田偉先

北京工業(yè)大學(xué) 北京 100124

教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)備份方案初探

田偉先

北京工業(yè)大學(xué) 北京 100124

高等院校應(yīng)該對(duì)教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)的使用進(jìn)行規(guī)劃，防止教學(xué)過程中災(zāi)難性事件的發(fā)生。文中探討了3種教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)備份方案，分別為分散式教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)備份方案、集中式教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)備份方案和混合式教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)備份方案，并提出了選擇不同教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)備份方案應(yīng)遵循的基本原則。

教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)；教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)備份方案；教學(xué)需要與經(jīng)濟(jì)性

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)應(yīng)用已經(jīng)滲透到與人類生產(chǎn)活動(dòng)相關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域。我國(guó)高等教育活動(dòng)中引入計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助教學(xué)和開展科學(xué)研究工作時(shí)間雖然相對(duì)較晚，形式也較簡(jiǎn)單，但是近幾年發(fā)展速度很快，規(guī)模很大，對(duì)促進(jìn)我國(guó)高等教育的教學(xué)思想和教學(xué)手段的改革產(chǎn)生了重要的影響。各高等院校都購(gòu)買了許多教學(xué)軟件安裝在專用服務(wù)器上，取得了不錯(cuò)的效果。但隨著教學(xué)軟件和服務(wù)器數(shù)量的增加，如何對(duì)服務(wù)器系統(tǒng)的使用進(jìn)行規(guī)劃，盡可能提高系統(tǒng)的使用效益，如何對(duì)教學(xué)軟件系統(tǒng)進(jìn)行備份，防止教學(xué)過程中災(zāi)難性事件的發(fā)生，成為系統(tǒng)維護(hù)人員的重要任務(wù)。

一、教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)及其特點(diǎn)

我們把安裝有教學(xué)軟件的服務(wù)器及其上的操作系統(tǒng)稱為教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)。由于預(yù)算和經(jīng)費(fèi)使用等方面的限制，目前各高等院校購(gòu)買的用于教學(xué)的服務(wù)器多是基于X86架構(gòu)的入門級(jí)或中低端PC服務(wù)器。由于這類服務(wù)器的產(chǎn)品銷售價(jià)格低，生產(chǎn)廠商為了保證產(chǎn)品利潤(rùn)，降低生產(chǎn)制造成本，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造、測(cè)試、售后服務(wù)各個(gè)環(huán)節(jié)上的投入都比不上高端產(chǎn)品。在服務(wù)器運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性方面的表現(xiàn)也差強(qiáng)人意，有些服務(wù)器在剛剛超過保修期，甚至在保修期間內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)各種各樣的硬件問題。

此類服務(wù)器所安裝的操作系統(tǒng)多數(shù)是Windows Server系列。相對(duì)來說，該類操作系統(tǒng)漏洞較多，使用廣泛，專門針對(duì)該類操作系統(tǒng)的病毒和木馬較多，易受攻擊，安全性較低，在關(guān)鍵性應(yīng)用方面的表現(xiàn)不能令人滿意。

教學(xué)應(yīng)用軟件系統(tǒng)開發(fā)商所采用的技術(shù)多數(shù)是基于Windows平臺(tái)的.net技術(shù)，數(shù)據(jù)庫(kù)使用的多是微軟公司的SQL Server，該類技術(shù)的特點(diǎn)是重視開發(fā)人員的開發(fā)效率，對(duì)最終用戶的系統(tǒng)安全性考慮較少，因而開發(fā)出來的軟件應(yīng)用系統(tǒng)安全性不好。

在相關(guān)人力資源方面，由于當(dāng)前高等學(xué)校內(nèi)的人事制度和收入分配制度對(duì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員的政策方面存在的現(xiàn)實(shí)問題和社會(huì)對(duì)該類人才的巨大需求，技術(shù)水平高的人才很難留在教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心工作，造成現(xiàn)在各高校教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心的系統(tǒng)維護(hù)人員的技術(shù)水平參差不齊。許多教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心的系統(tǒng)維護(hù)人員對(duì)發(fā)生系統(tǒng)級(jí)的災(zāi)難性事故的嚴(yán)重性準(zhǔn)備不足或沒有準(zhǔn)備，或者即使發(fā)生了該類故障也沒有能力解決。

總之，高等院校內(nèi)的教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)的特點(diǎn)是容易出現(xiàn)系統(tǒng)故障，操作系統(tǒng)平臺(tái)本身和教學(xué)應(yīng)用軟件開發(fā)使用的系統(tǒng)架構(gòu)技術(shù)不安全，系統(tǒng)維護(hù)人員技術(shù)水平不高，不能完全勝任系統(tǒng)管理工作的需要。

