网络与信息处理技术推进教育信息化

北京邮电大学 马严

2016年10月12日

CERNET2016年学术年会

教育信息化是大势所趋

面向未来人才培养的校园信息网络建设

北京邮电大学校园网的发展

主要内容

22年前中国教育和科研计算机网（CERNET）在教育部领导下开始建设

高等院校首先建设校园网，所培养的大批掌握信息与通信技术的人才为国家建设发挥了重要作用

目前各级各类学校的校园网在传统校园基础上为师生们构建数字空间，拓展现实校园的时间和空间维度，扩展传统校园的边界，实现教育过程的全面信息化，推进了传统教育的变革，科学研究的开展和人才质量的提高，方便了师生的校园生活

1994 ~ 2016校园网为大批人材的培养发挥重要作用

n 国家主席习近平向《国际教育信息化大会》发贺信• 人才决定未来，教育成就梦想• 强调因应信息技术的发展，推动教育变革和创新，

构建网络化、数字化、个性化、终身化的教育体系

n 教育部对教育信息化的部署• 制定了国家中长期教育改革和发展规划纲要

（2010-2020年），信息化十三五规划和十年发展规划等一系列文件

• 力争做到信息技术与教育教学的深度融合、优质资源共享与应用、教育教学模式的创新

国家重视教育信息化

《教育信息化十年发展规划》

UNESCO的信息技术变革教育线路图

• 联合国教科文组织亚太地区教育改革为发展服务计划（Asia-Pacific Program of Educational Innovation for Development， APEID）

