云計算教學平臺是建立在云計算技術基礎上的一種服務模式，通過網(wǎng)絡將計算資源、存儲資源和應用程序等提供給教育機構和師生使用。旨在提供高效、可靠、安全的云計算服務，幫助教育機構實現(xiàn)教學資源的存儲、處理和交互。在教學應用中，云計算教學平臺可以快速搭建起專門的教學平臺，加強協(xié)作共享，有利于進行長效性的集體備課活動管理，提高教學活動效率和教學水平。同時，它還可以跟蹤、記錄教學設計、實施和評價全過程，有利于推廣教育信息化。

云計算模塊

云計算模塊在云計算架構中扮演著至關重要的角色，它們各自承擔著不同的功能，共同為用戶提供高效、安全、靈活的云計算服務。

虛擬化管理系統(tǒng)平臺需要通過對硬件設備的虛擬化形成 虛擬化資源池，可實現(xiàn)按需提供基礎 IT 資源（包括計算能力、 存儲能力和網(wǎng)絡能力）并且實現(xiàn)資源的“彈性”分配。用戶可 通過 Web 界面實現(xiàn)對集群的集中管理，包括虛擬機、網(wǎng)絡資源 池、存儲等資源，從而為用戶提供基礎 IT 環(huán)境。

功能需求包括：

 ① 系統(tǒng)應基于 Linux 操作系統(tǒng)內(nèi)核構建，支持 KVM 虛擬 化技術；支持通過 Web 方式訪問管理界面完成管理工 作；支持版本的谷歌瀏覽器和火狐瀏覽器。

② 基礎配置管理功能，包括集群物理主機列表，系統(tǒng)服 務列表，系統(tǒng)計算，存儲，網(wǎng)絡服務狀態(tài)查看；系統(tǒng) 參數(shù)設置；

③ 計算相關管理功能，主要包括計算規(guī)格，云主機和鏡 像管理；計算規(guī)格管理可設置云主機的 CPU 和內(nèi)存， 云盤容量。云主機管理功能包括云主機的創(chuàng)建、停止、 啟動、重啟、關閉電源、刪除、暫停、恢復等基本生 命周期控制，云主機可查看日志；云主機快照；云主 機可加載網(wǎng)絡接口；云主機可加載云盤；支持云主機 元數(shù)據(jù)功能；鏡像管理包括鏡像的上傳刪除等功能， 云主機可保存為鏡像功能；*必須同時支持基于Windows 鏡像及 Linux 鏡像生成虛擬主機；支持 ISO,QCOW2 等鏡像格式；Web 管理界面支持展示鏡像虛 擬容量和實際容量； ④ 存儲管理功能，包括云盤（卷）的創(chuàng)建，數(shù)據(jù)云盤容 量擴充，數(shù)據(jù)云盤的加載，存儲組件具備支持 iSCSI， FC SAN，NFS 等網(wǎng)絡存儲能力；

⑤ 網(wǎng)絡管理功能，包括網(wǎng)絡配置，路由設置，彈性 IP, 網(wǎng)絡安全組,網(wǎng)絡拓撲圖功能；建立網(wǎng)絡時*網(wǎng)絡類型 需支持 flat,vlan,vxlan 等網(wǎng)絡類型，建立網(wǎng)絡可dhcp 地址池；支持云主機直接使用扁平(flat)網(wǎng)絡 IP 資源；支持云主機通過 dhcp 服務器自動獲取分配 的 IP 地址；可云主機固定 ip 地址；支持云主機 使用基于 vlan 或者 vxlan 的虛擬三層網(wǎng)絡地址，支持 路由功能，路由可連接多個三層子網(wǎng)以使子網(wǎng)內(nèi)主機 可訪問外網(wǎng)或者互相訪問；支持彈性 IP，可以通過彈 性 IP 直接訪問到三層內(nèi)網(wǎng)主機；支持安全組設置；安 全組應支持 ICMP，TCP,UDP 等數(shù)據(jù)包類型；網(wǎng)絡拓撲 圖可直觀顯示當前網(wǎng)絡拓撲情況。

⑥ 系統(tǒng)應支持內(nèi)存，CPU，存儲的超分；支持多計算節(jié)點 組成集群；

⑦ 系統(tǒng)應支持通過瀏覽器以 Web 方式訪問云主機桌面；

⑧ 系統(tǒng)應提供基于 REST API 服務能力；

⑨ 系統(tǒng)應提供基于角色，組，用戶的權限管理功能；

⑩ 系統(tǒng)應提供云主機，CPU，內(nèi)存，彈性 IP，安全組，存 儲等使用情況展示信息。

云實訓模塊 

云實訓模塊具有資源共享、高效協(xié)作、成本節(jié)約、數(shù)據(jù)安全和實訓環(huán)境一致性等優(yōu)點，使得它在教學、培訓等領域中得到了廣泛的應用。

在云計算平臺提供的硬件虛擬化基礎之上，云實訓平臺構建了教學實訓環(huán)境。實現(xiàn)了每個學生的實訓環(huán)境互相隔離、實訓過程互不干擾，教師可以一鍵操作即可創(chuàng)建一套全新的實訓環(huán)境供學生實訓，方便學生高效的完成實訓操作的同時，大幅 降低了教師組織實訓的難度和成本。

