基于移动终端之智慧校园一站式服务平台概述
1引言
1.1课题研究背景和意义
1.1.1研究背景
2008年11月提出智慧地球;概念，2009年8月，IBM又发布了《智慧地球赢在中国》计划书，正式揭开IBM智慧地球;中国战略的序幕。IBM智慧地球;战略己经得到了各国的普遍认可，数字化、网络化、智能化，被公认为未来社会发展的大趋势，而与智慧地球;密切相关的物联网、云计算等，更成为科技发达国家发展的重点。作为新技术应用前沿阵地之一的高校，智慧的概念已经渗入校园的信息化建设中，这也开启了由数字校园;向智慧校园;发展的新阶段。数字校园建设强调信息技术与教育教学的深度融合，这也与教育信息化的目标相一致，与社会信息化的前进步伐也是相匹配的。但要应对信息化社会中学习方式变革的诉求，单纯依靠网络基础设施、教与学数字化资源建设以及应用软件的开发等难以有效支撑教学方式的变革和对相对封闭的时空维度的拓展。只有与时俱进，积极构建智慧型;校园才能真正提升校园信息化水平。
智慧校园的模式，要具备遍及校园的上网环境，还要拥有数据的计算环境、存储环境，以及一个能够支持各种移动终端设备的网络环境。物联网相关概念及成熟稳重技术的提出，为校园信息化的建设带来了新的思路。物联网是互联网从人向物的延伸，它是指具有一定感知能力和信息处理能力的嵌入式芯片和软件系统，通过网络设施实现信息传输和实时处理，从而实现物与物、物与人之间的通信。将这一理念应用于校园网的建设中，使得各种信息交互活动更加清晰、效率更高、响应更灵活更及时，以此为基础实现一种智慧型的校国信息服务系统。
智慧校园的建设和发展是教育领域发展变革的趋势，有利于推动教育信息化的发展，形成灵活多样的教学和学习方式，培养高素质人才，提高办学水平和优化学校管理，智慧校园的建设和发展能够适应新时期网络技术的发展、社会的需要以及学校管理、教学改革等方面的需要。
1.2课题研究现状
本节主要介绍智慧校园的国内外研究现状及应用框架研究现状。
1.2.1国内外研究现状
在2021年的十二五;规划中，浙江大学建设性地提出了个智慧校园;的蓝图，它所描绘的是：无处不在的网络学习，方便周到的校园生活，透明高效的校务治理，融合创新的网络科研，丰富多彩的校园文化。而南京邮电大学对于智慧校园;的建设以物联网为基础，以各种应用服务系统为载体而构建的教学、科研、管理和校园生活为一体的新型智慧化的工作、学习和生活环境，认为智慧校园;应具有三个核心特征：一，为在校师生提供全方位的智能感知环境及综合信息服务平台，提供个性化服务；二，将基于网络的信息服务融入校园的各个应用和服务领域，实现互联与协作；三，利用环境的智能感知及综合的信息服务平台，为学校与外界提供交流和感知的接口。
1.2.2应用框架研究现状
浙江大学对智慧校园的理解包括六个方面：1）透彻的感知：物与物的感知，物与人的感知，系统间的实时感知；2）高速的互联：智能物联网，3G/4G移动网，三网融合；3）面向服务的运算：云计算，数据挖掘，专家系统；4）更便捷的服务：随时随地的上网，面向手机的信息服务，智能自动化的服务流程；5）更实时的控制：适时关闭闲置用电器，对安全隐患实时报警，实时控制校内交通；6）更科学的决策：优化资源利用，实现量化评估，辅助制定决策。
而南京邮电大学将智慧校园总体应用框架自上而下分为统一门户服务、服务融合、数据融合和网络融合四个层面。安全维护体系和信息标准体系作为支撑体系，其智慧校园应用框架如图1-2所示。
2轻量级智慧校园关键技术研究
为了实现一个高性能高可用的基于移动终端的智慧校园一站式服务平台，本章主要介绍在研究与实现该轻量级服务平台的过程中关键技术研究。
2.1应用框架技术研究
2.1.1数据库性能优化技术
随着接入网速度的的不断提高以及主干网络带宽的不断扩容，影响网络速度的因素不断地减少，然而随着基于移动设备的用户规模的不断扩大和用户需求的不断提高，影响网速的瓶颈主要集中在访问距离和服务器的承载力方面。网站服务器基础设施不断改善以满足日益增大的网站访问量、及时更新内容和不断提高的用户期望值，如果仅仅采用扩展服务器或镜像服务器作为解决方法的话，会增大运行与维护工作，增加运营成本。要取得成本与效益的平衡，就必须对数据库进行架构优化、建立索引、查询性能优化等措施，并在系统应用与MYSQL服务器之间增加内存Redis，使系统各部分之间相互影响达到最小，提升系统整体性能。
