基于虛擬化的彈性在線實驗教學系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及教育技術領域，尤其涉及一種基于虛擬化的彈性在線實驗教學系統。
[0002]
【背景技術】
[0003]現有的實驗教學系統由普通計算機聯網組成，每個使用者使用其中一臺，操作的桌面和應用都安裝在計算機上。機房的管理員負責網絡及所有計算機的軟硬件維護，手動或通過網管軟件為每一臺計算機進行系統配置和管理。
[0004]實驗教學系統主要是給使用者提供一個實驗的環境，讓理論與實驗緊密結合，同時管理人員能督促實驗的過程實施。故實驗設備和實驗教學在其中發揮重要作用。然而目前，這種實驗教學系統存在如下缺點:(一)在這種分散式架構下，機房運維方面，管理員壓力比較大，例如常見的計算機硬盤故障，排查并修復要半個小時的時間，維護幾十臺計算機將會占用至少一個全職人員。(二)數據管理方面，使用者的文件存放在各自使用的計算機上，如果計算機出現故障，數據便會丟失，如果多人共用同一臺計算機，隱私信息也有泄漏的風險。對于存在于分散的計算機上的數據，很難有效的進行備份和管理。(三)資源利用上，使用者進行程序編譯和網頁瀏覽所需的CPU及內存資源是完全不同的，正在編譯的使用者是無法使用網頁瀏覽之前使用者在計算機上的剩余資源，當前環境無法實現多個計算機間的資源靈活調度，另外標配的硬盤通常也很難充分利用。因此，個人計算機上的存儲和計算資源大部分是被浪費了，同時節能減排的政策引導下，機房所消耗的電力也不能忽視。(四)傳統環境還存在部署效率低下，部署一個新的教學機房需要為每個計算機進行操作系統克隆和應用軟件的初始化，添加新的計算機也不可避免的要進行這些工作。遇到硬件升級擴展，不只需要為每臺進行硬件操作，還要考慮軟硬件兼容性等問題。
[0005]

【發明內容】

[0006]本發明的目的:提供一種基于虛擬化的彈性在線實驗教學系統，能簡化客戶端的運維，實施集中式的數據和應用管理，提高資源利用率，滿足在線實驗教學的需要；使得實驗使用者可以隨時隨地通過局域網、電信網、互聯網、廣電網、物聯網，或者網絡的融合網絡遠程登錄系統，以網絡方式獲取服務，不需要安裝任何客戶端就可以通過瀏覽器訪問實驗環境并登錄虛擬機，同時獨享自己的實驗環境，以更好的靈活性來實踐計算機操作及開發實驗，實現實驗的結果的截圖，同時還可以選擇共享桌面，達到隨時的計算機操作指導，由于使用者擁有自己獨享的專屬實驗環境，幫助使用者使用靈活高效的備份虛擬IT資源，提高數據的安全性，降低IT資源的損壞所造成的數據丟失。對于實驗教學的管理者來說，從系統直接獲取使用者實驗操作時間、具體鍵盤操作記錄以及發呆記錄；根據以上統計，做到記錄用戶實驗操作的真實有效時間，同時，使用者的實驗截圖自動上傳給教學管理者，這樣減少了實驗報告的冗長性，提供給實驗教學一個真實性、可信的實驗證明，是用戶實驗過程證據；基于虛擬化的彈性在線實驗教學系統中虛擬桌面設計，使用者在實驗過程中的所有行為都將會被詳實記錄，這樣獲得用戶真實的學習狀況數據，將被一并作為評估用戶學習狀況的素材。
[0007]為了實現上述目的，本發明的技術方案是:
一種基于虛擬化的彈性在線實驗教學系統，包括:
一個或多個計算節點，所述的計算節點提供實驗虛擬環境；以及管理節點，所述的一個或多個計算節點分別與所述的管理節點雙向連接，所述的管理節點管理所述的一個或多個計算節點。
[0008]上述的基于虛擬化的彈性在線實驗教學系統，其中，所述的計算節點為虛擬化平臺，所述的計算節點由一個或多個虛擬實驗環境構成，且每個所述的虛擬實驗環境相互獨立隔離。
