基礎存儲系統在云環境中實訓的實現及其構架

摘要：職業教育的關鍵在于對接企業需求，而實訓的效果更直接決定人才培養的質量。因此利用云技術手段來實現信息技術類專業的職業技術人才的培養及對接企業需求是一種低成本、高效率的方法。以企業需求的基礎存儲系統作為實訓內容，以云技術手段來實現和企業環境一致的存儲系統，從而彌補傳統實訓過程疏于流程，無法及時培養學生就業能力的缺點。

關鍵詞：基礎存儲；實訓；構架

傳統的IT數據中心中所涉及的功能包含應用程序、計算、網絡及存儲等。其中存儲主要是完成對結構化非結構化數據的儲存，因為它包含一系列的特定硬件，因此難以用傳統的實訓方式讓學生較為完善的實踐所學的知識。而近年來頗受各學校重視的校企合作等形式，由于存在存儲系統對于企業來說是最為重要且敏感的高價值資產以及企業不積極配合此類實訓等多方面的客觀情況，很難達到預期的實訓效果。另外，基礎存儲系統是整個信息系統的基石，其構架概念、典型設計、部署構架等步驟千篇一律，這就給授課帶來了困難。這樣培養出來的學生很難適應企業IT運維、支持部門和現代社會的需要。為了更好地解決上述難題，我學院嘗試了建設以云構架部署面向企業的基礎存儲系統，將存儲的構架方案、典型設計、軟硬件部署、存儲運維等環節交由學生獨立完成，并引入相關專業課程的教學之中。

一、 基礎存儲系統的虛擬化

基礎存儲系統，就是一般企業使用的計算機存儲系統，它一般是由“機頭”（現在一般由安裝有特殊設備的計算機）和盤柜組成，為企業其他系統如ERP、各類MIS、數據庫等提供塊級的存儲服務。因其是典型的軟硬結合的生產設備，以及所存儲數據的重要性，使其建設價格不菲，如果每個學生獨立擁有一套系統來實訓，不太現實，我們引入國際一流的企業的做法。以SAP系統為例，SAP在為企業客戶部署實施SAP、ERP時，會創建一個業務數據獨立于生產系統，且業務與企業業務完全一致的培訓系統，用于培訓企業用戶的員工。因為該培訓系統與生產系統業務的一致性，因此其培訓效果也非常顯著。這種一致性正式解決了計算機專業課程實訓的脫節問題。但獨立的建設此類系統無疑對學校來說是巨額開銷，既不現實也無必要。為解決這一問題，我們又引入虛擬化的技術手段。利用硬件虛擬化資源池的方法將有限的計算機硬件虛擬化后入實訓資源池。

解決了上述兩個重要的問題，以基礎存儲系統在云環境的實現路線也變為清晰，其步驟如下：①虛擬化物理主機作為云實訓主機的硬件資源，可以利用多臺老舊服務器主機完成；②創建一系列基礎存儲系統，包含企業常用的直接存儲、網絡旁路存儲等；③利用云技術中的主機克隆技術，按照實訓人數、要求的規模等，克隆已經建好的目標存儲系統主機，值得一提的是，由于引入了云主機的部署技術，該環節簡單，省時；④按照要求創建分發云實訓主機的權限，由于是用于實訓的非生產系統，因此可以給予實訓主機的最高權限；⑤按照實訓計劃進行實訓。

二、 基礎存儲系統云環境軟、硬件構架及其實現

硬件構架如下圖：

其中，物理主機資源代表用于云實訓系統搭建的物理主機，它可以有多臺主機組成集群，也可有老舊服務器組成。云主機資源是指虛擬化后形成的計算機硬件資源池，它包含CPU資源、內存資源、磁盤資源等。存儲實訓主機是指由資源池資源形成的邏輯主機，并按照實訓的要求部署有一系列的存儲業務軟件，同時利用云主機技術將配備若干塊邏輯硬盤來組成存儲系統。按照實訓的要求這些實訓主機不僅包含有直接存儲系統如FC（Fibre Channel：光纖通道）存儲，也可以是網絡旁路存儲如NAS（Network Attached Storage：網絡附屬存儲）等。同時按照主機物理資源和實訓系統并無繁重的存儲開銷，可以一次性大量產生此類實訓主機。

軟件構架如下圖：

其中，自下而上分別是主機虛擬化軟件負責虛擬化硬件資源；云解決方案軟件，解決云化問題；實訓業務軟件（平臺），主要由學生所需要的實訓內容而定。

實訓過程流程圖：

實訓系統將按照企業需求部署面向學生的云實訓主機，從而完成對接社會企業用工需求及學生實訓內容。

三、 跨學科的實訓應用

首先，通過基礎存儲系統在云環境中的實訓的實現，是典型的利用互聯網思維和云技術手段解決傳統職業教育中實訓遇到的問題，其不僅限于本文涉及的以基礎存儲系統為代表的計算機信息技術類專業的實訓，更可推廣多個學科、甚至跨學科的實訓之中，如冶金化工、印刷出版等。同時，利用學校建設使用此類云技術的實訓，還可以組建跨學科的實訓團隊，以化工工廠的DCS控制系統的實訓為例，信息技術專業的可以在云實訓平臺組建基礎環境，再交由專業教師部署DCS控制系統，之后再為所有參加化工類實訓的同學克隆各自獨立的系統，同時由計算機專業的學生負責運維系統。這與企業內部的業務部門與IT維護部門的分工如出一轍。

四、 體會

在云系統中的以基礎存儲系統的實訓的實現解決了職業教育中實訓脫節的問題，增強了學生、教師缺乏足夠的動手空間問題的信心。同時，以云計算等手段、設計思想的應用，帶來了前所未有的經濟性和可行性。通過此類課題的實踐，在實訓中部署的軟硬件與企業中使用的完全一致，這就為學生踏入社會、走上工作崗位提供了必要的技能磨煉。同時，雖然本課題以信息技術專業中企業較為常用的存儲系統作為實訓選題，但在“互聯網+”概念盛行的當下，可以廣泛應用到制造、印刷、化學化工、傳媒專業等。

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作者簡介：

趙曉菲，甘肅省蘭州市，蘭州石化職業技術學院。