二、高等院校對(duì)教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)的要求

高等院校的教學(xué)工作具有嚴(yán)肅性強(qiáng)、連續(xù)性強(qiáng)、計(jì)劃性強(qiáng)的特點(diǎn)。高等院校所從事的知識(shí)傳授工作是嚴(yán)肅的，為了完成任務(wù)，高校的課程教學(xué)安排時(shí)間緊，教學(xué)計(jì)劃可執(zhí)行性強(qiáng)，教學(xué)課程設(shè)置連續(xù)性強(qiáng)、時(shí)段性強(qiáng)、邏輯性強(qiáng)，教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)不允許出現(xiàn)服務(wù)連接不上或意外當(dāng)機(jī)等干擾正常教學(xué)工作的情況。

教學(xué)內(nèi)容的豐富性和教學(xué)時(shí)間的緊迫性?；ヂ?lián)網(wǎng)的出現(xiàn)使得知識(shí)的傳播速度大大加快，各門課程的教學(xué)內(nèi)容也比以前更加豐富得多了，許多課程的教學(xué)學(xué)時(shí)數(shù)卻比以往減少了，任課教師需要在更短的時(shí)間內(nèi)給學(xué)生傳授更多的知識(shí)。依賴于教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)的課堂教學(xué)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性提出了更高的要求。

教師對(duì)教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)的依賴性越來越強(qiáng)。越來越多的教師不僅要通過教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)完成課堂教學(xué)過程，課后的問題答疑和作業(yè)布置也通過教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)來完成，甚至有的教師通過教學(xué)系統(tǒng)給學(xué)生評(píng)定成績(jī)，把原來許多耗時(shí)的手工工作借助教學(xué)應(yīng)用軟件來替代，而把更多的時(shí)間和精力放到教學(xué)內(nèi)容的組織和教學(xué)過程環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)上。教學(xué)過程越來越離不開教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)的支持。

教學(xué)管理的嚴(yán)格性。高等院校對(duì)教學(xué)過程的管理都很嚴(yán)格。有的高校還制定了相應(yīng)的教學(xué)事故等級(jí)認(rèn)定處理?xiàng)l例,對(duì)教師的出勤、上課、監(jiān)考等教學(xué)過程進(jìn)行嚴(yán)格管理,不允許在教學(xué)過程中出現(xiàn)問題。如何確保教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行,把系統(tǒng)運(yùn)行問題出現(xiàn)的概率減小到最低程度,是對(duì)系統(tǒng)維護(hù)人員的重大挑戰(zhàn)。

三、教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)備份方案

高等院校教學(xué)特點(diǎn)和教學(xué)過程對(duì)教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)的嚴(yán)格要求，決定了它必須要有良好的使用備份方案。根據(jù)多年的教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)使用維護(hù)工作經(jīng)驗(yàn)，從目前高等學(xué)校的教學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)際情況看，備份方案主要有以下3種。

第一種我們稱為分散式教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)備份方案,也稱孤島式教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)備份方案。在一臺(tái)服務(wù)器上只安裝一個(gè)教學(xué)應(yīng)用軟件,我們稱這臺(tái)服務(wù)器為主服務(wù)器。同時(shí)把教學(xué)應(yīng)用軟件安裝在另外一臺(tái)服務(wù)器上以做應(yīng)急之需,作為備份方案,我們把這臺(tái)服務(wù)器稱為備份服務(wù)器。當(dāng)主服務(wù)器由于硬件故障或者由于感染了病毒和木馬等原因?qū)е孪到y(tǒng)出現(xiàn)問題不能或不宜繼續(xù)使用時(shí),備份服務(wù)器可在最短的時(shí)間內(nèi)繼續(xù)主服務(wù)器的工作,不會(huì)影響到教學(xué)過程的正常進(jìn)行。而且,由于系統(tǒng)中所安裝的教學(xué)應(yīng)用軟件數(shù)量較少,主服務(wù)器的系統(tǒng)維護(hù)或者重新安裝所花費(fèi)的時(shí)間也很少,維護(hù)成本低。這個(gè)方案的缺點(diǎn)是每臺(tái)主服務(wù)器需同時(shí)配備一臺(tái)備份服務(wù)器,硬件投入成本偏高。這種備份方案適用于教學(xué)應(yīng)用軟件資源較少而硬件資源豐富的環(huán)境。

第二種我們稱為集中式教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)備份方案。在一臺(tái)服務(wù)器上安裝多個(gè)教學(xué)應(yīng)用軟件，作為主服務(wù)器使用。同時(shí)，把多個(gè)相同的教學(xué)應(yīng)用軟件安裝在另外一臺(tái)服務(wù)器上，作為備份服務(wù)器使用。這種模式的優(yōu)點(diǎn)是大大減少了對(duì)硬件設(shè)備即服務(wù)器數(shù)量的需求，對(duì)硬件設(shè)備的投入大大減少，硬件成本降低。缺點(diǎn)是技術(shù)維護(hù)難度大。因?yàn)楝F(xiàn)在的教學(xué)應(yīng)用軟件生產(chǎn)商出于對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的需要，都要采取各種技術(shù)手段對(duì)軟件進(jìn)行加密，系統(tǒng)多了，就可能存在各種潛在的系統(tǒng)沖突問題。當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)問題進(jìn)行維護(hù)時(shí)，必須考慮到其它的系統(tǒng)是否會(huì)受影響。這個(gè)備份方案中數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)也是一個(gè)必須要關(guān)注的問題?，F(xiàn)在大多數(shù)教學(xué)應(yīng)用軟件都用到數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，當(dāng)在一臺(tái)服務(wù)器上安裝多個(gè)使用同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的教學(xué)應(yīng)用軟件時(shí)，對(duì)系統(tǒng)維護(hù)人員的技術(shù)水平提出了更高的要求。如果服務(wù)器硬件系統(tǒng)出現(xiàn)故障，不只是操作系統(tǒng)需要重新安裝，打各種各樣的補(bǔ)丁，所有的教學(xué)應(yīng)用軟件也都要重新安裝調(diào)試，所需的工作量很大，維護(hù)成本很高。這種教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)備份方案適用于服務(wù)器數(shù)量較少、教學(xué)應(yīng)用軟件數(shù)量較多的環(huán)境。