• 勾勒信息技术变革教育线路图经历四个阶段

1. 兴起（e-merging）2. 应用（applying）3. 融合（infusing）4. 革新（transforming）

社交网络平台移动和基于位置

的服务日益普及

终身学习环境

网络化学习交流

MOOC反转课堂

知识来源多样化

配合国家战略的国际化

实时获取信息成为可能

大数据分析提供手段物联网技术引入带来的便捷

个人隐私防护网络和信息安全

形式严峻

以互联网+的模式思考问题

云计算与虚拟化远程协作

快速有效的知识交流与分享

计算和存储资源共享

快速的信息收集与分发渠道

全新的娱乐和网上购物体验

互联网促进教育模式改变

入校服务

离校服务

图书服务

安防服务

生活服务

医疗服务

学工服务 就餐服务 购物服务

校友服务

教学服务 科研服务

IT资源服务

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行政管理

引领校园生活方式的变革

高校信息化分阶段建设

校园计算机网基础设施建设

信息系统与网络学习环境建设

智 慧 校 园 建 设

1994年 2004年 2014年 2024年

校园网含义的演变引领教育方式的变革

高等院校智慧校园体系架构

• CELTS-201604• 国家教育行业标准

• 作为技术参考模型

• 制定了智慧校园的

– 概念模型

– 体系架构

– 框架模型

– 成熟度模型

• 确立实现目标

• 基础设施保障

• 业务流程梳理

• 校园信息管理

• 标准化建设

• 虚拟化与云服务

• 数据中心建设

• 统一信息门户

• 统一身份认证系统

• 业务系统建设

• 灾备中心建设

• 无线网络覆盖

• 丰富移动应用

• 网络信息安全与隐私保护 • 校园一卡通建设

• 校园安保系统

• 节能减排监控

• 大数据与可视化服务

• 丰富的教学与科研应用

• 高水平运维队伍建设

• 。。。 11

校园信息化建设

基础设施完善

教学网络化

学习数字化

管理智能化

支持IPv6的校园应用

研究环境优越

校园生活便利

服务到位

良好的

学习、工作和生活

体验

希望实现的目标

校园基础管网

综合布线系统

机房电力保障

高性能校园网

良好无线覆盖

基础数据维护

安全稳定服务

基础设施保障

保障学校发展的高性能校园网

• 建设高速主干网保障高性能应用和良好用户体验

• 设备与链路冗余保障高可用性和可扩展性

• 部署支持IPv6的网络和应用向下一代互联网过渡

• 提供VPN方便师生从校外访问校内资源

• 方便与灵活的高性能认证和计费管理系统

• 高性能数据中心提供可靠数据访问与灾备服务

• 虚拟化与云计算技术提供师生灵活与高可扩展性的计算与存储资源服务

无线局域网技术快速发展

基于IEEE802.11的高速WiFi网络得到普及

各类移动终端普遍支持3G/4G和WiFi无线接入

全覆盖的无线校园网是数字化校园标配

无线网络覆盖

我校校园无线网建设

l IPv4/IPv6双栈

l 多设备商统一认证

l 无线与有线互补

软件定义网络和未来互联网试验环境

• 为体系结构、未来光网络、高性能无线网络、路由、安全和网管试验验证提供实验环境

• 支持虚拟化和SDN结构的拓扑灵活调整和资源申请

• 与校园网可控隔离

• 已经连接4座楼宇

和8个实验室

• 开展了多项实验

• 实现了跨校联合试验

• 有待进一步扩展

2015/03/31 17

从管理侧看，要做好规划

明确责任部门和责任人---建立信息化队伍

通过设立标准、管理制度和业务流程

确保按照标准保证数据的准确、及时和唯一性

重视访问权限管理

数据安全与备份

支持各种颗粒度数据分析

校园数字化信息管理

网络与信息安全

• 规范的管理制度与先进实用的技术保障相结合

• 培养高素质网络与信息安全管理人才

• 不少单点安全保障，而是采用系统化的设计和

实施步骤

• 网络与信息系统安全密不可分

• 学生、教师和管理人员的安全培训

l 1994年起开始建设l CERNET等多运营商出口l 全万兆骨干l 多校区互联l 分区域安全策略l 有线无线融合的统一认证l IPv4/IPv6双栈l 高速WiFi无线网络覆盖l 支持SDN技术的专用通信科研网络l 支撑 CERNET/CERNET2核心节点l 数据中心l 统一门户登录l 基本服务、移动办公和位置服务l 网上办公平台l 综合信息平台l 软件正版化l 北邮校园通（一卡通）l 网络和信息安全责任制l 标准和管理规定l CIO制度、信息员队伍和培训

北京邮电大学的信息化建设

智慧校园整体架构

人力资源管理平台

应用服务平台

数字资源教学资源

科研学术资源

信息标准规范

公共服务平台迎新服务 离校服务 移动校园

协同办公

电子邮件

统一通知

私有云盘

管网线缆 校园网络网络基础设施平台 物联网设施

智慧校园支撑平台统一身份认证平台 公共数据平台

网络运维平台 一卡通管理平台

信息标准系统

域名管理系统 网络地址管理系统

数据交换平台

信息化运行维护体系

北邮通

填表服务

教师主页 虚拟桌面

网上支付

诚信系统

IPTV

各级主页

GIS系统

网络认证系统

网站群平台

数据服务平台

网络与信息系统安全体系

电子文献资源

档案资源

校园文化资源

科研实验专网

科研支撑平台教学支撑平台

学科建设平台 学生管理平台

校园网络云基础设施平台

虚拟化资源平台 公共网络存储 高性能计算平台 云基础设施资源管理平台

财务管理平台档案管理系统

外事管理系统学术成果管理系统 后勤管理系统

离退休管理 校友管理系统

审计管理系统

基建管理系统 资产管理平台

业务专网

支持多类型终端灵活接入的学校主页、综合信息服务门户

VPN

正版软件

病毒防护

时钟

安全扫描

短信服务

论坛

博客

工会管理系统

读者服务

组织干部管理系统

户籍管理系统

会议签到

• 业务系统数字化的过程不是简单搬到网上

• 需要多部门沟通，明确业务主体和配合关系

• 利用信息处理和通信技术方便地提供服务

• 在创新与成熟技术与方法之间作权衡

• 可能会打破原有行政格局

业务流程梳理

高可靠性和高可用性

高速网络和高处理性能

整体的安全设计

面向服务提供统一管理

虚拟化和资源灵活调配

为师生提供混合云服务

可靠的容灾备份

实现绿色节能

高品质运行维护

数据中心建设

遵循国家和教育行业标准

根据学校自身特点来制定

总体规划和设计与实施时都要明确要求 制定管理制度并执行之

运行维护也需要规范化

http://www.celtsc.edu.cn/

CELTS-29教育管理信息教育管理基础代码(行业标准JY/T1001-2012）CELTS-33高等教育管理信息标准（行业标准JY/T1006-2012）CELTS-34中等职业学校管理信息标准（行业标准JY/T1005-2012）CELTS-35普通中小学校管理信息标准（行业标准JY/T1004-2012）CELTS-38教育管理基础信息标准（行业标准JY/T1002-2012）CELTS-50教育统计信息（行业标准JY/T1007-2012）CELTS-37教育行政管理信息标准（行业标准JY/T1003-2012）CELTS-40教育管理信息系统互操作CELTS-22网络课程评价

