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台南市教育局資訊中心 教育雲
飛番雲端中心
IAAS,PaaS服務與SAAS發展
Ver 1.0
2013.01.29
飛番雲端中心建置目的
•
•
•
•
•
•
•
十大旗艦計畫
環保節能…
導入新一代的雲端服務平台
提供學校主機服務
提供適合學校租用的網站服務
提供更容易整合的程式介面
做為未來持續發展的重要基礎平台(SAAS)
雲端架構與應用研發
計畫:
台南十大旗艦計畫-智慧城市大台南
方向:
建置智慧教室教材與學習資源數位化
三大系統:
1.雲端服務基礎平台
2.個人雲端儲存
3.教材與學習資源數位化-教育市集平台
3
美國國家技術標準局Cloud看法
• 雲端運算是一個仍在蓬勃發展中的科技。
其定義、使用案例、基礎技術、爭議、風
險和效益均將重新定義，無論在公部門和
私人企業。這些定義、屬性與特點均將隨
時間發展而改。
• 雲端運算產業涵蓋一個龐大的產業供應鏈，
由不同商業模式、供應商與市場區隔組成。
這個定義試圖涵蓋所有各種不同的雲端運
算解決方案。
美國國家技術標準局NIST Cloud 定義
混合雲
配置佈署
模式
私有雲
社群雲
公用雲
軟體即服務(SaaS)
服務
模式
平台即服務(PaaS)
架構即服務(IaaS)
隨選自助服務
基本特質
共通特質
廣泛的網絡接入
快速彈性
共享資源池
服務計量
巨大架構
彈性計算
同質性
地理配置
虛擬化
服務導向
低成本軟體
進階安全
對象
架構
傳統 Pattern
‘the business’
需求建立
IT部門收
到
‘IT’
服務開通
資源堆
超量訂閱服
務
Increas
ed
IT
costs
佈署與註冊
管理工具
過度服務開通
持續維護
Cloud Pattern
自動服務開
通
‘the business’
資源池
自助式服務
有效率
服務
Reduc
ed
costs
限量是
服務分配
自動化佈署
與管理
自動化維護
‘IT’
從虛擬化到私有雲
自助式服務分享
與管理介面
承租戶自助服務與管理介面
SaaS Workloads
IaaS Services 提供
SaaS 及PaaS 工作
PaaS Workloads
Orchestration Layer
IaaS “Fabric
Management”附
加的Layer
Management Layer
Automation Layer
Virtualization Layer
Hardware Layer
基礎設備虛擬化
Storage
Network
Compute
Facility
業界發展
業界發展
IAAS提供學校服務規劃構想
• 達成各校零機房理想目標
• 轉移各校重要服務至雲端伺服器
• 提供各校雲端伺服器至少一個穩定的DNS及
WWW(入口網站)運作環境
• 各校所申請雲端主機,與該校同屬相同網段,
管理方式如同學校伺服器,可直接連線
IAAS創新解決方案架構
雲端伺服器網路
示架構示意圖
成大
提供功能:
所申請建置的雲端主機,透過
vLan方式轉移至該校所屬網段
C6509
核心交換器
FWSM
中心端
DCS雲端主機
線路業者
ISP
學校端
學校1
學校2
學校3
學校4
學校5
IAAS實施導入
• 策略:
– 第1階段遴選10所偏鄉學校進行導入，建立標準
SOP，並進行建立相關文件(已完成)
– 第2階段開放申請20所學校，依第1階段建立的
SOP實施(12月中完成)，建立更妥善的標準流程
– 一年內建置全市275所學校，每校至少1台雲端
主機
– 各校主機須放置該校DNS Server及WWW Server
IAAS可預估之效益
節省教育資源與碳排放圖表說明
維運費用
伺服器建置費用
總計
275所中小學
每年伺服器花費
NT$825萬
NT $343萬
飛番雲端中心
每年花費
NT $96萬
NT $75萬
每年節省金額
NT $729萬
NT $268萬
NT $997萬
一年節省碳排放 =5755921(磅) =2610(公噸)
=488(輛汽車一年排放量)
=238,356(顆樹花費一年才可吸收)
台南市平均每校使用2台伺服器
[2] NT$2,500(每月電費+人事) *275(所中小學) *12(個月)= NT$8,250,000
[3] NT$80,000(每月電費)*12(個月)= NT$ 960,000
[4] NT$25,000(台)*275(所中小學)*2(台)/4(年)=NT$3,437,500
[5] NT$150,000(伺服器費用)*5(台)= NT$750,000
[1]
IAAS雲端服務平台架構(完成)
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效益與困難
• 效益:
– 有效節省教育資源
– 提升與強化學校重要網路服務品質
– 降低學校維護成本
• 困難:
– 雖提供資源，但各校網管人員素質不一，存在
人力問題
– 開發平台是學校普遍需求，提供虛擬主機成本
大，尚需人力從頭建立開發平台
IAAS相關資料(附件可供參考…)
台南市國中小機房與
飛番雲端中心照片
台南市龍山國小機房照片
台南市志開國小機房照片
台南市虎山國小機房照片
台南市新山國小機房照片
台南市雙春國小機房照片
台南市將軍國小機房照片
台南市深坑國小機房照片
台南市竹橋國中機房照片
台南市柳營國中機房照片
台南市南化國中機房照片
台南市飛番雲端中心照片(1)
台南市飛番雲端中心照片(2)
台南市飛番雲端中心照片(3)
PAAS建立規劃構想
• 解決IAAS所面臨問題
• 建立更節省與效能佳雲端服務平台
• 各校重要應用服務轉移雲端PAAS
PAAS解決方案架構
• 提供各型開發平台建立各校應用服務
• 透過DNS轉址機制，與各校IAAS層DNS
Server交換機制，各校應用服務開發平台
轉入各校網段。
PAAS雲端服務平台(建置進行中)
PAAS發展架構圖
Application Platform Layer
Data Layer
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Microsoft
