云存儲及其對高校教學資源整合的啟示

☆ 李雁云

（遼寧師范大學計算機與信息技術學院，遼寧大連 116029）

一、引言

隨著多媒體技術和網絡技術在教育領域的廣泛應用，教育信息化得到了飛速發展，教育信息資源作為構成教育系統的基本因素，在提高教育教學質量、挖掘教育的發展潛力方面發揮著重要的作用。在高校中開展教學資源的整合，跨越時間和空間的限制，可滿足學生在自主學習過程中對網絡教學資源的需求。網絡教學資源建設水平一方面已成為高校整體辦學水平、形象和地位的重要標志；另一方面也對整個高等教育的信息化產生了影響。但是，目前我國高校在教學資源建設過程中凸現出了一些問題，教學資源本身數量大、形式多樣的特點導致原先集中管理、集中存儲的資源組織管理模式已經不能適應網絡發展、資源應用等多種實際需求，而且教學資源的重復開發，教學資源建設缺乏開放性管理，也造成了資源的極大浪費。

云存儲模式的出現能夠很好地解決這些問題，將云存儲運用到高校教學資源的整合中，能夠極大地降低學校信息系統建設的成本，將復雜的設置和管理任務簡單化，而且將教學資源放在云中可以將資源利用最大化，通過云平臺可以訪問更多的資源，實現教學資源的高度共享。

二、云存儲

1.云存儲的概念

云存儲是在云計算概念上延伸和發展出來的一個新的概念。云存儲是通過虛擬技術，將服務器、存儲設備和其他硬件視為一個資源池，而不是離散系統，從而可以根據需要分配這些資源。這樣，一個存儲云就相當于一個虛擬的存儲資源池，用來容納各種不同的工作模式，這些模式可以快速部署到物理設施上，并且按照用戶需求動態地調用資源。云存儲主要是通過將龐大數據自動分拆成無數個小的數據塊，交由多部存儲資源所組成的計算機集群系統進行分布式的存儲。云存儲的核心是將應用軟件與存儲設備相結合，通過應用軟件來實現存儲設備向存儲服務的轉變。

云存儲的思想可以用廣域網和互聯網的結構來解釋，當我們使用廣域網和互聯網時，我們只需要知道是什么樣的接入網和用戶名、密碼就可以連接到廣域網和互聯網，并不需要知道廣域網和互聯網中到底有多少臺交換機、路由器、防火墻和服務器，不需要知道數據是通過什么樣的路由到達我們的電腦，也不需要知道網絡中的服務器分別安裝了什么軟件，更不需要知道網絡中各設備之間采用了什么樣的連接線纜和端口。廣域網和互聯網對于具體的使用者是完全透明的，我們經常用一個云狀的圖形來表示廣域網和互聯網，雖然云狀圖形中包含了許許多多的交換機、路由器、防火墻和服務器，但是對于用戶來講，這些都是不需要知道的，這個云狀圖形代表的是廣域網和互聯網帶給大家的互聯互通的網絡服務，無論我們在任何地方，都可以通過一個網絡接入線纜和一個用戶、密碼接入廣域網和互聯網。云存儲參考了云狀的網絡結構，創建一個新型的云狀結構的存儲系統，這個存儲系統由多個存儲設備組成，通過集群功能、分布式文件系統或類似網格計算等功能聯合起來協同工作，并通過一定的應用軟件或應用接口，對用戶提供一定類型的存儲服務和訪問服務。

當我們使用某一個獨立的存儲設備時，必須非常清楚這個存儲設備是什么型號，什么接口和傳輸協議，必須清楚地知道存儲系統中有多少塊磁盤，分別是什么型號、多大容量，必須清楚存儲設備和服務器之間采用什么樣的連接線纜。為了保證數據安全和業務的連續性，我們還需要建立相應的數據備份系統和容災系統，除此之外，對存儲設備進行定期地狀態監控、維護、軟硬件更新和升級也是必須的。

如果采用云存儲，那么上面所提到的一切對使用者來講都不需要了，云狀存儲系統中多數設備對使用者來講都是透明的，任何地方的任何一個經過授權的使用者都可以通過一根接入線纜與云存儲連接，對云存儲進行數據訪問。