① 本系統(tǒng)運行在開源操作系統(tǒng) Linux 平臺下，應使用瀏 覽器/服務器模式提供服務,用戶使用新版本的谷歌 瀏覽器訪問系統(tǒng)；

② 系統(tǒng)支持包括系統(tǒng)管理員，教師，學生三種角色。

管理員負責系統(tǒng)配置維護，實訓模板創(chuàng)建等工作，教師 負責課程維護，實訓任務維護等教學工作，學生參與實訓并提交實訓報告。

管理員角色功能：

① 系統(tǒng)設置配置各項云計算基礎參數(shù)如物理機、集群、 鏡像服務器等基礎資源；

② 系統(tǒng)基礎設置：管理員可便捷的構建實訓網(wǎng)絡環(huán)境， 快速創(chuàng)建三層網(wǎng)絡架構的網(wǎng)絡環(huán)境池；可維護彈性 ip 池，支持為每個學生的實訓環(huán)境構建獨立的網(wǎng)絡結構， 使得所有學生的實訓環(huán)境的每臺虛擬主機 IP 及網(wǎng)絡 拓撲一致。

③ 系統(tǒng)基礎配置：系統(tǒng)支持鏡像維護，可文件上傳或者 URL 方式導入，支持多平臺，支持鏡像是否支持修改 密碼屬性；

④ 系統(tǒng)基礎配置：系統(tǒng)支持虛擬化主機計算規(guī)格維護；

⑤ 系統(tǒng)用戶管理：支持學生教師帳號維護，支持用戶密 碼重置、批量導入；班級維護；

⑥ 實訓模板管理：系統(tǒng)支持實訓模板維護，模板內(nèi)可配 置多臺實訓機所使用的鏡像、ip、名稱、是否開放學 生訪問桌面,是否需要彈性 ip 直連等；

⑦ 實訓主機資源管理：可查看和維護平臺中所有云主機， 對云主機進行重置、停止、啟動、修改密碼、關閉電 源、刪除、保存為鏡像、訪問控制臺操作；

⑧ 實訓網(wǎng)絡環(huán)境池管理：可查看環(huán)境池使用情況，手動 回收環(huán)境池資源，并回收環(huán)境下的云主機；

⑨ 實訓任務管理：可查看實訓任務運行情況，手動干預 實訓任務狀態(tài)；

⑩ 日志管理：可審查環(huán)境分配日志、操作日志、虛擬化 日志；

? 可查看平臺整體資源如 CPU、內(nèi)存、主存儲、環(huán)境、云 主機使用情況統(tǒng)計信息；

? 可自定義系統(tǒng) UI，如系統(tǒng)登錄頁標題名稱，系統(tǒng)圖標, 首頁標題等。

教師功能：

① 課程管理：教師可自主創(chuàng)建課程，編排課程下的實訓。 實訓可“實訓模板”，以 MarkDown 格式在線編輯 實訓指導書，上傳實訓附件。教師可其他授課教師，授課班級；

② 實訓任務管理：教師可在自己的課程下創(chuàng)建實訓任務， 系統(tǒng)可按照的實訓模板，為學生自動分配實訓環(huán) 境，創(chuàng)建所需的云主機；

③ 實訓任務過程管理：實訓任務進行中，實訓任務啟動 時，系統(tǒng)需校驗當前 CPU 內(nèi)存等資源是否滿足需求并 給出提醒。實訓開始后，教師可方便的監(jiān)控實訓任務， 各學生云主機的運行狀態(tài)。教師可“只讀”或“控制”兩種模式通過瀏覽器訪問學生的云主機桌面。 教師可對學生實訓中云主機進行重置、停止、啟動、 修改密碼、關閉電源操作；

④ 實訓任務狀態(tài)管理：系統(tǒng)需支持教師將實訓任務掛起， 保存學生當前云主機數(shù)據(jù)。支持繼續(xù)已掛起的實訓任 務，任務繼續(xù)進行時系統(tǒng)自動啟動學生云主機。滿足實訓任務分多次完成的需求，合理利用各種資源；

⑤ 實驗環(huán)境管理：教師可根據(jù)實訓模板創(chuàng)建自己的實驗環(huán)境，按照模板創(chuàng)建云主機以及網(wǎng)絡環(huán)境；

⑥ 實驗環(huán)境云主機桌面共享：教師可把自己實驗環(huán)境中 云主機的桌面 VNC 方式只讀共享給參與實訓的學生。 學生在進行實訓時，可在系統(tǒng)中通過瀏覽器查看教師 共享的云主機桌面，方便教師在教學中演示；

⑦ 實訓結果查看：教師可查看實訓任務中學生提交的實 訓報告和附件，給出實訓成績和評價；

⑧ 修改密碼：教師可修改自己的系統(tǒng)密碼。

學生功能：

① 實訓主機訪問與重置：學生登錄平臺，進入實訓任務， 可在瀏覽器中訪問自己的云主機桌面；可自行重置云 主機，恢復到初始狀態(tài)；

② 實訓指導書：學生可在線查看實訓指導書，下載教師 上傳的實訓附件；

③ 實訓報告：以 MarkDown 格式在線編輯實訓報告，實訓 可提交附件。在線編輯實訓報告時可上傳本機圖片或 者自動截取云主機桌面圖像；

④ 共享桌面查看：學生可通過瀏覽器查看教師共享的實 驗環(huán)境中的云主機桌面；

⑤實訓歷史：學生也可查看自己的歷史實訓報告和附件；

⑥ 修改密碼：學生可修改自己的系統(tǒng)密碼。