实验云平台

实验云平台（精选12篇）

实验云平台 篇1

0引言

随着石化系统信息化建设水平的不断提高和网络系统规模的不断扩大,员工的网络技术水平也亟待提高。 目前网络技能培训工作面临着新的机遇和挑战,出现了许多新的任务和要求。 迫切需要对技能提升方式进行改革创新, 这是新形势下信息建设发展变化的客观要求。

虚拟网络实验系统是在网络知识学习中对实体网络的一个补充,其目的是尽可能给员工提供更多设备使用、试验的机会,提高员工学习效率、提高教育培训的针对性和有效性。 将虚拟网络与云存储、云服务相结合,以先进的设备和技术为核心,全面提升石化系统信息技术水平。 对现有的培训学习机制进行创新与完善, 改善员工被动接受知识的现状, 提升员工学习的积极性、主动性。

1技术背景

1.1 云计算技术

云是一个包含大量可用虚拟资源的资源池。 这些资源可以根据不同的应用和负载类型动态地进行配置, 以提高资源的利用率并为用户提供各种服务。 本文所提出的虚拟网络实验系统就是以平台云为依托的。

1.2 虚拟化技术

虚拟化技术是实现云计算的核心技术, 是云计算区别于传统计算模式的重要特点。 通过虚拟化技术可以在单个服务器上运行多个操作系统, 它能保证服务器上各个系统和应用之间的隔离性和可扩展性。 通过虚拟化技术还可以将计算机硬件设备进行逻辑上的扩展,大大简化了软件的多次配置过程。

1.3 JSON、Ext Js和富客户端

在虚拟网络实验系统中,前端是一个B / S结构的应用程序,该程序采用了富客户端的形式在.NET的基础上使用了JSON和Ext Js技术实现。

JSON是一个轻量级的数据交换负载格式. 它是基于Java Script语言的一个子集, 提供了一种具有嵌套数据元素的结构. JSON格式定义简单,通过一组键值对定义一个对象, 可以和JAVA或.NET中的Map类很好地对应。

Ext Js是通过使用Java Script来编写的工具和控件库, 用来创建丰富互联网应用程序的跨浏览器的Java Script库。 Ext Js无论从界面的CSS样式的开发还是在数据解析上的异常处理,都可算得上是一种不可多得的Java Script富客户端应用程序框架。

富客户端技术通过文件形式用HTTP协议来传送已编译客户端应用程序的运行环境。 目前主流的富客户端技术多为基于Ajax技术的富客户端框架。 而Ext Js技术正是一种完全由Java Script开发的客户端Ajax框架。

1.4 Dynamips仿真平台

Dynamips是一个优秀的Cisco路由器交换机仿真平台。Dynamips模拟技术可以方便地在一个或多个物理计算机上建立多个虚拟交换机, 并且这些交换机可以同时运行并且互联成网络。 该平台模拟的Cisco网络设备型号众多,由于可以运行Cisco官方的设备操作系统(IOS),所以在虚拟出的硬件平台上具备物理设备的所有功能。

2实验平台架构及功能

本系统采用前后台两部分, 分布式架构前台是用户与虚拟实验室服务器进行交互所在的层。 后台主要作为实验服务器,在Dynamips虚拟平台上运行各种网络拓扑的虚拟设备, 并通过网络连接为客户机提供远程登录服务。

系统功能反映了虚拟实验室构建体系的要求, 系统功能模块为:

(1)网络设备基本配置实验模块。 该模块是网络实践教学的基本内容,也是后续实验的基础。

(2)网络高级配置实验模块。 是在基本配置模块的基础上,对三层交换机实施的高级配置, 主要包括多个交换机的VLAN划分与通信,MSTP (多实例生成树) 在冗余链路中实现负载均衡,IEEE802.1q标准的交换机端口配置等。

3虚拟网络实验系统后台的设计

3.1 系统后台架构

在后台的架构中最关键的是运行在Windows Server 2008 之上的仿真软件Dynamips,Windows Server 2008 是运行在VMwar虚拟机上的,VMware虚拟机则是可以运行在云平台之上的。

利用Dynamips去运行各种IOS, 由此我们得到了各种各样虚拟设备:路由器、交换机、防火墙等。 通过运行仿真软件就可以虚拟出多台虚拟设备,虚拟设备的数量只受限于云平台的可用资源。而云平台又有扩展性好的特点,这样,网络实验系统同样也有了良好的扩展性。

3.2 虚拟网络的构建方法

构建虚拟网络可以分以下三步:

(1)将硬件用Dynamips替代。 仿真软件通常都是模拟一个或一类硬件,这一步只需要安装相关的软件就行了,比如可以使用命令apt-get install qemu dynamips kvm skyeye等进行安装。

(2)在Dynamips上运行CISCOS的IOS, 使虚拟硬件变成可用的虚拟设备。 在运行IOS后必须写好相关配置文件,相关软件的配置方法比较烦琐并且与所运行的系统环境相关, 受篇幅限制,详细介绍请查阅软件的帮助文档或者阅读参考文献。

(3)将虚拟设备连接成虚拟网络。 通过Dynamips可以指定虚拟交换机的IP地址和端口,然后通过Secure CRT或其他终端软件指定每一个虚拟设备运行时的参数就可以将所有的设备都连接在一个虚拟的局域网。

4虚拟网络实验系统前台的设计

4.1 系统前台架构

虚拟网络实验系统的前端是一个B / S结构的应用程序,是由asp.net、Ext Js和JSON开发的富客户端的管理信息系统,各个用户能够操作一系列有特色的、 友好的用户界面对信息进行查询和管理。 该应用程序分客户端和服务器端两部分,客户端是面向网站访问用户的, 通俗的说也就是给访问系统的人看的内容和页面,客户端访问可以浏览公开发布的内容,如实验室简介、拓扑图、网络教程等。 也可以通过密码进到管理页面,来进行管理专题信息的操作。

本系统的客户端(浏览器端)是一个典型的富客户端。 富客户端技术提供一个运行时(runtime)的环境以承载被编译的客户端应用程序,该客户端应用程序是一个使用HTTP协议发布的文件。 客户端应用程序使用异步的请求连接到现有的应用服务器,这是一种安全的、可升级的、具有良好适应性的面向服务模型。而设计基于Ext Js的富客户端的虚拟网络实验系统除了能够完成用户总体功能的需求外还应该具备以下特点:

(1)单选行、多选行、高亮显示选中的行、拖拽改变列宽度及其位置、按列排序等基本功能。

(2)用户还可以实现丰富自定义扩展,非常简单易用的控件及组件, 我们只需要使用这些组件就能实现各种丰富多彩的U的开发。

(3)开发后拥有华丽的界面,易于使用,优秀的动画效果,能够提高用户的感知度。

(4)浏览器兼容性好,在各浏览器下测试都良好。

(5)用户的思路不会被页面刷新等操作打断,所有耗时的操作都应当异步进行。

4.2 客户端的设计

在富客户端框架出现以前, 系统中通常由服务器负责HTML、CSS等的生成,也就是负责显示逻辑。 在这里的富客户端将显示逻辑从服务器端转移到客户端。 这样服务器端便可以集中处理数据业务逻辑的访问和操作, 然后把处理的结果以纯数据的格式通过Web Service发送给客户端,由客户端负责具体的显示和交互。 客户端代码基本上都是采用Java Script编写的,并且包含少量的HTML代码,其他的都是通过Ext Js生成的,其中包含大量的Ext Js的控件定义。 从系统整体结构上讲我们可以把富客户端分为三层,具体的富客户端的设计如图1 所示。

(1)底层是Ext Js框架。它接受服务器端传送回来的纯数据,然后进行组织、解析通过一些丰富的控件显示出来。

( 2 ) 然后是向上提供各种通用服务的Common Modules Common Modules提供了如图所示的Java Script的动态加载、状态保存、轮询等一些通用功能,这些功能是为上层的功能模块提供服务。

(3) 在最上面便是用于满足用户需求的各种功能模块Function Modules。 如图所示的Project、Expert、Users等模块,这是为了完成用户需求而设置的, 这个可以根据用户需求的变化而增加功能模块。

5总结

本文从理论技术和具体系统的设计两个方面, 对基于云平台的虚拟网络实验系统进行了研究与分析。 通过虚拟网络的建立可以为学员的网络知识学习提供更多的实践机会, 而且虚拟网络可以根据实际网络情况进行定制, 增加学员对现有网络的熟悉程度使得学习有的放矢。

摘要：本文介绍了一个基于云计算技术的虚拟网络实验系统。首先在分析了虚拟网络实验的特点后,对当前的云计算技术、计算虚拟化技术进行了论述,然后提出了利用虚拟化技术与云计算技术来实现一个虚拟网络实验系统并提出了相关设计方案。

关键词：云平台技术,虚拟化,ASP.net,富客户端,ExtJS

参考文献

[1]陈建锐.基于虚拟机的VPN实验环境构建[J].实验室研究与探索,2010,29(1):59-61.

[2]卫军,夏慧军,孟腊春.Ext JS Web应用程序开发指南[M].北京:机械工业出版社,2009.

实验云平台 篇2

金融云平台-金融云服务是什么?

什么是金融云

11月27日，阿里云宣布将整合阿里巴巴集团旗下各方面资源推出阿里金融云服务。该服务在阿里云内部被称为“聚宝盆”项目。金融云服务旨在为银行、基金、保险等金融机构提供IT资源和互联网运维服务。

应用领域

阿里云金融服务将联合其他金融产品解决方案，为银行、基金、保险等金融机构提供IT资源和互联网运维服务，同时还将为这些机构提供支付宝的标准接口和沙箱环境，让金融机构能够更好的开展互联网业务。

中国国内已经有很多互联网公司将自己的系统放在了阿里云的平台上，这次金融云的推出意味着阿里云开始进军互联网金融领域。

发展意义

中国有大量城镇银行在IT和互联网方面较为薄弱，因此在网上支付以及和支付宝对接的过程中会遇到各种困难。在接入阿里金融云服务后，银行可以用较低的成本实现在线支付和网上银行。

覆盖范围

据银监会统计，我国农村商业银行、农村信用社、村镇银行超过家。这些银行在三四线城市有大量用户，对于阿里巴巴来说，帮助这些银行实现网上支付功能，也有助于电子商务的下沉，获取更多电商用户。

截至20已经有渤海银行、东海银行、天津农商银行、厦门银行等多家银行通过聚宝盆实现了网上交易支付的功能。

社会评价

互联网金融已经成为了一个很大的趋势，很多金融机构也开始意识到要利用互联网来更好的开展服务，但是基于传统架构的直销和清算系统很容易遇到瓶颈。云计算最大的特点就是有很强的可扩展性，可以随时扩容以应对互联网流量的变化。

余额宝背后的基金公司天弘基金联合阿里云将核心系统放在了云上。根据阿里巴巴透露的数据，在将系统迁移到云计算平台后，余额宝3亿笔交易的清算可以在140分钟内完成。双十一当天，余额宝赎回61亿元，支付1679万笔，但并没有遇到太大的技术问题。

实验云平台 篇3

关键词 云存储 ；实验教学平台 ；信息化管理

中图分类号 TP311

Design and Implementation of Experimental Teaching Platform Based on Cloud Storage

HUANG Guangkun

（Mechanical and Electrical Engineering College， Hainan University， Haikou， Hainan 570228）

Abstract Experimental teaching is an important link of teaching in universities. The aim of is to realize the intelligent information management of experiment teaching. Method is to build an experimental teaching platform based on storage， information for experimental teaching by the two terminal computer and mobile publishing and teaching management. Through this platform， a college can grasp the information in the classroom； on the other hand， the platform is helpful to improve the teachers teaching quality.

