高校教育私有云平臺|高校私有云平臺建設(shè)方案|中智訊
一、高?,F(xiàn)有實驗教學(xué)的特點及其面臨的問題
1、 對計算機需求量大,要求高。
計算機類課程實踐性很強,需要建設(shè)大量的計算機機房和實驗室。大多時候一個機房需要承擔(dān)多門計算機類課程的實驗教學(xué),需要在PC機上安裝多個操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件,會占用大量資源,導(dǎo)致系統(tǒng)速度變慢甚至崩潰,影響實驗教學(xué)的順利進(jìn)行。
機房管理難度大。
這種分散部署PC機的方式,降低了網(wǎng)絡(luò)管理人員的維護(hù)和管理效率。每臺PC機都有自己的操作系統(tǒng),一旦出現(xiàn)操作系統(tǒng)損壞或軟件不兼容,就需要花費大量時間重新安裝操作系統(tǒng)及相應(yīng)的驅(qū)動程序和應(yīng)用軟件等。
2、網(wǎng)絡(luò)安全性差。
學(xué)生可以通過控制硬件來安裝軟件,同時也容易將病毒帶到機器上;學(xué)生電子作業(yè)的上交必須上傳到服務(wù)器,使得網(wǎng)絡(luò)速度慢,服務(wù)器也容易遭到病毒感染。
3、教學(xué)延續(xù)性差。
為了防止學(xué)生隨意安裝其他軟件,破壞管理人員部署的教學(xué)環(huán)境,實驗室PC機用系統(tǒng)保護(hù)卡的方式來保護(hù)數(shù)據(jù)安全,這種做法也在一定程度上影響教學(xué)實驗室,一旦服務(wù)器出現(xiàn)問題,就會影響教室的正常授課。
4、實驗室開放性差。
受到實驗室網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和接入設(shè)備的限制,以及開放時間和使用空間的限制,學(xué)生不能遠(yuǎn)程使用實驗教學(xué)資源,影響了學(xué)生學(xué)習(xí)的積性和對學(xué)校教學(xué)的滿意度。
5、教學(xué)資源無法共享。
缺乏科學(xué)評估設(shè)備資產(chǎn)和教學(xué)資源的依據(jù),教學(xué)資源無法共享,造成重復(fù)投資等資源浪費現(xiàn)象。
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二、基于云平臺的虛擬實驗教學(xué)架構(gòu)
鑒于高?,F(xiàn)有的計算機機房和實驗室的構(gòu)建方案及計算機類課程的實驗教學(xué)模式的種種弊端,故而迫切需要引入新的、的構(gòu)建方案和實驗?zāi)J?,而基于云平臺的虛擬教學(xué)模式恰恰能滿足這種需要。
私有教育云平臺技術(shù)上選擇采用云計算虛擬化的方式,實現(xiàn)新的集中的應(yīng)用管理構(gòu)架。總體目標(biāo)是:通過云計算技術(shù)的應(yīng)用,將教學(xué)資源,教學(xué)實驗環(huán)境和教學(xué)實驗工具,以私有云的方式供高校師生使用。
私有教育云平臺的硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)的主要功能如下:
云服務(wù)中心:是云平臺的“大腦”,負(fù)責(zé)認(rèn)證用戶身份、服務(wù)請求的響應(yīng)、資源的統(tǒng)一調(diào)度、管理與維護(hù)云計算節(jié)點等,支持按需動態(tài)構(gòu)建應(yīng)用程序環(huán)境所需的服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、連接、存儲和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境等。
云組件設(shè)備:
是云平臺的實踐操作環(huán)境,是云平臺的運算單元、存儲單元和虛擬化承載單元,為實驗/實訓(xùn)演練平臺提供硬件支持和軟件運行環(huán)境。
云平臺支撐系統(tǒng):能夠?qū)崟r查看當(dāng)前云平臺的實例運行狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、歷史記錄的信息,并提供相關(guān)信息的管理與維護(hù)的功能。
