用于實訓(xùn)的云主機框架的設(shè)計

趙曉菲

摘 要：云平臺是一個超越服務(wù)器及相應(yīng)軟件的一個思維框架，基于硬件資源池虛擬化技術(shù)，使其超越傳統(tǒng)的主機而擁有更為彈性的使用方式。本文介紹了云主機，一個用于高校實訓(xùn)的開放式交互式云端平臺[1]，其特點是1激發(fā)式；2更為深度和廣度的實訓(xùn)；3高校教育專業(yè)的適應(yīng)性實訓(xùn)。在本文中，我們描述了高校云實訓(xùn)平臺的框架設(shè)計，并提供了一個實訓(xùn)應(yīng)用場景，用于展開云實訓(xùn)的概念。云實訓(xùn)平臺[2]可以為每位參見實訓(xùn)的學(xué)生提供個性化的內(nèi)容，并可以靈活的按照自己的進度重復(fù)實訓(xùn)，直至學(xué)生掌握整個學(xué)習(xí)過程。

關(guān)鍵詞：實訓(xùn)；云主機框架；云驅(qū)動；

1.介紹

云驅(qū)動的實訓(xùn)平臺（Cloud-eLab），其中包括多個部署若干個行業(yè)應(yīng)用程序的硬件資源池，用于部署若干個非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)（例如，圖像、視頻、音頻、文本或者數(shù)據(jù)庫）的系統(tǒng)，并按照實訓(xùn)要求對各個行業(yè)軟件或者實訓(xùn)方案場景的配置文件，同時云實訓(xùn)平臺還包括可以快速根據(jù)配置文件生成虛擬實訓(xùn)環(huán)境的應(yīng)用組件，如圖1所示：

圖1

相比傳統(tǒng)的虛擬工廠、虛擬車間的實訓(xùn)形式，云實訓(xùn)主機的特點更具備優(yōu)勢，i）更為深入和廣泛的學(xué)習(xí)：該平臺以高度可擴展的方式提供實訓(xùn)，學(xué)生可以根據(jù)學(xué)習(xí)率和興趣實現(xiàn)多種進度的實訓(xùn)。（ii）感知和適應(yīng)：平臺可以實現(xiàn)分析實訓(xùn)環(huán)境并發(fā)現(xiàn)內(nèi)部和外部因素的影響，如完成時間，分類錯誤等，以產(chǎn)生更加個性化的實訓(xùn)。

同時，云實訓(xùn)平臺提供了一種新的學(xué)習(xí)理念，不僅可以指導(dǎo)教學(xué)，還可以指導(dǎo)日常工作中的挑戰(zhàn)。在該平臺創(chuàng)建的實訓(xùn)場景是可以被計算的，為參與實訓(xùn)的學(xué)習(xí)者提供了可以多次更改實訓(xùn)環(huán)境的可重復(fù)聯(lián)系的能力，同時實訓(xùn)內(nèi)容也可以擴展，實訓(xùn)將按照學(xué)習(xí)-聯(lián)系-深入學(xué)習(xí)的方式擴充，該平臺也可以按照教育機構(gòu)、高校的所提出的特殊模塊或者學(xué)習(xí)概念而加入新的實訓(xùn)場景。

2.構(gòu)建

云實訓(xùn)平臺支持個性化的安全配置文件，海量的彈性數(shù)據(jù)存儲空間及運維團隊，所有計算均以云中實時處理，并允許授權(quán)的用戶終端進行訪問。擬議的云實訓(xùn)平臺的框架如圖2所示

圖2

其主要包括四個主要模塊：

1. 云計算支持平臺，包括云計算虛擬硬件資源池和云端化解決軟件；

2. 實訓(xùn)方案配置與實訓(xùn)管理軟件，包含所需要的各個實訓(xùn)方案的實訓(xùn)配置文件以及可以利用這些配置文件生成場景的工作流控制軟件；

3. 在云實訓(xùn)環(huán)境中所提供的深入和廣泛的認知學(xué)習(xí)和教育適應(yīng)性學(xué)習(xí)支援數(shù)據(jù)，包含非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)（實訓(xùn)文本材料、操作手冊等）和結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)（成績、考勤信息等）；

4. 訪問控制管理，用于提供與平臺的安全連接，以及識別用戶加載其實訓(xùn)配置文件。

云實訓(xùn)平臺旨在提供一個云驅(qū)動的實訓(xùn)平臺，并基于以下原則構(gòu)建：假設(shè)所提出的系統(tǒng)可以提供個性化的實訓(xùn)環(huán)境，適應(yīng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力和領(lǐng)域?qū)I(yè)知識。

