基于云计算及虚拟仿真技术的虚拟仿真实验共享平台架构制造技术

本发明专利技术公开了基于云计算及虚拟仿真技术的虚拟仿真实验共享平台架构，包括主控中心系统、云计算计算中心系统、智能网络设备及组控设备；主控中心系统用于为虚拟仿真实验提供各种必须的系统服务，保证虛拟仿真实验平台的网络数据流量与虚拟仿真实验的结构完整，为虚拟仿真实验提供FTP、DNS、DHCP服务及为虚拟仿真实验平台提供管理服务；云计算计算中心系统用于为学生与学校提供按需即取的计算；智能网络设备用于在网络拓扑结构的自动化管理；组控设备用于对系统中产生的各种数据进行采集。本发明专利技术的构架为理论教学提供便捷且成本低廉的实践操作基础，提高教师的教学水平和学校的科研能力，提升学生的学习积极性和实践能力。提升学生的学习积极性和实践能力。提升学生的学习积极性和实践能力。

【技术实现步骤摘要】
基于云计算及虚拟仿真技术的虚拟仿真实验共享平台架构


[0001]本专利技术涉及仿真虚拟
，具体来说，涉及基于云计算及虚拟仿真技术的虚拟仿真实验共享平台架构。

技术介绍

[0002]计算机网络教学是高校计算机课程中的重要环节之一，长期按照“重理论轻实践”的思维方式教学，会造成学生学习兴趣下降，知识理解不够全面、不够深入的问题；针对目前我国高校计算机网络教学中普遍存在的问题，结合自身工作实际，构建了“计算机网络”课程虚拟仿真实验平台，虚拟仿真平台涉及云计算计算及虚拟仿真技术；
[0003]云计算按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问，进入可配置的网络、服务器、存储、应用软件、服务计算等资源共享池，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互，这些资源便能够被快速提供。是分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡、热备份冗余等传统计算机和网络技术发展融合的产物，是一种新兴的商业计算模型；
[0004]虚拟仿真又称虚拟现实技术或模拟技术，就是用一个虚拟的系统模仿另一个真实系统的技术。从狭义上讲，虚拟仿真是指20世纪40年代伴随着计算机技术的发展而逐步形成的一类试验研究的新技术；从广义上来说，虚拟仿真则是在人类认识自然界客观规律的历程中一直被有效地使用着。由于计算机技术的发展，仿真技术逐步自成体系，成为继数学推理、科学实验之后人类认识自然界客观规律的第三类基本方法，而且正在发展成为人类认识、改造和创造客观世界的一项通用性、战略性技术。
[0005]例如专利号公开了CN109905490A公开虚拟仿真实验共享平台架构，包括：中心管理系统，中心管理系统支持若干个分前端系统，中心管理系统支持分前端系统的平滑扩容，中心管理系统采用B/S架构，通过网页实现对系统整体的控制管理。其突破性解决“电信网、广播电视网和互联网”三网融合技术难题，利用云计算技术与虚拟仿技术的结合，将虚拟仿真实验教学项目内容的运行迁移到云端，统一规划升级各校虚拟仿真实验教学项目接入端口。
[0006]虽然将虚拟仿真实验教学项目内容的运行迁移到云端，只是方便老师的教学与学生的虚拟仿真实验，无法进一步的判断学生的兴趣爱好及老师教学的质量成果是否达标，以及云计算的使用是否合理。
[0007]针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0008]针对相关技术中的问题，本专利技术提出基于云计算及虚拟仿真技术的虚拟仿真实验共享平台架构，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
[0009]为此，本专利技术采用的具体技术方案如下：
[0010]基于云计算及虚拟仿真技术的虚拟仿真实验共享平台架构，包括主控中心系统、
云计算计算中心系统、智能网络设备及组控设备；
[0011]其中，所述主控中心系统用于为虚拟仿真实验提供各种必须的系统服务，保证虛拟仿真实验平台的网络数据流量、保证虚拟仿真实验的结构完整以及用户数的拓展，为虚拟仿真实验提供FTP、DNS、DHCP服务及为虚拟仿真实验平台提供管理服务；
[0012]云计算计算中心系统用于为学生与学校提供按需即取的计算；
[0013]智能网络设备用于在网络拓扑结构的自动化管理；
[0014]组控设备用于对系统中产生的各种数据进行采集，对系统中的各种动态缓冲区进行分配，并兼具均衡网络负载。
[0015]进一步的，所述主控中心系统包含专用高性能服务模块和虚拟仿真实验中心设备；
[0016]所述专用高性能服务模块用于计算机网络管理，帮助学生了解教师安排的课程安排及实验报告，帮助教师能够进行与实验相关的报告、方案、设备、结构、信息以及公告管理；
[0017]所述虚拟仿真实验中心设备用于教师与学生进行计算机实验教学。
[0018]进一步的，所述云计算计算中心系统包括云管理单元及云服务单元；
[0019]所述云管理单元用于为学校提供云的各种管理；
[0020]所述云服务单元用于为学校中教师与学生的各种服务。
[0021]进一步的，所述云管理单元包括学生层模块、机制层模块及检测层模块、云计算兴趣推荐模块；
