《虚拟化与云存储专题实验（Experiments on Virtualization and Cloud Storage）》教学大纲
制定时间：2023 年 02 月
一、课程基本信息
（一）适用专业：本科物联网工程、本科软件工程
（二）课程代码：3DX1199A
（三）学分/课内学时：2 学分/32 学时
（四）课程类别：专业教育
（五）课程性质：必修/实验课
（六）先修课程：《计算机组成原理》《计算机网络》《嵌入式 linux 应用与开发》
（七）后续课程：大数据共享与整合技术、云应用系统开发技术、毕业设计
等
二、课程教学目标
《虚拟化与云存储专题实验》是物联网专业的一个独立性实践教学环节。通过本课程的教学，强化虚拟化与云计算的基础理论和标准；掌握虚拟化与云存储系统搭建与管理，培养学生理论联系实际的实践能力，为今后的学习和工作打下必要的基础。
通过本课程的教学，强化虚拟化与云计算的基础理论和标准；掌握虚拟化与云存储系统搭建与管理，培养学生理论联系实际的实践能力，为今后的学习和工作打下必要的基础。具体细化为：
（一）具体目标
目标 1：通过本课程学习，了解虚拟化与云存储的基础理论和标准；掌握虚拟化与云计算系统搭建与管理，能运用基本原理分析物联网领域的复杂工程问题的影响因素，证实解决方案的合理性；
（对应毕业指标点 2.5）目标 2：掌握基于 Openstack 的云计算平台规划与设计与 Openstack 平台搭
建，能够基于专业理论和对象特征，选择研究路线和设计可行的实验方案。
（对应毕业指标点 4.2）
（二）课程目标与毕业要求的对应关系
毕业要求 |
毕业要求指标点 |
课程目标 |
教学单元 |
评价方式 |
2. 能够应用数学、自然科 |
2.5：能运用基本原理分析物联网领域的复杂工程问题的影响因素，证实解决方案的合理 性； |
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学和工程科学的基本原理， |
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单元 1、单元 |
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识别、表达、并通过文献研 究分析物联网领域中的复杂 |
目标 1 |
2、单元 3、单 元 4、单元 5、 |
实验 大作业 |
工程问题，以获得有效结 |
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单元 6、单元 7 |
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论。 |
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4. 掌握本专业必需的数 |
4.2：能够基于专业理论和对象特征，选择研究路线和设计可行的实验方案； |
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学、自然科学、工程基础和专业知识，能够用于解决物 联网领域中的复杂工程问 |
目标 2 |
单元 8、单元 9、单元 10 |
大作业 |
题。 |
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三、教学内容与方法
（一）教学内容及要求
序号 |
教学单元 |
教学内容 （知识点） |
学习产出要求 |
推荐学时 |
推荐教学 方式 |
支撑 教学目标 |
备注 |
1 |
虚拟化基本概念，虚拟化与云计算 基础理论 |
了解 openstack 的基本概念 |
了解虚拟化基本概念，虚拟化与云计算基础理论 |
2 |
讲授 |
目标 1 |
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2 |
Linux 操作系统安装与 Linux 常见命令 |
安装Linux 操作系统，Linux 文件命令、编辑命令 |
掌握安装 Linux 操作系统的方法，能够使用 Linux 文件命令、编辑命令对 常见文件配置编辑 |
4 |
讲授实操 |
目标 1 |
|
3 |
基础服务部署 |
数据库服务， 安装，创建，各种数据库，消息代理 |
掌握虚拟机建立、网络配置、数据库服务，安装，创建， 消息代理安装 |
6 |
讲授实操 |
目标 1 |
实验报告 1 |
4 |
Identity Services (KeyStone) |
KeyStone 安装，配置，管理，验证 |
掌握 Openstack 身份认证系统的安装与配置，用户角色 创建 |
4 |
讲授实操 |
目标 1 |
|
5 |
Image Serv ices |
Glance 安装，api 配置，数据库，日志，启动，测 |
掌 握 镜 像 组 件 Glance 安装，api 配置，数据库，日志， |
2 |
讲授实操 |
目标 1 |
实验报告 2 |
序号 |
教学单元 |
教学内容 （知识点） |
学习产出要求 |
推荐学时 |
推荐教学 方式 |
支撑 教学目标 |
备注 |
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试 |
启动，测试方法 |
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6 |
compute Se rvices（No va） |
Nova 的安装，创建配置文件，Nov a 数据库，Nova service 和 endpoin t，Nov 流程安 装，启动NovaSe vice ，验证安 装。 |
掌握计算组件 Nova 的安装，创建配置文件，Nova 数据库，Nova service和 endpoint，Nov 流程 安 装 ， 启 动 NovaSevice ，验证 安装。 |
4 |
讲授实操 |
目标 1 |
实验报告 3 |
7 |
Dashboard (Horizon) |
仪表盘Horizon 的安装，配置 |
掌握仪表盘界面Ho rizon 的安装，配置方法 |
2 |
讲授实操 |
目标 1 |
实验报告 4 |
8 |
Networking Services (neutron) |
neutron 安装，ne utron 配置，neutr on Plugin ，neutr on 启动，测试，创建 Flat 模式和 子网。 |
