基于云计算的计算机网络实验装置

基于云计算的计算机网络实验装置

刘进森董立文

辽宁科技大学

摘要：本文首先论述云计算，然后分析云计算技术与计算机网络实验装置的融合，最后以结合了基于云计算的计算机网络实验装置在校园机房的实际应用,分析了云计算技术在计算机网络实验装置中的有效运用。

1云计算技术

1.1超大规模

“云”具有相当的规模，Google云计算已经拥有100多万台服务器，Amazon、IBM、微软、Yahoo等的“云”均拥有几十万台服务器。企业私有云一般拥有数百上千台服务器。“云”能赋予用户前所未有的计算能力。

1.2虚拟化

云计算支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。所请求的资源来自“云”，而不是固定的有形的实体。应用在“云”中某处运行，但实际上用户无需了解、也不用担心应用运行的具体位置。只需要一台笔记本或者一个手机，就可以通过网络服务来实现我们需要的一切，甚至包括超级计算这样的任务。。

1.3高可靠性

“云”使用了数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务的高可靠性，使用云计算比使用本地计算机可靠。

1.4通用性

云计算不针对特定的应用，在“云”的支撑下可以构造出千变万化的应用，同一个“云”可以同时支撑不同的应用运行。

1.5高可拓展性

“云”的规模可以动态伸缩，满足应用和用户规模增长的需要。

1.6按需服务

“云”是一个庞大的资源池，你按需购买；云可以像自来水，电，煤气那样计费。

1.7极其廉价

由于“云”的特殊容错措施可以采用极其廉价的节点来构成云，“云”的自动化集中式管理使大量企业无需负担日益高昂的数据中心管理成本，“云”的通用性使资源的利用率较之传统系统大幅提升，因此用户可以充分享受“云”的低成本优势，经常只要花费几百美元、几天时间就能完成以前需要数万美元、数月时间才能完成的任务。

云计算可以彻底改变人们未来的生活，但同时也要重视环境问题，这样才能真正为人类进步做贡献,而不是简单的技术提升。

2云计算技术与计算机网络实验装置的融合

一种基于云计算的计算机网络实验装置，包括至少一个底座；设置在每个底座上方的支撑架；设置在支撑架顶端的实验台；设置在实验台上的网络交换装置；连接网络交换装置的主控制装置；连接网络交换装置的实验数据中枢和连接主控制装置的主显示装置；其中实验台包括台板；设置在台板上的指纹采集装置、摄像头和主机；主机连接有显示屏、操作案件、鼠标和耳机，主机内设有控制面板；控制面板包括驱动模块；连接驱动模块的控制模块、单片机模块和云终端模块；连接控制模块的数据存储模块和数据采集模块；连接单片机模块的指纹采集模块和电路模块，指纹采集模块连接指纹采集装置；和连接云终端模块的通讯模块、远程控制模块和信号模块。进一步地，网络交换装置内夹层设置有电磁抗干扰层。进一步地，指纹采集装置上设置有防护盖板。

本项目一种基于云计算的计算机网络实验装置,包括底座1、支撑架2、实验台3、主控制装置4、网络交换装置5、实验数据中枢6和主显示装置7，主控制装置4一端连接主显示装置7，主控制装置4另一端连接网络交换装置5，网络交换装置5一端连接实验数据中枢6，网络交换装置5设置在实验台3上，底座1顶部设置有支撑架2，支撑架2顶端设置有实验台3，底座1、支撑架2和实验台3均为若干个。本项目能够充分发挥计算机硬件的性能，提高计算机实验资源的使用率，节实验室组建成本，能实现其计算机和云终端的深度结合，大大提高了学校计算机实验室的管理水平，从而改善其教学质量，加大学者与教师的互动性，提高学者的学习兴趣。

本项目中，实验台3包括台板8、指纹采集装置9、摄像头10、主机11、显示屏12、操作按键13、鼠标14、耳机15和控制面板16，台板8上设置有指纹采集装置9、摄像头10和主机11，指纹采集装置9设置在主机11的一侧，摄像头10设置在主机11顶部，主机11上设置有显示屏12、操作按键13、鼠标14和耳机15，显示屏12设置在操作按键13的上方，鼠标14设置在操作按键13的一侧，耳机15设置在显示屏12的一侧，控制面板16设置在主机11内。控制面板16包括驱动模块17、控制模块18、单片机模块19、云终端模块20、指纹采集模块21、电路模块22、数据存储模块23、数据采集模块24、通讯模块25、远程控制模块26和信号模块27，驱动模块17电性连接控制模块18、单片机模块19和云终端模块20，控制模块18电性连接数据存储模块23和数据采集模块24，单片机模块19电性连接指纹采集模块21和电路模块22，云终端模块20电性连接通讯模块25、远程控制模26块和信号模块27。本项目中，为了能够确保为学生的实名制上课，采用了指纹采集装置；指纹采集装置9上设置有防护盖板，为了确保指纹采集装置不易损坏；网络交换装置5内夹层设置有电磁抗干扰层，能够确保网络交换装置的安全稳定。

3基于云计算的计算机网络实验装置在校园机房的实际应用实例

云技术技术作为当前最新型的技术，在计算机系统中，目前已经得到了较为广泛的应用。从前文论述可知，云计算技术能够与计算机网络实验装置进行有效的融合，在实践过程中，也验证了上述说法。本文以高校的机房为例，分析云计算的计算机网络实验装置在校园机房的有效运用。

4.1基于云计算的计算机网络实验装置的方案架构

对于X市某高校的一个机房的设备利用方案进行分析。其设备利用的架构如下设计：

4.2管理系统功能

在此设备利用系统中，当使用的时候，远程计算机通过以太网连接交换机，云服务器为每个连接到交换机的远程计算机随机分配认证码，确定属于使用范围内的远程计算机，云服务器把远程计算机要进行的实验通过云计算进行分配处理，即假如不同数量的远程计算机连接云服务器同时进行不同的实验，则把实验耗时比较长的远程计算机分配给实验耗时比较短的远程计算机进行处理，不在云服务器中处理实验数据，而是在远程计算机中处理数据，把远程计算机作为虚拟云服务器使用,远程计算机首先处理自己的数据，接着处理其他计算机的数据，这样实验耗时比较短的远程计算机完成自己的数据后，能够处理实验耗时比较长的远程计算机的数据。

4.3应用效果

4.3.1.与现有技术相比，本项目能够充分发挥计算机硬件的性能，提高计算机实验资源的使用率。

4.3.2.节省实验室组建成本，能实现其计算机和云终端的深度结合(大大提高了学校计算机实验室的管理水平，从而改善其教学质量，加大学者与教师的互动性，提高学者的学习兴趣)

4.3.3.为了能够确保为学生的实名制上课，本项目采用了指纹采集装置，为了保护指纹采集装置，本项目采用了在指纹采集装置上设置有防护盖板。

4.3.4.为了能够确保网络交换装置的安全稳定，本项目采用了在网络交换装置内夹层设置有电磁抗干扰层。

5总结

在计算机网络装置的发展中，引入新型的云技术技术，促进对电脑的有效利用，具有重要的现实意义。云计算技术可以保证数据的高速传递和应用。但基于云计算技术并不能保证数据的绝对安全，数据在网络上的传输仍然存在被窃听、截获、篡改等风险。并且，基于网络带宽的限制，大数据在网络传输过程中仍然存在明显的时间延迟，当网络稳定性较差时，容易导致传输数据丢失，导致传输失败。

基金项目

辽宁科技大学第八期大学生创新创业训练项目资助（201810146308）.。