视频格式课件，发布到云资源系统，进行共享。

过程协同：在教学的过程中各种资料，分别归类，形成过程资料，方便统一存储、查询与管理。教师的教学资源来自于云资源平台，在教学过程中形成的新资源，也归档到云资源平台；学生的学习过程记录，归类到云学档平台（学生成长档案）；家长、学生对老师的评价，归档到云教档平台（教师档案）等。

1. 云文件系统

基于微软教育云基础平台开发，提供通用的标准接口（Web Services），实现跨系统的文件归档。

归档文件，统一管理，提供严格的权限控制；提供短信阅读提醒，阅读人员记录功能。

可通过浏览器直接高保真阅读文件，不需要安装客户端，并能对文件内容进行阅读定位。

咨询人交互。与即时通讯系统整合，对文件有疑惑的地方，可直接通过即时通讯系统进行咨询。咨询过程在服务端记录备查。

发布到云门户。需要发布到外网的文件，一键发布到外网。

具备缓存机制，支持快速阅读文件，支持大量用户并发访问，给阅读人员更好的体验。

安全的全文检索。不仅对文件标题、关键字等进行检索，而且能对文件内容进行检索，轻松查找文件。并且提供安全检索功能，只有对该文件有阅读权限的人，才能检索到该文件。

1. 云储存系统

基于微软教育云基础平台开发，在不改变用户使用习惯，耽误用户额外时间的前提下，实现后台自动备份、双向同步、文件共享、文件分发、文件“AAA”应用为一体，是个人资料管理和使用的一次革命，避免单位知识流失。

云存储功能简介

终端主要功能介绍

与OFFICE深集整合，直接创建文件，直接共享，自动备份至云端；

文件修改，自动更新云端文件；

与本机文件交换，支持直接拖放，或复制、粘贴；

协同编辑：共享文件后，可与他人一起修改文件，系统自动合并修改结果。

全文检索：不仅检索标题，关键字，同时能检索文件内容；

脱机使用：回到家里，不能连上云端，也可以修改文件。回到办公室连上云端后自动更新云端文件，不需要人为干预。

云端主要功能介绍

“AAA"应用，可通过平板，智能手机，未安装OFFICE的电脑直接在线高保真阅读和编辑OFFICE文件，支持对文件内容搜索并定位。

直接创建文件夹及文件，自动备份至终端；

文件修改，自动更新终端文件；

文件共享：支持权限控制，可共享给他人阅读或共享给他人修改。支持匿名共享，可将个人资料共享给外单位人员。

文件分发：将个人文件，分发到其他系统，比如资源系统，教学系统等。

安全全文检索：不仅检索标题，关键字，同时能检索文件内容；同时整合了权限，对文件没有权限的人不会检索到该文件，避免文件泄密。

图片文件上传，整合了图片编辑软件对图片预处理。

图片可直接插入WORD，PPT，而且可以更改分辨率，使插入的图片适应页面大小。

视频文件支持高清流媒体播放：象VOD系统一样，边下载边播放而不用下载到本地播放。

回收站：误删除的文件，可以自行通过回收站恢复，三重保险。文件误删除，再也不用求助管理员，减轻管理员的负担。

1. 云资源系统

在教育云基础平台上建设，实现资源共享、协同共建、即时互动三位一体的特色资源建设云平台，提供跨平台、跨数据库的深度整合。各系统的资源，可通过标准接口，集中在云资源系统进行存储管理，保持资源唯一性；资源通过标准接口，将资源链接发送到网络教学等系统中供使用，同一资源，数据库只存一份，避免了数据库的臃肿，节省了教师上传下载资源的时间，节省了网络带宽。

即时互动，协同共建

资源建设云平台不仅是一个共享的平台，更是一个即时互动、资源共建的协同平台。

即时互动：使用资源的教师，可以在资源点实时通过文字、语音、视频及时与资源创建者互动、讨论。通过即时的互动，资源使用者的疑惑得到创建者的及时解决，能极大的调动资源使用者的使用兴趣，同时资源创建者的荣誉感也得到加强。

