云計(jì)算環(huán)境下多媒體教學(xué)平臺應(yīng)用研究

馮霞

摘要：云計(jì)算是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式，通常涉及虛擬機(jī)資源。云計(jì)算對用戶端的設(shè)備要求低，這一特點(diǎn)決定了云計(jì)算將會在學(xué)校大受歡迎。本文分析了在教學(xué)平臺中云計(jì)算架構(gòu)的優(yōu)勢以及將云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用到多媒體教學(xué)平臺中的相關(guān)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算；多媒體；教學(xué)平臺

基金項(xiàng)目：項(xiàng)目標(biāo)示（2015年浙江傳媒學(xué)院校級課題，ZC15XJ053）

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在病毒猖獗的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，數(shù)據(jù)存儲的安全可靠越顯重要。而信息安全的問題在專業(yè)人員欠缺的學(xué)校特別突出。云計(jì)算能為學(xué)校提供可靠和安全的數(shù)據(jù)存儲中心，實(shí)現(xiàn)資源共享，統(tǒng)一管理。云計(jì)算的出現(xiàn)，為學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室教學(xué)和多媒體教學(xué)方式開辟了一條新的道路，當(dāng)前云計(jì)算技術(shù)已經(jīng)較為成熟，云計(jì)算作為教育行業(yè)信息化的新熱點(diǎn)，其投資規(guī)模也在逐年增加。將云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用到多媒體教學(xué)環(huán)境中是存在巨大優(yōu)勢的，也是未來教學(xué)平臺發(fā)展的必然趨勢。

一、云計(jì)算架構(gòu)與傳統(tǒng)架構(gòu)的優(yōu)勢對比

云計(jì)算是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式，通常涉及虛擬機(jī)資源。這些資源能夠被快速提供，只需投入很少的管理工作，或與服務(wù)供應(yīng)商進(jìn)行很少的交互。云計(jì)算對用戶端的設(shè)備要求低，這一特點(diǎn)決定了云計(jì)算將會在學(xué)校大受歡迎。云計(jì)算能把大量分布式計(jì)算機(jī)上的內(nèi)存、存儲和計(jì)算能力集中起來成為一個(gè)虛擬機(jī)的資源池，并通過網(wǎng)絡(luò)為用戶提供計(jì)算服務(wù)。

與傳統(tǒng)架構(gòu)的多媒體教學(xué)平臺相比，云計(jì)算架構(gòu)模式下的多媒體教學(xué)平臺有更突出的優(yōu)勢：

1.降低運(yùn)維成本

教學(xué)資料以及常用教學(xué)軟件都存儲在“云”端，用戶只需要通過客戶端登陸云服務(wù)平臺即可使用這些資源。不需要使用本地資源，只消耗云上服務(wù)器的資源，對于多媒體教室客戶端的硬件要求很低，只需要一臺聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)。系統(tǒng)管理員也能輕松管理云上資源。

2.硬件使用率高

資源的消耗集中在云端的服務(wù)器集群，對服務(wù)器的硬件使用率高，云計(jì)算的自動調(diào)度策略以將資源占用在集中的服務(wù)器上，對未使用的服務(wù)器下電，減少能源消耗。

3.資源共享

云計(jì)算的多媒體平臺可以整合校內(nèi)教育資源，可以明顯擴(kuò)大教育資源的共享范圍，避免重復(fù)建設(shè)，更好的促進(jìn)了教育資源的共享。

4.安全可控

各種專業(yè)的團(tuán)隊(duì)管理教育資源集中存儲在云服務(wù)器上，采用專業(yè)安全防控措施冗余存儲、容災(zāi)機(jī)制等服務(wù)器技術(shù)。在云服務(wù)器后端存在統(tǒng)一的入口，在入口服務(wù)器采用防火墻等安全防護(hù)軟件，可以避免木馬、病毒等入侵造成數(shù)據(jù)丟失、破壞。

二、云計(jì)算在多媒體教學(xué)中的相關(guān)技術(shù)分析

云計(jì)算按照服務(wù)類型可分為三類：基礎(chǔ)設(shè)施作為服務(wù)（Infrastructure as a Service， IAAS）、平臺作為服務(wù)（Platform as a Service， Paas）、軟件作為服務(wù)（Software as a service， SaaS）。

