基于Hadoop云存儲架構的教育資源管理優(yōu)化技術研究

劉少楠

摘? 要： 為了解決現(xiàn)有教育資源管理技術存在吞吐量差、存儲效率低等缺陷，設計Hadoop云存儲架構對教育資源管理技術進行優(yōu)化。采用Hadoop云存儲架構對教育資源進行管理，得到教育資源云結構;在此基礎上，采用云計算技術構建教育資源數(shù)據(jù)中心，以教育數(shù)據(jù)中心為基礎，以Hadoop云存儲架構為平臺對教育資源進行上傳與下載，實現(xiàn)了教育資源的管理與優(yōu)化。仿真實驗結果表明，與現(xiàn)有的教育資源管理技術相比較，提出的教育資源管理優(yōu)化技術極大地提升了教育資源的吞吐量與存儲效率，充分說明提出的教育資源管理優(yōu)化技術具備更好的性能。

關鍵詞： Hadoop云存儲; 教育資源管理; 教育資源優(yōu)化; 數(shù)據(jù)中心構建; 教育資源上傳; 存儲效率提升

中圖分類號： TN915?34; F272? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼： A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號： 1004?373X（2019）16?0136?04

0? 引? 言

隨著我國經(jīng)濟技術的不斷發(fā)展，教育水平也在不斷的提升，而教育資源作為支持教育活動的基本條件與要素，對其進行管理成為現(xiàn)今學者研究的重要課題之一[1]。教育資源管理技術是為了實現(xiàn)教育目標，優(yōu)化教育活動，提升教育品質(zhì)對教育資源進行管理的一種技術。簡單的說，教育資源管理主要是生成性資源與預設性資源的統(tǒng)一和諧;是影響性資源與構成性資源的協(xié)同共生;是混合型資源與單一型資源的交叉重疊;是物性資源與人本資源的有效結合等。根據(jù)其定義可以看出，教育資源具有實踐性、時代性、開放性、多樣性、協(xié)同性與可開發(fā)性等特征。對于教育資源來說，其形態(tài)多種多樣，主要分為三種類型，分別為生成性教育資源、靜顯性教育資源與潛隱性教育資源，每一種形態(tài)的教育資源對教育活動均具有提升的作用，同等重要。

隨著科學技術的不斷發(fā)展，教育資源也在不斷的更新，變得更加多元化。對于教育資源使用者來說，其需要的資源也將分布在不同的資源類型中，在獲取教育資源時較為麻煩[2]。為了加強教育資源使用者獲取資源的便利性，需要加強對教育資源的管理優(yōu)化。現(xiàn)有的教育資源管理優(yōu)化技術存在吞吐量低、存儲效率差等缺陷，無法滿足現(xiàn)在社會越來越多教育資源的需求，為了解決上述問題，引入Hadoop云存儲架構對教育資源管理技術進行優(yōu)化設計。Hadoop云存儲架構具有能夠高速運算與及時存儲的優(yōu)勢，其實質(zhì)上就是一個分布式系統(tǒng)基礎架構，可以提高資源管理技術的吞吐量與存儲效率，彌補現(xiàn)有技術所存在的缺陷。通過仿真實驗對教育資源管理技術的優(yōu)化效果進行驗證。

1? 教育資源管理優(yōu)化技術

教育資源管理優(yōu)化技術主要是采用Hadoop云存儲架構對教育資源進行管理與優(yōu)化，具體的過程如下所示。

1.1? 基于Hadoop云存儲架構的教育資源云結構

為了加強教育資源的管理力度，引入Hadoop云存儲架構對其進行管理，Hadoop云存儲架構主要由三層結構組成，分別為應用層、平臺層與資源層[3?4]。

應用層主要是對教育資源使用者提供軟件服務，平臺層主要是對資源層服務進行封裝，這樣可以使教育資源使用者得到更加高級的服務，建立屬于自己的個性化應用[5]。資源層主要提供的是云計算服務，主要是將Hadoop云存儲架構的功能提供給教育資源使用者，使用者可以基于功能對自己的應用進行相應的搭建。Hadoop云存儲架構可以提供虛擬化的教育資源，因此可以對教育資源的復雜性進行隱藏[6]。教育資源云結構示意圖如圖1所示。

1.2? 教育資源數(shù)據(jù)中心構建

教育資源數(shù)據(jù)中心是教育資源管理優(yōu)化技術中的關鍵部分，主要是因為教育資源存儲是管理優(yōu)化的核心功能。教育資源數(shù)據(jù)中心硬件設施主要包括服務器、網(wǎng)絡設備以及存儲器等，軟件部分應用虛擬技術。以上述構建的教育資源以云結構為基礎，應用微軟云計算產(chǎn)品對教育資源數(shù)據(jù)中心進行構建[7]。教育資源數(shù)據(jù)中心結構如圖2所示。

