一种开放式多人线上教学教学系统及实验方法技术方案

技术编号:25834471 阅读:30 留言:0更新日期:2020-10-02 14:15
本发明专利技术公开了一种开放式多人线上教学教学系统及实验方法,涉及在线教学领域,包括:服务端和客户端,其中,所述客户端用于发出登录请求;所述服务端包括虚拟资源层、实验仿真层和应用层,所述实验仿真层设置有若干虚拟机,各个所述虚拟机之间通过安全隔离系统进行通信;所述虚拟机包括身份验证虚拟机、平台虚拟机、实验虚拟机和靶机,其中,所述客户端在登录时只与对应的所述身份验证虚拟机相连,在进入实验后只与对应的所述实验虚拟机相连,对应的所述身份验证虚拟机被删除,完成实验后对应的所述靶机被删除,退出登录后对应的所述实验虚拟机被删除。本发明专利技术提升了网络教学系统的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种开放式多人线上教学教学系统及实验方法
本专利技术涉及线上教学领域,特别涉及一种开放式多人线上教学教学系统及实验方法。
技术介绍
线上教育是一种基于网络的学习行为。线上教育通常是通过网络教学系统进行教育和学习,学生先登录该网络教学系统,老师再通过该网络教学系统向学生授课或者进行其他的操作。但上述方式存在着一些缺陷。例如,当采用开放式多人登录方式进行线上教学时,由于用户登录所用的电脑不受服务端控制,其安全性通常无法保证,当用户的电脑具有病毒、木马等安全危险,一旦用户的电脑与服务端连接后,用户电脑中的安全危险很可能会感染到服务端,因此网络教学系统的安全风险较高,并且一旦受到感染,其它客户端也容易受到感染,服务端的身份信息和实验成绩都可能被盗取或篡改,严重危害个人隐私和教学质量。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术的目的在于提供一种开放式多人线上教学教学系统,用于提升网络教学系统的安全性。基于上述目的,本专利技术提供的一种开放式多人线上教学教学系统,包括:服务端和客户端,其中,所述客户端用于发出登录请求;所述服务端包括虚拟资源层、实验仿真层和应用层,所述虚拟资源层用于存储多种操作系统和多种应用软件的自动安装文件,并能通过网络仿真软件实现虚拟机的网络拓补结构的仿真;所述实验仿真层设置有若干虚拟机,各个所述虚拟机之间通过安全隔离系统进行通信;所述虚拟机包括身份验证虚拟机、平台虚拟机、实验虚拟机和靶机,其中,所述身份验证虚拟机包括能访问应用层的登录模块和身份信息模块,用于对登录信息进行验证;所述平台虚拟机用于生成其它虚拟机并建立各个虚拟机之间的联系;所述实验虚拟机用于选择实验类型并发出实验请求、向所述平台虚拟机发出生成所述靶机的请求、进行实验操作、接收实验报告和对实验结果进行评估;所述靶机与所述实验虚拟机通过端口连接,通过所述实验虚拟机对所述靶机进行远程操作;所述客户端在登录时只与对应的所述身份验证虚拟机相连,在进入实验后只与对应的所述实验虚拟机相连,对应的所述身份验证虚拟机被删除,完成实验后对应的所述靶机被删除,退出登录后对应的所述实验虚拟机被删除。可选的,所述平台虚拟机进一步包括虚拟机仿真模块和网络仿真模块,其中,所述虚拟机仿真模块用于生成其它虚拟机;所述网络仿真模块用于建立各个虚拟机之间的联系。可选的,所述实验虚拟机进一步包括实验模块、监控模块和评估模块,其中,所述实验模块用于选择具体实验类型、提供具体实验操作所需的子模块和向所述平台虚拟机发出生成所述靶机的请求;所述监控模块用于监控实验虚拟机和所述靶机之间的交互数据以及记录与实验结果相关的数据;所述评估模块用于根据所述监控模块的记录和实验报告对实验成绩进行评估以及评估实验本身不同步骤的难度。可选的,所述评估模块进一步包括实验分析子模块和诊断反馈子模块,其中,所述实验分析子模块根据监控模块和实验模块提供的数据进行分析得到每个客户端的实验完成度和实验时长,并根据实验报告计算实验成绩;所述诊断反馈子模块将实验中各步骤的耗时和相应监控模块检测得到的数据进行整理成与实验步骤关联的反馈数据后后发送到所述平台虚拟机,所述平台虚拟机根据多个实验虚拟机提供的同一实验的反馈数据统计分析各个步骤的难度作为供教师修改实验的参考。可选的,所述实验模块中还包括笔记子模块和问答子模块,其中,所述笔记子模块用于输入和记录实验笔记;所述问答子模块存储常见问题与答案供学生查阅。