基于云技术的物流实训室建设与管理

基于云技术的物流实训室建设与管理

廖岚岚

广东轻工职业技术学院  广东广州

摘要:随着网络技术的发展，传统的物流实训室已经不能满足广大师生的需求。云计算技术可以有效地解决管  理类实训室任务复杂化、需求多样化的问题。本文先介绍了云技术的特点，并对传统的物流实训室和云计算实训室进  行了对比分析，结合云计算关键技术，将不同的软件、硬件设施有机地结合在一起，形成一个全新的管理类实训室。基 于云技术的实训室可以有效地提高学校管理水平以及教学质量。

关键词:云技术；物流实训室；建设与管理；互联网

0引言

云技术是一种基于云计算业务模型的网络技术、信息 技术、集成技术、管理平台技术、应用技术等的总称。用

户利用手机接入云端技术的资讯平台存取资料时，无须安 装程序或进行资料的下载与传送，可以直接查看所需的信 息资源，并实现资源共享。本文通过实施以云计算为基础 的物流实训室的建设和管理，可以建立一个符合学校特

点和要求的实训室，使学生都能进行物流实验。

1  云技术的基本特征

云技术是将一系列的硬件、软件和因特网等资源集合

到一起，形成一个资源库，实现数据计算、处理、存储和 共享的综合管理。利用云计算技术，使用者的数据运算能 力将不受本地信息网络的限制，通过电脑网络将资料传送

给服务端，并由服务端完成所需的运算及处理，以达到按

需付费、灵活、方便的自助服务[1]。

从“云技术”的角度来说，“云”就是互联网、计算 机网络等信息技术资源的具体化，每一个用户就是“云端”， 无论在何种条件下，都能得到信息技术的应用。云计算技 术包括：网络技术、信息技术、系统集成技术、管理平台 技术、应用技术开发等。虚拟化技术、分布式并行计算技 术、分布式数据存储技术是其关键技术，并结合容器技术、 微服务技术、声明式 API技术等，实现信息资源的组池化、 快速部署和可扩展[2]。

1.1 资源池化

“云”是信息技术资源的汇集，集中资源、主动管理、 按需要调整是其核心理念。所以要做到“云化”，必须要 把散乱的数据加以集中、整理和重组，形成合理的数据库。 资源池的关键是把大量散乱的、没有充分发挥的计算应用 功能资源加以集中，并整合在拥有更大承载运算量的主机 上，以便进行对整个网络的资源统筹调配。而虚拟化技术 则是将数据抽象，把软件应用、硬件设备等数据资源分开， 打破了软件配置、硬件配置等方面的限制，形成了一个灵 活的ICT资源系统，实现了虚拟和现实之间的动态分配。 在安装和移植使用的环境中，一般的虚拟化方法都太过烦 琐了，而集装箱技术则是一个轻量级的、高可移植性的“集 装箱” ，“打包”所有的代码和底层的操作系统，有效地 沉淀和重用底层的基础架构，并灵活地迁移和重构上层的 应用，提高了资源的利用率和效率[3] 。如图 1 所示。

图 1 虚拟化技术应用架构示例

1.2 快速部署

云计算技术的快速发展，虽然使云计算服务用户数量 和规模在短时间内呈现爆炸式增长，但是大量的应用同时 接入，使单一的应用软件难以实现实时、灵活服务。分布 式并行技术、分布式信息存储技术是当今云计算技术发展 的主流方向。在分布式并行计算中，它把大量工作时产生 的数据分成若干部分，按顺序对各计算机进行工作，或对 各工作区域进行组合运算，通过分布式存储技术，把大量 的信息散布在多种数据服务器上 (见图2) ，以便实现对 存储资源的共享以及对大量数据的提取。同时为保证数据 的访问、安全与可用性，还引入了 ICT 的抽象功能与虚拟 化等方式，从而实现了数据的异构。利用分布式并行计算

包括运算、数据处理、储存、网络等[4]。

图 2 分布式数据储存技术应用示例

1.3 弹性伸缩

在数字化时代，大规模、多用户已经成为云计算技术 中 IT服务的基础特征，而云计算技术具有动态的灵活性， 能够有效地进行资源的调度，并能够满足用户的实时需求。 云计算技术的灵活性可以削弱各个级别的资源依赖，并根 据当前的用户资源和任务要求， 自动调整服务策略，从而 达到对整个系统的吞吐和自我管理。实现弹性扩展能力依 赖虚拟化技术在基础架构上的分享与复用，也依赖于分布 式数据储存技术和云技术的强大支持。云原生技术 (参见 图3) 是一个具有代表性的技术系统，包括微服务，服务 网格，声明 API，以及过程、方法和系统集合。云技术通 过构建低耦合、高内聚的架构，减少了需求变动导致的系 统迭代费，使异构资源具有规范化、灵活性、可扩充性， 以充分适应新的商业模式下业务的多样化、敏捷性和智能 化需求。“原生”是指能够在云环境进行局部开发和运行 的基于云计算的技术系统，具有比虚拟技术更大的灵活性。 云计算是未来的新一代云计算技术的中心[5]。

