云存儲(chǔ)及其對(duì)高校教學(xué)資源整合的啟示

☆ 李雁云

（遼寧師范大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院，遼寧大連 116029）

一、引言

隨著多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在教育領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，教育信息化得到了飛速發(fā)展，教育信息資源作為構(gòu)成教育系統(tǒng)的基本因素，在提高教育教學(xué)質(zhì)量、挖掘教育的發(fā)展?jié)摿Ψ矫姘l(fā)揮著重要的作用。在高校中開展教學(xué)資源的整合，跨越時(shí)間和空間的限制，可滿足學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中對(duì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的需求。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源建設(shè)水平一方面已成為高校整體辦學(xué)水平、形象和地位的重要標(biāo)志；另一方面也對(duì)整個(gè)高等教育的信息化產(chǎn)生了影響。但是，目前我國(guó)高校在教學(xué)資源建設(shè)過程中凸現(xiàn)出了一些問題，教學(xué)資源本身數(shù)量大、形式多樣的特點(diǎn)導(dǎo)致原先集中管理、集中存儲(chǔ)的資源組織管理模式已經(jīng)不能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展、資源應(yīng)用等多種實(shí)際需求，而且教學(xué)資源的重復(fù)開發(fā)，教學(xué)資源建設(shè)缺乏開放性管理，也造成了資源的極大浪費(fèi)。

云存儲(chǔ)模式的出現(xiàn)能夠很好地解決這些問題，將云存儲(chǔ)運(yùn)用到高校教學(xué)資源的整合中，能夠極大地降低學(xué)校信息系統(tǒng)建設(shè)的成本，將復(fù)雜的設(shè)置和管理任務(wù)簡(jiǎn)單化，而且將教學(xué)資源放在云中可以將資源利用最大化，通過云平臺(tái)可以訪問更多的資源，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的高度共享。

二、云存儲(chǔ)

1.云存儲(chǔ)的概念

云存儲(chǔ)是在云計(jì)算概念上延伸和發(fā)展出來的一個(gè)新的概念。云存儲(chǔ)是通過虛擬技術(shù)，將服務(wù)器、存儲(chǔ)設(shè)備和其他硬件視為一個(gè)資源池，而不是離散系統(tǒng)，從而可以根據(jù)需要分配這些資源。這樣，一個(gè)存儲(chǔ)云就相當(dāng)于一個(gè)虛擬的存儲(chǔ)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(shè)施上，并且按照用戶需求動(dòng)態(tài)地調(diào)用資源。云存儲(chǔ)主要是通過將龐大數(shù)據(jù)自動(dòng)分拆成無數(shù)個(gè)小的數(shù)據(jù)塊，交由多部存儲(chǔ)資源所組成的計(jì)算機(jī)集群系統(tǒng)進(jìn)行分布式的存儲(chǔ)。云存儲(chǔ)的核心是將應(yīng)用軟件與存儲(chǔ)設(shè)備相結(jié)合，通過應(yīng)用軟件來實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)設(shè)備向存儲(chǔ)服務(wù)的轉(zhuǎn)變。

云存儲(chǔ)的思想可以用廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)來解釋，當(dāng)我們使用廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)時(shí)，我們只需要知道是什么樣的接入網(wǎng)和用戶名、密碼就可以連接到廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，并不需要知道廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)中到底有多少臺(tái)交換機(jī)、路由器、防火墻和服務(wù)器，不需要知道數(shù)據(jù)是通過什么樣的路由到達(dá)我們的電腦，也不需要知道網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)器分別安裝了什么軟件，更不需要知道網(wǎng)絡(luò)中各設(shè)備之間采用了什么樣的連接線纜和端口。廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)對(duì)于具體的使用者是完全透明的，我們經(jīng)常用一個(gè)云狀的圖形來表示廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)，雖然云狀圖形中包含了許許多多的交換機(jī)、路由器、防火墻和服務(wù)器，但是對(duì)于用戶來講，這些都是不需要知道的，這個(gè)云狀圖形代表的是廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)帶給大家的互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，無論我們?cè)谌魏蔚胤?，都可以通過一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入線纜和一個(gè)用戶、密碼接入廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)。云存儲(chǔ)參考了云狀的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，創(chuàng)建一個(gè)新型的云狀結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)系統(tǒng)，這個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)由多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備組成，通過集群功能、分布式文件系統(tǒng)或類似網(wǎng)格計(jì)算等功能聯(lián)合起來協(xié)同工作，并通過一定的應(yīng)用軟件或應(yīng)用接口，對(duì)用戶提供一定類型的存儲(chǔ)服務(wù)和訪問服務(wù)。

