在线学习平台云管理子系统的研究与实现

发布时间：2020-09-04 20:54

　　 随着计算机技术以及互联网技术的迭代更新,在线学习已经成为学生学习的一种主流方式。在一般在线学习平台中,企业给出教学视频、远程直播、文本教程、在线答疑等等一系列线上学习功能,但很少有线上实践学习功能,一些在线学习平台提供的在线实验也仅仅只是在线编译,并不能很好的满足学生线上实验需求。互联网云计算的普及和发展提供给学生在线学习新的学习思路--在线实验,即边学习边实践。本文重在提供学生在线实验服务,为达此目的,需要研究云计算技术框架并构建出适用于在线实验应用场景的整体底层技术框架,设计以及实现一个云管理平台。本文主要内容为通过对开源技术:Kubernets容器集群管理技术、Ceph分布式文件系统、Docker容器虚拟化技术的研究,分析并整合出一套为学生在线实验服务和上层管理提供基础技术支撑的技术架构。整个系统基于软件工程的方法对系统进行了需求分析,分析得出云管理系统分为容器集群管理、数据管理、用户管理、系统初始化配置管理四大模块。其中较为复杂的有容器集群管理和用户管理模块。在此基础上对整个系统进行详细设计与实现,在此过程中,对用户管理模块与容器集群管理相结合实现整个调度控制流程。本文在在线人数和容器运行代码读写数据量大小两个用例对系统进行测试。本文只是云计算技术在现实生活中的其中的一个方面的应用,旨在通过对这个应用场景的实现来展望对未来云的发展。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP311.52
【部分图文】：

图 1-1 云计算发展线图1.2.1.2 在线实验研究现状国外在上世纪 90 年代就已经开始研究在线虚拟实验技术了。1991 年“全国合作实验室委员会”于美国建立，成员包括美国科学基金会以及美国国家科学研究顾问委员会所属的计算机于远程通信部[20]。在这之后，美国联邦政府投入大量资金开展在线虚拟实验研发，并取得了良好的成效。在云计算技术的提出后，之后，各企业纷纷效仿展开在线实验的构建，IBM，谷歌，微软等都提出虚拟实验云桌面[21]，基于云的科教平台、基于云的计算机网络在线实验平台等云实验平台都被提出与构建。基于云的实验教学模式计算突破传统实验教学状况受时间和空间的限制。基于云计算的实验教学模式在时间和空间的限制下突破了传统的实验教学现状。美国北卡罗来纳州的格拉汉姆小学和 Simtone 推出了“通用云计算服务”，将虚拟计算机桌面带入学校。北卡罗来纳州立大学与 IBM合作推出“虚拟计算实验室(VCL)”云计算平台，为大学，中小学提供在线教育资料，应用软件，计算和存储服务。西雅图有一个免费的教学和研究平台，云平台的资源被设置为“捐赠”的形式，云平台由学校实验室现有的资源组成，

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