基于亚马逊云的云开发课程设计

黎雪 王芳

我国云计算市场正处于高速发展的阶段，而容器、微服务等技术的不断成熟又推动着云计算的变革。在此过程中，由云计算产业发展带来的人才需求也在大幅激增，在《云计算发展趋势发展报告》中表示，云计算人才缺口已经高达到170 余万。本文针对计算人才缺乏的问题，提出了开设云计算开发的课程，结合产学研合作为实践教学的指导模式， 通过亚马逊云（AWS）提供的学习管理系统（LMS），有效地整合教学资源，以培养出更多优秀的云计算人才，满足就业和发展需要。

云开发技术将是未来开发模式的一种变革，它将省去传统模式的诸多问题，如负载均衡、自动伸缩和网关等组件。开发者在运用云函数时，只需要关心核心的业务逻辑，无需手动配置，让开发更高效、运维更省事且开发成本更低。同时前后端分离的开发模式，使开发出的产品质量和开发速度大幅提升。不仅如此，云开发也可大幅减少 IT 成本，提升 IT 运行效率，减少 IT 运维工作量并提升开发的安全性，有助于企业快速实现数字化转型。

伴随着云计算行业的迅速发展，云计算人才需求的也迅速增长，预计 2023 年，我国云计算产业面临高达 150 万的人才需求。《AWS 云计算开发》课程则刚好能为社会培养云计算技术人才，学生可从事云平台规划、部署、开发、服务以及运维等岗位。

AWS Educate 教育计划对加入的院校提供了课程、课件和实验环境等资源。通过 AWS Educate 计划，院校教师可以受到 AWS 云计算开发培训，并在获取云开发资格证书后，开设 AWS 云开发课程。为学生提供 AWS Academy LMS 账户，学生在该学习管理系统（LMS）上，可免费获取课程和云资源，并且能够在 AWS 云提供实验课程中学习各种技能。

云计算开发课程是以 AWS 云计算基础、AWS 云计算框架和多门计算机、网络相关技术的课程为基础，从云端开发出发，全面、系统地介绍云计算开发的理念、方法和工具。通过本课程的学习，学生可学到使用编码的方式调用 AWS 提供的云服务，全面提高学生对云计算的认识和使用。学习相关知识后，只需要一个能联网的浏览器，就能通过 Internet 使用 AWS 开发工具包，对云服务进行 API 调用来获取多项服务的配合，这样学生可以更加快速、方便且低成本地开发应用程序。

云计算开发课程涉及到的内容有：虚拟化技术、海量数据存储技术、数据中心管理技术、资源管理与调度以及安全与隐私保护等，如图 1 所示。

AWS 云计算开发课程讲授内容，包含以下模块：

云开发概念和 AWS Cloud 9 集成开发环境

云开发是一套综合类服务的技术产品，通常开发一个完整的应用需要数据库、存储、CDN、后端函数、静态托管和服务器等，但是云开发将这些服务都集成到了一起，应用的开发流程都可以在云端完成。学生通过 SDK 开发工具包，在云环境 AWS Cloud 9 开发的应用程序代码，并在云中测试、部署和运行。

创建 AWS IAM 身份和授权

了解 AWS IAM 身份和授权管理，该服务可帮助学生管理外界对 AWS 资源的访问。借助 IAM，学生可以管理哪些人可以访问自己的 AWS 资源（身份验证）以及可以使用哪些资源和使用方式（授权）。

调用 Amazon S3 托管静态网页

了解 Amazon S3 存储桶访问策略和授权，使用 Python 和Boto 3（适用于 Python 的 AWS 开发工具包）与 Amazon S3API 进行交互创建一个存储桶，并将网站的静态内容，包括HTML 和图像托管在 Amazon S3 存储桶上。

Amazon DynamoDB

学习 DynamoDB 这种非关系数据库与传统关系数据库的几个关键区别，使用 SDK 与 DynamoDB API 进行交互，创建一个 DynamoDB 表并使用该表来存储和检索数据。

使用 Amazon CloudFront 和 Amazon ElastiCache 进行缓存

学习使用 SDK 与 Amazon CloudFront 和 Amazon ElastiCache API 交互进行缓存，以及可用于优化应用程序性能的各种云上缓存策略。

微服务架构

学习 Docker 容器的关键概念、它们在微服务架构中的使用以及通过编码的方式使用 AWS 容器服务来托管基本网站的方法。

消息队列与资源调度

了解 Amazon SQS 和 Amazon SNS 相关的关键概念和其API 操作，以及这些服务在解耦应用程序中的作用。

无服务架构

学习 AWS Lambda 在无服务器架构中的作用，以及用开发工具包开发、配置和部署 Lambda 函数的方法。

微服务中的 API 网关

学习 Amazon API Gateway 创建 RESTful API，并搭配使用 Lambda 函數创建一个无服务器网站。

分布式应用程序中的工作流

学习使用 AWS Step Functions 来协调分布式应用程序中的工作流，确保应用程序中的各个步骤根据业务逻辑定义的顺序执行。

开发安全应用程序中的高级安全概念

学习在 AWS 上开发安全应用程序，了解有关开发安全应用程序的高级安全概念，包括与 AWS Certificate Manager 之间的网络连接的安全、使用 AWS Secrets Manager 管理应用程序密钥，以及使用 AWS Security Token Service（AWS STS）和Amazon Cognito 对联合身份用户进行身份验证。

DevOps

了解在 AWS 上应用程序的开发运维和部署策略，并了解使用 AWS Code Services 实施持续集成和持续开发（CI/CD）。同时学习使用 AWS Elastic Beanstalk、AWS CloudFormation 和 AWS 无服务器应用程序模型（AWS SAM）部署应用程序的方法。

通过本课程的学习，让学生熟悉使用云计算集成开发环境 AWS Cloud，并能用编程的方式访问并配置各项云服务完成应用程序的开发，让学生具备云上开发的思想，结合之前的云框架课程，通过亚马逊云提供的云原生一体化开发环境和工具平台，更高效地实现应用的开发、部署和运维，为学生毕业后的就业提供更多选择。