基于云计算的实验室管理信息系统设计

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292实验室研究与探索

第32卷

源整合起来，以服务的形式提供给用户，并且可以随着用户需求的变化，动态地扩展和配置软硬件资源，以满足用户的需求，实现资源的共享和按需分配。云计算必将为我们展示其强大的生命力，并将改变信息技术的运行模式，甚至改变我们的工作和生活模式1．2平台架构设计［2-4］

［1］

层基础设施层之间的通信。

（4）应用层。安装部署了本文所设计的实验室管理信息系统，实现对多个校区各实验室的统一管理和实验教学资源的共享使用。1．3

平台的搭建

［5-7］

。

云计算平台的搭建是一项细致而复杂的工作，一点细小的失误都可能导致整个云计算平台无法正常运

行。云平台的搭建是在虚拟机VMwareWorkStation下，安装操作系统（本文采用Ubuntun操作系统），并通过Hadoop系统来实现分布式文件存储，构建起云平台环境。具体的部署步骤如下：

（1）在服务器上安装VMwareWorkStation软件。通过该软件进行虚拟机的创建，，每台虚拟机作为一个节点，建立虚拟化服务器集群，并完成虚拟机上操作系统（Ubuntu）的安装。在服务器集群中选择一台虚拟机作为主节点或名字节点（NameNode），其他虚拟机作

并为各个节点配置为子节点或数据节点（DateNode），IP地址和主机名称。

（2）建立虚拟机之间的SecureShell（SSH）无密码

登录。因为在云平台环境下，虚拟机间的连接和通信如果每次都需要进行密码输入，将会大幅降十分频繁，

低工作效率。建立SSH无密码登录，首先在主节点上生成密匙对；然后将生成的密匙对分别复制到其他的各个子节点上。这样，各个节点间的SSH连接就不在需要密码登录。

（3）Hadoop系统的安装和配置。Hadoop系统的安装非常简单，关键是对运行环境的配置，包括各节点的地址、端口号、访问权限、分布式文件系统的管理方

冗余备份原则等等。配置成功后，还需要对分布式式、

文件系统进行统一的格式化操作，将各个子节点的文件系统统一处理。

（4）安装所设计的实验室管理信息系统。将系统源文件放到Apache下，系统数据库放到MySQL下。

本文将构建的云计算平台，以分层设计为理念，通

依靠互联网，过分布式存储和服务器的虚拟化等技术，

将多个校区的软硬件资源和实验教学资源整合到一起

来协同工作，用来为覆盖多校区的实验室管理信息系统提供服务平台，实现软硬件和实验教学资源的高效管理和共享使用。该云计算平台的核心构架分为四层：基础设施层、基础管理层、应用接口层和应用层，如图1所示

。

图1云计算平台核心架构图

至此，云计算平台的搭建工作基本完成。

（1）基础设施层。是整个系统的性能基础，是信

息系统发挥功能的硬件保障。本层应用了虚拟化技术，使用VMwareWorkStation软件搭建虚拟化服务器集群，统一管理所有设施，并根据用户需求将硬件资源如计算能力、存储空间、网络带宽等分配给用户。（2）基础管理层。部署了Hadoop系统来实现分布式文件存储功能，它对平台中所有分散的存储资源进行了抽象的表示和统一管理，实现储存资源的共享使用和分布式存储。Hadoop系统采用了冗余备份和容错机制来实现系统中数据的准确存储，能够保证平台内数据储存相关操作的安全性和可靠性。

（3）应用接口层。实现了网络接口、用户环境配置、身份认证和访问授权等，用于应用层应用程序与下

2

2．1

基于云计算的实验室管理信息系统

系统分析设计目标

2．1．1

基于云计算的实验室管理信息系统是针对现有普

通实验室管理信息系统的不足和缺陷，并结合云计算平台自身的特点而设计的。旨在为系统用户提供方便、简洁的服务和功能，并提高系统中资源利用率、运算速度和信息安全性，降低系统设备成本。系统通过整合实验室管理工作中所涉及的绝大部分数据和管理事务，搭建一个平滑的数据平台，实现多个校区、多个实验中心、多个功能之间数据共享、事务审核及业务办理。系统将全面实现实验室管理、仪器设备管理、实验

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