Confidential
概念架構
Web Sites
Service
PaaS
Data Center Services
IaaS
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為每個用戶建立專屬的Web & SQL VMs
•
專屬VM
提供較多的資源，適合運行較大型的網站
Web Server VMs
SQL Server VMs
Scale Unit Host
Node1
Scale Unit Host
Node2
Shared Storage
•
Low Density, 成本較高
•
其他
1個user至少需要1個Web Server VM，1
個SQL Server VM
需要較久的時間進行服務開通
單一VM無HA
…
Scale Unit Host
Node3
Bringing Windows Azure Services to Windows Server
Microsoft is now enabling Hosting Service Providers to use Windows Server and System Center to deliver the same
great experiences already found in Windows Azure
Private
Web
Service
Sites
App
Plans
sVM
Users
s
Windows Azure
Service Provider
Service
Admin
Web Sites
Databases
Self-Service
VMs
Subscriber
Portal
Self-Service
Portal
Self Service Portal
Moves On-Premises
Web
Web
SitesSites
App
Apps
sVM
Database
s
VMs
Self-Service
Subscriber
Self-Service
Portal
Portal
Common Mgt.
Experience
Web
Sites
VMs
SQL
Shared Cloud Services
Messaging, Caching
Storage, etc.
Cloud-Enabled Services
Move On-Premises
SP1 w/ Service Provider Foundation
Workload Portability
Consistent Dev.
Experience
Worker
Role
Web
Sites
VM
Role
SQL
Other
Services
Service
CDN.
Caching
Bus
Media,,
etc.
PAAS架構圖(建置中)
Tenant 1
Tenant Admins
Provider’s Other Systems
Tenant’s
Apps, Scripts,
Tools
Self-service Users
Tenant 2
Tenant Admins
Tenant’s
Apps, Scripts,
Tools
Self-service Users
REST OData
API
Aggregation
Automation
建置時程?
2013/04完成
SAAS服務構想
雲端服務平台(SAAS建置進行中)
教育市集平台
儲存雲
PAAS 平台
教材與學習資源數位化-教育市集平台
SAAS同時進行開發
教學資源蒐集
標準化
透通化
服務化
教學資源編撰
教學資源分享
教學流程與分析
(HTTP/OData/WCF/SOAP/OAuth) API Layer
Custom Operations Logic Layer
教學資
源雲端
基石
教學資源|流程|分析
Orchestration Layer
IAAS & PAAS
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教學資源蒐集與管理
• EduDrive儲存雲?
– 平台的基石
– 蒐集,管理教學資源
– 提供標準API,介接各型裝置與應用程式
• 平板或手機照相錄影儲存
• 電子書應用程式資源
• 電子書書櫃
– 兼具社群管理/multi-Tenant
• 個人,IT部門,內容供應商,多媒體小組與社團等
教學資源蒐集
儲存雲
儲存雲介面(PC)
登入畫面(PC)
登入帳號OpenID(同AD,Mail Server)
連線並取得分享檔案清單(PC)
上傳與下載(PC)
• 承載量可以最大單一檔案2GB(目前限制最大單
一檔案100MB)
• 總容量10GB
• 支援續傳、同步
上傳
下載
教學資源蒐集
瀏覽器
檔案總管
儲存雲
照相、錄影API
RSS分享
電子書編輯器
教學資源編撰
電子書與教學資源編輯介面
教學資源編撰
• 電子書與教學資源編輯?
– 整合private Cloud與public Cloud資源
• 在地資源-天文館、圖書館、教學檔案
• public Cloud -Youtube、TED、PodCast
– IRS等教學元素編輯
– 電子書包編輯
– HTML5
教學與學習資源平台cont.
• 特色
– 支援多平台windows,ios,Android (含最新win8)
– 各式功能
•
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•
全市數位資源集中整合
教師數位教材
學生學習資源
師生家長互動平台
各項歷程統計資訊
教學資源編撰
其他資源
儲存雲
在地資源
蒐集
教學資源編撰
上架
編輯
教學資源分享
電子書與教學資源閱讀與分享
電子書與教學資源閱讀與分享
•
•
•
•
擁抱HTML5
跨平台/跨裝置
雲與端結合的平台
資料、資源、樣式各自分離,有效再利用
電子書與教學資源閱讀與分享
手機
平板
資源雲
瀏覽器
專用閱讀器
目前發展進行架構
教學資源+教學歷程分析
預期效益
• 指標
– 平台使用回饋
– 雲端教學策略的改變
– 教師引用與使用率
– 學生使用率
– 上架數量
– 偏遠學校節省之成本,電力,人力