【文章內(nèi)容簡介】 接到云平臺，獲取所需要的學習資源和服務，從而實現(xiàn)教和學。同時云計算大數(shù)據(jù)平臺擁有高性能的服務器以及高速的網(wǎng)絡帶寬，可以滿足大量頻繁的訪問。. 促進教師和學生的信息交互，進一步促進教學相長通常教師和學生之間缺乏必要的信息交互，云計算大數(shù)據(jù)技術可以提供新的軟件資源開發(fā)模式，利用該方法，建立一個云服務來實現(xiàn)師生以及師師之間的信息交流，數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)交換可以使用XML技術，實現(xiàn)即時通信服務、在線答疑服務和電子郵件服務等。. 借助云計算大數(shù)據(jù)技術可以提升科研實力科研也是各高職實驗室建設的一個重要方面，隨著科研對實驗環(huán)境的要求越來越高，高職院校在實驗室建設上已經(jīng)投入了大量的資金，但還是會受到資金、時間和資源等因素的限制，而無法實施一些項目研究。高職實驗室可以借助云計算大數(shù)據(jù)技術的優(yōu)勢，部分地改善這些問題，使這些項目和科研能夠順利地完成。第四章、 云計算大數(shù)據(jù)實驗室建設原則本方案符合云計算大數(shù)據(jù)才培養(yǎng)的需要。云計算大數(shù)據(jù)是未來計算機發(fā)展的一個重要方向。目前全國信息化發(fā)展迅猛，但人才匱乏問題也隨之凸顯。對于各大高校而言，云計算大數(shù)據(jù)人才的培養(yǎng)就非常重要。云計算大數(shù)據(jù)才的培養(yǎng)是未來人才培養(yǎng)戰(zhàn)略重點之一，建立一個完善的、科學的云計算大數(shù)據(jù)實驗平臺，才能形成云計算大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)的實踐基礎，本項目就是基于云計算大數(shù)據(jù)的發(fā)展大方向而進行建設的，希望能夠借助新建的平臺培養(yǎng)這方面的人才，同時提升各大高校對云計算大數(shù)據(jù)的學習和科研。云計算大數(shù)據(jù)實驗室的建設應遵循以下原則來建設： . 方便擴展在架構設計上，要充分考慮可擴充性，為未來擴展留出空間。在初期研究工作不飽滿的情況下，盡量讓一臺設備有多種用途。未來工作規(guī)模擴大，可以補充設備做到專項專用?？紤]設備的更新?lián)Q代以及后期維護的方便，同類設備盡量采購型號接近的產(chǎn)品，以便在個別設備出故障時，彼此容易替代。. 自身安全云計算大數(shù)據(jù)實驗室是與互聯(lián)網(wǎng)相互連通的，因此實驗室自身的網(wǎng)絡安全建設也十分重要。實驗室必須設置較強的遠程訪問控制手段和防護措施，避免因自身安全漏洞，導致研究結果的偏差，或被外部不法人員攻擊。 . 業(yè)務高可用云計算大數(shù)據(jù)平臺作為承載未來政府信息中心應用的重要IT基礎設施，承擔著穩(wěn)定運行和業(yè)務創(chuàng)新的重任。伴隨著數(shù)據(jù)與業(yè)務的集中，云計算平臺的建設及運維給信息部門帶來了巨大的壓力，因此云計算大數(shù)據(jù)實驗室的建設從基礎資源池（計算、存儲、網(wǎng)絡）、虛擬化平臺、云平臺等多個層面充分考慮業(yè)務的高可用，基礎單元出現(xiàn)故障后業(yè)務應用能夠迅速進行切換與遷移，用戶無感知，保證業(yè)務的連續(xù)性。. 統(tǒng)一管理與自動化云計算大數(shù)據(jù)的最終目標是要實現(xiàn)系統(tǒng)的按需運營，多種服務的開通，而這依賴于對計算、存儲、網(wǎng)絡資源的調(diào)度和分配，同時提供用戶管理、組織管理、工作流管理、自助Portal界面等。