大數(shù)據(jù)背景下智慧校園平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)探究

王云霞

（江蘇省淮安體育運(yùn)動(dòng)學(xué)校，江蘇 淮安 223001）

1 智慧校園平臺(tái)的利用需求分析

（1）對(duì)于中職中專院校來說要想真正建立一個(gè)功能完備的智慧校園平臺(tái)，其構(gòu)建進(jìn)程中就一定要全面考慮到在校教師與學(xué)生的實(shí)際需求，只有與他們的真實(shí)需求相適應(yīng)，才能進(jìn)一步地凸顯出智慧校園平臺(tái)服務(wù)廣大師生的整體水平和能力。舉例來說，對(duì)于智慧平臺(tái)的管理人員來說，應(yīng)為他們?cè)O(shè)置統(tǒng)一的系統(tǒng)入口、門戶網(wǎng)站和認(rèn)證管理方式等，還要考慮到所建立系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和經(jīng)濟(jì)性，為之后系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更多、更復(fù)雜的需求提供路徑。對(duì)于中職中專院校的教師和學(xué)生來說，他們希望能夠以更加簡(jiǎn)潔和迅速的方式登錄智慧校園平臺(tái)，并且對(duì)平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)功能也有很高要求，以便于及時(shí)有效地存儲(chǔ)自身所收集到的各類學(xué)習(xí)資源。負(fù)責(zé)系統(tǒng)開發(fā)工作的人員在最初研發(fā)智慧校園平臺(tái)時(shí)，應(yīng)設(shè)置Web 信息介紹、系統(tǒng)開發(fā)升級(jí)以及多功能性服務(wù)等模塊，在充分考慮各項(xiàng)業(yè)務(wù)發(fā)展前景的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行科學(xué)整合，在師生移動(dòng)終端設(shè)備以及電腦上都要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的迅速傳遞和資源共享，分別設(shè)置終端設(shè)備以方便師生隨時(shí)隨地地查閱各類資源信息。借助于所建立的智慧校園平臺(tái)，為中職中專院校的教師和學(xué)生提供完善的一站式服務(wù)。

（2）中職中專院校的智慧校園平臺(tái)作為一個(gè)具有較強(qiáng)開放性的平臺(tái)，其功能是需要不斷擴(kuò)展的，學(xué)校、教師以及學(xué)生的需求也是會(huì)不斷變化的，所建立的平臺(tái)就必須為這些內(nèi)容都留有端口，同時(shí)要能夠更加方便并且迅速地對(duì)平臺(tái)進(jìn)行維護(hù)和更新。對(duì)于平臺(tái)的各類管理人員來說，他們一定要認(rèn)真履行自身的義務(wù)和責(zé)任，嚴(yán)格管理智慧校園平臺(tái)，在綜合考慮師生真實(shí)需求的基礎(chǔ)上，最大限度地發(fā)揮管理人員的實(shí)際作用。

（3）在研究和分析智慧校園平臺(tái)的性能需求時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)提升平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)功能，要能夠有效并且便捷地存儲(chǔ)海量豐富的信息數(shù)據(jù)，不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)信息存儲(chǔ)功能還要能夠與實(shí)際需求相適應(yīng)，應(yīng)包含數(shù)據(jù)的傳輸、數(shù)據(jù)的分析、數(shù)據(jù)的校正、數(shù)據(jù)的整合以及數(shù)據(jù)的共享等多個(gè)分支功能，系統(tǒng)將數(shù)據(jù)計(jì)算的任務(wù)指令下發(fā)給系統(tǒng)服務(wù)器，服務(wù)器在計(jì)算工作完成后又會(huì)將結(jié)果返回給用戶。而為了有效解決不同部門之間共同處理某一項(xiàng)業(yè)務(wù)時(shí)的數(shù)據(jù)不協(xié)調(diào)問題，智慧校園平臺(tái)還應(yīng)具備Web 服務(wù)的統(tǒng)一管理功能，高效管理現(xiàn)有的項(xiàng)目以及新增加的項(xiàng)目，在各個(gè)子系統(tǒng)中應(yīng)能夠識(shí)別同一個(gè)身份認(rèn)證，只需要登陸一次賬號(hào)密碼就能夠訪問各個(gè)系統(tǒng)模塊。

2 基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的智慧校園平臺(tái)模型設(shè)計(jì)

2.1 智慧校園平臺(tái)的總體構(gòu)架模型設(shè)計(jì)

