云存储及其对高校教学资源整合的启示

2010-10-10李雁云

中小学电教 2010年2期

☆ 李雁云

（辽宁师范大学计算机与信息技术学院，辽宁大连 116029）

一、引言

随着多媒体技术和网络技术在教育领域的广泛应用，教育信息化得到了飞速发展，教育信息资源作为构成教育系统的基本因素，在提高教育教学质量、挖掘教育的发展潜力方面发挥着重要的作用。在高校中开展教学资源的整合，跨越时间和空间的限制，可满足学生在自主学习过程中对网络教学资源的需求。网络教学资源建设水平一方面已成为高校整体办学水平、形象和地位的重要标志；另一方面也对整个高等教育的信息化产生了影响。但是，目前我国高校在教学资源建设过程中凸现出了一些问题，教学资源本身数量大、形式多样的特点导致原先集中管理、集中存储的资源组织管理模式已经不能适应网络发展、资源应用等多种实际需求，而且教学资源的重复开发，教学资源建设缺乏开放性管理，也造成了资源的极大浪费。

云存储模式的出现能够很好地解决这些问题，将云存储运用到高校教学资源的整合中，能够极大地降低学校信息系统建设的成本，将复杂的设置和管理任务简单化，而且将教学资源放在云中可以将资源利用最大化，通过云平台可以访问更多的资源，实现教学资源的高度共享。

二、云存储

1.云存储的概念

云存储是在云计算概念上延伸和发展出来的一个新的概念。云存储是通过虚拟技术，将服务器、存储设备和其他硬件视为一个资源池，而不是离散系统，从而可以根据需要分配这些资源。这样，一个存储云就相当于一个虚拟的存储资源池，用来容纳各种不同的工作模式，这些模式可以快速部署到物理设施上，并且按照用户需求动态地调用资源。云存储主要是通过将庞大数据自动分拆成无数个小的数据块，交由多部存储资源所组成的计算机集群系统进行分布式的存储。云存储的核心是将应用软件与存储设备相结合，通过应用软件来实现存储设备向存储服务的转变。

云存储的思想可以用广域网和互联网的结构来解释，当我们使用广域网和互联网时，我们只需要知道是什么样的接入网和用户名、密码就可以连接到广域网和互联网，并不需要知道广域网和互联网中到底有多少台交换机、路由器、防火墙和服务器，不需要知道数据是通过什么样的路由到达我们的电脑，也不需要知道网络中的服务器分别安装了什么软件，更不需要知道网络中各设备之间采用了什么样的连接线缆和端口。广域网和互联网对于具体的使用者是完全透明的，我们经常用一个云状的图形来表示广域网和互联网，虽然云状图形中包含了许许多多的交换机、路由器、防火墙和服务器，但是对于用户来讲，这些都是不需要知道的，这个云状图形代表的是广域网和互联网带给大家的互联互通的网络服务，无论我们在任何地方，都可以通过一个网络接入线缆和一个用户、密码接入广域网和互联网。云存储参考了云状的网络结构，创建一个新型的云状结构的存储系统，这个存储系统由多个存储设备组成，通过集群功能、分布式文件系统或类似网格计算等功能联合起来协同工作，并通过一定的应用软件或应用接口，对用户提供一定类型的存储服务和访问服务。

当我们使用某一个独立的存储设备时，必须非常清楚这个存储设备是什么型号，什么接口和传输协议，必须清楚地知道存储系统中有多少块磁盘，分别是什么型号、多大容量，必须清楚存储设备和服务器之间采用什么样的连接线缆。为了保证数据安全和业务的连续性，我们还需要建立相应的数据备份系统和容灾系统，除此之外，对存储设备进行定期地状态监控、维护、软硬件更新和升级也是必须的。

如果采用云存储，那么上面所提到的一切对使用者来讲都不需要了，云状存储系统中多数设备对使用者来讲都是透明的，任何地方的任何一个经过授权的使用者都可以通过一根接入线缆与云存储连接，对云存储进行数据访问。

因此，如同广域网和互联网一样，云存储对使用者来讲不是指某一个具体的设备，而是指一个由许许多多个存储设备和服务器所构成的集合体。使用者使用云存储，并不是使用某一个存储设备，而是使用整个云存储系统带来的一种数据访问服务。所以严格来讲，云存储不是存储，而是一种服务。

2.云存储和云计算之间的关系

云计算是分布式处理、并行处理和网格计算的发展，是透过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序，再交由多部服务器所组成的庞大系统经计算分析之后将处理结果回传给用户。

云存储与云计算类似，它是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能，将网络中大量不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。当云计算系统运算和处理的核心打开那个数据的存储和管理时，云计算系统中就需要配置大量的存储设备，那么云计算系统就转变成为一个云存储系统，所以云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。与云计算系统相比，云存储可以认为是配置了大容量存储空间的一个云计算系统，从架构模型来看（如图1、图2所示），云存储系统比云计算系统多了一个存储层，同时，在基础管理层也多了很多与数据管理和数据安全有关的功能，而两者在访问层和应用接口层则是完全相同的。

图1 云存储结构模型

图2 云计算结构模型

3.云存储与传统存储的比较

和传统的存储设备相比，云存储不仅仅是一个硬件，而是一个由网络设备、存储设备、服务器、应用软件、公用访问接口、接入网和客户端程序等多个部分组成的复杂系统。各部分以存储设备为核心，通过应用软件对外提供数据存储和业务访问服务。云存储与传统存储方式的比较如表1所示。