掌握网络组件 neutr on 安装，neutron 配置，neutron Plugin ，neutron 启动，测试，创建 Flat 模式 和子网的方法 |
2 |
讲授实操 |
目标 1 |
|
9 |
Block Storage （Cinder） |
块 存 储 组 件 Cinder 安装， 配置，启动；NFS 作 为后端存储 |
掌握块存储组件 Cinder 的安装，配置，启动；并启用 N FS 作为后端存储 |
4 |
讲授实操 |
目标 2 |
|
10 |
Image 管理 |
在 OpenStack 上制作管理镜像 |
下载镜像，使用O Z 制作镜像，查看文件信息，上传到 Dlance，查看镜像文件，制作centOs 6.4 镜像，手动制 作 Windows7 镜像 |
2 |
讲授实操 |
目标 2 |
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合计 |
|
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32 |
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（二）教学方法
1. 课堂讲授
（1） 采用启发式教学，激发学生主动学习的兴趣，培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力，引导学生主动通过实践和自学获得自己想学到的知识。
（2） 在教学过程中采用电子教案和课件，多媒体教学与传统板书、教具教学
相结合，提高课堂教学信息量，增强教学的直观性。
（3） 理论教学与工程实践相结合，引导学生应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，采用现代设计方法和手段，进行数据筛选、数据清洗，数据的模拟与预测、解决计算类专业相关数据处理的思维方法和实践能力。
2. 实验教学
实验教学是虚拟化与云存储专题实验的实践环节，目的是培养学生运用实验方法研究解决计算机类专业自动化识别和数据处理的能力。课程必做实验 16 个，
各实验按照实验指导书的要求学生独立完成，并提交 4 次实验报告。鼓励学生结合自己的兴趣进行自主实验。
四、考核及成绩评定
（一）考核内容及成绩构成
课程考核以考核学生能力培养目标的达成为主要目的，以检查学生对各知识点的掌握程度和应用能力为重要内容，包括平时实验和大作业两个部分，考核方式：考查。各课程目标的考核内容、成绩评定方式、目标分值建议如下：
课程目标 |
考核内容 |
成绩评定方式 |
成绩占总评分比例 |
目标成绩占当次考核比例 |
学生当次考核平均得分 |
目标达成情况计算公式 |
|
OpenStack 网络与仪表盘组件配置 |
实验报告 |
10% |
25% |
A4 |
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搭建 OpenStack 基础组件 |
大作业 |
30% |
50% |
B1 |
目标 2：掌握基于 Op |
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enstack 的云计算平 |
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台规划与设计与 Ope |
搭建应用 OpenStack |
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|
nstack 平台搭建，能 够基于专业理论和对 |
平台和搭建OpenStac k 可选组件，并启动 |
大 作 业 |
30% |
50% |
B2 |
��2 × 30% 50% |
象特征，选择研究路 |
实例 |
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30 |
线和设计可行的实验 |
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方案 |
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总评成绩（100%）=实验（40%）+大作业（60%） |
100% |
—— |
—— |
学生总评平均分 
100 |
（二）平时考核成绩评定
实验：必做实验 16 次，提交 4 次实验报告。支撑目标 1
实验支撑的对应目标如下：
对应目标 |
目标 1：能运用基本原理分析物联网领域的复杂工程问题的影响因素，证实解决方案的合理性 |
考查点 |
实验报告 |
成绩比例 |
40% |
评分标准 |
100% 至 90% |
有很强的总结实验和撰写报告的能力，实验报告内容完整、正确，有很好的分析与见解。文本表述清晰，书写工整，格式规范。 |
|
89.9% 至 80% |
有较强的总结实验和撰写报告的能力，实验报告内容完整、正确，有较好的分析与见解。文本表述较为清晰，书写比较工整，格式规范。 |
79.9 至 70% |
有良好的总结实验和撰写报告的能力，实验报告内容较完整、正确，有自己的分析与见解。文本表述较为清晰，书写较为工整，格式较为规范。 |
69.9% 至 60% |
有一定的总结实验和撰写报告的能力，实验报告内容基本完整、正确，没有分析或见解。文本表述基本清晰，书写基本工整，格式基本规范。 |
59.9%至 0 |
总结实验和撰写报告的能力差，实验报告内容不完整、错误多。文本表述不清晰，书写潦草、格式不规范。 |
五、参考学习资料
推荐教材 1：《虚拟化与云存储》实验指导书
推荐教材 2：《Openstack 云计算实战手册》，凯文.杰克逊，人民邮电出版社，2018，第 3 版，ISBN：9787115472427
推荐教材 3：《OpenStack 开源云》，戢友，清华大学出版社，2019，第 2
版，ISBN：9787302367000
参考资料 1：《虚拟化与云计算平台构建》，李晨光、朱晓彦、芮坤坤，机械工业出版社，2019，第 1 版，ISBN：9787111547051
参考资料 2：《VMWARE 虚拟化技术应用实验》，焦繁，经济日报出版社，
2020，第 1 版，ISBN：9787802573451
参考资料 3：《KVM+Docker+OpenStack 实战——虚拟化与云计算配置、管理与运维》，王金恒，清华大学出版社，2021，第 1 版，ISBN：9787302567134
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