可选的,所述靶机基于靶机模型生成,每个所述靶机模型匹配有对应的实验ID。基于相同的专利技术创造,本专利技术还提供了一种开放式多人线上教学教学系统的实验方法,所述实验方法包括下列步骤:S1、通过客户端发出登录请求;S2、所述服务端生成对应登录请求的身份验证虚拟机,并将身份数据库虚拟化配置到该身份验证虚拟机;S3、身份验证虚拟机完成身份验证让客户端登录或者登录连续失败超出阈值后拒绝登录并删除该身份验证虚拟机;S4、登录成功后发出进入实验的请求,生成对应的实验虚拟机,将客户端连接到实验虚拟机并删除之前连接的身份验证虚拟机;S5、选择实验类型发出相应的建立靶机的请求,所述平台虚拟机读取对应的实验模型并生成对应的靶机,所述靶机与对应的实验虚拟机相连;S6、学生通过实验虚拟机中的实验模块对靶机进行远程操作完成实验,完成实验后对应的所述靶机被删除;S7、学生完成实验报告并提交;S8、实验虚拟机中的评估模块进行学生实验成绩评估和各实验步骤的难度评估;S9、退出登录后对应的所述实验虚拟机被删除。可选的,所述步骤S6中通过实验模块的笔记子模块进行实验笔记的记录,通过主界面的问答子模块查看常见问题的答案,所述实验笔记和问答内容均与当前实验ID关联后实时储存。可选的,所述步骤S5中所述平台虚拟机读取对应的实验模型并生成对应的靶机包括:根据对应的模型数据文件完成操作系统、数据库、应用软件的安装配置,实现实验靶机模型的实例化。本专利技术中服务端与客户端建立连接的过程始终通过生成的虚拟机进行一对一连接,保证即使客户端的电脑具有病毒、木马等安全危险也难以突破虚拟机的安全隔离系统感染到服务端的其他部分。而且身份验证过程和实验过程分别通过不同的虚拟机进行,也避免了身份信息和实验数据相应泄漏,避免客户端电脑针对身份信息对实验数据进行篡改,也无法获取使用者以外用户的实验数据。这样实现了同时连接多人电脑时本系统能有效将安全威胁限制在特定虚拟机,并及时在相应操作后将其删除,保证了系统和用户的信息安全。此外,本专利技术通过将资源虚拟化成虚拟资源层,构建仿真实验层,从而实现了在服务端分布式建立多个靶机同时供不同学生进行实验,教师能通过本方法方便的进行实验环境,所用软件以及网络拓补结构的选择建立和修改,并能方便的进行实验检测,保证实验模型的可靠性。附图说明为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本说明书一个或多个实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术具体实施例教学系统的结构框图;图2为本专利技术具体实施例实验方法的流程图。具体实施方式为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,对本公开进一步详细说明。需要说明的是,除非另外定义,本说明书一个或多个实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书一个或多个实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开放式多人线上教学教学系统,其特征在于,包括:服务端和客户端,其中,/n所述客户端用于发出登录请求;/n所述服务端包括虚拟资源层、实验仿真层和应用层,所述虚拟资源层用于存储多种操作系统和多种应用软件的自动安装文件,并能通过网络仿真软件实现虚拟机的网络拓补结构的仿真;/n所述实验仿真层设置有若干虚拟机,各个所述虚拟机之间通过安全隔离系统进行通信;/n所述虚拟机包括身份验证虚拟机、平台虚拟机、实验虚拟机和靶机,其中,/n所述身份验证虚拟机包括能访问应用层的登录模块和身份信息模块,用于对登录信息进行验证;/n所述平台虚拟机用于生成其它虚拟机并建立各个虚拟机之间的联系;/n所述实验虚拟机用于选择实验类型并发出实验请求、向所述平台虚拟机发出生成所述靶机的请求、进行实验操作、接收实验报告和对实验结果进行评估;/n所述靶机与所述实验虚拟机通过端口连接,通过所述实验虚拟机对所述靶机进行远程操作;/n所述客户端在登录时只与对应的所述身份验证虚拟机相连,在进入实验后只与对应的所述实验虚拟机相连,对应的所述身份验证虚拟机被删除,完成实验后对应的所述靶机被删除,退出登录后对应的所述实验虚拟机被删除。/n...