协同共建：同组的教师，可以一起通过WORD协同修改教案、教学论文、测验试卷；通过PPT协同制作课件。不仅修改的结果会实时呈现在同组的每个教师眼前。同时在OFFICE工具界面通过即时的语音，视频进行互动，实现资源真正的协同共建，而不是传统的一个老师修改完了，再由另一个老师来修改。节省时间，提高效率。

• 资源关联

传统的资源使用方法，先将资源下载，再将资源上传到教学平台等相关联系统。同一个资源，多人使用时，就要下载并上传多个副本，下载和上传，资源使用者花费了大量的时间在上传下载过程中；上传下载消耗了大量的网络带宽；同一资源，多人使用时，会有多个副本，不仅浪费数据库和磁盘空间，而且会极大地影响数据库性能。

资源关联：将资源链接关联到云教学等相关平台，同一资源，在数据库中只存一份，节省了使用者上传下载的时间，节省了网络带宽，节省了数据库空间，提高了数据库性能。

权限跳转，角色定位

系统根据当前用户身份自动将所任教学科的资源呈现出来。避免从层层菜单进入资源界面，节省时间。

• 资源制作

教学资源中的教案、试卷、教学论文等都是使用WORD编制的，课件大都使用PPT制作的。这些资源，传统的方法都是创建好了，保存在本地硬盘上，再上传至资源建设平台上。使用的时候再通过网络实时从平台上下载，要修改也要先下载，再上传覆盖。步骤繁琐，在人多使用、网络繁忙时，很慢，抑制了老师使用和制作资源的兴趣。

终端通过OFFICE创建的资源，保存时，系统自动备份到服务器，不用人工干预；在终端修改的资源，自动更新服务器端，同样在服务端修改了资源也同步到终端。

资源制作、资源修改、资源上传，一步到位，省时省力。

• 多媒体资源云端播放

对于常见的WMV,ASF格式的多媒体资源，支持云端流媒体播放，不需要下载插件。

• 直接下载资源

选中资源，对该资源进行下载。

• 资源上传

选择资源上传按钮，即可将本地资源上传至资源建设平台。该资源被审核后，即可被其他用户访问。

根据当前用户身份，自动填写资源相关属性，减轻填写资源属性工作量。

根据当前用户身份，控制资源上传条件。老师只能将资源传到自己相关的学科。

支持对用户上传资源总容量控制。

支持数百兆的大容量资源上传。

支持批量上传。

• 审核资源

有资源审核权限的人，可以进行资源审核。

• 资源评分

为促进资源建设良性循环，对上传优质的资源作者给予鼓励，资源使用者可以对资源进行评分。如果多人对该资源评分，系统自动取评分的平均值作为该资源的最后得分。

资源排序

为了快速找到评分高的优势资源，可以点击评分按钮，按评分高低对资源进行评分，让评分高的资源显示在前面。

• 管理个人资源

资源建设平台，即是资源共享的平台，又是个人资源管理的平台。每个用户个人上传的资源，都可以自己进行管理。可以查询自己一直以来，上传的资源总量，分别上传到了什么地方，哪些是已批准的资源，哪些待审批的资源，哪些是已被拒绝的资源。

• 资源检索

支持全文检索，不仅能对资源标题、属性等关键字可检索，还能对教学论文、教案、PPT课件等资源内容进行检索。

资源结构管理

资源元数据结构可以根据教材变化进行修改，适应教材变化需求。

1. 云办公系统

OA办公自动化的作用

实施OA系统，通过工作流，促进管理电子化、规范化；强化领导的监控管理；协同工作，工作提醒；有效管理起有形（办公设备等）、无形（业务信息、知识）资产，避免流失。

通过工作流，促进管理电子化、规范化，提高工作效率

管理是一门深刻的学问，可单位的管理制度大多停留在口头布置，纸质文件上，很难落实到具体的工作中去，这就是执行力问题。

通过工作流，变革单位传统纸质公文办公模式，单位内外部的收发文、呈批件、文件管理、档案管理、报表传递、会议通知等均采用电子起草、传阅、审批、会签、签发、归档等电子化流转方式，提高办公效率，实现无纸化办公。通过工作流实现无纸化办公，有如下好处：

