课程培训
计算基础设施培训课程(按岗位专题选修)

计算基础设施培训课程(按岗位专题选修)

根据企业实际岗位设置与职责要求,将“计算基础设施”课程体系划分为以下六大岗位方向,每个岗位对应不同的知识结构、能力要求和课程组合。

一、计算基础设施岗位图谱

┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │                     计算基础设施岗位图谱                            │ ├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │                                                                 │ │   ┌──────────────────────────────────────────────────────┐    │ │   │                   硬件基础设施层                          │    │ │   │   ┌──────────────┐  ┌──────────────┐  ┌──────────────┐ │    │ │   │   │  服务器工程师  │  │  数据中心     │  │  异构计算     │ │    │ │   │   │              │  │  运维工程师   │  │  工程师      │ │    │ │   │   └──────────────┘  └──────────────┘  └──────────────┘ │    │ │   └──────────────────────────────────────────────────────┘    │ │                              ↓                                   │ │   ┌──────────────────────────────────────────────────────┐    │ │   │                   虚拟化与云平台层                        │    │ │   │   ┌──────────────┐  ┌──────────────┐  ┌──────────────┐ │    │ │   │   │  虚拟化工程师  │  │  云平台       │  │  容器平台     │ │    │ │   │   │              │  │  工程师      │  │  工程师      │ │    │ │   │   └──────────────┘  └──────────────┘  └──────────────┘ │    │ │   └──────────────────────────────────────────────────────┘    │ │                              ↓                                   │ │   ┌──────────────────────────────────────────────────────┐    │ │   │                   容器与编排层                            │    │ │   │   ┌──────────────┐  ┌──────────────┐  ┌──────────────┐ │    │ │   │   │  Kubernetes  │  │  DevOps      │  │  云原生       │ │    │ │   │   │  工程师      │  │  工程师      │  │  架构师      │ │    │ │   │   └──────────────┘  └──────────────┘  └──────────────┘ │    │ │   └──────────────────────────────────────────────────────┘    │ │                              ↓                                   │ │   ┌──────────────────────────────────────────────────────┐    │ │   │                   边缘与新兴计算                          │    │ │   │   ┌──────────────┐  ┌──────────────┐  ┌──────────────┐ │    │ │   │   │  边缘计算     │  │  异构计算     │  │  算力调度     │ │    │ │   │   │  工程师      │  │  架构师      │  │  工程师      │ │    │ │   │   └──────────────┘  └──────────────┘  └──────────────┘ │    │ │   └──────────────────────────────────────────────────────┘    │ │                                                                 │ └─────────────────────────────────────────────────────────────────┘

二、六大岗位课程体系

岗位一:服务器与硬件工程师

 
 
项目 内容
课程名称 服务器与硬件工程师实战课程
岗位定位 负责服务器硬件选型、架构设计、性能测试和故障排查,保障计算基础设施的硬件层稳定可靠。
培训目标 使学员掌握服务器硬件架构、组件选型、性能评估和故障处理方法,能够独立完成服务器部署、硬件运维和性能优化,具备数据中心硬件工程师的核心能力。
培训对象 硬件工程师、数据中心运维人员、服务器采购专员、IT基础设施规划者
核心课程 • 服务器硬件架构:CPU/内存/主板/芯片组架构、总线系统(PCIe/DMI/QPI)、NUMA设计
• CPU技术深度:Intel/AMD/ARM架构对比、核心/线程/缓存/频率选择、功耗与散热
• 内存技术:DDR4/DDR5特性、内存通道配置、ECC内存、内存容量规划
• 存储接口与设备:SATA/SAS/NVMe协议、HDD/SSD选型、RAID级别与硬件RAID卡
• 网络接口:千兆/万兆/25G/100G网卡选型、网卡卸载功能、智能网卡(SmartNIC)
• GPU加速卡:NVIDIA/AMD GPU选型、GPU显存/核心数/功耗、GPU服务器配置
• 服务器形态:机架式/刀片式/塔式、高密度服务器、多节点服务器、超融合节点
• 电源与散热:电源冗余(1+1/2+2)、电源效率(80Plus)、风冷/液冷方案
• 服务器管理:BMC/IPMI/iDRAC/ILO带外管理、Redfish协议、硬件监控指标
• 服务器基准测试:SPEC CPU/SPECpower、TPC、Stream内存带宽测试、FIO存储测试
• 故障排查与诊断:硬件日志分析、故障预测(S.M.A.R.T)、内存测试、压力测试
• 服务器生命周期管理:固件升级、硬件维保、备件管理、退役处置

