平台實現虛拟化資源的統一管理(lǐ),為(wèi)未來網絡,移動通信(5G),雲計算等前沿技(jì )術方向的教學(xué)管理(lǐ)、實驗實訓、科(kē)研實踐、技(jì )能(néng)競賽等業務(wù)場景提供支撐。制定個性化的人才進階路線(xiàn),為(wèi)高校師生提供與之配套的教材、視頻、實驗、項目、題庫等教學(xué)資源庫,助力産(chǎn)業人才培養。

其平台架構如下:

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實驗平台分(fēn)成底層基礎設施、實驗教學(xué)綜合管理(lǐ)平台和教學(xué)資源庫三個層面:

底層基礎設施

基于OpenStack雲操作(zuò)系統框架,使用(yòng)雲操作(zuò)系統,集成并管理(lǐ)各類硬件設備,并承載各類上層實驗與服務(wù), 最終構建了完整的雲計算系統。将物(wù)理(lǐ)服務(wù)器、甚至是地理(lǐ)上分(fēn)散的多(duō)個異構雲中(zhōng)的基礎設施資源整合為(wèi)統一的邏輯資源池, 并對外抽象為(wèi)标準化,面向外部租戶和内部租戶的基礎設施服務(wù)。

實驗教學(xué)綜合管理(lǐ)平台

承載業務(wù)的對外接口适配功能(néng),通過 API 完成和基站及上層應用(yòng)層之間的接口協議封裝(zhuāng),提供鏡像管理(lǐ)、賬戶管理(lǐ)、系統管理(lǐ)、監控管理(lǐ)、設置管理(lǐ)、統計管理(lǐ)等基礎功能(néng)。

教學(xué)資源庫

面向用(yòng)戶提供包括未來網絡、移動通信(5G)、雲計算、網絡安(ān)全、大數據、人工(gōng)智能(néng)、物(wù)聯網、工(gōng)業互聯網等多(duō)學(xué)科(kē)領域的實踐教學(xué)内容支撐。

實驗平台物(wù)理(lǐ)部署方案如下圖所示:

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實驗平台功能(néng)主要包括如下方面:

創新(xīn)實驗:

支持SDN實驗、支持傳統網絡實驗等多(duō)種實驗類型,支持自定義各種實驗類型的複雜的網絡實驗拓撲環境,支持實驗環境的啓停、創建、删除等操作(zuò),支持實驗設備的單獨管理(lǐ)與操作(zuò)。

實驗配置管理(lǐ):

支持對SDN實驗、傳統網絡實驗中(zhōng)每個實驗類型中(zhōng)包含的實驗設備信息進行精(jīng)确配置。

課程實驗:

可(kě)按課程實驗類型及難易程度多(duō)維度展示課程實驗列表信息,具(jù)有(yǒu)查看詳情、開始實驗、實驗操作(zuò)、結束實驗等操作(zuò)。

課程管理(lǐ):

支持課程資源包、課程實驗模闆、課程實驗制作(zuò)等管理(lǐ)操作(zuò)。

管理(lǐ)平台功能(néng)主要包括如下方面:

基礎設施管理(lǐ):

監控系統中(zhōng)所有(yǒu)服務(wù)節點的CPU、内存、磁盤利用(yòng)率以及虛拟化的實例個數。

系統管理(lǐ):

系統管理(lǐ)包含配置管理(lǐ)與系統管理(lǐ)。
  • 配置管理(lǐ):
    • 鏡像管理(lǐ):支持用(yòng)戶上傳特定鏡像,用(yòng)于創建定制的實驗環境。支持鏡像分(fēn)發功能(néng),提高實驗創建的效率。
    • 工(gōng)單管理(lǐ):用(yòng)戶問題反饋入口,清楚記錄追蹤問題的處理(lǐ)過程。
    • 個性化:支持登錄頁(yè),首頁(yè)個性化定制。
    • 規格:支持虛拟機規格的創建、編輯、删除等操作(zuò)。
    • 郵箱:支持系統郵件服務(wù)配置。
    • 實驗:支持SDN、傳統網絡等多(duō)種實驗類型配置。
  • 系統
    • 消息管理(lǐ):支持未讀消息提示,支持消息處理(lǐ)的一鍵跳轉。
    • 日志(zhì)管理(lǐ):支持日期、操作(zuò)結果分(fēn)類,詳細記錄用(yòng)戶所有(yǒu)操作(zuò)及結果,支持根據内容的日志(zhì)查詢。
    • 許可(kě)證管理(lǐ):許可(kě)證主要包括功能(néng)使用(yòng)和維護服務(wù)兩部分(fēn)功能(néng),功能(néng)使用(yòng)保證平台可(kě)以正常登錄和使用(yòng),維護服務(wù)保證用(yòng)戶可(kě)以享受平台的日常升級和維護。

用(yòng)戶管理(lǐ)

