教育資源云虛擬化平臺模型構(gòu)建研究

李 勇，楊華芬

(曲靖師范學(xué)院 信息工程學(xué)院，云南 曲靖 655011)

教育資源云虛擬化平臺模型構(gòu)建研究

李 勇，楊華芬

(曲靖師范學(xué)院 信息工程學(xué)院，云南 曲靖 655011)

國內(nèi)各高校教育信息化建設(shè)仍以傳統(tǒng)的數(shù)字校園網(wǎng)平臺建設(shè)為主，這種傳統(tǒng)的校園網(wǎng)平臺建設(shè)隨著教學(xué)資源和學(xué)生人數(shù)的增加，需要不斷的增加硬件基礎(chǔ)設(shè)施以保障教學(xué)需求，這些硬件基礎(chǔ)設(shè)備中的相當(dāng)一部分是重復(fù)投入的、設(shè)備利用率并不高，且資源分散、覆蓋范圍不廣、不利于共享和重復(fù)使用。為有效改善這些不良現(xiàn)狀，本文提出利用Hadoop開源云框架和虛擬化技術(shù)，構(gòu)建教育資源云虛擬化平臺模型，在盡可能減少基礎(chǔ)設(shè)施投入的情況下，保障教學(xué)需求、方便用戶對軟硬件資源進(jìn)行統(tǒng)一集中管理，提高資源的使用效率。加強(qiáng)這方面的研究對進(jìn)一步促進(jìn)教育信息化建設(shè)和民族教育事業(yè)發(fā)展具有重要參考意義。

教育資源云； 教育信息化； 云計(jì)算； 虛擬化

0 引 言

《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》[1]和教育部《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011—2020年)》[2]都已明確提出以計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育技術(shù)等內(nèi)容為核心的教育信息化建設(shè)將作為我國教育發(fā)展的戰(zhàn)略選擇，然而，目前國內(nèi)各高校教育信息化建設(shè)仍以傳統(tǒng)的數(shù)字校園網(wǎng)平臺建設(shè)為主，這種傳統(tǒng)的數(shù)字校園網(wǎng)平臺建設(shè)隨著教學(xué)資源和學(xué)生人數(shù)的增加，需要不斷的增加硬件基礎(chǔ)設(shè)施以保障教學(xué)需求，不斷增加的設(shè)備投入有很大一部分是重復(fù)投入的、設(shè)備利用率并不高。如何充分利用高校校園網(wǎng)內(nèi)現(xiàn)有的服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲設(shè)備等軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施，借助開源云計(jì)算框架Hadoop和虛擬化技術(shù)內(nèi)容的支持來構(gòu)建和部署教育資源云虛擬化平臺，在盡量減少硬件基礎(chǔ)設(shè)施投入的前提下，既保障教學(xué)需求，同時(shí)又可以方便用戶對軟硬件設(shè)備資源進(jìn)行統(tǒng)一集中管理，提高資源的使用效率，對進(jìn)一步促進(jìn)教育資源信息化建設(shè)和民族教育事業(yè)發(fā)展具有重要意義，并且，教育資源云虛擬化平臺構(gòu)建充分利用虛擬化技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)支撐，是未來教育信息化建設(shè)發(fā)展的方向，加強(qiáng)這方面的研究對促進(jìn)虛擬化技術(shù)、云計(jì)算在教育信息化建設(shè)方面的應(yīng)用也具有重要參考價(jià)值和發(fā)展空間。

1 平臺構(gòu)建支撐技術(shù)

1.1Hadoop框架

Hadoop是由Apache基金會于2005提出并研發(fā)的一個(gè)開源分布式云計(jì)算系統(tǒng)框架，主要應(yīng)用于并行計(jì)算、海量數(shù)據(jù)存儲、分類檢索與并行編程等領(lǐng)域，具有高可靠性、高可拓展性、高容錯(cuò)性、高效性和低成本等優(yōu)點(diǎn)，正因?yàn)榇耍怀霈F(xiàn)就受到了Yahoo、Facebook、百度、中國移動(dòng)研究院等眾多國內(nèi)外大公司的青睞，紛紛基于Hadoop建立了自己的云服務(wù)平臺，以鞏固其在互聯(lián)網(wǎng)中地位。