岗位二:数据中心基础设施工程师

 
 
项目 内容
课程名称 数据中心基础设施运维课程
岗位定位 负责数据中心物理基础设施(供电、制冷、布线、机柜)的规划、部署与运维,保障数据中心稳定可靠运行。
培训目标 使学员掌握数据中心基础设施的核心技术,能够独立完成数据中心容量规划、供电制冷设计、机柜布局和运维管理。
培训对象 数据中心运维人员、基础设施工程师、机房管理员、设施经理
核心课程 • 数据中心标准与分级:TIA-942标准、Uptime Tier分级、GB50174国标
• 供配电系统:UPS工作原理、电池配置、柴油发电机、ATS切换、PDU/RPP
• 制冷系统:机房空调(CRAC/CRAH)、冷热通道隔离、精密空调、自然冷却
• 机柜与布线:机柜尺寸(42U/47U)、机柜承重、PDU安装、结构化布线
• 环境监控:温湿度监控、漏水检测、烟雾探测、门禁系统、视频监控
• 数据中心容量管理:电力容量规划、制冷容量规划、机柜空间规划、容量管理工具
• 数据中心能效:PUE计算、能效优化策略、液冷技术、余热回收
• 消防系统:七氟丙烷/IG541气体灭火、早期烟雾探测、消防联动
• 数据中心运维管理:巡检制度、应急预案、变更管理、运维文档
• 灾备与业务连续性:灾备等级、异地容灾、备份中心建设、演练计划
• 绿色数据中心:节能技术、新能源接入、碳排放管理、绿色认证
• 数据中心自动化:DCIM系统、资产管理、容量管理、能耗分析

岗位三:虚拟化工程师

 
 
项目 内容
课程名称 虚拟化工程师实战课程
岗位定位 负责企业虚拟化平台的规划、部署、运维与优化,保障虚拟化环境的稳定、高效和可扩展。
培训目标 使学员掌握主流虚拟化平台(VMware/KVM/Hyper-V)的核心技术,能够独立完成虚拟化环境搭建、虚拟机管理、资源调度和高可用配置。
培训对象 虚拟化工程师、系统管理员、云计算工程师、数据中心运维人员
核心课程 • 虚拟化技术原理:Hypervisor类型、CPU虚拟化(VT-x/AMD-V)、内存虚拟化(EPT/NPT)、I/O虚拟化(VT-d/SR-IOV)
• VMware vSphere深度:ESXi安装配置、vCenter Server部署、数据中心组织、集群管理
• 虚拟机管理:虚拟机创建、模板与克隆、快照技术、vMotion在线迁移、Storage vMotion
• 资源调度与优化:DRS动态资源调度、DPM节能管理、资源池与份额配置、NUMA亲和性
• 高可用与容错:HA高可用集群、FT容错技术、vSAN存储集成、站点恢复管理器
• KVM虚拟化:KVM模块加载、libvirt管理、virsh命令行、virt-manager图形界面
• KVM高级特性:嵌套虚拟化、PCI直通、SR-IOV、热迁移(静态/动态)、存储迁移
• KVM存储管理:存储池(目录/LVM/文件系统)、存储卷、磁盘格式(qcow2/raw)
• Hyper-V平台:Windows Server Hyper-V角色、Hyper-V Manager、PowerShell管理、SCVMM
• 虚拟化网络:虚拟交换机(vSwitch/OVS)、VLAN配置、网络虚拟化基础、分布式交换机
• 虚拟化备份与容灾:虚拟机备份、Veeam备份软件、复制技术、灾难恢复演练
• 虚拟化监控与性能:性能监控工具、瓶颈分析、容量预测、成本分析

岗位四:容器平台工程师

 
 
