云存儲在校園網(wǎng)中應(yīng)用的研究

摘要：云存儲是云技術(shù)的核心服務(wù)，文章研究了使用云存儲技術(shù)構(gòu)建校園分布式的云教育數(shù)據(jù)中心；提供/分享存儲、教學(xué)、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(xué)改革有著深遠的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞：云存儲；數(shù)據(jù)資源；網(wǎng)絡(luò)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(jīng)成為師生生活中不可或缺的工具，學(xué)習(xí)環(huán)境與學(xué)習(xí)方式的改變，促使“云”技術(shù)應(yīng)用在校園網(wǎng)中應(yīng)運而生，利用“云”技術(shù)手段，師生們可以在任何時間、地點使用這些設(shè)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(xué)方式變革。而實現(xiàn)資源安全訪問，則更多得益于云存儲技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展，云存儲在校園網(wǎng)中的應(yīng)用已成為校園信息化建設(shè)的重要組成部分。

1教育信息化與云存儲的關(guān)系

1.1教育信息化的現(xiàn)狀

當前校園網(wǎng)大多都實現(xiàn)了數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理，將過去分散的數(shù)據(jù)，獨立的應(yīng)用平臺，整合在一起，實現(xiàn)了校園網(wǎng)數(shù)據(jù)和應(yīng)用的融合。但隨著校園數(shù)據(jù)需求的日益增長，校園網(wǎng)平臺的擴建，校園網(wǎng)服務(wù)應(yīng)用的增多，校園網(wǎng)逐漸不堪重負，數(shù)據(jù)中心的建設(shè)需要大量地投入資金。校園網(wǎng)已經(jīng)有自己的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，學(xué)校是否愿意加大投入，對校園網(wǎng)的信息化系統(tǒng)，存儲系統(tǒng)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(shù)據(jù)單一存儲的方式，變?yōu)橹悄芑瘮?shù)據(jù)存儲，從而給校園用戶帶來更多云服務(wù)的體驗，云存儲有以下特點：

（1）擴容性。云存儲將數(shù)據(jù)存儲到多臺服務(wù)器，存儲服務(wù)器硬件的更新、升級并不會影響存儲服務(wù)的提供，滿足應(yīng)用和用戶規(guī)模增長的需要。

（2）虛擬化服務(wù)。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(yīng)用服務(wù)，云存儲將工作量均勻分配到不同存儲服務(wù)器，降低后端存儲系統(tǒng)的復(fù)雜性，并且能夠在虛擬環(huán)境中最高效地利用存儲。

（3）高可靠性。云存儲使用了多個數(shù)據(jù)副本容錯、存儲節(jié)點同構(gòu)可互換等措施來保障服務(wù)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(yīng)用服務(wù)同時運行，可以支持各種數(shù)據(jù)系統(tǒng)，在云存儲的支撐下可以構(gòu)造出千變?nèi)f化的應(yīng)用。

（5）集中式管理。在云系統(tǒng)中，再多的存儲服務(wù)，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(shù)據(jù)中心管理成本。

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

2在校園中構(gòu)建云存儲

云存儲的應(yīng)用體現(xiàn)在：云備份應(yīng)用、云共享數(shù)據(jù)應(yīng)用以及云資源服務(wù)應(yīng)用等。校園用戶可以隨時隨地使用任意終端通過有線網(wǎng)、無線網(wǎng)訪問校園云教育數(shù)據(jù)中心。那么如何在校園中構(gòu)建云教育數(shù)據(jù)中心呢？

（1）校園云儲存架構(gòu)。作為復(fù)雜的系統(tǒng)，云儲存的主要構(gòu)成部分有服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、應(yīng)用軟件、接入網(wǎng)、服務(wù)器、客戶端程序、公用訪問接口等。核心是儲存設(shè)備，在應(yīng)用軟件的協(xié)助下，外部便可進行業(yè)務(wù)訪問以及儲存數(shù)據(jù)。關(guān)于校園云儲存的架構(gòu)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(tǒng)中，可在公用的標準接口實現(xiàn)，并接受標準的云儲存服務(wù)享受。

應(yīng)用接口層：在不同的業(yè)務(wù)要求下，可提供的服務(wù)接口也可進行多樣化開發(fā)，并享受多樣化服務(wù)。比如網(wǎng)絡(luò)硬盤、視頻點播、資源共享訪問、備份遠程數(shù)據(jù)、應(yīng)用點播視頻、視頻監(jiān)控等。

