“网络存储技术”课程教学探讨与实践

梁正平　王志强　申向军　陈剑勇

文章编号：1672-5913(2009)02-0096-04

摘 要：网络存储技术在现代大型信息系统中的重要性日益突出，本文首先分析了与网络存储技术相关课程的现状，然后结合我们的实践情况，从教学目标、教学内容、教学方式与学时分配、成绩评价方式等方面，对“网络存储技术”的课程教学问题进行了较深入的探讨和介绍。

关键词：存储系统；网络存储；课程教学；EMC²

中图分类号：G642

文献标识码：A

1 引言

随着信息技术的飞速发展，信息系统中所存储和管理的数据量呈指数级的增长，数据的重要性和独立性也日益明显和突出。对于银行、电信、信息服务等行业而言，信息系统中所存储和管理的庞大数据资源即为公司的核心资产，需要专业人员对其进行可靠、安全、高效的存储和管理。

目前，数据存储技术已从早期的联机存储阶段发展到网络存储阶段[1,2]，很多核心部门和行业都急需大量熟悉网络存储技术的专业人才。但是，在现有的计算机专业教学体系中[3,4]，除在“计算机体系结构”、“操作系统”、“数据库原理与应用”等课程中对传统的联机数据存储方法和技术进行了简要的提及之外，没有其他课程涉及到现代网络存储技术的介绍。

为满足现代社会发展对网络存储技术人才的急切需求，深圳大学计算机系于2006年开始与全球最大的网络存储产品供应商美国EMC²公司合作[5]，进行了专门的“网络存储技术”课程开设的尝试。经过两年的探索和实践，目前该课程的教学模式已基本成熟和完善，本文从教学目标、教学内容、教学方式与学时分配、成绩评价方式等方面对该课程教学的内容进行全面的探讨和介绍。

2 课程教学目标

由于“网络存储技术”课程不仅在深圳大学是首次开设，综观国内其他高校的情况，也是首次，因此缺少现有的、可借鉴的课程教学思路、模式和经验，必须从零开始进行。

为此，首先需要结合普通高校现有的计算机专业课程教学体系，对“网络存储技术”的课程性质进行明确的定位。一方面，由于本课程具有很强的专业性和应用性，同时需要“计算机体系结构”、“操作系统”、“数据库原理与应用”等作为先修课程，因此，不适宜作为计算机系学生的“综合必修”课，更不适宜作为“全校公选”课。另一方面，由于现有的计算机专业课程教学体系中所罗列的“专业必修”课程已较多，难以再在其中加入其他必修课程，且一般而言，必修课程都为基础性强，而非应用性强的课程，故也不适宜作为计算机专业的“专业必修”课程。综上分析，我们把“网络存储技术”定位为“专业选修”课程，面向计算机专业本科四年级学生开设。

在明确课程性质的基础上，基于开设本课程的出发点，并结合本科四年级学生已具备的专业知识面，以及网络存储技术本身的特点和学生就业的需求，我们制订了如下的课程教学目标：

掌握存储系统的基本原理，包括存储系统架构、网络存储技术、存储管理方法和网络存储技术的发展趋势。通过本课程的学习，学生能够对当前主流的网络存储技术和存储解决方案有一个比较全面的了解，培养学生对网络存储技术的兴趣，扩大学生的知识面，为学生将来从事数据中心网络存储系统的实施和维护工作，或者从事与网络存储有关的产品开发提供知识基础。

基于选课学生已具备的专业知识基础，可以看出上面描述的课程教学目标是可以达到的，同时该教学目标也完全符合本课程开设的出发点。两年来的教学实践也表明，上述的教学目标确实是可行和有效的。

3 课程教学内容

与网络存储技术相关的知识点十分丰富，既包括与各类型网络存储设备相关的硬件知识，也包括与管理各类型网络存储设备相关的软件知识、通信协议等，同时还包括网络存储系统的架构、网络存储系统的应用，网络存储技术的发展前沿和趋势，以及不同厂家网络存储产品的实际操作和使用方法等。如何科学、合理地选取和组织本课程的教学内容是一个十分棘手而又重要的问题。