可将单位制度融合在工作流中，让单位的规章制度落到实处，实现规范化管理，和谐办公，避免规章制度形同虚设；

不用拿着各种文件、申请、单据在各部门穿梭，等候审批、签字、盖章，而是利用网络传递手段，发挥信息共享功能来协调单位内各部门的工作，减少工作中复杂环节，提高工作效率；

将传统的纸张填写过程电子化，尤其是长途电话、传真、复印、打印和办公用纸费用，真正实现无纸化办公，是单位实现管理现代化的标志。

强化领导监控管理

强化领导的监控管理，增强管理层对组织的控制力，及时有效监控各部门、各个人员的工作进度情况；实时、全面掌控各部门的工作办理状态，及时发现问题及时解决问题，从而减少差错、防止低效办公。

协同工作，工作提醒

通过多种工具（邮件、即时通讯、视频会议等），实现跨区域、跨部门的协同工作。通过日程管理，科学安排工作时间，及时给予提醒，提高工作效率。

有效管理起有形（办公设备等）、无形（业务信息、知识）资产，避免流失。

有形资产管理，包括对办公设备及用品的管理，比如办公电脑的使用人，质保期等；无形知资产，包括员工的工作记录，员工在工作中积累的工作经验等，给新员工提供宝贵的资料。针对有形资产和无形资产管理，避免流失。

云办公系统的特点

和传统的OA办公自动化系统比较，具有如下鲜明新特点：

信息关联，自然形成；支持“云+端”的“AAA”工作模式；流程重组及优化；深度整合性；强大扩展性。

1. 云统计系统

支持跨系统、跨数据库提取数据。使用微软的Powerpivot For Excel进行数据统计分析，会用EXCEL就可以进行强大的数据分析，实现自助数据分析，统计功能强大而灵活，支持开发扩展。支持云发布；系统支持亿级的海量数据分析，性能优异。

跨系统、跨数据库提取数据：可从不同系统，不同的数据库中提取要分析的数据。

Powerpivot For Excel：比鼎鼎大名的EXCEL更为强大的数据分析工具，而使用方法和EXCEL相似，会用EXCEL就会使用这个功能强大的数据分析、报表、挖掘工具。避免了传统的数据分析都由软件厂家按固定条件开发而不适宜使用的问题。

云发布：分析工具分析好的数据可以直接发布到网站上，并通过浏览器动态打开，不用安装任何插件，实现”AAA”应用。

亿级的海量数据分析：数据挖掘涉及到海量的数据分析，因此，对数据分析工具的性能有着极高的要求。Powerpivot For Excel在内部对海量的数据进行了优化，使数据性能得到极大的提升。

1. 教育云平台应用系统建设
   1. 教育资源公共服务平台

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（ 2010－2020 年）》明确指出：把教育信息化纳入国家信息化发展整体战略， 超前部署教育信息网络。到2020 年，基本建成覆盖城乡各级各类学校的教育信息化体系，促进教育内容、教学手段和方法的现代化、信息化。加强优质教育资源开发与应用，建立虚拟实验室。鼓励企业和社会机构根据教育教学改革方向和师生教学需求，开发一批专业化教学应用工具软件，并通过教育资源平台提供资源服务，推广普及应用。

在“十三五规划”方针政策指引下，各地陆续出台政策，强调数理化实验教学的重要性。

《教育部办公厅关于2017-2020 年开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知》指出，要深入推进信息技术与实验教学的深度融合，不断加强实验教学优质资源建设与应用，重视实验教学提高教学质量。2016 年，北京公布了中高考的新方案，强调义务教育阶段所有科目都设为100 分，表示它们在义务教育与学生成长中同等重要，不再人为去区分主次， 使学校、老师、家长、社会对每一门学科都很重重视，其中物生化实验部分占分比例为30%，高考不再文理分科。

继北京重磅发布此消息后， 河南教育厅发布《关于2016 年普通高中招生工作的意见》，其中明确要求理化生实验操作考试满分为30 分；安徽省初中毕业升学理化实验操作考试分数为15 分，考试成绩计入考生中考录取总分； 山西省理化实验操作10 分。