Hadoop是一個(gè)項(xiàng)目的總稱，里面包含許多個(gè)相關(guān)項(xiàng)目子集，主要包含的技術(shù)內(nèi)容如圖1所示[3]。

圖1 Hadoop技術(shù)棧

由圖可見，Hadoop開源框架主要包括Hadoop Common，處于Hadoop技術(shù)棧的最底層模塊，是Hadoop框架中所有其他子項(xiàng)目的公共支撐部分、為其他子項(xiàng)目提供必要的工具支持；Avro，Hadoop框架中的一個(gè)子項(xiàng)目，也可以作為一個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)存在，是一個(gè)基于二進(jìn)制的高性能數(shù)據(jù)傳輸中間件，支持跨平臺、跨語言的高效序列化數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，作為一個(gè)工具常用于Hadoop其他子項(xiàng)目之間存儲和交換數(shù)據(jù)；MapReduce，Hadoop框架中的核心組件之一，被設(shè)計(jì)用來進(jìn)行海量數(shù)據(jù)的并行編程，里面包含Map和Reduce兩個(gè)函數(shù)，由一個(gè)JobTracker和多個(gè)TaskTracker控制，其中JobTracker負(fù)責(zé)任務(wù)調(diào)度和TaskTracker管理，TaskTracker則負(fù)責(zé)任務(wù)的執(zhí)行；Hadoop分布式文件系統(tǒng)(Hadoop Distributed File System，HDFS)，Hadoop框架中的另一核心組件，Google GFS 的開源版本，具有高度容錯(cuò)性的分布式文件系統(tǒng)，提供海量數(shù)據(jù)的存儲、訪問，里面包含一個(gè)NameNode和多個(gè)DataNode，其中NameNode是負(fù)責(zé)文件系統(tǒng)管理的元數(shù)據(jù)，DataNode則是負(fù)責(zé)實(shí)際數(shù)據(jù)存儲的單元；ZooKeeper，用來配置和支持分布式調(diào)度的一組工具，主要用于保持所有節(jié)點(diǎn)之間的配置同步；Pig，類SQL語言，MapReduce上構(gòu)建的高級查詢語言，用于簡化MapReduce的開發(fā)任務(wù)；Chukwa，數(shù)據(jù)收集和分析分布式系統(tǒng)，一種分布式鎖設(shè)施，類似于Google Chubby的功能，由Facebook提供；Hive，數(shù)據(jù)倉庫工具，主要完成SQL語句的查詢功能；Hbase，分布式數(shù)據(jù)庫，類似Google BigTable的分布式NoSQL列數(shù)據(jù)庫。

1.2虛擬化技術(shù)

虛擬化技術(shù)(virtualization technology)最早出現(xiàn)在1965年IBM7044計(jì)算機(jī)中，其后在20世紀(jì)70年代的System 370系列中逐漸流行，通過虛擬化的方式將一臺物理計(jì)算機(jī)虛擬化成幾臺獨(dú)立運(yùn)行的客戶機(jī)，各客戶機(jī)共享IBM7044大型服務(wù)器的硬件資源。虛擬化技術(shù)是一種支持硬件虛擬化、平臺虛擬化、軟件虛擬化，可以很方便地對現(xiàn)有計(jì)算機(jī)軟硬件實(shí)體資源進(jìn)行配置、管理、共享、復(fù)用、并且在其中引入了資源池概念的資源管理技術(shù)，主要依靠在計(jì)算機(jī)軟、硬件層之間引入的中間虛擬層來對整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的所有軟、硬件資源進(jìn)行統(tǒng)一化管理，為用戶提供彼此獨(dú)立隔離的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)環(huán)境，可以為用戶很好的屏蔽各種不同硬件平臺之間的動(dòng)態(tài)性、分布性和異構(gòu)性[4]。

