國研院國網中心活用雲端原生技術 快速打造AI雲端教育平台

一般數位教育面臨一些困境，首先在於學生難以獲得適用的上機操作環境。其次老師在備妥線上課程教材後，須透過還原卡或VM機制上傳至電腦教室，意謂老師需要額外費時執行IT相關工作。再者AI教學需求攀升，驅使學校的各系所紛紛購置GPU硬體設備，使行政支援單位的作業負擔日趨沈重。

然而隨著國研院國網中心推出教育雲平台（Edu-Cloud），上述困境隨之迎刃而解。Edu-Cloud最主要特色，並非立足在過去以IaaS為主的雲端架構，而是採用容器與Kubernetes（K8s）技術，堪稱是一套奠基於雲端原生（Cloud-Native）架構的AI教育平台；這套成果，不僅獲得許多學校青睞採用，也成為國網中心參與紅帽（Red Hat）亞太區創新競賽的優勝得獎作品。

教育雲的誕生，來自於國研院國網中心洪士灝副主任的想法，國網中心超級電腦為提供最好的計算效能服務，常有顯示卡汰換；但對於一般大專院校的AI教室或工作坊來說，這些汰換下來的顯示卡對其在教學應用與培訓學生上，仍然有很好的功能。因此國網中心將這些顯示卡集結起來，透過教育雲的設計，將這些資源釋放給外部使用者，既可滿足AI演練、學習與實驗的需求，連帶可為台灣培育更多高效能計算人才。

至於在技術選型上，因為國網中心期望Edu-Cloud能具備快速布建、簡易維運、友善的使用者介面等關鍵特質，最終選定Kubernetes，只因為它可讓研發人員在雲端的容器堆疊中自動安裝、升級與管理生命週期，並且提供良好的排程、快速部署及資源分配機制，使國網中心能彈性調度資源，提供不同課程所需。

國研院國網中心研究員潘怡倫，談到參與紅帽亞太區創新競賽，可說是因緣際會。某天她看到這場賽事訊息，且確認Edu-Cloud符合Cloud-Native類別的競賽資格，當下就決定參與角逐；而Edu-Cloud已有明確的應用場景，有實際的使用經歷，也幫助許多學生享有優異的AI教育體驗，因而得到評審委員青睞，讓國網中心摘下亞太區創新競賽優勝榮銜。

國研院國網中心副研究員莊家雋指出，透過雲端原生技術，讓國網中心不管在系統開發、部署與後續維運等方面，全都受益良多。比方說在雲端原生架構下，每個元件皆可獨立執行開發與測試，讓整個系統架構深具彈性，不僅能快速完成建置，還可輕易部署到不同雲平台環境。

「在過去，如果要導入像Edu-Cloud這樣的系統，就算動作再快，起碼也得花上一個工作天，如今只要4分鐘即可完成相同事項，」莊家雋解釋，透過K8s的Declarative YAML，讓國網中心得以輕易實現Infrastructure As Code，藉由自動化的操作方式，一氣呵成加速執行系統建置，因而大幅節省服務部署時間。

另值得一提，Edu-Cloud不僅蘊含雲端原生的技術元素，也正全速邁進混合雲架構。國網中心考量Edu-Cloud為私有雲環境，可用的容量或能力都有所侷限；隨著使用人數越來越多，加上一次性大型Workshop的舉辦頻率也提高，有時難免出現供不應求狀況，但尖峰需求一過，資源使用率又回歸常態，國網中心不可能為此斥資購置大量GPU設備。面對這般動態需求，國網中心認為最佳解方，即是將Edu-Cloud調整為混合雲架構，以便於靈活調度公有雲資源，甚或整合國內大學既有線上教學系統，在效能與安全之間建立完美平衡。