图3  云原生技术应用示例

2传统物流实训室与应用云技术实训室的对比

2.1 计算机系统架构不同

传统的管理实训室采用的是客户端服务器的架构，每 个服务器都连接着多个计算机，而实训室服务器却是单独

的，因此，所有的数据都比较单一。学院的师生在申请的 时候，必须在相应的服务器上下载有关信息并保存。由于

采用的是管理型实训室，数据采集的数量也在不断增长， 而服务器本身又是一个独立的系统，因此不能进行统一的 数据处理，这不但增加了工作量，还浪费了大量的时间， 从而降低了管理实训室的工作效率。在云技术的支撑下， 管理类实训室的计算机使用了一种高性能的服务器，可以 将所有的计算机都连接到手机上，然后通过云计算进行分 类存储。在数据收集上，师生可以使用任意一款手机登录 云端平台，利用云端技术进行数据分析、处理，使实验工 作摆脱了传统的数据管理模式[6]。

2.2 运用数据的方式不同

在传统的物流实训室中，采用人工方式进行数据访

问，操作者必须了解目前实验所需软件资源以及所处位置， 并在实验完成后对所保存的实验数据进行记录。由于实验 资料、软件数量的增多，用户很容易出现资料模糊、遗忘 存放地点、资料整理错误等问题，造成资料查找困难，工 作效率低。物流实训室采用云技术对数据进行非透明管   理，而云技术则是将所有数据都进行自动归类和储存，用 户在进行数据转移时，只要提交实验要求，云计算就能自 动生成用户所需的实验数据和软件。在存储试验后，云计 算还可以将试验项目和数据自动存储起来。在数据的利用 与存储上，采用云技术可将试验的效率最大化。

2.3 实训室维护成本不同

由于传统的物流实训室都要用到大量的电脑，而由  于实际操作的特殊性，对电脑的性能有很高的要求。随着 实训室的不断投入，计算机的更新速度越来越快，将会造 成不同的实训室设备配置、性能的差异。随着实验活动的 增加，电脑软件的装入数量也逐渐增加，但由于电脑配置 的差异，电脑必须进行软件更新，导致了电脑维护工作的 繁重，增加了实训室的运营成本。采用云计算技术，实验 室的主要功能依赖于云计算，因此仅需对其软硬件进行统 一的升级，从而降低了实训室的升级、维护费用，同时也 可以提高实训室的更新和维修水平[7]。

3关键技术

3.1 虚拟化技术

虚拟化系统是一种能够扩展硬件生产能力、简化应用 软件配置流程、降低虚拟化成本、增加操作系统性能的虚 拟化计算单位。通过虚拟化，可以把软件应用与下层的硬 件分开，把一个单独的资源分为几个虚拟资源。计算虚拟 化主要包括系统级虚拟化、应用级虚拟化、台式化虚拟化。 在“云”平台上进行的所有业务和应用，都是基于虚拟化 的。虚拟化技术在 CPU、操作系统、服务器等领域得到了 广泛的应用，是实现高质量服务的最好方法。

3.2 分布式海量数据存储

因为在云计算系统中有大量的服务器，为海量的应用 进行服务，使得其以相对离散的方法完成大量数据的储存， 以冗余的方法 (集群计算、冗余和分布) 来保证大数据的 安全性。冗余化的主要方式是利用任务的分散和集群性， 以较低配置的机器发挥远超微机的高性能，这样实现了分 布式数据处理的高可用性、高可靠性及经济性，在相同的 数据中能够同时存储多种拷贝。在云计算系统中，最大量

使用的数据存放系统是 GFS 的公开源代码 HDFS， 由谷歌 GFS 公司与美国 Hadoop 小组联合开发。

3.3 海量数据管理技术

云数据处理技术要求对海量数据进行高效的管理。 它是由谷歌 BigTable 数据管理技术与 HBase 技术， Hadoop 团队共同研发。由于云数据的管理有别于传统的 RDBMS，因此如何在海量的云数据中发现具体的数据，是 当前云计算技术面临的一个重要问题。为此开发了一种 基于 Hadoap 的 HBase、Hive 等 RDBMS与 SQL 接口，通过 Hadoop 技术，实现海量数据的管理。云计算中对信息处

理、存储和检索等方面都提出了较高要求。在云环境下，

可以利用虚拟化技术来提高运行效率并降低成本：例如 采用嵌入式网络结构或模块化架构；使用分布中心服务 器进行物理层与应用服务平台之间数据传输等等，从而

实现基于 Hadoop 的海量信息管理功能和处理方式。此外， 在云计算的管理中，如何确保数据的安全和访问的效率

也是一个重要的课题。

3.4 云计算平台管理技术

云计算需要大量的资源和服务器，同时需要数百种不 同的应用软件，因此，如何对这些软件进行有效的管理， 并确保其能够继续提供服务，是一项很大的挑战。云计 算平台的管理技术可以实现多个服务器之间的协作、灵

