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[摘 要]随着计算机技术的飞速发展，人们可以随时随地在线查阅和观看文字、音频、视频等学习资料，进行网络学习。因此，为了满足网络学习的需要，必须对网络学习系统进行不断的研究、设计和实现。本文介绍了目前网络学习的特点，分析了云计算的概念，结合网络学习描述了云计算平台的体系架构和构建方法，试图将云计算技术应用于网络学习系统中，构建一个基于云计算的网络学习系统。
[关键词]信息技术 网络学习 云计算 体系架构
中图分类号：U412.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）24-0265-02
一、引言
目前，大多数传统的教育形式已经不能满足于社会的进步和教育发展的要求，不能够及时赶上学习需求的变化，计算机网络技术带来了教育形式变革。网络学习是一个新的技术、理念和工具，提供了新的内容、理念和教育方法。然而，传统的基于web的网络学习模式，系统的建设和维护由教育机构或企业负责，这导致了很多问题存在，比如需要大量的投资，但没有资本收益回报，没有发展潜力和后劲。
云计算正在成为一个有吸引力的技术，由于其动态可扩展性和资源的有效使用，尤其在可用资源有限的情况下使用，不但可以解决上面所提到的问题，而且可以带来更多的效益。所以，基于云计算的网络学习架构的研究具有重要意义。
二、云计算
（一）云计算概念
近年来，云计算作为一种新的先进技术加速计算机业革新。云计算是一种基于网络的，特别是基于互联网的计算模型，其任务是确保用户可以简单地使用计算资源的需求。因此，它带来了新的商业模式，它提供的服务正在成为计算资源。云计算是高度可扩展的，并创建用户可用的虚拟化资源。用户不需要了解云计算的概念就可以使用它们。用户可以通过互联网与远程服务器进行通信。云计算技术是对教学和学习环境有显著影响的技术之一。
（二）云计算分类和优势
云计算按照服务类型可分为基础设施即服务IaaS、平台即服务PaaS、软件即服务SaaS三类。其中IaaS以服务的形式提供虚拟硬件资源（如虚拟主机、存储、网络和安全等资源），用于无需购买服务、网络设备、存储设备，只需通过互联网租赁即可搭建自己的应用系统；PaaS提供应用服务引擎（如互联网应用编程接口、运行平台等），用户基于该应用服务引擎构建应用；SaaS用户不必购买软件，只需按需租用软件，通过Web浏览器或客户端软件使用Internet上的软件服务。云计算按服务方式可分为公有云、私有云和混合云，公有云资源是外部的（如由谷歌和亚马逊提供）以即用即付提供给公众，私有云是专为企业内部提供免费服务，混合云则表示两者的混合。
由于云计算的特性，云计算可以降低投资和运营成本，简化应用程序的部署和管理，提供应用程序和基础设施的灵活性，云计算还具有超大规模、虚拟化、高可靠性、通用性、高可扩展性、按需服务等特性。
三、传统网络学习和云网络学习
（一）传统网络学习
网络学习是一种基于互联网的学习过程，利用互联网技术来设计、实施、选择、管理、支持和扩展学习，这不会取代传统的教育方法，但会大大提高教育的效率。由于网络学习有很大的灵活性、多样性、开放性等优势，将成为新世纪学习的主要方式。
但传统网络学习系统各自独立，教学资源无法共享，学校不同院系间的优秀教学资源无法有效利用，由于院校间的屏障，优质的教学资源未能向其他高校、社会开放；教育基础设施不足，学校机房越建越大，IT资源却日渐紧缺，总是不能满足长期发展的需求；教学方式陈旧，传统教学方式陈旧，学生缺乏学习热情，为社会输送全面发展人才的任务难以完成；教育管理不统一，各职能部门“各自为政”，存在信息壁垒，信息不通和信息不同步的状况影响学校的统一管理。
（二）云网络学习
适逢教育改革发展，推陈出新之际，信息化也正在经历“云”的变革。云计算作为IT行业的第四次革命，在教育行业已逐步落地，应用也日渐深入。基于云计算的网络学习模型引入了规模效率的机制，即将网络学习系统的建设委托给云计算供应商，它可以使提供者和用户实现双赢的局面。基于云环境的新一代网络学习系统，能够在广泛的廉价的硬件设备上运行。
基于云计算的网络学习系统在现有互联网的基础上把所有硬件、软件结合起来，充分利用和调动现有一切信息资源，通过构架一个新型的服务模式，或者能提供服务的一种新的系统结构，为人们提供各种不同层次、各种不同需求的低成本、高效率的智能化的服务及信息服务模式的改变。
四、云网络学习系统架构研究和设计
（一）云网络学习系统研究
云计算已经成为现代技术中的研究热点，研究人员更加注重其应用。在教育领域应用云计算，很多问题都得到了研究，如远程教育云技术，教学信息系统，教学资源集成，教学系统开发等。在整合网络和网络学习时，重点放在网络学习系统的软件构建、硬件平台建设，系统功能结构，网络安全管理和培训，教学信息技术整合，校园网络环境建设，在线教育系统，基于语义Web技术的多智能体系统。