Key words cloud storage ； experimental teaching platform ； teaching informatization

云存储是计算机领域当前最热门的一个研究方向，是在云计算概念基础上延伸和发展出来的一个新概念。云存储能将需要存储的数据，通过云算法存储在一个广域分布、存储介质数量不单一、硬件类型不唯一的存储设备中，使用者可以在任何时间、任何地方，透过任何可连网的装置连接到云上方便地存取数据[1]。实验教学是高校教学体系中的基本组成部分，是学生深入领悟课堂知识的重要环节。而实验教学信息化能够提高实验教学的质量，加强教师与学生之间的信息沟通，从侧面丰富教学内容。一个完善的教学管理平台，能够影响高等学校的教学工作水平和人才培养质量，对于提高教师教学质量和学科建设也具有重要意义。根据高校实际教学的需求，以系统化的软件平台为基础，不断完善实验教学网络延伸体系，以实现实验教学信息化。目前，已有学者开展了云存储在教学资源整合[2]、教学资源管理[3]、管理模式与管理系统设计[4]、典型应用[5]、架构研究与设计[6-8]等方面的研究。笔者围绕高效实验教学管理，研究基于云存储的实验教学平台的设计和实现。

1 云服务器的优势

由于一般的校园网服务器或企业级服务器无法满足瞬时迸发通讯、大数据计算等要求，为实现教师与学生的计算机与手机2种终端能够联结，本系统采用云服务器。

1.1 超大规模

Google的“云”拥有上百万服务器，国内的阿里云也拥有将近百万的多类型服务器，巨量的云服务器结合一起，能赋予用户前所未有的通讯及计算能力。

1.2 虚拟化服务器端

不需要用户自己架设光纤及服务器，不需要了解运行时服务器的具体位置，只要链接服务器的IP，就可以获取服务。

1.3 高可靠及安全性

由于传统的B/S管理系统的局限性，不可避免会遇到外来的攻击破坏。“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施以保障服务的高可靠性，使用云计算比使用本地计算机更加可靠。同时，阿里云、谷歌等顶级云服务器服务供应商都有一批专业的数据安全管理人员，比传统的中小型服务器安全性高得多。

1.4 多终端通用性

云计算不针对特定的应用，在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用，同一片“云”可以同时支撑不同的应用运行。计算机、移动终端、嵌入式设备和各类型中小服务器等都可以加入云服务器。

2 数据库结构

2.1 学生信息表

记录学生的学籍信息，包括姓名、学号、性别、班级和联系方式等。由于学生学号唯一且不为空，学生的学号是最主要的索引数据列，系统中的大部分与学生相关的数据表都用学生学号作为索引。

2.2 教师信息表

记录教师的基本信息，包括姓名、工号、性别和联系方式等。由于工号唯一且不为空，工号是最主要的索引数据列，系统中的大部分与教师相关的数据表都用工号作为索引。

2.3 课程信息表

记录所有课程的基本信息，包括课程名、考试或考查课和课程索引号等。由于课程是维持数年不变的，而班级是每学期变动的，因此以班号及课程号为双索引。

2.4 学生考勤表

记录所有学生的出勤信息。以学生学号作为查阅学生的索引，以课程索引号作为查阅课程的索引。每一堂课每一个学生都有相应的出勤登记，出勤登记列数值为BOOL类型.

2.5 学生课程成绩表

记录所有学生所有课程成绩，用学生学号作为查阅学生成绩的索引。

2.6 教师布置作业表

记录教师每节课的作业布置，以课程号和班级号作为双索引，作业内容为LONGTXT类型。

2.7 学生奖惩表

记录每个学生的奖惩，以学号作为索引。

2.8 教师备课表

记录每个教师每堂课的备课信息，以课程号及教师工号作为索引。

2.9 教师课堂评分表

记录教师的课程评分，评分由教学组督导打分。

2.10 教室情况表

记录学校所有教室的信息。

3 搭建服务器数据平台

云服务器要实现数据管理平台的功能，就需要在云服务器上搭建一个统一的数据集控制器，将所有的信息服务都布置在云服务器上。

3.1 在云端开通一个面向实验教学管理平台的端口

通过该端口可以联结云服务器中的某一区域，这一区域数据容量是固定的，但硬件绝对地址是不固定的，即端口所面向的硬件设备由云端中心处理器以云算法分配，可随时变更。端口架设完成后，服务器管理员可以通过“远程桌面”直接管理云数据。

3.2 Web应用程序平台

通过“远程桌面”，在云服务器上安装WAMP，WAMP是Windows下的一组用来搭建服务器的开源集成平台，由Apache、Mysql/MariaDB、Perl/PHP/Python组成。平台的各个软件本身都是各自独立的程序，但因为放在一起使用，拥有越来越高的兼容度，共同组成一个强大的Web应用程序平台。

3.3 在WAMP搭建的平台上搭建数据库

数据库统一采用UTF-8编码。

4 系统主要功能及类模块的设计

4.1 学生课堂出勤记录

为实现平台自动记录学生课堂出勤情况，教师在每堂课开始前，在讲台上布置一个摄像头。每个学生都要在摄像头前停留2-3 s，摄像头扫描学生相貌。摄像头扫描到学生的相貌后，平台通过人脸识别模块分辨学生。人脸识别的实现是通过购买比较完善的人脸识别模块，在此基础上进行二次开发。每一个被摄像头扫描到的学生，将会在本课堂的出勤表上自动添加记录。

4.2 教师布置作业

教师以自己的帐号及密码登录平台后，布置每一堂课的作业，作业以文本的形式记录在数据库中，学生可以通过手机、电脑浏览作业信息。

4.3 学生与教师对话留言

学生可以在平台上给教师留言。留言板做成聊天室样式，本平台是B/S结构，采用jquery、ajax结合实现界面无刷新。如果做成自动更新通话内容，需要在客户端加入时间触发器，触发时间间隔以秒计算，这样会给服务器造成极大的负载，因此通话内容由手动更新。

4.4 平台管理员信息管理

平台管理员可以对平台的所有信息进行增删改及信息维护。

4.5 数据库防注入模块

为了平台数据安全，在平台中加入防治注入模块。当应用程序使用输入内容来构造动态sql语句以访问数据库时，会发生sql注入攻击。如果代码使用存储过程，而这些存储过程作为包含未筛选的用户输入的字符串来传递，也会发生sql注入。sql注入可能导致攻击者使用应用程序登陆在数据库中执行命令。相关的sql注入可以通过测试工具pangolin进行。如果应用程序使用特权过高的帐户连接到数据库，这种问题会变得更严重。在某些表单中，用户输入的内容直接用来构造动态sql命令，或者作为存储过程的输入参数，这些表单特别容易受到sql注入的攻击。而许多网站程序在编写时，没有对用户输入的合法性进行判断或者程序中本身的变量处理不当，使应用程序存在安全隐患。用户倘若提交一段数据库查询的代码，根据程序返回的结果，获得一些敏感的信息或者控制整个服务器，于是sql注入就发生了[1]。

为了防治注入，必须在每一个信息加入点添加以下模块：

function unhtml（$content）{

$content = str_replace（">"，">；"，$content）；

$content = str_replace（"<"，"<；"，$content）；

$content = str_replace（" "，" ；"，$content）；

$content = str_replace（" "，" ；"，$content）；

$content = str_replace（"＼""，""；"，$content）；

$content = str_replace（"＼'"，"'；"，$content）；

$content = str_replace（"＼n"，"
"，$content）；

return trim（$content）；}

4.6 基于AJAX的信息添加模块

所有信息的添加都通过相同的信息添加模块完成，模块如下：

$.ajax（{

type： 'POST'，

url： 'admin_zuohao_mingxi.php'，

data： {'id'：MingxiID}，

dataType：'json'，

success：function（json）{

}}

其中url为需要链接数据库的PHP文件地址，data是需要添加的数据。

通过平台的实际运用，实验教学已经实现教师和学生通过电脑、移动2种终端的互动联结，同时利用网络的强大功能，实现课程作业、师生交流、教师备课、学生出勤等信息化。实验教学平台在培养学生的实践能力、研究能力、创新能力和综合素质等方面有着其他教学环节所不能替代的独特作用，它能激发学生学习兴趣，调动学生学习积极性，为培养学生的创新意识，提高实际动手能力和设计能力，提供了新的教学手段和模式。通过该平台，学校可以深入掌握各个实验教学课堂情况，还有助于提高教师的实验教学质量。

参考文献

[1] 叶新伟. PHP+AJAX WEB2.0编程技术与项目开发大全[M]. 北京：电子工业出版社，2008.

[2] 高宏卿，汪 浩. 基于云存储的教学资源整合研究与实现[J]. 现代教育技术，2010（3）：97-101.

[3] 王文增. 基于云存储的教学资源管理系统设计与开发[D]. 天津：天津师范大学，2013.

[4] 张延玲，刘金鹏. 高校教学资源云存储模式研究[J]. 福建电脑，2014（2）：44-45，64.

[5] 谢志昆，黄天慧，孙宙红. 云存储服务在高校教学中的应用[J]. 软件导刊（教育技术），2013（4）：79-81.

[6] 顾邦军，王福来，田 毅，等. 教学资源的云存储架构研究[J]. 福建电脑，2013（9）：44-45，129.

[7] 郭晓晨，张 磊. 高校教学资源云存储中心的研究与设计[J]. 通化师范学院学报，2013（6）：33-35.

实验云平台 篇4

关键词：云平台,网络攻防,实验室搭建

云计算的概念一经提出，就受到人们的广泛关注。由于云计算是多种技术混合演进的结果，近几年在世界各大公司推动下，发展极为迅速。2005年，Amazon宣布Amazon Web Services云计算平台。2007年11月，IBM推出了“改变游戏规则”的“蓝云”计算平台，为客户带来即买即用的云计算平台。Microsoft紧跟云计算步伐，于2008年10月推出了Windows Azure操作系统。Google是最大的云计算技术的使用者。Google搜索引擎就建立在分布在30多个站点、超过200万台的服务器的支撑之上。

1 云计算的概念

云计算是一种商业计算模型。它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和信息服务。简而言之，云计算是通过网络按需提供可动态伸缩的廉价计算服务。[1,2,3,4]云计算(Cloud Computing)是分布式计算(Distributed Computing)、并行计算(Parallel Computing)、效用计算(Utility C o m p u t i n g)、网络存储(N e t w o r k S t o r a g e Technologies)、虚拟化(V i r t u a l i z a t i o n)、负载均衡(Load Balance)等传统计算机和网络技术发展融合的产物。云计算包括以下3个层次的服务。

(1)IaaS(Infrastructure-as-a-Service)：基础设施即服务。消费者通过Internet可以从完善的计算机基础设施获得服务。

(2)PaaS(Platform-as-a-Service)：平台即服务。PaaS实际上是指将软件研发的平台作为一种服务，以SaaS的模式提交给用户。因此，PaaS也是SaaS模式的一种应用。但是，PaaS的出现可以加快SaaS的发展，尤其是加快SaaS应用的开发速度。

(3)SaaS(Software-as-a-Service)：软件即服务。它是一种通过Internet提供软件的模式，用户无须购买软件，而是向提供商租用基于Web的软件，来管理企业经营活动。

服务商提供给用户一个账号密码，用户登进去以后就进入了服务商的云平台，只需要使用平台上提供的软件，不用关心后台的硬件，网络架构，也不用关心用户数据存放的具体位置，这就是云计算提供的服务。[5,6,7,8]例如google邮箱，用户通过登录使用邮件服务，用户的邮件具体保存在哪台服务器上呢？实际上google后台有几百万台服务器在同时运行，但是用户并不用关心。