目前，比較常見的虛擬化技術(shù)有VmWare ESX、RedHat KVM、Citrix XenServer，考慮實(shí)際應(yīng)用的情況和篇幅的限制，主要介紹VmWare ESX技術(shù)，基于VmWare ESX虛擬化技術(shù)的架構(gòu)如圖2所示。

圖2中所示將基于VmWare ESX的虛擬化架構(gòu)模型分為硬件基礎(chǔ)層、虛擬化層、虛擬化應(yīng)用層3層，各層的主要內(nèi)容如下：

(1) 硬件基礎(chǔ)層。可以包含一臺或多臺計(jì)算機(jī)服務(wù)器，以及服務(wù)器上的CPU、Memory、disk、Adapter等計(jì)算機(jī)硬件資源，主要為上層虛擬化提供物理硬件基礎(chǔ)。

(2) 虛擬化層。基于VmWare ESX虛擬化架構(gòu)模型中的核心層，主要完成物理硬件設(shè)備的虛擬化操作，方便用戶高效使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的硬件設(shè)備資源，進(jìn)行資源的合理調(diào)配、管理與維護(hù)。通過該層的硬件設(shè)備虛擬化操作之后，形成一些結(jié)構(gòu)上獨(dú)立的邏輯虛擬主機(jī)，用戶可以根據(jù)需要個(gè)性化定制所需要的系統(tǒng)環(huán)境、開發(fā)平臺、應(yīng)用軟件。虛擬化層包括的內(nèi)容主要有VMware Esxi、VMware vCenter、vSphere Client，其中VMware Esxi為VMware 公司研發(fā)的一款服務(wù)器版linux操作系統(tǒng)、用于部署Esxi宿主服務(wù)器；VMware vCenter為整個(gè)虛擬化架構(gòu)模型的控制管理中心，用于對所有Esxi宿主服務(wù)器、以及宿主服務(wù)器上的資源進(jìn)行統(tǒng)一配置、集中管理；vSphere Client虛擬化管理組件，為用戶登陸vCenter控制管理中心、或者直接登陸宿主服務(wù)器提供友好的可視化視圖。除此之外，虛擬化層包含的內(nèi)容還有存儲、數(shù)據(jù)容災(zāi)備份與恢復(fù)、虛擬網(wǎng)絡(luò)、資源負(fù)載平衡、容錯(cuò)與安全技術(shù)等，由于篇幅所限，在此就不做介紹。

圖2 基于VmWare ESX的虛擬化架構(gòu)模型

(3) 虛擬化應(yīng)用層。直接面向用戶提供應(yīng)用支持，可以是虛擬化產(chǎn)生的虛擬主機(jī)，虛擬化產(chǎn)生的各虛擬主機(jī)與底層硬件平臺無關(guān)，支持各種主流操作系統(tǒng)、開發(fā)服務(wù)環(huán)境、軟件應(yīng)用服務(wù)，構(gòu)成獨(dú)立自主的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；也可以是采用vApp應(yīng)用服務(wù)封裝的方式向用戶提供個(gè)性化應(yīng)用打包服務(wù)，用戶可以快捷方便的獲取、遷移、部署服務(wù)，所有這些虛擬化應(yīng)用服務(wù)可以通過虛擬桌面、服務(wù)控制臺、虛擬終端等形式展示給用戶，用戶使用起來操作簡單、快捷，不需要額外掌握復(fù)雜的專業(yè)基礎(chǔ)。