从上面我们可以看到，到现在为止，学者们在以下两个方面进行了大量的研究：在教育领域使用云计算和网络和网上学习的融合。前者更着重远程教育，信息系统的应用，教学系统设计，信息资源开发，网络课程建设等。后者的重点放在建设校园电子学习系统，校园网电子学习模型，基于代理模型和电子学习网格的电子学习系统等等。但直到现在，将云计算技术应用于网络学习的研究很少。为了充分发挥云计算的优势，在本文中，我们试图将云计算应用到网络电子学习系统中，构建一个网络学习云系统。
（二）云网络学习系统架构设计
网络学习云架构可以分为以下层次：基础设施层、软件资源层、资源管理层、服务层及应用层。
1.基础设施层是由信息基础设施和教学资源组成。信息基础设施中包含系统软件、信息管理系统和一些常用的软件和硬件，教学资源主要是传统教学模式的资源积累，分布在不同的部门和领域。这一层是位于云服务中间件层，物理内存、CPU、内存是由该层提供。通过使用虚拟化技术，物理服务器、存储和网络虚拟化形式的组成上层软件平台。
2.软件资源层主要是由操作系统和中间件组成。通过中间件技术，将各种软件资源整合，为软件开发人员提供统一的接口，这样他们就可以很容易地开发基于软件资源的应用程序并把它们嵌入在云中，供云计算的使用者使用。
3.资源管理层是实现软件资源和硬件资源松耦合的关键。通过整合虚拟化和云计算调度策略，实现硬件资源按需的自由流动和分发。
（三）云网络学习系统设计优势
基于云计算的网络学习系统架构的优势如下：
1.强大的计算和存储能力。基于云计算的网络学习架构依托大量的分布式计算机的计算和数据，云中的数万电脑提供强大的计算能力和庞大的数据存储空间。
2.高可用性。通過大容量存储和高性能计算能力的集成，该系统可以提供更高的服务质量。云计算系统可以自动检测节点故障并排除，不影响系统的正常运行。
3.高安全性。在云计算模式下，依托一个或多个数据中心，管理人员管理的统一数据，分配资源，平衡负载，部署软件，控制安全，并执行可靠的实时监控，从而以最大可能的程度保证了用户的数据安全性。
五、结束语
目前的经济形势将迫使不同的教育机构和组织考虑采用云计算解决方案。大学已经开始坚持这一倡议，因为由于云计算解决方案的实施，将显著的减少支出、降低成本。本文的工作目的是考虑云计算架构的优势，然后将云计算技术应用于网络学习系统中，构建一个基于云计算的网络学习系统。未来将对本文提出的架构和设计进行详细设计和实现。
参考文献
[1] 万利平，陈燕.云计算在教育信息化中的应用探究[J].中国教育信息化，2009（9）.
[关键词]信息技术 网络学习 云计算 体系架构
中图分类号：U412.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）24-0265-02
一、引言
目前，大多数传统的教育形式已经不能满足于社会的进步和教育发展的要求，不能够及时赶上学习需求的变化，计算机网络技术带来了教育形式变革。网络学习是一个新的技术、理念和工具，提供了新的内容、理念和教育方法。然而，传统的基于web的网络学习模式，系统的建设和维护由教育机构或企业负责，这导致了很多问题存在，比如需要大量的投资，但没有资本收益回报，没有发展潜力和后劲。
云计算正在成为一个有吸引力的技术，由于其动态可扩展性和资源的有效使用，尤其在可用资源有限的情况下使用，不但可以解决上面所提到的问题，而且可以带来更多的效益。所以，基于云计算的网络学习架构的研究具有重要意义。
二、云计算
（一）云计算概念
近年来，云计算作为一种新的先进技术加速计算机业革新。云计算是一种基于网络的，特别是基于互联网的计算模型，其任务是确保用户可以简单地使用计算资源的需求。因此，它带来了新的商业模式，它提供的服务正在成为计算资源。云计算是高度可扩展的，并创建用户可用的虚拟化资源。用户不需要了解云计算的概念就可以使用它们。用户可以通过互联网与远程服务器进行通信。云计算技术是对教学和学习环境有显著影响的技术之一。
（二）云计算分类和优势
云计算按照服务类型可分为基础设施即服务IaaS、平台即服务PaaS、软件即服务SaaS三类。其中IaaS以服务的形式提供虚拟硬件资源（如虚拟主机、存储、网络和安全等资源），用于无需购买服务、网络设备、存储设备，只需通过互联网租赁即可搭建自己的应用系统；PaaS提供应用服务引擎（如互联网应用编程接口、运行平台等），用户基于该应用服务引擎构建应用；SaaS用户不必购买软件，只需按需租用软件，通过Web浏览器或客户端软件使用Internet上的软件服务。云计算按服务方式可分为公有云、私有云和混合云，公有云资源是外部的（如由谷歌和亚马逊提供）以即用即付提供给公众，私有云是专为企业内部提供免费服务，混合云则表示两者的混合。
