基于云計(jì)算的計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)構(gòu)建

文/羅利花

1 云計(jì)算在教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)搭建中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

云計(jì)算又被稱之為網(wǎng)格計(jì)算，其最為突出的特點(diǎn)是能夠在非常短的時(shí)間內(nèi)，完成海量數(shù)據(jù)的處理，作為一種全新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用概念，云計(jì)算在諸多領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)信息時(shí)代到來的今天，國(guó)內(nèi)各大職業(yè)學(xué)院對(duì)信息化建設(shè)給予了高度重視，并進(jìn)一步加大投入力度。在教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的搭建中，云計(jì)算的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

1.1 可按照實(shí)際需求進(jìn)行部署

對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)而言，其中涵蓋諸多應(yīng)用和程序軟件，因此需要多個(gè)不同的數(shù)據(jù)庫(kù)與應(yīng)用程序相對(duì)應(yīng)，從而為應(yīng)用提供所需的數(shù)據(jù)資源。基于這一前提，用戶在使用相關(guān)的應(yīng)用程序時(shí)，必須有較強(qiáng)的計(jì)算能力對(duì)數(shù)據(jù)資源進(jìn)行部署，尤其是對(duì)計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)中的各種教學(xué)實(shí)訓(xùn)資源進(jìn)行應(yīng)用。云計(jì)算具有超強(qiáng)的運(yùn)算能力，可在極短的時(shí)間內(nèi)幫助用戶獲取所需的數(shù)據(jù)資源，從而使用戶能夠按照實(shí)際的使用需求進(jìn)行部署。

1.2 超高的性價(jià)比

云計(jì)算的資源全部存放在虛擬的資源池中，由此使得用戶在搭建計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)時(shí)，不需要在配置價(jià)格昂貴、存儲(chǔ)容量大的主機(jī)服務(wù)器，通過對(duì)價(jià)格較低的PC機(jī)進(jìn)行選擇，組成云計(jì)算系統(tǒng)，可以使平臺(tái)的搭建成本大幅度降低，并且計(jì)算能力毫不遜色大型主機(jī)。可見，在計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的搭建中，對(duì)云計(jì)算進(jìn)行應(yīng)用，能夠節(jié)省平臺(tái)的建設(shè)費(fèi)用。

1.3 良好的可擴(kuò)展性

借助云計(jì)算，用戶可以對(duì)所需的業(yè)務(wù)進(jìn)行擴(kuò)展，通過對(duì)動(dòng)態(tài)擴(kuò)展功能的合理利用，能確保相關(guān)任務(wù)的順利完成。不僅如此，在對(duì)云計(jì)算中的虛擬資源進(jìn)行擴(kuò)展時(shí)，還可以對(duì)計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)中的應(yīng)用程序進(jìn)行擴(kuò)展，從而滿足學(xué)生的實(shí)訓(xùn)需要。云計(jì)算良好的擴(kuò)展性，使計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的性能得到進(jìn)一步增強(qiáng)。

2 基于云計(jì)算的計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的構(gòu)建方法

2.1 教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的總體架構(gòu)

為了調(diào)動(dòng)職業(yè)學(xué)院學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性，在對(duì)教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)進(jìn)行構(gòu)建的過程中，依托云計(jì)算對(duì)平臺(tái)的總體架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以便于學(xué)生實(shí)際操作為立足點(diǎn)，通過云計(jì)算對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行級(jí)聯(lián)，借助中心服務(wù)器，對(duì)所有的計(jì)算機(jī)實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)進(jìn)行集中管理和控制。學(xué)生在使用實(shí)訓(xùn)平臺(tái)時(shí)，可按照實(shí)際需要對(duì)相關(guān)應(yīng)用進(jìn)行獲取，而平臺(tái)的管理人員則可依托云計(jì)算實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理，即利用架構(gòu)中的管理平臺(tái)的各種功能，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)查看，并對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)。教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的總體架構(gòu)如圖1所示。

由圖1可以清楚的看到，在教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)中，服務(wù)器是整個(gè)平臺(tái)的管理服務(wù)器，通過網(wǎng)卡與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，服務(wù)器除了能夠?qū)Π踩芾砥脚_(tái)進(jìn)行控制之外，還能對(duì)控制器進(jìn)行管理。在對(duì)教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)進(jìn)行使用的過程中，要現(xiàn)在管理系統(tǒng)上對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行注冊(cè)，而管理員則可利用服務(wù)器對(duì)各種課件進(jìn)行加載，課件是整個(gè)平臺(tái)中最為重要的資源，利用同步指令，將課件下載到控制器上，學(xué)生和教師則可通過計(jì)算機(jī)等設(shè)備對(duì)課件進(jìn)行使用。