2 基于云平台的网络攻防实验室的搭建

网络攻防实验室的搭建主要使用了两套基于云平台的实验教学系统，两套系统分工不同，便于实验教师的管理和学生使用。基于云平台的信息安全实验系统HonyaCloud-SecLab主要应用于实验课时相对较短，实验内容与课堂知识点一一对应的专业课程实验；基于云平台的网络攻防竞技与对抗平台Honya-NATC主要用于实验课时相对较长，实验内容偏向于综合类、设计类的课程设计、生产实践等课程实验。

2.1 基于云平台的信息安全实验系统

实验系统逻辑上划分为云计算虚拟化平台和教育培训管理平台两部分。云计算虚拟化平台通过云计算虚拟化调度和管理为计算机教学虚拟各种实验操作环境，学生可用其进行各种计算机、网络设备和安全设备等操作，真实体验计算机系统、网络和安全信息知识和实际操作演练过程。

实验平台的硬件是由1台管理控制设备，1台云调度设备和多台云资源设备组成(如图1所示)，管理控制设备统一总管整套系统的其他设备，云调度设备可根据需求调用云资源中的虚拟环境，同时达到负载均衡，多台云资源设备则可出不同的网络设备和操作系统服务器。

2.2 基于云平台的网络攻防竞技与对抗平台

基于云平台的网络攻防竞技与对抗平台更适用于学生进行课程实践、认识实习、暑期小学期、兴趣小组活动以及学生竞赛等。通过竞技与对抗更大程度地发挥高校学生的积极性和创造力，学生知识更新也能够紧跟信息安全前沿技术和动态，达到学以致用、学有所用的目的；通过网络攻防竞技与对抗还可以实践信息安全技术，及时发现和培养信息安全领域突出人才。这也是对于信息安全专业学生在课堂随堂知识和随堂实验的一个延伸和巩固，是教学改革中从理论到实践、从实践到实战的阶梯化发展的体现。

系统为学生提供线上个人挑战赛和线下分组对抗赛两个环节。

2.2.1 个人挑战赛

个人挑战赛以计算机信息网络为竞赛内容和考察重点，分为基础、脚本、破解、溢出、内核、综合6种题型，关卡考察内容涉及WEB知识、ASP/PHP脚本、缓冲区溢出、软件脱壳破解、系统漏洞利用、社会工程学等信息安全知识。

2.2.2 分组对抗赛

线下比赛分为多个小组进行对抗，在封闭的真实对抗环境(包括DMZ区、数据区、开发测试区、内网服务区、终端区)中展开攻防角逐(如图2所示)，能够展示各位选手的个人水平和小组的协同合作能力。

3 网络攻防实验室的教学整体优化

拥有一个体系完整的网络攻防实验室，不仅具有系统的实践教学理念、丰富的实践教学内容，更要有创新的实践教学方法与严格的管理制度，以及充足的师资力量，才能够满足目前我院信息安全本科在校生200多人的实验教学，培养出具有较高综合素质和创新能力的专业学生。[9,10,11,12]

3.1 实验多元化教学成效显著

实验室的学生机采用双网卡模式，其中连接实验教学平台的网卡直接连入校园网，这样学生无论使用实验室计算机或自己在学校内的任何位置，通过浏览器可直接访问实验教学平台，输入用户名密码，进入系统开始实验操作。系统的云端进行计算资源，实验资源的合理分配调度，学生使用时无须再安装客户端，方便实验，对于时间、空间的要求更加灵活。

实验教学系统提供了实验原理、实验目的、拓扑分配和实验报告等资源，学生在上课之前可以通过登录系统预习实验，也可以根据兴趣或教师布置任务自行进行实验操作。

网络攻防实验室的教学系统中共包括了信息安全、网络安全、网络攻防、安全评估等300多个实验项目，满足我校信息安全专业的本科生进行网络安全与管理、数字签名与身份认证、信息内容隐藏、电子商务安全等多门专业课程以及密码学应用与实践、数字签名课程设计等实践类课程的实验需求。部分实验项目内容见表1。

3.2 管理一体化教师省时易行

基于云平台的实验教学系统为实验教师提供了多种管理功能，方便整个实验室的管理和维护。教师进行不同门类课程之间的准备工作较之前更加简捷。

管理员可以对系统进行实验初始化，学生管理、实验课程管理、云管理、远程桌面、远程协助、考核等管理工作。管理员可根据课程和自身的需求进行实验云平台调度，并支持虚拟化管理、拓扑设计、虚拟模板管理等功能，另外，还可以扩展设计新的实验项目。

实验教学系统中的云主机支持实验录像、实验截图、实验暂停等功能，实验教师可在备课过程中进行相关操作编写课件，也可在实验课程进行中对学生机的实验进展进行观摩指导。

3.3 评估层次化学生获益匪浅

(1)课后作业：教师在课后布置相关作业，当学生可以通过系统提交，教师既能查看选修此门课程中每位同学的作业提交情况，包括学生提交的次数、份数，以及时间和附件大小。

(2)题库练习：题库信息可在教学系统中进行添加、删除，和设置题库相关内容，学生通过课堂动手练习以后，在学习过程中跟进题目的练习，有助于知识的吸收和巩固。

(3)课程考试：考试可以从题库中抽取考题来进行组卷，也可以自行编辑考试题，并能进行考试成绩的查询(如图3所示)。

4 结束语

网络云平台使用总结 篇5

一切学习都是为了实践，为了教育好我们新世纪的接班人。于是，在网络云平台使用过程中，我每天都用网络云平台学到的知识来改进我的教育教学，在实践中也确实体验到了成功的喜悦。我时常对照专家们的指导、引领，反思自己平时的课堂教学。

首先是观念的转变。通过网络云平台使用，我才意识到我原先对课程改革的认识并不是很到位，总觉得改不改没什么大不了的。但现在我认识到，课程改革的目的是把教学生如何获得知识转变为教学生如何获得技能，就如古人说的“授人以鱼不如授人以渔”，作为一名教师，我认为这个观念的形成是很重要的。有了这个观念的引导，在 网络云平台使用中，我在教学中遇到问题和挫折时，总是积极主动地想办法去探索解决，而不是躲避。叶圣陶先生说过：教是为了最终达到不需要教。为了达成这个目标，我们在教学上就不光是简单的传授知识，更要注重教学生掌握方法，不能只停留在让学生“学到什么”，要教学生“学会学习”，学生掌握了方法，终身受用，可以自己获取知识，除了学习，还要注重启迪学生的智慧，给学生充分的空间时间，发挥出他们的想象力和创造力。

“用教材教，还是教教材？”在这次培训中我听到几位老师都提到这样一句话。教材是教学过程中的载体，但不是唯一的载体，网络云平台是一个凭借，课堂上教师可以借助网络云平台使用对学生情感的激发、或者是开发学生的思维和想象能力。我在网络云平台使用中取得了意想不到的惊喜。

其次是对课堂教学行为的重新认识与思考。课堂是教师教学生命力的所在地，也是学生智慧的发源地之一。在网络云平台使用中，我做到了以下三点：

1、及时反思自己的教学。我以前的课堂，大多都是教师讲，学生听，老师很少审视自己的教学是否引起了学生的兴趣，也不够关注学生的参与度是否与自己有关。当学生出现与课堂教学不一致的行为时，只是一味抱怨学生，很少反思自己的教学行为是否适应了学生的心理特点，是否激发了学生的求知欲。通过这次培训，在返岗实习中我每节课后都及时反思自己的教学，不断改进教学，以增加课堂教学的魅力，达到及时调控学生的情绪，引导学生积极参与课堂教学的目的，使学生获得更好的发展。

2、留给学生思考的空间和时间。学生获取知识的结果，远远比不上他获取结果的过程重要。让学生在学习上有所发现，有所体验，重要的前提是给予他在学习和研究知识的过程中主动思考和积极探索的时间与空间，这样，他的体验才是幸福而自信的，可以通过“小组合作学习”、“让学生亲历探究过程”等方式进行。

3、学会欣赏学生。我认为这是我在网络云平台使用中做得最好的一点。我在教学中充分树立以学生为本的现代教育观念，给每个学生提供思考、创造、表现及获得成功体验的机会。要做到这一点，我首先学会欣赏每一位学生，发现每一位学生的闪光点，并及时给予鼓励、表扬。学生在我的关注中，慢慢喜欢上了我，也喜欢上了我的课，产生了融洽和谐的师生情感，孩子们在课堂上的表现也非常出色，学习的积极性非常高，超过了我以往的任何课堂。

最后，积极实践，不断提升完善。

1、通过网络云平台使用，我越来越清醒地认识到一定要有终身学习的观点。当今社会、科技飞速发展，只有不断学习，方能与时俱进，以全新的眼光观察和指导自己的教学工作，时代对教师提出了非常高的要求，教师要学习的东西越来越多元化，多学科的知识都要涉及，无论是哪方面的知识都要懂一点，方能胜任新时代的教学。

2、把学到的观念方法落实在教育教学工作中。帮助学生确定适当的学习目标，指导学生形成良好的学习习惯，掌握学习策略和发展能力，创设丰富的教学情境，激发学生的学习动机和学习兴趣，充分调动学生的积极性，为学生提供各种便利，为学生服务，建立一个民主、宽容的课堂气氛，与学生一起分享他们的情感体验和成功喜悦，能够承认过失和错误。

3、向同行学习，不断提升自己。网络云平台使用，接触到了许多优秀的教师同行，他们不但有着扎实的教学功底，更有着锐意进取的钻研精神，他们不怕苦不怕难，与他们探讨、交流，不仅使自己在业务上有所得，更在思想上时刻提醒自己，化紧迫感和危机感为动力。社会不断发展，竞争日益激烈，只有自己不松懈，坚持学习教育理论，同时在思想品德上不断提升自己，使自己既有过硬的业务水平，更有教师应有的道德情操，才能适应新时代的教学。作为语文教师，自身的语文教学能力是事关教学成败的重要因素，因此，我们要丰厚自身的文化底蕴，让自己不再浅薄；我们要拓宽自身的知识视野，让自己不再闭塞；我们要陶冶自身的道德情感，让自己不再简单粗暴。

我们更要坚持网络云平台使用，在网络云平台使用中不断成长，努力寻找最利于自身发展的道路，形成自身鲜明的教学个性。只有不断学习，不断充实自己的知识，不断更新自己的教育观念，不断否定自己，才能不断进步，不断提升。通过网络云平台使用，我发现需要学习与改进的地方还有很多。在今后的日子里，我将继续从网络云平台中，听专家讲座，聆听名师课堂，学习同伴长处，不断学习理论知识，用理论指导教学实践，研究探索教育教学规律，把科研和教学结合起来，做一个专家型、学者型的教师，使自己具有初中物理教学知识方面的前瞻性。

区域云计算平台:云计算的落脚点 篇6

人们谈到云计算，往往将面向大众的公共云服务的推广当作是云计算真正落地的标志。而区域云计算平台则可以看成是目前为止公共云的实践方式之一：很多云计算厂商与地方政府合作，提供电子商务、电子政务或者中小企业孵化的服务，这些平台的实践让人们对云计算开始有逐渐深入的了解，也让人们对云计算有了超于之上的更大期望。

从企业云到区域云

通常来讲，人们往往将云计算平台按照使用范围来分为私有云(企业云)、混合云、公共云三类，并把公共云看做是“真正的云”。不过，应用于企业内部的企业云实际上成为目前各地出现的区域云计算平台的“微缩版”，使人们可以从企业云的实践中获得经验。