由于云计算的特性，云计算可以降低投资和运营成本，简化应用程序的部署和管理，提供应用程序和基础设施的灵活性，云计算还具有超大规模、虚拟化、高可靠性、通用性、高可扩展性、按需服务等特性。
三、传统网络学习和云网络学习
（一）传统网络学习
网络学习是一种基于互联网的学习过程，利用互联网技术来设计、实施、选择、管理、支持和扩展学习，这不会取代传统的教育方法，但会大大提高教育的效率。由于网络学习有很大的灵活性、多样性、开放性等优势，将成为新世纪学习的主要方式。
但传统网络学习系统各自独立，教学资源无法共享，学校不同院系间的优秀教学资源无法有效利用，由于院校间的屏障，优质的教学资源未能向其他高校、社会开放；教育基础设施不足，学校机房越建越大，IT资源却日渐紧缺，总是不能满足长期发展的需求；教学方式陈旧，传统教学方式陈旧，学生缺乏学习热情，为社会输送全面发展人才的任务难以完成；教育管理不统一，各职能部门“各自为政”，存在信息壁垒，信息不通和信息不同步的状况影响学校的统一管理。
（二）云网络学习
适逢教育改革发展，推陈出新之际，信息化也正在经历“云”的变革。云计算作为IT行业的第四次革命，在教育行业已逐步落地，应用也日渐深入。基于云计算的网络学习模型引入了规模效率的机制，即将网络学习系统的建设委托给云计算供应商，它可以使提供者和用户实现双赢的局面。基于云环境的新一代网络学习系统，能够在广泛的廉价的硬件设备上运行。
基于云计算的网络学习系统在现有互联网的基础上把所有硬件、软件结合起来，充分利用和调动现有一切信息资源，通过构架一个新型的服务模式，或者能提供服务的一种新的系统结构，为人们提供各种不同层次、各种不同需求的低成本、高效率的智能化的服务及信息服务模式的改变。
四、云网络学习系统架构研究和设计
（一）云网络学习系统研究
云计算已经成为现代技术中的研究热点，研究人员更加注重其应用。在教育领域应用云计算，很多问题都得到了研究，如远程教育云技术，教学信息系统，教学资源集成，教学系统开发等。在整合网络和网络学习时，重点放在网络学习系统的软件构建、硬件平台建设，系统功能结构，网络安全管理和培训，教学信息技术整合，校园网络环境建设，在线教育系统，基于语义Web技术的多智能体系统。
从上面我们可以看到，到现在为止，学者们在以下两个方面进行了大量的研究：在教育领域使用云计算和网络和网上学习的融合。前者更着重远程教育，信息系统的应用，教学系统设计，信息资源开发，网络课程建设等。后者的重点放在建设校园电子学习系统，校园网电子学习模型，基于代理模型和电子学习网格的电子学习系统等等。但直到现在，将云计算技术应用于网络学习的研究很少。为了充分发挥云计算的优势，在本文中，我们试图将云计算应用到网络电子学习系统中，构建一个网络学习云系统。
（二）云网络学习系统架构设计
网络学习云架构可以分为以下层次：基础设施层、软件资源层、资源管理层、服务层及应用层。
1.基础设施层是由信息基础设施和教学资源组成。信息基础设施中包含系统软件、信息管理系统和一些常用的软件和硬件，教学资源主要是传统教学模式的资源积累，分布在不同的部门和领域。这一层是位于云服务中间件层，物理内存、CPU、内存是由该层提供。通过使用虚拟化技术，物理服务器、存储和网络虚拟化形式的组成上层软件平台。
2.软件资源层主要是由操作系统和中间件组成。通过中间件技术，将各种软件资源整合，为软件开发人员提供统一的接口，这样他们就可以很容易地开发基于软件资源的应用程序并把它们嵌入在云中，供云计算的使用者使用。
3.资源管理层是实现软件资源和硬件资源松耦合的关键。通过整合虚拟化和云计算调度策略，实现硬件资源按需的自由流动和分发。
（三）云网络学习系统设计优势
基于云计算的网络学习系统架构的优势如下：
1.强大的计算和存储能力。基于云计算的网络学习架构依托大量的分布式计算机的计算和数据，云中的数万电脑提供强大的计算能力和庞大的数据存储空间。
2.高可用性。通過大容量存储和高性能计算能力的集成，该系统可以提供更高的服务质量。云计算系统可以自动检测节点故障并排除，不影响系统的正常运行。
3.高安全性。在云计算模式下，依托一个或多个数据中心，管理人员管理的统一数据，分配资源，平衡负载，部署软件，控制安全，并执行可靠的实时监控，从而以最大可能的程度保证了用户的数据安全性。
五、结束语
目前的经济形势将迫使不同的教育机构和组织考虑采用云计算解决方案。大学已经开始坚持这一倡议，因为由于云计算解决方案的实施，将显著的减少支出、降低成本。本文的工作目的是考虑云计算架构的优势，然后将云计算技术应用于网络学习系统中，构建一个基于云计算的网络学习系统。未来将对本文提出的架构和设计进行详细设计和实现。
参考文献
[1] 万利平，陈燕.云计算在教育信息化中的应用探究[J].中国教育信息化，2009（9）.