云計算在高校教學資源共享平臺的應用

劉海龍 王 妍

（河北軟件職業技術學院，河北 保定 071000）

云計算在高校教學資源共享平臺的應用

劉海龍 王 妍

（河北軟件職業技術學院，河北 保定 071000）

高校教學資源共享是通過網絡建立一個教學資源共享和交流的場所。利用這個平臺，我們可以方便快捷地訪問豐富的教學資源和信息。近年來，國內許多高校都陸續建成了一些資源共享平臺，這為教師教學和學生自主學習都提供了很大幫助。但是教學資源共享的范疇限于學校內部資源開發與調用。云計算技術的出現，為高校教育提供了一個新的具有集成、開放、虛擬和自治特征的服務平臺，可以有效的解決當前教育領域面臨的資源共享與協作難題。

云計算；教學資源共享；Hadoop

一、引言

隨著我國教育體制改革的不斷深入以及經濟社會發展對人才質量內涵提出的新要求，學校內部單一教學資源平臺己經不能應對更加復雜的需求，出現了學校內部教學資源與外部教學資源的集成應用需求。為解決擴展性教學資源集成，急需研究和建立開放教學資源平臺體系結構，支持學校間教學資源平臺協同開發，透明地獲取所需資源，實現學校間的松耦合協作和面向任務的資源動態重構。云計算技術的出現，為高校教育提供了一個新的具有集成、開放、虛擬和自治特征的服務平臺，可以有效的解決當前教育領域面臨的資源共享與協作難題。

二、云計算在國外教育資源共享的應用

美國肯塔基州就將云計算應用到擁有10200名學生的該學區中。通過云服務平臺，將原來過時廢棄在倉庫中的1400臺計算機轉變為能夠起作用的虛擬機。正因為云服務不需要本地計算機有硬盤，這種轉換才成為可能。云計算在英國的院校中也有一席之地。很多英國高等教育機構，均利用了谷歌的程序。學生的應用需求和削減支出是主要的推動因素。同樣非洲也歡迎云計算。已經有很多非洲的教育機構選擇了云計算服務，選擇云計算的主要動力來自于不完備的IT基礎設備和沒有資金去更新軟硬件設備。谷歌已經與很多東非教育機構達成合作關系，為這些學校提供谷歌的云計算服務。

三、云計算在高校教學資源共享平臺中的實施方案

（一）資源共享平臺系統架構

為了更好的對云計算中的教育資源進行管理，首先需要了解其宏觀的資源管理架構。架構通?？梢苑譃槲锢砑軜嫼瓦壿嫾軜嫛Ｎ锢砑軜嬍侵赣嬎銠C、服務器以及網絡等設備的物理連接結構；而邏輯架構則是從各個元素所發揮的功能角度來區分它們的角色并描述了它們之間的關系。物理架構和邏輯架構是可以相互進行映射的。

系統架構是建立云計算環境首先需要考慮的關鍵問題。調度系統架構通常與數據中心架構密切相關，目前在有管理需求的大規模分布式環境下多是考慮的多級分布式體系結構。

（二）云計算框架Hadoop

在目前許多開源的云計算框架之中，Hadoop是其中最為著名的一個。很多大型企業都對Hadoop進行了應用，并結合企業的具體業務進行了大量的改進工作。Hadoop由許多模塊組成，其包括 Hadoop Common,HDFS,Mapreduce和 Zookeeper等等。Hadoop框架允許用戶在大規模集群設備上使用簡單的并行編程語言泛型對海量數據集合進行分布式地處理。在Hadoop集群系統中可能擁有成百上千個獨立的物理設備。每個物理設備都有其各自的計算與存儲能力。不像其它傳統方案依靠硬件設備來提供高可靠性，Hadoop本身就被設計為在應用軟件層可以隨時檢測并處理節點失效問題。

（三）如何消除HDFS性能瓶頸

教育資源共享平臺在設計過程中就不應對所有數據都一視同仁，而需要根據實際需求區別對待，例如更為有價值的數據理應得到更多的重視，并為其分配更多的存儲資源，即建立更多的副本以應對高并發訪問，降低訪問延遲，同時還可以提高數據的安全性與穩定性。因此可以在HDFS的基礎上進行改進，在名字節點之上增加了一個系統控制器。

在HDFS的原型設計中，其通過文件數據塊(Block)副本的方式解決其并行讀取的問題。副本的數目在整個集群運行之前被存儲，并且在整個系統運行中是統一且固定的(系統管理員可以通過配置文件進行重新配置，但更改的也是全局配置)。所有的數據節點都會采用這個配置，即數據節點上的所有文件塊都會有相同的副本數目。

因此在此場景下文件副本的差異化配置就顯得十分必要了。但數據節點以及云計算運營商難以知曉哪一個或哪一些文件會在較長時間內被高頻率訪問從而成為熱點文件。如果采用固定的配置方法，則系統配置難以跟上用戶需求的快速變化。基于Hadoop分布式開源架構的云計算本身就擁有簡單的副本機制，包括副本的創建、故障節點檢測與處理等等功能。但是該架構缺乏對副本的動態調整功能，無法靈活應對用戶需求的快速變化。

四、結論

綜上所述文件數據塊副本數目的動態調整成為最好的選擇。云計算存儲資源動態調度機制（Cloud computing Storage resource Dynamically Scheduling scheme，CSDS)能夠解決上述問題。

[1]羅軍舟,金嘉暉,宋愛波,東方.云計算：體系架構與關鍵技術.通信學報，2011.

G64

A

1005-5312（2014）02-0247-01

2013年保定市科學技術研究與發展指導計劃項目“基于云計算的高校教學資源共享平臺研究”（13ZG014）。