标准化、规范化和管理制度

校园网服务状态监控

校园网网络状况监测

虚拟化系统监控

网络、信息安全与隐私保护

网络和信息安全已日益引起关注

要学会在数字化社会生存

安全保障需要系统的规划、设计和实施

信息与应用系统需要有其生命周期的安全管理

需要持久的运维保障措施、高技术水平和道德水准的运维队伍

随着信息化、数字化程度提高，潜在的风险加大

关于个人信息安全和隐私保护

还需要管理制度保证和完善的法律框架保证

关于校园网的安全

丰富的校园应用

采取行动进一步优化决策

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掌握信息全面搜集整合包括

网络、应用系统与一卡通相关信息

宏观获悉洞察并预测趋势

数据推送数据中心

数据分析教学、科研和

管理行为和人员活动等

北京邮电大学教育信息化处

从“分析”到“洞察”的大数据应用

北邮大数据共享和分析平台架构

WiFi 探针 数据源

文件处理 数据接入

数据存储HDFS HBase 其它形式

开放APIHTTP/HTTPS

应用1

各类应用分析引擎 MySQL/MongDB

应用2 应用n…………各类自有应用

DHCP服务 认证服务 各类应用系统

数据库处理 Web服务处理 其它接口

数据计算YARN STORM SPARK PIG HIVE

大数据分析平台

大数据共享平台

公共数据平台—数据共享情况

公共数据平台

服务门户

教务系统

研究生管理系统

财务系统

人事系统

科研系统

图书管理系统

统一身份认证

移动校园离校系统迎新系统

一卡通

一卡通系统

资产管理系统

房产管理系统

支付通 网 关 邮件系统 人事系统 教务系统 研究生

系统

财务系统 学生档案系统

BB教学平台 科研系统 外事系统 学生管理

系统

微信、腾讯公众号

网上办事大厅

网上党校

WP3: IPv6 Connectivity TestEU-China IPv6 IoT Common Pilot & Test Bed

中欧物联网-数字化校园试验环境

33Luxembourg: My IPv6 address: [2001:7e8:c6cc:4801:c89c:cb9d:3258:db2a]

ParisOrange:[2a01:c9c0:a3:8::4]

BeijingBII Group:[240c:f:0:ffff::6666]

GenevaMandat International:[2001:620:607:1110::31]

Beijing BUPT:[2001:da8:215:4038:250:56ff:feb7:4f82]

EU-China joint project ECIAO: IPv6/ CoAP / IoT

技术进步和人们的需求推动了移动互联网的兴起

开发了支持Android/iOS操作系统的APP宣传部提供信息，教育信息化处维护发布系统提供多种信息服务

学校介绍、机构、新闻、办公电话、通知、公告、教学成果、学术活动、科研成果、。。。

地图、校历、全景导图、校园风光、图书馆、自习座位、成绩查询、北邮通（一卡通）、班车信息、。。。

我的网络流量、工资、校园生活、。。。

北邮开发的推广移动应用

• 利用微信平台开发了多种应用

• 校级北邮公众和企业微信号

• 院系和二级行政单位微信号

• 学生社团和教学、科研团队交流社区

• 与企业合作进一步开展移动应用开发与推广

开发面向移动终端的多种应用

很多兄弟院校都有丰富经验

支持在IPv4环境下访问IPv6资源

校园卡采用CPU卡发卡超过6万张已提供图书借阅、就餐、浴室、就医、开水、

门禁、报到、购物、缴费、圈存、身份识

别、体能测试、成绩单和工资单打印等身

份认证、代扣代缴和消费等多种应用

联合运营商，开通基于NFC的北

邮通（一卡通）应用

使用具备NFC功能的手机可以实

行多种数字化应用

校园一卡通建设

北邮校园一卡通APP界面

基于NFC的校园一卡通应用

高校在迎接智慧校园建设的大潮。合理规划，推动校园信息化。

让我们共同交流，共享成功经验。

谢谢 ！