關(guān)輝 許璐蕾

摘要：近年來隨著各行業(yè)對(duì)高層次大數(shù)據(jù)專業(yè)人才的迫切需求，很多高校都陸續(xù)開設(shè)了大數(shù)據(jù)專業(yè)或課程，對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)人才的培養(yǎng)成為高校教學(xué)中的一個(gè)熱點(diǎn)問題。大數(shù)據(jù)技術(shù)強(qiáng)調(diào)實(shí)踐動(dòng)手能力，實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的大數(shù)據(jù)平臺(tái)構(gòu)建、大數(shù)據(jù)分析處理和應(yīng)用能力具有非常重要的作用。文章基于華為FusionInsight探討了《大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)》課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案，針對(duì)課程內(nèi)容與特點(diǎn)，從實(shí)驗(yàn)分組規(guī)劃、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容流程設(shè)計(jì)、信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)等方面對(duì)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了有益的探索，旨在提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，更有效地培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)戰(zhàn)技能。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)設(shè)計(jì)；大數(shù)據(jù)平臺(tái)；FusionInsight

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2018）24-0091-03

Abstract： In recent years， with the urgent need of high level big data professionals in many industries， many universities have opened big data specialty or courses. The cultivation of big data technology professionals has become a hot topic in university teaching. Big data technology emphasizes practical ability， and experimental teaching plays a very important role in cultivating students' big data platform construction， big data analysis processing and application ability. Based on HUAWEI FusionInsight， this paper discusses the experimental teaching plan of the construction of big data platform. In view of the content and characteristics of the course， the experiment teaching is explored from the aspects of experimental group planning， experiment content process design， and information experiment teaching. The aim is to improve the quality of experimental teaching and cultivate students' practical skills effectively.

Key words：experimental teaching；teaching design；big data platform；FusionInsight

1 引言

大數(shù)據(jù)時(shí)代已經(jīng)悄然來臨，在商業(yè)、金融、教育等諸多領(lǐng)域，決策越來越依賴于數(shù)據(jù)和分析，而非依賴于經(jīng)驗(yàn)和直覺。洞見本質(zhì)、預(yù)測(cè)趨勢(shì)、指引未來是大數(shù)據(jù)時(shí)代的核心。最早提出大數(shù)據(jù)時(shí)代到來的是全球知名咨詢公司麥肯錫，麥肯錫稱：“數(shù)據(jù)，已經(jīng)滲透到當(dāng)今每一個(gè)行業(yè)和業(yè)務(wù)職能領(lǐng)域，成為重要的生產(chǎn)因素。人們對(duì)于海量數(shù)據(jù)的挖掘和運(yùn)用，預(yù)示著新一波生產(chǎn)率增長和消費(fèi)者盈余浪潮的到來?！?/p>

大數(shù)據(jù)帶來了信息技術(shù)發(fā)展的重大變革，并深刻影響著社會(huì)生產(chǎn)和人民生活的方方面面。全球各主要經(jīng)濟(jì)體都已經(jīng)將數(shù)據(jù)開放作為國家戰(zhàn)略，促進(jìn)未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展。中國在頂層設(shè)計(jì)上也已經(jīng)布局大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)，將大數(shù)據(jù)上升為國家戰(zhàn)略加以重點(diǎn)推進(jìn)。企業(yè)和學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)紛紛加大技術(shù)、資金等的投入力度，加強(qiáng)對(duì)大數(shù)據(jù)關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。大數(shù)據(jù)人才的需求量也隨之迅猛增長，人才缺口較大。2016年教育部正式批準(zhǔn)在高校開設(shè)大數(shù)據(jù)專業(yè)，各大高校作為國家培養(yǎng)高層次人才的重要陣地對(duì)社會(huì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有著積極的推動(dòng)作用，都非常重視大數(shù)據(jù)專業(yè)或課程的建設(shè)，不少高校已陸續(xù)開設(shè)大數(shù)據(jù)專業(yè)或在計(jì)算機(jī)學(xué)科中增加大數(shù)據(jù)相關(guān)課程。