當(dāng)我們使用某一個(gè)獨(dú)立的存儲(chǔ)設(shè)備時(shí)，必須非常清楚這個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備是什么型號(hào)，什么接口和傳輸協(xié)議，必須清楚地知道存儲(chǔ)系統(tǒng)中有多少塊磁盤，分別是什么型號(hào)、多大容量，必須清楚存儲(chǔ)設(shè)備和服務(wù)器之間采用什么樣的連接線纜。為了保證數(shù)據(jù)安全和業(yè)務(wù)的連續(xù)性，我們還需要建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)和容災(zāi)系統(tǒng)，除此之外，對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備進(jìn)行定期地狀態(tài)監(jiān)控、維護(hù)、軟硬件更新和升級(jí)也是必須的。

如果采用云存儲(chǔ)，那么上面所提到的一切對(duì)使用者來講都不需要了，云狀存儲(chǔ)系統(tǒng)中多數(shù)設(shè)備對(duì)使用者來講都是透明的，任何地方的任何一個(gè)經(jīng)過授權(quán)的使用者都可以通過一根接入線纜與云存儲(chǔ)連接，對(duì)云存儲(chǔ)進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問。

因此，如同廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)一樣，云存儲(chǔ)對(duì)使用者來講不是指某一個(gè)具體的設(shè)備，而是指一個(gè)由許許多多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備和服務(wù)器所構(gòu)成的集合體。使用者使用云存儲(chǔ)，并不是使用某一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備，而是使用整個(gè)云存儲(chǔ)系統(tǒng)帶來的一種數(shù)據(jù)訪問服務(wù)。所以嚴(yán)格來講，云存儲(chǔ)不是存儲(chǔ)，而是一種服務(wù)。

2.云存儲(chǔ)和云計(jì)算之間的關(guān)系

云計(jì)算是分布式處理、并行處理和網(wǎng)格計(jì)算的發(fā)展，是透過網(wǎng)絡(luò)將龐大的計(jì)算處理程序自動(dòng)分拆成無數(shù)個(gè)較小的子程序，再交由多部服務(wù)器所組成的龐大系統(tǒng)經(jīng)計(jì)算分析之后將處理結(jié)果回傳給用戶。

云存儲(chǔ)與云計(jì)算類似，它是指通過集群應(yīng)用、網(wǎng)格技術(shù)或分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡(luò)中大量不同類型的存儲(chǔ)設(shè)備通過應(yīng)用軟件集合起來協(xié)同工作，共同對(duì)外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問功能的一個(gè)系統(tǒng)。當(dāng)云計(jì)算系統(tǒng)運(yùn)算和處理的核心打開那個(gè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理時(shí)，云計(jì)算系統(tǒng)中就需要配置大量的存儲(chǔ)設(shè)備，那么云計(jì)算系統(tǒng)就轉(zhuǎn)變成為一個(gè)云存儲(chǔ)系統(tǒng)，所以云存儲(chǔ)是一個(gè)以數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理為核心的云計(jì)算系統(tǒng)。與云計(jì)算系統(tǒng)相比，云存儲(chǔ)可以認(rèn)為是配置了大容量存儲(chǔ)空間的一個(gè)云計(jì)算系統(tǒng)，從架構(gòu)模型來看（如圖1、圖2所示），云存儲(chǔ)系統(tǒng)比云計(jì)算系統(tǒng)多了一個(gè)存儲(chǔ)層，同時(shí)，在基礎(chǔ)管理層也多了很多與數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)安全有關(guān)的功能，而兩者在訪問層和應(yīng)用接口層則是完全相同的。

圖1 云存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)模型

圖2 云計(jì)算結(jié)構(gòu)模型

3.云存儲(chǔ)與傳統(tǒng)存儲(chǔ)的比較

和傳統(tǒng)的存儲(chǔ)設(shè)備相比，云存儲(chǔ)不僅僅是一個(gè)硬件，而是一個(gè)由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、服務(wù)器、應(yīng)用軟件、公用訪問接口、接入網(wǎng)和客戶端程序等多個(gè)部分組成的復(fù)雜系統(tǒng)。各部分以存儲(chǔ)設(shè)備為核心，通過應(yīng)用軟件對(duì)外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問服務(wù)。云存儲(chǔ)與傳統(tǒng)存儲(chǔ)方式的比較如表1所示。

表1 云存儲(chǔ)與傳統(tǒng)存儲(chǔ)方式的比較

三、云存儲(chǔ)在高校教學(xué)資源整合過程中的啟示

1.建立高效的教學(xué)信息存儲(chǔ)平臺(tái)

