陳晨++李丹

摘要：眾所周知，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中具有一定的破壞性，如何保證實(shí)驗(yàn)時(shí)不對(duì)環(huán)境中相關(guān)聯(lián)器件及系統(tǒng)造成破壞是實(shí)驗(yàn)室建設(shè)初期必須考慮的問(wèn)題。另外，實(shí)驗(yàn)環(huán)境多種多樣、相關(guān)設(shè)備種類(lèi)繁多，該文就如何能更高效、準(zhǔn)確的完成實(shí)驗(yàn)環(huán)境的準(zhǔn)備，提高實(shí)驗(yàn)、教學(xué)效率，以及實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等核心問(wèn)題提出了實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和解決方案，提升實(shí)驗(yàn)室教師和學(xué)生的用戶體驗(yàn)，提供最貼近教學(xué)需求的“一攬子”解決方案。

關(guān)鍵詞：實(shí)踐基地；虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)；創(chuàng)新

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2017）30-0066-01

隨著國(guó)家等保建設(shè)要求日益提上日程，教育部每年主辦的高職、本科、各種技能大賽也對(duì)真實(shí)行業(yè)網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備的使用提出了更高的要求，實(shí)驗(yàn)更貼近實(shí)際環(huán)境就成為了實(shí)驗(yàn)室建設(shè)需要重點(diǎn)考慮的要點(diǎn)。

1 簡(jiǎn)易、快捷的生成實(shí)驗(yàn)，保持教學(xué)課程的新鮮性和可行性

高校實(shí)驗(yàn)和教師的教學(xué)需求多種多樣，實(shí)驗(yàn)更新速度又極快，高校需求也是多種多樣，這就給新一代的實(shí)驗(yàn)室解決方案提出了易擴(kuò)展、易生成新實(shí)驗(yàn)的要求，而這也是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品存在的一個(gè)重大缺陷。

1） 整合實(shí)驗(yàn)，生成鏡像，提供實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展包功能

在支持用戶自行開(kāi)發(fā)新實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)建新實(shí)驗(yàn)環(huán)境方面從實(shí)驗(yàn)室建設(shè)之初就做了全面的考慮。通過(guò)鏡像生成器功能，用戶可以非常方便地完成新實(shí)驗(yàn)的環(huán)境、鏡像制作，再通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作平臺(tái)提供的自定義實(shí)驗(yàn)功能，將實(shí)驗(yàn)需要的材料、虛擬機(jī)資源、網(wǎng)絡(luò)、安全設(shè)備資源等整合成全新的實(shí)驗(yàn)供學(xué)生使用。

2） 增強(qiáng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力，做好實(shí)踐基地建設(shè)的可擴(kuò)展性工作

通過(guò)極簡(jiǎn)便易用的新課件鏡像生成、自定義實(shí)驗(yàn)等功能，使授課老師按教學(xué)需求創(chuàng)建新實(shí)驗(yàn)、新課程供學(xué)生上課使用。通過(guò)這套實(shí)驗(yàn)生成體系，老師完成一個(gè)新實(shí)驗(yàn)的制作、驗(yàn)證等工作，只需很短的時(shí)間和簡(jiǎn)單的操作即可。另外，不斷推出的安全實(shí)驗(yàn)包、行業(yè)特色實(shí)驗(yàn)包等實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展包也保證了實(shí)驗(yàn)室的實(shí)時(shí)課程能夠緊跟行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)。

2 全方位與真實(shí)設(shè)備進(jìn)行融合，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更真實(shí)、更全面

實(shí)驗(yàn)室建成后能夠與各種行業(yè)應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，統(tǒng)一進(jìn)行拓?fù)涔芾怼?shí)驗(yàn)內(nèi)容管理，以實(shí)現(xiàn)結(jié)合真實(shí)網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備、行業(yè)應(yīng)用系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更貼合學(xué)生就業(yè)應(yīng)用環(huán)境、貼合各類(lèi)國(guó)家大賽比賽要求，更真實(shí)、更全面。

1） 智能拓?fù)涔芾砑夹g(shù)

基于實(shí)驗(yàn)室綜合管理系統(tǒng)和拓?fù)溥B接器的智能拓?fù)涔芾砑夹g(shù)，通過(guò)圖形化界面，用戶可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)拓?fù)涞脑O(shè)計(jì)和變更，實(shí)驗(yàn)室綜合管理系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)根據(jù)用戶的操作向拓?fù)溥B接器下發(fā)拓?fù)涓淖兣渲妹?，拓?fù)溥B接器通過(guò)拓?fù)錅y(cè)試環(huán)境變更技術(shù)，自動(dòng)完成不同端口間隧道的建立，以生成符合用戶設(shè)計(jì)的拓?fù)?。所有拓?fù)渥兏鶃?lái)自實(shí)際網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備，而且拓?fù)渥兏δ鼙M可能的支持不同廠家設(shè)備。

2） 豐富的實(shí)踐內(nèi)容

以信息安全實(shí)驗(yàn)室為例，實(shí)驗(yàn)安裝包和擴(kuò)展包能夠提供包含網(wǎng)絡(luò)攻防、密碼學(xué)、PKI、信息隱藏、漏洞掃描、軟件防火墻、軟件IDS、系統(tǒng)安全、計(jì)算機(jī)病毒、容災(zāi)備份、安全審計(jì)以及安全編程等100余個(gè)信息安全實(shí)驗(yàn)。所有實(shí)驗(yàn)都能與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全設(shè)備聯(lián)動(dòng)進(jìn)行，提供最真實(shí)、全面的信息安全實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

