[发明专利]一种服务于分布式实验教学环境的在线教育云平台

说明书

本发明涉及一种服务于分布式实验教学环境的在线教育云平台，包括实验管理层、云服务层和基础设施层；所述的实验管理层，提供以课程为中心的实验管理接口，用于对实验课程所涉及的实验人员、实验模板、实验主机以及实验资源进行过程化管理；所述的云服务层，用于对实验管理层任务请求的分类、调度和处理；所述的基础设施层，基于开源云计算平台和分布式存储系统构建，提供云计算和云存储的统一服务接口；使用分布式文件系统Ceph中的块存储设备RBD作为OpenStack中Glance、Nova和Cinder组件的存储后端，实现虚拟机镜像、磁盘文件和云硬盘的统一化存储。与现有技术相比，本发明具有资源利用效率高、可扩展性强、运维管理难度低等优点。

技术领域

本发明涉及云计算技术领域，尤其是涉及一种服务于分布式实验教学环境的在线教育云平台。

背景技术

随着人工智能、云计算、大数据等新一代信息技术的快速发展以及相关商业应用的快速推广，我国对新一代信息技术人才的需求越来越大。然而，目前高校计算机实验室仍是围绕以物理机房为中心的一人一机实验管理模式展开，而新一代信息技术学科的上机实践往往需要分布式集群实验环境。以大数据相关课程为例，为便于学生更好地理解分布式数据处理的优势以及集群中各层之间的相互协作关系，Hadoop数据处理与分析平台的实验教学环境至少需要一台主节点和两台从节点，传统的一人一机模式显然无法满足上述实验场景。

如何利用现有实验设备，配合最新的信息科学技术，构建能够满足新一代信息技术学科实训需求的现代化计算机实验室，就成为开设“新兴”专业的高校亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种服务于分布式实验教学环境的在线教育云平台，具有实验模板按需调换、实验环境灵活接入、实验过程动态管控等优点。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

根据本发明的一个方面，提供了一种服务于分布式实验教学环境的在线教育云平台，包括实验管理层、云服务层和基础设施层；

所述的实验管理层，提供以课程为中心的实验管理接口，用于对实验课程所涉及的实验人员、实验模板、实验主机以及实验资源进行过程化管理；

所述的云服务层，用于对实验管理层任务请求的分类、调度和处理；

所述的基础设施层，基于开源云计算平台和分布式存储系统构建，提供云计算和云存储的统一服务接口；使用分布式文件系统Ceph中的块存储设备RBD作为OpenStack中Glance、Nova和Cinder组件的存储后端，实现虚拟机镜像、磁盘文件和云硬盘的统一化存储。

作为优选的技术方案，所述的实验管理层包括实验人员管理模块、实验主机管理模块和实验课程管理模块；

所述的实验人员管理模块，一方面用于提供基于角色的权限管理，并根据不同角色用户所对应的权限构建不同功能；另一方面，用于对系统中用户按照学院、部门、专业、班级进行层次化信息管理；

所述的实验主机管理模块，用于对实验主机进行申请、登录、终止、关机和重启控制；其中实验主机的申请包括：首先基于可启动卷的快照创建可启动卷，该可启动卷为带有可启动操作系统的磁盘文件，然后基于可启动卷创建一台实验主机；实验主机的登录基于Guacamole实现虚拟机的Web浏览器登录，其中，Windows操作系统采用RDP协议连接，Linux操作系统采用SSH协议连接；对于分布式集群中的不同实验主机通过浏览器的Tab标签灵活切换；

所述的实验课程管理模块，用于提供课程信息、课程模板、课程学生、课堂上下课以及课程资源的管理。