2009年7月22日，IBM与全球500强企业中国中化集团公司发布了全球首个企业云计算项目。作为全球首个“企业云”，中化集团实际上对自己的ERP进行了云计算方向的全面升级：中化集团借其ERP系统全面升级的契机，成功应用了IBM大中华区云计算中心提供的解决方案，将ERP系统部署于跨越两个数据中心的云端。除了对其ERP系统的云升级之外，中化集团的云计算平台试图更“大胆”的尝试，中化集团信息技术部总经理在接受本刊记者采访时曾表示，希望将企业门户尽可能多地将应用迁入到云计算的平台上来。

由ERP系统的升级而到企业门户的云平台迁移，从中化集团的例子看出，企业云平台的建立，不只需要搭建虚拟环境，更需要对云计算平台有长远的整体规划。而当这个云平台扩展到一个县、市时，这个原则同样适用。

全球信息通讯软件及服务分析咨询机构springboard Research亚太区软件部副总裁Michael Barnes先生指出：“2010年中国云计算市场将以愈60％的速度增长，随着中国各地方政府不断加大本地的云计算平台的投入和建设，以及各运营商和互联网公司在云计算上的研发和业务试点，一个全产业的上下协作创新模式即将形成。”实际上，从2008年开始，云计算中心开始在各地兴建，有一些已经有了商用实践，而他们对区域云平台的规划主要集中在两个方面：电子商务和电子政务。

2008年2月，IBM在无锡建立了太湖云计算中心，这个云计算中心为新兴的软件公司提供接人一个虚拟计算环境的能力，并支持其开发活动，成为全球第一个商用的云计算中心。现阶段，无锡太湖云计算中心就为一些刚刚开展电子商务尝试和转型的厂商提供服务。

以其客户七匹狼为例，在为七匹狼提供云计算服务时，太湖云计算中心实际上扮演了“电子商务”外包的角色：他们从平台和技术支持上全面负责七匹狼的电子商务业务，而七匹狼则需缴纳这种服务的上线费，并将利润的合计约6％交付给提供服务的太湖云计算中心和为这个中心提供基础架构的IBM。“目前，我们已经实现了超过1000万的营业额，2010年的目标是2000万，董事会要求我们在3～5年上市。”无锡市太湖云计算平台服务有限公司总经理陆建豪对《互联网周刊》说。

走向电子商务，是区域云计算平台商用的路径之一，而在电子商务较为发达的江浙地区，开展以电子商务为领头的云计算服务，成为云计算落地的重要实践。

而同在无锡，IBM与无锡(国家)软件园iPark合作的“盘古天地”项目则是另一种运作方式：新企业孵化中心。在iPark软件园，IBM提供IT基础设施和服务，由市政府支持，引进处于初创期的企业，与其签订合同，在园区内免费使用基础设施和IT服务，市政府则从企业未来的受益中获得分红。

除以电子商务为主导的云计算平台应用之外，电子政务也成为云计算厂商与地方政府合作的重要内容。6月中旬，讯鸟与江苏镇江合作的“云镇”面世。而这个云镇合作的主要内容即是电子政务：讯鸟将凌乱的市民电话等整合为统一的网络资源，形成从市民到市政府资源的端对端访问。

与云计算紧密相连的还有通信业，电信的信息化将会在提供低成本、高质量的通信服务方面起到重要的作用。据记者了解，贵州移动借助IBM的云计算方案成功建立起基于云架构的行业信息化平台，通过集中的服务界面灵活动态地管控异构的硬件环境，实现了资源的动态按需配置和高增值的服务模式；同时降低了维护成本，缩短了各类需求的响应时间，提升了管理效率。

作为大连市“城市名片”的软件外包产业，云计算不仅提供了资源整合的机会，也带来了软件外包环境改善的机会：将软件外包的环境升级，是大连市云计算平台的特点。今年5月底，为克服软件高端人才紧缺、软件外包企业规模较小、软件生产过程的成熟度较低等制约条件，大连市政府在大连高新区统一打造了软件与信息服务外包公共支撑平台，即大连云计算平台，并以此为基础，建立高端软件人才培训基地、软件开发、测试、交付共享中心，从而实现资源共享。

云计算平台只是开始

除区域云计算平台外，与高校的合作，与多家厂商的合作，成为云计算厂商合作的新形式。那么，这些云计算的“落脚点”有没有满足人们对云计算的想象呢?在“端”和云计算服务提供方面，似乎目前的区域云计算平台无法达到。

实际上，这些被冠以“高校云”、“联合云”的合作形式似乎还是无法满足人们对云计算的美好想象：在人们对云计算的认识里，云计算应该基本摒弃“端”的特点，成为纯粹依靠网络资源获得的形式；而更重要的是，它应该在更广范围上获得，在尽可能大的资源池中共享——就像Google和Amazon那样。实际上，以电子商务为例，区域云计算平台仍然为用户提供了独立的虚拟空间，这与以往的电子商务外包有很大区别。只是这种区别，难以从客户端看到——很多时候，相比较大规模的商用云计算，人们对于“端”形式往往存有过度期待。

区域云计算平台搭建后，它可以根据区域经济的特点，提供何种服务?这些服务的收费模式是怎样的?——云计算是一个新兴的IT部署和交付模式，用来通过网络实时提供产品、服务和解决方案。人们日常所说的云计算，实际上是指这种部署和交付模式的基础架构平台；而云服务则更延伸一步，是指通过云计算平台提供应用和解决方案的服务过程。比之基础架构和平台的变革，云计算更是一种商业模式的变革。具体应用方向和收费模式的确定即云计算服务的确定，是云计算平台搭建后，更为重要的一步。

基于桌面云的实验教学平台的构建 篇7

本科实验教学课程是本科教学的重要组成部分。传统实验教学中心的模式已不能适应计算机软件专业的发展和需求, 譬如教师需提前申请某时段的实验教学系统的使用权限及所需软件, 而管理员则针对需求每台实验设备上布置实验教学系统, 从而影响实验教学的实施效率[1,2]。另外, 某些专业课程的实验操作对主机的配置要求比较高, 学院需要定期按峰值需求升级或更新设备, 这容易造成硬件资源的浪费并增加实验教学成本。桌面云教学实验平台作为虚拟化技术的主要应用之一, 教师可使用终端设备通过网络访问按需自助地设置桌面环境, 而学生则可使用终端快速使用云桌面, 从而提高实验教学的效率。同时, 桌面云教学实验平台将硬件资源虚拟化成资源池, 以共享的方式提供给所有用户, 从而能最大化硬件资源的利用率, 达到节能高效的效果[3,4,5]。

本文针对传统实验教学平台存在的问题, 充分利用桌面云技术的优势, 构建基于桌面云的实验教学平台, 旨在有效降低传统实验教学过程中的人力成本和资源耗费, 提升实验教学过程整体效率。该平台面向实验教学过程的各个环节, 基于桌面云技术, 对教务数据管理、实验教学过程管理、镜像管理和基本的集群管理等进行研究与实现, 涉及到实验室的管理、学生上机实验的考勤和管理、实验教学镜像的制作、服务器集群的监控等过程。

1 平台体系结构

平台体系结构如图1所示, 主要包含了混合型桌面云服务端和实验教学系统。

1.1 混合型桌面云服务端

服务端包括基于云服务端构建的资源池、资源池监控管理系统和通信通道等。资源池中的服务器节点通过QEMU-KVM框架提供底层虚拟化运行环境, 而资源池监控管理系统通过TCP协议连接到这些服务器节点的Libvirt守护进程, 借助Libvirt库实现对物理资源和虚拟资源的监控管理。资源池监控管理系统和资源池共同构成了混合型桌面云服务端, 并为上层应用通过统一的标准化API提供底层服务。上层应用的服务端通过调用API获得底层服务。

1.2 实验教学系统

基于桌面云的实验教学系统用C/S架构实现了一整套实验教学系统的功能与业务逻辑, 该系统主要包括两大部分, 一是Windows平台客户端:为终端用户提供相应教学实验相关的操作界面和功能入口;二是实验教学后台服务端:为教师、学生和系统管理员提供云端虚拟桌面。体系结构如图2所示。

1.2.1 实验教学系统Windows客户端

客户端主要为各个角色提供相应的、教学实验相关的操作界面和功能入口, 实现对实验教学过程更高效的管理。客户端不需要拥有任何实验环境, 只需要通过统一入口即可使用所有教学实验资源。包括教务数据管理模块、实验教学过程管理模块、镜像功能模块及集群管理模块、个人功能模块等。客户端主要功能包括与服务端建立网络连接、针对不同的桌面数据利用相应的数据通道进行数据传输、对数据的处理、命令参数的处理、协议配置、数据包封装与解析、图形渲染和音视频数据处理等。其软件架构图如3所示。

1.2.2 实验教学服务端

后台服务端的桌面虚拟化实现主要为学生、管理员提供云端虚拟机的功能, 从而实现了将教学环境和本地主机进行分离的目的。

2 实验教学功能组成

实验教学系统服务端的功能主要包括教务数据管理, 如对教师、学生、教务员、实验室、课程、班级、时段课表、学期等数据的管理;实验教学过程管理, 如实验室申请、时段申请审核等;镜像功能, 如登录云端虚拟机、镜像派生、镜像制作等;虚拟机应用资源管理, 如上传应用软件到资源池、归档资源池中的应用软件、删除应用软件等。总体功能结构如图4所示。

2.1 教务数据管理模块

该模块主要用于对实验教学整个流程中涉及的教务数据, 包括学生账号、教师账号、教务员账号、班级、课程、实验室、时段课表、学期以及相互之间的关联关系进行有效的管理, 涉及单个创建、批量创建、单个导入、批量导入、删除等操作。

2.2 实验教学过程管理模块

该模块主要对实验教学的前期准备过程进行管理, 主要涉及实验室申请、实验室申请审核, 还涉及到实验环境配置、课程地点查看等操作。

2.3 镜像功能模块

该模块主要实现镜像相关的各项功能, 包括学生登录课程派生镜像、管理员登录模板镜像、基于模板镜像的学生专属镜像派生、模板镜像的制作以及镜像更改的提交 (用于管理员安装实验环境) 等。

2.4 集群管理模块

该模块主要为管理员实现了基本的集群管理功能, 主要针对虚拟资源池的物理主机、主机上运行的虚拟机进行监控管理, 涉及到动态监控 (实时监控) 和静态监控 (查看基本配置信息) 等。

2.5 个人功能模块

该模块主要为各个用户角色, 包括学生、教师、教务员、管理员提供用户登录、修改密码、用户退出的功能。

3 平台应用效果

当前软件专业各种课程的开发性、设计性实验较多, 知识面相当广泛, 涉及交叉学科、多学科知识, 传统的实验平台可能无法满足学生的需求。桌面云实验教学平台在教学中的应用使得学生对学习资源的需求可得到最大化的满足。学生可便捷地按需自助地使用资源池中的所有学习资源, 从而为学生的实践与创新能力培养提供有效的实验平台。具体如下。

3.1基于云计算的实验室具有开放性、模块化、可重复使用及互换性特点, 可拓展虚拟仪器的使用范围, 实现实验数据共享, 为多人协同的大型实验提供有利的条件;

3.2通过虚拟化技术构建的桌面云实验教学系统, 可以培养学生的创新思维和分析问题、解决问题的能力, 达到与实验室的真实实验同样的效果;

3.3基于云计算的开放实验平台为学生提供对同一实验过程进行不同观察和分析的机会, 帮助学生加深对实验的理解, 提高认知能力;

3.4基于云计算的虚拟环境可以设计出可供学生选择的、丰富的学习资源, 学生可以根据现实实验的要求, 在虚拟实验的过程中进行课程预操作, 利于问题的发现并能向教师及时反馈疑难点, 这可帮助教师对这些问题进行收集、分析和改进。

4 结语

本文构建的桌面云实验教学平台可最大化满足学生对学习资源的需求, 学生可便捷地按需自助地使用资源池中的所有学习资源, 从而为学生的实践与创新能力培养提供有效的实验平台;本项目基于桌面云实验教学平台的教学模式将有利于教师教学资源及教学成果的共享, 也有利于学生按需自助的通过云终端获取实验资源, 从而提高实验教学的质量, 促进学院学科建设的发展。

摘要：本科实验教学课程是本科教学的重要组成部分, 传统实验教学中心的模式已不能适应计算机软件专业的发展和需求。本文针对传统实验教学平台存在的问题, 充分利用桌面云技术的优势, 构建基于桌面云的实验教学平台。该平台面向实验教学过程的各个环节, 涉及到实验室的管理、学生上机实验的考勤和管理、实验教学镜像的制作、服务器集群的监控等过程。学生可通过本文构建的桌面云实验教学平台按需自助的通过云终端获取实验资源, 从而最大化满足学生对学习资源的需求。同时该平台有利于教师教学资源及教学成果的共享, 从而提高实验教学的质量, 促进学院学科建设的发展。

关键词：桌面云,实验教学平台,构建

参考文献

[1]崔贯勋.基于云计算技术的计算机实验教学平台[J].实验室研究与探索, 2013 (10) .