從用戶資源的申請、審批到分配部署的智能化。管理系統(tǒng)不僅要實現(xiàn)對傳統(tǒng)的物理資源和新的虛擬資源進行管理，還要從全局而非割裂地管理資源，因此統(tǒng)一管理與自動化將成為必然趨勢。. 開放接口傳統(tǒng)的管理系統(tǒng)與上層系統(tǒng)對接，注重故障的上報和信息的查詢。而云計算大數(shù)據(jù)的管理系統(tǒng)更關注如何實現(xiàn)自動化的部署，在接口方面更關注資源調(diào)度和分配，這就需要管理系統(tǒng)在業(yè)務調(diào)度方面實現(xiàn)開放。為保證服務器、存儲、網(wǎng)絡等資源能夠被云計算運營平臺良好的調(diào)度與管理，要求系統(tǒng)提供開放的API接口，云計算運營管理平臺能夠通過API接口、命令行腳本實現(xiàn)對設備的配置與策略下發(fā)聯(lián)動。同時云平臺也提供開放的API接口，未來可以在這些接口的基礎上進行二次定制開放，實現(xiàn)面向云計算的數(shù)據(jù)中心管理平臺。. 豐富、清晰的培訓教材對于云計算大數(shù)據(jù)實驗室承擔的培訓工作，比如基礎課程的培訓、行業(yè)應用培訓，應該具有豐富、清晰的教材，包括教師指導書、學員課本和實驗手冊。這樣可以充分提高教學培訓的效率。但是不是所有標準化教材都能滿足所有實驗室，很多學校在承擔特殊化的培訓工作時，往往需要定制開發(fā)教材，這就需要實驗設備提供商和學校聯(lián)合開發(fā)相應的課程。. 師資培訓 新技術交流雖然多數(shù)科研人員和授課教師都有很深的學術功底，但是不見得對實驗設備了解非常深入，這就對科研進度和培訓工作帶來影響。供應商在提供實驗設備的同時應該對科研人員和授課教師進行詳細的設備使用培訓，使他們能夠更好的開展后續(xù)工作。為了使研究、培訓內(nèi)容跟上最新技術的發(fā)展，應當有業(yè)界技術領先的企業(yè)定期和科研人員、授課教師充分交流前沿技術的發(fā)展，已達到開拓科研視野、增加企業(yè)產(chǎn)品方案競爭力的雙贏目的。. 技術服務保障雖然云計算大數(shù)據(jù)實驗室對設備的可靠性不及電信、金融系統(tǒng)對設備可靠性要求高，但是如果科研課題進度非常緊，或者學員是付費使用實驗室，那么實驗平臺對可靠性以及廠家對故障的服務響應就非常重要了。另一個維度來講，實驗平臺涉及多種高、精、尖技術，廠家服務人員對技術掌握的深度和范圍也顯得非常必要。第五章、 云計算大數(shù)據(jù)實驗室建設目標. 建設目標云計算大數(shù)據(jù)實驗室的設計是為了滿足云計算大數(shù)據(jù)實驗教學的需求，實驗內(nèi)容的設計來源于社會需求調(diào)研以及云計算業(yè)界專業(yè)人士的建議，實驗內(nèi)容涵蓋的技術知識點能夠與目前云計算大數(shù)據(jù)人才的技能需求貼合，實驗設計以真實的工作場景為背景，培養(yǎng)學生的綜合能力，增強學生對真實工作環(huán)境的體驗感，適應社會人才發(fā)展的需要。云計算大數(shù)據(jù)實驗室的建設目標體現(xiàn)在以下方面：. 培養(yǎng)學生云計算大數(shù)據(jù)職業(yè)技能目前市場上針對于云計算大數(shù)據(jù)的相關實驗，大多以在云平臺或者大數(shù)據(jù)分析平臺的應用操作為主，以體驗教學為主，并不能支持云計算技術本身的研究與 學習。而目前學校云計算相關的教學處于起步階段，并無完善的課程體系標準， 云計算大數(shù)據(jù)實驗室的實驗內(nèi)容設計以社會人才需求為導向，輔助 學校構建符合市場需求的云計算大數(shù)據(jù)人才培養(yǎng)課程體系及實驗環(huán)境。