基于Hadoop云存儲架構的教育資源管理優化技術研究

劉少楠

摘? 要： 為了解決現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據中心，以教育數據中心為基礎，以Hadoop云存儲架構為平臺對教育資源進行上傳與下載，實現了教育資源的管理與優化。仿真實驗結果表明，與現有的教育資源管理技術相比較，提出的教育資源管理優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; 教育資源優化; 數據中心構建; 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

隨著我國經濟技術的不斷發展，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教育目標，優化教育活動，提升教育品質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一和諧;是影響性資源與構成性資源的協同共生;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、協同性與可開發性等特征。對于教育資源來說，其形態多種多樣，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化?，F有的教育資源管理優化技術存在吞吐量低、存儲效率差等缺陷，無法滿足現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化設計。Hadoop云存儲架構具有能夠高速運算與及時存儲的優勢，其實質上就是一個分布式系統基礎架構，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化效果進行驗證。

1? 教育資源管理優化技術

教育資源管理優化技術主要是采用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? 教育資源數據中心構建

教育資源數據中心是教育資源管理優化技術中的關鍵部分，主要是因為教育資源存儲是管理優化的核心功能。教育資源數據中心硬件設施主要包括服務器、網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，應用微軟云計算產品對教育資源數據中心進行構建[7]。教育資源數據中心結構如圖2所示。

圖2中，教育資源數據中心主要功能為身份權限管理、系統監控管理、虛擬化服務器管理、變更管理、數據容災管理、網絡管理與存儲管理。因此，該中心可以實現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管理與存儲[9]。

通過上述過程完成了教育資源數據中心的構建，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化做準備。

1.3? 實現教育資源數據的上傳與下載

以上述構建的教育資源數據中心為基礎，選擇適合的云計算平臺對教育資源數據進行管理優化[10]。

教育資源的管理優化實質上是對教育資源的上傳與下載進行優化，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步選擇網絡環境，使用Cent 5.0作為操作系統，該網絡環境下主要包含兩個節點，節點之間通過局域網進行連接，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化并對其安全性進行保障;第3步配置環境變量，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集群進行實時監控，了解教育資源管理優化的情況。至此實現Hadoop平臺的搭建。

以搭建的Hadoop平臺為依據，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]表示教育資源的數量;[γ]表示常數項。

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。

通過上述過程實現了教育資源的管理優化，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化技術的設計，并間接證明了教育資源管理優化技術的可行性，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化技術的性能，設計仿真對比實驗。主要采用現有的教育資源管理優化技術與提出的教育資源管理優化技術進行對比分析。

2.1? 吞吐量對比分析

教育資源管理優化技術性能的好壞與教育資源數據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，吞吐量越大則表示教育資源管理優化技術的性能越好。

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有技術。

2.2? 存儲效率對比分析

教育資源管理優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有技術，經過計算發現所提技術存儲效率平均值高出現有技術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化技術進行進一步的優化與研究。

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據存儲研究[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.優化教育資源，推動農村教育管理改革[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.提升就業能力為目標導向的校院兩級教育資源優化配置研究[J].現代經濟信息，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.校企協同的信息化教育資源共享機制研究[J].經濟研究導刊，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.云計算環境下的區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教育資源優化策略[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.