[2]陈冬林, 付敏, 陈玲.基于混合云的高校实验教学平台建设模式研究[J].实验技术与管理, 2013 (05) .

[3]张浩军, 赵玉娟, 王晓松.建设一体化实践教学平台培养卓越软件人才[J].实验室研究与探索, 2013 (10) .

[4]毛杰, 桑世庆.基于云桌面技术的服务外包人才培养教学平台建设[J].科技通报, 2013 (12) .

实验云平台 篇8

为适应信息社会对数学人才的需要,数学类专业培养的学生要能灵活运用数学的思想、方法和所掌握的数学知识解决实际问题。数学专业实验室是学生提高实践能力的重要场所,实验课教学水平直接影响学生实践能力培养。为提高实践课教学水平,高校开展专业实验课程教学改革,其主要内容就是保证实验课教学模式以及配套的实验硬件环境要与时俱进。关于如何利用云虚拟化技术改进实验教学效果、提高实验课时利用率等方面,许多学者与专家都对此问题进行了研究与探讨[2,3,4,7,8]。

1 数学实验教学的目标与现状

数学实验是指利用数学软件对数学模型进行计算、演绎、绘图和优化等各项处理的实验[5]。学生需要运用数学知识建立数学模型,借助计算机和数学软件来进行求解,通过解决实际问题的过程来学习和应用数学,是结合数学模型进行科学研究和教学的新型方法。

1.1 数学实验课教学的目标

数学实验课的目标是使大学生初步掌握现代数学应用技术和技能,从中领悟到数学科学研究方法的社会价值。同时学生通过实验理论联系实践,可以提高学习兴趣,加深对抽象概念的理解,训练观察问题的敏锐性、思考问题的全面性和处理问题的灵活性,转变学习方式。

1.2 数学实验课传统教学模式的现状

目前大多数高校的数学实验课教学还是传统的案例教学模式为主。以本校为例,数学专业实验课的教学安排大致有两种:一是作为独立课程开设,往往作为数学理论课程的后继课程,实验项目也是对应理论知识点安排,一般每次实验课完成实验项目;另一种是数学专业课内包含少量的实验学时,根据教学进度适当安排相应实验。不管是哪种安排,主要的教学模式基本上为“案例式教学”,即大多数数学实验都是从已知公式或理论出发,使用给定的数据和数学软件在规定课时内验证结论。每个结论推导过程的基本上包括“问题提出——建立数学模型——计算机处理——小结或进一步思考——填写实验报告”的过程。

具体的实验项目还可以分类为验证式、综合性设计性实验等,但相应的教学模式都是相同的:通常在课程的开始时介绍数学软件的基本内容和操作指令,并要求学生进行适当的练习。在每一实验开始时,先由教师介绍实验案例的背景和要求、相关的建模方法、数学上的解析的或近似的求解方法,然后布置实验任务。学生分小组或独立建立数学模型,设计模型的求解方案,再上机操作,最后完成实验报告。

这种教学模式实际操作中存在以下弊端:1)实验课教学一般进度较快,而课堂上学生需要一段时间熟悉数学专业软件的使用,缺乏必要的实验预习和小组讨论的时间,容易导致学生为了完成实验报告而直接写上最简单、稳妥的标准答案。2)每次授课班人数至少是有30 名学生,实验过程中教师难以全面地考核各位学生实验的情况,无法提供针对性的指导。 3)每学期所有实验课相关的资料、作业和数据都存放在分散的计算机上面,不便于集中归档和管理。实验室难以利用这些宝贵的数据来为实验教学提供有价值的服务。

由于以上弊端的存在,数学专业实验课教学模式必须创新才能实现它的教学目标。

2 云平台内涵

云平台包括基础设施即服务(Iaa S),平台即服务(Paa S)和软件即服务(Saa S)三个层次,主要指将硬件和软件资源进行整合,并通过互联网以服务的形式提供给用户。它具有大规模、虚拟化、高可靠性、高拓展性、多功能性等技术特点[6]。从2005年开始,云计算、云服务、虚拟化等技术兴起,至今已发展10年,技术的成熟性、可靠性得到验证,虚拟化技术得到大面积的推广。在教学领域,云计算与教学主体融合后,教育信息化将超越“传统课堂讲授+电子教案”的模式,使用计算机的实验课程不再是基于单一计算机或硬件终端的实验。

3 基于云平台的数学专业实验教学改革方案

3.1 平台架构

云实验教学平台需要硬件和软件相结合,其建设原则是充分利用已有的硬件资源。本校数学专业实验室原有200 余台式计算机、少量服务器及网络通信设备。通过对不同云平台建设方案的考察,选择最具性价比的云管理系统结合半虚拟化桌面的建设方案。数学专业实验云平台包含虚拟桌面系统、实验云资源系统和云实验教学管理系统3 个部分。硬件架构如图1。3 部分系统组合成一个完整的云实验平台(模块构成如图2)。

1)虚拟桌面系统负责为实验室的200 多台pc机器推送虚拟镜像软件和系统,可以设定并自动配置不同的实验课采用不同的系统方案,效率远高于网络克隆管理模式,同时稳定性高于纯虚拟机云系统;2)实验云资源系统管理所有的实验资源(如实验讲义、实验报告、实验视频等),并提供管理接口给其他系统;3)云实验教学管理系统(如图3)基于B2C结构,负责提供基于云平台的实验教学功能,教师或学生可以直接从浏览器访问。例如,实验员可以作为系统管理员,管理学生信息导入、实验排课等实验基础工作;教师可提交实验课所需资料,设定实验教室和实验环境,批阅实验报告;学生可以访问实验课程资料,提交实验报告等。

3.2 优点

采用了新的实验教学模式后,教师和学生的反馈意见提到有三个显著的优点:1)基于云平台的数学实验教学可以将相应的实验资源虚拟化成云资源库,以云资源库为基础向专业学生提供广泛的云实验教学服务。在云平台中,学生不需要安装服务器程序或任何客户端软件就可以利用自己的移动设备终端,在任意时间、任意地点通过浏览器访问实验教学云资源,完成实验课程学习和实验报告提交;2)云平台极大提高了实验教学效率。学生使用实验计算机时,可以随时切换不同的实验系统环境,不用担心因操作不当导致系统不稳定等问题。而以前计算机的实验软件和系统安装是非常耗时繁琐的工作,占用了实验人员大部分的维护时间,让他们没有更多时间参与到实验课教学辅导工作,间接导致实验教学效率难以提高;3)可以对实验数据进行及时归档和利用。学生实验数据保存在学生账户下的私人存储空间,实验操作过程也可以存储。实验任课老师对实验报告等数据进行实时统计、在线批改。

4 结语

本文构建了基于云平台的数学专业实验教学模式,突出3个特色:1)提供集理论教学与实践教学为一体的平台,为推进实验教学深化改革奠定良好基础;2)通过云平台提供的教学资源共享方便、快捷、易用;3)具有云技术带来的其他优势。

基于云计算、大数据、物联网等新兴IT技术与新商业模式的结合正在潜移默化地改变着教育方式,可以预见,高校教育的各个细分领域,从入学、学习、实习、到就业都将全面开启一个智能化的时代。

摘要：对数学专业实验课教学现状进行了分析,提出了基于云平台的数学实验教学模式,给出了一种具体的云平台教学实验室的硬件建设和软件建设方案。该方案转变了传统数学实验的管理模式和教学模式,解决了目前高校数学专业实验教学模式单一、学生积极性低、实验室建设成本高,管理效率、利用率、资源共享率低等问题,云平台的使用提高了实验教学效果。

关键词：云平台,数学专业实验,虚拟化,虚拟桌面,实验教学管理系统

参考文献

[1]崔贯勋基于云计算技术的计算机实验教学平台[J].实验室研究与探索,2013(10).

[2]陈冬林,付敏,陈玲.基于混合云的高校实验教学平台建设模式研究[J].实验技术与管理,2013(5).

[3]张浩军,赵玉娟,王晓松.建设一体化实践教学平台培养卓越软件人才[J].实验室研究与探索,2013(10).

[4]毛杰,桑世庆.基于云桌面技术的服务外包人才培养教学平台建设[J].科技通报,2013(10).

[5]乐励华,戴立辉,刘龙章.数学建模教学模式的研究与实践[J].工科数学,2002(6):9-12.

[6]李满玲.基于私有云的计算机课程教学模式的改革[J].牡丹江教育学院学报,2013(6).

[7]李春艳.云计算环境下计算机基础实验教学模式探讨[J].电脑知识与技术,2013(9).

实验云平台 篇9

实验条件也在不断地更新换代。虽然这些实验教学设备在升级更新后,取得了良好的教学效果,但是并没有充分发挥其应有的作用,这是因为由于学校的专业特色决定了人们普遍对教育信息技术认识水平不高,从而导致实验教学资源信息化平台建设相对滞后,教学资源缺乏有效整合,形成了一个个的信息孤岛。因此,我们应在巩固原有成果的基础上,结合当前的新技术,顺应时代潮流发展方向,解决目前存在的问题和难点。

1 实验教学中面临的问题与现状

1.1 经费问题

实验教学一直以来都存在资源分散、资源利用率不高等问题。许多服务器只承担着单一的功能,例如专项WEB服务、在线教学平台等,多数时间服务器CPU都处于低负荷运行状态。大量的服务器不仅占用了高额的硬件设备采购经费,而且每年耗电量也不小。新实验室建设经费投入成本大,动辄几百万,严重制约许多高校开展各类实验培训的步伐。而且随着信息技术的发展,不断涌现出了许多新技术新软件,现有的旧的硬件配置已经无法装载不断升级更新的新软件,教学中高清视频播放不流畅,不能满足教学活动需要。

1.2 病毒感染

为了防止病毒感染,机房一般安装还原精灵和杀毒软件等,针对一些开放性研究型或实践性课程,学生由于不能随意安装软件,因此影响了学生自主性研究和创新性开发。而在当前社会,大部分学生都拥有自己的智能手机、笔记本电脑、平板电脑、台式机等各种终端设备。一方面,他们希望能方便地通过个人设备来访问学校的实验教学资源,而不是局限于固定的实验室,受到实验室开放时间和使用空间的限制;另一方面,学生在个人终端上自己搭建实验环境需要时间和精力,而且有时也不具备全部的实验条件。