教育部发布了《教育部关于印发<义务教育小学科学课程标准>的通知》要求，2017 年秋季起，小学科学课程起始年级调整为一年级。要按照小学一、二年级每周不少于1 课时安排课程，三至六年级的课时数保持不变。而如今有些地区小学科学课堂教学却不被人们所重视, 且存在着科学仪器和设备欠缺以及实验课开设少甚至不开设的现象, 师资力量薄弱也是一大问题。

未来教育信息化的建设与发展必将站在更加重视区域化、社会化、整体化、规范化的角度进行规划和设计。地区级教育信息化主管单位在区域内整体教育信息化建设工作中将起到更加关键的作用。

• 1. 实验教学现状
• 学校经费紧张、实验设备陈旧或不足；
• 课程学时短，讲授内容多，课堂效率低下；
• 学生参与度不高，学习兴趣不够，缺乏主动性；
• 没有理想实验环境，高危实验很难呈现和操作；
• 师生不能随时携带实验设备，做实验只能去实验室；
• 某些实验现象不易观察，实验周期过长；
• 实验误差不好体现，满足不了实际实验讲解需要；
• 非正规操作由于破坏性大， 成本较高，很难展示实验中出现的各种故障现象；
• 流程化的实验操作模式，不利于培养学生的创新思维；
• 小学科学师资力量薄弱，实验器材缺乏。
  1. 用户需求

( 一) 解决学生随时、多次的实验练习需求

实验是理化生和小学科学（简称小科）学科的重要组成部分，也是课堂教学的重要环节，由于学生群体的数量庞大和教学实验设备建设的不足，学校的实验设备已经不能满足学生多次、随时的学习一门实验的要求。

( 二) 实验的安全性与便捷性

保证学生实验的安全性是第一要素，如何在有限的课时内让学生参与更多的实验操作，同时提高学习兴趣提高实验效率。

( 三) 实验资源建设，如何服务于所有师生

实验课件资源匮乏，而且资源相对分散，学科教师需要花费大量的精力寻找合适的资源；资源的匹配性较差，尤其是希望动态展示的器材元器件，大多数是静态的图片形式或是只能按照固定步骤操作的flash 形式，很难满足常规的教学需求；

能实现配合实际习题讲解的实验资源几乎没有；有些需要理想实验环境才能完成的实验，很难展示或实际演示。

( 四) 需要长周期才能完成的实验，课堂效率和效果如何保障

实验课时较短，需要长周期才能完成的实验，课堂效果不理想，所以目前课堂的实际情况是，只能靠老师“说”实验，学生很难理解。

( 五) 实验教学模式固定，教学模式需要创新

固定的教学模式，缺乏自主创新。实验主要分为：讲实验、做实验和画实验三大部分。其中，“讲实验”大多数是靠老师讲，学生听，很难给学生直观、立体的视觉冲击，效果大打折扣；“做实验”是我们一直提倡学生需要动手去体验、去操作的，但现实情况往往是没有办法满足学生随时多次的实验练习需求；“画实验”一般是老师在黑板上画实验的相关结构图、原理图等，比如物理的电路图等，这种画图是必要的，但存在的问题是，很难全方位动态展示效果以及内部的逻辑关系，比如电路图，无法展示电路中各元器件之间的动态逻辑关系，但是如果有专业的辅助软件，不仅高效并且能形象地展示出电路中的各种动态关系，形象、直观。

针对用户这些迫切需求，区县级平台需要建立一套完整的实验云平台资源，满足师生随时多次的实验练习。实验云平台提供实验中实用、好用、难找的实验资源和实验工具。

当然，实验教学，需要鼓励和提倡学生进行实际的实验操作，这是任何的资源和软件都是不能替代的功能，所以，实验云平台的定位是——辅助实验教学。

1. 建设目标

虚拟仿真实验紧贴教学大纲，满足师生仿真实验优质资源的需要，并在此基础上，引领教师开展基于常态化的教学实践活动。在丰富校本资源建设的同时，协助教师备课、上课；降低实验操作成本与难度，增加学生对实验的兴趣，保障实验结果的准确性与安全性。