[0009]上述的基于虛擬化的彈性在線實驗教學系統，其中，所述的計算節點或管理節點或計算節點與管理節點的資源組合通過互聯網終端瀏覽器登陸。
[0010]上述的基于虛擬化的彈性在線實驗教學系統，其中，還包括部署在所述的計算節點上的在線實驗云平臺、教學管理層至少一臺服務器；所述的在線實驗云平臺上創建單獨的虛擬機，并對所述的虛擬機進行開關機操作，所述的服務器為所述的虛擬機提供CPU及內存資源；所述的服務器通過KVM虛擬化技術設置成一個虛擬機資源池，所述的教學管理層安裝在所述的服務器的虛擬化層上。
[0011]上述的基于虛擬化的彈性在線實驗教學系統，其中，所述的虛擬機上設有虛擬桌面，所述的虛擬桌面通過只讀模式或協作模式共享。
[0012]上述的基于虛擬化的彈性在線實驗教學系統，其中，所述的服務器內設有項目實驗資源，所述的項目實驗資源包含一組實驗模板，每個所述的實驗模板包含實驗所需的多個虛擬機鏡像及實驗文檔。
[0013]上述的基于虛擬化的彈性在線實驗教學系統，其中，所述的項目實驗資源提供接口支持實驗包的導入及升級，提供所述的實驗包定制不同的實驗組合。
[0014]上述的基于虛擬化的彈性在線實驗教學系統，其中，還包括備份平臺，是基于虛擬化技術的備份軟件，所述的備份平臺對運行狀態的所述的虛擬機進行全備份及增量備份，將磁盤備份到NFS及Virtual Disk。
[0015]上述的基于虛擬化的彈性在線實驗教學系統，其中，所述的備份平臺提供Web U1、命令行及Restful API三種接口。
[0016]本發明通過一個或多個提供實驗虛擬環境的計算節點以及一個提供管理功能的管理節點，實現了在線實驗環境和功能的彈性配置。
[0017]
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明基于虛擬化的彈性在線實驗教學系統的架構圖。
[0019]圖2是本發明基于虛擬化的彈性在線實驗教學系統的實驗操作及監控圖。
[0020]
【具體實施方式】
[0021]以下結合附圖進一步說明本發明的實施例。
[0022]請參見附圖1所示，一種基于虛擬化的彈性在線實驗教學系統，包括:
一個或多個計算節點I，所述的計算節點I提供實驗虛擬環境；以及
管理節點2，所述的一個或多個計算節點I分別與所述的管理節點2雙向連接，所述的管理節點2管理所述的一個或多個計算節點I。
[0023]所述的計算節點I為虛擬化平臺，所述的計算節點I由一個或多個虛擬實驗環境構成，且每個所述的虛擬實驗環境相互獨立隔離，實驗使用者可以獨享自己的虛擬實驗環境，以更好的靈活性來實踐計算機操作及開發實驗；實驗使用者可以共享虛擬實驗環境進行相互監督指導，包括實驗管理，用戶管理，服務器管理，虛擬環境管理，虛擬鏡像管理，系統配置管理，任務管理等功能。
[0024]請參見附圖2所示，所述的計算節點I或管理節點2或計算節點I與管理節點2的資源組合通過互聯網終端瀏覽器登陸。使用者通過微軟的IE瀏覽器，輸入本系統所在的域名，使用者可以登錄賬戶，獲得提供的虛擬化平臺，獨享自己的實驗環境，以更好的靈活性來實踐計算機操作及開發實驗，使用者還可以共享虛擬機進行相互監督指導。管理員可以查看系統所有資源的基本信息，包括用戶，虛擬機，服務器，鏡像，實驗，存儲以及網絡。進行實驗管理，用戶管理，服務器管理，虛擬環境管理，虛擬鏡像管理，系統配置管理，任務管理等功能。
[0025]還包括部署在所述的計算節點I上的在線實驗云平臺、教學管理層至少一臺服務器；所述的在線實驗云平臺上創建單獨的虛擬機，并對所述的虛擬機進行開關機等操作，所述的服務器為所述的虛擬機提供CPU及內存資源；所述的服務器通過KVM虛擬化技術設置成一個虛擬機資源池，所述的教學管理層安裝在所