2 教育資源云虛擬化平臺模型

云計(jì)算是在分布式并行計(jì)算、網(wǎng)格計(jì)算、虛擬化等技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上綜合演變發(fā)展出來的一項(xiàng)具有劃時(shí)代意義的IT創(chuàng)新技術(shù)，能夠?yàn)橛脩籼峁┐笠?guī)模計(jì)算、海量數(shù)據(jù)處理、軟件應(yīng)用、平臺應(yīng)用等服務(wù)。云計(jì)算時(shí)代的教育信息化是指學(xué)校、教育從業(yè)者使用云計(jì)算提供的服務(wù)來輔助教學(xué)，學(xué)習(xí)用戶、學(xué)生則使用云計(jì)算提供的服務(wù)來獲取學(xué)習(xí)資源、幫助自身完成知識的積累和學(xué)習(xí)過程。傳統(tǒng)的教學(xué)信息化主要是通過校園網(wǎng)、精品課程、重點(diǎn)課程網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程教育平臺等形式來完成的，這種方式系統(tǒng)之間、平臺之間、網(wǎng)絡(luò)之間、用戶終端之間都存在較大差異、兼容性不夠好，不利于教育教學(xué)資源集中管理、共享與使用。基于Hadoop開源云框架構(gòu)和虛擬化技術(shù)建立教育資源云虛擬化平臺可以很好的為用戶屏蔽下層硬件、系統(tǒng)平臺、校園網(wǎng)絡(luò)等之間的差異，使用所有能夠接入互聯(lián)網(wǎng)的用戶都可以通過互聯(lián)網(wǎng)輕松獲取自己所需要的軟硬件資源，真正做到教育信息化、面向全民用戶、服務(wù)全民用戶，為用戶提供按需推送的教育資源云服務(wù)。

2.1教育資源云虛擬化平臺分層模型

結(jié)合校園網(wǎng)建設(shè)環(huán)境、教育資源的特點(diǎn)，再根據(jù)Hadoop框架和虛擬化技術(shù)內(nèi)容對云計(jì)算服務(wù)的支持，教育資源云虛擬化平臺構(gòu)建采用分布式、分層結(jié)構(gòu)模型，自下而上依次分為基礎(chǔ)設(shè)施層、虛擬服務(wù)層、應(yīng)用環(huán)境層、應(yīng)用服務(wù)層、用戶接口層共5層，其分層模型如表1所示。

表1 教育資源云虛擬化平臺分層模型

表1所示上下層之間相互依賴、下層基礎(chǔ)為上層構(gòu)建提供支撐服務(wù)，水平上各層彼此獨(dú)立、與平臺無關(guān)、相互之間彼此兼容，共同構(gòu)建成完整的教育資源云虛擬化平臺，各層所包含的主要內(nèi)容和功能服務(wù)如下：

(1) 基礎(chǔ)設(shè)施層。由多臺高性能HP服務(wù)器、Cisco網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備為構(gòu)建云計(jì)算中心提供所需的計(jì)算器、存儲器、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備等硬件資源；

(2) 虛擬服務(wù)層。在物理基礎(chǔ)設(shè)施的基礎(chǔ)上，利用Esxi、VMware vCenter、vSphere Client等工具構(gòu)建虛擬化平臺，按需為用戶提供虛擬計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)、存儲空間、桌面應(yīng)用環(huán)境、底層物理硬件設(shè)備管理等服務(wù)；

(3) 應(yīng)用環(huán)境層。在基礎(chǔ)設(shè)施層、虛擬服務(wù)層的基礎(chǔ)上，借助Hadoop開源框架構(gòu)的技術(shù)內(nèi)容，為技術(shù)開發(fā)人員提供云應(yīng)用開發(fā)環(huán)境和公用API接口，以減輕開發(fā)人員的系統(tǒng)管理操作任務(wù)。

(4) 應(yīng)用服務(wù)層。提供教育教學(xué)相關(guān)的應(yīng)用軟件、教學(xué)平臺、基于云的虛擬計(jì)算環(huán)境和基于云的虛擬實(shí)驗(yàn)室，完成教學(xué)資源的上傳下載、存儲共享、檢索管理，以及平臺監(jiān)測、數(shù)據(jù)安全、系統(tǒng)管理、計(jì)費(fèi)管理等應(yīng)用服務(wù)；

(5) 用戶接口層。為用戶訪問云平臺提供訪問接口，用戶訪問云平臺的接口可以是遠(yuǎn)程桌面、云門戶網(wǎng)站、單點(diǎn)登錄(SSO)系統(tǒng)等。

2.2教育資源云虛擬化平臺部署

教育資源云虛擬化平臺的主要硬件環(huán)境為4臺DELL PowerEdge 2900服務(wù)器，以下內(nèi)容涉及的服務(wù)器硬件環(huán)境均為DELL PowerEdge 2900服務(wù)器，其詳細(xì)部署結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 民族教育資源云平臺部署結(jié)構(gòu)

