一种基于虚拟化和云计算的大数据教学系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于虚拟化和云计算的大数据教学系统，包括服务器、管理终端和学习终端，服务器包括服务器主机和存储阵列，服务器主机和存储阵列之间通过光纤交换机连接，管理终端通过千兆交换机和服务器与存储阵列连接，学习终端通过千兆交换机和服务器链接；服务器内设有教学模板和软件，服务器安装有虚拟化软件和云管理软件，服务器通过虚拟化软件将服务器资源进行池化，并通过使用教学模板批量创建的虚拟机以云发布的形式提供给学习终端使用。服务器机群具备强大的计算处理能力；客户应用所需CPU、内存、磁盘等资源可按需配置，瘦客户端可以极大节省机房建设投入；系统规模可线性扩充，极大减少了机房管理员的数量和负担极大提高了教学效率。

A large data teaching system based on virtualization and cloud computing

The invention relates to a large data computing virtualization and cloud based teaching system, including the server, terminal management and learning terminal server includes a server host and storage array, between the host server and storage arrays connected by optical switches, management terminal is connected with the storage array Gigabit switch and server, and the server terminal through learning Gigabit switch the server is provided in the link; teaching pattern and software installation, server virtualization software and cloud management software, through the server virtualization software will be pooling server resources, virtual machine and mass created by using teaching templates to provide cloud release in the form of learning terminal. The server cluster has strong computing capacity; customer resources required for the application of CPU, memory and disk can be configured, the thin client can greatly save construction investment; system scale linear expansion, greatly reducing the burden on the number and room administrator greatly improve the teaching efficiency.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机教学领域，尤其涉及一种基于虚拟化和云计算的大数据教学系统。
技术介绍
进入21世纪以来，信息技术特别是互联网悄然变革了人们的生活方式、工作方式和思维方式。中国IT产业未来发展的阵营中，电子商务、电子政务、社交网络等一系列导向型应用背后，是海量大数据基础支撑和云计算引擎。存储1TB也就是约1000GB数据的成本大约是16亿美元，如今存储到云上只需不到100美元，但存储下来的数据，如果不以云计算进行挖掘和分析，就只是僵死的数据，没有太大价值。伴随相关项目的不断立项，数据库和云计算相关的专业技术人才需求存在庞大的缺口。在社会经济发展中的贡献日益突出，面对新的形势和任务，理工类传统专业在获得难得的发展机遇之时，也面临着前所未有的严峻挑战和许多亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是设计一种基于虚拟化和云计算的大数据教学系统，解决现有的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术的基于虚拟化和云计算的大数据教学系统包括服务器、管理终端和学习终端，所述服务器包括服务器主机和存储阵列，所述服务器主机和存储阵列之间通过光纤交换机连接，所述管理终端通过千兆交换机和服务器与存储阵列连接，所述学习终端通过千兆交换机和服务器连接；所述服务器内设有教学模板和软件，服务器安装有虚拟化软件和云管理软件，服务器通过虚拟化软件将服务器资源进行池化，并通过使用教学模板批量创建的虚拟机以云发布的形式提供给学习终端使用。进一步的，所述虚拟化软件为VMwareVSphere，所述云管理软件为VMwarevCenter。进一步的，所述服务器主机的型号为DellPowerEdge12GR720。进一步的，所述存储阵列型号为DellSCv2020FC。进一步的，所述光纤交换机型号为Bocade300。进一步的，所述千兆交换机型号为华为H3CS5500-48P-WiNet，所述管理终端型号为联想T4900C。进一步的，所述教学软件包括Linux操作系统实验模板、Oracle数据库基础实验模板、RAC集群高可用实验模板、DataGuard容灾实验模板、GoldenGate容灾实验模板、Oracle性能优化实验模板、MySQL系统管理实验模板、MySQL开发实验模板、MySQL集群实验模板、MySQL性能优化模板、Hadoop集群构建与管理实验模板、HDFS分布式文件系统实验模板、YARN资源管理实验模板、MapReduce计算框架实验模板、HBaseNoSQL数据库实验模板、Spark环境编译与部署实验模板、Scala与Python语言实验模板、SparkSQL查询实验模板、SparkStreaming流式处理实验模板、SparkMLib机器学习实验模板、SparkGraphX图处理实验模板及Hive数据仓库实验模板。