  • 角色:支持管理(lǐ)員自主新(xīn)增和編輯用(yòng)戶角色,通過角色可(kě)控制用(yòng)戶的權限和資源配額。
  • 用(yòng)戶:支持用(yòng)戶的新(xīn)增、編輯、查看、删除以及用(yòng)戶角色分(fēn)配、權限和可(kě)用(yòng)資源管控等。
  • 權限:支持管理(lǐ)員對系統權限進行管理(lǐ),定義新(xīn)的權限,實現對用(yòng)戶和角色權限的精(jīng)确控制。

告警監控

  • 實驗監控:實時監控每個實驗的實驗狀态,服務(wù)異常時告警。
  • 系統組件:監控系統組件的運行狀态,服務(wù)異常時告警。

虛拟仿真靈活高效

平台支持真實物(wù)理(lǐ)資源與虛拟資源并存,同時為(wèi)用(yòng)戶提供實驗支撐。 平台通過OpenStack雲計算框架将底層的物(wù)理(lǐ)基礎設施池化,向上層業務(wù)模塊提供計算資源、 存儲資源和網絡資源,在計算服務(wù)器中(zhōng)虛拟多(duō)台實驗控制器、虛拟交換機、虛拟主機、虛拟網關等。

實驗場景快速構建

平台支持豐富多(duō)樣的實驗場景,可(kě)提供面向廣域網,數據中(zhōng)心骨幹網,園區(qū)網和5G原形網絡等多(duō)種網絡場景, 貼合實際需要和環境進行實驗。平台提供以下三種方式支持用(yòng)戶快速組網:

1.通過平台提供的預置拓撲原型進行快速組網。用(yòng)戶隻需設定線(xiàn)性,星形,樹形和環形的拓撲參數,用(yòng)戶以可(kě)視化方式快速創建具(jù)有(yǒu)一定結構的拓撲。

2.通過用(yòng)戶自定義拓撲快速組網。用(yòng)戶自定義設置拓撲結構,選擇虛拟控制器的類型、虛拟交換機的數量、鏈路的設定、虛拟主機的接入、 虛拟網關的接入等,設備個數、鏡像、規格都可(kě)以在用(yòng)戶配額範圍内任意設置,實現快速組網。

3.通過模闆設定的拓撲一鍵創建網絡。用(yòng)戶可(kě)根據預設的模闆拓撲創建實驗。實驗模闆中(zhōng)已經定義了實驗的具(jù)體(tǐ)内容(包括拓撲,設備鏡像和規格等信息), 用(yòng)戶可(kě)直接選擇實驗模闆填寫基本信息後一鍵創建實驗。

實驗資源全局可(kě)視

平台可(kě)以實現全網設備信息可(kě)視化,方便資源合理(lǐ)分(fēn)配和管理(lǐ)。 同時老師可(kě)以一目了然地查看學(xué)生的實驗進展和遇到的問題,以便制定更高效的資源分(fēn)配策略,提供整體(tǐ)資源利用(yòng)率的同時,最大化的優化實驗效果。

實驗數據智能(néng)分(fēn)析

平台可(kě)以對學(xué)生的實驗操作(zuò)進行實時記錄跟蹤,利用(yòng)大數據技(jì )術進行統計分(fēn)析,方便課程優化與個性化教學(xué)。 同時協助教師全方位掌握學(xué)生的學(xué)習狀态和課程完成情況,進一步提高教學(xué)效果。

相互隔離互不幹擾

面向多(duō)維客戶提供定制化的實驗内容,幫助用(yòng)戶搭建屬于自己的網絡實驗環境, 在物(wù)理(lǐ)資源共享複用(yòng)的基礎上保證不同網絡實驗環境之間相互隔離,互不幹擾,保障了各個用(yòng)戶的實驗效果。

多(duō)家設備兼容并包

平台兼容已有(yǒu)傳統網絡設備,提供SSH、SNMP等協議适配。支持多(duō)廠家交換機如H3C、Huawei、銳捷等, 同時選用(yòng)主流開源SDN控制器如OpenDaylight、ONOS,并且系統與校園網互聯,支持VPN登錄,提供遠(yuǎn)程服務(wù)。 因此平台具(jù)有(yǒu)良好的兼容性和可(kě)擴展性,日後擴容和升級提供便利,進一步保障了投資,為(wèi)長(cháng)期的教學(xué)和科(kē)研提供支持。

實驗平台綜合考慮先進性、可(kě)靠性、性價比等因素,達到功能(néng)完善、性能(néng)穩定、且滿足不同用(yòng)戶需求的目标, 為(wèi)高等院校及科(kē)研院所開展SDN/NFV、雲計算、傳統網絡、網絡安(ān)全、5G、大數據與人工(gōng)智能(néng)等學(xué)科(kē)領域課程教學(xué)、 培養師資隊伍、進行技(jì )能(néng)培訓、探索科(kē)研課題等提供技(jì )術平台支撐。