云平臺教學(xué)管理系統(tǒng):
提供實驗室設(shè)備統(tǒng)一管理、實驗網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的統(tǒng)一切換、實驗室資源統(tǒng)一分配、實驗角色分組、實驗結(jié)果測評等功能。
實驗課程管理系統(tǒng):
提供某門實驗課程的課前預(yù)知、實驗內(nèi)容的定制、實驗報告的管理、教學(xué)計劃的安排、實驗進(jìn)度的跟蹤、實驗成績的排名等功能。
實驗操作演練平臺:
提供某門實驗課程的完整實驗體系內(nèi)容,提供教學(xué)所需的所有應(yīng)用或操作環(huán)境,提供文字、圖片、flash等實驗步驟的指導(dǎo)及相關(guān)的教學(xué)資源,以及操作視頻、教學(xué)視頻、原理型flash、互動型考核、教學(xué)程序/腳本、項目/案例資料、實驗環(huán)境模擬的輔助,使學(xué)生完成課程/案例的演練,達(dá)到技能學(xué)習(xí)的環(huán)境真實、學(xué)生真學(xué)、過程真練。
實驗教學(xué)資源庫:
是云平臺教學(xué)系統(tǒng)中應(yīng)用資源的存儲載體,支持動態(tài)構(gòu)建課程實驗/案例需要的課程資源,并提供Web登錄使用及資源管理。
三、采用云平臺進(jìn)行實驗教學(xué)的
3.1 資源整合,動態(tài)均衡
利用云服務(wù)中心、云組件設(shè)備,將學(xué)校的實驗教學(xué)資源抽象化、虛擬化,為教師和學(xué)生提供方便快捷的服務(wù)。教師和學(xué)生通過虛擬桌面的方式訪問和使用這些資源,以服務(wù)的方式獲得超出自己設(shè)備的處理能力和存儲空間,這樣的服務(wù)可以根據(jù)不斷變化的需求靈活的進(jìn)行擴展。通過合理的動態(tài)調(diào)度和均衡,服務(wù)器的處理能力得到充分的利用。
a、降低采購和使用成本,提高設(shè)備利用率
如果將傳統(tǒng)的臺式機作為瘦客戶端使用,這樣可以降低對計算機的配置要求,讓硬件的使用壽命延長三到五年,并能夠充分利用現(xiàn)有的設(shè)備和資源,大大緩解計算機設(shè)備大規(guī)模更新?lián)Q代的升級壓力。
b、集中管理,簡化部署
管理員能夠在很短的時間內(nèi)完成用戶桌面的部署,而無需在每個用戶的物理計算機上逐一安裝應(yīng)用程序,從而減輕維護(hù)壓力,同時減少病毒和漏洞的攻擊。
c、保證數(shù)據(jù)的安全性
存放在云平臺的數(shù)據(jù),由專業(yè)人員統(tǒng)一管理,合理備份,嚴(yán)格的權(quán)限管理和各種安全防護(hù)機制、安全審查機制,zui大限度的保證了用戶數(shù)據(jù)的安全性。在數(shù)據(jù)中心到終端網(wǎng)點的網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)氖墙?jīng)過專有TCP協(xié)議加密的。在終端對應(yīng)用客戶端進(jìn)行掃描、破解、反向工程等攻擊基本不可能。該數(shù)據(jù)很難被截獲破解,即使被截獲破解以后,其提供的信息也十分有限,能很好的保護(hù)原始數(shù)據(jù)信息。
d、實現(xiàn)、便捷、的上機環(huán)境
系統(tǒng)管理方面無需頻繁部署、準(zhǔn)備學(xué)生上機實驗環(huán)境。學(xué)生可以單獨使用虛擬應(yīng)用,也可以使用虛擬桌面。每個學(xué)生可使用自己專屬的學(xué)習(xí)應(yīng)用或桌面,可以使用所有學(xué)習(xí)相關(guān)的應(yīng)用和教學(xué)資源,可不受干擾學(xué)習(xí),提高教學(xué)的延續(xù)性。
e、實現(xiàn)開放式實驗室,共享教學(xué)資源
