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      2. 平台实现虚拟化资源的统一管理,为未来网络,移动通信(5G),云计算等前沿技术方向的教学管理、实验实训、科研实践、技能竞赛等业务场景提供支撑。制定个性化的人才进阶路线,为高校师生提供与之配套的教材、视频、实验、项目、题库等教学资源库,助力产业人才培养。

        其平台架构如下:

        product-openlab-1

        实验平台分成底层基础设施、实验教学综合管理平台和教学资源库三个层面:

        底层基础设施

        基于OpenStack云操作系统框架,使用云操作系统,集成并管理各类硬件设备,并承载各类上层实验与服务, 最终构建了完整的云计算系统。将物理服务器、甚至是地理上分散的多个异构云中的基础设施资源整合为统一的逻辑资源池, 并对外抽象为标准化,面向外部租户和内部租户的基础设施服务。

        实验教学综合管理平台

        承载业务的对外接口适配功能,通过 API 完成和基站及上层应用层之间的接口协议封装,提供镜像管理、账户管理、系统管理、监控管理、设置管理、统计管理等基础功能。

        教学资源库

        面向用户提供包括未来网络、移动通信(5G)、云计算、网络安全、大数据、人工智能、物联网、工业互联网等多学科领域的实践教学内容支撑。

        实验平台物理部署方案如下图所示:

        product-openlab-1
        实验平台功能主要包括如下方面:

        创新实验:

        支持SDN实验、支持传统网络实验等多种实验类型,支持自定义各种实验类型的复杂的网络实验拓扑环境,支持实验环境的启停、创建、删除等操作,支持实验设备的单独管理与操作。

        实验配置管理:

        支持对SDN实验、传统网络实验中每个实验类型中包含的实验设备信息进行精确配置。

        课程实验:

        可按课程实验类型及难易程度多维度展示课程实验列表信息,具有查看详情、开始实验、实验操作、结束实验等操作。

        课程管理:

        支持课程资源包、课程实验模板、课程实验制作等管理操作。

        管理平台功能主要包括如下方面:

        基础设施管理:

        监控系统中所有服务节点的CPU、内存、磁盘利用率以及虚拟化的实例个数。

        系统管理:

        系统管理包含配置管理与系统管理。
        • 配置管理:
          • 镜像管理:支持用户上传特定镜像,用于创建定制的实验环境。支持镜像分发功能,提高实验创建的效率。
          • 工单管理:用户问题反馈入口,清楚记录追踪问题的处理过程。
          • 个性化:支持登录页,首页个性化定制。
          • 规格:支持虚拟机规格的创建、编辑、删除等操作。
          • 邮箱:支持系统邮件服务配置。
          • 实验:支持SDN、传统网络等多种实验类型配置。
        • 系统
          • 消息管理:支持未读消息提示,支持消息处理的一键跳转。
          • 日志管理:支持日期、操作结果分类,详细记录用户所有操作及结果,支持根据内容的日志查询。
          • 许可证管理:许可证主要包括功能使用和维护服务两部分功能,功能使用保证平台可以正常登录和使用,维护服务保证用户可以享受平台的日常升级和维护。

        用户管理

        • 角色:支持管理员自主新增和编辑用户角色,通过角色可控制用户的权限和资源配额。
        • 用户:支持用户的新增、编辑、查看、删除以及用户角色分配、权限和可用资源管控等。
        • 权限:支持管理员对系统权限进行管理,定义新的权限,实现对用户和角色权限的精确控制。

        告警监控

        • 实验监控:实时监控每个实验的实验状态,服务异常时告警。
        • 系统组件:监控系统组件的运行状态,服务异常时告警。

        虚拟仿真灵活高效

        平台支持真实物理资源与虚拟资源并存,同时为用户提供实验支撑。 平台通过OpenStack云计算框架将底层的物理基础设施池化,向上层业务模块提供计算资源、 存储资源和网络资源,在计算服务器中虚拟多台实验控制器、虚拟交换机、虚拟主机、虚拟网关等。

        实验场景快速构建

        平台支持丰富多样的实验场景,可提供面向广域网,数据中心骨干网,园区网和5G原形网络等多种网络场景, 贴合实际需要和环境进行实验。平台提供以下三种方式支持用户快速组网:

        1.通过平台提供的预置拓扑原型进行快速组网。用户只需设定线性,星形,树形和环形的拓扑参数,用户以可视化方式快速创建具有一定结构的拓扑。

        2.通过用户自定义拓扑快速组网。用户自定义设置拓扑结构,选择虚拟控制器的类型、虚拟交换机的数量、链路的设定、虚拟主机的接入、 虚拟网关的接入等,设备个数、镜像、规格都可以在用户配额范围内任意设置,实现快速组网。

        3.通过模板设定的拓扑一键创建网络。用户可根据预设的模板拓扑创建实验。实验模板中已经定义了实验的具体内容(包括拓扑,设备镜像和规格等信息), 用户可直接选择实验模板填写基本信息后一键创建实验。

        实验资源全局可视

        平台可以实现全网设备信息可视化,方便资源合理分配和管理。 同时老师可以一目了然地查看学生的实验进展和遇到的问题,以便制定更高效的资源分配策略,提供整体资源利用率的同时,最大化的优化实验效果。

        实验数据智能分析

        平台可以对学生的实验操作进行实时记录跟踪,利用大数据技术进行统计分析,方便课程优化与个性化教学。 同时协助教师全方位掌握学生的学习状态和课程完成情况,进一步提高教学效果。

        相互隔离互不干扰

        面向多维客户提供定制化的实验内容,帮助用户搭建属于自己的网络实验环境, 在物理资源共享复用的基础上保证不同网络实验环境之间相互隔离,互不干扰,保障了各个用户的实验效果。

        多家设备兼容并包

        平台兼容已有传统网络设备,提供SSH、SNMP等协议适配。支持多厂家交换机如H3C、Huawei、锐捷等, 同时选用主流开源SDN控制器如OpenDaylight、ONOS,并且系统与校园网互联,支持VPN登录,提供远程服务。 因此平台具有良好的兼容性和可扩展性,日后扩容和升级提供便利,进一步保障了投资,为长期的教学和科研提供支持。

        实验平台综合考虑先进性、可靠性、性价比等因素,达到功能完善、性能稳定、且满足不同用户需求的目标, 为高等院校及科研院所开展SDN/NFV、云计算、传统网络、网络安全、5G、大数据与人工智能等学科领域课程教学、 培养师资队伍、进行技能培训、探索科研课题等提供技术平台支撑。

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