大數據背景下智慧校園平臺的設計與實現探究

王云霞

（江蘇省淮安體育運動學校，江蘇 淮安 223001）

1 智慧校園平臺的利用需求分析

（1）對于中職中專院校來說要想真正建立一個功能完備的智慧校園平臺，其構建進程中就一定要全面考慮到在校教師與學生的實際需求，只有與他們的真實需求相適應，才能進一步地凸顯出智慧校園平臺服務廣大師生的整體水平和能力。舉例來說，對于智慧平臺的管理人員來說，應為他們設置統一的系統入口、門戶網站和認證管理方式等，還要考慮到所建立系統的可擴展性和經濟性，為之后系統實現更多、更復雜的需求提供路徑。對于中職中專院校的教師和學生來說，他們希望能夠以更加簡潔和迅速的方式登錄智慧校園平臺，并且對平臺的網絡存儲功能也有很高要求，以便于及時有效地存儲自身所收集到的各類學習資源。負責系統開發工作的人員在最初研發智慧校園平臺時，應設置Web 信息介紹、系統開發升級以及多功能性服務等模塊，在充分考慮各項業務發展前景的基礎上對其進行科學整合，在師生移動終端設備以及電腦上都要實現數據信息的迅速傳遞和資源共享，分別設置終端設備以方便師生隨時隨地地查閱各類資源信息。借助于所建立的智慧校園平臺，為中職中專院校的教師和學生提供完善的一站式服務。

（2）中職中專院校的智慧校園平臺作為一個具有較強開放性的平臺，其功能是需要不斷擴展的，學校、教師以及學生的需求也是會不斷變化的，所建立的平臺就必須為這些內容都留有端口，同時要能夠更加方便并且迅速地對平臺進行維護和更新。對于平臺的各類管理人員來說，他們一定要認真履行自身的義務和責任，嚴格管理智慧校園平臺，在綜合考慮師生真實需求的基礎上，最大限度地發揮管理人員的實際作用。

（3）在研究和分析智慧校園平臺的性能需求時，應重點提升平臺的網絡存儲功能，要能夠有效并且便捷地存儲海量豐富的信息數據，不斷增長的數據信息存儲功能還要能夠與實際需求相適應，應包含數據的傳輸、數據的分析、數據的校正、數據的整合以及數據的共享等多個分支功能，系統將數據計算的任務指令下發給系統服務器，服務器在計算工作完成后又會將結果返回給用戶。而為了有效解決不同部門之間共同處理某一項業務時的數據不協調問題，智慧校園平臺還應具備Web 服務的統一管理功能，高效管理現有的項目以及新增加的項目，在各個子系統中應能夠識別同一個身份認證，只需要登陸一次賬號密碼就能夠訪問各個系統模塊。

2 基于大數據技術的智慧校園平臺模型設計

2.1 智慧校園平臺的總體構架模型設計

在互聯網時代下以大數據技術為基礎所構建的智慧校園平臺，應在綜合考慮現階段智慧校園整體發展狀況以及廣大師生真實需求的基礎上明確其建設總體目標，對智慧校園平臺的基本構建進行科學劃分，主要將其劃分為三大功能架構模塊，分別為基礎設施模塊IaaS、平臺支撐模塊PaaS 和軟件應用模塊SaaS，同時還必須配備輔助的安全保障體系和信息規范體系。

（1）基礎設施模塊最重要的作用是保證平臺能夠穩定運行各類硬件資源，其中上層主要起到保障硬件功能得以有效發揮的作用。基礎設施模塊通常應該由各類服務器、基礎網絡資源、存儲設備以及物聯網的感知設備四部分構成，其可擴展性能十分優異，在面對大量信息數據資源時，這一設施模塊能夠對其進行有效分析和科學整合，并在整合完成后將數據分別共享給使用者。借助于云計算技術和平臺的網絡存儲功能，可將收集到的校園數據進行準確計算和及時儲存。

