云计算章节程教学设计与实验安排ppt课件

1、“云计算课程的教学设计与实验安排解放军理工大学胥光辉(xu_guanghui126)教学设计 教学对象 教学内容 实验内容 课时安排3教学设计 教学对象 教学内容 实验内容 课时安排云计算课程教学对象 本科生面向全校学员开放的公共选修课，限定100人 计算机科学技术专业 软件工程 信息与通讯相关专业 研讨生 前沿论文研读不占用课内学时 讨论交流占用课内学时 在职轮训 具备一定任务阅历和专业知识背景的部队技术干部，经过短期培训，使其进展知识更新。5教学设计 教学对象 教学内容 实验内容 课时安排云计算课程教学内容 云计算根底概念与实际知识 什么是云计算、云计算的分类与特点、云计算的竞争优势以及云

2、计算的开展现状和趋势等； 典型云计算处理方案 了解不同处理方案的特点、异同和运用场景，了解云计算架构中实现可靠性、可伸缩性的方法，掌握云计算的并行计算思想，了解云计算对于大数据处置的重要意义； 云计算技术运用实际 基于现实问题如海量数据存储、大数据排序处置、计算值等问题，经过开源云计算系统运用实际，进一步加深对云计算技术的了解。 7教学设计 教学对象 教学内容 实验内容 课时安排云计算课程实验内容 贯彻“学以致用的思想，以知识验证、知识综合、创新设计为原那么，设计课程实际内容。 主要包括 Linux根本操作实际 基于虚拟机搭建Hadoop云计算运转环境 云存储系统搭建与运用实际 基于MapRe

3、duce的海量数据处置技术运用实际 9教学设计 教学对象 教学内容 实验内容 课时安排云计算课程课时安排 面向本科生 强调云计算根底知识普及教育和云计算根底运用实际，对于专业性较强或前沿知识涉及较少。课程为20学时，其中实验课程占10学时。 面向研讨生 注重系统架构、技术原理和实现细节分析，提高学员的动手实际才干，培育其并行思想。研讨生云计算课程为40学时，其中实际课时28学时含2学时前沿论文研读讨论，实验课时12学时。 面向轮训学员 在课程知识体系上，轮训学员掌握的知识比本科学员深化，同时移除了研讨生学员的前沿论文研读部分，使其将重点聚焦到云计算的概念、体系架构、技术原理和运用场景中。在课时

4、设置上，轮训学员云计算课程为30学时，其中实际课时12学时，实验课时18学时。 序号知识分类课程内容知识点学员分类本科生研究生轮训学员1云计算的概念与现状云计算的概念1.1 云计算概念的起源1.2 云计算的特征1.3 云计算的分类1.4 云计算的体系结构*云计算的发展现状1.5 Google、Amazon、微软等国际知名公司云计算发展现状1.6 中移动、阿里巴巴和盛大等国内公司云计算发展现状1.7 云计算与物联网、3G和移动互联网等新技术的关联1.8 云计算的优势（成本优势、规模优势）*2云计算的关键技术海量数据存储技术2.1 云计算海量数据存储需求分析2.2 Google分布式文件系统GFS

5、2.3 Amazon的基础存储架构Dynamo和简单存储服务S32.4 Windows Azure存储服务 2.5 开源系统Hadoop的云存储系统HDFS*海量数据处理技术2.5 海量数据处理技术需求分析2.6 Google的分布式数据处理模型MapReduce2.7 Windows Azure计算服务2.8 MapReduce编程技术*海量数据管理技术2.9 数据管理技术基础2.10 Google的分布式结构表BigTable2.11 Google的结构化数据管理技术Megastore2.12 Amazon的简单数据库服务SimpleDB2.13 Amazon的关系数据库RDS2.14 微

6、软云关系数据库SQL Azure*虚拟化技术2.15 Amazon的弹性计算云EC22.16 VMWare的云战略架构2.17 VMWare的云管理平台vCenter2.18 VMWare的网络和存储虚拟化技术*序号知识分类课程内容知识点学员分类本科生研究生轮训学员2云计算的关键技术其他关键技术2.19 Google的分布式锁服务Chubby2.20 Google应用程序引擎AppEngine2.21 Google大规模分布式系统的监控基础架构Dapper2.22 Amazon的简单队列服务SQS2.23 Windows Azure AppFabric2.24 Hadoop的协调器ZooKee

7、per*3开源云计算系统及应用实践开源云计算系统3.1 Google云计算开源实现Hadoop3.2 Amazon云计算开源实现Eucalyptus3.3 Cassandra3.4 Hive3.5 VoltDB*开源云计算系统Hadoop应用实践3.6 基于VMWare虚拟机的Hadoop集群运行环境搭建3.7 HDFS存储环境搭建与可用性实践3.8 基于MapReduce的大数据排序编程实践3.9 基于MapReduce的圆周率计算实践*4云计算的研究热点与发展趋势云计算的研究热点4.1 云计算体系结构研究4.2 云计算关键技术研究4.3 云计算支撑平台研究4.4 云计算应用技术研究4.5