【技术特征摘要】
1.一种开放式多人线上教学教学系统,其特征在于,包括:服务端和客户端,其中,
所述客户端用于发出登录请求;
所述服务端包括虚拟资源层、实验仿真层和应用层,所述虚拟资源层用于存储多种操作系统和多种应用软件的自动安装文件,并能通过网络仿真软件实现虚拟机的网络拓补结构的仿真;
所述实验仿真层设置有若干虚拟机,各个所述虚拟机之间通过安全隔离系统进行通信;
所述虚拟机包括身份验证虚拟机、平台虚拟机、实验虚拟机和靶机,其中,
所述身份验证虚拟机包括能访问应用层的登录模块和身份信息模块,用于对登录信息进行验证;
所述平台虚拟机用于生成其它虚拟机并建立各个虚拟机之间的联系;
所述实验虚拟机用于选择实验类型并发出实验请求、向所述平台虚拟机发出生成所述靶机的请求、进行实验操作、接收实验报告和对实验结果进行评估;
所述靶机与所述实验虚拟机通过端口连接,通过所述实验虚拟机对所述靶机进行远程操作;
所述客户端在登录时只与对应的所述身份验证虚拟机相连,在进入实验后只与对应的所述实验虚拟机相连,对应的所述身份验证虚拟机被删除,完成实验后对应的所述靶机被删除,退出登录后对应的所述实验虚拟机被删除。


2.根据权利要求1所述的一种开放式多人线上教学教学系统,其特征在于,所述平台虚拟机进一步包括虚拟机仿真模块和网络仿真模块,其中,
所述虚拟机仿真模块用于生成其它虚拟机;
所述网络仿真模块用于建立各个虚拟机之间的联系。


3.根据权利要求1所述的一种开放式多人线上教学教学系统,其特征在于,所述实验虚拟机进一步包括实验模块、监控模块和评估模块,其中,
所述实验模块用于选择具体实验类型、提供具体实验操作所需的子模块和向所述平台虚拟机发出生成所述靶机的请求;
所述监控模块用于监控实验虚拟机和所述靶机之间的交互数据以及记录与实验结果相关的数据;
所述评估模块用于根据所述监控模块的记录和实验报告对实验成绩进行评估以及评估实验本身不同步骤的难度。


4.根据权利要求3所述的一种开放式多人线上教学教学系统,其特征在于,所述评估模块进一步包括实验分析子模块和诊断反馈子模块,其中,
所述实验分析子模块根据监控模块和实验模块提供的数据进行分析得到每个客户端的实验完成度和实验时长,并根据实验报告计算实验成绩;

【专利技术属性】
技术研发人员:何军李春秋李一鸣
申请(专利权)人:安徽商贸职业技术学院
类型:发明
国别省市:安徽;34

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