基于云服务的网络实践教学探索

【摘要】：随着云计算热潮的逐渐兴起，虚拟化平台软件VMware VSphere已在很多高校中得以运用，打造云端教学。本文针对高职院校中一些课程的专业教学环境使用现状及存在问题做了分析，并依据IaaS (基础设施及服务)进行了云服务平台架构，在此平台上按照课程需求完成了教学环境的构建，基于这样的平台可以优化教学过程，提高教学质量，拓宽学生自主学习空间。

【关键词】：云服务，虚拟机，IaaS, 教学环境

目前，国内外很多高校已借助于虚拟化平台软件VMware VSphere对课程甚至整体教学做基于云服务的高效且灵活的管理，打造所谓的“云端教学”。 在本课题中使用的关键技术VMware VSphere是业界领先且最可靠的云操作系统，可以聚合和全面管理大型基础架构资源池，包括处理器，存储和网络等，使其成为一种无缝、灵活、动态的操作环境。无论是企业当前应用还是下一代的应用，都能在VMware VSphere 上更高效地运行并确保服务水平。对于学校教学管理来讲，VMware VSphere可以显著提高IT服务响应速度，为数据中心带来云计算的好处，同时也为学校各级用户，教师以及学生带来方便。

一、 问题的提出

由于高职教育的特点，我校计算机网络技术专业的很多课程实践性很强，大多采用项目导入的教学模式，要求学生在学完一门课程的同时要完成相关的项目，这就需要教学环境与教学设备的支持，但是常常受教学环境限制，而影响了教学效果。比如《计算机网络通信技术》、《Linux操作系统》等课程中需要用到的Windows server 2008以及Linux系统平台对机房环境的要求就比较高，以往我们是通过选用VMware workstation来构建课程所需要的网络架构及相关环境，解决了一部分的硬件困难，但这款软件是单机版，受制于实验室的整体管理，每次下课无论学生完成与否都还原到初始状态，无法进行及时的保存，为课程后续的进行带来困扰。

同时，既然身处互联网+时代，学校在数据中心方面也投入了大量的资金，我们的教学环境与教学手段也应该与时俱进，真正让学校的教学管理做到灵活有弹性的云端服务。

二、 云服务平台的架构

由于目前云计算发展势头迅猛，各大IT厂商都有自己的云平台技术架构，但仍旧缺乏统一的技术标准。尽管如此，大家都有着相同的三个层次：资源层，平台层，应用层，分别是IaaS（基础设施即服务），PaaS（平台即服务），SaaS（软件即服务）。借助于IaaS,我们搭建了如下图所示的云服务平台。底层由数据中心的服务器集群，共享存储以及网络构成，将物理资源全面虚拟化，该层是云服务的的核心支撑层。然后在此基础上，创建虚拟基础架构资源池，亦即虚拟数据中心vDC,vDC通过虚拟网关实现内部地址分配、地址转换、防火墙、负载均衡以及端口隔离等安全与基础服务。并利用与域的结合，通过LDAP实现用户与组的管理。所以，在此基础上可以做到定制需求，也就是根据需求创建虚拟机，将用户和虚拟机一一对应起来。

三、 云服务平台下网络专业课程教学环境

     针对我校计算机网络技术专业的一门专业基础课程《计算机网络通信技术》，利用上图所示的云服务平台在虚拟数据中心vDC定制了所需的教学环境，为用户创建了不同的虚拟机，并对用户进行授权访问。这样，用户通过浏览器访问提供的虚拟机服务，便可实现基于云平台的用户服务。

      在此平台上架构的用户虚拟机，可以不受时间、地理、PC配置等因素的限制，用一台瘦客户机就可以替代用户端的电脑。学生在课上还来不及操作的内容，可以继续在教室、宿舍进行，打开瘦客户机通过用户名和密码即可登录自己的虚拟机。如下图所示，这是在网络实践教学云平台上为其中的一组学生搭建出来的教学环境。

这样的教学环境体现出来的优势有以下几点：一个是管理的方便性，集中托管平台，资源共享共建，减轻实验室的管理负担；第二教学的延续性，学生在完成课堂学习之后，课后可以继续使用原有的环境，教师备课也不用在担心地点更换之后教学环境的改变；第三可以按需定制，符合个性化的需求。

四、 总结

 经过一个学期的试运行之后，无论老师还是学生反映良好，打造云端教学，改善了网络专业课程的授课环境。一方面，把课程所用教学环境放到云端，根据任课老师需求定制属于自己的授课环境，另一方面，学生的练习环境也放到云端，每次的操作不会因为下课而受到影响，都有了自己专属的虚拟PC，即使课后，也可以在有网络的地方通过客户端登陆继续完成，做到课堂教与学的延续性。这种云端教学优化了教学过程，提高了教学质量，拓宽了学生的自主学习空间，学生能充分地利用自己的时间来进行学习，其方式对于学科教学来说非常方便。

参考文献

[1]刘颖，刘淼晶 高校校园网云服务平台建设 北京经济管理学院学报 2012.12

[2]李征，王璐 云计算在智慧校园中的应用研究 计算机与现代化 2012.5

[3]吕倩 基于云计算及物联网构建智慧校园  计算机科学 2011.5

[4]罗军舟，金嘉晖等  云计算：体系架构与关键技术  通信学报 2011.22

[5]孙宝华  基于VMware 技术的虚拟服务器技术构建与分析 吉林大学，2010