8、云安全技术研究*云计算的发展趋势4.6 经典云计算学术论文研读4.7 最新云计算前沿论文研读与交流*【注】在学员分类下，*表示该知识点为该类学员了解内容，*为该类学员重点掌握内容，表示该知识点不需求该类学员掌握。13实验安排 云计算实验需求到达的目的 云计算实验应包含的内容 已开展的实验方案简介 正在进展的一些新的尝试实验安排 云计算实验需求到达的目的 云计算实验应包含的内容 已开展的实验方案简介 正在进展的一些新的尝试云计算实验需求到达的目的 了解云计算的根本任务方式 多个计算、存储结点“绑在一同 经过虚拟化提高利用率 面向效力的根本体系构造 了解云系统的特征 大量结点一同 适宜处置大义务或

9、大量义务 经过软件松散的耦合系统要素云计算实验需求到达的目的 稳定以前学过的知识并能加以综合运用 云计算本身就是综合众多传统技术的新型计算方式 加深学生对操作系统、网络、分布式系统、数据库、程序设计言语、计算机系统构造等方面知识的了解 提高动手才干 实验过程中必然遇到诸多问题，而且景象迥异 要求学生可以在了解实际知识的根底上，积极思索、细致分析、不断尝试实验安排 云计算实验需求到达的目的 云计算实验应包含的内容 已开展的实验方案简介 正在进展的一些新的尝试云计算实验应包含的内容 云计算的两大使能技术 虚拟化 面向效力的体系构造 云计算本身的特点 经过软件把才干划分或整合，充分利用资源云计算实验

10、应包含的内容 Linux操作系统环境的熟习 几乎一切开源云计算平台都基于Linux系统，在没有Linux系统的环境里搭建云计算系统是难以想象的 大多学生对Linux系统并不熟习 集群技术 把众多商用效力器结合起来，虚拟成一个整体，对外一致提供“超级的效力才干云计算实验应包含的内容 虚拟机 隔离：用户角度是一台完全独立的计算机系统 共享：可向进程一样共享CPU资源、共享一致的存储资源、在虚拟网络实体网络间共享网络资源 高度可配置：用户需求的资源可方便的配置和更改，资源缺乏时可进展在线的虚拟机迁移 虚拟网络 灵敏高效衔接虚拟机的保证 虚拟网络与实体网络共同构建通讯环境实验安排 云计算实验需求到达的

11、目的 云计算实验应包含的内容 已开展的实验方案简介 正在进展的一些新的尝试已开展的实验方案简介 Linux根本操作2学时 实验在VMWare下进展 安装ArchLinux系统，可以从比较根本的概念去了解操作系统 熟习根本Linux任务方式，掌握根本操作命令 后面的实验基于本次实验所构建的系统进展 复制虚拟机磁盘文件并开启多台虚拟机，直观了解虚拟化概念已开展的实验方案简介 简单云存储系统：MooseFS文件系统的搭建4学时 最简单的集群系统 了解如何“绑在一同提供效力 可先独立单机搭建再分组构建分布式环境 元数据效力器 数据存储效力器 客户端已开展的实验方案简介 全分布式的Hadoop搭建10学

12、时 分组进展5-6人/组 HDFSHadoop文件系统 Master主结点 Chunkserver存储节点 Zookeeper分布式锁管理器 Paxos算法选举Leader HBaseHadoop下NOSQL数据库 NOSQL的任务特点 存储仍在HDFS已开展的实验方案简介 全分布式的Hadoop搭建10学时 进展单词计数(Wordcount)运用的实验 进展单机C言语程序的单词计数实验 比较小数据几兆字节、大数据几百兆字节或更大用两种方式计算的效果差别 了解Hadoop是成熟、完备的分布式处置框架的概念 有余力的同窗可仿照例程自行设计分布式处置程序实验安排 云计算实验需求到达的目的 云计算实

13、验应包含的内容 已开展的实验方案简介 正在进展的一些新的尝试正在进展的一些新的尝试 原有实验条件的限制 许多机器对硬件虚拟化支持缺乏即“半虚拟化技术 与传统实验环境冲突实验室多门课程公用 拟开展的新的实验方案 虚拟化实验 虚拟网络实验正在进展的一些新的尝试 虚拟化实验 新的实验室条件：新的对虚拟化支持较好的效力器 8 Cores x 8CPUs 128G RAM 100TB集中存储 一台主机足以支持至少50人同时实验 经过虚拟化嵌套 可做出虚拟机创建、删除、迁移等实验 学生可开设更多虚拟机 虚拟机资源可共享OpenStack简介 OpenStack的重要构成部分： Nova - 计算效力 Sw

14、ift - 存储效力 Glance - 镜像效力 Keystone - 认证效力 Horizon - UI效力实验 一：OpenStack的安装与部署实验二：OpenStack镜像管理 创建创建Linux镜像镜像 创建创建Windows镜像镜像 一安装操作系统一安装操作系统 二上传二上传Windows镜像镜像实验 三：KVM迁移到OpenStack原有KVM迁移到OpenStack中管理可以在OpenStack管理平台中对KVM进展重启，删除，暂停/恢复，VNC操作httpsgithub/lightcloud/kvm2openstack1. 经过libvirt将KVM的数据采集后存储到nova的db中2 修正KVM主机名可以经过dashboard管理KVM修正主机名的过程需求重启KVM实验四：OpenStack动态迁移OpenStack运用的是块迁移，由于没有共享存储只能做块迁移，同时OpenStack也支持共享迁移，共享迁移只能在有共享存储的情况下才被运用。执行迁挪动动作:首先会去检查目