“網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)”課程教學(xué)探討與實(shí)踐

梁正平　王志強(qiáng)　申向軍　陳劍勇

文章編號(hào)：1672-5913(2009)02-0096-04

摘 要：網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)在現(xiàn)代大型信息系統(tǒng)中的重要性日益突出，本文首先分析了與網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)相關(guān)課程的現(xiàn)狀，然后結(jié)合我們的實(shí)踐情況，從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式與學(xué)時(shí)分配、成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方式等方面，對(duì)“網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)”的課程教學(xué)問題進(jìn)行了較深入的探討和介紹。

關(guān)鍵詞：存儲(chǔ)系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)；課程教學(xué)；EMC²

中圖分類號(hào)：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 引言

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，信息系統(tǒng)中所存儲(chǔ)和管理的數(shù)據(jù)量呈指數(shù)級(jí)的增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)的重要性和獨(dú)立性也日益明顯和突出。對(duì)于銀行、電信、信息服務(wù)等行業(yè)而言，信息系統(tǒng)中所存儲(chǔ)和管理的龐大數(shù)據(jù)資源即為公司的核心資產(chǎn)，需要專業(yè)人員對(duì)其進(jìn)行可靠、安全、高效的存儲(chǔ)和管理。

目前，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)已從早期的聯(lián)機(jī)存儲(chǔ)階段發(fā)展到網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)階段[1,2]，很多核心部門和行業(yè)都急需大量熟悉網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)的專業(yè)人才。但是，在現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)體系中[3,4]，除在“計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)”、“操作系統(tǒng)”、“數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用”等課程中對(duì)傳統(tǒng)的聯(lián)機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法和技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的提及之外，沒有其他課程涉及到現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)的介紹。

為滿足現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展對(duì)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)人才的急切需求，深圳大學(xué)計(jì)算機(jī)系于2006年開始與全球最大的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)產(chǎn)品供應(yīng)商美國(guó)EMC²公司合作[5]，進(jìn)行了專門的“網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)”課程開設(shè)的嘗試。經(jīng)過兩年的探索和實(shí)踐，目前該課程的教學(xué)模式已基本成熟和完善，本文從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式與學(xué)時(shí)分配、成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方式等方面對(duì)該課程教學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行全面的探討和介紹。

2 課程教學(xué)目標(biāo)

由于“網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)”課程不僅在深圳大學(xué)是首次開設(shè)，綜觀國(guó)內(nèi)其他高校的情況，也是首次，因此缺少現(xiàn)有的、可借鑒的課程教學(xué)思路、模式和經(jīng)驗(yàn)，必須從零開始進(jìn)行。

為此，首先需要結(jié)合普通高校現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)專業(yè)課程教學(xué)體系，對(duì)“網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)”的課程性質(zhì)進(jìn)行明確的定位。一方面，由于本課程具有很強(qiáng)的專業(yè)性和應(yīng)用性，同時(shí)需要“計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)”、“操作系統(tǒng)”、“數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用”等作為先修課程，因此，不適宜作為計(jì)算機(jī)系學(xué)生的“綜合必修”課，更不適宜作為“全校公選”課。另一方面，由于現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)專業(yè)課程教學(xué)體系中所羅列的“專業(yè)必修”課程已較多，難以再在其中加入其他必修課程，且一般而言，必修課程都為基礎(chǔ)性強(qiáng)，而非應(yīng)用性強(qiáng)的課程，故也不適宜作為計(jì)算機(jī)專業(yè)的“專業(yè)必修”課程。綜上分析，我們把“網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)”定位為“專業(yè)選修”課程，面向計(jì)算機(jī)專業(yè)本科四年級(jí)學(xué)生開設(shè)。

在明確課程性質(zhì)的基礎(chǔ)上，基于開設(shè)本課程的出發(fā)點(diǎn)，并結(jié)合本科四年級(jí)學(xué)生已具備的專業(yè)知識(shí)面，以及網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)本身的特點(diǎn)和學(xué)生就業(yè)的需求，我們制訂了如下的課程教學(xué)目標(biāo)：