因此，如同廣域網和互聯網一樣，云存儲對使用者來講不是指某一個具體的設備，而是指一個由許許多多個存儲設備和服務器所構成的集合體。使用者使用云存儲，并不是使用某一個存儲設備，而是使用整個云存儲系統帶來的一種數據訪問服務。所以嚴格來講，云存儲不是存儲，而是一種服務。

2.云存儲和云計算之間的關系

云計算是分布式處理、并行處理和網格計算的發展，是透過網絡將龐大的計算處理程序自動分拆成無數個較小的子程序，再交由多部服務器所組成的龐大系統經計算分析之后將處理結果回傳給用戶。

云存儲與云計算類似，它是指通過集群應用、網格技術或分布式文件系統等功能，將網絡中大量不同類型的存儲設備通過應用軟件集合起來協同工作，共同對外提供數據存儲和業務訪問功能的一個系統。當云計算系統運算和處理的核心打開那個數據的存儲和管理時，云計算系統中就需要配置大量的存儲設備，那么云計算系統就轉變成為一個云存儲系統，所以云存儲是一個以數據存儲和管理為核心的云計算系統。與云計算系統相比，云存儲可以認為是配置了大容量存儲空間的一個云計算系統，從架構模型來看（如圖1、圖2所示），云存儲系統比云計算系統多了一個存儲層，同時，在基礎管理層也多了很多與數據管理和數據安全有關的功能，而兩者在訪問層和應用接口層則是完全相同的。

圖1 云存儲結構模型

圖2 云計算結構模型

3.云存儲與傳統存儲的比較

和傳統的存儲設備相比，云存儲不僅僅是一個硬件，而是一個由網絡設備、存儲設備、服務器、應用軟件、公用訪問接口、接入網和客戶端程序等多個部分組成的復雜系統。各部分以存儲設備為核心，通過應用軟件對外提供數據存儲和業務訪問服務。云存儲與傳統存儲方式的比較如表1所示。

表1 云存儲與傳統存儲方式的比較

三、云存儲在高校教學資源整合過程中的啟示

1.建立高效的教學信息存儲平臺

在我國高校網絡教學資源建設中，投入了大量的人力、物力以及財力，各個高校擁有了屬于自己的獨立的網絡信息平臺，但在實際運行中，這樣的本地化的網絡信息平臺承擔著較大的運行壓力，面臨著安全等各種問題，如果將教學資源放在云存儲系統中，那么云存儲系統的數據備份和容災技術保證云存儲中的數據不會丟失，同時，數據加密技術保證云存儲中的數據不會被未授權的用戶訪問，保證了教學資源的安全性和可靠性，現有的分散的、自成一體、本地化的教學資源存儲平臺將轉變成一個與具體網絡運行環境、網絡服務器系統、網絡操作系統以及存儲設備無關的強大的統一的存儲信息平臺，在這個平臺上教學資源建設者可以輸入海量的信息，而不必擔心虛擬化教學設備運行能力支持等問題，提高了教學信息存儲平臺的工作效率。

2.加強教學資源的共享程度

目前我國各高校都已經建立了較完善的教學資源體系，但這些教學資源體系都自成一體，各個高校之間缺乏有效的互通互聯的機制，導致教學資源的共享性差、協作困難。可以將教學資源存儲在云上，使得各高校之間的信息共享更加密切，達到資源的有效整合。采用云存儲系統，各高校對教學資源的建設可采取擇優勢資源、組優勢人力進行集中建設，避免教學資源的重復建設，真正突出各高校的特色，達到教學資源的優化配置，改變教學資源分布失衡、共享不足的現狀。通過云存儲服務，學習者對教學資源的需求可以得到巨大的滿足，他們可以在任何時間、任何地點實時地從存儲在云中的海量信息來獲取自己所需要的學習資源，進而提高教學資源的利用率。