1.3 机房运维工作量大

由于各部门自行采购的服务器型号繁多,而且实验教学所要求的软件环境也是各不相同,频繁的硬件维护和软件安装也让管理人员疲于奔命,使得本来人员配备不足的管理人员忙于各种繁琐的重复劳动中,不能将更多精力用于学校的信息化建设中去。不同的硬件和软件环境,给管理和维护增加诸多不便,无法进行统一管理,除了设备本身的老化耗损外,单个配件故障需要逐一排查和更换,维修繁琐,效率低下,也极易影响教学效果。

1.4 传统的实验教学平台成为资源访问瓶颈

传统的实验教学平台一般是网站模式,实验系统会被安装在本地服务器上,由专职管理人员负责维护。当实验系统上使用人数过多就会导致服务器拥堵,出现系统变慢甚至宕机现象,从而导致后续学生无法正常使用,只能通过系统管理员重新启动服务才能恢复正常。

2 实验教学云教育平台方案设计

云计算技术是信息技术和互联网技术发展的产物,云教育是云计算技术在教育中的运用和落实,是一种高效的面向服务的网络化教育的新模式。以云计算技术为基础,通过云教育平台把各类实验资源进行集中有效的统一管理,实现各类实验教学资源的按需访问、教育协作和高度共享等服务,从而提高教学效果[1]。实验教学的云教育平台是一个大规模的高校实验教学计算机集群,采用云计算技术搭建统一的实验教学云教育平台,以便解决传统实验教学平台中无法克服的诸多问题。

2.1 根据云计算技术中提供的资源类型,云计算可提供三种服务模式:Iaa S(基础设施即服务)、Paa S(平台即服务)和Saa S(软件即服务)

(1)Iaa S(Infrastructure-as-a-Service):基础设施即服务。学校网络信息中心以服务的形式提供虚拟硬件资源,例如虚拟主机、网络存储等。各部门用户通过提交申请可以获得所需的基础设施服务,搭建各自的应用平台,在此基础上构建和部署应用。

(2)Paa S(Platform-as-a-Service):平台即服务。实验教学中,Paa S负责提供底层集成服务,能为各部门用户提供一个独立的应用平台,包括托管,测试以及开发等等,各部门无需购买软硬件即可创建和部署应用。

(3)Saa S(Software-as-a-Service):软件即服务。在实验教学中,通过Saa S形式,个人终端无需安装软件,只需通过网络向云平台获取所需的软件服务即可,从而节省个人硬盘空间,提高系统使用效率。而且将大大减轻系统管理员的系统维护工作量,而且学生可以通过这种服务正常使用软件。

通过云教育平台,一方面,高校内部可以根据自身的实验教学资源定制服务,师生通过身份认证的方式获取服务,可根据自身情况选择实验教学资源。一方面,不同高校亦可将各自的实验教学资源联合起来,实现资源共享。Saa S的各种线上服务也可以在实验教学云平台上实现,以增进师生互动,实现信息反馈。

高校实验教学的云教育平台搭建,要根据自身情况,充分利用现有的机房环境和维护力量。首先进行硬件投入,建立起共用的服务器集群,然后将部门服务器集中进行管理,提高访问效率,推动实验教学的发展[2]。

根据本校实际情况,云教育平台架构如下图所示。

2.2 实现云教育平台需要解决的问题

云教育平台的成功建设是云教育应用于实验教学的保障。要成功搭建平台,需要解决几个实际问题。

(1)硬件方面。数台高性能服务器、大容量存储设备及相关周边设备是必需的。为保证访问速度,高速交换设备也是必需的,否则一旦出现堵塞或连接不上,会影响终端访问,不能保障云教育平台稳定运行。

(2)软件方面。本校采用两种虚拟化软件,一种是VM-ware v Sphere平台,该平台既可通过Web端访问,亦可通过桌面客户端VMware View Client访问,利用v Center Server方便快捷地管理数台物理机;一种是H3C CAS平台,该平台通过Web端进行快速访问。

(3)管理方面。由于虚拟机统一部署在虚拟化平台上,因此一般不会出现硬件故障,利于对虚拟机进行统一管理。但是由于一切资料数据都保存于终端,这也对管理人员提出更高要求。管理员不但具备过硬技术,还要从制度上进行严格管理,否则一旦操作错误或者密码泄露等都有可能带来不可修复的损失。

3 云教育平台的优势分析

3.1 整合资源,集中管理,节省成本

建立云教育平台后,不再需要原来众多的单个的服务器,而是将学校所需服务分散布置在数据中心下的虚拟机上,将学校的实验教学资源抽象化、虚拟化。一是省去了大量服务器的采购环节和成本;二是由管理员对虚拟机实行统一管理,便于维护和升级,利用虚拟机的克隆技术可以短时间内完成用户的应用部署;

3.2 提高实验教学的灵活性,加强师生互动

云教育平台能提供一种虚拟的实验教学环境,学生可以在任何时间、任何地点进行个性化自主学习。通过云教育平台,学生还可以接受线上辅导,跟老师互动,老师也可以及时对学生的学习情况进行追踪了解,从而提高教学效果。

4 结束语

云教育平台为实验教学提供了一种全新的网络教学新模式,为未来的先进教育理念绘制了美好的蓝图。但云教育平台教学模式目前还处于探索和试用阶段,要使云教育更好地服务于教学,不仅需要相关先进技术的支撑,还需要先进的规章制度、管理模式等保障,需要全校师生上下共同努力。

摘要：云教育平台是一个教育信息化综合服务平台。该文首先分析了传统实验教学平台中存在的问题,然后提出了利用云计算构建实验教学平台的方案和体系架构,分析了实现云教育平台需要解决的实际问题,并阐述了云教育平台在实验教学中的优势。

关键词：云教育,实验教学,云计算,服务平台

参考文献

[1]张以文,赵姝.高校云教育模式初探[J].实验技术与管理,2013(30):166-168.

实验云平台 篇10

现阶段,随着高校招生人数不断扩大,以及用人单位对学生动手能力要求不断提高,高校毕业生就业压力空前加大,使高校的实践教学面临严峻考验。

1.1 实验基础设施建设不足

机房、实验室越建越多,越建越大,但始终跟不上日益增加的学生数量和课程实验需要,设备更新换代频率跟不上技术发展速度。尤其是现阶段,各专业都强调实践动手能力的培养,与之相对应的现有的实验室已满足不了课内实践实验及一些单独的实验课程的实验需求。

1.2 学生实验机会不足

实验室对学生开放有限,即使开放也不能满足所有学生的实验需要,大多数实验室仅限于课内教学,学生课后无法继续练习。对于一些实验需要反复练习熟练掌握或者需要多次实验测试结果的实验,学生无法很好完成。

1.3 困难实验无法开设

一些特殊的实验是在高危、极端环境下进行,操作不可逆或不可及等,无法采用真实设备进行实验教学。但如果不进行相关实验,教学只能停留在理论教学,对提高学生的实践动手能力极为不利。

1.4 实验设备维护困难

对于一些专项实验,实验室建设费用高,实验设备、器材需求特殊,损耗大,需要特殊维护,运营成本高。一些实验因为学生数量多、实验室数量少、课程密度大,使得实验过程中发生设备、器材损坏等情况,还没来得及维修,就开始了下一轮实验,造成实验效果不好,安全隐患较多等问题,给以实验为主要教学手段的课程造成了很多不便。

尤其是一些多校区共用实验室的高校,除了实验设备、器材维护等问题,还会有交通和安全隐患等问题困扰。因此,建立一个可以在云计算网络环境下的虚拟仿真实验室平台,可以大大提高实验实践教学水平,降低办学成本,同时也为培养高水平实用型人才打下坚实基础。

2 云计算与虚拟化技术

云计算(Cloud Computing)是一种新兴的商业计算模型。它将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上,使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务[1]。云计算是虚拟化(Virtualization)、效用计算(Utility Computing)、基础设施即服务(Iaa S)、平台即服务(Paa S)、软件即服务(Saa S)等概念混合演进并跃升的结果[1]。

虚拟化技术是伴随着计算机技术的产生而出现的,作为云计算的核心技术,扮演着十分重要的角色,提供了全新的数据中心部署和管理方式,为数据中心管理员带来了高效和可靠的管理体验,还可以提高数据中心的资源利用率,低功耗绿色环保。通过虚拟平台进行管理、扩展、迁移、备份,种种操作都通过虚拟化层次完成。虚拟化技术实质是实现软件应用与底层硬件相隔离,把物理资源转变为逻辑可管理资源[2]。

3 网络虚拟仿真实验室平台

网络虚拟仿真实验室平台采用虚拟场景等虚拟现实技术,构筑实验硬件。针对不同课程需要构建相应实验模块。学生可以在仿真的实验环境中来使用实验器材进行实验,得出实验结果,检验实验结论等。学生也可以自主实验,尤其是一些有危险性的实验,也可以放心学生自行实验,可以有效提高学生的自主创新能力和动手操作能力,同时还降低了实验的危险性和配备专人监督的投入。

该实验平台除了在课上可以进行教学,课下学生还可以用电脑、平板、手机等设备在网络环境下登陆实验平台,进行课下练习,没有时间和次数限制,能够最大限度地提高学生的动手能力。

与此同时,该平台还能够有效让教师掌握学生的学习情况,学生登陆平台进行实验,教师可以设计考核模式或者自由练习模式,考核模式下,系统可以根据学生实验情况进行评分,教师也可以进行单项或者综合评价。自由练习模式下,教师可以给出专项练习并给学生进行实验指导,提高教学水平。

4 网络虚拟仿真实验室的优势

基于云计算的虚拟仿真实验室平台综合运用了云计算、虚拟仿真的多项技术,使用者可以通过平台进行全面、立体、高仿真的实验,同时也方便了教师的指导与管理。其主要优势在于以下几个方面。

4.1 实验不受时间空间限制

平台以服务器为网络节点核心,各终端可以随时随地登陆进行实验或者管理,而且在各个终端之上的内容一致,形式统一,无限扩大了实体实验室。在实验室没有做完的实验还能够保存,在其他终端或者其他时间还能够断点续作,大大提高了实验的连贯性和整体性。

4.2 服务器负载小

由于采用了云计算技术,大大减小了单一服务器的开销,保证了服务器的高效运转,保证了同时在线的实验效率,同时还能保证各项实验之间互不干扰,实验结果的准确性得到了保证。

4.3 大幅度节约教学成本

由于很多实验可以在其他终端进行,这样既节约了建设大量机房、实验室的场地,又节约了设备以及管理人员,大幅减少了学校在此方面的投入。对于在实验室内进行的课内实验,一个实验室可以作为多个专业多个课程的共用实验室,也可以建设有网络环境的教室,学生自带笔记本电脑等设备进行实验课程,大幅降低实验室建设成本以及实验室设备管理的难度与开销。

4.4 方便考核管理

学生在课内进行实验,教师可以设定考核标准,以往在实验室学生的考核往往无法量化考核,该平台可根据学生的实验情况进行考核,为教师提供考核数据。另外,系统还可以针对课下的实验及教师所留的作业实验进行考评,有效地为实验进行量化管理提供依据。在考核过程中可以采取分段考核的方式,可以有效调动学生积极性,也可以降低教师工作强度。

4.5 多校区联动

很多高校目前有多个校区同时运行,不同专业不同层次的学生分布在各个校区,各个校区相距较远,同样的实验室如果在每个校区都建设,费用支出较高,如果只在一个校区建设,那其他校区的学生来做实验,交通成本也是一项较大支出,同时安全问题也无法保证。网络虚拟仿真实验室的建设,使这些问题迎刃而解,同一实验各校区可同时上课,不互相挤占资源,保证了实验顺利进行,也促进了多校区教学资源的合理分配使用。