教師和學(xué)生能夠在任何時間、任何地點、使用任何設(shè)備都能獲得教學(xué)資源,大幅提升教育資源的共享程度和利用率。教師和學(xué)生可以隨時隨地辦公、學(xué)習(xí)。將電腦在教育中的應(yīng)用從教室、辦公室等固定場所解放出來,通過無線、3G、寬帶等網(wǎng)絡(luò)技術(shù),做到應(yīng)用跟我走、桌面跟我走、數(shù)據(jù)跟我走,真正實現(xiàn)隨時隨地訪問。
四、平臺內(nèi)容
(一) 技能競賽
技能競賽平臺是專業(yè)的信息安全技術(shù)實戰(zhàn)平臺,擁有數(shù)十位專業(yè)的命題團(tuán)隊和研發(fā)支持團(tuán)隊,采用在線解題模式CTF賽制,并可提供可視化數(shù)據(jù)統(tǒng)計報表,讓學(xué)生在寓教于樂中磨練技藝,提高實戰(zhàn)技能。
(二) 問答平臺
問答平臺是研發(fā)的互動式專業(yè)技術(shù)知識問答分享社區(qū)。用戶可以根據(jù)自身的需求,有針對性地提出問題;同時,這些答案又將作為參考資料,滿足有相同或類似問題用戶需求。
(三) 數(shù)據(jù)分析
憑借多年的院校合作經(jīng)驗和學(xué)生學(xué)習(xí)行為統(tǒng)計與分析經(jīng)驗,數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)能夠的統(tǒng)計學(xué)生在線操作行為數(shù)據(jù),結(jié)合科學(xué)的數(shù)據(jù)分析理論,呈現(xiàn)出多維度的數(shù)據(jù)分析結(jié)果。教師可以直觀的掌握學(xué)生整體學(xué)習(xí)進(jìn)度、準(zhǔn)確定位學(xué)生知識薄弱點,學(xué)生可以查閱各實驗學(xué)習(xí)記錄、獲取個人綜合能力評估報告
(五) 課程管理
課程管理系統(tǒng)可以自由設(shè)置課程類型、課程方向、學(xué)習(xí)路徑等,并能針對單個課程設(shè)置課程有效期、課程概述、授課老師、課程目標(biāo)、課程難度、課程封面、課程權(quán)限、課程章節(jié)等信息。
(六) 實驗管理
實驗管理系統(tǒng)支持實驗環(huán)境在線配置,實驗分類添加/刪除,實驗課程添加/編輯/刪除,實驗文檔上傳/編輯/刪除, 實驗配套視頻課程匹配等操作
(七) 公告管理
資訊管理系統(tǒng)支持資訊類型、資訊分類添加/刪除,資訊內(nèi)容發(fā)布/編輯/刪除,并支持動態(tài)檢索和批量管理功能。
(八) 競賽管理
競賽管理系統(tǒng)支持隨堂測試題庫管理、競賽題目類型、競賽題目管理、解題思路管理、比賽公告發(fā)布、競賽題目征集等功能,題庫的題型由客觀題(選擇題)、主觀題(問答題)、操作題(CTF/綜合滲透測試)組成,管理員或教師可動態(tài)更新測評和競賽題庫,并可參賽選手范圍,自由組織比賽。
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五、在線實驗云平臺的實驗內(nèi)容
中智訊在線實驗體系與內(nèi)容的設(shè)計,是基于多年來合作企業(yè)與院校客戶資源,經(jīng)過前期大量一線應(yīng)用型企業(yè),技術(shù)崗位的職業(yè)技能需求調(diào)研,同時走訪并收集了信息安全、云計算、大數(shù)據(jù)綜合實力較強重點院校的專業(yè)課程設(shè)置情況,通過分析整合院校與企業(yè)的需求,同時結(jié)合信息安全、云計算、大數(shù)據(jù)行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢和新技術(shù),整合梳理出專業(yè)課程配套實驗內(nèi)容,從而保障“InCloud開放實驗云平臺”在線實驗內(nèi)容組成更具實用性和落地性。
私有教育云平臺可以任意添加教學(xué)內(nèi)容,現(xiàn)階段包含教學(xué)內(nèi)容如下:
軟件工程類教學(xué)內(nèi)容
計算機網(wǎng)絡(luò)類教學(xué)內(nèi)容
物聯(lián)網(wǎng)工程類教學(xué)內(nèi)容
信息安全類教學(xué)內(nèi)容
等等.....
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