由圖可知，教育資源云虛擬化平臺包括校園網(wǎng)、物理硬件資源池、虛擬客戶機(jī)、虛擬應(yīng)用服務(wù)器集群、虛擬hadoop服務(wù)器集群、校園網(wǎng)用戶、Internet互聯(lián)網(wǎng)、云門戶及互聯(lián)網(wǎng)用戶幾部分組成。主要內(nèi)容如下：

(1) 校園網(wǎng)。由3臺Cisco 2960S-24TS-S二層交換機(jī)完成校園網(wǎng)接入層功能、1臺Cisco 3560V-24TS-S三層交換完成核心層功能、1臺Cisco PIX-515E-U防火墻完成對互聯(lián)網(wǎng)用戶不安全訪問行為的過濾功能，校園網(wǎng)環(huán)境主要保障網(wǎng)內(nèi)所有設(shè)備之間的高速通信、Internet互聯(lián)網(wǎng)接入，并監(jiān)控來自互聯(lián)網(wǎng)用戶的訪問請求、拒絕不良訪問行為。

(2) 物理硬件資源池。基于4臺DELL PowerEdge 2900進(jìn)行虛擬化架構(gòu)，將4臺物理服務(wù)器上的CPU、內(nèi)存、硬盤存儲空間、網(wǎng)絡(luò)適配器進(jìn)行統(tǒng)一集中管理、生成虛擬硬件“資源池”，根據(jù)需要對“資源池”中的硬件資源進(jìn)行重新分配，提供構(gòu)建虛擬客戶機(jī)、虛擬應(yīng)用服務(wù)器集群、虛擬hadoop服務(wù)器集群部署與實(shí)施所需的硬件支撐。

(3) 虛擬客戶機(jī)。為校園網(wǎng)用戶提供虛擬桌面應(yīng)用、個(gè)人計(jì)算機(jī)應(yīng)用。

(4) 虛擬應(yīng)用服務(wù)器集群。包括云門戶Web服務(wù)器、用戶文件管理FTP服務(wù)器、平臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、平臺安全保障堡壘主機(jī)服務(wù)器。

(5) 虛擬hadoop服務(wù)器集群。包含1個(gè)NameNode服務(wù)器，用于文件數(shù)據(jù)的分割、存儲以及DataNode的監(jiān)控；1個(gè)SecondayNameNode服務(wù)器，與NameNode通信、作為NameNode的備用服務(wù)器；1個(gè)JobTracker服務(wù)器，負(fù)責(zé)計(jì)算任務(wù)的分解與匯總，以及TaskTracker服務(wù)器的運(yùn)行監(jiān)控；2個(gè)可同時(shí)作為TaskTracker節(jié)點(diǎn)和DataNode節(jié)點(diǎn)的從服務(wù)器，分別用來運(yùn)行map與reduce函數(shù)、完成數(shù)據(jù)計(jì)算任務(wù)，實(shí)際教育資源數(shù)據(jù)塊的存儲。

(6) Internet互聯(lián)網(wǎng)。為外部互聯(lián)網(wǎng)用戶訪問云平臺中的資源提供網(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境，同時(shí)保證云平臺可以及時(shí)獲取到來自互聯(lián)網(wǎng)上的最新教育資源。

(7) 云門戶。提供服務(wù)接口，方便互聯(lián)網(wǎng)用戶登出云平臺，獲取平臺中的資源、共享用戶已有的資源。

(8) 校園網(wǎng)用戶、互聯(lián)網(wǎng)用戶。可以分別通過虛擬客戶終端、云門戶來使用平臺中的硬件基礎(chǔ)服務(wù)、軟件應(yīng)用環(huán)境服務(wù)、信息化資源服務(wù)等。