4.6 困难实验顺利开设

对于一些在高危、极端环境下的操作实验,大多是不可逆或者不可及,有些实验仪器及材料昂贵,无法反复多次进行实验。如果开设这些实验,实验室建设条件苛刻,花费昂贵且危险系数太大,还不一定能够达到实验目的;如果不开设实验,对学生的教学存在缺失,动手实践能力不足,进入工作岗位后将无法胜任工作,甚至会因操作失误等问题造成严重事故。网络虚拟实验室的建立彻底解决了这些问题,对于虚拟实验器材可随意组合,模拟各种情况实验。对于一些材料昂贵的实验,也不用担心实验材料浪费,可以反复实验。学生在课上课下都可以反复实验,教师不用担心学生的安全问题以及实验材料浪费等问题。达到了实验的目的,培养了学生的动手能力,为学生就业奠定了坚实基础。与此同时,也可以对企业人员进行岗位培训,加强安全生产教育,使学校与企业实现无缝对接。

4.7 设备维护简单

各项实验所需的设备、器材等是虚拟仿真的,无需特殊维护,仅需维护计算机相关设备硬件、软件即可,且计算机相关软硬件健壮性好、不易损耗、易维护、费用低,同时计算机具有备份功能,不会因为实验突然中断而造成实验清零,提高了实验的成功率,为断点续做提供可能性。

5 结语

随着云计算和虚拟仿真技术的不断发展,现代教育教学得到了前所未有的进步,使传统的课堂教育逐步开始了网络化探索,使教育突破了时间和空间的束缚。同时也使一些在课堂教学中无法实现的实验实践内容得以实现,提高了实践教学的质量。

建设基于云计算技术的网络虚拟仿真实验室平台,不但提高了学生的动手能力和创造力,还提高了教学质量和科学管理水平,节约了人才培养成本,带动了高校信息化进程,是科学、合理的实用性人才辅助培养解决方案。

摘要：随着高校教育信息化的不断深入,以及日益增加的实践教学的需求,原有的教学资源已不能完全满足实际教学的需要,因此,根据现阶段的教学情况,建设基于云计算技术的网络虚拟仿真实验室平台势在必行。笔者针对现行实践教学中遇到的问题,研究了基于云计算技术的网络虚拟仿真实验室平台的需求,分析云计算技术和虚拟仿真技术,提出搭建基于云计算技术的网络虚拟仿真实验室平台系统,以有效解决一些由于成本高、消耗大而无法采用真实设备完成的实践教学,可以在网络环境下,无限次进行实验,既降低了人才培养成本,又弥补了实验机会少的问题,大大提高了人才培养质量,是一种切实有效的人才培养的辅助手段。

关键词：云计算,网络,虚拟仿真实验室

参考文献

[1]刘鹏.云计算[M].北京:电子工业出版社,2010.

低成本构建云渲染平台 篇11

赞奇科技是国内专业从事三维图形云渲染服务的一家公司。他们面向CG行业，将图形的高密度计算通过云计算的手段提供在线实时渲染服务，并与集云公司合作，采用定制化的一体机和分布式存储，打造出渲云平台，在中国众多民营企业所提供的渲染平台中，成为出类拔萃的领先者。

渲染平台面临挑战

2012年，由赞奇科技自主研发的渲云正式上线对外运营，这是赞奇科技针对高端三维动画电影的渲染需求，通过顶级的图形处理技术和超大规模集群渲染服务，为帮助三维数字制作企业提升CG作品渲染效率、降低制作成本而推出的云渲染服务平台。

赞奇科技总经理杨昕吉介绍说，渲云自对外运营以来，已为国内上千家数字创意公司提供了三维渲染服务，受到业界的一致认可。不过，由于用户渲染量的不断增加，赞奇科技的渲云平台也面临着来自不同方面的挑战。

杨昕吉说，集群渲云平台是典型的I/O密集型高性能计算应用，任务提交到集群调度系统后，Head Node为任务指派空闲的Computing Nodes或进行队列编制，Computing Nodes接到调度指令后立即到存储路径下读取待处理的数据。该过程是多节点并发的，存储系统并发I/O吞吐压力与集群规模成正比，在渲染任务处理过程中，所有渲染节点仍然会有和存储节点的频繁数据交互过程，直到每个节点分别完成各自分配的渲染任务，并将结果回存至存储目录下。存储系统的I/O吞吐压力在渲染作业执行过程中持续存在且在任务分发阶段最为明显，存储系统的性能偏低会导致Compute Nodes迟迟不能从存储节点拷贝到数据，进而影响渲染作业的启动。

“如何给出合理的框架和有效的设计方法，来建立高性能、高可伸缩、高可用的文件存储服务，是摆在系统设计者面前极富挑战性的任务。”杨昕吉说。

分布式存储打破瓶颈

为打造规模化与低能耗的优质渲染集群，赞奇科技开始了数据中心的二期建设。

在这次升级建设中，赞奇与集云科技密切合作，采用了集云科技研发的一体机存储管理系统，实现了文件的快速存储、访问和安全备份，保证高性能和高扩展性。“一期采用的是磁盘阵列，但最终性能被限制在了存储读取设备中，没有办法突破。而第二期我们做了存储的分布式系统。”杨昕吉说，集云一体机分为客户端和服务器端，客户端用图形化方式简化管理，服务器端则执行存储优化。同时，它可对存储空间，如卷、块等，进行最大自由度的分配，并具有灵活的集群方式，适应不同的业务模型，通过存储的集群和协同工作，提升整体存储能力，使存储速度达到Gb级。

新的系统上线后，系统的访问效率得到了大大提升。杨昕吉说，通过后期IT部门的测试，他们发现，首先，存储设备的网络占用率明显下降，比原有占用率下降了2/3。第二，整体系统存储和访问速率提升3倍多。使得整个系统规模目前已经可以突破到500台。我们系统的负载有一个自动调配的过程。通过英特尔至强服务器，充分降低了我们TCO的指数。“分析测试结果表明，集云存储一体机系统在读、写性能和IOPS等方面均优于旧系统。随着我们客户端的增加，其访问性能也呈线性上升的趋势。”

系统性能提升了，也吸引了新的客户利用渲云平台进行动画渲染。像常州的恐龙园动漫、卡龙、炮炮兵、苏州的天润安鼎等都与赞奇科技有密切的合作。“总的来说，新的计算架构的存储效率确实比原来系统的读取稳定性更高。”杨昕吉说。

新模式带来低成本

在赞奇科技渲染数据中心升级过程中，集云科技在其中起到了很重要的作用。江苏集云信息科技有限公司CEO陈宝辉表示，集云从2012年就开始与英特尔合作，投身做云存储，用低成本的存储服务器横向扩展达到高性能的要求。而这恰好成为赞奇科技渲云平台的关键技术。

据介绍，集云“优之存”存储一体机是集成了软、硬件的一体化存储设备，具备强大的横向扩展能力、卓越的存储性能，是一个稳定的、可持续扩展的大型存储池。在软件方面，预装了分布式文件存储系统，可根据不同类型的存储场景需要进行存储规则配置，如分布式、条带、复制等，亦可对规则进行组合，实现文件的快速存储、访问和安全备份，保证高性能和高扩展性。硬件方面，针对存储容量、可扩展性、访问模式、容灾备份等要求进行了定向配置，与存储软件一起集成使用，从而发挥出最大的性能优势。

陈宝辉解释说，云渲染主要是利用两个能力，即计算能力、存储的读写能力，而瓶颈往往不是在计算，而是在存储上。集云科技与英特尔进行合作，参照英特尔提供的参考架构，设计了一体化的存储系统，并与赞奇科技的技术人员一起调优。“整个系统真正做到了分布式，其核心就是横向扩展（scale-out），硬盘采用低成本的SATA盘，从而降低了成本。”陈宝辉说，在系统设计过程中，英特尔的技术人员给予了大力支持，多次进行系统调优，保证了系统的性能。英特尔的参考构架是基于开源程序的，其中对像防死、防锁住等管理性都有设计。

在赞奇科技的渲染数据中心里，我们看到一排排的机柜中放置的不是一个个机箱，而是一个个托盘，这些托盘中的服务器或存储设备已经被大大简化了，它们是针对渲染云平台而专门设计的。采用这种定制化的设计可将成本降低多少？陈宝辉说，粗略算一下，这样的系统其成本只是原来高性能存储设备的1/5到1/3，而且系统性能基本在同一个数量级。

实验云平台 篇12

随着高等教育大众化趋势的形成, 高等院校经济管理类专业一般都将培养应用型、技术性人才作为自己的目标定位。为了培养和造就厚基础、宽口径、高素质、强能力、重实践、重个性的经济管理类应用型人才, 就必须要加强学生动手和解决实际问题的能力[3]。建设好学校的实验实习和研究基地, 拥有适合自己特点的专业实验室, 这是经济管理类院校发展的重要任务。

一、高校经管类实验教学平台存在的问题

目前, 随着教育信息化建设进程的加快, 我国各高校经管类实验室建设已初见成效, 在一定程度上改善了经管类实验教学平台的软硬件环境, 也提升了经管类实验教学的效果。然而, 随着逐年不断新增的软硬件, 各高校的经管类实验教学平台普遍出现如下问题:

1. 实验室建设不但成本高, 而且更新换代快

由于社会信息技术的高速发展, 学科专业发展迅速, 为让学生了解当前的大型ERP (Enterprise Resource Planning) 企业资源计划系统专业技术发展现状, 并能进行一定的实践操作, 经管类实验设备要具有一定的先进性, 以满足课程要求, 所以经管类的实验设备软硬件基本上是三到五年需要更新换代。

然而, 一方面被淘汰的设备闲置造成很大的浪费, 另一方面购置新设备需要投入大量的资金, 使得实验室基础设备建设投入的成本过高。另外教学软件也要不断升级更新, 对实验室设备的配置提供更高的需求, 这也增加了成本。同时不同部门、不同院系在进行实验室基础设施建设时, 都是根据自己的需求购置实验设备, 导致重复投入, 这也增加了建设成本。

2. 实验室设备难于共享, 设备使用率低

长期以来实验教学依附于理论教学, 仅作为理论课教学的验证。实验室是以专业为基础, 依托教研室建立起来的, 实验教学、实验室人员主要由教研室管理。在这种体制下, 各学科专业教研室各自为政, 实验室的建设也是各自建设, 经管类专业的许多基础课程都是相同或者相似的。都要学习诸如西方经济学、统计学、管理学、会计学等课程, 各专业的选修课程的交叉也是非常多的。但因教学体制的问题, 实验室分开建设, 导致教学资源无法共享, 设备使用率低。

3. 教学效率低, 教学效果不好

实验室管理信息系统集成度不高。由于逐年的实验室建设的系统平台建设可能采用不同操作平台, 并在其上建立自己的应用, 这使得不同院系的实验室之间的信息沟通不畅, 影响教学效果。由于设备老化、配置以及稳定性等方面的原因, 在处理大量数据的时候常常会导致电脑死机、不响应, 严重时甚至会造成设备损坏, 费时费力, 效率低下, 教学效果不好。

4. 实验室开放时间和实验平台场地的限制

目前由于实验室人员短缺, 经管类实验室不可能随时开放, 一方面是实验资源的浪费, 另一方面是课余时间学生对实验环境的需求无法得到满足。这样就导致在实验课程内无法完成的实验, 学生无法在实验室固有的教学环境以外的场地自行操作完成。