项目 内容
课程名称 容器平台工程师实战课程
岗位定位 负责企业容器平台的规划、部署、运维与优化,包括Docker镜像仓库、Kubernetes集群、容器网络与存储,支撑云原生应用运行。
培训目标 使学员掌握容器化技术与容器编排平台的核心技能,能够独立完成容器平台搭建、应用部署、服务治理和故障排查。
培训对象 容器工程师、DevOps工程师、平台工程师、云原生应用开发者
核心课程 • 容器技术原理:命名空间(Namespace)、控制组(CGroup)、联合文件系统(UnionFS)、容器运行时(runc/containerd)
• Docker深度实践:Docker引擎架构、镜像分层、Dockerfile优化、多阶段构建
• 镜像仓库管理:Harbor部署、镜像同步、安全扫描、清理策略、高可用配置
• Kubernetes架构:控制平面组件(API Server/etcd/Scheduler/Controller Manager)、工作节点组件(kubelet/kube-proxy)
• 集群搭建与高可用:kubeadm部署、二进制部署、HA集群配置、备份恢复
• 核心资源管理:Pod、Deployment、StatefulSet、DaemonSet、Job/CronJob
• 服务发现与负载均衡:Service、Ingress、Endpoint、Headless Service
• 配置与密钥管理:ConfigMap、Secret、环境变量、Volume挂载
• 存储编排:PV/PVC、StorageClass、CSI接口、有状态应用部署
• 容器网络:CNI规范、Flannel/Calico/Cilium网络插件、网络策略
• 平台安全:RBAC权限、ServiceAccount、Pod安全策略、镜像安全扫描
• 平台监控与日志:Prometheus Operator、Grafana、Loki/EFK日志栈、告警配置

岗位五:云原生架构师

 
 
项目 内容
课程名称 云原生架构师进阶课程
岗位定位 负责企业云原生技术战略规划、平台架构设计、技术选型和演进路线,主导容器化改造和云原生转型。
培训目标 使学员掌握云原生架构设计方法,能够设计高可用、可扩展、安全的云原生平台,主导企业应用容器化改造和云原生技术体系建设。
培训对象 架构师、技术负责人、平台工程师、高级开发人员
核心课程 • 云原生理念:CNCF云原生定义、12要素应用、云原生成熟度模型、技术演进趋势
• 容器化架构设计:应用容器化改造策略、镜像分层设计、基础镜像选型、多架构支持
• Kubernetes架构设计:集群架构规划、多集群管理、联邦集群、边缘集群
• 服务网格(Service Mesh):Istio架构、边车模式、流量治理、可观测性、安全策略
• 可观测性体系:指标监控(Prometheus)、日志聚合(Loki)、链路追踪(Jaeger/Tempo)
• 持续交付设计:GitOps模式、ArgoCD/Flux、渐进式交付(Argo Rollouts)
• 云原生安全:零信任架构、SPIFFE/SPIRE、OPA策略、供应链安全
• 多云与混合云:多云Kubernetes管理、联邦集群、跨云灾备
• 成本优化(FinOps):资源利用率分析、成本分摊、弹性伸缩策略
• 平台工程:内部开发者平台(IDP)、Backstage开发者门户、自助服务能力
• 应用现代化改造:单体拆分为微服务、数据库容器化、遗留系统迁移
• 技术战略与演进:技术选型决策、技术债务管理、技术路线图规划

岗位六:异构计算与高性能计算工程师

 
 
项目 内容
课程名称 异构计算与高性能计算工程师课程
岗位定位 负责GPU/FPGA等异构计算资源的规划、部署与优化,支撑AI训练、科学计算等高性能场景,提升计算效率。
培训对象 HPC工程师、AI平台工程师、芯片软件工程师、高性能计算研究者
核心课程 • 异构计算概述:GPU/FPGA/ASIC架构对比、应用场景分析、性能指标
• GPU架构深度:NVIDIA GPU架构演进(Pascal/Volta/Turing/Ampere/Hopper)、SM单元、CUDA核心、Tensor Core、RT Core
• GPU驱动与容器化:NVIDIA驱动安装、CUDA Toolkit配置、NVIDIA Container Toolkit(nvidia-docker)
• Kubernetes GPU调度:Device Plugin机制、GPU共享与隔离、MIG(多实例GPU)技术
• GPU监控与优化:DCGM监控工具、GPU性能分析(Nsight Systems)、显存与计算优化
• 分布式训练平台:PyTorch Distributed、Horovod、DeepSpeed、RDMA网络、GPU集群调度
• FPGA基础:FPGA架构(LUT/FF/DSP/BRAM)、开发流程(RTL/HLS/OpenCL)
• FPGA云实例:AWS F1、阿里云FaaS、华为云FPGA加速器、镜像打包
• 高性能计算(HPC)基础:MPI并行编程、作业调度系统(Slurm/PBS)、并行文件系统
• 异构编程模型:OpenCL、SYCL、OneAPI、多厂商统一编程框架
• 异构计算选型:CPU vs GPU vs FPGA vs ASIC选型决策、成本效益分析
• 异构计算趋势:DPU/IPU智能网卡、CXL内存池化、算力卸载技术