2.2 控制器配置方式的選擇

在教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)中，控制器是較為重要的組成部分之一，具有不可或缺的作用，是保證學(xué)生順利開展實(shí)訓(xùn)的關(guān)鍵之所在。因此，對(duì)控制器配置方式的選擇也成為教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)構(gòu)建的重點(diǎn)環(huán)節(jié)之一。可以采用的配置方法有兩種，一種是直接通過控制器上自帶的控制臺(tái)接口進(jìn)行配置，應(yīng)當(dāng)確保控制器正確接入控制臺(tái)，借助命令行對(duì)控制器的通訊接口進(jìn)行配置，再以網(wǎng)口提供的IP地址，完成相關(guān)的通信配置。在教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的構(gòu)建中，這種配置方法是保證正常通訊的前提，當(dāng)控制器配置完畢后，可通過對(duì)eth0接口的使用，將數(shù)據(jù)注冊(cè)到服務(wù)器上。另一種方法是直接用網(wǎng)口對(duì)控制器進(jìn)行配置，網(wǎng)口通常都有默認(rèn)的配置地址，由于這個(gè)地址為系統(tǒng)自帶，所以在配置時(shí)不可以進(jìn)行更改，但端口卻可以用其它的地址，如1.1.1.2實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程連接，由此便可確保系統(tǒng)內(nèi)部的通訊正常。

圖1：基于云計(jì)算的教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)架構(gòu)示意圖

2.3 功能模塊設(shè)計(jì)

在對(duì)教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)進(jìn)行構(gòu)建的過程中，引入云計(jì)算，由此使得整個(gè)平臺(tái)是在虛擬的資源池上搭建，通過對(duì)資源池的利用，能夠?qū)崿F(xiàn)如下功能：在線學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等等。

2.3.1 平臺(tái)的核心組件

教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)通過先進(jìn)的云系統(tǒng)對(duì)相關(guān)的應(yīng)用進(jìn)行管理，除了能夠?qū)Ω鞣N數(shù)據(jù)信息進(jìn)行管理之外，還具備操作監(jiān)控等功能，云系統(tǒng)的加入，使整個(gè)平臺(tái)的運(yùn)行響應(yīng)速度大幅度提升。借助版本控制系統(tǒng)可對(duì)虛擬機(jī)等關(guān)鍵程序的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)督和控制，能按用戶的使用需要，對(duì)桌面服務(wù)進(jìn)行增減，由此可以滿足教師的教學(xué)和學(xué)生的實(shí)訓(xùn)要求。所有的服務(wù)器均通過光纖與主機(jī)進(jìn)行連接，并在服務(wù)器中設(shè)置虛擬桌面，該桌面包含臨時(shí)和永久兩個(gè)部分，既可存放在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的本地存儲(chǔ)當(dāng)中，也可以放在存儲(chǔ)服務(wù)器當(dāng)中，用戶可以自行對(duì)存放位置進(jìn)行選擇，這樣能夠使虛擬桌面得到充分利用。為確保虛擬桌面的運(yùn)行穩(wěn)定性，在構(gòu)建平臺(tái)時(shí)，加入高性能計(jì)算機(jī)群，大幅度提升了系統(tǒng)的處理速度，操作失誤的幾率隨之減小。

2.3.2 平臺(tái)主要的功能模塊

該平臺(tái)主要是針對(duì)職業(yè)學(xué)院的教學(xué)實(shí)訓(xùn)工作，因此在功能模塊的設(shè)計(jì)上應(yīng)當(dāng)以滿足教學(xué)和實(shí)訓(xùn)需要為目標(biāo)，具體的功能模塊如下：

（1）實(shí)訓(xùn)課程搜索模塊。該模塊是針對(duì)學(xué)生進(jìn)行設(shè)計(jì)的，學(xué)生登錄實(shí)訓(xùn)平臺(tái)后，可在平臺(tái)中進(jìn)行相關(guān)的實(shí)訓(xùn)操作，如實(shí)訓(xùn)問答、實(shí)訓(xùn)測(cè)試以及編寫實(shí)訓(xùn)報(bào)告等等，同時(shí)還能對(duì)所需的學(xué)習(xí)資料進(jìn)行下載。

