基于云存儲的高職教學資源存儲與服務

摘 要：高職教育正在推廣模塊化，項目化教學改革，需要大量的教學資源。文章分析了高職教學資源的現狀，介紹了云存儲的基本概念、結構模型和構建云存儲的工具，給出了基于云存儲的教學資源整合模型，最后對該系統進行了實現和性能測試。

關鍵詞：云存儲 教學資源 存儲與服務

1.引言

高職教育正在推廣模塊化，項目化教學改革，采用基于工作過程的項目化課程體系，“教學做”一體，必需大量課件、視頻、模擬仿真軟件，而且強調通過在線考試，實訓操作更多需要在線仿真，示范院校和骨干院校建設也需要上傳大量的教學資源。相比本科院校，存儲量更大，存儲形式更多樣化，教師更希望通過教學資源服務實現網絡教學，項目提交，答疑，師生交互，遠程測試，加強自主學習和協同學習。

教學資源是教學工作開展的基礎，包括文本資源、圖形圖像資源、動畫資源、聲音資源和視頻資源等類型。進行教學資源的整合有利于合理、高效地使用，促進教學質量的提高。

將云存儲運用到教學資源的整合中，學校不僅能節省投資費用，簡化復雜的設置和管理任務，而且把教學資源放在云中還便于從更多的地方訪問資源，實現教學資源的共享，提高精品課程、示范特色專業和特色專業等優秀職教成果的輻射作用。

2.云存儲

2.1云存儲基本概念

云存儲是指通過集群應用、網格技術或分布式文件系統等功能，將網絡中大量各種不同類型的存儲設備通過應用軟件集合起來協同工作，共同對外提供數據存儲和業務訪問的功能。在云存儲環境下，存儲不再是單純的硬件設備，而是一種服務。用戶將不用再購買存儲設備，而只需要購買存儲服務提供商所提供的存儲服務即可。從而使用戶從繁重的存儲設備的管理中解脫出來，集中精力關注他們所關心的數據。

采用云存儲，我們無須像使用某一個獨立的存儲設備時，要清楚這個存儲設備是什么型號，什么接口和傳輸協議，存儲系統中有多少塊磁盤，分別是什么型號、多大容量，存儲設備和服務器之間采用什么樣的連接線纜。而且對于保證數據安全和業務的連續性，無須自己建立相應的數據備份系統和容災系統。除此之外，用戶也無需關心存儲設備的狀態監控、維護、軟硬件更新和升級。云狀存儲系統中的所有設備對使用者來講都是完全透明的，任何地方的任何一個經過授權的使用者都可以通過接入線纜與云存儲連接，對云存儲進行數據訪問。

2.2HDFS

HDFS（Hadoop Distributed File System）是Hadoop 的分布式文件系統，具有高容錯性，并且可以被部署在低價的硬件設備之上。HDFS 提供對數據讀寫的高吞吐率，很適合那些有大數據集的應用。HDFS 是一個master/slave 的結構，就通常的部署來說，在master 上只運行一個Namenode，而在每一個slave 上運行一個Datanode。

HDFS 支持傳統的層次文件組織結構，同現有的一些文件系統在操作上很類似，比如創建和刪除一個文件，把一個文件從一個目錄移到另一個目錄，重命名等操作。

3.基于云存儲的教學資源整合模型

在進行教學資源服務平臺設計時，我們以“個性化、共享性”為目標，重點考慮個人體驗，系統的功能包括：智能搜索、個性化課程自動推薦、公共信息展示、全媒體瀏覽支持、核心資源訪問控制等。為教師用戶提供在線備課、在線課程、技能測評庫和資源管理等教學應用服務模塊；為學員用戶提供網絡課堂、技能測評等課堂教學模塊以及職業規劃、項目案例庫、仿真實訓平臺、職業提升、在線求職等職業服務模塊；為企業提供網絡招聘、技能認證和實訓管理等服務模塊。

3.1基礎平臺設計

依據高標準、國際化的建設原則，在原有系統基礎架構上融入云存儲模型，采用集中式服務、分布式布局的網絡體系架構，搭建技術先進、功能強大的基礎支撐平臺。校園網采用IPv4 和IPv6 雙棧設計， 核心設備均采用冗余熱備；6個電信網絡出口、萬兆光纖骨干、千兆到桌面；服務器負載均衡，思科防火墻和入侵檢測設備。

3.2平臺實現

教學資源系統使用JSP+Oracle+Linux開發模式，既保證了平臺的靈活性、穩定性和安全性， 又提供了良好的兼容性、可移植性和可擴展性，有效地實現了海量資源和分布式資源的整合。

系統采用B/S/S（Browser/Web Server/Cloud Server）來開發設計，即客戶端采用瀏覽器，中間服務器是Web 服務器，后臺為云服務器。由客戶端在Web 頁面發出請求至系統管理、服務目錄等進行一系列的分類處理后，發送至Web 服務器， 然后再由中間服務器對云服務器發出請求， 客戶端與云服務器不直接聯系， 保證了數據的安全性，具有跨平臺、可移植、操作簡單等優點。

4.性能分析

下面我們將對云存儲系統讀取和寫入教學資源的速度進行測試。目前，在系統的實際運行中包含126臺的數據節點存儲教學資源，而且擁有大量的用戶對資源進行訪問。但是為了便于測試，我們使用171 臺電腦構建云存儲環境，其中1 臺設置為名稱節點，50 臺為數據節點。120 臺電腦作為客戶端。名稱節點和數據節點的配置均為雙核CPU，4GB內存，1T 硬盤，一塊100M 全雙工網卡，并以一臺交換機相連。120 臺客戶端都配備一塊100M 全雙工網卡，并以另一臺交換機相連。兩臺交換機之間使用1 Gbps 的鏈路相連。

我們分別在51 臺電腦上部署Hadoop-0.18.3 構建云存儲環境。其中操作系統為FC10，Java 版本為jdk1.5。首先修改51 臺電腦Hadoop 目錄下的conf/hadoop-site.xml 文件，其中fs.default.name 為NameNode 的IP 地址和端口號；mapred.job.tracker 為JobTracker 的IP 地址和端口號；fds.replication 為HDFS 中每個Block 被復制的次數，起到數據冗余備份的作用，我們設置為5。其次配置SSH，因為Hadoop啟動以后，名稱節點通過SSH（Secure Shell）來啟動和停止各個數據節點上的各種守護進程的，這就需要在節點之間執行指令的時候不需要輸入密碼，所以需要配置SSH 使用無密碼公鑰認證的方式。

5.結束語

教學資源的建設是遠程教育發展的重要的環節，對教學資源進行整合有利于教學資源的共享，減少教學的成本，提高教學的質量。而云存儲作為一種新的服務形式，能夠很好地解決教學資源整合中產生的問題。云存儲作為教育資源整合的有力手段，對教育資源的建設和發展有著積極的促進作用。隨著云存儲的不斷發展和完善，必然會在高等院校和教育網絡中有著越來越多的應用。

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