为达到培养学生兴趣、掌握基本原理、扩大知识面的课程教学目标，在选取和组织本课程的教学内容时，最好是对网络存储技术各方面的知识点都能有一定的安排。但受课程性质的限定，所能提供的教学和实验学时数都比较少，无法在课程中安排太多的教学内容，同时本课程所需的实验环境要求非常高，一般情况下甚至完全无法安排实验教学环节。为此，我们通过对本课程的可能教学内容进行反复细致的斟酌，并征求合作伙伴EMC²公司资深技术专家的建议，选取如下内容作为本课程的教学内容，并组织如下：

第一部分：信息管理系统概论

了解当前信息管理系统对数据存储的需求，数据存储领域主要的解决方案以及数据中心的基础架构。

第二部分：存储系统架构

了解主机环境的特点及其配置，理解物理磁盘的机制和工作原理，磁盘阵列、磁盘存储系统的架构，IDE、SATA、SCSI、FC等存储系统的连接方式和技术。

第三部分：网络存储系统

掌握直接存储系统DAS的工作原理和解决方案，联网存储系统NAS的工作原理和解决方案，存储区域网络SAN的工作原理和解决方案，IP SAN的工作原理和解决方案，内容地址存储CAS的工作原理和解决方案。

第四部分：网络存储系统的应用

了解网络存储系统的商业应用模式，理解数据备份和数据恢复方法，本地复制技术在业务连续性中的应用、远程复制技术在业务连续性中的应用。

第五部分：数据中心的监控和管理

了解存储基础架构部件的监控方法，数据中心监控和管理的工业标准，存储虚拟化的体系结构，理解数据中心的监控方案，数据中心的管理方案。

以上为课堂教学方面的内容，对于实验教学部分，早期因实验环境要求很高，缺少开设实验课程的条件。后在EMC²公司和校方的大力支持下，EMC²公司投入价值2000万元人民币的设备和软件，在深圳大学成立了“深圳大学－EMC²信息基础架构联合实验室”。基于这一实验平台，在EMC²资深技术专家的协助下，我们制订了如下的实验教学内容。

实验1：网络存储产品的物理连接、安装与操作

实验2： 用Navisphere管理器模拟软件配置RAID Group, LUN和Storage Group

实验3：用Control Center模拟软件操作存储系统控制中心界面

4 课程教学方式与学时分配

“网络存储技术”具有较强的专业性、应用性和前瞻性，同时涉及到的知识面广而新，不适宜采用传统的纯课堂教学方式。为高效实现预定的课程教学目标，同时改变传统的“填鸭式”教学方式的弊端，经过反复摸索，在EMC²的支持下，借鉴科学研究中采用的“产学研”结合模式，我们创造性的设计出了本课程基于“产学研”结合模式的课程教学方式。

具体而言，“产学研”结合模式中，“产”的角色由EMC²公司扮演。由于产业界对于现实的技术市场、技术发展需求和趋势，以及实际应用中不同场合所采用的解决方案具有第一位的经验和发言权，同时EMC²又是全球最大的网络存储产品供应商，因此完全有能力，也最适合作为本课程第一部分教学内容的主导者。为此，在我们的教学方式设计中，对于第一部分教学内容中的“当前信息管理系统对数据存储的需求，数据存储领域主要的解决方案”，是邀请EMC²公司的资深专家以讲座的形式给学生进行介绍，并进行互动。此外，对于本课程的实验内容，由于所采用的是全套EMC²的设备和软件，也根据实际情况邀请EMC²的专家协助任课教师开展教学。采用这种方式很大一个好处是非常有利于调动学生对本课程的学习兴趣和积极性，且有利于后阶段课程的良性、顺利开展。

“学”是指教师的教学活动，由于本课程专业性强，且涉及的知识面广而新，因此需要任课教师在课堂上对网络存储技术相关的基本概念、基本原理等进行全面、细致的介绍和分析。在这一方面，我们的创新主要是以“主讲教师＋课程组”的模式支持教学活动的开展。课程组所承担的角色主要体现在两个方面，一是为主讲教师提供课程内容及技术发展前沿最新资讯的支持，二是在实验环节协助主讲教师指导实验活动的开展。