在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下以大數(shù)據(jù)技術(shù)為基礎(chǔ)所構(gòu)建的智慧校園平臺(tái)，應(yīng)在綜合考慮現(xiàn)階段智慧校園整體發(fā)展?fàn)顩r以及廣大師生真實(shí)需求的基礎(chǔ)上明確其建設(shè)總體目標(biāo)，對(duì)智慧校園平臺(tái)的基本構(gòu)建進(jìn)行科學(xué)劃分，主要將其劃分為三大功能架構(gòu)模塊，分別為基礎(chǔ)設(shè)施模塊IaaS、平臺(tái)支撐模塊PaaS 和軟件應(yīng)用模塊SaaS，同時(shí)還必須配備輔助的安全保障體系和信息規(guī)范體系。

（1）基礎(chǔ)設(shè)施模塊最重要的作用是保證平臺(tái)能夠穩(wěn)定運(yùn)行各類硬件資源，其中上層主要起到保障硬件功能得以有效發(fā)揮的作用?；A(chǔ)設(shè)施模塊通常應(yīng)該由各類服務(wù)器、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)資源、存儲(chǔ)設(shè)備以及物聯(lián)網(wǎng)的感知設(shè)備四部分構(gòu)成，其可擴(kuò)展性能十分優(yōu)異，在面對(duì)大量信息數(shù)據(jù)資源時(shí)，這一設(shè)施模塊能夠?qū)ζ溥M(jìn)行有效分析和科學(xué)整合，并在整合完成后將數(shù)據(jù)分別共享給使用者。借助于云計(jì)算技術(shù)和平臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)功能，可將收集到的校園數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算和及時(shí)儲(chǔ)存。

（2）智慧校園平臺(tái)構(gòu)建模型中的核心內(nèi)容便是平臺(tái)支撐模塊，其對(duì)平臺(tái)的性能優(yōu)劣是能夠起到?jīng)Q定性作用的，平臺(tái)支撐模塊存在于軟件應(yīng)用模塊和基礎(chǔ)設(shè)備模塊之間，其能夠更好地開發(fā)應(yīng)用環(huán)境并提升各類軟件的應(yīng)用效果。應(yīng)構(gòu)建以云計(jì)算技術(shù)為依托的大數(shù)據(jù)中心，要全面收集、分析并處理中職中專校園內(nèi)的各類信息數(shù)據(jù)，并在同一個(gè)資源池中對(duì)其應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)各類信息數(shù)據(jù)資源的對(duì)接和共享。

（3）構(gòu)建智慧校園平臺(tái)模型的另一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)就是軟件應(yīng)用模塊，其關(guān)鍵技術(shù)便是平臺(tái)上與人機(jī)交互功能相關(guān)的各項(xiàng)業(yè)務(wù)，為各類用戶提供更具針對(duì)性的應(yīng)用程序。建立系統(tǒng)平臺(tái)時(shí)要考慮到用戶多樣化的服務(wù)需求，保證所設(shè)計(jì)和開發(fā)的每個(gè)應(yīng)用程序都具有優(yōu)異功能，在智慧校園平臺(tái)開發(fā)和設(shè)計(jì)的全過程中都融入各類服務(wù)和調(diào)用功能。保證平臺(tái)的兼容性和可擴(kuò)展性，在新的平臺(tái)中也要納入原有的學(xué)校管理系統(tǒng)，在同一個(gè)環(huán)境中為各類用戶提供相應(yīng)的應(yīng)用程序。

2.2 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)完成智慧校園平臺(tái)的總體構(gòu)架模型后，還需要不斷完善其基礎(chǔ)硬件功能來實(shí)現(xiàn)UAP 和DSCP 等服務(wù)，舉例來說，DSCP 服務(wù)能夠?yàn)樾畔?shù)據(jù)的計(jì)算和存儲(chǔ)功能提供重要保障，還能夠?yàn)榛诖髷?shù)據(jù)技術(shù)的各類場(chǎng)景提供服務(wù)集群；與Web 服務(wù)相關(guān)的各項(xiàng)內(nèi)容都是存儲(chǔ)在服務(wù)器中的，如信息的注冊(cè)、登錄以及存儲(chǔ)用戶地址等；采用身份驗(yàn)證和服務(wù)設(shè)備可以獨(dú)立完成UAP 中的用戶身份識(shí)別工作。設(shè)計(jì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)內(nèi)容便是完善其硬件功能，處理過程中要科學(xué)運(yùn)用大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)，并對(duì)其進(jìn)行有效虛擬化后再使用。所設(shè)計(jì)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不但能夠充分保證用戶在使用校園內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)過程中產(chǎn)生各類信息和數(shù)據(jù)的安全性和穩(wěn)定性，校園外的用戶在采用相應(yīng)方式后也能夠成功訪問校園平臺(tái)。

3 基于大數(shù)據(jù)的智慧校園平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)

