云计算与虚拟化实训

龙源期刊网

构建“虚拟化技术与云计算”教学实训平台

作者：王文学

来源：《东方教育》2014年第12期

【摘要】越来越多的院校开始开设虚拟化技术与云计算方面的课程，但受硬件条件和成本的制约，实训条件很难满足，本文结合实际授课经验，给出一个基于“虚拟再虚拟”的实训环境解决方案。

【关键词】虚拟化;云计算;实训平台

信息技术的发展，尤其是计算机和互联网技术的进步极大地改变了人们的工作和生活方式。“云”的概念逐渐被人们所熟悉，逐步电子化的文件也不需要购置移动硬盘或刻录光盘保存了，取而代之的是“云盘”。外出手机拍摄的照片，可以实时同步的“云盘”。公司或单位完没完成的工作，不用U盘带到家里继续做，取而代之的是“同步盘”。中小企业可以不用构建自己的信息机房，取而代之的是租用“云计算机”或者基于“云”的某种应用。

什么是“云”？提供资源的网络被称为“云”。“云”中的资源对于使用者来说，是无限扩展的，能随时获取，按需使用，随时扩展，按使用付费。“云”是一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源，通常为一些大型服务器集群，包括计算服务器、存储服务器、宽带资源等等。云计算（cloud computing）是商业化的超大规模分布式计算技术，云计算将所有的计算资源集中起来，由软件实现自动管理，无需人为参与。云计算的主要形式是IAAS（Infrastructure as a

Service）、PAAS（Platform as a Service）、SAAS（Software as a Service），随着技术的不断成熟和发展，一切都可以做为服务，也就是XaaS。

云计算的基础是虚拟化技术，可以说没有虚拟化技术，就没有云计算。云计算是通过网络连接大量计算结点，用分布式软件使之虚拟成有机整体，提供可动态伸缩的高性能计算服务。虚拟化是指计算元件在虚拟基础上而不是真实的基础运行，是一个为了简化管理，优化资源的解决方案，虚拟化技术能够通过资源共享与合并资源来提高效率并降低成本。

构建“虚拟化技术与云计算”教学实训平台

【摘要】越来越多的院校开始开设虚拟化技术与云计算方面的课程，但受硬件条件和成本的制约，实训条件很难满足，本文结合实际授课经验，给出一个基于“虚拟再虚拟”的实训环境解决方案。

【关键词】虚拟化;云计算;实训平台

信息技术的发展，尤其是计算机和互联网技术的进步极大地改变了人们的工作和生活方式。“云”的概念逐渐被人们所熟悉，逐步电子化的文件也不需要购置移动硬盘或刻录光盘保存了，取而代之的是“云盘”。外出手机拍摄的照片，可以实时同步的“云盘”。公司或单位完没完成的工作，不用U盘带到家里继续做，取而代之的是“同步盘”。中小企业可以不用构建自己的信息机房，取而代之的是租用“云计算机”或者基于“云”的某种应用。

什么是“云”？提供资源的网络被称为“云”。“云”中的资源对于使用者来说，是无限扩展的，能随时获取，按需使用，随时扩展，按使用付费。“云”是一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源，通常为一些大型服务器集群，包括计算服务器、存储服务器、宽带资源等等。云计算（cloud computing）是商业化的超大规模分布式计算技术，云计算将所有的计算资源集中起来，由软件实现自动管理，无需人为参与。云计算的主要形式是IAAS（Infrastructure as a Service）、PAAS（Platform as a Service）、SAAS（Software as a Service），随着技术的不断成熟和发展，一切都可以做为服务，也就是XaaS。

云计算的基础是虚拟化技术，可以说没有虚拟化技术，就没有云计算。云计算是通过网络连接大量计算结点，用分布式软件使之虚拟成有机整体，提供可动态伸缩的高性能计算服务。虚拟化是指计算元件在虚拟基础上而不是真实的基础运行，是一个为了简化管理，优化资源的解决方案，虚拟化技术能够通过资源共享与合并资源来提高效率并降低成本。

随着云应用的增多，诸多的企业也开始搭建自己的云平台。所以，对云运维人才的需求也不断增加。诸多高校也已经把云计算和虚拟化技术作为专业课程开设，或者一些学校已经开始筹建相关专业。但云计算的运行环境比较复杂，硬件环境要求极高，相关设备也比较昂贵，建设专业的实训室是一笔庞大的费用。另外，作为实训室来讲，还要保证下一批同学过来上课时，设备还要能还原到指定的状态。