虚拟仿真实验提供标准化接口，满足区县级平台信息化建设的需求。虚拟仿真实验提供平台之间云端对接，同时也提供区县级平台实验资源私有化部署，解决区县级平台多种需求。

1. 建设原则

实用性原则

虚拟仿真实验紧扣教学大纲要求，深挖一线教师课堂实验教学环节各个痛点，提供具有最优实验器材和资源以及性价比的产品。

经济性原则

在满足实验教学功能及体验度的前提下，尽量降低升级和维护成本。

针对性原则

虚拟仿真实验的开发与利用是为了课程目标的有效达成，针对不同的学科目标提供与之相应的实验制作工具和资源。

安全性原则

虚拟仿真实验采取必要的安全保护措施，具有高度的安全性。

可维护性原则

产品简单、实用、易操作、易维护，支持本地部署与私有云部署。

兼容性原则

产品由H5技术打造，多终端、跨平台、易整合，适配windows、android 和ios ，适用于投影、电子白板、一体机、微机室、平板教室。

1. 仿真实验室系统总体解决方案

提供虚拟仿真实验系统与区县级平台系统对接，师生登录区县级平台即可在线访问虚拟仿真实验，全平台注册用户通用，可直接访问无需二次登录。

在使用终端上支持跨平台访问， windows、IOS、Android 全平台适应，满足实际教学需求。

市、区县和学校本身已经有了很多教学资源，但缺乏优质的实验资源。服务方需提供成熟的产品整合方案，能够实现将虚拟仿真实验授权整合到区级或县级平台上。整合后该区域内的师生就可以畅通无阻地直接访问虚拟仿真实验资源，无需二次登录。

1. 虚拟仿真试验云平台（物理）

物理实验版是一套突破教材版本局限的实验制作工具，初高中物理通用，通过该套实验制作工具，教师可自主DIY 和模拟无数个实验，实现真正意义上的实验即时生成性常规化教学活动。

软件涵盖了中学物理电学、力学、电磁学、光学、热学、声学、家庭电路等240多种实验器材。支持全平台，多终端设备一帐号通用，老师可根据需求在线开发课件，自由创建、组装实验，实现了云服务、智能化、完全开放的实验环境。

物理支持实时在线保存，云平台存储，一帐号多平台无障碍使用，可方便不同教师间的资源共享、开放交流，优秀的实验教学案例和方法将可快速复制，实现更大规模知识经验的交流和分享，节省备课时间，提高备课效率。

独创电学、力学、光学等引擎，能任意设置实验器材参数。实验独创电学、力学、光学等引擎，支持实验器材参数的任意设置，打破了传统的以演示为主的实验环境，让老师能够自由创建、自由探究实验，完成在现实中无法完成的实验。

每一个实验都从实验原理出发，在实验步骤上，操作细节上，考试考点上体现的淋漓尽致。

在强大的引擎支持下，软件可模拟真实的实验现象和操作，而且有十分精准的数据，可以利用软件中的表格和图像进行整理分析。

软件是基于“引擎”开发的，包括重力引擎、电学引擎、电磁学引擎、光学引擎、声学引擎。

电学实验是基于“基尔霍夫定律”独创的开放式电学实验平台，能像真实实验一样任意组装实验器材，只有想不到的电路，没有连不出来的电路。另外还嵌入了电路图和家庭电路部分。

简单的操作就能连接出完美的电路图，拥有教学中各种常用的电路图图标，简洁、美观、专业。需支持电学算法，使之成为不只是能看的电路图，而是有内涵的电路图。

形象、逼真，各用电器都可独立工作，有电学算法支持，可随意接线，并支持短路，漏电保护等功能，就是一个小型的、真实的家庭电路系统。

独创电磁场引擎，可模拟电场和磁场实验环境，逼真的实验器材，高度还原的实验操作，精准实验数据，带来高效的电磁学课堂。

力学引擎搭建的实验平台，可自由调节空气阻力、重力加速度等实验环境，重现教材中的“理想”与“非理想” 实验，提供绘制添加器材，自由diy 工具功能，可发挥想象自由创建、组装新实验。