5. 实验设备软硬件更新困难, 无法同时支持多个教学软件

计算机硬件设备、软件更新速度加快, 设备更新淘汰周期在缩短, 每年高校都要在实验室建设方面投入大量资金, 对软硬件设备进行升级更新, 以适应教学的需求, 持续的投入给高校带来了巨大资金压力。由于各个教学软件开发商在开发各自产品的时候, 都是基于各自的需求开发平台, 会出现很多教学软件有冲突或者不兼容的情况, 无法同时支持多个教学软件。

6. 实验室管理维护成本高

通常来讲, 实验室的每台学生机上都预安装了几个操作系统以适应不同科目对不同系统的需求, 同一学生机上安装多个专业的实验软件, 这往往导致软件冲突, 系统反应缓慢。传统实验室管理模式大体可分为8步, 就实验室电脑来说必须单独部署、安全加固、维护、监控、备份和退役每台设备。

首先搭建实验室平台要购买设备, 然后对设备进行配置、测试和部署所有必备软件和安全措施, 最后再将该实验室排课, 并使之正常运行, 整个过程要花费几周时间, 耗时耗力, 工作效率相当低。如需要更新或安装新的教学软件时, 实验室管理员又必须再次重复此过程。

经实践证明, 耗时耗力的实验室教学平台搭建的部署方式已不再能满足日益增大的实验室管理需求。

二、基于云计算的经管类实验教学平台建设思路

基于经管类实验教学出现的各类问题, 笔者认为有必要建立一个统一、高效、灵活的经管类实验教学共享平台, 对实验室资源进行最大程度的整合, 能同时满足业务和专业教学的需要。容易扩展, 能够通过修改、增加等手段实现长期的可扩展性;维护方便, 要求按照无人值守规范进行设计, 后台服务系统支持各种管理、监控, 容易维护;安全实用, 要求在资源配置合理、高效率和具有安全性前提下能满足各种业务需要和应用需求, 随时随地使用实验教学平台资源。

云技术的出现为我们解决上述问题提供了解决方案。云计算是一种新的计算模型, 它将大量计算、存储和网络资源通过网络互联进行统一的管理和调度, 构成庞大的资源池向用户提供按需服务, 这种服务模式可以聚合现有各种应用的异构的软硬件平台, 形成一个统一管理运维、高效节能、可扩展和易升级的计算和存储环境, 正好可解决传统教学机房和教学实验平台的高投入、低效率与难管理等方面的问题[4]。

三、基于云计算的经管类实验教学平台设计

通过云计算技术, 既可以实现原有整体平台硬件与应用的整合, 又能适应未来新的硬件扩展与应用的增加, 达到一个无限的大统一硬件资源池 (服务器、网络、存储等) , 满足在资源池中灵活地分配和调度应用资源的需求, 保证了应用服务质量。同时还可以节省大量的软硬件的投资成本, 提高管理效率, 增加应用的灵活性[5]。

1. 经管类实验教学平台的规划设计

根据经管类实验室建设的软硬件环境及云计算平台建设规划, 如图1列出经管类实验教学云计算平台拓朴图。

下面分别描述经管类实验教学云计算平台中各核心组成部分:

(1) 云计算服务器系统云 (核心应用系统) :是云计算平台中主要运行虚拟机及应用的核心计算资源的组成, 它是由一组刀片服务器 (机架式服务器) 组成, 形成统一的资源池, 包括CPU、内存、网络资源池, 配合存储系统部分的存储池, 构成一个统一的可分配置的资源池。核心应用及未来的应用都会从资源池中获得资源分配并运行在其上, 通过其高级的功能资源平衡调度、虚拟机高可用性、虚拟机的在线迁移、电源节省等可以更有效地、灵活地分配和调整应用的资源, 实现高效、可靠、稳定、灵活、快速、方便、易扩展等特点。

(2) 云计算存储系统 (云) :是云计算平台中主要应用数据和虚拟机存储池统称, 是实现服务器系统云的核心数据支撑系统, 在规划中, 存储系统 (云) 从存放数据内容不同可分为三部分:虚拟机映像数据区、应用程序数据区、应用模板区。

(3) 云计算平台管理中心:实现对整个云计算平台的管理, 主要完成数据中心、网络、虚拟主机及集群管理、计算资源管理、虚拟机分配、资源调度、高可用性集群管理、虚拟机在线迁移、虚拟主机维护、存储池管理、电源管理等高级特性, 主完成云计算平台功能核心管理中心, 同时还包括用户自主服务门户系统, 完成不同用户的资源使用监控、统计、报表与云资源申请等功能。

(4) 云计算平台统一身份认证系统:主要完成云计算平台用户身份统一认证的管理。

(5) 云计算平台网络子系统:由两个以太网交换机构成双路冗余的链路配置方式。

(6) 云计算平台IO子系统:由两个光纤交换机构成IO双链路冗余IO子系统。

(7) VPN服务器子系统:由专门的VPN服务器设备构成, 同时云计算软件支持与其无缝连接, 同步云计算平台中用户身份信息与VPN服务器用户身份信息, 主要实现经管类实验室网外用户对云计算和应用的访问。

(8) 云计算平台备份子系统:由存储组成整个云计算平台的备份系统, 包括云计算平台中应用的备份及数据库数据备份和云计算管理平台的备份。提供学生的实验数据保存的支持服务, 为经管类学生从大一到大四的各类实验数据有延续性地保存下来。

2. 经管类实验教学平台的规划配置

经管类实验教学平台规划的硬件配置清单

在整个的设计架构中云平台管理节点可以运行在基于两台高配物理服务器的高可用集群以及集群文件系统的架构上。可用平台和集群文件系统可以兼容多种应用、服务甚至提供虚拟操作系统的高可用。

因此在该云计算平台架构上可以同时提供云管理平台、身份认证等多种不同应用虚拟机的高可用性, 并可以从最大程度上节省硬件资源。其他类型的应用服务器基本全部以虚拟机的形式运行。所需要的服务器数量可根据需要提供的服务能力进行横向调整和扩展 (如图2) [6]。

3. 经管类实验教学平台的功能分析

在实验室教学平台建设的使用模式, 教师和学生可以通过网络以按需、易扩展的方式获得所需的资源 (软件、平台、硬件) 。

(1) Saa S软件即服务功能

软件即服务功能, 教师和学生通过Internet可以直接使用配置好的教学软件和应用软件。目前经管类的教学应用主要提供的就是Saa S服务, 学生只需在能接入网络的环境下, 登陆自己的电脑, 直接在本地像使用传统应用一样方式来访问应用系统, 根本感觉不到自己所使用的系统是运行在云计算平台中。

这种方式需要云计算平台实验室管理人员事先部署好不同功能的应用, 为不同需求的课程教学提供服务。当某一应用资源不够时可以动态调整硬件资源来扩展应用软件的计算能力, 甚至可以复制、快速部署另一相同虚拟机应用软件, 满足更高负载的服务质量保证。

(2) Paas平台即服务功能

平台即服务功能就是为Iaa S加上各种功能服务器软件, 提供一个计算平台的一种功能。常见的平台即服务的功能服务器如开发服务器、数据库服务器、中间件应用服务器等。

针对经管类实验教学平台的情况, 可以实现针对不同的学院、学科 (系统) 提供云计算资源, 如HPCC高性能运算平台, 需要时通过云计算平台完成任务计算, 计算完毕后, 撤消并删除和释放云计算资源。还可以让学生在云计算平台上注册申请, 在云计算上申请使用提供的各个开发平台。利用云计算技术实现经管类实验教学平台, 为经管类专业的学生提供各种服务 (包括计算、存储、软件) , 学生可以根据实际需求随时、随地获取实验服务资源。

(3) Iaa S架构即服务功能

通过虚拟化技术, 可以在云计算平台上按需分配相应的虚拟硬件资源 (CPU、Memory、Storage、Network) 等, 在虚拟的硬件资源上安装并运行不同虚拟机系统 (linux, windows, Open Solaris, Free BSD等) , 不同的虚拟机系统可以安装不同的教学软件, 给不同的专业课程的学生使用。学生可以拥有由实验室管理人员分配的root/administrator最高权限和密码, 完全可以利用和控制自己的虚拟机系统, 学生感觉不到自己是登录到虚拟机系统上, 像使用安装在物理机器上的操作系统一样使用虚拟机系统, 决定运行什么样的应用, 学生可以继续完成实验。

在管理上, 云平台实验室管理员可以预先安装好常用的操作系统 (linux, windows等) 并制作成模板, 给不同专业分配不同的教学软件, 并创建虚拟机资源时不需要从头开始安装系统, 只需要选择已经安装好的模板, 并选择相应的虚拟机硬件资源, 就快速构建一个新的虚拟机系统, 这个过程大概只需要几分钟时间就可以完成。完全不同于传统的操作系统安装及实验室机房部署维护。如有新增的教学软件安装, 也只需安装一台虚拟机, 然后通过模板制作即可快速部署完成。

在实验教学过程中, 广大师生只需使用可上网的计算机, 通过浏览器即可方便快捷地访问“云”端的应用程序与服务, 有利于降低学校数字化校园的人力、财力、物力等投入。这样, 在实验室的建设与维护过程中, 借助云计算技术和服务构建实验教学环境, 不仅整合与利用高校实验室现有的计算机资源, 无需对计算机设备不断更新换代, 还可以再利用闲置设备, 节约实验资源, 以及软件购买和升级等成本, 提高实验室的利用率和共享力度。

基于云计算的开放式实验教学环境, 充分发挥云计算辅助教学的优势, 深化教学改革, 有利于创新实验教学模式, 开展网络化实验教学, 实现学生创新实践能力的培养, 提高教学水平和教学质量。

四、结语

云计算是计算机硬件、软件和高速互联网发展到一定阶段的必然结果, 也是用户对信息服务模式的新需求。在经管类实验教学平台建设上, 由于目前存在亟待解决的技术和管理上的问题, 云服务的应用势在必行。实验室建设资金上的开源节流, 实验室软硬件设施的更新换代、维护保养, 实验室信息资源的整合再利用都可以依托云服务得以更好的实施。云计算为解决经管类的实验室问题提供了解决的技术力量, 并使之成为可能, 为经管类实验教学发展和建设提供了新的教学改革和教学模式[7]。相信在不远的将来, 随着“云计算”的发展, 廉价和方便将会使越来越多的学校把自己的各种应用系统迁移到“云”上。

摘要：针对目前经管类实验教学中存在的设备无法升级扩展、难以共享、使用率低、维护困难等问题, 本文提出了结合最新的基于云计算技术经管类实验教学平台建设思路:跨越院系、专业和课程的局限, 打破单一的硬件设备、操作系统、应用软件、数据之间的规律, 构建资源池的教学网络架构, 集中管理整个虚拟环境——虚拟数据中心、集群、主机、虚拟服务器、网络和存储系统, 建设安全、高效、稳定、具有海量计算能力的全校共享的经管类实验教学平台, 满足全校经管类专业实验教学的需求

关键词：云计算,经管类教学,实验教学平台

参考文献

[1]张碧霞, 邬家伟.云环境下的虚拟计算机实验室——基于本体的资源配置研究[J].计算机与现代化, 2012 (3) :131-135.

[2]万利平, 陈燕.云计算在教育信息化中的应用研究[J].中国教育信息化, 2009 (9) :74-77.

[3]王宇涛.高等院校经济管理类实验室建设问题探讨[J].商场现代化, 2008.

[4]陈全, 邓倩妮.云计算及其关键技术[J].计算机应用, 2009 (9) :2562-2567.

[5]杨龙云.云计算对教育的影响[J].中国教育技术装备, 2011 (3) :115-116.

[6]马俊臣.云计算环境下的网络教学资源库建设[J].中国教育信息化, 2010 (9) :17-19.