[0022]所述学生层模块用于学校管理、学生支持、服务管理及计费管理；
[0023]所述机制层模块用于运维管理、资源管理、安全管理及容灾管理；
[0024]所述检测层模块用于学校实验室监控模块；
[0025]所述云计算兴趣推荐模块用于调查学生虚拟仿真实验的兴趣值。
[0026]进一步的，所述云服务单元在为学校中教师与学生的各种服务时包括以下步骤：
[0027]通过在云中部署定制SaaS层服务、PaaS层服务及LaaS层服务，来让学校管理层在初始投入很低的情况下使用CRM；
[0028]根据学校的管理流程来定制使用过程中的需求。
[0029]进一步的，所述SaaS层服务基于HTML、JavaScript及CSS组合构建。
[0030]进一步的，所述PaaS层服务基于多租户与应用服务器构建，由Salesforce引入了多租户内核和为支撑此内核运行而定制的应用服务器。
[0031]进一步的，所述LaaS层服务基于关系型数据库构建，用于在学校的使用过程中建立Oracle数据库，为PaaS层服务与SaaS层服务的内核进行优化。
[0032]进一步的，所述兴趣值计算公式如下：
[0033][0034]其中，β
e
表示为第e种仿真实验室中实验操作的兴趣值，r
k1
e表示为第e种实验操作的实验次数，r
k2
e表示为第e种实验操作的实验总时长。
[0035]进一步的，所述组控设备包括A1模块、A2模块、A3模块、A4模块、A5模块及A6模块，
所述A1模块与A2模块、A3模块、A4模块、A5模块及A6模块为共享关系，实现多重网络结构的自由组合。
[0036]本专利技术的有益效果为：本专利技术通过云计算与虚拟仿真技术相结合，架构了一种全新的虚拟仿真技术，学校可以享受接近私有云的私密性和接近公有云的成本，并且能快速接入大量位于公有云的计算能力，以备不时之需，不仅能进一步方便学生的使用，而且能进一步降低学校投资的成本；利用的计算机网络课程教学中，应该将实验教学放到与理论教学平等的位置上来，两者应该相互协调、相辅相成；理论教学为网络实验教学提供了理论指导:网络实验教学又成为理论教学课程的延伸；虚拟仿真网络实验平台的建立为理论教学提供了便捷且成本相对低廉的实践操作基础，一定程度上提高了教师的教学水平和整个学校的科研能力；很大程度上提升了学生的学习积极性和实践能力。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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专利技术的一些实施例，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，还可以根据这些本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于云计算及虚拟仿真技术的虚拟仿真实验共享平台架构，其特征在于，包括主控中心系统(1)、云计算计算中心系统(2)、智能网络设备(3)及组控设备(4)；其中，所述主控中心系统(1)用于为虚拟仿真实验提供各种必须的系统服务，保证虛拟仿真实验平台的网络数据流量、保证虚拟仿真实验的结构完整以及用户数的拓展，为虚拟仿真实验提供FTP、DNS、DHCP服务及为虚拟仿真实验平台提供管理服务；云计算计算中心系统(2)用于为学生与学校提供按需即取的计算；智能网络设备(3)用于在网络拓扑结构的自动化管理；组控设备(4)用于对系统中产生的各种数据进行采集，对系统中的各种动态缓冲区进行分配，并兼具均衡网络负载。2.根据权利要求1所述的基于云计算及虚拟仿真技术的虚拟仿真实验共享平台架构，其特征在于，所述主控中心系统(1)包含专用高性能服务模块(11)和虚拟仿真实验中心设备(12)；所述专用高性能服务模块(11)用于计算机网络管理，帮助学生了解教师安排的课程安排及实验报告，帮助教师能够进行与实验相关的报告、方案、设备、结构、信息以及公告管理；所述虚拟仿真实验中心设备(12)用于教师与学生进行计算机实验教学。3.根据权利要求1所述的基于云计算及虚拟仿真技术的虚拟仿真实验共享平台架构，其特征在于，所述云计算计算中心系统(2)包括云管理单元(21)及云服务单元(22)；所述云管理单元(21)用于为学校提供云的各种管理；所述云服务单元(22)用于为学校中教师与学生的各种服务。4.根据权利要求3所述的基于云计算及虚拟仿真技术的虚拟仿真实验共享平台架构，其特征在于，所述云管理单元(21)包括学生层模块(211)、机制层模块(212)、检测层模块(213)及云计算兴趣推荐模块(214)；所述学生层模块(211)用于学校管理、学生支持、服务管理及计费管理；所述机制层模块(212)用于运维管理、资源管理、安全管理及容灾管理；所述检测层模块(213)用于学校实验室监控模块；所述云计算兴趣推荐...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙德龙，
申请(专利权)人：南京领星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：