系统架构是指构成系统的一系列相关组件的集合，是系统发过程中做出的决策的集合，构成系统蓝图，用以指导系统的各方面的设计。一个良好的系统架构，对要开发一个优秀系统来说十分关键。本系统是基于B/S的开发模式，采用优秀的企业级分布式系统设计标准，因此采用分的设计思想，采用目前技术成熟稳重的springMVC+MyBatis（即SM框架）技术框架。
2.2高可用体系架构关键技术
2.2.1负载均衡
很多研究显示服务器很难达到较高的吞吐率的原因是协议栈（TCP/IP）和操作系统的低效，以及处理器的低效，这就需要对协议的处理方法、操作系统的调度和IO的处理做更深入的研究。而在本文中建立高可用、高性能、负载均衡的Web服务来满足不断增长的负载已成为迫在眉睫的问题。
系统的高可用性：组成系统的某些设备或部件失效，并不会影响正常的服务；系统的可扩展性：用户的增加，引起访问数乃至流量的增加，这种情形下，需要对系统进行扩容。而对于提高可用服务的Web服务器，对其扩展的基本要求就是保证服务不终止的情况下，透明的扩充容量，这些扩展包括宽带扩展、存储器扩展、数据库扩展、内存扩展等；负载均衡能力：一个应用或服务有数个物理服务器提供，我们可以通过某种控制策略，把负载分摊到不同的服务器上，从而保持每个物理服务器的合理的负载。当整个系统的负载趋于饱和时，再通过物理服务器和扩充网络带宽来解决，系统的负载又会在服务器之间重新达到均衡。
3轻量级智慧校园的系统设计..........32
3.1需求分析........32
3.2概要设计.........32
3.2.1软件功能模块结构..........32
4一站式服务平台的实现...........38
4.1系统部署方案..........38
5系统实验结果与应用效果.............58
5.1负载均衡器的实验结果..........58
5系统实验结果与应用效果
本章结主要是对前面实现的负载均衡器、监控系统、系统性能优化、整个系统应用平台及基于数学模型的预测等进行实验和对结果进行分析。
5.1负载均衡器的实验结果
对前一章节实现的LVS+EEPALIVED负载均衡器进行应用，测试其基于RP调度算法对Web服务器的均衡性能，然后是对负载均衡器和服务器分别进行单点故障的测试。
5.1.1均衡系统的应用
本文所实现的负载均衡设备主要负责对两台Web服务器的负载均衡，当系统所有主机配置完成后，通过以下操作来启动整个系统：
6工作总结与展望
本课题来自校园信息化升级项目，随着校园移动终端的普及以及无线网络带宽网速不断增长，学校原有的基于PC的应用难以实时有效地提供服务；随着智慧校园概念的不断提出，不同的学校单位对它具体是个什么样子的，都还处于概念阶段。本文在前人研究的基础上，以现有技术为根基，为广大师生提供亟需的基于移动终端的高性能高可用多功能的一站式服务平台。
6.1工作总结
服务器性能的监控对系统运维人员来说十分的重要，对服务器集群各节点服务和资源的检测，不仅能够发现异常，防止单点故障，又可以从采集的数据分析中，发现系统需要改进的地方，方便系统的及时升级优化。本文釆用的Nagios监控系统，不仅监控本地或远程主机的资源和服务，同时提供异常通知，时间处理等功能。
在以上各部分都开发配置完成后，构建出了一个高性能、高可用、高安全性的一个系统体系架构，该体系架构最外层有NAGIOS及其插件完成监控各主机上的服务和资源，防止单点故障、服务异常，出现类似情况由报警功能，为运维管理人员提供了一个可视化的系统架构图。再进一层，lvs+eepalived是基于IP的负载均衡技术，并且VIP对外提供服务，对内部网络也起到了一定的保护作用，eepalived不仅实现了对远程RealServer的健康状况检查，当自身负载均衡器出现DOWN后，会自动进行主从之间的FAILOVER。最里层，就是Web服务器所采用的软件体系架构，这里就不再赘述了！
最后工作总结，通过构建该系统体系架构，首先深深地体会到优秀开源软件的无私和开放，个人受益无穷；通过本次实验，更加深入地从整体去理解系统架构，对软硬件有了更深入的认识。
参考文献（略）