掌握存儲(chǔ)系統(tǒng)的基本原理，包括存儲(chǔ)系統(tǒng)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)、存儲(chǔ)管理方法和網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠?qū)Ξ?dāng)前主流的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)和存儲(chǔ)解決方案有一個(gè)比較全面的了解，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)的興趣，擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，為學(xué)生將來從事數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)的實(shí)施和維護(hù)工作，或者從事與網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)有關(guān)的產(chǎn)品開發(fā)提供知識(shí)基礎(chǔ)。

基于選課學(xué)生已具備的專業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)，可以看出上面描述的課程教學(xué)目標(biāo)是可以達(dá)到的，同時(shí)該教學(xué)目標(biāo)也完全符合本課程開設(shè)的出發(fā)點(diǎn)。兩年來的教學(xué)實(shí)踐也表明，上述的教學(xué)目標(biāo)確實(shí)是可行和有效的。

3 課程教學(xué)內(nèi)容

與網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)十分豐富，既包括與各類型網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備相關(guān)的硬件知識(shí)，也包括與管理各類型網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備相關(guān)的軟件知識(shí)、通信協(xié)議等，同時(shí)還包括網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)的架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)的應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展前沿和趨勢(shì)，以及不同廠家網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)產(chǎn)品的實(shí)際操作和使用方法等。如何科學(xué)、合理地選取和組織本課程的教學(xué)內(nèi)容是一個(gè)十分棘手而又重要的問題。

為達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生興趣、掌握基本原理、擴(kuò)大知識(shí)面的課程教學(xué)目標(biāo)，在選取和組織本課程的教學(xué)內(nèi)容時(shí)，最好是對(duì)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)各方面的知識(shí)點(diǎn)都能有一定的安排。但受課程性質(zhì)的限定，所能提供的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)數(shù)都比較少，無法在課程中安排太多的教學(xué)內(nèi)容，同時(shí)本課程所需的實(shí)驗(yàn)環(huán)境要求非常高，一般情況下甚至完全無法安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)。為此，我們通過對(duì)本課程的可能教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行反復(fù)細(xì)致的斟酌，并征求合作伙伴EMC²公司資深技術(shù)專家的建議，選取如下內(nèi)容作為本課程的教學(xué)內(nèi)容，并組織如下：

第一部分：信息管理系統(tǒng)概論

了解當(dāng)前信息管理系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需求，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域主要的解決方案以及數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)架構(gòu)。

第二部分：存儲(chǔ)系統(tǒng)架構(gòu)

了解主機(jī)環(huán)境的特點(diǎn)及其配置，理解物理磁盤的機(jī)制和工作原理，磁盤陣列、磁盤存儲(chǔ)系統(tǒng)的架構(gòu)，IDE、SATA、SCSI、FC等存儲(chǔ)系統(tǒng)的連接方式和技術(shù)。

第三部分：網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)

掌握直接存儲(chǔ)系統(tǒng)DAS的工作原理和解決方案，聯(lián)網(wǎng)存儲(chǔ)系統(tǒng)NAS的工作原理和解決方案，存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)SAN的工作原理和解決方案，IP SAN的工作原理和解決方案，內(nèi)容地址存儲(chǔ)CAS的工作原理和解決方案。

第四部分：網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)的應(yīng)用

了解網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)系統(tǒng)的商業(yè)應(yīng)用模式，理解數(shù)據(jù)備份和數(shù)據(jù)恢復(fù)方法，本地復(fù)制技術(shù)在業(yè)務(wù)連續(xù)性中的應(yīng)用、遠(yuǎn)程復(fù)制技術(shù)在業(yè)務(wù)連續(xù)性中的應(yīng)用。

