云计算在高校教学资源共享平台的应用

2014-03-24刘海龙

文艺生活·中旬刊 2014年1期

关键词：副本资源共享分布式

刘海龙王妍

（河北软件职业技术学院，河北保定 071000）

云计算在高校教学资源共享平台的应用

刘海龙王妍

（河北软件职业技术学院，河北保定 071000）

高校教学资源共享是通过网络建立一个教学资源共享和交流的场所。利用这个平台，我们可以方便快捷地访问丰富的教学资源和信息。近年来，国内许多高校都陆续建成了一些资源共享平台，这为教师教学和学生自主学习都提供了很大帮助。但是教学资源共享的范畴限于学校内部资源开发与调用。云计算技术的出现，为高校教育提供了一个新的具有集成、开放、虚拟和自治特征的服务平台，可以有效的解决当前教育领域面临的资源共享与协作难题。

云计算；教学资源共享；Hadoop

一、引言

随着我国教育体制改革的不断深入以及经济社会发展对人才质量内涵提出的新要求，学校内部单一教学资源平台己经不能应对更加复杂的需求，出现了学校内部教学资源与外部教学资源的集成应用需求。为解决扩展性教学资源集成，急需研究和建立开放教学资源平台体系结构，支持学校间教学资源平台协同开发，透明地获取所需资源，实现学校间的松耦合协作和面向任务的资源动态重构。云计算技术的出现，为高校教育提供了一个新的具有集成、开放、虚拟和自治特征的服务平台，可以有效的解决当前教育领域面临的资源共享与协作难题。

二、云计算在国外教育资源共享的应用

美国肯塔基州就将云计算应用到拥有10200名学生的该学区中。通过云服务平台，将原来过时废弃在仓库中的1400台计算机转变为能够起作用的虚拟机。正因为云服务不需要本地计算机有硬盘，这种转换才成为可能。云计算在英国的院校中也有一席之地。很多英国高等教育机构，均利用了谷歌的程序。学生的应用需求和削减支出是主要的推动因素。同样非洲也欢迎云计算。已经有很多非洲的教育机构选择了云计算服务，选择云计算的主要动力来自于不完备的IT基础设备和没有资金去更新软硬件设备。谷歌已经与很多东非教育机构达成合作关系，为这些学校提供谷歌的云计算服务。

三、云计算在高校教学资源共享平台中的实施方案

（一）资源共享平台系统架构

为了更好的对云计算中的教育资源进行管理，首先需要了解其宏观的资源管理架构。架构通常可以分为物理架构和逻辑架构。物理架构是指计算机、服务器以及网络等设备的物理连接结构；而逻辑架构则是从各个元素所发挥的功能角度来区分它们的角色并描述了它们之间的关系。物理架构和逻辑架构是可以相互进行映射的。

系统架构是建立云计算环境首先需要考虑的关键问题。调度系统架构通常与数据中心架构密切相关，目前在有管理需求的大规模分布式环境下多是考虑的多级分布式体系结构。

（二）云计算框架Hadoop

在目前许多开源的云计算框架之中，Hadoop是其中最为著名的一个。很多大型企业都对Hadoop进行了应用，并结合企业的具体业务进行了大量的改进工作。Hadoop由许多模块组成，其包括 Hadoop Common,HDFS,Mapreduce和 Zookeeper等等。Hadoop框架允许用户在大规模集群设备上使用简单的并行编程语言泛型对海量数据集合进行分布式地处理。在Hadoop集群系统中可能拥有成百上千个独立的物理设备。每个物理设备都有其各自的计算与存储能力。不像其它传统方案依靠硬件设备来提供高可靠性，Hadoop本身就被设计为在应用软件层可以随时检测并处理节点失效问题。

（三）如何消除HDFS性能瓶颈

教育资源共享平台在设计过程中就不应对所有数据都一视同仁，而需要根据实际需求区别对待，例如更为有价值的数据理应得到更多的重视，并为其分配更多的存储资源，即建立更多的副本以应对高并发访问，降低访问延迟，同时还可以提高数据的安全性与稳定性。因此可以在HDFS的基础上进行改进，在名字节点之上增加了一个系统控制器。

在HDFS的原型设计中，其通过文件数据块(Block)副本的方式解决其并行读取的问题。副本的数目在整个集群运行之前被存储，并且在整个系统运行中是统一且固定的(系统管理员可以通过配置文件进行重新配置，但更改的也是全局配置)。所有的数据节点都会采用这个配置，即数据节点上的所有文件块都会有相同的副本数目。

因此在此场景下文件副本的差异化配置就显得十分必要了。但数据节点以及云计算运营商难以知晓哪一个或哪一些文件会在较长时间内被高频率访问从而成为热点文件。如果采用固定的配置方法，则系统配置难以跟上用户需求的快速变化。基于Hadoop分布式开源架构的云计算本身就拥有简单的副本机制，包括副本的创建、故障节点检测与处理等等功能。但是该架构缺乏对副本的动态调整功能，无法灵活应对用户需求的快速变化。