我校于2017年與華為技術(shù)有限公司合作共建“華為信息與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)學(xué)院”，建設(shè)完成了華為云計(jì)算大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室，并于同年開始在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)等專業(yè)中開設(shè)云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等課程。其中大數(shù)據(jù)核心課程主要有兩門：大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)。這些課程的課程標(biāo)準(zhǔn)、課程教案、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等建設(shè)成為當(dāng)務(wù)之急。本文通過探討《大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)》課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的設(shè)計(jì)，以期在大數(shù)據(jù)課程建設(shè)方面提供有益的探索和經(jīng)驗(yàn)。

2 課程內(nèi)容與特點(diǎn)

以我校計(jì)算機(jī)工程學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)開設(shè)的《大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)》課程為例，該課程共32個(gè)學(xué)時(shí)，包括了20個(gè)理論學(xué)時(shí)和12個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)。主要的課程內(nèi)容包括四個(gè)方面：大數(shù)據(jù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)分析、華為FusionInsight大數(shù)據(jù)平臺(tái)架構(gòu)、大數(shù)據(jù)集群設(shè)計(jì)和大數(shù)據(jù)平臺(tái)安裝、部署與維護(hù)。理論內(nèi)容主要集中在前三部分，要求學(xué)生掌握大數(shù)據(jù)的基本概念、分布式集群技術(shù)的基本概念、FusionInsight大數(shù)據(jù)平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)及其安裝部署流程等知識(shí)，為實(shí)驗(yàn)部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容則主要是在華為云計(jì)算大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室軟硬件設(shè)備的支持下，訓(xùn)練學(xué)生在華為FusionCompute云平臺(tái)的基礎(chǔ)上構(gòu)建、部署FusionInsight大數(shù)據(jù)平臺(tái)的能力，以及管理、維護(hù)平臺(tái)的能力。具體內(nèi)容包括：創(chuàng)建SUSE Linux虛擬機(jī)、FusionInsight安裝前規(guī)劃與準(zhǔn)備、FusionInsight安裝、雙機(jī)Manager安裝、集群安裝等。這些內(nèi)容均需按照嚴(yán)格的流程依次完成，順序不可顛倒。通過這些實(shí)踐能力的培養(yǎng)強(qiáng)化學(xué)生利用云計(jì)算處理大數(shù)據(jù)的思維和理念，為后續(xù)進(jìn)一步掌握大數(shù)據(jù)分析處理技術(shù)奠定良好的基礎(chǔ)，從而幫助學(xué)生結(jié)合理論知識(shí)形成一套完整的知識(shí)體系。

由于該課程的理論內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容各自相對(duì)比較集中且具有明顯的先后次序，不宜采用穿插方式進(jìn)行教學(xué)，一般在理論內(nèi)容全部講解完成后再集中完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

3 課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

《大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)》課程的理論教學(xué)體系目前已經(jīng)比較完善，比較欠缺的是與之配套、易于操作的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。因此，下面就結(jié)合自己在該課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中摸索的一些經(jīng)驗(yàn)和方法介紹一下實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)。

本課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)主要針對(duì)華為FusionInsight大數(shù)據(jù)平臺(tái)的安裝部署與管理維護(hù)進(jìn)行。

FusionInsight大數(shù)據(jù)平臺(tái)承載在華為RH2288服務(wù)器搭建的云計(jì)算平臺(tái)（FusionCompute）上，單個(gè)實(shí)驗(yàn)小組的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。

實(shí)驗(yàn)開始前一周指導(dǎo)老師可以將實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和實(shí)驗(yàn)過程錄屏上傳至課程教學(xué)資源平臺(tái)網(wǎng)站上，并設(shè)置任務(wù)節(jié)點(diǎn)，布置學(xué)生課后完成預(yù)習(xí)。教師可對(duì)學(xué)生預(yù)習(xí)完成情況進(jìn)行考核。

課程教學(xué)實(shí)驗(yàn)部署及流程規(guī)劃如下：

1）以實(shí)驗(yàn)班級(jí)人數(shù)為48人，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)配備有16臺(tái)已安裝好FusionCompute云平臺(tái)的華為RH2288服務(wù)器為例，可將每3名學(xué)生編為一個(gè)小組，共16組，各小組成員相互配合共同完成實(shí)驗(yàn)。每個(gè)小組的IP地址及VLAN劃分由老師根據(jù)實(shí)驗(yàn)室實(shí)際配置情況事先規(guī)劃指定好，如表1所示。表中G代表組號(hào)，如第5組G為5，分配的云平臺(tái)登錄地址為192.168.11.45，VLAN號(hào)為52，終端PC機(jī)IP地址為192.168.11.205，……