在我國(guó)高校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源建設(shè)中，投入了大量的人力、物力以及財(cái)力，各個(gè)高校擁有了屬于自己的獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)，但在實(shí)際運(yùn)行中，這樣的本地化的網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)承擔(dān)著較大的運(yùn)行壓力，面臨著安全等各種問題，如果將教學(xué)資源放在云存儲(chǔ)系統(tǒng)中，那么云存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)備份和容災(zāi)技術(shù)保證云存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，同時(shí)，數(shù)據(jù)加密技術(shù)保證云存儲(chǔ)中的數(shù)據(jù)不會(huì)被未授權(quán)的用戶訪問，保證了教學(xué)資源的安全性和可靠性，現(xiàn)有的分散的、自成一體、本地化的教學(xué)資源存儲(chǔ)平臺(tái)將轉(zhuǎn)變成一個(gè)與具體網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)以及存儲(chǔ)設(shè)備無關(guān)的強(qiáng)大的統(tǒng)一的存儲(chǔ)信息平臺(tái)，在這個(gè)平臺(tái)上教學(xué)資源建設(shè)者可以輸入海量的信息，而不必?fù)?dān)心虛擬化教學(xué)設(shè)備運(yùn)行能力支持等問題，提高了教學(xué)信息存儲(chǔ)平臺(tái)的工作效率。

2.加強(qiáng)教學(xué)資源的共享程度

目前我國(guó)各高校都已經(jīng)建立了較完善的教學(xué)資源體系，但這些教學(xué)資源體系都自成一體，各個(gè)高校之間缺乏有效的互通互聯(lián)的機(jī)制，導(dǎo)致教學(xué)資源的共享性差、協(xié)作困難。可以將教學(xué)資源存儲(chǔ)在云上，使得各高校之間的信息共享更加密切，達(dá)到資源的有效整合。采用云存儲(chǔ)系統(tǒng)，各高校對(duì)教學(xué)資源的建設(shè)可采取擇優(yōu)勢(shì)資源、組優(yōu)勢(shì)人力進(jìn)行集中建設(shè)，避免教學(xué)資源的重復(fù)建設(shè)，真正突出各高校的特色，達(dá)到教學(xué)資源的優(yōu)化配置，改變教學(xué)資源分布失衡、共享不足的現(xiàn)狀。通過云存儲(chǔ)服務(wù)，學(xué)習(xí)者對(duì)教學(xué)資源的需求可以得到巨大的滿足，他們可以在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)實(shí)時(shí)地從存儲(chǔ)在云中的海量信息來獲取自己所需要的學(xué)習(xí)資源，進(jìn)而提高教學(xué)資源的利用率。

3.節(jié)約教育資源的存儲(chǔ)成本

原有的教學(xué)資源的存儲(chǔ)一般使用專業(yè)的存儲(chǔ)設(shè)備，而專業(yè)的存儲(chǔ)設(shè)備價(jià)格不菲，再加上教學(xué)資源的總量呈幾何曲線性增長(zhǎng)，這就意味著需要更多的成本投入到存儲(chǔ)設(shè)備以及維護(hù)這些設(shè)備的人力上來，這對(duì)于經(jīng)濟(jì)條件不好的學(xué)校而言儼然是個(gè)巨大的壓力，如果采用云存儲(chǔ)系統(tǒng)整合教學(xué)資源，其一，在構(gòu)建一個(gè)云環(huán)境的基礎(chǔ)上，由動(dòng)態(tài)可擴(kuò)展的和虛擬化的存儲(chǔ)資源來提供教學(xué)資源的存儲(chǔ)和訪問服務(wù)，透過云可以將龐大的教學(xué)資源自動(dòng)分拆成大量較小的數(shù)據(jù)塊，交給多個(gè)節(jié)點(diǎn)所組成的龐大計(jì)算機(jī)集群系統(tǒng)進(jìn)行分散存儲(chǔ)，這樣就大大降低了存儲(chǔ)成本的初期投入；其二，在云存儲(chǔ)系統(tǒng)中，底層的存儲(chǔ)設(shè)備只需普通的商業(yè)機(jī)即可，對(duì)客戶終端的配置并無特定要求，終端升級(jí)投入即可忽略，本地服務(wù)器已轉(zhuǎn)移至云環(huán)境中，由云存儲(chǔ)系統(tǒng)的基礎(chǔ)管理層負(fù)責(zé)存儲(chǔ)設(shè)備之間的協(xié)同工作，無需在存儲(chǔ)設(shè)備運(yùn)行的安全性和可靠性上追加投資，因此，云存儲(chǔ)系統(tǒng)大大降低了原有存儲(chǔ)方式的管理成本和人力成本。