（2）智慧校園平臺構建模型中的核心內容便是平臺支撐模塊，其對平臺的性能優劣是能夠起到決定性作用的，平臺支撐模塊存在于軟件應用模塊和基礎設備模塊之間，其能夠更好地開發應用環境并提升各類軟件的應用效果。應構建以云計算技術為依托的大數據中心，要全面收集、分析并處理中職中專校園內的各類信息數據，并在同一個資源池中對其應用，實現各類信息數據資源的對接和共享。

（3）構建智慧校園平臺模型的另一項關鍵技術就是軟件應用模塊，其關鍵技術便是平臺上與人機交互功能相關的各項業務，為各類用戶提供更具針對性的應用程序。建立系統平臺時要考慮到用戶多樣化的服務需求，保證所設計和開發的每個應用程序都具有優異功能，在智慧校園平臺開發和設計的全過程中都融入各類服務和調用功能。保證平臺的兼容性和可擴展性，在新的平臺中也要納入原有的學校管理系統，在同一個環境中為各類用戶提供相應的應用程序。

2.2 拓撲結構設計

在設計完成智慧校園平臺的總體構架模型后，還需要不斷完善其基礎硬件功能來實現UAP 和DSCP 等服務，舉例來說，DSCP 服務能夠為信息數據的計算和存儲功能提供重要保障，還能夠為基于大數據技術的各類場景提供服務集群；與Web 服務相關的各項內容都是存儲在服務器中的，如信息的注冊、登錄以及存儲用戶地址等；采用身份驗證和服務設備可以獨立完成UAP 中的用戶身份識別工作。設計拓撲結構的基礎內容便是完善其硬件功能，處理過程中要科學運用大數據和云計算等先進技術，并對其進行有效虛擬化后再使用。所設計的拓撲結構不但能夠充分保證用戶在使用校園內部網絡平臺過程中產生各類信息和數據的安全性和穩定性，校園外的用戶在采用相應方式后也能夠成功訪問校園平臺。

3 基于大數據的智慧校園平臺的實現

3.1 智慧校園平臺的開發環境和集群部署

基于大數據的智慧校園平臺在搭建開發環境時主要采用的是Hadoop 集群，在云計算中這一集群的應用情況是最為廣泛的。即使需要大量使用和處理數據，其也能保持處理工作中的可靠性和安全性，而底層框架能否實現這一因素不需要被過多考慮。將Hadoop 集群開發環境設置在Linux 系統上，并采用Java 作為開發語言，其具體的部署方法：首先，要科學配置各個節點。統一設置所有會使用到計算機的IP 地址，并選擇任意一臺計算機的節點作為主節點，其余計算機的節點就是數據節點。之后分別安裝Ubuntu Linuxl 2.04 系統，并創建一個集群用戶賬戶，之后一定要在主節點上安裝Hadoop 集群；其次，要將每一臺計算機上的hosts 文件全部修改成功，之后將主節點和數據節點都配置到相應的計算上；最后，應對沒有密碼登錄遠程進行配置，在集群中的不同節點之間進行數據訪問時，無論是哪一臺計算機都應先進行安全驗證，而這一操作中主要采用的方法為設置密鑰、加密以及解密，而如果每次數據訪問都要進行安全驗證就會耗費大量時間，還應設置無遠程訪問。在主節點中存儲上公鑰，只需要第一次認證成功后，以后就可以直接進行訪問了。

3.2 信息數據存儲服務的實現

在基于大數據的智慧校園平臺上，通常都是采用讀取文件的方式來實現存儲信息數據的服務功能，完成這一功能的主要操作方法就是文件的上傳和文件的下載，在對中職中專院校的師生用戶進行調查和研究中，我們認為在上傳本地文件過程中可以應用HDFS 集群，可以將所有上傳文件的地址都設置在代理用戶的地址下，只有相應的用戶才具備訪問權限。持久層在業務層模塊的調用下就完成了數據文件的上傳和下載操作。具體的上傳功能是通過DfsProxy 類的copyFromLocal（）的操作指令來實現的，而下載功能則是通過DfsProxy 類的getFlieSttream（String uri）的操作指令實現。