第五部分：數(shù)據(jù)中心的監(jiān)控和管理

了解存儲(chǔ)基礎(chǔ)架構(gòu)部件的監(jiān)控方法，數(shù)據(jù)中心監(jiān)控和管理的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，存儲(chǔ)虛擬化的體系結(jié)構(gòu)，理解數(shù)據(jù)中心的監(jiān)控方案，數(shù)據(jù)中心的管理方案。

以上為課堂教學(xué)方面的內(nèi)容，對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分，早期因?qū)嶒?yàn)環(huán)境要求很高，缺少開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程的條件。后在EMC²公司和校方的大力支持下，EMC²公司投入價(jià)值2000萬元人民幣的設(shè)備和軟件，在深圳大學(xué)成立了“深圳大學(xué)－EMC²信息基礎(chǔ)架構(gòu)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”。基于這一實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在EMC²資深技術(shù)專家的協(xié)助下，我們制訂了如下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。

實(shí)驗(yàn)1：網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)產(chǎn)品的物理連接、安裝與操作

實(shí)驗(yàn)2： 用Navisphere管理器模擬軟件配置RAID Group, LUN和Storage Group

實(shí)驗(yàn)3：用Control Center模擬軟件操作存儲(chǔ)系統(tǒng)控制中心界面

4 課程教學(xué)方式與學(xué)時(shí)分配

“網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)”具有較強(qiáng)的專業(yè)性、應(yīng)用性和前瞻性，同時(shí)涉及到的知識(shí)面廣而新，不適宜采用傳統(tǒng)的純課堂教學(xué)方式。為高效實(shí)現(xiàn)預(yù)定的課程教學(xué)目標(biāo)，同時(shí)改變傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)方式的弊端，經(jīng)過反復(fù)摸索，在EMC²的支持下，借鑒科學(xué)研究中采用的“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合模式，我們創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出了本課程基于“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合模式的課程教學(xué)方式。

具體而言，“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合模式中，“產(chǎn)”的角色由EMC²公司扮演。由于產(chǎn)業(yè)界對(duì)于現(xiàn)實(shí)的技術(shù)市場(chǎng)、技術(shù)發(fā)展需求和趨勢(shì)，以及實(shí)際應(yīng)用中不同場(chǎng)合所采用的解決方案具有第一位的經(jīng)驗(yàn)和發(fā)言權(quán)，同時(shí)EMC²又是全球最大的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)產(chǎn)品供應(yīng)商，因此完全有能力，也最適合作為本課程第一部分教學(xué)內(nèi)容的主導(dǎo)者。為此，在我們的教學(xué)方式設(shè)計(jì)中，對(duì)于第一部分教學(xué)內(nèi)容中的“當(dāng)前信息管理系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需求，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域主要的解決方案”，是邀請(qǐng)EMC²公司的資深專家以講座的形式給學(xué)生進(jìn)行介紹，并進(jìn)行互動(dòng)。此外，對(duì)于本課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，由于所采用的是全套EMC²的設(shè)備和軟件，也根據(jù)實(shí)際情況邀請(qǐng)EMC²的專家協(xié)助任課教師開展教學(xué)。采用這種方式很大一個(gè)好處是非常有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生對(duì)本課程的學(xué)習(xí)興趣和積極性，且有利于后階段課程的良性、順利開展。

“學(xué)”是指教師的教學(xué)活動(dòng)，由于本課程專業(yè)性強(qiáng)，且涉及的知識(shí)面廣而新，因此需要任課教師在課堂上對(duì)網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)相關(guān)的基本概念、基本原理等進(jìn)行全面、細(xì)致的介紹和分析。在這一方面，我們的創(chuàng)新主要是以“主講教師＋課程組”的模式支持教學(xué)活動(dòng)的開展。課程組所承擔(dān)的角色主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是為主講教師提供課程內(nèi)容及技術(shù)發(fā)展前沿最新資訊的支持，二是在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)協(xié)助主講教師指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的開展。