2）各小組成員用分配的VRM浮動(dòng)IP地址登錄FusionCompute云平臺(tái)，添加數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，配置分布式交換機(jī)，創(chuàng)建管理和業(yè)務(wù)端口組并分配VLAN ID。

3）各小組的每個(gè)成員分別創(chuàng)建一個(gè)SUSE Linux虛擬機(jī)，并安裝好SUSE 11.3操作系統(tǒng)和tools，按各小組分配的大數(shù)據(jù)平臺(tái)三臺(tái)主機(jī)（虛擬機(jī)）Fihost1、Fihost2和Fihost3的主機(jī)名和IP地址進(jìn)行主機(jī)網(wǎng)絡(luò)配置，關(guān)閉防火墻。完成后要求學(xué)生針對(duì)每臺(tái)主機(jī)各創(chuàng)建一個(gè)快照，避免后續(xù)步驟一旦出錯(cuò)必須從頭開始重新安裝虛擬機(jī)浪費(fèi)時(shí)間。

4）各小組將FusionInsight軟件包上傳到需安裝Manager的兩臺(tái)主機(jī)并進(jìn)行校驗(yàn)和解壓，在三臺(tái)主機(jī)都掛載上SUSE Linux 11.3操作系統(tǒng)鏡像。

5）各小組利用FusionInsight配置規(guī)劃工具生成安裝配置文件。老師可詳細(xì)講解并演示某一小組的配置過程，將配置好的LLD文檔可作為模板發(fā)給各小組成員，由各小組成員根據(jù)本小組實(shí)際情況進(jìn)行修改和配置。配置規(guī)劃的數(shù)據(jù)對(duì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)步驟的順利完成至關(guān)重要，因此可要求各小組配置好后經(jīng)指導(dǎo)老師檢查通過后再生成文件。

6）各小組在Fihost1主機(jī)上執(zhí)行安裝前配置和檢查，通過后即可在Fihost1和Fihost2主機(jī)上分別安裝主Manager和備Manager。

7）各小組登錄FusionInsight Manager，使用模板安裝的方式利用第5步生成的集群安裝配置文件安裝集群，完成后檢查各服務(wù)的狀態(tài)是否良好。

8）各小組成員在課程教學(xué)資源平臺(tái)網(wǎng)站上完成電子實(shí)驗(yàn)報(bào)告（包括執(zhí)行記錄和截圖）并提交，供老師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)成績考評(píng)。各小組搭建好的大數(shù)據(jù)平臺(tái)可在實(shí)驗(yàn)室硬件資源允許的情況下予以保留，以便為后續(xù)學(xué)習(xí)大數(shù)據(jù)分析處理課程提供實(shí)驗(yàn)環(huán)境。

以上8個(gè)步驟的學(xué)時(shí)分配大致如下：第1、2步共安排2個(gè)學(xué)時(shí)，第3步安排4個(gè)學(xué)時(shí)，第4、5步各安排2個(gè)學(xué)時(shí)，第6、7步共安排2個(gè)學(xué)時(shí)，第8步要求學(xué)生在課后完成。

4 結(jié)論

高?！洞髷?shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)》等相關(guān)課程的教學(xué)實(shí)踐過程較為復(fù)雜且相關(guān)資料較少，本文結(jié)合華為云計(jì)算大數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)室軟硬件設(shè)備、信息化教學(xué)需要及學(xué)生特點(diǎn)等綜合因素，設(shè)計(jì)了一套該課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案。學(xué)生按照設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)流程和方式，可以較好地理解華為FusionInsight大數(shù)據(jù)平臺(tái)的體系架構(gòu)和工作原理，掌握集群設(shè)計(jì)和平臺(tái)安裝部署的詳細(xì)步驟。今后還需要更深入地探討如何采用更為有效多元的信息化實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段、如何設(shè)計(jì)更有效的激勵(lì)機(jī)制激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣等問題，不斷地摸索實(shí)踐，更好地服務(wù)于課程教學(xué)，使學(xué)生能更有效地掌握大數(shù)據(jù)技術(shù)的實(shí)戰(zhàn)技能。

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