四、實(shí)際應(yīng)用中可能存在的問題

云存儲(chǔ)不僅能夠給高校教學(xué)資源建設(shè)提供一個(gè)良好的服務(wù)平臺(tái)，而且未來幾乎所有高校的教學(xué)資源都可以利用云存儲(chǔ)來進(jìn)行整合，讓教學(xué)資源的配置達(dá)到最優(yōu)，共享程度達(dá)到最大，存儲(chǔ)成本降到最低，為高校的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源建設(shè)提供一個(gè)全新的應(yīng)用模式。但是目前云存儲(chǔ)技術(shù)還處于初級(jí)運(yùn)用階段，存在著安全、標(biāo)準(zhǔn)、成本等諸多問題。

1.架構(gòu)的統(tǒng)一問題

（1）網(wǎng)絡(luò)寬帶的穩(wěn)定性。真正的云存儲(chǔ)系統(tǒng)將會(huì)是一個(gè)多區(qū)域分布、遍布全國(guó)的龐大的公用系統(tǒng)，使用者需要通過ADSL、DDN等寬帶接入設(shè)備來連接云存儲(chǔ)，而不是通過FC、SCSI或以太網(wǎng)線纜直接連接一臺(tái)獨(dú)立的存儲(chǔ)設(shè)備上。只有寬帶網(wǎng)絡(luò)得到充足的發(fā)展，使用者才有可能獲得足夠大的數(shù)據(jù)傳輸寬帶，實(shí)現(xiàn)大容量數(shù)據(jù)的傳輸，真正享受云存儲(chǔ)服務(wù)，否則只能是空談。

（2）網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與接口的統(tǒng)一。云存儲(chǔ)中的存儲(chǔ)設(shè)備數(shù)量龐大且分布在不同地域，各高校的網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備也不盡相同，因此，實(shí)現(xiàn)不同廠商、不同型號(hào)甚至于不同類型的多臺(tái)設(shè)備之間的邏輯卷管理、存儲(chǔ)虛擬化管理和多鏈路冗余管理是必然的，這個(gè)問題得不到解決，存儲(chǔ)設(shè)備就會(huì)是整個(gè)云存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能瓶頸，結(jié)構(gòu)上也無法形成一個(gè)整體，而且還會(huì)帶來后期容量和性能擴(kuò)展難等問題。

（3）數(shù)據(jù)組織格式的統(tǒng)一。云存儲(chǔ)應(yīng)用的目的就是方便建設(shè)、方便共享、方便整合，而Web2.0技術(shù)的核心是共享，只有通過Web2.0技術(shù)，云存儲(chǔ)的使用者才有可能通過PC、手機(jī)、移動(dòng)多媒體等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、文檔、圖片和視音頻等內(nèi)容的幾種存儲(chǔ)和資源共享。因此，各高校要在教學(xué)資源的建設(shè)過程中廣泛應(yīng)用Web2.0技術(shù)，達(dá)到數(shù)據(jù)組織格式的統(tǒng)一，才能夠進(jìn)一步應(yīng)用云存儲(chǔ)達(dá)到資源整合的目的。

2.存儲(chǔ)設(shè)備運(yùn)營(yíng)管理問題

云存儲(chǔ)中的存儲(chǔ)設(shè)備數(shù)量龐大、分布地域廣造成的另外一個(gè)問題就是存儲(chǔ)設(shè)備運(yùn)營(yíng)管理問題，雖然這些問題對(duì)云存儲(chǔ)的使用者來講根本不需要關(guān)心，但對(duì)于云存儲(chǔ)的運(yùn)營(yíng)單位來講，必須要通過切實(shí)可行和有效的手段來解決集中管理難、狀態(tài)監(jiān)控難、故障維護(hù)難、人力成本高等問題。因此，云存儲(chǔ)必須要具有一個(gè)高效的類似于網(wǎng)絡(luò)管理軟件的集中管理平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)云存儲(chǔ)系統(tǒng)中沒有存儲(chǔ)設(shè)備、服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的集中管理和狀態(tài)監(jiān)控。

五、結(jié)束語

盡管云存儲(chǔ)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用還處在探索階段，但是云存儲(chǔ)的出現(xiàn)必將有助于高校教學(xué)資源的建設(shè)和整合。通過分析云存儲(chǔ)在高校教學(xué)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(chǔ)的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，使其能夠在教育領(lǐng)域充分發(fā)揮作用。

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