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CARSI如何影响大学的未来

张彤
2020-03-10

    为满足广大师生疫情防控期间的科研需要,中国教育和科研计算机网CERNET在试运行并完善的基础上,近日正式发布大型学术资源共享平台——CARSI。通过该系统,师生无需校园网IP,在家就能便捷访问全球学术资源,很大程度上解了疫情防控科研攻关的燃眉之急。

    不仅如此,CARSI系统所体现的联邦认证思路和资源共享方向,很好地诠释了泛在学习与科研的内涵,对未来大学的发展也将产生深远的影响。

为共享全球学术资源搭建平台

    作为国家下一代互联网示范工程的一部分,CARSI是CERNET联邦认证和资源共享基础设施(CERNET Authentication and Resource Sharing Infrastructure)的简称,是一项由北京大学发起,CERNET网络中心组织管理,北京大学计算中心研发并提供技术支持,为已经建立统一身份认证的高校和科研单位,提供联邦认证和全球学术信息资源共享的服务。

    CARSI于2008年12月启动建设,2019年5月成功加入全球联邦认证组织eduGAIN,实现了与60多个国家的联邦认证,包含全球2600多个实现统一身份认证的单位IdP( Identity Provider)和1800多个学术信息资源提供商SP(Service Provider)。

    伴随着高校信息化建设逐渐向教学科研应用的纵深发展,高校信息化工作的重点已经从网络基础设施搭建,向特色应用和核心资源建设转变。

    CARSI和eduGAIN的联邦认证服务为已实现统一认证的高校和科研单位IdP和学术信息资源提供商SP之间搭建了一个全球相互信任的大平台,彻底改变了传统高校和科研单位人员过去只能通过所在单位IP地址优惠或免费访问全球学术信息资源的局限,实现了高校和科研单位人员通过联邦身份认证,可以方便地随时随地优惠或免费访问全球学术信息资源。

    新冠疫情发生以来,为全力支撑高校科研攻关与在线教学,在CERNET网络中心统一部署下,北京大学等承担单位加快了CARSI资源覆盖工作,简化了服务商注册流程。赛尔公司积极发挥市场资源优势,推进资源服务商的遴选和引入,目标包括境外数据库图书资源,国内数据库图书资源,教育部推荐在线学习资源服务商,以及其他各类科研学术相关资源服务商。

    据不完全统计,经多方努力,目前已加入CARSI的国内外数据库和学术资源提供商,包括科睿唯安(Clarivate)、EBSCO、爱思唯尔(Elsevier)、爱墨瑞得(Emerald)、IEEE、Proquest、RSC Publishing、Springer Nature、IOP Publishing、JoVE、同方知网、万方数据等13家主流机构,提供总计百余个服务资源,覆盖超过14万种期刊、超万种实验视频,这一资源规模还将持续增加。

    疫情的发展让更多高校认识到共享资源的必要性和紧迫性。目前,CARSI接入共享教育科研资源高校数量已达400多所,其中湖北疫区已经有包括武汉大学、华中科技大学、中南民族大学、武汉纺织大学等多所高校服务正式上线。疫情期间全国通过CARSI访问学术资源的人数快速增长,从疫情初期的1万余人次/日,目前已增长至超过17万人次/日。

    疫情期间,各大高校纷纷以自己的方式向师生推介CARSI服务,如“师生必备”、“线上学习大礼包”、“和CARSI来次约会”“无需VPN,宅学更方便”等等。

    诚然,CARSI已经成为高校师生居家科研的一个有利武器,成为穿透疫情阻隔畅享全球学术资源的一个重要平台,也成为我国科技“战疫”的一个得力助手。

为泛在学习与科研真正打破围墙

    CARSI为高校提供了一种“基于互联网思维”的教育资源聚合模式。借助近年来eduroam在教育网的快速发展,CARSI以高校无线网络为切入点,让更多用户了解并体验资源共享的优势,CARSI将原本分属教与学上下游不同服务商的优质资源,“按需”组合,以平台化的方式推送给所有注册的高校用户,例如,已经实施多年的上海跨校认证,东北片区高校跨校选辅修,以及多省市高校在建的跨校联合项目,东航机票打折等服务,均让用户深刻体会到了CARSI提供的便利和价值。

    已部署了CARSI的沈阳农业大学网络中心刘主任说,实际上CARSI为高校提供了一种面向第三方服务的身份认证。在应用过程中,师生用户只需通过Idp(身份所属机构)身份认证,就可以向相关SP(资源服务提供商)获取服务,有效解决了高校传统的通过VPN访问内网资源的授权容量不足,安装麻烦,体验不好等问题。

    同时,CARSI基于用户日志提供了一个统计平台,可以将师生的使用情况,包括什么时间,使用了哪个数据库等统计信息以图形分析的形式展示出来,使管理和服务更加简化。

    通过CARSI系统,高校师生在任何时间,任何地点,通过任何终端,以任何联网形式,均可通过校园网账号经CARSI访问资源。全程网页操作,无需下载插件或app,无需使用校园网IP地址,可支持师生在校外直接访问国内外需要身份认证的海量在线教育和科研学术资源,以帮助高校师生突破时间与空间的限制,为在线资源的不间断访问、为学术科研活动的顺畅开展提供方便。