表1 云存储与传统存储方式的比较

三、云存储在高校教学资源整合过程中的启示

1.建立高效的教学信息存储平台

在我国高校网络教学资源建设中，投入了大量的人力、物力以及财力，各个高校拥有了属于自己的独立的网络信息平台，但在实际运行中，这样的本地化的网络信息平台承担着较大的运行压力，面临着安全等各种问题，如果将教学资源放在云存储系统中，那么云存储系统的数据备份和容灾技术保证云存储中的数据不会丢失，同时，数据加密技术保证云存储中的数据不会被未授权的用户访问，保证了教学资源的安全性和可靠性，现有的分散的、自成一体、本地化的教学资源存储平台将转变成一个与具体网络运行环境、网络服务器系统、网络操作系统以及存储设备无关的强大的统一的存储信息平台，在这个平台上教学资源建设者可以输入海量的信息，而不必担心虚拟化教学设备运行能力支持等问题，提高了教学信息存储平台的工作效率。

2.加强教学资源的共享程度

目前我国各高校都已经建立了较完善的教学资源体系，但这些教学资源体系都自成一体，各个高校之间缺乏有效的互通互联的机制，导致教学资源的共享性差、协作困难。可以将教学资源存储在云上，使得各高校之间的信息共享更加密切，达到资源的有效整合。采用云存储系统，各高校对教学资源的建设可采取择优势资源、组优势人力进行集中建设，避免教学资源的重复建设，真正突出各高校的特色，达到教学资源的优化配置，改变教学资源分布失衡、共享不足的现状。通过云存储服务，学习者对教学资源的需求可以得到巨大的满足，他们可以在任何时间、任何地点实时地从存储在云中的海量信息来获取自己所需要的学习资源，进而提高教学资源的利用率。

3.节约教育资源的存储成本

原有的教学资源的存储一般使用专业的存储设备，而专业的存储设备价格不菲，再加上教学资源的总量呈几何曲线性增长，这就意味着需要更多的成本投入到存储设备以及维护这些设备的人力上来，这对于经济条件不好的学校而言俨然是个巨大的压力，如果采用云存储系统整合教学资源，其一，在构建一个云环境的基础上，由动态可扩展的和虚拟化的存储资源来提供教学资源的存储和访问服务，透过云可以将庞大的教学资源自动分拆成大量较小的数据块，交给多个节点所组成的庞大计算机集群系统进行分散存储，这样就大大降低了存储成本的初期投入；其二，在云存储系统中，底层的存储设备只需普通的商业机即可，对客户终端的配置并无特定要求，终端升级投入即可忽略，本地服务器已转移至云环境中，由云存储系统的基础管理层负责存储设备之间的协同工作，无需在存储设备运行的安全性和可靠性上追加投资，因此，云存储系统大大降低了原有存储方式的管理成本和人力成本。

四、实际应用中可能存在的问题

云存储不仅能够给高校教学资源建设提供一个良好的服务平台，而且未来几乎所有高校的教学资源都可以利用云存储来进行整合，让教学资源的配置达到最优，共享程度达到最大，存储成本降到最低，为高校的网络教学资源建设提供一个全新的应用模式。但是目前云存储技术还处于初级运用阶段，存在着安全、标准、成本等诸多问题。

1.架构的统一问题

（1）网络宽带的稳定性。真正的云存储系统将会是一个多区域分布、遍布全国的庞大的公用系统，使用者需要通过ADSL、DDN等宽带接入设备来连接云存储，而不是通过FC、SCSI或以太网线缆直接连接一台独立的存储设备上。只有宽带网络得到充足的发展，使用者才有可能获得足够大的数据传输宽带，实现大容量数据的传输，真正享受云存储服务，否则只能是空谈。

（2）网络协议与接口的统一。云存储中的存储设备数量庞大且分布在不同地域，各高校的网络接入设备也不尽相同，因此，实现不同厂商、不同型号甚至于不同类型的多台设备之间的逻辑卷管理、存储虚拟化管理和多链路冗余管理是必然的，这个问题得不到解决，存储设备就会是整个云存储系统的性能瓶颈，结构上也无法形成一个整体，而且还会带来后期容量和性能扩展难等问题。

（3）数据组织格式的统一。云存储应用的目的就是方便建设、方便共享、方便整合，而Web2.0技术的核心是共享，只有通过Web2.0技术，云存储的使用者才有可能通过PC、手机、移动多媒体等设备，实现数据、文档、图片和视音频等内容的几种存储和资源共享。因此，各高校要在教学资源的建设过程中广泛应用Web2.0技术，达到数据组织格式的统一，才能够进一步应用云存储达到资源整合的目的。

2.存储设备运营管理问题

云存储中的存储设备数量庞大、分布地域广造成的另外一个问题就是存储设备运营管理问题，虽然这些问题对云存储的使用者来讲根本不需要关心，但对于云存储的运营单位来讲，必须要通过切实可行和有效的手段来解决集中管理难、状态监控难、故障维护难、人力成本高等问题。因此，云存储必须要具有一个高效的类似于网络管理软件的集中管理平台，可实现云存储系统中没有存储设备、服务器和网络设备的集中管理和状态监控。