自由组装，灵活多变，真实反映实验现象，可大大提升上课效率。

独创光学引擎，可视化动态光路，多器材相互交互，光路设计随心所欲，操作简单，现象明显。

从听觉、视觉上真实还原现实实验， 独创声学引擎， 可监听设备内、外的声音，实现虚拟现实相结合。

力与运动提供丰富运动场景，集成重力场、电场、磁场、万有引力、阻尼介质等实验环境， 大到天体的运动、小到带电离子在电磁场中的运动都可快速创建， diy搭建教学用的运动学课件。

1. 虚拟仿真试验云平台（生物）

生物采用高精度3D模型制作而成，视觉效果清晰震撼，生物结构、生命现象、生命活动规律以及原理一目了然。生动逼真的3D实验教学环境， 能在短时间内调动学生多种感官参与其中， 使学生获得动态信息， 化繁为简，引领学生感悟微观世界。涵盖了国内主流教材版本的观察演示类以及动手操作类实验近300 个，资源近300个；其中，初中生物：实验194 个，资源200 多个；高中生物：实验93 个，资源80 多种。

高精度3D模型：支持360 度旋转，多维立体展示， 效果逼真，科技感强可进行放大缩小等操作。增加学生的参与感、代入感。视觉效果清晰震撼，生物结构、生命现象、生命活动规律以及原理一目了然。

每个虚拟实验，都提供有这个实验的“实验目的”、“实验器材”、“实验步骤”“讨论”，部分实验支持“数据记录”、“实时截图”等内容。用户可以根据以上内容自主的进行实验，实验操作、实验过程和实验现象逼真；实验数据仿真、精准。

1. 虚拟仿真试验云平台（化学）

化学涵盖实验器材和药品300 多种，内置自主研发的热力学引擎、重力引擎、粒子引擎以及速率系统、化学平衡系统等，实现了传统实验室无法完成的易燃易爆、有毒性以及其他高危险性实验, 逼真动态展示化学反应现象、任意化学药品在任意液体中的溶解度关系、药品之间的反应速率、化学反应即时生成化学方程式等，真正意义上实现自主DIY，完全满足常规性的教学活动。

1. 虚拟仿真试验云平台（小学科学）

小学科学涵盖了小学1-6 年级的主流教材版本生命世界、物质世界、地球与宇宙等领域的234 个科学实验，可以培养小学生初步的科学探究能力。

1. 管理中心

管理中心：学校开通账号的使用情况，方便学校管理者对产品账号的开通情况和使用情况有直观的了解，管理中心包含可开通账号的总数、已经开通使用的账号数、及其剩余可开通的账号数。此外管理中心还显示学校账号的基本信息，如学校名称、联系方式、授权期限等，方便管理者进行信息管理。

1. 用户列表

管理者为本校教师所开通的账号管理列表，管理者对用户列表拥有最高管理权限，可对账号进行增、删、改、查等操作， 同时管理者可通过批量添加账号的功能，一次性生成多个教师账号，并逐个分发到对应的教师手中。

1. 系统授权访问

管理员可自定义一个URL地址，做为系统专属地址，管理员可更改此地址的名称及其LOGO。

1. 仿真实验室系统优势

通过多媒体手段，依托学科特色，建立富有科技感的虚拟仿真实验平台，满足师生多次、随时地进行实验探究和学习需求。在直观、立体、高效、多样化的人机互动过程中，既提高了学生的学习兴趣，也满足了学生个性化的学习需求。同时，不受物理空间、时间的限制。集探究性、趣味性、科学性于一体。

实验主要系列产品有：物理（初高中）、化学（初高中）、生物（初高中）、科学（ 1-6 年级）。其中，物理和化学内置独特的" 引擎" ，让每个器材都“活”起来，自由摆放、任意组装、参数任意调节、相互影响、叠加运算；生物提供丰富的3D模型，呈现多姿多彩的生物世界；科学涵盖了小学1-6 年级的主流教材版本生命世界、物质世界、地球与宇宙等领域的234 个科学实验，可以培养小学生初步的科学探究能力。实验现象真实逼真、数据精准无误，是真正具备探索性和创新性的实验教学辅助工具。

