網路虛擬實驗室是使用BSDA結構，由客戶端、Web伺服器、套用伺服器以及實驗設備四個模組組成，具備開發周期短，成本低的特點，同時又具有很強的兼容性和擴展性，能大大提高儀器的使用效率。 它是一個無牆的中心，通過計算機網路系統，研究人員或學生將不受時空的限制，隨時隨地與同行協作，共享儀器設備，共享數據和計算資源，並得到教師的遠程指導以及與同行相互研討。
基本介紹
- 中文名：網路虛擬實驗室
- 結構：BSDA
- 組成模組：4個
- 特點：開發周期短，成本低
- 分類：3類
- 成功案例：Tennessee大學
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網路虛擬實驗室定義
網路虛擬實驗室是使用BSDA結構，由客戶端、Web伺服器、套用伺服器以及實驗設備四個模組組成，具備開發周期短，成本低的特點，同時又具有很強的兼容性和擴展性，能大大提高儀器的使用效率。 它是一個無牆的中心，通過計算機網路系統，研究人員或學生將不受時空的限制，隨時隨地與同行協作，共享儀器設備，共享數據和計算資源，並得到教師的遠程指導以及與同行相互研討。
由於通過網路虛擬實驗室能夠實現跨時空跨學科的儀器設備遠程共享，甚至遠程控制，滿足科研教學對分
布式實驗系統的要求，同時解決棘手的教學資源緊張問題，國外的很多科研院所也已經進行了相關的有益嘗試。如Carnegie-Mellon大學的卡Carnegie Mellon虛擬實驗室，Johns Hopkins大學的虛擬工程與科學實驗室，以及Tennessee大學的網上工程實驗室是其中的比較成功的範例。
網路虛擬實驗室的分類
網路虛擬實驗室大多使用的是CS（客戶端/服務端）結構，按其實現功能基本可分為三類：
軟體共享網路虛擬實驗室。
其特點為，服務端共享本地的虛擬實驗室模擬軟體平台，接受客戶端傳送的實驗請求，分析和處理實驗參數，經過計算模擬最終將結果返回客戶端。整個系統不涉及具體的實驗儀器硬體設備，只是利用軟體模擬實驗的過程；
儀器共享網路虛擬實驗室。
服務端同樣接受客戶端的實驗請求和實驗參數，使用實驗參數配置與之連線的實驗儀器硬體設備，由實驗儀器硬體設備進行實驗，並將實驗結果返回服務端，最後返回到用戶端，實現實驗儀器的共享，實驗數據的共享。
遠程控制網路虛擬實驗室。
與儀器共享網路虛擬實驗室最大的區別在於除了實驗儀器實驗數據的共享之外，它還要實現客戶端對實驗儀器設備的遠程控制。
網路虛擬實驗室實現原理
網路虛擬實驗室的構建多使用瀏覽器/伺服器/數據和套用(BSDA，Browser/Server/Database&Application)結構，其原理如圖1所示，典型的網路虛擬實驗室由客戶端、網頁伺服器端、套用伺服器端以及實驗儀器設備四部分組成。網頁伺服器主要作用是提供Web接入服務、用戶認證管理、開放式互動實驗環境以及?態網頁的生成；套用伺服器主要作用是控制和管理實驗儀器、採集和處理實驗數據；資料庫的主要作用則是配合用戶帳戶的管理、動態網頁的生成以及實驗數據的存儲和管理。本網路虛擬實驗室，主要由模擬仿真和實時測量兩個部分組成，如圖2所示。模擬仿真部分，主要完成驗證型、原理演示型實驗，使用LabVIEW自帶的網頁發布功能，直接在Web伺服器端生成嵌入實驗平台的www網頁，用戶只需使用網頁瀏覽器即可通過網際網路訪問網路虛擬實驗室，進行實驗。
實時測量部分，主要完成儀器共享型、遠程控制型實驗，有一個多媒體輔助模組，是對實際實驗平台界面的虛擬呈現，讓學生在進入實時測量模組之前來操作，用來檢驗學生的預習程度，讓學生預先了解實驗內容，熟悉具體的實驗步驟；另一個是實時測量模組，它是實時測量部分的核心，負責本地實驗數據的採集，並按遠程用戶的操作要求進行分析、存儲以及顯示，可使用LabVIEW的網頁發布功能來實現，也可使用基於LabVIEW編程的 Application Server模組與客戶端API模組來實現網路互連，數據通信，完成遠程實驗。
網路虛擬實驗室的硬體結構
我們使用的是以NI-PXI構架為核心的硬體體系，並以一台Dell PowerEdge4600為網路伺服器，如圖3所示。Dell PowerEdge4600為Web伺服器配備了2個Intel Xeon 2.8GHz處理器，2GB ECC DDR RAM，3×36GB SCSI RAID（冗餘磁碟陣列），以及Broadcom 千兆網卡，充分滿足多執行緒、大流量、高頻寬的使用要求。