實驗內(nèi)容設計來源于云計算大數(shù)據(jù)相關崗位人才技能要求的統(tǒng)計、分析及歸納，側(cè)重于云計算大數(shù)據(jù)技術本身的學習、使用及研究，實驗以真實項目為背景，實驗內(nèi)容和培養(yǎng)方式更貼合社會云計算大數(shù)據(jù)人才需求。. 提供獨立的用戶實驗環(huán)境云計算大數(shù)據(jù)實驗室為每個實驗用戶提供獨立的實驗環(huán)境，保證實驗環(huán)境的獨立性以及延續(xù)性。每位實驗用戶具有獨立的實驗環(huán)境，與其他用戶互不干擾，培養(yǎng)用戶獨立完成實驗的能力，對云計算的核心技術點能夠全方位掌握，實驗操作實時保存，能夠保證實驗的延續(xù)開展。. 提高系統(tǒng)資源的利用率云計算大數(shù)據(jù)技術的學習需要硬件服務器環(huán)境的支撐，為每位用戶配置一到三臺的物理服務器用于實驗教學，成本過高，并且實驗占用資源有限，服務器大量資源閑置。本系統(tǒng)采用虛擬化技術，將單個硬件資源虛擬為多個虛擬服務器，基于動態(tài)分配技術為用戶分配虛擬服務器資源開展實驗，可有效提高硬件設備的利用率。. 系統(tǒng)具有良好擴展性云計算大數(shù)據(jù)技術在不斷的發(fā)展進步，平臺應具有良好的擴展性，實驗內(nèi)容及虛擬機資源能夠靈活添加，保證實驗內(nèi)容及虛擬機資源隨著云計算技術的發(fā)展不斷更新完善。同時，系統(tǒng)支持對其他課程實驗環(huán)境或科研項目所需計算存儲資源的添加及分配，硬件資源可得到充分復用。. 建設內(nèi)容. 云計算大數(shù)據(jù)實驗平臺部署在實驗室構建一套完整的云計算大數(shù)據(jù)平臺，包括云計算服務器集群、云計算虛擬化管理平臺。云計算大數(shù)據(jù)平臺通過對底層服務器硬件、網(wǎng)絡設備和存儲資源實現(xiàn)虛擬化聚合部署，配合云計算虛擬化管理平臺，實現(xiàn)云計算中基礎設施即服務（IaaS）部分，為實驗室開展云計算IaaS層的研究、教學、實驗提供基礎環(huán)境。同時該云計算大數(shù)據(jù)平臺也為更高層次的云計算服務，如PaaS，SaaS服務提供了良好的基礎平臺，且具有很高的自適應性和擴展空間。. 云計算大數(shù)據(jù)實驗環(huán)境學習及搭建某公司云計算大數(shù)據(jù)實驗分為五個階段，涵蓋了從基礎架構到中間件和saas應用層服務以及大數(shù)據(jù)分析和云安全實驗，各階段都有詳細的課程講解及配套教材。下面將對五個階段進行介紹。云計算基本架構安裝和部署階段，讓學生了解云計算的基礎架構，熟悉OpenStack各組件的部署，掌握實例的創(chuàng)建及調(diào)度，學生能夠通過自己部署的openstack平臺對所有實例進行分配和管理，包括對實例資源、配額及網(wǎng)絡的管理，充分發(fā)揮openstack的高效管理和可擴展性。云計算中間件和環(huán)境部署階段，基于openstack 的IAAS平臺，構建完整的服務提供平臺，平臺主要面向開發(fā)者，能夠根據(jù)開發(fā)環(huán)境的需求提供定制化的開發(fā)環(huán)境，完成一鍵化的開發(fā)平臺部署?；诜植际轿募到y(tǒng)的大數(shù)據(jù)部署、挖掘和分析階段，通過對云計算分布式的部署，了解了分布式的概念，從而更快速的學習Hadoop 分布式文件系統(tǒng)，通過構建一個簡單的集群，能夠建立數(shù)據(jù)模型，進行數(shù)據(jù)挖掘和分析。云計算應用層安裝及使用階段，通過PAAS平臺提供的開發(fā)套件及工具，開發(fā)出可用的web應用平臺和軟件，如:電子商務系統(tǒng)，博客系統(tǒng)以及網(wǎng)盤等常見web端服務。