私有云与大数据实训平台在计算机实验中心的建设与应用

赵宇清

摘   要：随着科技的不断进步和发展，云与大数据的使用越来越频繁，运用范围也更为广泛，成为很多领域的重要组成部分。文章将从私有云与大数据实现平台两个角度以及二者的关系方面出发，深入探讨云与大数据实训平台在计算机实验中心的构建。结合云与大数据实训平台的特点，分析其在计算机实验中心的作用。

关键词：云计算;云与大数据;计算机网络

在信息技术快速发展的今天，人们经常能听到“云”这个词，比如云数据、云计算、云阅读、云平台等。云实际上是网络词汇，由于互联网的不断发展，储备信息不断增多，单靠计算机的内核储存信息已难以满足实际的需求，因此，“云”概念被提出用于承担和接受大量的网络资源数据。

1    云计算

云计算是一种基于互联网的新型计算方式，可以对软件、硬件等相关资源进行集中管理，并分享资源和信息，按照客户需求提供虚拟化的服务模式，具有无限的储存量和计算能力。云资源的类型可分为3种，分别是應用程序、开发平台以及虚拟机和相关的基础资源，为客户提供相应的服务。

计算的类型有3种，分别是公有云、私有云、混合云，这里着重介绍私有云。

2    私有云

私有云是云计算中常见的一种模式，用于企业自身对云计算方式的自行管理，本文将以教育方式为基础探讨私有云计算教育平台，分析私有云计算的主要特点。

2.1  创新型模式

私有云教育平台是对传统教育模式的突破，也是对新型教育模式运用的挑战。它来源于传统教育模式，同时又摒弃了传统模式的传统观念。私有云计算教育平台是一种结合教育管理学习、交流以及信息共享化的新型云服务平台。

2.2  效率最大化

科技的发明是为人们生活提供便捷，提高人们生活和工作效率。私有云平台正是如此，通过按需分配资源，以及对资源的精细化监控和量化，提高计算机硬件系统的使用率，节省空间、时间成本等，有效地实现了对虚拟空间的使用。

2.3  平台更新和管理

私有云教育平台是一种新型的服务平台，需要时常更新和检查，以确保平台的有序运行和流畅使用。在建立私有云教育平台时，不仅要注意其储备空间，也需要对其网络管理和运用维护系统进行搭建，保证平台的正常使用[1]。

3    云与大数据在计算机实验中心的构建

3.1  计算机实验中心的教学现状

实验中心有计算机应用基础设施，大部分基础设施已处于老化状态，在综合布线系统中，多采用千兆双绞线为主。基础设备比较薄弱，就会造成一系列问题，主要有以下几个方面：计算机设备反复使用。原本已经被淘汰的设备因为没有新的设备来替代，只能继续使用，而软件的更新必须要有先进的硬件设备作为支撑，在使用老旧设备的过程中，难免会出现运行卡顿或崩溃的情况;计算机实验室配套设备比较落后;设备的分配和使用不合理，导致设备使用效率不高。

通常情况下，学校越是重视的学科，教学实验设备则会更完善，其他条件下设备的配置都处于较低的状态。然而学生的实验工作量繁重，需要有个性化的设备来满足实验需求，例如，计算机、通信、电子技术、物联网、交通、土木工程、地理信息等相关专业。

3.2  云与大数据实训平台的构建

将“工欲善其事，必先利其器”运用到计算机实验中心中，强调实验设备的重要性。根据实验中心的实验情况，采用私有云平台的教学模式，可对原有的设备进行大规模的改造，并进一步提升教学质量和教学管理进度。设备和网络可以随时连接云平台，只需通过对运营人员、教师和学生进行课前培训，通常情况下学生对于科技新事物的接受能力远高于教师，有助于私有云平台模式的搭建。例如，实验中心可选用某软件技术教育云平台，硬件部分可由交换器以及高性能服务器组成;软件部分可采用Liunix操作系统基础平台和YunBo，并结合实践教学管理系统或集中式虚拟桌面管理系统，搭建完整的私有云平台。

3.3  云与大数据实训平台的实现机制

拥有统一、标准的技术架构对于一项新型技术的发展是至关重要的，私有云平台也需要一个统一的技术架构标准，但目前为止，尚未发现统一的技术架构标准。通常情况下，技术架构可分为4个层面，分别是显示层、中间层、基础设施层以及管理层。这一标准化的技术架构可以原有的设备和网络资源作为基础设施成层，以视频教学或在线作业等方式作为显示层，可采用虚拟私有云平台作为中间层（也可称为虚拟桌面云），以实践教学系统作为管理层，共同组成教育云平台。

