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摘要：首先对网上开放虚拟实验室的基本概念、体系结构和管理模式进行介绍，分析了设计网上开放虚拟实验室的关键技术。最后设计和实现了网上开放虚拟实验室。
关键词：开放虚拟实验室；VNC；用户管理；LDAP
中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)20-30227-02
The Research and Design of Open Virtual Laboratory Based Internet
TAO Yong
(Department of Computer Science and Technology, Hubei Institute for Nationalities, Enshi 445000, China)
Abstract: First outlines the open virtual laboratory basic concept, structure and management style, then focus on the critical technologies of designing open virtual laboratory. Finally, designed and implemented an open online virtual laboratory.
Key words: open virtual laboratory; Virtual Network Computing; user manager; Lightweight Directory Access Protocol
1 引言
Internet的發展和普及使方兴未艾的远程资源共享得到了强大的技术支持。其中以Internet为传播途径的网上开放虚拟实验室实现了对传统实验室的有力补充，是对传统实验室的时间上拓展和空间上的延伸。建立网上开放虚拟实验室的目的在于通过网上开放实验室，用户能经因特网访问本平台的资源和工具，扩展本平台的服务覆盖范围，让资源为更多的用户所使用，解决远程用户如何使用平台资源的问题。
2 开放虚拟实验室概念
网上开放虚拟实验室是指用户在远程通过Internet访问特定网站，在一定的虚拟环境下（即用虚拟资源或者说远程资源替代本地资源，用远程实验替代真实实验），按一定步骤完成实验及相关参数选择和设定，最终获得实验结果。实际上，整个实验过程都是通过本地登陆远程系统来访问远程资源并且进行相应的处理，最后还可以共享或者下载相关资源、数据以及实验结果。
3 网上开放虚拟实验室结构
网上开放虚拟实验室集成在软件公共信息及资源服务门户平台中，依据现有的资源情况和实验室环境进行设计开发，建立系列平台或平台网上开放虚拟实验室、相关技术论坛、网上在线培训、资源共享等。网上开放虚拟实验室的结构设计如图1所示。
4 网上开放虚拟实验室采用的安全和管理模式
采用用户单点登录身份认证、资源访问控制等策略，以及多种用户授权使用模式，建立了完备的资源访问和安全机制。
网上开放虚拟实验室的用户管理，包括用户的注册、登录、身份认证、角色权限管理、服务申请等，均通过门户平台提供的用户管理接口完成。通过门户系统LDAP(Lightweight Directory Access Protocol)[1,2]目录服务统一管理实验室用户信息，采用基于角色和权限的用户管理，增强了系统的安全性和资源的可维护性。
同时根据虚拟实验室资源的多样性、虚拟实验室的使用安全和管理维护的方便性，以及技术实现方法的可行性来考虑，对各个资源的访问及其方式进行控制和授权，用户远程使用实验室可以有两种方式，不同的平台和工具或其部分功能的使用可采用不同的使用方式。
1) 管理员授权使用方式：在管理员授权使用模式下，用户可远程直接使用实验室的某个工具或平台，具体为：用户提出使用实验室某个资源或平台的申请，管理员审核并通过后给予用户授权，并进行有关配置，把具体访问的有关信息发给用户，之后用户可远程直接使用。以管理员授权使用方式使用资源的流程如图2所示。
图2 管理员授权使用方式示意图
2) 管理员代理使用方式：在管理员代理使用模式下，用户使用实验室的工具或平台需由管理员参与其使用过程，具体为：用户提出使用实验室某个资源或平台的申请，管理员审核并通过后给予用户授权，并进行有关配置，把具体访问的有关信息发给用户，用户使用过程中由管理员完成对服务器端资源有重要影响的关键步骤并将结果反馈给用户。以管理员代理使用方式使用资源的流程如图3所示。
图3 管理员代理使用方式示意图
5 网上开放虚拟实验室设计的关键技术
虚拟网络计算工具(VNC，Virtual Network Computing)[3]本质上来说是一个远程显示系统，管理员通过它不仅仅可以在运行程序的本地机上察看桌面环境，而且可以从Internet上的任何地方察看远程机器的运行情况，而且它具有跨平台的特性。
鉴于VNC的优点，采用集成自由软件VNC实现网上远程在线培训，同时管理员和用户之间可通过远程通讯帮助进行实时的文字交流。
网上在线培训系统是基于网络的远程技术培训服务、资源和信息交流以及即时消息等跨平台通信的协同工作系统。专业技术人员通过网络通信提供可视化的计算机操作培训支持，实现不同用户在不同地点接受统一的计算机技术培训，同时确保用户计算机的相对安全性。