本专利技术的有益效果：1)服务器机群对全部的计算机资源进行了池化，具备强大的计算处理能力；2)客户应用所需CPU、内存、磁盘等资源可按需配置，体现云计算的优势；3)计算能力和资源均集中在服务器，瘦客户端可以极大节省机房建设投入；4)系统规模可线性扩充，批量支持多个专业和班级学生的教学与实训要求；5)基于虚拟机模板的实验环境部署，极大减少了机房管理员的数量和负担；6)不同课程的实验环境可通过模板快速进行部署，极大提高了教学效率。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做进一步阐明。图1为本专利技术的基于虚拟化和云计算的大数据教学系统的拓扑图。具体实施方式结合图1，本专利技术的基于虚拟化和云计算的大数据教学系统包括服务器、管理终端和学习终端，所述服务器包括服务器主机和存储阵列，所述服务器主机和存储阵列之间通过光纤交换机连接，所述管理终端通过千兆交换机和服务器与存储阵列连接，所述学习终端通过千兆交换机和服务器连接；所述服务器内设有教学模板和软件，服务器安装有虚拟化软件和云管理软件，服务器通过虚拟化软件将服务器资源进行池化，并通过使用教学模板批量创建的虚拟机以云发布的形式提供给学习终端使用。本实施例中，标准配置方案的四台DellPowerEdge12GR720服务器主机，每台服务器配置2颗E5-2650V2处理器，该型号处理器单片包含8个内核，16个线程，GFLOPS达到166.4，单台服务器提供16内核32线程、GFLOPS为332.8的计算性能。四台机群整体GFLOPS可达到1331.2，能够很好满足数据库、大数据及虚拟化和云计算实训实验的教学及科研的需求。内存方面，每台服务器配置128G内存，除去EXSi虚拟化系统保留8G外，可以提供120G给用户虚拟机使用，单台服务器能同时创建和运行30台4G或60台2G的客户机系统。机群四台服务器除去云计算服务等资源消耗，总共能提供100台4G或200台2G的客户机系统。对于数据的存储，考虑到教学系统的高并发程度，为消除I/O热点，保证性能，系统采用DellSCv2020FC高性能存储阵列，存储阵列和服务器主机通过光纤交换机连接。SCv2020FC服务器存储配置有24块15K高速SAS磁盘，每块磁盘的容量为600G，整体容量达到14.4T，能很好满足大数据教学对海量数据的存储要求。在数据冗余方面，SCv2020FC存储支持RAID5/6、RAID10和RAID10DM(双镜像)。对于数据的传输效率，在服务器和存储之间采用高性能的Brocade300光纤交换机，该交换机可提供高达8.5Gbit/Sec全双工的传输能力，足以满足系统高并发性及数据库与大数据项目大数据量传输对系统性能的严格要求。对于系统数据的安全，除了每台服务器和存储通过RAID10提供冗余外，VMware数据中心虚拟化软件还提供系统元数据与用户数据的可靠备份，可以做到数据的绝对安全。进一步的，所述虚拟化软件为VMwareVSphere，所述云管理软件为VMwarevCenter。虚拟化软件为vSphere6.0，云管理软件采用vCenter6.0，vSphere是业界市场占有率最高的虚拟化产品，具有稳定性好、易于使用和管理、兼容性好等特点，其主要作用是对服务器资源进行虚拟化，需要针对每台服务器安装部署。vCenter基于vSphere部署，提供云发布及云管理的功能。进一步的，所述教学软件包括Linux操作系统实验模板、Oracle数据库基础实验模板、RAC集群高可用实验模板、DataGuard容灾实验模板、GoldenGate容灾实验模板、Oracle性能优化实验模板、MySQL系统管理实验模板、MySQL开发实验模板、MySQL集群实验模板、MySQL性能优化模板、Hadoop集群构建与管理实验模板、HDFS分布式文件系统实验模板、YARN资源管理实验模板、MapReduce计算框架实验模板、HBaseNoSQL数据库实验模板、Spark环境编译与部署实验模板、Scala与Python语言实验模板、SparkSQL查询实验模板、SparkStreaming流式处理实验模板、SparkMLib机器学习实验模板、SparkGraphX图处理实验模板及Hive数据仓库实验模板。以1Oracle数据库教学为例：虚拟机配置：每用户分配一台虚拟服务器，主要配置参数为4GB内存，2个CPU核心，50GB磁盘空间，1块虚拟本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于虚拟化和云计算的大数据教学系统，其特征在于：包括服务器、管理终端和学习终端，所述服务器包括服务器主机和存储阵列，所述服务器主机和存储阵列之间通过光纤交换机连接，所述管理终端通过千兆交换机和服务器与存储阵列连接，所述学习终端通过千兆交换机和服务器连接；所述服务器内设有教学模板和软件，服务器安装有虚拟化软件和云管理软件，服务器通过虚拟化软件将服务器资源进行池化，并通过使用教学模板批量创建的虚拟机以云发布的形式提供给学习终端使用。

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟化和云计算的大数据教学系统，其特征在于：包括服务器、管理终端和学习终端，所述服务器包括服务器主机和存储阵列，所述服务器主机和存储阵列之间通过光纤交换机连接，所述管理终端通过千兆交换机和服务器与存储阵列连接，所述学习终端通过千兆交换机和服务器连接；所述服务器内设有教学模板和软件，服务器安装有虚拟化软件和云管理软件，服务器通过虚拟化软件将服务器资源进行池化，并通过使用教学模板批量创建的虚拟机以云发布的形式提供给学习终端使用。2.根据权利要求1所述的基于虚拟化和云计算的大数据教学系统，其特征在于：所述虚拟化软件为VMwareVSphere，所述云管理软件为VMwarevCenter。3.根据权利要求1所述的基于虚拟化和云计算的大数据教学系统，其特征在于：所述服务器主机的型号为DellPowerEdge12GR720。4.根据权利要求1所述的基于虚拟化和云计算的大数据教学系统，其特征在于：所述存储阵列型号为DellSCv2020FC。5.根据权利要求1所述的基于虚拟化和云计算的大数据教学系统，其特征在于：所述光纤交换机型号为Bocade3...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷建军，
申请(专利权)人：西安优盛信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61