基于校園私有云的實訓教學環(huán)境的應用研究

鄭海清，廖大強

（廣東南華工商職業(yè)學院，廣東廣州，510507）

基于校園私有云的實訓教學環(huán)境的應用研究

鄭海清，廖大強

（廣東南華工商職業(yè)學院，廣東廣州，510507）

針對高職院?，F(xiàn)有的計算機實訓室中，計算機實訓機房管理中的資源分配復雜、利用不高、運維成本高等問題，采取基于校園私有云的方式來構建實訓教學環(huán)境，使得實訓教學環(huán)境高可用、自動交付。最后通過效果分析，驗證所構建的環(huán)境平臺是可行和有效的。

云計算；云服務；實訓教學；環(huán)境平臺

0 引言

私有云是一個組織所獨立擁有的，具有可管可控的基礎設施，并且其IT資源是以云資源的方式提供給用戶終端[1]。目前私有云廣泛應用各個領域，高職院校實訓教學環(huán)境也可以構建高效、自動交付的私有云來實現(xiàn)，在這個模式下可以利用虛擬化技術，在云環(huán)境下虛擬得到仿真平臺，并且所得到的各類資源按照需求將其交付給用戶[2]。這樣用戶就可以在校園網(wǎng)的環(huán)境下，隨時隨地通過輕量級終端連接到桌面系統(tǒng)，在桌面系統(tǒng)中包括了各類的資源和教學軟件，具有很好的彈性體現(xiàn)“按需定制按需供應”原則，從而可以完成虛擬仿真實訓教學。

1 傳統(tǒng)實訓教學環(huán)境問題

1.1 教學應用問題

在高職院校中實訓課程是整個教學環(huán)節(jié)中最核心內容，在傳統(tǒng)計算機實訓教學環(huán)境建設中，主要采取如下方式，一個是零散類型，不同計算機分散在不同的機房中，只是應用為播放 PPT、瀏覽網(wǎng)頁等，由于教師在使用過程中需要進行申請時段、安裝部署軟件耗費大量時間，導致整個實訓成本較高；二是集中放置，將計算機統(tǒng)一集中到實訓室或公共機房中，在集中的實訓室中多計算機進行教學軟件部署等，但由于硬件的更新?lián)Q代以及教學軟件變更等，使得整個的管理維護工作繁瑣，效率不高[3]。

1.2 管理維護問題

對于實訓員來說，教學過程存在多樣化的操作系統(tǒng)、應用軟件和教學軟件配置組合，造成學校需要投入大量的人力物力支持計算機復用，效率低，效果差；還有就是傳統(tǒng)保護卡結合軟件、不同計算機型號設備維護、多實訓室客戶端分散等，上述問題導致管理維護效率低下，無法很好滿足靈活管理的需求[4]。

從前面的分析中，可以看到在傳統(tǒng)實訓教學環(huán)境平臺管理中存在很多的不足和問題，需要采取新型的實訓教學環(huán)境構建方式即基于私有云方式來解決上述問題。

2 基于私有云實訓平臺方案

2.1 整體架構

基于私有云實訓平臺總體架構如圖1 所示。

圖1 整體架構圖

云實訓環(huán)境搭建和實現(xiàn)主要是通過虛擬化技術來實現(xiàn)的，通過虛擬化可以很好的實現(xiàn)對資源進行動態(tài)的管理，在對虛擬機進行利用的過程中，可以通過對虛擬機相應的映射到物理機器上為用戶提供相關的服務，及時有效的對用戶所要求的需求進行動態(tài)的調整，滿足用戶的計算需求，使得處于異構中的資源可以進行整合建立統(tǒng)一計算平臺和資源，還可以利用不同的平臺進行資源的整合。在此實訓環(huán)境教學平臺中，用戶通過一個統(tǒng)一入口就可以高效接入到實訓教學環(huán)境中，在這個入口中實現(xiàn)教學資源與本地資源的分離，在遠程獲取所需要的實訓教學資源即云端虛擬機，完成虛擬仿真實訓。