（2）教學(xué)實(shí)訓(xùn)課程申請(qǐng)模塊。該功能模塊是針對(duì)教師的教學(xué)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)的，當(dāng)教師登錄平臺(tái)后，可對(duì)實(shí)訓(xùn)課程進(jìn)行創(chuàng)建，并將編寫好的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容通過模塊導(dǎo)入服務(wù)器當(dāng)中，同時(shí)，教師還可對(duì)實(shí)訓(xùn)環(huán)境進(jìn)行創(chuàng)建和分配，并在平臺(tái)上對(duì)學(xué)生的實(shí)訓(xùn)報(bào)告進(jìn)行批閱，還可以對(duì)學(xué)生的實(shí)訓(xùn)情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。

（3）系統(tǒng)管理模塊。該模塊是針對(duì)平臺(tái)管理人員進(jìn)行設(shè)計(jì)的，管理人員可以通過該模塊對(duì)數(shù)據(jù)資源、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等進(jìn)行管理，并且還能對(duì)相關(guān)的課程信息進(jìn)行維護(hù)，確保了平臺(tái)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

2.4 平臺(tái)的接入與訪問

2.4.1 接入方式

在對(duì)教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)進(jìn)行構(gòu)建的過程中，依托云計(jì)算，以集中管理的方式進(jìn)行實(shí)訓(xùn)進(jìn)行管理，為提高實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的應(yīng)用效果，可將之與校內(nèi)的實(shí)驗(yàn)機(jī)房進(jìn)行結(jié)合。通過實(shí)訓(xùn)平臺(tái)與機(jī)房進(jìn)行連接，能夠使學(xué)生在機(jī)房中完成實(shí)訓(xùn)。不僅如此，在設(shè)計(jì)平臺(tái)時(shí)，加入路由器設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了交換機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通，學(xué)生可隨時(shí)登陸實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，對(duì)其中的資源進(jìn)行獲取，除了可以利用計(jì)算機(jī)對(duì)虛擬桌面進(jìn)行訪問之外，還能用智能手機(jī)進(jìn)行登陸，只要輸入正確的賬號(hào)密碼，便可對(duì)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)進(jìn)行使用，完成實(shí)訓(xùn)任務(wù)。

2.4.2 訪問方式

在對(duì)基于云計(jì)算的計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)進(jìn)行使用時(shí)，可以采用以下方式進(jìn)行訪問：可在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中對(duì)客戶端進(jìn)行加載，對(duì)服務(wù)器提供的虛擬桌面進(jìn)行正常訪問；利用高性能計(jì)算機(jī)群實(shí)現(xiàn)終端虛擬化，借助office軟件滿足用戶對(duì)平臺(tái)的使用需要；可將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到云計(jì)算系統(tǒng)當(dāng)中，并與存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行連接，提高數(shù)據(jù)的利用率。

2.5 平臺(tái)的應(yīng)用效果

基于云計(jì)算構(gòu)建的計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，能夠?qū)崿F(xiàn)資源的集中管理和動(dòng)態(tài)分配，由此使物理設(shè)備的運(yùn)維成本大幅度降低。該平臺(tái)在職業(yè)學(xué)院中的應(yīng)用，給學(xué)生提供了模擬實(shí)訓(xùn)環(huán)境，確保實(shí)訓(xùn)任務(wù)的高效完成。實(shí)訓(xùn)平臺(tái)以云計(jì)算為依托，具有良好的擴(kuò)展性，能按照課程對(duì)實(shí)訓(xùn)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)置，進(jìn)一步增強(qiáng)了實(shí)訓(xùn)效果。由于該平臺(tái)是采用云計(jì)算，所以在使用時(shí)必須保證網(wǎng)絡(luò)暢通，對(duì)于校園網(wǎng)覆蓋不全面的職業(yè)學(xué)院，應(yīng)當(dāng)加快網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，以免對(duì)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的使用造成影響，這樣才能最大限度地發(fā)揮出平臺(tái)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

3 結(jié)論

綜上所述，基于云計(jì)算的計(jì)算機(jī)教學(xué)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的構(gòu)建一項(xiàng)較為復(fù)雜且系統(tǒng)的工作，在具體的構(gòu)建過程中，應(yīng)當(dāng)確保總體架構(gòu)的設(shè)計(jì)合理，同時(shí)還應(yīng)對(duì)控制器配置方式的選擇予以重視，最為重要的是，要保證功能模塊的實(shí)用性，這樣才能使實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的作用得以充分發(fā)揮，從而促進(jìn)實(shí)訓(xùn)效果的提升。