3 基于實(shí)踐教學(xué)流程和各種大賽進(jìn)行實(shí)踐基地建設(shè)和教學(xué)設(shè)計(jì)，使實(shí)驗(yàn)更貼近教學(xué)和比賽需求

經(jīng)歷了多年的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和不斷的摸索創(chuàng)新，高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)也由原先的硬件設(shè)備堆砌、基礎(chǔ)設(shè)施搭建的階段轉(zhuǎn)向了提高管理效率、貼合教學(xué)需求的重視管理的階段。實(shí)驗(yàn)室資源能夠更方便靈活的調(diào)用、更全面的實(shí)驗(yàn)全流程管理、提供遠(yuǎn)程多人協(xié)同實(shí)驗(yàn)等需求成為了新一代實(shí)驗(yàn)室建設(shè)時(shí)更加看重的管理要素。

1） 梳理用戶使用習(xí)慣，提升用戶使用體驗(yàn)

基于實(shí)驗(yàn)室綜合信息管理系統(tǒng)的全套實(shí)驗(yàn)資源管理體系通過(guò)實(shí)驗(yàn)室綜合管理系統(tǒng)軟件進(jìn)行管理，通過(guò)對(duì)多家實(shí)驗(yàn)室綜合管理系統(tǒng)用戶使用習(xí)慣進(jìn)行研究分析，按照用戶使用習(xí)慣、流程，重新梳理滿足用戶使用習(xí)慣的管理和使用流程。

2） 在不同的應(yīng)用場(chǎng)景下滿足學(xué)生的實(shí)驗(yàn)需求，提升學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)踐水平

學(xué)生界面及使用邏輯充分考慮了學(xué)生使用實(shí)驗(yàn)室教學(xué)環(huán)

境運(yùn)行的幾種應(yīng)用場(chǎng)景和常用功能，通過(guò)開(kāi)始實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等幾個(gè)模塊提供實(shí)驗(yàn)功能，通過(guò)提供課表安排實(shí)驗(yàn)、開(kāi)放實(shí)驗(yàn)、設(shè)備自選實(shí)驗(yàn)等幾種實(shí)驗(yàn)類(lèi)型滿足學(xué)生在不同應(yīng)用場(chǎng)景下的實(shí)驗(yàn)需求。

4 獨(dú)立、仿真、虛擬、安全、高效的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，使教學(xué)效率和教學(xué)效果倍增

與實(shí)驗(yàn)室配合的網(wǎng)絡(luò)、安全設(shè)備，在安全與提高教學(xué)效率方面進(jìn)行了前所未有的改進(jìn)。所有實(shí)驗(yàn)虛擬機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全設(shè)備實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與管理數(shù)據(jù)分離，確保實(shí)驗(yàn)安全，并確保不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)室及校園網(wǎng)環(huán)境造成任何影響；所有實(shí)驗(yàn)拓?fù)渚ㄟ^(guò)圖形化的界面、以清晰直觀的形式進(jìn)行管理，大幅度提升教學(xué)效率；所有虛擬機(jī)實(shí)驗(yàn)環(huán)境可以瞬間恢復(fù)，保證實(shí)驗(yàn)環(huán)境的一致性、高效性；B/S架構(gòu)的管理和使用模式，使得遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)與本地實(shí)驗(yàn)?zāi)苓_(dá)到完全相同的效果，大幅提高實(shí)驗(yàn)室利用效率。

1） 構(gòu)架獨(dú)立、安全的實(shí)驗(yàn)室

傳統(tǒng)的信息安全實(shí)驗(yàn)室解決方案，由于沒(méi)有獨(dú)立的將實(shí)驗(yàn)環(huán)境與實(shí)際實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、校園網(wǎng)環(huán)境進(jìn)行隔離，在進(jìn)行具有破壞力的實(shí)驗(yàn)時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部環(huán)境甚至校園網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境帶來(lái)破壞和影響的事件時(shí)有發(fā)生，實(shí)驗(yàn)室管理人員對(duì)此叫苦不迭，遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)更是無(wú)從談起。新一代安全實(shí)驗(yàn)室解決方案，采用了管理數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)完全隔離的架構(gòu)，管理數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)配置信息通過(guò)管理鏈路傳輸，而實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在實(shí)驗(yàn)機(jī)架內(nèi)部傳輸，從而從最大程度上保證了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)信息安全同時(shí)不會(huì)對(duì)外部網(wǎng)絡(luò)環(huán)境造成影響。

2） 生成高效、準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)環(huán)境

其他實(shí)驗(yàn)設(shè)備搭建實(shí)驗(yàn)拓?fù)洵h(huán)境全部通過(guò)圖形化的方式快速高效完成，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室綜合管理系統(tǒng)與拓?fù)溥B接器的聯(lián)動(dòng)，快速高效的生成復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，無(wú)需手工插拔線纜，也不會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行改動(dòng)而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

本文提出了自研虛擬化技術(shù)構(gòu)建虛擬化層，能夠快速高效的生成基于不同操作系統(tǒng)、不同應(yīng)用環(huán)境、不同硬件需求（網(wǎng)卡數(shù)、內(nèi)存、CPU等）的虛擬機(jī)環(huán)境，每臺(tái)計(jì)算機(jī)可以在短時(shí)間內(nèi)生成虛擬機(jī)環(huán)境，并且可以同時(shí)生成多個(gè)不同的虛擬機(jī)環(huán)境，同時(shí)還可以自動(dòng)匹配試驗(yàn)需要的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備環(huán)境，從而高效的生成滿足不同實(shí)驗(yàn)需求的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。endprint