基層管理層：網(wǎng)絡(luò)計算、分布與集群式文件系統(tǒng)等技術(shù)，滿足協(xié)同校園云儲存設(shè)備的工作，并實現(xiàn)不同的儲存設(shè)備可向用戶提供相同服務(wù)，同時數(shù)據(jù)訪問功能也將更好、更強。通過數(shù)據(jù)加密，可安全訪問云儲存數(shù)據(jù)，容災(zāi)技術(shù)與數(shù)據(jù)備份也讓云儲存的數(shù)據(jù)完好無損，確保穩(wěn)定性與安全性的云儲存。

儲存層：校園儲存設(shè)施在各區(qū)域都有分布，同時數(shù)量眾多，設(shè)備間的連接多是通過光纖通道網(wǎng)或廣域網(wǎng)實現(xiàn)。在將統(tǒng)一儲存管理設(shè)備設(shè)施安裝在儲存設(shè)備上，通?？商摂M化地進行儲存設(shè)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(tài)檢修硬件設(shè)備也可實現(xiàn)。

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

虛擬化技術(shù)可分為基于主機虛擬化、基于存儲設(shè)備虛擬化和基于存儲網(wǎng)絡(luò)虛擬化三種技術(shù)。

三種存儲虛擬化技術(shù)各有優(yōu)缺點，可根據(jù)不同用途和不同場合選擇合適的虛擬化技術(shù)來構(gòu)建校園虛擬化云教育數(shù)據(jù)中心。

在構(gòu)建校園云教育數(shù)據(jù)中心時，還應(yīng)當考慮數(shù)據(jù)的備份、數(shù)據(jù)精簡、重復(fù)數(shù)據(jù)刪除、數(shù)據(jù)自動存儲分層、數(shù)據(jù)壓縮的問題，有助于數(shù)據(jù)的完整性、高效性和安全性。此外還需考慮數(shù)據(jù)遷移的問題，從傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)平臺向虛擬化平臺的遷移，數(shù)據(jù)的遷移是云存儲方案中最為基礎(chǔ)、關(guān)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(shù)方案，爭奪云存儲市場。校園云存儲的部署必須符合學(xué)校產(chǎn)學(xué)研一體化的實際需求，以教育為本，服務(wù)于教學(xué)。

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(shè)備中，擴容方式應(yīng)該是并行的，如果容量不夠，那么儲存服務(wù)器應(yīng)為新購，不僅可增加容量，同時是實現(xiàn)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(wù)器皆可接受到不同的工作任務(wù)，防止性能的瓶頸，最大限度地擴大儲存系統(tǒng)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(wù)器也只是一臺存儲設(shè)備，可以通過一個統(tǒng)一管理界面監(jiān)控到每臺存儲服務(wù)器的使用狀況。當存儲系統(tǒng)硬盤容量快用完時，只須增加采購新的存儲服務(wù)器即可。

易使用性：用戶將數(shù)據(jù)存儲在云存儲系統(tǒng)，就可以從任何有網(wǎng)絡(luò)接入的地方得到這些數(shù)據(jù)。不需要隨身攜帶物理存儲設(shè)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(lián)網(wǎng)設(shè)備即可。

安全性：首先是數(shù)據(jù)存儲位置問題，用戶數(shù)據(jù)需要分類存儲，將敏感數(shù)據(jù)與一般數(shù)據(jù)區(qū)別存放；其次是數(shù)據(jù)隔離問題，用戶數(shù)據(jù)存放在同一存儲設(shè)備中，但用戶數(shù)據(jù)使用不同的密鑰來加密，用戶數(shù)據(jù)是獨立存儲的；最后是數(shù)據(jù)保護及恢復(fù)問題，一旦數(shù)據(jù)出現(xiàn)全部或部分數(shù)據(jù)破壞時，及時進行全面恢復(fù)。

校園云存儲的基礎(chǔ)架構(gòu)平臺可采用微軟的Hyper-V或VMware的vSphare虛擬化技術(shù)來實現(xiàn)的，平臺具有計算、網(wǎng)絡(luò)、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(tài)遷移、動態(tài)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(jié)語

教育信息化正從數(shù)字化校園向智能化校園的方向發(fā)展，云存儲平臺不僅提供科研、教學(xué)支持，還提供應(yīng)用和服務(wù)，師生們可以隨時、隨地、任意終端地接入，訪問到校園教學(xué)資源，網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)不再受限于校園的邊界。隨著云計算、物聯(lián)網(wǎng)、寬帶網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展和成熟，校園網(wǎng)云數(shù)據(jù)中心建設(shè)必將成為未來校園網(wǎng)發(fā)展的必經(jīng)之路。云存儲徹底改變了校園未來的教學(xué)模式和校園生活，并將給校園帶來革命性的效果。

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基金項目：云存儲在校園網(wǎng)中應(yīng)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(yè)技術(shù)學(xué)院高級工程師，研究方向：計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。endprint