摘要：云计算已经成为当前ICT产业发展和应用研究的热点。基于云计算技术的高校教学平台升级改造有效提高了用于教学和实验的计算和存储资源的整合，并且极大程度提高管理员的管理和维护效率。本文基于华为云计算技术，介绍一种多课程教学平台的实现方案。
关键词：华为云计算；多课程；教学平台；高校实验室；构建；
高校搭建基于云计算技术的教学平台已经成为一种必然选择和趋势。云计算服务提供商或者系统集成商推出了各种解决方案，其核心点都是基于虚拟化技术的计算、网络、存储的融合解决方案。方案的最终目的就是按使用者需求，提供动态伸缩的虚拟化资源共享。本文以移动通信技术专业多课程教学平台的搭建为例，介绍基于华为云计算技术FusionSphere架构的高校实验室的综合构建方案，该方案不仅可以满足华为云计算相关课程的实验教学，而且可以满足其他课程所需的教学资源，还可以提高实验室管理和维护水平。
1、华为云计算FusionSphere架构概述
传统IT系统存在能耗高、故障恢复时间长、资源利用率低、业务上线周期长等问题，为了解决这些弊端，华为公司面向不同层次的不同目标客户群推出了华为云计算FusionSphere解决方案。该方案基于OpenStack开放架构，实现了各类资源孤岛的整合，构建按需供给，自动化部署的“融合资源池”解决方案，提供适用于各行业的、预集成的产品与能力的组合。同时，还可将第三方虚拟化和物理服务器等企业现有资源进行整合与共享。华为云计算FusionSphere架构如下图1所示：
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图1：华为云计算FusionSphere架构
FusionSphere架构中，FusionCompute主要负责硬件资源的虚拟化，以及对虚拟资源、业务资源、用户资源的集中管理。它采用内存复用、分布式虚拟交换网络、分布式共享存储和存储精简配置等技术，完成计算资源、存储资源、网络资源的虚拟化。同时通过统一的接口，对这些虚拟资源进行集中调度和管理，从而降低业务的运行成本，保证系统的安全性和可靠性，协助云服务提供商和企业构筑安全、绿色、节能的云数据中心能力。
2、多课程教学平台的系统架构设计
基于华为云计算技术的多课程教学资源平台的设计思想沿袭华为云架构“云-管-端”理念。“云”—服务器、网络、存储等基础架构以及教学业务系统，“管”—校园有线网络、WLAN无线网络和移动网络，“端”—移动终端、笔记本、PC机和TC瘦终端。多课程教学平台的系统架构如下图2所示：
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图2：多课程教学平台的系统架构
实训楼组网通过有线网络和华为WLAN接入到校园网，AC6605采用三层旁挂隧道转发方式。5台服务器组成虚拟机集群，将物理资源转化为可按需分配的虚拟机资源池，很好地解决多课程跨实验室使用计算机的冲突问题，还可以提供给其他专业教师或者学生教学用的实验环境，并进行扩展。
4关键功能及实现
4.1 虚拟桌面接入
华为桌面云FusionAccess基于VDI的虚拟桌面解决方案，通过服务器虚拟化技术在服务器端为每个用户建立专用的虚拟机并在其中部署用户所需的操作系统和各种应用软件，然后通过华为HDP协议将完整的虚拟机桌面交付给远程的用户。基于VDI的虚拟桌面解决方案如下图3所示：
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图3：基于VDI的虚拟桌面解决方案
FusionAccess支持完整复制桌面、链接克隆桌面、全内存桌面。完整复制桌面虚拟机独立保存数据空间，升级更新系统的时候需要分别进行。链接克隆桌面源虚拟机创建目标虚拟机，该目标机必须在源虚拟机存在的情况下才能运行。链接克隆虚拟机的系统盘（母卷）的共用，虚拟机的差分卷关机后数据会被删除，虚拟机的升级维护只需要维护母卷，系统维护工作变得简单。全内存桌面的虚拟机母卷系统盘在内存上，解决了链接克隆出现的开机启动风暴，但是内存成本比较大。从经济上和学生使用的场景分析，采用链接克隆方案。
虚拟桌面分配采用静态池方式，将桌面分配给对应的用户使用，一个用户同时只能登录一个桌面。用户初次登录就建立与虚拟机的绑定关系，之后用户的登出操作不影响对用户的分配，可以做到用户之间数据隔离。任课教师或者管理员可以根据任务安排发布、迁移和远程开关虚拟桌面，做到动态资源管理和能耗管理。
4.2校园网络访问
多课程教学平台的系统架构充分利用校园网络的有线和无线环境，突破传统实验教学环节中受时间、场地和设备资源等限制，做到随时随地接入教学平台。学生除了可以在实训楼过华为瘦终端接入到桌面云系统的虚拟机完成实验教学外，还可以通过校园网络在宿舍利用PC上安装软件客户端接入虚拟机，完成课堂时间不够导致未完成的实验，可以做到自主实验，不会因为时间不足而草率了事。教师和管理员可以通过VPN远程连接到实训楼，即使非上课时间段也可以解答学生实验过程中的问题，并对服务器上的桌面虚拟镜像进行集中统一管理和维护，以实现云环境下的泛接入。
4.3网络云盘存储
系统在CentOS上基于LAMP环境安装与配置Apache、Php、MariaDB和NextCloud实现私有云盘。通过私有云盘，教师可以向学生共享教学资料、检查批改学生作业和管理实验室等，学生可以获取教师的教学课件，提交作业和保存个人资料，从而避免了学生或者教师的U盘因为各种原因丢失或者损坏导致资料缺失。
5、小结
移动通信技术专业以华为ICT技术人才培养为目标，依托华为认证体系，联合华为合作伙伴，共同培养ICT技术人才，已连续两年被评为优秀华为网院。实践表明，基于华为云计算技术的多课程教学平台能够满足在该平台上开设的华为交换与路由、华为云计算技术与设备、通信网络安全、华为WLAN规划与设计等认证课程所需的计算和存储资源需求，也给实验室管理带来了极大的便利。
参考文献
1、林康平,王磊.云计算技术.中国工信出版集团 人民邮电出版社,2017.11
2、陈国良,明仲.云计算工程.中国工信出版集团 人民邮电出版社,2016.3
3、党小争. 基于云计算技术的高校机房及实验室管理系统. 电子技术与软件工程,2019(6)
基金项目：2018年广东机电职业技术学院校级教科研项目“基于华为云计算技术的移动通信技术品牌专业多课程教学资源平台的融合实现”（编号：YJYB2018-03 ）
作者简介：曾新民，男，汉族，高级工程师，研究方向：移动通信系统、云计算、大数据。