[发明专利]一种云计算实验教学系统构建方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及云计算技术应用领域，更具体地，涉及一种云计算实验教学系统构建方法及系统。

背景技术

云计算技术是一种资源共享的计算模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问。在私有云中，为学校、企业和政府提供资源共享、数据安全、管理方便的计算和存储服务。云计算提供的资源能够被快速提供，优势在于只需投入很少的管理工作和与服务供应商进行很少的交互。

目前多数学校计算机实验室采用传统的PC机(个人计算机)作为学生实验、实训的教学工具。然而采用PC机的实验教学存在诸多问题和难点。高校个人计算机购置投入巨大。每年个人计算机的更新换代，需要淘汰一批个人计算机；由于很多计算机实验室只能针对专业的课程，建设了大量专业计算机实验室，不能资源共享，造成资源浪费。实验室计算机的维护工作量繁重。硬件维护工作量大，数量庞大的个人计算机硬件，不同配置、不同品牌厂家，增大了机房管理员的维护难度；软件维护工作量大。实验室个人计算机的使用管理困难。使用者众多，频繁的文件拷贝，容易导致计算机感染病毒；计算机试验后的环境恢复比较困难，有时需要操作每台计算机；学生使用行为难以管控，IO存储设备管理难。校内个人计算机的资源共用性差，计算机教室固定，无法灵活调配计算机资源，造成闲置资源多。

随着云计算的飞速发展，云计算技术在各行各业的应用日趋成熟。应用在教学领域的云计算产品也不断涌现，采用云计算虚拟机代替原有的PC成为了重要的一种应用形式。然而，多数云计算虚拟机只是简单代替计算机实验室的PC机，没有尽情发挥云计算技术优势。本发明就是利用云计算技术，为学校的计算机实验室的建设开启新思路，构建一个无边界的“开放实验室”。

发明内容

本发明提供一种云计算实验教学系统构建方法，来实现以虚拟机代替现有的PC机，结合教学内容，构建一个随时随地学习、行为可控的、无边界的“开放实验室”。

本发明的又一目的在于提供一种云计算实验教学系统。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种云计算实验教学系统构建方法，包括以下步骤：

S1：云计算系统管理员或者老师根据实验教学课程内容需求，应用云计算管理系统创建虚拟机模板，所述实验教学虚拟模板包括的计算机硬件有GPU、内存、存储空间和网络，包括的计算机软件有操作系统、应用软件、学习工具和学习文，还具有控制USB接口、上网策略、拷贝粘贴功能；

S2：根据虚拟机模板、学生人数、教学需求，云计算管理系统自动生成若干虚拟机，构成虚拟机资源池池；不同的课程，可以建设不同的虚拟机资源池；

S3：云计算管理系统根据学生的用户权限和属性，判断该学生用户是否有获取实验教学虚拟机池资源的权利；若学生用户有获取该资源池的虚拟机的权利，则可以在任何网络通畅的地点获取虚拟机，进行相关的实验学习操作；

S4：学生释放虚拟机资源，释放虚拟机资源的条件包括学生主动退出、学生超过一定时间没有应用虚拟机、云计算管理系统计划的时间结束；云计算管理系统释放虚拟机资源。虚拟机资源释放后，回收到资源库，作为空闲虚拟机给其它学生用户使用。

一种云计算实验教学系统，包括云计算数据中心、通信网络和操作终端；云计算数据中心包括云计算管理系统，实验教学虚拟机模板库和若干个计算节点，云计算的操作终端通过通信网络向云计算数据中心获取云计算虚拟机，用户的实验操作在远程云计算的虚拟机上。

进一步地，所述实验教学虚拟机模板库由若干虚拟机模板组成，每个实验教学课程形成一个或多个虚拟机模板。

进一步地，所述云计算管理系统制作虚拟机模板、管理虚拟机资源池、控制虚拟机的操作权限，同时管理用户信息、提供师生在线信息交流；实验教学虚拟机模板根据实验课程要求，配置相应的操作系统、硬件参数、应用软件和教学课件；云计算管理系统依照实验教学虚拟机模板，生成完全一样的若干虚拟机，形成实验课程的虚拟机资源池；虚拟机的操作权限控制包括操作终端与虚拟机时间的文件拷贝控制、USB接口设备的控制、上网策略的控制；云计算管理系统为教学师生提供在线的信息交互，问和达的互动；也为学生提供个人的存储空间，以及以班级为单位的公共存储空间。

进一步地，一个或多个计算节点，由高性能的服务器组成，云计算管理系统根据教学课程需要，依照虚拟机模板，生成若干虚拟机，形成虚拟机资源池；不同课程，可以生成不同虚拟机资源池，同一虚拟机池的资源，学生可以分时共用，一个学生用户退出使用后，成为一个空间虚拟机释放回虚拟机资源池，其它学生可以应用。