“網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)”課程教學(xué)探討與實踐

梁正平　王志強　申向軍　陳劍勇

文章編號：1672-5913(2009)02-0096-04

摘 要：網(wǎng)絡(luò)存儲技術(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)存儲技術(shù)相關(guān)課程的現(xiàn)狀，然后結(jié)合我們的實踐情況，從教學(xué)目標、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式與學(xué)時分配、成績評價方式等方面，對“網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)”的課程教學(xué)問題進行了較深入的探討和介紹。

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

中圖分類號：G642

文獻標識碼：A

1 引言

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，信息系統(tǒng)中所存儲和管理的數(shù)據(jù)量呈指數(shù)級的增長，數(shù)據(jù)的重要性和獨立性也日益明顯和突出。對于銀行、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)人員對其進行可靠、安全、高效的存儲和管理。

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

為滿足現(xiàn)代社會發(fā)展對網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)人才的急切需求，深圳大學(xué)計算機系于2006年開始與全球最大的網(wǎng)絡(luò)存儲產(chǎn)品供應(yīng)商美國EMC²公司合作[5]，進行了專門的“網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)”課程開設(shè)的嘗試。經(jīng)過兩年的探索和實踐，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、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式與學(xué)時分配、成績評價方式等方面對該課程教學(xué)的內(nèi)容進行全面的探討和介紹。

2 課程教學(xué)目標

由于“網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)”課程不僅在深圳大學(xué)是首次開設(shè)，綜觀國內(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，必須從零開始進行。

為此，首先需要結(jié)合普通高校現(xiàn)有的計算機專業(yè)課程教學(xué)體系，對“網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)”的課程性質(zhì)進行明確的定位。一方面，由于本課程具有很強的專業(yè)性和應(yīng)用性，同時需要“計算機體系結(jié)構(gòu)”、“操作系統(tǒng)”、“數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用”等作為先修課程，因此，不適宜作為計算機系學(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)有的計算機專業(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，而非應(yīng)用性強的課程，故也不適宜作為計算機專業(yè)的“專業(yè)必修”課程。綜上分析，我們把“網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)”定位為“專業(yè)選修”課程，面向計算機專業(yè)本科四年級學(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，并結(jié)合本科四年級學(xué)生已具備的專業(yè)知識面，以及網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)本身的特點和學(xué)生就業(yè)的需求，我們制訂了如下的課程教學(xué)目標：

掌握存儲系統(tǒng)的基本原理，包括存儲系統(tǒng)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)、存儲管理方法和網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)的發(fā)展趨勢。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)存儲技術(shù)和存儲解決方案有一個比較全面的了解，培養(yǎng)學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)的興趣，擴大學(xué)生的知識面，為學(xué)生將來從事數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)的實施和維護工作，或者從事與網(wǎng)絡(luò)存儲有關(guān)的產(chǎn)品開發(fā)提供知識基礎(chǔ)。

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

3 課程教學(xué)內(nèi)容

與網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)相關(guān)的知識點十分豐富，既包括與各類型網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備相關(guān)的硬件知識，也包括與管理各類型網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備相關(guān)的軟件知識、通信協(xié)議等，同時還包括網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)的架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)的應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)的發(fā)展前沿和趨勢，以及不同廠家網(wǎng)絡(luò)存儲產(chǎn)品的實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)容是一個十分棘手而又重要的問題。

為達到培養(yǎng)學(xué)生興趣、掌握基本原理、擴大知識面的課程教學(xué)目標，在選取和組織本課程的教學(xué)內(nèi)容時，最好是對網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)各方面的知識點都能有一定的安排。但受課程性質(zhì)的限定，所能提供的教學(xué)和實驗學(xué)時數(shù)都比較少，無法在課程中安排太多的教學(xué)內(nèi)容，同時本課程所需的實驗環(huán)境要求非常高，一般情況下甚至完全無法安排實驗教學(xué)環(huán)節(jié)。為此，我們通過對本課程的可能教學(xué)內(nèi)容進行反復(fù)細致的斟酌，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)對數(shù)據(jù)存儲的需求，數(shù)據(jù)存儲領(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：存儲系統(tǒng)架構(gòu)

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

第三部分：網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)

掌握直接存儲系統(tǒng)DAS的工作原理和解決方案，聯(lián)網(wǎng)存儲系統(tǒng)NAS的工作原理和解決方案，存儲區(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CAS的工作原理和解決方案。

