基于OpenStack开源云的泛在学习环境的设计与实现

发布时间：2017-07-03 11:10

  本文关键词：基于OpenStack开源云的泛在学习环境的设计与实现

  更多相关文章： OpenStack 云计算 泛在学习 虚拟化

【摘要】：移动互联网的发展促使学习方式和获取知识的途径日益多样,学习者可以使用个人电脑、移动智能设备随时随地获取和分享知识。产生了一种新的学习形式泛在学习Ubiquitous Learning(U-Learning)即任何人可以在任何地方和时间、使用身边的任何信息工具学习的学习。泛在学习近年来已成为教育研究领域广泛关注的热点话题,其海量数据与高负载要求需要更先进的技术及支撑平台,依靠OpenStack云计算平台在处理大规模数据方面的优势与高可扩展性,将泛在学习与云计算平台相结合,将会极大地改进其性能与灵活性。本文首先对泛在学习的研究现状、主要研究工作、OpenStack相关技术与泛在学习相关理论进行了综述,介绍了OpenStack开源框架中各个组件的功能,为搭建私有云计算平台和将泛在学习环境向云端迁移打下了基础,通过对基于OpenStack的泛在学习环境的应用场景分析,进行了系统功能与非功能需求分析,根据分析结果进行了系统设计,构建了系统总体架构,并详细设计了各个子系统及其数据库存储结构,着重对云存储部分进行了深入的研究,针对OpenStack内置的Swift对象存储系统只能存储最大5GB的对象以及GB级的大文件上传和下载比较慢,提出了大文件的存储策略与上传下载流程,为了防止大量用户同时访问海量泛在学习资源时造成系统资源紧张,使用基于访问时延的子树迁移算法,使系统负载更加平稳,最终对基于OpenStack云计算平台的泛在学习环境进行了部署与实现,通过测试验证了在开源云计算平台上的泛在学习环境能够实现资源共享、学习个性化、学习智能化的预期目标。
【关键词】：OpenStack 云计算 泛在学习 虚拟化
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5;TP393.01
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 系统开发背景与意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10
• 1.2.1 国外研究现状10
• 1.2.2 国内研究现状10
• 1.3 论文的研究内容10-11
• 1.4 本文组织结构11-13
• 第2章 相关技术与理论13-19
• 2.1 OpenStack项目背景13
• 2.2 OpenStack的构成13-15
• 2.3 身份认证服务Keystone15-16
• 2.4 RESTful Web服务16-17
• 2.5 泛在学习基本概念17
• 2.6 本章小结17-19
• 第3章 基于OpenStack的泛在学习环境需求分析19-23
• 3.1 功能需求分析19-22
• 3.1.1 应用场景19-20
• 3.1.2 不同角色的功能需求分析20-22
• 3.2 非功能需求分析22
• 3.3 本章小结22-23
• 第4章 基于OpenStack的泛在学习环境系统设计23-49
• 4.1 系统功能设计23-25
• 4.2 系统结构设计25-26
• 4.3 作业评价子系统的设计26-28
• 4.4 学习进度监控与课件管理子系统的设计28-31
• 4.5 数据库设计31-34
• 4.5.1 作业评价子系统数据库设计31-32
• 4.5.2 学习进度监控子系统数据库设计32-34
• 4.6 数据库在OpenStack平台中的存储设计34-39
• 4.6.1 云存储系统的功能结构34-35
• 4.6.2 云存储系统的层次架构35
• 4.6.3 云存储系统的访问控制机制35-36
• 4.6.4 大文件存储策略36-37
• 4.6.5 文件上传下载的工作流程37-39
• 4.7 海量数据访问负载均衡策略39-47
• 4.7.1 元数据服务器负载均衡39-40
• 4.7.2 CEPH中元数据管理策略40-44
• 4.7.3 基于访问时延的子树迁移策略44-47
• 4.8 本章小结47-49
• 第5章 基于OpenStack的泛在学习环境系统实现49-61
• 5.1 系统部署49-50
• 5.2 OpenStack环境的重要配置50-51
• 5.3 程序类实现51-52
• 5.4 系统流程实现52-57
• 5.4.1 系统业务流程52-54
• 5.4.2 系统程序流程54-57
• 5.5 云存储子系统关键技术的实现57-60
• 5.5.1 上传下载的并发执行57-58
• 5.5.2 同步异步调用58-59
• 5.5.3 REST接口封装59-60
• 5.6 本章小结60-61
• 第6章 基于OpenStack的泛在学习环境系统测试61-69
• 6.1 单元测试61-62
• 6.2 集成测试62-67
• 6.2.1 系统功能测试62-65
• 6.2.2 系统性能测试65-67
• 6.2.3 系统安全可靠性测试67
• 6.3 本章小结67-69
• 结论69-71
• 参考文献71-75
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文75-77
• 致谢77

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