圖2中，教育資源數(shù)據(jù)中心主要功能為身份權限管理、系統(tǒng)監(jiān)控管理、虛擬化服務器管理、變更管理、數(shù)據(jù)容災管理、網(wǎng)絡管理與存儲管理。因此，該中心可以實現(xiàn)教育資源的管理與存儲[8]。

采用虛擬化技術對教育資源存儲過程進行虛擬化處理，將存儲與教育資源的管理、應用、服務等進行分離，實現(xiàn)教育資源存儲與應用的獨立管理。其過程如下：存儲虛擬化主要是將教育資源虛擬為一個“存儲池”，其可以將零散的教育資源進行整合，提高教育資源的利用率，同時降低教育資源管理的難度與成本。另外，存儲虛擬化還可以提升教育資源存儲環(huán)境的整體水平，主要是因為將存儲進行虛擬化后，教育資源將在同一控制界面對其進行動態(tài)管理與存儲[9]。

通過上述過程完成了教育資源數(shù)據(jù)中心的構建，并采用虛擬化方法將教育資源存儲進行虛擬化，提升教育資源的存儲效率，并為教育資源的管理優(yōu)化做準備。

1.3? 實現(xiàn)教育資源數(shù)據(jù)的上傳與下載

以上述構建的教育資源數(shù)據(jù)中心為基礎，選擇適合的云計算平臺對教育資源數(shù)據(jù)進行管理優(yōu)化[10]。

教育資源的管理優(yōu)化實質(zhì)上是對教育資源的上傳與下載進行優(yōu)化，以此來方便教育資源使用者的使用。

首先對Hadoop平臺進行搭建，其主要分為5步：第1步選擇網(wǎng)絡環(huán)境，使用Cent 5.0作為操作系統(tǒng)，該網(wǎng)絡環(huán)境下主要包含兩個節(jié)點，節(jié)點之間通過局域網(wǎng)進行連接，可以進行相互的溝通;第2步配置SSH無密碼驗證，Hadoop平臺需要采用SSH無密碼協(xié)議進行登錄并啟動，這樣才能對教育資源進行合理的管理與優(yōu)化并對其安全性進行保障;第3步配置環(huán)境變量，部分代碼為：

#set java environmrnt

export java_home="/usr/java/jdk.5.0_26/jre"

Exportpath=$java_home/bin：$jre_home/ bin：$path

[root@hadoop0～]#source/etc/profile

第4步為配置集群，主要是對Hadoop的配置文件進行相應的配置，以此來保障教育資源管理的質(zhì)量;第5步為啟動Hadoop集群，其啟動順序為NameNode→DataNode，啟動后生成相應的文件夾，同時還可以對Hadoop集群進行實時監(jiān)控，了解教育資源管理優(yōu)化的情況。至此實現(xiàn)Hadoop平臺的搭建。

以搭建的Hadoop平臺為依據(jù)，教育資源使用者可以從該平臺獲取需要的教育資源，同時也可以將自己具有的教育資源進行上傳。

教育資源上傳過程表示為：

[Rupload=i=1nrin?γ] （1）

式中：[ri]表示待第i個上傳的教育資源;[n]表示教育資源的數(shù)量;[γ]表示常數(shù)項。

教育資源下載過程表示為：

[Rdownload=1mrm?ζdm] （2）

式中：[rm]表示第m個待下載的教育資源;[ζ]表示下載參數(shù)。

通過上述過程實現(xiàn)了教育資源的管理優(yōu)化，為教育資源使用者提供了便利，加強了教育資源的共享與使用。

2? 仿真對比實驗

上述過程完成了教育資源管理優(yōu)化技術的設計，并間接證明了教育資源管理優(yōu)化技術的可行性，但是對其性能還一無所知。因此，為了驗證提出教育資源管理優(yōu)化技術的性能，設計仿真對比實驗。主要采用現(xiàn)有的教育資源管理優(yōu)化技術與提出的教育資源管理優(yōu)化技術進行對比分析。

2.1? 吞吐量對比分析

教育資源管理優(yōu)化技術性能的好壞與教育資源數(shù)據(jù)中心的吞吐量有直接關系，其吞吐量主要指教育資源上傳與下載的次數(shù)，吞吐量越大則表示教育資源管理優(yōu)化技術的性能越好。