3.節約教育資源的存儲成本

原有的教學資源的存儲一般使用專業的存儲設備，而專業的存儲設備價格不菲，再加上教學資源的總量呈幾何曲線性增長，這就意味著需要更多的成本投入到存儲設備以及維護這些設備的人力上來，這對于經濟條件不好的學校而言儼然是個巨大的壓力，如果采用云存儲系統整合教學資源，其一，在構建一個云環境的基礎上，由動態可擴展的和虛擬化的存儲資源來提供教學資源的存儲和訪問服務，透過云可以將龐大的教學資源自動分拆成大量較小的數據塊，交給多個節點所組成的龐大計算機集群系統進行分散存儲，這樣就大大降低了存儲成本的初期投入；其二，在云存儲系統中，底層的存儲設備只需普通的商業機即可，對客戶終端的配置并無特定要求，終端升級投入即可忽略，本地服務器已轉移至云環境中，由云存儲系統的基礎管理層負責存儲設備之間的協同工作，無需在存儲設備運行的安全性和可靠性上追加投資，因此，云存儲系統大大降低了原有存儲方式的管理成本和人力成本。

四、實際應用中可能存在的問題

云存儲不僅能夠給高校教學資源建設提供一個良好的服務平臺，而且未來幾乎所有高校的教學資源都可以利用云存儲來進行整合，讓教學資源的配置達到最優，共享程度達到最大，存儲成本降到最低，為高校的網絡教學資源建設提供一個全新的應用模式。但是目前云存儲技術還處于初級運用階段，存在著安全、標準、成本等諸多問題。

1.架構的統一問題

（1）網絡寬帶的穩定性。真正的云存儲系統將會是一個多區域分布、遍布全國的龐大的公用系統，使用者需要通過ADSL、DDN等寬帶接入設備來連接云存儲，而不是通過FC、SCSI或以太網線纜直接連接一臺獨立的存儲設備上。只有寬帶網絡得到充足的發展，使用者才有可能獲得足夠大的數據傳輸寬帶，實現大容量數據的傳輸，真正享受云存儲服務，否則只能是空談。

（2）網絡協議與接口的統一。云存儲中的存儲設備數量龐大且分布在不同地域，各高校的網絡接入設備也不盡相同，因此，實現不同廠商、不同型號甚至于不同類型的多臺設備之間的邏輯卷管理、存儲虛擬化管理和多鏈路冗余管理是必然的，這個問題得不到解決，存儲設備就會是整個云存儲系統的性能瓶頸，結構上也無法形成一個整體，而且還會帶來后期容量和性能擴展難等問題。

（3）數據組織格式的統一。云存儲應用的目的就是方便建設、方便共享、方便整合，而Web2.0技術的核心是共享，只有通過Web2.0技術，云存儲的使用者才有可能通過PC、手機、移動多媒體等設備，實現數據、文檔、圖片和視音頻等內容的幾種存儲和資源共享。因此，各高校要在教學資源的建設過程中廣泛應用Web2.0技術，達到數據組織格式的統一，才能夠進一步應用云存儲達到資源整合的目的。

2.存儲設備運營管理問題

云存儲中的存儲設備數量龐大、分布地域廣造成的另外一個問題就是存儲設備運營管理問題，雖然這些問題對云存儲的使用者來講根本不需要關心，但對于云存儲的運營單位來講，必須要通過切實可行和有效的手段來解決集中管理難、狀態監控難、故障維護難、人力成本高等問題。因此，云存儲必須要具有一個高效的類似于網絡管理軟件的集中管理平臺，可實現云存儲系統中沒有存儲設備、服務器和網絡設備的集中管理和狀態監控。

五、結束語

盡管云存儲技術在教育領域的應用還處在探索階段，但是云存儲的出現必將有助于高校教學資源的建設和整合。通過分析云存儲在高校教學資源整合過程中的啟示以及可能存在的問題，將有助于掌握云存儲的優勢和特點，使其能夠在教育領域充分發揮作用。

[1]李開復.云計算[J].中國教育網絡,2008,(06):34.

[2]李宏卿,汪浩.基于云存儲的教學資源整合研究與實現[J].現代教育技術,2010,(03):97～101.

[3]王達光.網絡環境下高效教學資源庫的構建策略[J].現代教育技術,2005,(03):42～44.

[4]萬利平,陳燕.云計算在教育信息化中的應用探究[J].中國教育信息化,2009,(09):74～77.

[5]孔繁之,王春梅.數字校園中教學資源庫的建設與應用研究[J].中國教育信息化,2008,(05):49～50.

[6]王鶴群.云存儲的應用[J].記錄媒體技術,2008,(08):：60～65.