云存儲在校園網中應用的研究

摘要：云存儲是云技術的核心服務，文章研究了使用云存儲技術構建校園分布式的云教育數據中心；提供/分享存儲、教學、平臺、軟件等資源；解決校園資源不足和資源安全共享等問題，對教育教學改革有著深遠的現實意義。

關鍵詞：云存儲；數據資源；網絡安全

中圖分類號：TP393?；?；?；?；文獻標識碼：A?；?；?；?；文章編號：1009-2374（2014）18-0055-02

當今校園，電腦、平板、手機已經成為師生生活中不可或缺的工具，學習環境與學習方式的改變，促使“云”技術應用在校園網中應運而生，利用“云”技術手段，師生們可以在任何時間、地點使用這些設備，如電腦、平板、手機等，快速地上傳個人資源，查閱和使用校園資源，這將帶來教育教學方式變革。而實現資源安全訪問，則更多得益于云存儲技術的應用發展，云存儲在校園網中的應用已成為校園信息化建設的重要組成部分。

1教育信息化與云存儲的關系

1.1教育信息化的現狀

當前校園網大多都實現了數據統一管理，將過去分散的數據，獨立的應用平臺，整合在一起，實現了校園網數據和應用的融合。但隨著校園數據需求的日益增長，校園網平臺的擴建，校園網服務應用的增多，校園網逐漸不堪重負，數據中心的建設需要大量地投入資金。校園網已經有自己的網絡基礎設施，學校是否愿意加大投入，對校園網的信息化系統，存儲系統進行重新部署，這本身就是一個問題。

1.2云存儲給教育信息化帶來的好處

云存儲改變了原來數據單一存儲的方式，變為智能化數據存儲，從而給校園用戶帶來更多云服務的體驗，云存儲有以下特點：

（1）擴容性。云存儲將數據存儲到多臺服務器，存儲服務器硬件的更新、升級并不會影響存儲服務的提供，滿足應用和用戶規模增長的需要。

（2）虛擬化服務。云存儲支持用戶在任意位置、任意時間使用各種終端獲取應用服務，云存儲將工作量均勻分配到不同存儲服務器，降低后端存儲系統的復雜性，并且能夠在虛擬環境中最高效地利用存儲。

（3）高可靠性。云存儲使用了多個數據副本容錯、存儲節點同構可互換等措施來保障服務的高可靠性，使用云存儲比使用本地計算機存儲更可靠。

（4）多樣性。云存儲能夠支持各種應用服務同時運行，可以支持各種數據系統，在云存儲的支撐下可以構造出千變萬化的應用。

（5）集中式管理。在云系統中，再多的存儲服務，在管理人員眼中，也只是一臺存儲器，無需負擔日益高昂的數據中心管理成本。

（6）安全保密性。云存儲技術使用最安全的“裸機”虛擬化平臺保護數據和應用，對用戶而言云存儲是安全可靠的。

2在校園中構建云存儲

云存儲的應用體現在：云備份應用、云共享數據應用以及云資源服務應用等。校園用戶可以隨時隨地使用任意終端通過有線網、無線網訪問校園云教育數據中心。那么如何在校園中構建云教育數據中心呢？

（1）校園云儲存架構。作為復雜的系統，云儲存的主要構成部分有服務器、網絡設備、應用軟件、接入網、服務器、客戶端程序、公用訪問接口等。核心是儲存設備，在應用軟件的協助下，外部便可進行業務訪問以及儲存數據。關于校園云儲存的架構可以參考下列

圖示：

訪問層：校園用戶想要進入到云儲存系統中，可在公用的標準接口實現，并接受標準的云儲存服務享受。

應用接口層：在不同的業務要求下，可提供的服務接口也可進行多樣化開發，并享受多樣化服務。比如網絡硬盤、視頻點播、資源共享訪問、備份遠程數據、應用點播視頻、視頻監控等。

基層管理層：網絡計算、分布與集群式文件系統等技術，滿足協同校園云儲存設備的工作，并實現不同的儲存設備可向用戶提供相同服務，同時數據訪問功能也將更好、更強。通過數據加密，可安全訪問云儲存數據，容災技術與數據備份也讓云儲存的數據完好無損，確保穩定性與安全性的云儲存。