第三種我們稱為混合式教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)備份方案，就是綜合考慮上述2種備份方案的特點(diǎn)一起使用。對(duì)于重要的或需要2臺(tái)服務(wù)器運(yùn)行的教學(xué)應(yīng)用軟件系統(tǒng)采用分散式服務(wù)器備份方案。這類系統(tǒng)往往要求將系統(tǒng)當(dāng)機(jī)時(shí)間減少到最少，以保證系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間不間斷運(yùn)行，雖然占用較多的硬件設(shè)備資源，但是卻為系統(tǒng)運(yùn)行提供了更多的可靠性、穩(wěn)定性、運(yùn)行時(shí)間保障和更少的系統(tǒng)維護(hù)時(shí)間。對(duì)于占用系統(tǒng)資源較少的可安裝到同一臺(tái)服務(wù)器上的教學(xué)應(yīng)用軟件，可以采用集中式教學(xué)服務(wù)系統(tǒng)備份方案。這樣可以大大減少所需要的服務(wù)器數(shù)量，又能同時(shí)給多門課程提供教學(xué)服務(wù)支持。這種備份方案適用于服務(wù)器數(shù)量較多，教學(xué)應(yīng)用軟件數(shù)量也多的環(huán)境。

四、發(fā)展趨勢(shì)

從目前計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)看，利用軟件技術(shù)進(jìn)行服務(wù)器系統(tǒng)備份從而節(jié)省成本是一個(gè)方向。目前比較流行的方式有2種，一種是引入虛擬化技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)備份，另外一種是采用系統(tǒng)備份管理軟件進(jìn)行系統(tǒng)備份。采用虛擬化技術(shù)主要是指利用VMware等專用軟件系統(tǒng)在1臺(tái)服務(wù)器上安裝多個(gè)操作系統(tǒng)，一個(gè)教學(xué)軟件安裝在1個(gè)操作系統(tǒng)中，而這個(gè)操作系統(tǒng)及其上安裝的軟件系統(tǒng)在整個(gè)虛擬化系統(tǒng)中只是一個(gè)文件。當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以通過重定向到原來的備份文件進(jìn)行快速恢復(fù)。采用系統(tǒng)備份管理軟件進(jìn)行備份，其原理和操作類似于PC機(jī)上常用的Ghost技術(shù)，即通過IBM Tivoli等系統(tǒng)管理軟件將其它服務(wù)器系統(tǒng)進(jìn)行整機(jī)備份，因?yàn)榉?wù)器系統(tǒng)的文件比PC機(jī)上的大得多，這種備份方案必須要配備相應(yīng)的磁盤存儲(chǔ)系統(tǒng)或磁盤陣列，而且其管理過程對(duì)系統(tǒng)維護(hù)人員的技能要求也更高。

五、結(jié)束語

選擇哪種方式的教學(xué)軟件服務(wù)備份方案，要根據(jù)具體情況，充分考慮已有的軟件和硬件情況，以及將來教學(xué)科研工作的發(fā)展需要，并與當(dāng)前的計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)緊密相聯(lián)，進(jìn)行選擇，以達(dá)到教學(xué)需要滿足與經(jīng)濟(jì)性之間的平衡為基本原則。

[1]孟靜.操作系統(tǒng)教程—原理與實(shí)例分析(第2版)[M].北京：高等教育出版社，2006

[2]王小瓊，楊志國(guó)，敬軍.Windows Server 2003網(wǎng)絡(luò)配置與管理[M].北京：人民郵電出版社，2007

[3]冷罡華.Ubuntu Server最佳方案[M].北京：電子工業(yè)出版社，2009

Studies on backup solution of teaching service system

Tian Weixian
Beijing university of technology, Beijing, 100124, China

To avoid the system collapse and disaster during teaching activities, labs of university schools should make backup and recover plan on teaching service systems. This paper discussed three backup solutions of teaching service systems, including distributed backup solution, centralized backup solution and mixed backup solution. Furthermore, some basic principles of choosing backup solutions are given at the end.

teaching service system; backup solution; demands of teaching systems

2010-05-06

田偉先，本科，助理研究員。