3支撐技術(shù)

平臺的實現(xiàn)，將依賴于以下幾點技術(shù)支撐手段。

支撐技術(shù)1：虛擬化資源池

虛擬化資源池是實現(xiàn)云計算的一個重要基礎(chǔ)和前提，基于虛擬化的云計算將所有設(shè)備和系統(tǒng)資源池虛擬化，利用統(tǒng)一計算資源、統(tǒng)一存儲資源、統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)資源，分別構(gòu)建計算池、存儲池、網(wǎng)絡(luò)池。通過整合、虛擬化、自動化等三個階段改善資源分配，實現(xiàn)云計算對資源的整合管理，從而提高了設(shè)備可用性，增強了系統(tǒng)可移植性，減少了運行成本。

支撐技術(shù)2：數(shù)據(jù)可視化技術(shù)

數(shù)據(jù)可視化技術(shù)將借助于圖形化手段，清晰有效地傳達云實訓(xùn)運行中的關(guān)鍵問題，同時也是與學(xué)生溝通信息的重要手段。通過從已有的數(shù)據(jù)庫中提取相關(guān)實訓(xùn)的信息，通過出色的可視化原型設(shè)計，快速生成實訓(xùn)所需的圖表，圖形和其他信息可視化，以及實訓(xùn)實時的參數(shù)變化。

4.思考

以云計算，大數(shù)據(jù)，更快速訪問更快的計算機，以及先進的機器學(xué)習(xí)技術(shù)，所有這些技術(shù)都匯集在一起，以解決現(xiàn)實世界中的眾多挑戰(zhàn)，云計算在教育中的應(yīng)用促進了更適應(yīng)性的學(xué)習(xí)環(huán)境和其他靈活，可定制和有效的教育能力，在教育環(huán)境中使用的云計算技術(shù)，可以提供對學(xué)生學(xué)習(xí)更為深入，廣泛和更細粒度的學(xué)習(xí)實踐。最近的一項研究估計，到2025年，在線人才平臺可以使多達6000萬人找到更接近其技能或偏好的工作，并將人力資源管理成本降低多達7%。 這些好處將迫使越來越多的高校、機構(gòu)投資于研究和開發(fā)在線教育系統(tǒng)。

5.結(jié)論

本文介紹了基于云驅(qū)動的實訓(xùn)平臺，該平臺支持基于實訓(xùn)教學(xué)活動的學(xué)習(xí)和問題解決。同時，該平臺基于來自學(xué)生的自動認知反饋數(shù)據(jù)提供個性化的實訓(xùn)，并提供增強性的內(nèi)容以提高實訓(xùn)效果并增強他們的興趣。平臺支持所有教育級別的可擴展實訓(xùn)內(nèi)容，并提供可計算的實訓(xùn)效果內(nèi)容和可擴展的模塊；同時，平臺融入了大數(shù)據(jù)的思維理念用以深入和廣泛的方式呈現(xiàn)問題并提供認知學(xué)習(xí)和適應(yīng)。綜上所述，云實訓(xùn)平臺應(yīng)具備以下能力：（i）處理開放式的實訓(xùn)問題，（ii）可計算量化且有意義的實訓(xùn)結(jié)果，（iii）將群體專業(yè)的實訓(xùn)大問題分解為較小的個人實訓(xùn)問題來適應(yīng)更加細膩的實訓(xùn)效果，（iv）評估實訓(xùn)課程優(yōu)勢和弱勢問題。

參考文獻

[1]詹增榮.基于云平臺的高職網(wǎng)絡(luò)專業(yè)實訓(xùn)教學(xué)體系研究[J]. 亞太教育，2015（17）：14-15.

[2]蘇日亞，王禎祥.基于Fusion Compute的IaaS云平臺的構(gòu)建與實現(xiàn)[J]. 信息技術(shù)，2017（7）.

[3] 張鸰，基于網(wǎng)絡(luò)云平臺的虛擬化實訓(xùn)資源池研究[J]，電腦知識與技術(shù)，2018.14：221-222

基金項目：高職學(xué)生就業(yè)市場驅(qū)動的云主機實訓(xùn)平臺的建設(shè)與探索 ；課題級別： 院級、甘肅省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題研究成果 ；基金號：JY2016-45 GS[2015]GHB0189