活的部署、开放的服务、迅速地发现和解决问题，并以  自动化、智能化的方式保证大型系统的安全性。云计算 平台管理技术有两种，一是基于分布式的服务器管理系 统，二是基于网络的虚拟化系统。在实际运行中由于各 种原因，不同类型、不同层次和功能模块之间需要实现 有效连接。因此在进行资源分配时必须考虑到各个方面 因素对整个软件体系产生影响并确保其稳定、高效地运 转；对于一个大型项目要想满足用户使用需求就一定会 增加服务器数量以及容量等硬件设备上，这也是云计算

平台管理技术的主要内容之一。

3.5 编程方式

云计算为分布式计算提供了一种新的计算方式，这就 需要在一定程度上实现分布式的程序设计。云计算使用了 一个Map-Reduce，它是一个具有清晰概念的分布式并行程 序的模式。Map-Reduce 是一种编程和任务计划的模型 . 它 主要应用于并行操作和并行作业调度。在此模型中，用户 仅需编写 Map 函数和 Reduce 函数，就可以实现并行运算。 在此基础上，Map 函数定义了每个节点上的区块数据，而 Reduce函数则给出了保存中间结果和总结的方法。在云 环境下，系统能够实现从虚拟到现实的交互和扩展，用户 可以通过 Reuse、goves等方法对所存储的信息进行操作。

4云计算对教育的重要意义

4.1 教育的创新

云计算给了每个人一个改变的机会。老师能把学生连 接到不同的工程和应用中，使他们能有创意的表现。学生 们可以把自己的作品上传到网上，或者把自己的作品和别 人分享。云计算让学生能够运用自己的声音和选择来展现 自己的知识，并能够运用多种科技来达到这个目的。利用

云技术，老师和学生可以根据不同的需要， 自定义家庭作 业。21世纪的教室在设计和布置方面更加灵活，利用云 计算的优势可对教室的组织和形式进行革新，比如混合教 室或者翻转教室等[8]。

4.2 基于云计算的协作

与别人合作的能力是非常关键的。云计算使得所有的 使用者都能够在不同的平台上方便地获取资源，同学们可 以一起做功课，并能得到教师的实时反馈。这有助于学生 达成目的。云计算也使教育工作者之间的合作变得更加容 易，有了云计算，老师和管理人员可以分享课程安排，还 可以随时随地进行教学。通过讯息应用程式或其他形式， 不同的学校与区域能够突破彼此间的障碍，从而建立起一 个全球性的教育团体。

5结语

综上所述，本文通过基于云技术搭建实验教学管理平

台，能使学生在实验中的操作技能和整体能力得到有效提 升，同时也为满足社会需求提供了一种全新化利用资源库 形式。我们应大力引进并采用先进可靠的信息化手段，提 高学校管理水平以及教学质量。

【参考文献】

[1] 方登科 . 基于云技术的物流实训室建设与管理研究[J] . 中小企业管理与科技，2020(19):9-10.

[2] 刘智勇 . 基于云技术的物流实训室建设与管理[J] . 产业 与科技论坛，2018，17(20):241 -242.

[3] 符斌，华树春，张骏 . 云桌面技术在物流实训室建设中的 应用研究[J].信息记录材料，2020，21(6):205-206.   [4] 方学军 . 云技术在物流实训室建设中的应用[J] . 内蒙古 科技与经济，2016(6):81-82.

[5] 吴翼 . 云技术在物流实训室建设中的创新应用探究[J]. 中国多媒体与网络教学学报( 上旬刊)，2020(2):5-6.

[6] 郑恒斌 . 基于云计算的地方高校物流实训室建设问题研 究[J]. 科学大众( 科学教育)，2018(4):153.

[7] 邹云良.探讨物流实训室软件应用[J].才智，2013(4):21-22. [8] 张高胜 . 新信息技术条件下物流仿真模拟实训室建设创新  与实践[J].商业会计，2016(17):112-114.

作者简介：廖岚岚(1979-)，正高级经济师、高级物流师，软件工程硕士，研究方向：健康管理、三农经济

基金项目：1. 2021 年广东省普通高校创新团队项目: 机器人与智能制造创新团队 (课题编号：2021KCXTD083) ；

2. 2021 年普通高校重点领域专项 (新⼀代电子信息) ：基于机器学习与大数据算法的区块链股权 系统关键技术研究 (课题编号：2022ZDZX1061) ；

3. 2020 年普通高校重点领域专项 (乡村振兴) ：面向大数据技术的农村股份合作经济联社股权系 数开发研究与应用 (课题编号：2020ZDZX1084) .