儲存層：校園儲存設施在各區域都有分布，同時數量眾多，設備間的連接多是通過光纖通道網或廣域網實現。在將統一儲存管理設備設施安裝在儲存設備上，通常可虛擬化地進行儲存設備邏輯管理以及冗余多鏈路的管理，另外，故障維護以及狀態檢修硬件設備也可實現。

（2）構建校園虛擬化云教育數據中心。虛擬化技術是校園數據中心必不可少的關鍵技術，通過存儲虛擬化技術，相互連接各類型、型號以及廠商的儲存設施，將系統中各種異構的存儲設備映射為一個統一的存儲資源池。并對存儲資源進行統一分配管理，實現了資源對用戶的透明性，降低了構建、管理和維護資源的成本，從而提升云存儲系統的資源利用率。

虛擬化技術可分為基于主機虛擬化、基于存儲設備虛擬化和基于存儲網絡虛擬化三種技術。

三種存儲虛擬化技術各有優缺點，可根據不同用途和不同場合選擇合適的虛擬化技術來構建校園虛擬化云教育數據中心。

在構建校園云教育數據中心時，還應當考慮數據的備份、數據精簡、重復數據刪除、數據自動存儲分層、數據壓縮的問題，有助于數據的完整性、高效性和安全性。此外還需考慮數據遷移的問題，從傳統的數據平臺向虛擬化平臺的遷移，數據的遷移是云存儲方案中最為基礎、關鍵的步驟。

（3）校園云存儲的部署。當前各大IT廠商紛紛提供云存儲技術方案，爭奪云存儲市場。校園云存儲的部署必須符合學校產學研一體化的實際需求，以教育為本，服務于教學。

校園云存儲的部署需要考慮以下幾個方面：

可擴展性：在云存儲設備中，擴容方式應該是并行的，如果容量不夠，那么儲存服務器應為新購，不僅可增加容量，同時是實現沒有上限控制的儲存。

負載均衡性：利用云儲存功能，各個儲存服務器皆可接受到不同的工作任務，防止性能的瓶頸，最大限度地擴大儲存系統的效能。endprint

易管理性：對云存儲管理者來說，即使再多的存儲服務器也只是一臺存儲設備，可以通過一個統一管理界面監控到每臺存儲服務器的使用狀況。當存儲系統硬盤容量快用完時，只須增加采購新的存儲服務器即可。

易使用性：用戶將數據存儲在云存儲系統，就可以從任何有網絡接入的地方得到這些數據。不需要隨身攜帶物理存儲設備或使用相同的計算機來保存和檢索信息，只需要一臺能聯網設備即可。

安全性：首先是數據存儲位置問題，用戶數據需要分類存儲，將敏感數據與一般數據區別存放；其次是數據隔離問題，用戶數據存放在同一存儲設備中，但用戶數據使用不同的密鑰來加密，用戶數據是獨立存儲的；最后是數據保護及恢復問題，一旦數據出現全部或部分數據破壞時，及時進行全面恢復。

校園云存儲的基礎架構平臺可采用微軟的Hyper-V或VMware的vSphare虛擬化技術來實現的，平臺具有計算、網絡、存儲、管理、安全等功能，是目前最常用的虛擬化平臺。而VMware的vSphare支持動態遷移、動態負載均衡和虛擬機自動重啟的功能，自動化程度更高，更適合校園云存儲的部署。

3結語

教育信息化正從數字化校園向智能化校園的方向發展，云存儲平臺不僅提供科研、教學支持，還提供應用和服務，師生們可以隨時、隨地、任意終端地接入，訪問到校園教學資源，網絡化學習不再受限于校園的邊界。隨著云計算、物聯網、寬帶網技術的迅速發展和成熟，校園網云數據中心建設必將成為未來校園網發展的必經之路。云存儲徹底改變了校園未來的教學模式和校園生活，并將給校園帶來革命性的效果。

參考文獻

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基金項目：云存儲在校園網中應用的研究（項目編號：JZY2013B06）。

作者簡介：毛正標（1975—），男，廣西河池人，廣西交通職業技術學院高級工程師，研究方向：計算機網絡技術。endprint