“研”则是指学生借助互联网络平台进行的自主学习、钻研活动。针对计算机专业学生对技术发展前沿好奇，以及大四学生特有的就业动力，同时结合本课程的成绩评价方式，我们将部分课程内容的教学变学生被动“学”为主动“钻”、主动“讲”。实际实践过程中，在对相关的基本概念和基本原理进行讲解后，我们选择应用性较强的“本地复制技术在业务连续性中的应用”、“远程复制技术在业务连续性中的应用”、“数据中心的监控方案”，“数据中心的管理方案”等专题，将愿意参与的学生事先以小组的形式进行组织，引领学生通过互联网络平台，系统地查阅和学习相关专题的技术内容和解决方案，然后以报告的形式在课堂进行讲解。任课教师在此过程中充当技术顾问的角色，而其他学生则充当听众和评委的角色。通过采用这样的方式，既改变了传统“填鸭式”教学方式的不足，又可使学生切身感觉到本课程技术的实际应用价值，更可使学生获得较大的成就感和自信心，从而进一步激发学习的兴趣和动力。

对于具体的学时和教学设计，我们共安排了54学时的教学学时，其中课堂教学36学时，实验教学18学时。具体细节如下表所示：

5 成绩评价方式

针对本课程的特点，对于成绩评价方式，我们也采用了与传统方法中“平时成绩＋期末成绩”单一评价模式不同的方式，引入多元化的评价体系。

该评价体系由“平时成绩＋核心能力”两个模块组成，而“核心能力”的评价由三种平行的评价方式组成，学生可任选其中的一种方式作为自己的“核心能力”评价方式。第一种方式是参加EMC²PROVEN专业认证考试，只要能通过Storage Technology Foundations(STF)级别的认证考试，就被认为已具备本课程要求的最高级“核心能力”。第二种方式是参与教学过程中某一专题的研究，并进行系统的报告，根据报告情况对“核心能力”进行评价。第三种方式是采用传统的期末考试方式，根据期末考试成绩对“核心能力”进行评价。

6 结束语

“网络存储技术”是一门全新的计算机专业课程，有关该课程的教学思路、模式等方面的内容尚处于探索阶段，为高效培养社会所急需的合格网络存储技术专门人才，需要对该课程的教学进行更多的探索和实践。本文结合深圳大学的实际建设和教学情况，对该课程进行了较全面的探讨和介绍，希望能对“网络存储技术”课程的普及和快速发展起到一定的促进作用。

参考文献：

[1] R.J.T. Morris, B. J. Truskowski. The evolution of storage systems[J]. IBM Systems Journal, 2003,42(2):205-217.

[2] Masaru Kitsuregawa, Kazuo Goda, Takashi Hoshino. Storage fusion [C]. Proceedings of the 2nd international conference on Ubiquitous information management and communication. New York: ACM Press,2008:270-277.

[3] ACM/IEEE-CS.Computing Curricula 2005 [EB/OL]. http://www.acm.org/education/curric_vols/ CC2005- March06Final.pdf. 2008-10-28.

[4] 中国计算机科学与技术学科教程2002研究组. 中国计算机科学与技术学科教程2002[M]. 北京:清华大学出版社, 2002.

[5] EMC². EMC中国[EB/OL]. http://china.emc.com/index.htm. 2008-10-28.

Exploration and Practice of Curriculum Teaching on “Networked Storage Technology”

LIANG Zheng-ping, WANG Zhi-qiang, SHEN Xiang-jun, CHEN Jian-yong

(College of Information Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, P.R. China)

Abstract: The networked storage technology has become more and more importantly in current large-scale information system. This paper firstly analyzed the situation of curriculums related on networked storage technology, and then according our practice, the problem of curriculum teaching on“Networked Storage Technology”is be explored and introduced deeply from the aspects of teaching purpose, teaching material, teaching method & time schedule, score evaluation method.

Keywords: Storage System, Networked Storage, Curriculum Teaching, EMC²