    据介绍,CARSI采用了Shibboleth中间件进行建设,该中间件被国际上国家级教育科研网NREN(National Research and Education Network)普遍采用。Shibboleth的强大在于其可扩展和易用的体系架构。Shibboleth是一个提供Web单点登录服务的开源软件,通过支持跨组织的身份认证,为个人访问受保护的在线资源提供身份鉴别和授权决策,可应用于服务和数字资源的共享,该系统提供对个人隐私的保护,并可以作为其他基于用户身份的访问控制系统的替代方案,从技术上避免了现有校园网VPN的并发访问限制,实现了高校与SP资源的直接对接。

    另外,CARSI的云平台技术,使高校不需要大规模基础建设投入,即可实现科研基础设施升级。CARSI并行超算云服务是一个“一站式”超算云平台。它以教育网全国超算中心互联项目为基础,基于IPv6网络建设了全国超算互联网,直通各大高校和科研机构的超算中心与数据中心,搭建了高速专用数据传输通道,突破了远程高速数据交换的瓶颈。

    疫情期间,大量师生无法返校,需要在家访问全球学术资源,针对这一需求,在CERNET部署和支持下,北京大学计算中心及赛尔网络有限公司等承担单位紧密协作,加大了对资源共享平台CARSI的推广力度,以充分满足居家科研的需要。

    赛尔公司依托遍布全国31个分公司的技术支持和用户服务体系,配合北京大学计算中心为用户及时协调解决遇到的问题,提供用户系统上线和开通调试等服务,为各类IDP、SP突发问题提供技术支持,保证CARSI服务可以与学校现有的应用系统和平台无缝对接,为CARSI全方位服务提供了“最后一公里”保障。

    赛尔公司还重点面向全国教育科研机构进行了CARSI服务内容及功能特点推介,举办各类线上技术讲座和培训服务,促进了CARSI与高校科研教学的深度融合。

    据悉,新冠疫情发生后,CARSI已经帮助生物、化学和医学等领域专家,通过使用资源目录中的高性能计算资源和多方线上协作,为我国针对新型冠状病毒疫苗、特效药研制和国际合作提供了有效助力。

    用户通过CARSI并行超算云服务,可使用本人校园网身份在任何时间、任何地点、使用任何联网方式,直接登录超算云平台,使用超算互联网络,大大降低了高校用户使用超算云平台的成本,减少了90%以上的高校对接用户认证系统的工作量,极大加速了高校基础科研的超算生态环境建设,为教育科研工作创造高效便捷的计算环境。

    CERNET专家委员会委员、北京大学计算中心主任张蓓教授指出:“发布和推广CARSI,是CERNET拓展资源服务,以信息技术支撑高校科研和教学发展的重要举措。在CERNET组织和支持下,北京大学计算中心和赛尔公司的紧密协作,提升了CARSI服务的深度和广度,为我国高校疫情期间的科研攻关发挥了积极的关键作用。”

深度融合催生未来大学

    CARSI不仅解决了疫情期间高校师生居家科研的资源访问难题,而且还可能是促进未来“大学围墙”消失的又一推手。因为它所推动的高校泛在科研学习模式和资源共享平台,满足了师生面向未来的更加灵活的学习和研究需求。

    中国工程院院士、四川大学校长李言荣曾指出,信息技术未来会不断冲击大学的教学形式、校园形式。清华大学教授、原教育部科技发展中心主任李志民认为,未来的大学是“没有围墙的大学”,大学在培养人才的同时还将成为知识的制造者和传播者,因此优秀的教育资源,被充分的开放共享将是一个必然的趋势。

    CARSI为未来大学的泛在学习和科研协同开启了资源共建、共享、共治的发展前景,动了高校面向未来的跨校资源深度融合,促进了优质教育资源的大规模普及应用。

    《中国教育现代化2035》战略提出“通过信息技术与教育应用深度融合,实现教育优质资源的共享,促进教育质量提升和普遍教育公平”的发展目标。CARSI可深度优化高校信息基础设施,为信息资源建设创造良性发展态势。资源建设是高校信息化工作的重点和难点。

    北京大学计算中心教授级高工陈萍将CARSI比喻为一条“大马路”,高校广泛的用户是其发展的基石,而丰富的web应用是跑在路上的车。IdP越多,路越宽,车就越愿意上来跑。而车越多,学校教学科研资源建设的效率将呈几何级数的增长,用户获得的资源种类也更丰富,服务体验更好,从而逐步形成一个IdP和SP良性发展的共赢生态。

    借助eduGAIN的全资格成员的跨国认证联盟身份,CARSI为国内高校用户提供了与更多国际资源对接的可能性,为高校面向未来的现代化发展战略构建支撑科研、教学、学习、办公的虚拟空间。

    加入CARSI的高校可以借此简化与其他国家教育科研网共享应用资源的流程,结合CERNET国家学术专网的优势,将教学和科研资源在全球范围内的共享,有效支撑我国高校的现代化发展和全球影响力的提升,为高校双一流建设提供助力,为大学的未来提供更多的可能。