网上在线培训通过集成开源项目VNC实现，VNC是一个远程显示系统，通过VNC不同平台的电脑可互相遥控，用户可用鼠标和键盘控制网络包括局域网和互联网上的任何电脑，VNC能在Linux、Windows、Macintosh、Solaris及Unix等平台上运行，也可以安装在PDA上。VNC由两部份组成，分别是在远端电脑运行的服务器端VNC Server，以及在本地电脑的上执行的客户端VNC Viewer。它使用的通信协议简单、开放并且与操作系统独立，服务器端和客户端能在不同的电脑、平台上操作。即使客户端的连线突然中断，也不会影响服务器端上的任何数据[4]。
网上远程在线培训总体结构如图4所示。
系统服务器端VNC Server搭建好之后，网络上的任何计算机可以运行VNC客户端来连接到工作站（服务器）来显示桌面。我们甚至可以在运行VNC服务器的工作站上运行VNC客户端。我们将这种桌面会话称为VNC桌面，我们把运行VNC服务器(和其窗口管理器)的工作站称为VNC工作站。所以利用VNC就可以很好解决网上在线子系统设计遇到的问题。
6 网上开放虚拟实验室的实现
本系统基于J2EE 的技术构架决定了其系统构筑的灵活性以及可扩充性，可以在所有流行平台上运行，包括主机系统、小型机和Unix工作站、PC以及各种流行的操作系统，支持多种数据库。
6.1 实现的硬件环境
1) SUN 48001台数据库服务器；
2) HP 5801台Web服务器；
3) HP 5801台VNC服务器；
4) HP 5801台应用服务器。
6.2 实现的软件环境
1) 服务器端：操作系统：Windows 2003 Server/Solaris/Linux；
2) Web服务器：Weblogic Portal Server/Tomcat；
3) 数据库服务器：Oracle9i；
4) VNC服务器：VNC Server。
6.3 系统结构实现图
7 结束语
网上开放虚拟实验室的出现为资源整合、资源共享、网上在线培训服务提供了一个很好解决方案，也为软件公共信息及资源服务平台的搭建提出了一个新思路。但是网上开放虚拟实验室还存在一些不足之处，比如，它还不能完全支持虚拟实验室中的资源动态生成，再就是它对网络的速度要求过高。将来可以考虑系统使用B/S结构，使用J2EE中的webwork、spring和hibernate技术来实现。
参考文献：
[1] 徐建波，李仁发，蒋云霞. 基于LDAP的目录服务分析与实践. 湘潭矿业学院学报, 2002,(1):32-35.
[2] 张慧宇，袁卫忠，黄皓，谢立. LDAP研究及其在CA中的应用. 计算机应用研究. 2002,(10):59-62.
[3] 李汉强. Linux下的远程控制VNC. 赛迪网：开放系统世界,2003,1-5.
[4] Phil Comes著，童寿斌,等译. Linux从入门到精通[M]. 电子土业出版社,1998.22-97.
关键词：开放虚拟实验室；VNC；用户管理；LDAP
中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)20-30227-02
The Research and Design of Open Virtual Laboratory Based Internet
TAO Yong
(Department of Computer Science and Technology, Hubei Institute for Nationalities, Enshi 445000, China)
Abstract: First outlines the open virtual laboratory basic concept, structure and management style, then focus on the critical technologies of designing open virtual laboratory. Finally, designed and implemented an open online virtual laboratory.
Key words: open virtual laboratory; Virtual Network Computing; user manager; Lightweight Directory Access Protocol
1 引言
Internet的發展和普及使方兴未艾的远程资源共享得到了强大的技术支持。其中以Internet为传播途径的网上开放虚拟实验室实现了对传统实验室的有力补充，是对传统实验室的时间上拓展和空间上的延伸。建立网上开放虚拟实验室的目的在于通过网上开放实验室，用户能经因特网访问本平台的资源和工具，扩展本平台的服务覆盖范围，让资源为更多的用户所使用，解决远程用户如何使用平台资源的问题。
2 开放虚拟实验室概念
网上开放虚拟实验室是指用户在远程通过Internet访问特定网站，在一定的虚拟环境下（即用虚拟资源或者说远程资源替代本地资源，用远程实验替代真实实验），按一定步骤完成实验及相关参数选择和设定，最终获得实验结果。实际上，整个实验过程都是通过本地登陆远程系统来访问远程资源并且进行相应的处理，最后还可以共享或者下载相关资源、数据以及实验结果。
3 网上开放虚拟实验室结构
网上开放虚拟实验室集成在软件公共信息及资源服务门户平台中，依据现有的资源情况和实验室环境进行设计开发，建立系列平台或平台网上开放虚拟实验室、相关技术论坛、网上在线培训、资源共享等。网上开放虚拟实验室的结构设计如图1所示。
