基于云存储的高职教学资源平台设计

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摘 要：随着我国高职教育资源飞速增长，大量数据的存储已成为高职研究的一个新的内容。传统存储架构存在资源利用率低、信息和资源无法有效共享等问题。本文提出将云存储应用到高职教学资源，实现教学资源共享。将提高高职院校现有的教学资源的利用率，避免相同资源的重复建设，满足大量数据存储和管理，从而降低高职教学资源建设和维护的成本。

关键词：Hadoop；云存储；HDFS；教育资源

中图分类号：TP333

高职教育正在推广模块化，项目化教学改革。采用基于工作过程的项目化课程体系，“教学做”一体，必需大量课件、视频、模拟仿真软件，强调通过在线考试，在线仿真实训操作，示范院校和骨干院校建设也需要上传大量的教学资源。目前，主流的教学资源平台是基于B/S模型的Web站点，这种模式存在的问题大致：（1）存储容量不够大：虽然现在硬盘的容量越来越大，价格也越来越低，但是还是不能满足发展的需求。（2）数据安全性差：重要数据缺乏可靠的备份和恢复措施。（3）数据管理不规范：因为没有建立有效的管理制度；有时如果数据更新的方法不恰当，就会造成数据的重复存放；需要大批量数据变化时，查找数据资源时就变得特别麻烦。（4）教学数据资源利用率整体不高：大量的数据是存在于各任课教师的电脑里，这样让许多有用的资源没有得到充分的利用，不能达到真正意义上的资源共享。云存储的出现能够解决这些问题。将云存储整合到高职教学资源中，将为学校节省大笔投资费用；把高职教学资源放在云中，还便于高职教学资源的共享，从而提高精品课程、示范特色专业等优秀职教成果的辐射作用。目前，尚未见高职院校应用云存储技术开发自己的教学资源存储与服务的云存储产品之类的相关报道。基于此目的，本文提出将云存储应用到高职教学资源管理平台设计中。

1 数据存储平台相关技术

云计算是一种通过Internet以服务的方式提供动态可伸缩的虚拟化资源的计算模式。它是一种全新的商业模式。美国国家标准与技术研究院（NIST）定义：云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问，进入可配置的计算资源共享池，这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。“云计算”概念被大量运用到生产环境中，国内的“阿里云”与云谷公司的XenSystem。以及在国外已经非常成熟的Intel和IBM，各种“云计算”的应服务范围正日渐扩大，影响力也无可估量。

1.1 Hadoop分布式技术

本存储平台的设计主要使用了 Hadoop 分布式技术。Hadoop是一个分布式系统基础架构，由Apache基金会开发。Hadoop实现了Google的GFS和MapReduce算法，提供了简单易用的编程接口。用户可以在不了解分布式底层细节的情况下，开发分布式程序。该技术为高职教学资源平台提供了相关数据存储和处理的模型。

1.2 HDFS系统存储结构

Hadoop实现了一个分布式文件系统（Hadoop Distributed File System），简称HDFS。它具有可伸缩性和高容错性、对硬件配置要求不是很高等特点，它提供高传输率（high throughput）来访问应用程序的数据，适合那些有着超大数据集（large data set）的应用程序。除此以外它具有以下特点：（1）扩容能力；（2）成本低；（3）高效率；（4）可靠性。这些特点使云存储和高职教学资源整合更容易实现。

2 教学资源大量数据存储平台的总体设计

2.1 平台的总体框架

高职教学资源系统平台总共分为三层：应用层（高职教学资源层）、平台层（Hadoop平台）、数据资源层。如图1所示。

图1 平台的总体框架

应用层（高职教学资源层）：高职教学资源网站是提供信息服务的 Web 网站，其应用人群：1.是高职师生；2.社会人员。

平台层（Hadoop平台）：Hadoop是一个分布式系统基础架构，Hadoop平台是开源的云计算平台，它主要由：HDFS、MapReduce和Hbase组成。本平台我们主要使用HDFS。

数据资源层：云计算数据中心主要是使用网络服务和存储服务，而不需要专门的服务器为终端提供服务。

2.2 高职教学资源平台的主要功能模块

高职教学资源系统提供了一个能存储大量数据的教学资源管理平台。主要功能模块包括：系统管理员模块、用户管理模块、系统平台管理模块和高职教学资源管理模块。如图2所示。

图2 平台的功能模块设计

系统管理员模块：具有普通用户的所有功能和权限管理、日志管理、用户管理。

用户管理模块：文件上传、下载、用户登陆和文件删除。

系统平台管理模块：服务器管理、故障管理、帮助手册功能。

教学资源管理模块：在线考试、课程教案、教学视频、实训指导（仿真实训）、专业建设、骨干院校建设、精品课程建设等教学资源的存储。

2.3 系统平台设计的要求

高职院校日益增加的教学资源，传统的硬件平台已经无法满足要求，本文利用云存储技术设计的存储平台，能够满足这种大批量数据资源增长的需求，而且随着高职教学资源数据量的不断增长，存储设备也可以进行不断地扩展。本文利用HDFS系统存储结构设计的存储平台将满足以下原则：（1）高可靠性；（2）低成本性；（3）高扩展性；（4）备份性；（5）高迁移性；（6）最大程度实现资源共享率。

3 结束语

本文首先分析当前高职教育资源存在的问题，然后结合云计算的特点，以Hadoop为基础，HDFS为数据核心技术设计系统框架，再为系统平台设计了主要的四个功能模块。本系统将能够解决目前高职院校大量的教学资源的存储问题。

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作者简介：陈春娇（1972-），女，湖南安仁人，副高，主要研究方向：数据采掘。

作者单位：湖南科技职业学院 电子信息系，长沙 410004

基金项目：湖南省教育厅科学研究项目，项目号：12C1091）。