[发明专利]基于云桌面的实验教学系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于云桌面的实验教学系统。

背景技术

目前，大部分高校在信息化建设方面已经完成了网络基础设施的建设，实现了校园网内部的互联及校园网与Internet的互联，在此环境下，高校信息化建设的重心逐渐向机房、实验室、多媒体教室建设等方面转移。

在机房、实验室、多媒体教室建设方面，目前高校基本采用传统的计算机部署模式，即为每个需求点配备一台计算机硬件设备及相应的软件系统。由于不同专业需要打造不同软、硬件环境的机房、实验室，同一专业不断更新的教学内容也往往需要不断更新机房、实验室的设备，而计算机资源有限，当前大学计算机类课程上机实验室一般都是为多门课程服务的，随着需求的不断增加，使得在实际运转中，存在越来越多的弊端，具体表现为：

（1）为满足不同专业的需求，需建设较多的机房、实验室，配备较多的实验设备，建设成本不断增加；

（2）为了保证机房、实验室的设备能正常运行，需要增加更多的维护人员进行维护工作，不仅工作效率低，且提高了日常管理及维护的成本；

（3）由于不同专业对计算资源的不同需求，CPU等计算资源利用率一般都不到15%，计算资源无法得到充分利用，造成严重的浪费；

（4）由于传统实验教学模式中一台实验计算机需要为多门课程服务，实验教学内容受到传统实验模式的限制，一些对实验环境有特殊要求（如多机、多操作系统）的实验项目被迫简化或去掉，实验教学过程的精细化程度低；

（5）由于学生在各自的物理机上进行操作，无法实现教学过程的统一管理，实验教学的互动性和监督管理能力得不到有效保障。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结合云桌面远程访问技术和虚拟机技术的基于云桌面的实验教学系统，有效降低实验教学的建设成本和维护成本，提高计算资源利用率；将桌面PC的计算和存储资源集中部署在虚拟化服务器资源池，降低云桌面实验终端的配置需求，通用性强、灵活性强；提高实验教学过程的标准化和精细化，且安全性高；提高实验教学的监督管理能力。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：基于云桌面的实验教学系统，它包括云桌面实验终端、主管理服务器、虚拟化服务器资源池、存储服务器和至少一个应用服务器，虚拟化服务器资源池内设有多个物理服务器，每个物理服务器上安装有多个虚拟机，云桌面实验终端作为输入输出设备，通过桌面网交换机与虚拟化服务器资源池中的物理服务器相连，实现对虚拟机的远程控制；主管理服务器通过管理网交换机与各物理服务器相连，用于对各物理服务器分别进行统一管理、资源调度和运行监控，主管理服务器还连接桌面网交换机，对云桌面实验终端与虚拟机的连接状态进行监控处理；存储服务器通过存储网交换机与各物理服务器相连，用于集中存放各物理服务器中的虚拟机文件；各物理服务器通过应用网交换机与至少一个应用服务器相连，实现虚拟机对应用服务器的访问。

基于云桌面的实验教学系统还包括安全访问网关服务器和身份认证目录服务器，安全访问网关服务器和身份认证目录服务器均连接到桌面网交换机，安全访问网关服务器为虚拟机提供统一的远程访问入口，同时对远程访问虚拟机的云桌面实验终端的账号行为进行记录和控制；身份认证目录服务器用于对远程访问虚拟机的账号进行存储和认证。

所述的云桌面实验终端包括多台PC终端、多台瘦客户机终端和多台移动终端中的一种或多种组合。

所述的主管理服务器包括课程实验教学管理子系统和云计算虚拟化基础架构子系统，课程实验教学管理子系统用于管理课程实验教学的全过程，云计算虚拟化基础架构子系统用于对物理服务器进行统一的资源池化管理和动态资源调配。

所述的课程实验教学管理子系统包括实验教学管理模块、实验管理模块、基本信息管理模块和系统管理模块，实验教学管理模块包括课程设置、实验排课管理、实验教学内容管理、实验课学生管理、实验室申请、实验室申请审批、课程签到管理和教学资料上传下载中的一个或多个功能子模块；实验管理模块包括实验机模板管理、实验机管理、实验授课和学生上机管理中的一个或多个功能子模块；基本信息管理模块包括学校基本信息、教学单位设置、院系基本信息、年级基本信息、班级基本信息、教师基本信息、学生基本信息和实验室基本信息中的一个或多个功能子模块；系统管理模块包括设置开学日期、角色管理、用户管理和日志管理中的一个或多个功能子模块。