4 网上开放虚拟实验室采用的安全和管理模式
采用用户单点登录身份认证、资源访问控制等策略，以及多种用户授权使用模式，建立了完备的资源访问和安全机制。
网上开放虚拟实验室的用户管理，包括用户的注册、登录、身份认证、角色权限管理、服务申请等，均通过门户平台提供的用户管理接口完成。通过门户系统LDAP(Lightweight Directory Access Protocol)[1,2]目录服务统一管理实验室用户信息，采用基于角色和权限的用户管理，增强了系统的安全性和资源的可维护性。
同时根据虚拟实验室资源的多样性、虚拟实验室的使用安全和管理维护的方便性，以及技术实现方法的可行性来考虑，对各个资源的访问及其方式进行控制和授权，用户远程使用实验室可以有两种方式，不同的平台和工具或其部分功能的使用可采用不同的使用方式。
1) 管理员授权使用方式：在管理员授权使用模式下，用户可远程直接使用实验室的某个工具或平台，具体为：用户提出使用实验室某个资源或平台的申请，管理员审核并通过后给予用户授权，并进行有关配置，把具体访问的有关信息发给用户，之后用户可远程直接使用。以管理员授权使用方式使用资源的流程如图2所示。
图2 管理员授权使用方式示意图
2) 管理员代理使用方式：在管理员代理使用模式下，用户使用实验室的工具或平台需由管理员参与其使用过程，具体为：用户提出使用实验室某个资源或平台的申请，管理员审核并通过后给予用户授权，并进行有关配置，把具体访问的有关信息发给用户，用户使用过程中由管理员完成对服务器端资源有重要影响的关键步骤并将结果反馈给用户。以管理员代理使用方式使用资源的流程如图3所示。
图3 管理员代理使用方式示意图
5 网上开放虚拟实验室设计的关键技术
虚拟网络计算工具(VNC，Virtual Network Computing)[3]本质上来说是一个远程显示系统，管理员通过它不仅仅可以在运行程序的本地机上察看桌面环境，而且可以从Internet上的任何地方察看远程机器的运行情况，而且它具有跨平台的特性。
鉴于VNC的优点，采用集成自由软件VNC实现网上远程在线培训，同时管理员和用户之间可通过远程通讯帮助进行实时的文字交流。
网上在线培训系统是基于网络的远程技术培训服务、资源和信息交流以及即时消息等跨平台通信的协同工作系统。专业技术人员通过网络通信提供可视化的计算机操作培训支持，实现不同用户在不同地点接受统一的计算机技术培训，同时确保用户计算机的相对安全性。
网上在线培训通过集成开源项目VNC实现，VNC是一个远程显示系统，通过VNC不同平台的电脑可互相遥控，用户可用鼠标和键盘控制网络包括局域网和互联网上的任何电脑，VNC能在Linux、Windows、Macintosh、Solaris及Unix等平台上运行，也可以安装在PDA上。VNC由两部份组成，分别是在远端电脑运行的服务器端VNC Server，以及在本地电脑的上执行的客户端VNC Viewer。它使用的通信协议简单、开放并且与操作系统独立，服务器端和客户端能在不同的电脑、平台上操作。即使客户端的连线突然中断，也不会影响服务器端上的任何数据[4]。
网上远程在线培训总体结构如图4所示。
系统服务器端VNC Server搭建好之后，网络上的任何计算机可以运行VNC客户端来连接到工作站（服务器）来显示桌面。我们甚至可以在运行VNC服务器的工作站上运行VNC客户端。我们将这种桌面会话称为VNC桌面，我们把运行VNC服务器(和其窗口管理器)的工作站称为VNC工作站。所以利用VNC就可以很好解决网上在线子系统设计遇到的问题。
6 网上开放虚拟实验室的实现
本系统基于J2EE 的技术构架决定了其系统构筑的灵活性以及可扩充性，可以在所有流行平台上运行，包括主机系统、小型机和Unix工作站、PC以及各种流行的操作系统，支持多种数据库。
6.1 实现的硬件环境
1) SUN 48001台数据库服务器；
2) HP 5801台Web服务器；
3) HP 5801台VNC服务器；
4) HP 5801台应用服务器。
6.2 实现的软件环境
1) 服务器端：操作系统：Windows 2003 Server/Solaris/Linux；
2) Web服务器：Weblogic Portal Server/Tomcat；
3) 数据库服务器：Oracle9i；
4) VNC服务器：VNC Server。
6.3 系统结构实现图
7 结束语
网上开放虚拟实验室的出现为资源整合、资源共享、网上在线培训服务提供了一个很好解决方案，也为软件公共信息及资源服务平台的搭建提出了一个新思路。但是网上开放虚拟实验室还存在一些不足之处，比如，它还不能完全支持虚拟实验室中的资源动态生成，再就是它对网络的速度要求过高。将来可以考虑系统使用B/S结构，使用J2EE中的webwork、spring和hibernate技术来实现。
参考文献：
[1] 徐建波，李仁发，蒋云霞. 基于LDAP的目录服务分析与实践. 湘潭矿业学院学报, 2002,(1):32-35.
[2] 张慧宇，袁卫忠，黄皓，谢立. LDAP研究及其在CA中的应用. 计算机应用研究. 2002,(10):59-62.
[3] 李汉强. Linux下的远程控制VNC. 赛迪网：开放系统世界,2003,1-5.
[4] Phil Comes著，童寿斌,等译. Linux从入门到精通[M]. 电子土业出版社,1998.22-97.