3 應(yīng)用與性能分析

3.1應(yīng)用對比分析

目前，國內(nèi)各高校教育資源信息化建設(shè)的形式主要是依靠校園網(wǎng)通信環(huán)境建設(shè)數(shù)據(jù)存儲與共享中心、精品課程、重點(diǎn)課程教學(xué)資源庫、遠(yuǎn)程現(xiàn)代化教育平臺等數(shù)字校園網(wǎng)平臺，依靠數(shù)字校園網(wǎng)平臺來推進(jìn)教育資源信息化建設(shè)的方式，隨著教育資源和學(xué)生人數(shù)規(guī)模的不斷增加，要求的硬件基礎(chǔ)設(shè)施投入也要不斷增加，然而，數(shù)字校園網(wǎng)平臺中的許多應(yīng)用對硬件設(shè)備的要求和利用率并不高，如單個(gè)精品課程或重點(diǎn)課程教學(xué)資源網(wǎng)站對Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等的硬件要求并不高，但是因?yàn)榫氛n程或重點(diǎn)課程建設(shè)數(shù)量的增多，卻仍需要不斷的增加或更新硬件設(shè)備服務(wù)器，這勢必造成設(shè)備重復(fù)投入、使用率低等問題。構(gòu)建教育資源云虛擬化平臺，運(yùn)用虛擬化技術(shù)對硬件設(shè)備資源池中的資源進(jìn)行統(tǒng)一集中管理、重新分配利用，可以在盡量減少硬件設(shè)備投入的基礎(chǔ)上，充分利用現(xiàn)有硬件設(shè)備資源來保障教學(xué)資源信息化建設(shè)的需求，與傳統(tǒng)數(shù)字校園網(wǎng)平臺建設(shè)相比較具有較多優(yōu)勢，兩者詳細(xì)比較結(jié)果如表2所示。

由表中分析可知，相對傳統(tǒng)的數(shù)字校園網(wǎng)平臺來講，基于云計(jì)算和虛擬化技術(shù)構(gòu)建教育資源云虛擬化平臺對教育資源信息化建設(shè)的促進(jìn)作用優(yōu)勢明顯，然而近5年來的研究成果表明，基于云計(jì)算和虛擬化技術(shù)在其他各行業(yè)中的應(yīng)用研究成果豐碩，而在教育資源信息化建設(shè)、構(gòu)建教育資源云方面的應(yīng)用研究成果則十分少，因此，進(jìn)一步加強(qiáng)這方面的研究具有廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展空間，對促進(jìn)教育資源信息化建設(shè)、均衡協(xié)調(diào)全民教育發(fā)展也具有重要的參考價(jià)值。以“虛擬化”“云計(jì)算”“教育資源信息化”“教育資源云”為主題，在中國全文期刊數(shù)據(jù)庫中檢索2010～2014年期間發(fā)表在SCI來源期刊、EI來源期刊、核心期刊、CSSCI上的文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表3所示。

表2 教育資源云虛擬化平臺與傳統(tǒng)數(shù)字校園網(wǎng)平臺比較

表3 近5年來相關(guān)研究成果統(tǒng)計(jì)

3.2性能對比分析

選取其中的一臺硬件服務(wù)器，安裝Windows Server 2003系統(tǒng)環(huán)境，直接在其上部署Web、數(shù)據(jù)庫、FTP應(yīng)用服務(wù)；然后，使用開源分布式服務(wù)器監(jiān)測軟件Zabbix[5]，分析其一周內(nèi)CPU、內(nèi)存的運(yùn)行性能，結(jié)果如圖4所示。選取另一臺硬件服務(wù)器，采用VMware Esxi6.0進(jìn)行虛擬化架構(gòu)，利用其虛擬出3臺主機(jī)，然后在虛擬主機(jī)上做同樣的3種應(yīng)用服務(wù)部署，性能監(jiān)測結(jié)果如圖5所示。