3.3 信息數據計算服務的實現

基于大數據的智能校園平臺上的數據計算服務是相對獨立的，其不會受到如群集負載、資源調度以及軟件部署等虛擬計算環境中的其他操作行為的影響，應通過設置代碼和進行相應編程來實現這一功能?，F階段，借助于大數據技術和云計算技術等先進技術所構建的智慧校園平臺具備了更強的數據計算服務能力，其能夠大大降低校園用戶使用這項服務的操作難度。用戶在進行數據計算時如果還想要獲取目標數據源文件，此時用戶就必須先提交需要進行數據計算的任務內容，并通過設置run－Job（）這一操作指令來實現。在獲取數據源文件的基礎上還能夠呈現出源代碼文件，可通過設置runJobFromJar（）的操作指令來加以實現。

3.4 統一驗證身份功能的實現

在平臺上對統一身份進行驗證時，可采用Spring Web Flow 來跳過相應操作過程進行操作，如果需要重新定位登錄視圖，此時就需要將系統跳轉到Bean 上并在配置文件中找到處理類的視圖URL。將身份驗證的請求提交給服務器后，路由Flow Controller 會根據具體的提交請求順序進行處理。在查看操作過程以及驗證票據等功能中也要遵循這樣的處理方式，其差別是操作方法和操作類型上的區別。如果校園用戶是第一次登陸Web 應用程序，其首要工作應是完整填寫系統彈出表格中的全部信息，填寫完成后會生成一個信息憑證，之后進行登陸即可。進行登陸時，系統一定會對調用的身份進行信息驗證，如果認證成功，系統就會跳轉到sendTGT 界面并要求用戶進行操作，如果認證不成功，系統就會返回到登陸界面并重新顯示登陸信息。如果登陸成功在流程標識上就會顯示“成功登錄”并跳轉到瀏覽器上，而如果失敗就需要再次進行登陸，并需要重新定向智慧校園平臺的瀏覽器。在統一驗證用戶身份功能的界面上主要設置了ST 票證和TGT 票證兩種，其原理都為通過隨機生成固定長度的字符串，對于每個用戶來說這個票證都具有唯一性。

用戶首次拿到票證后再次訪問校園平臺時，Web 會對用戶的票證進行識別并將本地身份驗證的請求提交給服務器，而此時就需要服務器來判定用戶的票證是否有效了，這也是一項關鍵的技術內容。服務器通過在系統中對票據信息的屬性進行查看并對比其與用戶提交身份驗證的各項參數，無論最后驗證的結果是成功的還是失敗的，系統都會將票據損毀，以保障用戶每次登錄系統的安全性。

3.5 wsap 服務平臺訪問的實現

（1）服務的注冊與更新功能。要先對所提交信息是否具備訪問權限進行驗證，用戶需要先向系統的信息模塊提交信息，應用Servi-ceUtil 來檢查所提交信息服務名稱和服務地址的真實性，驗證完成后便會再次向數據庫注冊服務提交相關信息，通過對持久層數據庫的不斷操作來實現服務的注冊和更新功能。

（2）服務發現功能。隨著互聯網信息技術的不斷更新和發展，云計算和大數據技術也會得到不斷更新，基于大數據的智慧校園平臺中的云資源會越來越完善，并且也會形成更加全面和豐富的功能，服務的類型和數量會更加廣泛。應用wsap 技術能夠實現關鍵字搜索和分類搜索的功能，在短時間內能夠為用戶提供有針對性的服務。

4 結束語

通過以上的論述，我們對智慧校園平臺的利用需求分析、基于大數據技術的智慧校園平臺模型設計和基于大數據的智慧校園平臺的實現三個方面進行了詳細的分析和探討。在云計算技術和大數據技術等先進互聯網技術不斷創新和發展的大背景下，構建以大數據技術為基礎的智慧校園平臺已經成為了教育信息化的必然發展趨勢，其功能更加強大和全面并能夠為用戶提供高效、便捷的服務，通過對智慧校園平臺的優化設計以及制定科學的技術實現路徑，大大提升了平臺的人性化和智能化服務水平，為智慧校園的快速發展提供了有力保障。