1.虛擬化技術(shù)

虛擬化技術(shù)是云計(jì)算系統(tǒng)的核心組成部分，是充分整合和高效利用各種計(jì)算及存儲資源的關(guān)鍵技術(shù)。服務(wù)器虛擬化技術(shù)將單個(gè)CPU模擬成多個(gè)CPU，允許一個(gè)平臺同時(shí)運(yùn)行多個(gè)操作系統(tǒng)，并且應(yīng)用程序可以在相互獨(dú)立的空間內(nèi)互相運(yùn)行而互不影響。虛擬化技術(shù)分為兩類，即Type-I型和Type-II型，架構(gòu)分別如圖2-1。

當(dāng)前主流的服務(wù)器虛擬化產(chǎn)品有4個(gè)：Microsoft的Hyper-V、Citrix的XenServer、VMWare的ESX以及開源Linux的KVM。它們均需要硬件的支持，以發(fā)揮軟件分配硬件的資源特性。

2. Cloud OS開源軟件OpenStack

OpenStack是一個(gè)旨在為公有云及私有云的建設(shè)與管理提供軟件的開源項(xiàng)目。從2012年推出到如今2016年，OpenStack已經(jīng)吸引了超過190家公司和超過15000名開發(fā)者，已經(jīng)發(fā)布14個(gè)版本，當(dāng)前最新版本代號為Newton。

Openstack是一個(gè)松耦合的架構(gòu)，由一系列離散的服務(wù)組成。主要服務(wù)如表2-2：

3.基于云計(jì)算的多媒體環(huán)境系統(tǒng)架構(gòu)

本文中，在模型環(huán)境搭建研究中，采用KVM作為Hypervisor，使用Ubuntu14.04作為宿主機(jī)操作系統(tǒng)。云OS采用了主流的開源openstack，作為資源管理和調(diào)度系統(tǒng)。對于多節(jié)點(diǎn)的OpenStack部署，一個(gè)個(gè)節(jié)點(diǎn)的部署顯然耗時(shí)耗力，所以選用openstack開源社區(qū)的Fuel安裝部署工具進(jìn)行自動化宿主系統(tǒng)的安裝和openstack的部署與配置。整個(gè)多媒體平臺的云計(jì)算邏輯架構(gòu)如圖2-3：

三、云計(jì)算在多媒體教學(xué)平臺應(yīng)用中面臨的問題

1.面臨的問題

（1）網(wǎng)絡(luò)速度問題。

云計(jì)算環(huán)境下，對多媒體教學(xué)平臺的訪問都是通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，因此對帶寬以及操作響應(yīng)速度的要求非常高，特別是同步在線觀看視頻，網(wǎng)絡(luò)速度過低導(dǎo)致卡頓，則用戶體驗(yàn)非常差。因此整個(gè)網(wǎng)絡(luò)布局需要更高要求的考慮和規(guī)劃，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)通道載體需要重新建設(shè)。

（2）現(xiàn)有多媒體教學(xué)資源切換到云計(jì)算平臺。

在采用云計(jì)算架構(gòu)系統(tǒng)后，原有傳統(tǒng)架構(gòu)上的業(yè)務(wù)資源數(shù)據(jù)如何平滑的遷移到新的云計(jì)算系統(tǒng)。這是當(dāng)前影響多媒體教學(xué)平臺遷往云計(jì)算架構(gòu)系統(tǒng)的障礙之一。

四、結(jié)語

隨著當(dāng)前云計(jì)算技術(shù)和架構(gòu)的成熟，云計(jì)算在高校多媒體教學(xué)平臺中的應(yīng)用是一種發(fā)展趨勢。云計(jì)算的資源共享、長期運(yùn)維成本較低、硬件利用率高等優(yōu)勢，正是多媒體教學(xué)平臺所需要的發(fā)展方向。但是多媒體教學(xué)平臺在遷往云計(jì)算架構(gòu)系統(tǒng)的道路上，還需要重點(diǎn)解決網(wǎng)絡(luò)速度依賴、資源平滑遷移等問題。