1. 高效率性

生动、形象、立体，提高教学效率，节约备课上课时间成本。

2. 实践操作和3D交互模型

与传统只能做单向知识传递的“视频教学”模式完全不同，在仿真环境中进行实际操作，实现理论和操作双向良性互动。

3. 内置独特引擎，高自由度

独特的引擎支持，真正意义上实现实验DIY；用户可独立学习，不受教室、讲师等条件约束，可根据自身实际安排学习时间，具有极大的灵活性。

4. 危险度为零

传统实验学习环节，在真实实验环境中往往会有许多实验危险源，仿真实验能有效避免因操作不规范所带来的潜在危险，可完全探究传统实验室无法完成的高危险性、易燃易爆性、有毒性、辐射性以及爆炸性等实验。

5. 理想实验环境

解决因客观因素（时间、空间等）影响给实验带来不便的问题。虚拟仿真实验室能有效解决因实验周期过长，展示效果差、实验现象转瞬即逝、理想实验环境搭建、实验危险性过大、微观现象难以观察、实验过程较为复杂、实验破坏性较大或是比较极端要求等在传统的实验室条件下无法完成实验的难题。

6. 情景交互性

用户在虚拟情景下进行理论判断和实验操作，具有强交互性。

7. 多终端跨平台

节约建设成本，充分利用学校现有硬件资源，不用担心不同终端对于软件的成本投入，全终端适应。

8. 器材零损耗

器材齐全丰富，反复使用，无需维护，零损耗。

1. 在线直播课堂

参见视频云系统，视频云系统包含在线直播课堂功能。

1. 智慧课堂
   1. 智慧课堂建设理念

智慧课堂教学模式就是把教育活动看作是师生进行一种生命与生命的交往、沟通，把教学过程看作是一个动态发展着的教与学统一的交互影响和活动的过程。在这个过程中，通过优化“教学互动”的方式，即通过调节师生关系及其相互作用，形成和谐的师生互动、生生互动、学习个体与教学中介的互动，强化人与环境的交互影响，以产生教学共振，达到提高教学效果的一种教学结构模式。成为互动双方的资格在于双方都要有对对方发出的信息或行动产生反馈的能力。

1. 智慧课堂建设目标

面向互联一代的孩子们，全国各省份都在一定程度上推进了校园信息化建设的步伐，数字化课堂成为大势所趋。然而，构建智慧课堂的过程中，会遇到智慧课堂产品在应用中使用率偏低、时间成本偏高、教学效果不显著等困境。究其原因，主要是产品在内容、功能和用户体验上，与教学期望还有很大距离。于是，不少教师宁愿重新拿起课本和粉笔，回归到更加得心应手的传统教学模式中。显然，这样的局面与高速发展的信息时代很不匹配，如何让科技与教育完美结合，使数字化教育渗透到教学的诸多环节，最大限度的助力我国教育信息化的发展，是教育主管机构、教学研究机构、电化教育机构持续关注的问题，对于这种问题在建设过程中为此设定了建设的目标：

为创新教学模式开展互动教学研究提供基础性平台、运行环境及终端支持；

建设适应教师日常工作习惯的信息化教学工具；

培养具有信息化意识能力的信息化教师队伍；

提升学生运用现代化工具进行自主性学习的能力；

探索信息化常态教学在学校的应用及管理模式。

1. 智慧课堂建设的意义

智慧课堂在建设中所要起到的意义是“以互动式教学，让学生爱上课堂”，充分的让学生迸发出对学习的兴趣，将传统的单向授课型课堂转变为先进的多向互动型课堂的一整套解决方案。

1） 平等

师生互教互学，形成真正的学习共同体。师生的关系是平等的、民主的，整个教学过程是师生共同开发、探讨、丰富课程的过程。

2） 交流

师生间的交流信息面十分广泛，知识、技能、情感、态度、价值观都得到充分的交流，通过这些交流，师生间能够相互沟通，相互影响，相互补充，教学过程也就成为学生发现问题、提出问题、解决问题的过程。

3） 参与

师生共同参与，相互作用，能够创造性地实现教学目标。师生形成合力，促进学生的主动发展，提高课堂效率，达成教学的最优化。