3.1 智慧校園平臺(tái)的開發(fā)環(huán)境和集群部署

基于大數(shù)據(jù)的智慧校園平臺(tái)在搭建開發(fā)環(huán)境時(shí)主要采用的是Hadoop 集群，在云計(jì)算中這一集群的應(yīng)用情況是最為廣泛的。即使需要大量使用和處理數(shù)據(jù)，其也能保持處理工作中的可靠性和安全性，而底層框架能否實(shí)現(xiàn)這一因素不需要被過多考慮。將Hadoop 集群開發(fā)環(huán)境設(shè)置在Linux 系統(tǒng)上，并采用Java 作為開發(fā)語言，其具體的部署方法：首先，要科學(xué)配置各個(gè)節(jié)點(diǎn)。統(tǒng)一設(shè)置所有會(huì)使用到計(jì)算機(jī)的IP 地址，并選擇任意一臺(tái)計(jì)算機(jī)的節(jié)點(diǎn)作為主節(jié)點(diǎn)，其余計(jì)算機(jī)的節(jié)點(diǎn)就是數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)。之后分別安裝Ubuntu Linuxl 2.04 系統(tǒng)，并創(chuàng)建一個(gè)集群用戶賬戶，之后一定要在主節(jié)點(diǎn)上安裝Hadoop 集群；其次，要將每一臺(tái)計(jì)算機(jī)上的hosts 文件全部修改成功，之后將主節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)都配置到相應(yīng)的計(jì)算上；最后，應(yīng)對(duì)沒有密碼登錄遠(yuǎn)程進(jìn)行配置，在集群中的不同節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問時(shí)，無論是哪一臺(tái)計(jì)算機(jī)都應(yīng)先進(jìn)行安全驗(yàn)證，而這一操作中主要采用的方法為設(shè)置密鑰、加密以及解密，而如果每次數(shù)據(jù)訪問都要進(jìn)行安全驗(yàn)證就會(huì)耗費(fèi)大量時(shí)間，還應(yīng)設(shè)置無遠(yuǎn)程訪問。在主節(jié)點(diǎn)中存儲(chǔ)上公鑰，只需要第一次認(rèn)證成功后，以后就可以直接進(jìn)行訪問了。

3.2 信息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)的實(shí)現(xiàn)

在基于大數(shù)據(jù)的智慧校園平臺(tái)上，通常都是采用讀取文件的方式來實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)信息數(shù)據(jù)的服務(wù)功能，完成這一功能的主要操作方法就是文件的上傳和文件的下載，在對(duì)中職中專院校的師生用戶進(jìn)行調(diào)查和研究中，我們認(rèn)為在上傳本地文件過程中可以應(yīng)用HDFS 集群，可以將所有上傳文件的地址都設(shè)置在代理用戶的地址下，只有相應(yīng)的用戶才具備訪問權(quán)限。持久層在業(yè)務(wù)層模塊的調(diào)用下就完成了數(shù)據(jù)文件的上傳和下載操作。具體的上傳功能是通過DfsProxy 類的copyFromLocal（）的操作指令來實(shí)現(xiàn)的，而下載功能則是通過DfsProxy 類的getFlieSttream（String uri）的操作指令實(shí)現(xiàn)。

3.3 信息數(shù)據(jù)計(jì)算服務(wù)的實(shí)現(xiàn)

基于大數(shù)據(jù)的智能校園平臺(tái)上的數(shù)據(jù)計(jì)算服務(wù)是相對(duì)獨(dú)立的，其不會(huì)受到如群集負(fù)載、資源調(diào)度以及軟件部署等虛擬計(jì)算環(huán)境中的其他操作行為的影響，應(yīng)通過設(shè)置代碼和進(jìn)行相應(yīng)編程來實(shí)現(xiàn)這一功能?，F(xiàn)階段，借助于大數(shù)據(jù)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)所構(gòu)建的智慧校園平臺(tái)具備了更強(qiáng)的數(shù)據(jù)計(jì)算服務(wù)能力，其能夠大大降低校園用戶使用這項(xiàng)服務(wù)的操作難度。用戶在進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算時(shí)如果還想要獲取目標(biāo)數(shù)據(jù)源文件，此時(shí)用戶就必須先提交需要進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算的任務(wù)內(nèi)容，并通過設(shè)置run－Job（）這一操作指令來實(shí)現(xiàn)。在獲取數(shù)據(jù)源文件的基礎(chǔ)上還能夠呈現(xiàn)出源代碼文件，可通過設(shè)置runJobFromJar（）的操作指令來加以實(shí)現(xiàn)。

3.4 統(tǒng)一驗(yàn)證身份功能的實(shí)現(xiàn)