云安全加固和防護階段，通過學習openstack的部署和應用，還必須對云安全進行一定的了解，對實例的網(wǎng)絡進行劃分和管理，對安全組和規(guī)則進行調(diào)整，使得對實例和資源的控制更加有效。第六章、 云計算大數(shù)據(jù)實驗室解決方案. 云計算大數(shù)據(jù)實驗室整體架構云計算大數(shù)據(jù)實驗平臺的實驗內(nèi)容設計均來源于社會人才需求技能調(diào)研及業(yè)界專家建議，力求云計算大數(shù)據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)符合社會人才需求現(xiàn)狀，適用于云計算大數(shù)據(jù)、虛擬化、大數(shù)據(jù)、云安全等課程實驗教學及實訓，也可基于本產(chǎn)品的軟硬件平臺進行云計算大數(shù)據(jù)相關科研項目。某公司云計算大數(shù)據(jù)實驗平臺架構圖某公司云計算大數(shù)據(jù)實驗平臺，包括云計算服務器集群，云計算大數(shù)據(jù)管理和應用，云安全等。平臺通過對底層服務器硬件、網(wǎng)絡設備和存儲資源實現(xiàn)虛擬化聚合部署，配合云計算大數(shù)據(jù)管理，實現(xiàn)云計算中基礎設施即服務（IaaS）部分，為實驗室開展云計算IaaS、PaaS、SaaS、大數(shù)據(jù)管理和挖掘、云安全等提供了良好的基礎平臺，具有很高的自適應性和擴展空間。. 云計算大數(shù)據(jù)實驗室物理布局云計算大數(shù)據(jù)實驗室的布局設計要以能夠有效利用實驗室場地，方便開展教學和實訓為原則，這里我們推薦用目前最主流的布局方式島式布局。島式布局是目前最流行的實驗室布局方式，每個物理實訓組成為一個小島，每個組推薦6個學員使用，每組配置一個2m標準機柜。某公司云計算大數(shù)據(jù)實驗室每個實驗組采取“4N+1”的教學架構平臺，即一個資源平臺，四個分布式節(jié)點（控制節(jié)點、網(wǎng)絡節(jié)點、計算節(jié)點、存儲節(jié)點）讓學生通過實際部署從而理解分布式的概念和掌握各節(jié)點功能以及核心組件。. 云計算大數(shù)據(jù)實驗平臺部署云計算大數(shù)據(jù)實驗平臺提供了一個功能完整的、標準開放的方便集成的IaaS服務層。這層提供的動態(tài)基礎架構是整個云計算服務的核心支撐層，最核心的部分包括采用了服務器、存儲設備、網(wǎng)絡設備和某公司云計算管理平臺構建的云計算服務基礎架構。該基礎架構具備良好的性能、可用性和可靠性。虛擬化軟件實現(xiàn)對底層的服務器硬件、存儲資源和網(wǎng)絡設備的虛擬化，然后通過虛擬化管理平臺，將計算資源、存儲資源、網(wǎng)絡資源進行聚合，構建新一代的資源中心，形成統(tǒng)一的云計算大數(shù)據(jù)實驗平臺。在實驗平臺，所有資源整合后在邏輯上以單一整體（虛擬機）的形式呈現(xiàn)，這些資源根據(jù)需要進行動態(tài)擴展和配置，各信息系統(tǒng)業(yè)務按需使用資源。某公司云計算虛擬化管理平臺提供自服務功能和基本的服務管理能力。. 實驗平臺基礎設施. 服務器集群云計算大數(shù)據(jù)實驗平臺的服務器按照功能和作用的不同分為管理節(jié)點服務器和計算節(jié)點服務器。管理節(jié)點服務器用于安裝某公司云計算大數(shù)據(jù)管理軟件，是整個云計算平臺的指揮中樞。某公司云計算大數(shù)據(jù)管理軟件采用集中式管理架構，負責整個云計算大數(shù)據(jù)實驗平臺服務請求的處理，包括硬件、虛擬機和網(wǎng)絡的管理操作，并發(fā)送給對應的計算節(jié)點和系統(tǒng)虛擬機去執(zhí)行。