基于OpenStack云计算平台的高校教学系统设计
贾婧谈 赵家璇 陈思琪 潘玉清 河北农业大学理工学院摘要：本文简述了云计算的概念和OpenStack Swift云存储架构，通过分析当前高校教学面临的问题，设计出了基于OpenStack云计算平台的高校教学系统。该系统包括用户模块、检索模块、存储管理模块三大部分，解决了传统高校教学中资源高冗余、低共享带来的系列问题。关键词：云计算 OpenStack Swift云存储1 引言伴随着科技的飞速发展，计算机技术在各大领域有了广泛应用，且在教育事业方面的成效尤为显著。随着信息资源的不断增长，各种资源冗余，低共享等问题开始在传统高校教学系统中接连产生。
云概念的出现引起了一股技术浪潮，云计算技术在教育事业当中的应用已然不再罕见。我们利用云计算，结合OpenStack Swift云存储技术，设计出基于OpenStack云计算平台的高校教学系统，旨在解决当下的系列问题。
2 算法理论基础2.1 云计算
云计算是使用按量付费的模式，进入包括网络、存储、应用软件、服务器等在内的计算资源共享池，投入很少的管理工作，便可根据实际需求，提供动态而又可伸缩的廉价的计算服务。
2.2OpenStack
2.2.1 OpenStack概述
OpenStack[ ]是由NASA和Rackspace合作的正在研发中的项目，通过提供设施简单、标准统一、可大规模扩展、丰富的云计算管理平台，让每一个人都可以自行建立和进行云端运算服务。
2.2.2 OpenStack主要模块(1）Nova—虚拟服务器部署和业务计算模块Nova是OpenStack云中的计算组织控制器，负责计算资源、网络和认证、实例生命周期等的管理。
（2）Swift—分布式云存储模块
Swift构筑在价格较低廉的标准硬件存储基础设施之上，支持多租户模式，以解决互联网的应用场景下非结构化数据存储问题，具有高可用性和可伸缩性。
2.2.3 Swift云存储架构Swift云存储架构如下（图1所示）。
图 1 Swift云存储架构3 当前高校教学面临的问题高校的信息资源数量庞大，其下的电子图书馆、教学与学生资源
库随着系统的不断建设，数据难免成倍地增长。但在数据大量增长的过程当中，各个软、硬件系统之间的关联性较差，无法高效、稳定的实现资源共享，在很大程度上造成了资源的浪费。与此同时，教师所用的电脑系统同多媒体教室、教学实验室等电脑系统在一定程度上呈现出的不兼容性更是难以处理。
高效教学研究需要大量的软、硬件资源为基础，其建设成本高，利用率较低，无法按照实际教学科研需求提供相应的服务。这些设施通常还需要一些专门的管理人员进行日常维护管理，由于时间和空间
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的限制，管理极其困难，耗费大量的人力物力。
4 基于OpenStack云计算平台的高校教学系统设计4.1 系统结构图
系统结构设计图如下（图2所示）。
图 2 系统结构设计图4.2 系统模块功能
4.2.1 用户模块用户（包含公众用户和管理用户）在登录该平台系统时需要进行身份认证，认证通过后才能通过检索模块访问存储管理模块，进行数据资源的访问。
其中，公众用户只能访问数据，管理用户可以访问并修改数据。4.2.2 检索模块
检索模块是用户对存储管理模块访问的接口，提供对存储资源的检索功能。
用户向接口输送访问资源的信息，检索模块便会根据该资源信息向存储管理模块发放访问指令，收到反馈之后，用户便会获得相应数据存储部位的指定管理权限。
4.2.3 存储管理模块
存储管理模块中的数字资源主要包含两部分，分别是对象数据和元数据。这两种数据根据各自的特点分别放在不同的调度模块当中。
用户身份信息认证成功之后便可以通过检索模块访问存储管理模块，存储管理模块会发放对应的管理权限，让用户根据自身需求不同程度的访问里面的数字资源。
5 结语通过对云计算、OpenStack、Swift云存储等技术的合理运用，设计出的基于OpenStack云计算平台高校教学系统，从理论和逻辑层面上可以较好地解决资源冗余、低共享带来的一系列问题。由于实验资源有限，该系统在搭建之后还未进行大范围的推广。但目前的实验表明，该系统可以方便的应用于目前的各项教学活动。
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