第四部分：網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)的應(yīng)用

了解網(wǎng)絡(luò)存儲系統(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)標準，存儲虛擬化的體系結(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，對于實驗教學(xué)部分，早期因?qū)嶒灜h(huán)境要求很高，缺少開設(shè)實驗課程的條件。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)合實驗室”。基于這一實驗平臺，在EMC²資深技術(shù)專家的協(xié)助下，我們制訂了如下的實驗教學(xué)內(nèi)容。

實驗1：網(wǎng)絡(luò)存儲產(chǎn)品的物理連接、安裝與操作

實驗2： 用Navisphere管理器模擬軟件配置RAID Group, LUN和Storage Group

實驗3：用Control Center模擬軟件操作存儲系統(tǒng)控制中心界面

4 課程教學(xué)方式與學(xué)時分配

“網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)”具有較強的專業(yè)性、應(yīng)用性和前瞻性，同時涉及到的知識面廣而新，不適宜采用傳統(tǒng)的純課堂教學(xué)方式。為高效實現(xiàn)預(yù)定的課程教學(xué)目標，同時改變傳統(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)界對于現(xiàn)實的技術(shù)市場、技術(shù)發(fā)展需求和趨勢，以及實際應(yīng)用中不同場合所采用的解決方案具有第一位的經(jīng)驗和發(fā)言權(quán)，同時EMC²又是全球最大的網(wǎng)絡(luò)存儲產(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)計中，對于第一部分教學(xué)內(nèi)容中的“當(dāng)前信息管理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)存儲的需求，數(shù)據(jù)存儲領(lǐng)域主要的解決方案”，是邀請EMC²公司的資深專家以講座的形式給學(xué)生進行介紹，并進行互動。此外，對于本課程的實驗內(nèi)容，由于所采用的是全套EMC²的設(shè)備和軟件，也根據(jù)實際情況邀請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好處是非常有利于調(diào)動學(xué)生對本課程的學(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，由于本課程專業(yè)性強，且涉及的知識面廣而新，因此需要任課教師在課堂上對網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)相關(guān)的基本概念、基本原理等進行全面、細致的介紹和分析。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)活動的開展。課程組所承擔(dān)的角色主要體現(xiàn)在兩個方面，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，二是在實驗環(huán)節(jié)協(xié)助主講教師指導(dǎo)實驗活動的開展。

“研”則是指學(xué)生借助互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)平臺進行的自主學(xué)習(xí)、鉆研活動。針對計算機專業(yè)學(xué)生對技術(shù)發(fā)展前沿好奇，以及大四學(xué)生特有的就業(yè)動力，同時結(jié)合本課程的成績評價方式，我們將部分課程內(nèi)容的教學(xué)變學(xué)生被動“學(xué)”為主動“鉆”、主動“講”。實際實踐過程中，在對相關(guān)的基本概念和基本原理進行講解后，我們選擇應(yīng)用性較強的“本地復(fù)制技術(shù)在業(yè)務(wù)連續(xù)性中的應(yīng)用”、“遠程復(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行組織，引領(lǐng)學(xué)生通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)平臺，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，然后以報告的形式在課堂進行講解。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)的實際應(yīng)用價值，更可使學(xué)生獲得較大的成就感和自信心，從而進一步激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣和動力。

對于具體的學(xué)時和教學(xué)設(shè)計，我們共安排了54學(xué)時的教學(xué)學(xué)時，其中課堂教學(xué)36學(xué)時，實驗教學(xué)18學(xué)時。具體細節(jié)如下表所示：

5 成績評價方式

針對本課程的特點，對于成績評價方式，我們也采用了與傳統(tǒng)方法中“平時成績＋期末成績”單一評價模式不同的方式，引入多元化的評價體系。

該評價體系由“平時成績＋核心能力”兩個模塊組成，而“核心能力”的評價由三種平行的評價方式組成，學(xué)生可任選其中的一種方式作為自己的“核心能力”評價方式。第一種方式是參加EMC²PROVEN專業(yè)認證考試，只要能通過Storage Technology Foundations(STF)級別的認證考試，就被認為已具備本課程要求的最高級“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，并進行系統(tǒng)的報告，根據(jù)報告情況對“核心能力”進行評價。第三種方式是采用傳統(tǒng)的期末考試方式，根據(jù)期末考試成績對“核心能力”進行評價。

6 結(jié)束語

“網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)”是一門全新的計算機專業(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)社會所急需的合格網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)專門人才，需要對該課程的教學(xué)進行更多的探索和實踐。本文結(jié)合深圳大學(xué)的實際建設(shè)和教學(xué)情況，對該課程進行了較全面的探討和介紹，希望能對“網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)”課程的普及和快速發(fā)展起到一定的促進作用。

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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