3.3.1  虚拟桌面云

虚拟桌面云是教育云平台中的一个环节，是云计算的具体应用实例，它需要通过计算技术在中心内搭建一个服务器集群，通过多个终端显示器显示虚拟桌面来完成虚拟桌面云的创建。“虚拟机”是管理人员操作部分，而“虚拟桌面”是云计算平台展示给老师和学生群体的部分。管理人员通过对系统状态的统计、用户管理、模板管理、储存管理以及虚拟机的管理，实现实践教学管理系统。

3.3.2  实践教学系统

实践教学平台也称为自适应教学平台客户端，以相对和谐的方式展现教学人员的相关教学内容和服务体验。利用这一平台，教学人员可提供优质的教学互动体验和全面的教学共享资源，学生也会提升学习主动性，达到预期学习效果。在这一实践教学系统中，包括师生、教学资源、虚拟机等。

该实践教学系统包括以下8个特点：（1）教师和学生可自由通过平台进行互动，改变传统师生关系，提升教学质量。（2）通过在教学系统中创建相关课程，可完成线上学生虚拟分配任务，帮助学生找准定位，并实现在虚拟环境下完成相关课程内容。（3）实现各种教学资源的共享，满足学生预习自学、课堂中学习以及课后总结等各方面要求。（4）该系统采用驱动教学案例的模式，以知识点贯穿教学案例的编排，形成系统性、规范性的教学模式。（5）实践教学系统采用导向式的学习方式，帮助学生明确学习目标、端正学习态度、把握学习流程、提高学习效率。（6）实现了备课、作业布置、作业提交、作业检查、自我评估等系统模式，改变了传统纸质的教学方式，采取新的教育教学模式，吸引学生关注。（7）在该系统的平台管理中，可通过项目管理软件考试系统以及相关的测试工具，形成专业的无缝链接。（8）借助云桌面技术，实现了多用户、跨课程、多桌面的实践教学模式，为不同类型的用户提供便捷。

3.3.3  推送桌面

通過云端的方式，将桌面推送给每个使用者，使每个使用者能在自己的电脑上使用服务端，获取数据并进行资源的下载和共享，大大提升使用效率。

3.4  大数据实训平台的数据流向

在私有云平台路由器上，可划分为两个子网和4个云服务器，私有云平台路由器与私有云平台交换器相结合，其中，数据流向是通过虚拟机之间的数据交换来实现的。虚拟机与公网间数据交换则是通过平台交换机、核心交换机、核心交换机和网交换数据实现的。

3.5  大数据实训平台的建设

大数据实训平台的建设分为私有云基础桌面平台、教学与实训的私有云平台以及数据科学与大数据专业工程实践教学与实训资源平台。

建立数据科学与大数据专业工程实践教学与实训资源，其中，大数据原理和理论与多方面的专业工程相结合，形成巨大的资源网络平台，包括：数据原理与应用、数据理论与实践以及数据项目的资源等。平台搭建支持各种教案与素材，包括常规课件、实验手册、教学视频、参考资料、学生作答模板、学生答案资料汇总、实验素材下载、多功能播放资源共享等[2]。

4    私有云及大数据实训平台的运用

老师可通过教务处下发的教学计划安排了解所授课程及授课学员名单，并通过系统管理人员建立相关数据实训平台。

首先，借助用户客户可创建师生名单;其次，可通过一部分成熟且公开的多年教学经验向学生传授相关的教学共享资源;再次，创建相关实验的管理课程，规划好每个学期的实验内容，并督促学生进行线上实验;最后，教师和学生均拥有自己的实践教学平台，在平台中记录师生的教学进度，并记录在个人的账号中。

实验中，私有云平台为授课老师提供了多种技术和手段，为学生提供了多种资源和选择，更好地促进师生间的交流，完成实验内容，提高教学质量。

5    结语

私有云与大数据实训平台不仅为老师提供了一种新型的实训平台，也改变了传统的实验模式，这种全新的创新模式有利于资源扩充，效率提高，分工明确，可操作性强。同时，也有需要改进的地方，新型的教学模式需要教师和学生尽快接受，才能发挥最大的价值;平台的搭建需要建设相关的评估平台和审核制度;需要尽快地完善相关的精品课程示范平台。

[参考文献]

[1]冯凯.私有云与大数据实训平台在计算机实验中心的建设与应用[J].电子世界，2018（22）：139-140.

[2]段谋君.云计算技术在中职学校计算机实验室中的应用[J].电子技术与软件工程，2019（11）：162.