2.2 平臺功能

整個系統(tǒng)可以劃分為三個主要的用戶角色，系統(tǒng)管理員，對于這個用戶角色來說，其主要是對系統(tǒng)配置，對其中涉及到整個系統(tǒng)的功能如ISO注冊、虛擬機鏡像、用戶管理、權限管理等。教師用戶進行學習課程管理，創(chuàng)建學生所學習的課程內容，并對課程進行添加處理，對所帶的學生進行處理，導入相關的學生基本數(shù)據(jù)等。學生用戶是系統(tǒng)基本用戶，學生可以通過系統(tǒng)進行在線的學習，連接到遠程桌面虛擬機，在其中進行實驗課程的學習。

與此同時，云實訓教學環(huán)境還實現(xiàn)了集群管理功能，通過此功能實現(xiàn)目標集群主機的實時監(jiān)控，對系統(tǒng)運行情況進行管理配置，使得系統(tǒng)管理員可以根據(jù)運行及時調度資源，其功能如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)界面

3 應用效果

基于校園私有云的實訓教學環(huán)境的應用于2016年5月投入使用，目前運行情況良好穩(wěn)定。采用先進的桌面虛擬化和瘦終端的云管理技術，為教學的靈活運用、管理實訓室?guī)砹藰O大便利。具體來說有如下幾點的優(yōu)勢。

（1）通過云數(shù)據(jù)中心建設，采用虛擬化技術，實現(xiàn)計算資源和數(shù)據(jù)資源集中管理。虛擬化技術形成的“云桌面”推送到各個教學應用的終端。資源集中管理帶來的好處：維護成本降低、管理簡便、提高資源的可復用率。

（2）維護一個實訓資源池，將所有實訓資源遷移到資源池中進行統(tǒng)一的管理。由于學生本地主機只需要安裝一個系統(tǒng)客戶端，所以學生可以在任何擁有校園網(wǎng)的地方，比如宿舍或者圖書館進行實訓課操作。

（3）針對每種實訓環(huán)境，系統(tǒng)只維護一個模板鏡像，運行多種B/S或者C/S架構應用，如虛擬仿真軟件類應用所需云桌面提供的底層平臺可無縫兼容此類軟件，并通過云桌面的管理，讓學生規(guī)范化、智能化使用該類軟件，提高桌面利用的效率。

（4）有利于延長計算機使用年限。實訓環(huán)境接入端對系統(tǒng)的硬件要求不高，只要登錄客戶端即可接入所需實訓環(huán)境，而實訓環(huán)境的所需的計算、存儲等資源皆由私有云服務端提供。配置低的計算機仍可作為接入端使用，提高了使用年限，硬件投入成本大為降低。

4 結束語

云環(huán)境下基于私有云構建實訓教學環(huán)境的研究和實踐具有良好的應用效果，是未來實訓教學建設方向和趨勢。

[1] 廖大強. 面向多目標的云計算資源調度算法,計算機系統(tǒng)應用,2016,25(2):180-189.

[2] 吳良斌,肖祥.基于VOI的虛擬終端技術研究[J].實驗室研究與探索,2016,29(25):57-62.

[3] 廖大強. 云計算在高職院校實訓教學服務中分析與應用,數(shù)字技術與應用,2015,(6)：199.

The application research of the training environment based on the campus private cloud

Zheng Haiqing,Liao Daqiang
（Guangdong Nanhua business Career Academy, Guangzhou Guangdong,510507）

In view of the existing computer training rooms in higher vocational colleges, computer training room management resource allocation in complex, utilization is not high, maintenance cost is high, take the campus private cloud based approach to construct the practical teaching environment, the practical teaching environment of high usability, automatic delivery. Finally, through the analysis of the results, it is proved that the built environment platform is feasible and effective.

Cloud Computing; Cloud Services; Practice Teaching ; Environmental Platform

廣東省高校教育技術教學改革研究項目（編號：2015067）；南華工商學院綜合教育教學改革項目（編號：201614）；南華工商學院教育一般教學改革項目（編號：201645）；廣東省高等職業(yè)技術教育研究課題（編號GDGZ16Y088）。