高职高专院校云计算环境的组建与研究

张暑军，张黎明

(承德石油高等专科学校计算机与信息工程系，河北承德 067000)

1 云计算技术

云计算是一种分布式计算、并行计算、网络存储、负载均衡等传统计算机和网络技术发展融合的产物。云是对网络和互联网络的比喻说法。云计算是通过互联网以服务方式提供动态可伸缩的虚拟化资源计算模式，是基于互联网络的相关服务的增加、使用和交付模式，通常设计通过互联网络来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源，是通过网络按需、易扩展的方式获得所需资源［1］。对用户而言是按需获得所需服务，而服务可以是软件、互联网络及其他相关服务。云计算也意味着计算能力可作为一种商品通过互联网进行流通。云计算的服务包括基础设施即服务、平台即服务、软件即服务等。

2 校园应用

在校园中，应用云计算便于科研教职工对信息技术的更深层次研究，改变以往教学模式，尤其采用网络计算机信息化教学的课程，更能体现云计算平台给教学带来的优势。在校园网络中基于网络的应用系统搭建在云平台上，提高系统运行效率。如图1所示，云计算在教学中的应用。有了云计算平台，校园网络的功能大大增加，尤其是对教师和学生个人的服务更为广阔，使得教师可永久性存储课件及其相关资料，学生可永久性存储自己的作业、复习内容、实验内容及结果等。从而方便广大师生的教育与学习。

云计算在校园的综合应用所带来的优势，完全改变了传统网络服务模式，使以往不可能实现或成本较高的网络资源投入低成本实现，包括:

1)云计算使得校园网络综合应用平台中校园网、精品课程网站、课程资源网站等均被放置在各自独立的虚拟操作系统和服务中，互不干涉。提高了系统的独立性和可维护性;

2)为每个教职员工提供虚拟操作系统、云存储空间，让每个教职工的工作文件、资源不再受区域的限制。

3)为每个学生搭建独立的网络学习环境，通过虚拟操作系统、云存储空间记录学生的学习经历，让学生能够在大学校园里留下自身学习的足迹。

4)搭建个人教育和学习网站，云计算平台可为每个教职工、学生提供独立的操作系统、存储空间，个人可在自己的空间中构建网站。从而分享教职工的工作经验、分享教学方法，有助于教职工的工作交流。同时也记录了教职工的工作经历。

3 云计算平台组建

在云平台的搭建上，对于校园采用开源的云计算服务系统Hadoop，Hadoop是一个可靠性高，可扩展性强的分布式软件系统。它使得通过简单的编程实现对大型数据的集群式处理。使得每个本地计算与存储不依赖于硬件。具有较高的可用性。Hadoop技术内容包括［2］:

Hadoop Common:为Hadoopd的其他模块提供基础支持;

Hadoop Distributed File System:分布式文件系统，提供了高吞吐量的数据访问能力;

Hadoop YARN:工作任务和集群资源管理框架;

Hadoop MapReduce:基于YARN的大批量数据并行处理系统。

由于Hadoop技术是基于Java语言开发，因此搭建Hadoop环境首先需要安装JDK以支持Hadoop的运行，本次研究以开源Linux作为整个云计算平台的操作系统，JDK版本使用JDK6.0作为Hadoop的基本运行环境。在研究中，通过架设一台主服务器和三台辅助服务器为例。主机名和IP地址对照如表 1［3］。

表1 服务器的主机名和IP对照表

1)修改服务器的hosts文件，使得每个服务器都可以正确的解析服务器名和IP的对应关系

2)无密码安全登录配置

配置每个服务器可使得服务器之间通过SSH无密码安全登录，方法为将每个服务器的SSH登录公共密钥复制到各自机器的用户目录下，并修改文件名为authorized_keys，每个机器上完成同样的操作，使得所有服务器相互之间可无密码安全登录。注意每个服务器所使用的用户名要相同。

3)安装Hadoop并配置主辅服务器

安装Hadoop本身比较容易，只需要下载Hadoop最新发布包，解压到机器上即可，但需要注意，将所有服务器的Hadoop安装目录设置成相同的。在每个服务器的masters配置文件中加入Namenode节点和Jobtracker的IP地址，以及在每个服务器的slaves配置文件中添加Datanode节点的IP地址，这样，集群环境中就已经设置好了主从服务器。

4)修改配置文件

在 Hadoop 环境中，配置文件主要包括 core-site.xm、hdfs-site.xml、mapred-site.xml

配置完成后，测试每台服务器之间相互访问情况，并修改每台机器上的hadoop-env.sh文件，使得JDK的安装目录正确配置。

4 启动测试

启动Hadoop前先通过执行命令hadoop namenode-format以执行一次文件系统的格式化操作，并检查name目录是否生成。注意启动时只需要通过主服务器启动，其他从服务器可自动被主服务器启动。

Hadoop提供了启动所有节点的命令start-all.sh，该命令执行 完成后即可产生data目录，查看是否正确生成data目录，如果希望关闭所有节点，可运行stop-all.sh命令。

5 总结

在整个实验过程中出现了许多问题，但经过作者不懈努力，最终能够成功实现Hadoop组建的云计算平台，为以后研究云计算应用奠定了夯实基础。在高职高专校园网络建设中云计算将会越来越受到重视和广泛的应用。在后期研究中，作者将加大云计算应用的研究。使得高职高专院校在云计算平台为国家、为社会培养人才。

［1］刘刚，侯宾，翟周伟.Hadoop开源云计算平台［M］.北京:北京邮电大学出版社有限公司，2011.

［2］(美)怀特(White，T.)著.周敏奇，钱卫宁，金澈清，等译.Hadoop权威指南(第2版)修订升级版［M］.北京:清华大学出版社，2011.

［3］(美)拉姆 (Lam，C.)著.韩冀中译.Hadoop实战［M］.北京:人民邮电出版社，2011.