基础存储系统在云环境中实训的实现及其构架

摘要：职业教育的关键在于对接企业需求，而实训的效果更直接决定人才培养的质量。因此利用云技術手段来实现信息技术类专业的职业技术人才的培养及对接企业需求是一种低成本、高效率的方法。以企业需求的基础存储系统作为实训内容，以云技术手段来实现和企业环境一致的存储系统，从而弥补传统实训过程疏于流程，无法及时培养学生就业能力的缺点。

关键词：基础存储；实训；构架

传统的IT数据中心中所涉及的功能包含应用程序、计算、网络及存储等。其中存储主要是完成对结构化非结构化数据的储存，因为它包含一系列的特定硬件，因此难以用传统的实训方式让学生较为完善的实践所学的知识。而近年来颇受各学校重视的校企合作等形式，由于存在存储系统对于企业来说是最为重要且敏感的高价值资产以及企业不积极配合此类实训等多方面的客观情况，很难达到预期的实训效果。另外，基础存储系统是整个信息系统的基石，其构架概念、典型设计、部署构架等步骤千篇一律，这就给授课带来了困难。这样培养出来的学生很难适应企业IT运维、支持部门和现代社会的需要。为了更好地解决上述难题，我学院尝试了建设以云构架部署面向企业的基础存储系统，将存储的构架方案、典型设计、软硬件部署、存储运维等环节交由学生独立完成，并引入相关专业课程的教学之中。

一、 基础存储系统的虚拟化

基础存储系统，就是一般企业使用的计算机存储系统，它一般是由“机头”（现在一般由安装有特殊设备的计算机）和盘柜组成，为企业其他系统如ERP、各类MIS、数据库等提供块级的存储服务。因其是典型的软硬结合的生产设备，以及所存储数据的重要性，使其建设价格不菲，如果每个学生独立拥有一套系统来实训，不太现实，我们引入国际一流的企业的做法。以SAP系统为例，SAP在为企业客户部署实施SAP、ERP时，会创建一个业务数据独立于生产系统，且业务与企业业务完全一致的培训系统，用于培训企业用户的员工。因为该培训系统与生产系统业务的一致性，因此其培训效果也非常显著。这种一致性正式解决了计算机专业课程实训的脱节问题。但独立的建设此类系统无疑对学校来说是巨额开销，既不现实也无必要。为解决这一问题，我们又引入虚拟化的技术手段。利用硬件虚拟化资源池的方法将有限的计算机硬件虚拟化后入实训资源池。

解决了上述两个重要的问题，以基础存储系统在云环境的实现路线也变为清晰，其步骤如下：①虚拟化物理主机作为云实训主机的硬件资源，可以利用多台老旧服务器主机完成；②创建一系列基础存储系统，包含企业常用的直接存储、网络旁路存储等；③利用云技术中的主机克隆技术，按照实训人数、要求的规模等，克隆已经建好的目标存储系统主机，值得一提的是，由于引入了云主机的部署技术，该环节简单，省时；④按照要求创建分发云实训主机的权限，由于是用于实训的非生产系统，因此可以给予实训主机的最高权限；⑤按照实训计划进行实训。

二、 基础存储系统云环境软、硬件构架及其实现

硬件构架如下图：

其中，物理主机资源代表用于云实训系统搭建的物理主机，它可以有多台主机组成集群，也可有老旧服务器组成。云主机资源是指虚拟化后形成的计算机硬件资源池，它包含CPU资源、内存资源、磁盘资源等。存储实训主机是指由资源池资源形成的逻辑主机，并按照实训的要求部署有一系列的存储业务软件，同时利用云主机技术将配备若干块逻辑硬盘来组成存储系统。按照实训的要求这些实训主机不仅包含有直接存储系统如FC（Fibre Channel：光纤通道）存储，也可以是网络旁路存储如NAS（Network Attached Storage：网络附属存储）等。同时按照主机物理资源和实训系统并无繁重的存储开销，可以一次性大量产生此类实训主机。

软件构架如下图：

其中，自下而上分别是主机虚拟化软件负责虚拟化硬件资源；云解决方案软件，解决云化问题；实训业务软件（平台），主要由学生所需要的实训内容而定。

实训过程流程图：

实训系统将按照企业需求部署面向学生的云实训主机，从而完成对接社会企业用工需求及学生实训内容。

三、 跨学科的实训应用

首先，通过基础存储系统在云环境中的实训的实现，是典型的利用互联网思维和云技术手段解决传统职业教育中实训遇到的问题，其不仅限于本文涉及的以基础存储系统为代表的计算机信息技术类专业的实训，更可推广多个学科、甚至跨学科的实训之中，如冶金化工、印刷出版等。同时，利用学校建设使用此类云技术的实训，还可以组建跨学科的实训团队，以化工工厂的DCS控制系统的实训为例，信息技术专业的可以在云实训平台组建基础环境，再交由专业教师部署DCS控制系统，之后再为所有参加化工类实训的同学克隆各自独立的系统，同时由计算机专业的学生负责运维系统。这与企业内部的业务部门与IT维护部门的分工如出一辙。

四、 体会

在云系统中的以基础存储系统的实训的实现解决了职业教育中实训脱节的问题，增强了学生、教师缺乏足够的动手空间问题的信心。同时，以云计算等手段、设计思想的应用，带来了前所未有的经济性和可行性。通过此类课题的实践，在实训中部署的软硬件与企业中使用的完全一致，这就为学生踏入社会、走上工作岗位提供了必要的技能磨炼。同时，虽然本课题以信息技术专业中企业较为常用的存储系统作为实训选题，但在“互联网+”概念盛行的当下，可以广泛应用到制造、印刷、化学化工、传媒专业等。

参考文献：

[1]唐箭.云存储系统的分析与应用研究.电脑知识与技术，2009，5（20）：5337-5338.

[2]傅颖勋，罗圣美，舒继武.安全云存储系统与关键技术综述.计算机研究与发展，2013，50（1）：136-145.

[3]宗小忠.基于虚拟化技术的云实验平台的研究与设计.电脑知识与技术，2014（12）：2893-2894.

作者简介：

赵晓菲，甘肃省兰州市，兰州石化职业技术学院。