通過實驗得到，在50 min與100 min時，兩種技術的吞吐量對比情況如圖3與圖4所示。

由圖3、圖4知，所提技術的吞吐量均高于現(xiàn)有技術，并且隨著時間的增加，所提技術的吞吐量也在不斷上升，說明所提技術的性能要好于現(xiàn)有技術。

2.2? 存儲效率對比分析

教育資源管理優(yōu)化技術的存儲效率決定其管理的效率，對其性能有決定性的作用，存儲效率越高，則教育資源管理優(yōu)化性能就越好。通過實驗得到兩種技術存儲效率對比情況如表1所示。

由表1可得，所提技術的存儲效率遠遠的高于現(xiàn)有技術，經(jīng)過計算發(fā)現(xiàn)所提技術存儲效率平均值高出現(xiàn)有技術35.7%。

通過實驗結果可以看出，提出的教育資源管理優(yōu)化技術極大地提升了吞吐量與存儲效率，充分說明所提技術具備更好的性能。

3? 結? 語

本文提出的教育資源管理優(yōu)化技術極大地提升了吞吐量與存儲效率，可以為教育資源使用者提供便利，并加強教育資源的共享與使用。但是由于實驗采用的是仿真對比實驗，忽略了實際環(huán)境中存在的影響因素，導致實驗結果存在一定的偏差，因此，需要對提出的教育資源管理優(yōu)化技術進行進一步的優(yōu)化與研究。

參考文獻

[1] 張建.基于Hadoop的視頻云存儲架構研究[J].赤峰學院學報（自然科學版），2017，33（7）：25?27.

ZHANG Jian. Research on hadoop?based video cloud storage architecture [J]. Journal of Chifeng College （Natural science edition）， 2017， 33（7）： 25?27.

[2] 李華平，許鵬，胡曉明.高職院校教育資源云平臺的數(shù)據(jù)存儲研究[J].洛陽師范學院學報，2017，36（5）：56?59.

LI Huaping， XU Peng， HU Xiaoming. Research on data storage under cloud platform of ucational resources in higher vocational colleges [J]. Journal of Luoyang Normal University， 2017， 36（5）： 56?59.

[3] 孫寧寧.教育資源管理策略研究[J].軟件導刊（教育技術），2017，12（10）：33?34.

SUN Ningning. Research on educational resource management strategy [J]. Software guide （Educational technology）， 2017， 12 （10）： 33?34.

[4] 朱宗華，呂軍紅.優(yōu)化教育資源，推動農(nóng)村教育管理改革[J].教學管理與教育研究，2017，2（20）：18?19.

ZHU Zonghua， L? Junhong. Optimizing educational resources and promoting rural education management reform [J]. Teaching management and education research， 2017， 2（20）： 18?19.

[5] 連旭.提升就業(yè)能力為目標導向的校院兩級教育資源優(yōu)化配置研究[J].現(xiàn)代經(jīng)濟信息，2017，22（1）：399.

LIAN Xu. Study on the optimal allocation of educational resources at school and college levels with the aim of promoting employment ability [J]. Modern economic information， 2017， 22（1）： 399.

[6] 胡秀麗，彭思喜.校企協(xié)同的信息化教育資源共享機制研究[J].經(jīng)濟研究導刊，2018，16（6）：150?151.

HU Xiuli， PENG Sixi. Research on the sharing mechanism of school?enterprise cooperative information education resources [J]. Economic research guide， 2018， 16（6）： 150?151.

[7] 王愛民.合理利用學生資源有效優(yōu)化班級管理[J].成才，2017，32（4）：26?27.

WANG Aimin. Rational use of student resources to effectively optimize class management [J]. Chengcai， 2017， 32（4）： 26?27.

[8] 章喜字.云計算環(huán)境下的區(qū)域教育資源共享研究[J].湖南科技學院學報，2017，38（8）：69?70.

ZHANG Xizi. Research on regional education resource sharing in cloud computing environment [J]. Journal of Hunan University of Science and Technology， 2017， 38（8）： 69?70.

[9] 楊瑞.教育服務均等化視域下社區(qū)教育資源優(yōu)化策略[J].中國成人教育，2017，23（15）：151?153.

YANG Rui. Strategy for optimizing community education resources from the perspective of equalization of educational services [J]. China adult education， 2017， 23（15）： 151?153.

[10] 趙舒涵，鐘嘉懿.我國教育資源配置的困境與優(yōu)化[J].人力資源管理，2017，12（6）：222?223.

ZHAO Shuhan， ZHONG Jiayi. The predicament and optimization of educational resources allocation in China [J]. Human resources management， 2017， 12（6）： 222?223.