“研”則是指學(xué)生借助互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行的自主學(xué)習(xí)、鉆研活動(dòng)。針對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生對(duì)技術(shù)發(fā)展前沿好奇，以及大四學(xué)生特有的就業(yè)動(dòng)力，同時(shí)結(jié)合本課程的成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方式，我們將部分課程內(nèi)容的教學(xué)變學(xué)生被動(dòng)“學(xué)”為主動(dòng)“鉆”、主動(dòng)“講”。實(shí)際實(shí)踐過程中，在對(duì)相關(guān)的基本概念和基本原理進(jìn)行講解后，我們選擇應(yīng)用性較強(qiáng)的“本地復(fù)制技術(shù)在業(yè)務(wù)連續(xù)性中的應(yīng)用”、“遠(yuǎn)程復(fù)制技術(shù)在業(yè)務(wù)連續(xù)性中的應(yīng)用”、“數(shù)據(jù)中心的監(jiān)控方案”，“數(shù)據(jù)中心的管理方案”等專題，將愿意參與的學(xué)生事先以小組的形式進(jìn)行組織，引領(lǐng)學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，系統(tǒng)地查閱和學(xué)習(xí)相關(guān)專題的技術(shù)內(nèi)容和解決方案，然后以報(bào)告的形式在課堂進(jìn)行講解。任課教師在此過程中充當(dāng)技術(shù)顧問的角色，而其他學(xué)生則充當(dāng)聽眾和評(píng)委的角色。通過采用這樣的方式，既改變了傳統(tǒng)“填鴨式”教學(xué)方式的不足，又可使學(xué)生切身感覺到本課程技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，更可使學(xué)生獲得較大的成就感和自信心，從而進(jìn)一步激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力。

對(duì)于具體的學(xué)時(shí)和教學(xué)設(shè)計(jì)，我們共安排了54學(xué)時(shí)的教學(xué)學(xué)時(shí)，其中課堂教學(xué)36學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)18學(xué)時(shí)。具體細(xì)節(jié)如下表所示：

5 成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方式

針對(duì)本課程的特點(diǎn)，對(duì)于成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)方式，我們也采用了與傳統(tǒng)方法中“平時(shí)成績(jī)＋期末成績(jī)”單一評(píng)價(jià)模式不同的方式，引入多元化的評(píng)價(jià)體系。

該評(píng)價(jià)體系由“平時(shí)成績(jī)＋核心能力”兩個(gè)模塊組成，而“核心能力”的評(píng)價(jià)由三種平行的評(píng)價(jià)方式組成，學(xué)生可任選其中的一種方式作為自己的“核心能力”評(píng)價(jià)方式。第一種方式是參加EMC²PROVEN專業(yè)認(rèn)證考試，只要能通過Storage Technology Foundations(STF)級(jí)別的認(rèn)證考試，就被認(rèn)為已具備本課程要求的最高級(jí)“核心能力”。第二種方式是參與教學(xué)過程中某一專題的研究，并進(jìn)行系統(tǒng)的報(bào)告，根據(jù)報(bào)告情況對(duì)“核心能力”進(jìn)行評(píng)價(jià)。第三種方式是采用傳統(tǒng)的期末考試方式，根據(jù)期末考試成績(jī)對(duì)“核心能力”進(jìn)行評(píng)價(jià)。

6 結(jié)束語

“網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)”是一門全新的計(jì)算機(jī)專業(yè)課程，有關(guān)該課程的教學(xué)思路、模式等方面的內(nèi)容尚處于探索階段，為高效培養(yǎng)社會(huì)所急需的合格網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)專門人才，需要對(duì)該課程的教學(xué)進(jìn)行更多的探索和實(shí)踐。本文結(jié)合深圳大學(xué)的實(shí)際建設(shè)和教學(xué)情況，對(duì)該課程進(jìn)行了較全面的探討和介紹，希望能對(duì)“網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)技術(shù)”課程的普及和快速發(fā)展起到一定的促進(jìn)作用。

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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