在平臺(tái)上對(duì)統(tǒng)一身份進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，可采用Spring Web Flow 來跳過相應(yīng)操作過程進(jìn)行操作，如果需要重新定位登錄視圖，此時(shí)就需要將系統(tǒng)跳轉(zhuǎn)到Bean 上并在配置文件中找到處理類的視圖URL。將身份驗(yàn)證的請(qǐng)求提交給服務(wù)器后，路由Flow Controller 會(huì)根據(jù)具體的提交請(qǐng)求順序進(jìn)行處理。在查看操作過程以及驗(yàn)證票據(jù)等功能中也要遵循這樣的處理方式，其差別是操作方法和操作類型上的區(qū)別。如果校園用戶是第一次登陸Web 應(yīng)用程序，其首要工作應(yīng)是完整填寫系統(tǒng)彈出表格中的全部信息，填寫完成后會(huì)生成一個(gè)信息憑證，之后進(jìn)行登陸即可。進(jìn)行登陸時(shí)，系統(tǒng)一定會(huì)對(duì)調(diào)用的身份進(jìn)行信息驗(yàn)證，如果認(rèn)證成功，系統(tǒng)就會(huì)跳轉(zhuǎn)到sendTGT 界面并要求用戶進(jìn)行操作，如果認(rèn)證不成功，系統(tǒng)就會(huì)返回到登陸界面并重新顯示登陸信息。如果登陸成功在流程標(biāo)識(shí)上就會(huì)顯示“成功登錄”并跳轉(zhuǎn)到瀏覽器上，而如果失敗就需要再次進(jìn)行登陸，并需要重新定向智慧校園平臺(tái)的瀏覽器。在統(tǒng)一驗(yàn)證用戶身份功能的界面上主要設(shè)置了ST 票證和TGT 票證兩種，其原理都為通過隨機(jī)生成固定長(zhǎng)度的字符串，對(duì)于每個(gè)用戶來說這個(gè)票證都具有唯一性。

用戶首次拿到票證后再次訪問校園平臺(tái)時(shí)，Web 會(huì)對(duì)用戶的票證進(jìn)行識(shí)別并將本地身份驗(yàn)證的請(qǐng)求提交給服務(wù)器，而此時(shí)就需要服務(wù)器來判定用戶的票證是否有效了，這也是一項(xiàng)關(guān)鍵的技術(shù)內(nèi)容。服務(wù)器通過在系統(tǒng)中對(duì)票據(jù)信息的屬性進(jìn)行查看并對(duì)比其與用戶提交身份驗(yàn)證的各項(xiàng)參數(shù)，無論最后驗(yàn)證的結(jié)果是成功的還是失敗的，系統(tǒng)都會(huì)將票據(jù)損毀，以保障用戶每次登錄系統(tǒng)的安全性。

3.5 wsap 服務(wù)平臺(tái)訪問的實(shí)現(xiàn)

（1）服務(wù)的注冊(cè)與更新功能。要先對(duì)所提交信息是否具備訪問權(quán)限進(jìn)行驗(yàn)證，用戶需要先向系統(tǒng)的信息模塊提交信息，應(yīng)用Servi-ceUtil 來檢查所提交信息服務(wù)名稱和服務(wù)地址的真實(shí)性，驗(yàn)證完成后便會(huì)再次向數(shù)據(jù)庫注冊(cè)服務(wù)提交相關(guān)信息，通過對(duì)持久層數(shù)據(jù)庫的不斷操作來實(shí)現(xiàn)服務(wù)的注冊(cè)和更新功能。

（2）服務(wù)發(fā)現(xiàn)功能。隨著互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的不斷更新和發(fā)展，云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)也會(huì)得到不斷更新，基于大數(shù)據(jù)的智慧校園平臺(tái)中的云資源會(huì)越來越完善，并且也會(huì)形成更加全面和豐富的功能，服務(wù)的類型和數(shù)量會(huì)更加廣泛。應(yīng)用wsap 技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)鍵字搜索和分類搜索的功能，在短時(shí)間內(nèi)能夠?yàn)橛脩籼峁┯嗅槍?duì)性的服務(wù)。

4 結(jié)束語

通過以上的論述，我們對(duì)智慧校園平臺(tái)的利用需求分析、基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的智慧校園平臺(tái)模型設(shè)計(jì)和基于大數(shù)據(jù)的智慧校園平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)三個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)的分析和探討。在云計(jì)算技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)等先進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷創(chuàng)新和發(fā)展的大背景下，構(gòu)建以大數(shù)據(jù)技術(shù)為基礎(chǔ)的智慧校園平臺(tái)已經(jīng)成為了教育信息化的必然發(fā)展趨勢(shì)，其功能更加強(qiáng)大和全面并能夠?yàn)橛脩籼峁└咝?、便捷的服?wù)，通過對(duì)智慧校園平臺(tái)的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及制定科學(xué)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)路徑，大大提升了平臺(tái)的人性化和智能化服務(wù)水平，為智慧校園的快速發(fā)展提供了有力保障。