從圖4中可以看出，直接部署3種應(yīng)用服務(wù)時(shí)CPU、內(nèi)存性能使用率分別約為5%、48.5%，浪費(fèi)了大量保貴的CPU、內(nèi)存資源；而從圖5中可以看出，虛擬化部署3種應(yīng)用服務(wù)時(shí)CPU、內(nèi)存性能使用率分別約為15%、75.5%，相比來講，CPU使用率提升了3倍、內(nèi)存使用率提升了56%。究其原因，因?yàn)檫M(jìn)行虛擬化架構(gòu)后，同一臺物理硬件服務(wù)器除了可以部署同樣的3種應(yīng)用服務(wù)外，還可以更加靈活、個(gè)性化的為不同用戶提供諸如遠(yuǎn)程桌面應(yīng)用、虛擬開發(fā)環(huán)境等其他服務(wù)，從而其資源得到了充分利用。并且進(jìn)一步的監(jiān)測結(jié)果表明，虛擬化架構(gòu)后服務(wù)器在硬盤存儲空間的利用率、存儲速率、網(wǎng)絡(luò)適配器的讀寫速率等性能方面都有所提升，由于篇幅所限，這里就不再依次截圖作結(jié)果分析說明。

(a)CPU

(b)內(nèi)存圖4 直接部署3種應(yīng)用服務(wù)時(shí)CPU、內(nèi)存使用率

(a)CPU

(b)內(nèi)存圖5 虛擬化部署3種應(yīng)用服務(wù)時(shí)CPU、內(nèi)存使用率

4 結(jié) 語

云計(jì)算、虛擬化技術(shù)近年來在國內(nèi)的應(yīng)用十分廣泛、研究成果日益豐碩，然而，其在教育信息化建設(shè)、教育資源云構(gòu)建方面的研究則十分少，本文提出利用高校現(xiàn)有高性能服務(wù)器的硬件支持，基于虛擬化架構(gòu)來構(gòu)建教育資源云平臺，可以在盡量減少硬件設(shè)備投入的前提下，充分利用現(xiàn)有資源保障教學(xué)需求、方便用戶對資源的使用和管理、提高設(shè)備資源的利用率。文中對開源云計(jì)算框架hadoop、虛擬化技術(shù)進(jìn)行了簡要介紹，在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)的介紹了教育資源云虛擬化平臺的分層模型、部署結(jié)構(gòu)，對比分析了其與傳統(tǒng)數(shù)字校園網(wǎng)平臺建設(shè)的應(yīng)用、虛擬化架構(gòu)后硬件服務(wù)器主要設(shè)備性能使用率。然而，文中并沒有對云平臺資源搜索與發(fā)現(xiàn)機(jī)制、存儲與共享管理策略、云門戶開發(fā)等內(nèi)容進(jìn)行介紹，這將是今后很長一段時(shí)間的努力方向，進(jìn)一步加強(qiáng)這方面的研究對促進(jìn)云計(jì)算、虛擬化技術(shù)在教育信息化建設(shè)、教育資源共享方面具有重要的參考意義。

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ResearchontheConstructionofPlatformModelforEducationalResourceCloudVirtualization

LIYong，YANGHuafen

(School of Information Engineering, Qujing Normal University, Qujing 655011, Yunnan, China)

The education informatization construction in domestic various universities is still based on the traditional digital campus network.With the increase of teaching resources and students, the construction with the traditional digital campus network platform needs to constantly increase the hardware infrastructure to meet the teaching demand.But, a large part of these hardware infrastructure is repeated, and the utilization rate is not high, resources disperse, coverage is narrow, cannot be sharing and reusing.In order to change these phenomena, this paper proposes to use Hadoop open source cloud framework and virtualization technology, and to build an educational resource cloud virtualization platform model.Under the reduction of infrastructure investment, the target of platform model is to guarantee the teaching needs, facilitate users to integrally manage hardware and software resources, so as to improve the use efficiency of resources.Therefore, it is meaningful to strengthen the research in this field.It will further promote the construction of education information systems and the development of national education.

education resource cloud; educational informationization; cloud computing; virtualization

G 484

A

1006-7167(2017)10-0135-05

2016-12-26

云南省自然科學(xué)基金(粒子群優(yōu)化方法研究，2013FZ114)

李 勇(1984-)，男，江西新余人，碩士，講師，主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、算法設(shè)計(jì)與分析。Tel.：15911455832；E-mail：qjsfxyly@163.com