F福建电脑UJIANCOMPUTER

福建电脑2017年第11期图1云计算实训平台的系统架构课题来源：2015年广东农工商职业技术学院校级课题xyyb1504引言随着高职院校信息化技术的的快速发展，不断更新的教学内容以及各类应用软件新版本的推出，对计算机硬件的配置要求越来越高[1]，所需的系统环境和上机时间也越来越多，管理维护量不断增加，而管理维护时间又不断被挤压占用和压缩，使得机房管理人员不得不来回奔波，疲于应付，承受着巨大的压力，传统管理手段已经不堪重负。随着云计算技术的成熟，搭建云计算实训平台，为计算机实验室提供了一种新的管理模式，它能有效解决传统计算机实验室管理中存在的各种问题，实现新的集中管理构架，同时为云计算人才培养和科研提供实训环境。1传统计算机实验室管理现状传统计算机实验室都是单个机房的分散性管理模式，往往采用具有网络同传功能的软件或硬盘保护卡进行管理与维护[2]，教师通过多媒体广播系统软件管理与控制学生的桌面，完成日常的教学工作，这种管理模式存在以下不足：（1）每个计算机实验室物理PC数量较多，使用一段时间后内存、硬盘、主板等硬件故障频发，日常管理维护量非常大。（2）操作系统和软件模版部署效率低[3]，各种临时性教学环境、无纸化考试及培训越来越多，此时只有将实验室停课，耗费大量时间来重复安装系统及软件并逐个进行克隆，大幅增加了工作量和管理成本，而且影响实验室的正常使用。（3）软件更新换代速度快，物理PC硬件更新赶不上软件的要求，系统运行越来越卡顿。（4）同一个操作系统环境下安装的软件过多，容易出现兼容性错误，导致软件无法正常使用。（5）实验室只在上课时间开放，到了下课时间，学生没完成上机实验也只能离开机房，无法在课外完成实验或开展扩展学习。（6）计算机实验室的电脑长期处于一种亚健康状态，软件升级、系统补丁、病毒库更新等无法得到及时更新，带病运行，给计算机教学带来一定安全隐患。2云计算实训平台的优势（1）管理维护方便。桌面云改变了过去分散、独立的桌面系统环境，通过集中管理，管理人员在数据中心就可以完成所有的管理维护工作，80%的维护工作将自动完成，包括软件下发、升级补丁、安全更新等等，大大减少了维护工作量[4]。（2）降低总体成本。桌面云采用瘦终端方式提供信息化教学设备，瘦终端能耗5-10W，节能20-40倍以上，可节约大量电耗资源，同时能大量节约信息化教学设备更新维护的支出。在软件采购上，因采用的是云桌面的动态资源分配技术，软件版权也可按需进行采购，节省了大量软件采购成本。（3）提高安全性。桌面云教学的用户桌面环境都是托管在数据中心，本地终端只是一个显示设备。即便用户在桌面系统中保存了数据，该数据也仍然是在数据中心而没有在用户的终端设备上保存任何副本和数据，通过这样的数据隔离措施，能够有效的保证数据不泄密，保障了数据安全。（4）升级部署快。在桌面云教学环境部署时，只需把建立好的教学桌面模板放在桌面云计算平台上，通过网络将终端连接到桌面云计算平台上，就可将所需要的软件、系统、包括桌面配置在瞬间发生下发，这将大大提高桌面教学环境的部署与恢复能力[5]。同时提高了课室的灵活性，使专业不再与教室绑定，达到同一教室支撑不同专业上课需求。（5）满足移动学习。桌面云的托管桌面支持各种终端设备接入，如手机、平板电脑、移动电脑等，而网络访问的方式为用户提供了非常灵活的教学方式，只要有网络的地方，用自己的个人平台账号就可以通过网络进入到桌面云教学环境来进行在线学习，随时随地提取所需的数据和服务，构建自己个性化的学习环境[3]，这种方式为用户提供了移动教学的可能性，如学生可在宿舍进行实验操作学习。这种灵活的学习方式，不仅提高了学习效率，也有助于学生创新能力的发展。3高职云计算实训平台的构建3.1云计算实训平台的系统架构设计基于虚拟化技术的高职云计算实训平台的构建陈玉琴（广东农工商职业技术学院广东广州510507）【摘要】随着高职信息技术的不断推广，计算机教学已成为高职各专业教学中必不可少的现代化教学手段，传统的计算机实验室的管理模式已逐渐落伍，构建高职云计算实训平台，可解决传统教计算机实验室管理中存在的管理复杂、维护繁琐、能耗较高、耗时耗力、资源分配不灵活等诸多问题，同时为云计算人才培养和科研提供实训环境。【关键字】虚拟化；云计算；云计算实训平台DOI:10.16707/ki.fjpc.2017.11.018

总分 150 分 时间90分钟

简答题：

1. 大数据的4个特征是哪4个？ （2分）

2. 大数据摩尔定律指的是什么？ （2分）

3. 云计算是由哪三种计算方式演变而来的，分别介绍这3中计算方式？(6分)

4. 云计算有哪些基本特征？ （5分）

5. 简述负载均衡的含义（5分）

6. 简述大数据的关键技术（5分）

7. 云计算的4个关键技术是哪四个？（4分）

8. 云计算的服务模式有哪些？并举出相应例子（6分）

9. 如果你要建设一个数据中心，应当如何选择建设的位置，并给出相应理由。（5分）

10. 解释hypervisor层的作用（3分）

11. 解释什么叫VLAN，并给出相应的使用VLAN的例子（7分）

12. Docker和虚拟机直接有什么区别和联系？（4分）

13. Docker和传统虚拟机相比有什么优势和劣势？（6分）

14. 简述第二名称节点的作用，并描述第二名称节点的工作流程（10分）

15. 简述分布式和集群的区别（4分）

16. 当数据节点文件损坏，实际备份数小于冗余因子时，HDFS会如何处理？（4分）

17. 简述名称节点和数据节点的作用（6分）

实验题：

1. 描述如何配置Docker镜像加速（5分）

2. Docker拉取镜像的语句是？（2分）

3. Docker 如何创建一个容器？（3分）

4. Docker 中commit的作用是什么？有什么优劣？（8分）

5. Docker中如何查看镜像？（2分）

6. Docker中端口映射是什么意思？（5分）

7. Dokcer中文件挂载是什么意思？（5分）

8. Docker中仓库服务是用来做什么的？（5分）

9. DockerFile的作用是什么？（5分）

10. 当配置HDFS时数据节点数小于冗余因子的时候应该如何处理？

11. Docker删除镜像的语句是？（2分）

12. 当提示删除镜像失败（Conflict：unable to delete xxxxxxx cannot be forced – image is being