岗位七:边缘计算工程师

 
 
项目 内容
课程名称 边缘计算工程师实战课程
岗位定位 负责边缘计算节点的规划、部署与运维,实现云边协同,支撑物联网、5G、工业互联网等场景的低延迟计算需求。
培训对象 边缘计算工程师、物联网架构师、CDN运维人员、5G应用开发者
核心课程 • 边缘计算概述:边缘计算定义、与云计算关系、边缘计算价值、典型应用场景
• 边缘节点硬件:工业网关、边缘服务器、边缘AI盒子、嵌入式边缘设备选型
• 边缘操作系统:Linux嵌入式、边缘OS(EdgeX Foundry)、容器化运行时(K3s/KubeEdge)
• 边缘框架:EdgeX Foundry微服务架构、设备服务、核心服务、支持服务
• 轻量级Kubernetes:K3s架构、安装部署、资源优化、边缘节点适配
• KubeEdge架构:云边协同设计、EdgeCore组件、设备管理CRD、边缘自治
• 边缘数据处理:数据采集、协议转换、数据过滤、本地聚合、断点续传
• 边缘规则引擎:本地规则配置、条件判断、动作触发、实时响应
• 云边协同:设备状态同步、模型下发、配置更新、数据上传策略
• 边边协同:多边缘节点协同、负载均衡、分布式计算框架
• 边缘AI应用:模型轻量化(TensorFlow Lite/ONNX)、边缘推理、模型增量更新
• 边缘安全:设备身份认证、通信加密、安全启动、物理防护

三、六大岗位与核心能力映射

 
 
岗位名称 服务器硬件 数据中心 虚拟化 容器化 Kubernetes 异构计算 边缘计算
服务器与硬件工程师 ★★★★★ ★★★☆☆ ★★☆☆☆ ★☆☆☆☆ ★☆☆☆☆ ★★★☆☆ ★☆☆☆☆
数据中心基础设施工程师 ★★★★☆ ★★★★★ ★★☆☆☆ ★☆☆☆☆ ★☆☆☆☆ ★★☆☆☆ ★☆☆☆☆
虚拟化工程师 ★★★☆☆ ★★☆☆☆ ★★★★★ ★★★☆☆ ★★★☆☆ ★★☆☆☆ ★☆☆☆☆
容器平台工程师 ★★☆☆☆ ★☆☆☆☆ ★★★☆☆ ★★★★★ ★★★★★ ★★☆☆☆ ★★☆☆☆
云原生架构师 ★★★☆☆ ★★☆☆☆ ★★★★☆ ★★★★★ ★★★★★ ★★★☆☆ ★★★☆☆
异构计算工程师 ★★★☆☆ ★★☆☆☆ ★★☆☆☆ ★★★☆☆ ★★★★☆ ★★★★★ ★★☆☆☆
边缘计算工程师 ★★☆☆☆ ★☆☆☆☆ ★★☆☆☆ ★★★★☆ ★★★★☆ ★★★☆☆ ★★★★★

四、学习路径建议

 
 
学员类型 推荐岗位路径 学习重点
硬件/电子背景 服务器硬件工程师 → 数据中心工程师 强化服务器硬件和数据中心基础设施
系统管理员转型 虚拟化工程师 → 容器平台工程师 → 云原生架构师 逐步从虚拟化走向容器化云原生
开发人员转型 容器平台工程师 → 云原生架构师 从应用容器化走向平台架构设计
AI工程师 异构计算工程师 → 云原生架构师 掌握GPU加速和AI平台建设
物联网从业者 边缘计算工程师 掌握边缘节点部署和云边协同
应届毕业生 虚拟化工程师/容器平台工程师 打好虚拟化和容器化基础

五、课程体系特色

 
 
特色 说明
岗位导向 七大课程精准对应计算基础设施主流岗位需求
分层递进 从硬件到虚拟化、从容器到云原生,形成完整能力进阶路径
工程实战 强调生产级运维能力,覆盖规划部署到故障排查全流程
前沿覆盖 异构计算、边缘计算等前沿技术深度融入
工具链完整 覆盖VMware/KVM、Docker/K8s、GPU/FPGA等主流技术栈

 




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