云计算是当今互联网的热潮,而教育则是国家的重要工作,传统的实验教学不仅需要大量的机器和场地,同时也有管理困难等弊端。本文以云计算为切入点,以更高效和节能的教学为出发点,结合虚拟化技术,设计并实现了一种新型的实验教学平台。同时考虑到用户规模的实际情况,单台服务器已经无法承担实际物理计算资源的需求,将其设计为集群模式以扩大规模。本文通过对KVM和QEMU等虚拟化技术进行深入学习,掌握了虚拟化的原理。同时对分布式文件系统展开学习,分析了分布式文件系统中常用的数据存储算法,并且对虚拟交换机和VNC等进行了学习,进一步理解了 TCP/IP协议的原理,并由微观到宏观对整个平台有了新的思考。在此基础上,本文提出了基于虚拟化的实验教学平台的设计目标,并根据目标针对性的给出了平台的整体架构设计,将整个平台按照分工模块化,对不同的模块给出具体的设计方案。完成设计后系统的对每一个模块进行了实现,验证了实验教学平台的可行性,并进行了整个系统的集成。完成集群系统的部署后,对基本功能进行了测试,并针对noVNC流量的隐患给出了详细的测试过程,通过分析测试结果,以实践的方式验证了平台的正确性。然后针对平台的性能给出了关于内存,I/O和CPU的优化方案。本文的主要工作有以下几个方面:1.对云计算中的虚拟化技术进行了深入学习,深刻理解了虚拟化的原理;2.对分布式文件系统进行了深入学习,对CEPH和NFS进行了实践操作,对其中的CRUSH算法和一致性hash算法进行了详细论述;3.分析了实验教学平台的设计目的与可行性,给出了整体架构设计;4.根据功能的划分,详细设计了 6个主要模块;5.对每一个模块进行了系统实现,以集群的方式实现了整个系统;6.针对平台可能出现的隐患进行了测试,并为提升平台的性能进行了优化。本文实现的实验教学平台是为了满足高校的教学而设计的,目前全国范围内的许多大学已经开始采用此平台进行了实际教学,因此根据用户的需求还需持续优化。