摘要：本文簡要闡述了一下作為云計算概念的延伸—云存儲在教育教學以及數(shù)據(jù)中心建設方面的應用，附帶介紹了一下云存儲的相關知識，并對云存儲的架構特點進行了簡要說明，并結合實際應用來闡述了云存儲的優(yōu)缺點。云存儲是前沿的計算機技術，它的出現(xiàn)標志著網(wǎng)絡應用的又一次飛越。

關鍵詞：云存儲；應用；架構；教育；數(shù)據(jù)中心

中圖分類號：TP333 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 (2012) 06-0118-02

網(wǎng)絡每天都在改變著我們的生活，網(wǎng)絡是一種工作方法和溝通方式，很難想象一臺沒有聯(lián)網(wǎng)的電腦會是怎樣一堆“廢鐵”，而網(wǎng)絡自身也從單一的用于收發(fā)電子郵件發(fā)展到幾乎無所不能，并且還在探索新的應用領域。云存儲就是其中的一項應用，它即將或正在改變我們的生活。從亞馬遜推出的彈性計算云EC2開始，“云”就飄進了我們的生活，成為一種全新的網(wǎng)絡應用模式的代名詞[1]。

一、云計算與云存儲

云存儲是在云計算的基礎上發(fā)展起來的。云是對網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)的形象比喻，云計算是網(wǎng)格計算、分布式計算、并行計算、效用計算、網(wǎng)絡存儲、虛擬化、負載均衡等傳統(tǒng)計算機和網(wǎng)絡技術發(fā)展融合的產物，是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關服務的增加、使用和交付模式，通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動態(tài)易擴展且經(jīng)常是虛擬化的資源。云計算分為狹義與廣義兩種，狹義的云計算是指通過網(wǎng)絡以按需、易擴展的方式獲得所需資源；廣義的云計算是指通過網(wǎng)絡以按需、易擴展的方式獲得所需服務。云計算不復雜，而是簡單的，事實上它就是要將平時龐大而復雜的數(shù)據(jù)運算通過網(wǎng)絡集中起來處理，從而簡化單個運算過程，它是一種應用，且是智能的。云存儲是在云計算概念上延伸和發(fā)展出來的一個新的概念，是指通過集群應用、網(wǎng)格技術或分布式文件系統(tǒng)等功能，將網(wǎng)絡中大量各種不同類型的存儲設備通過應用軟件集合起來協(xié)同工作，共同對外提供數(shù)據(jù)存儲和業(yè)務訪問功能的一個系統(tǒng)。當云計算系統(tǒng)運算和處理的核心是大量數(shù)據(jù)的存儲和管理時，云計算系統(tǒng)中就需要配置大量的存儲設備，那么云計算系統(tǒng)就轉變成為一個云存儲系統(tǒng)，所以云存儲是一個以數(shù)據(jù)存儲和管理為核心的云計算系統(tǒng)。云存儲系統(tǒng)中的所有設備對使用者來講都是完全透明的，任何地方的任何一個經(jīng)過授權的使用者都可以通過一根接入線纜與云存儲連接，對云存儲進行數(shù)據(jù)訪問，從這個意義上說，云存儲實際上是一種服務。

二、云存儲的架構

（一）云存儲的特點

從功能需求上看，云存儲是面向多種類型的網(wǎng)絡在線存儲服務；從性能需求上看，云存儲得考慮數(shù)據(jù)的安全、可靠、效率等指標；從數(shù)據(jù)管理上看，云存儲不僅要提供類似于POSIX的傳統(tǒng)文件訪問，還要能夠支持海量數(shù)據(jù)管理并提供公共服務支撐功能，以方便后臺數(shù)據(jù)的維護。

（二）云存儲的構成及優(yōu)缺點

云存儲由數(shù)據(jù)存儲層、數(shù)據(jù)管理層、數(shù)據(jù)服務層、用戶訪問層等4個層次構成。

數(shù)據(jù)存儲層：云存儲的數(shù)據(jù)存儲層將不同類型的存儲設備互連起來，實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，同時實現(xiàn)對存儲設備的集中管理。

數(shù)據(jù)管理層：云存儲的數(shù)據(jù)管理層分為上層提供不同服務間公共管理的統(tǒng)一視圖，將底層存儲及上層應用無縫銜接起來。

數(shù)據(jù)服務層：云存儲的數(shù)據(jù)服務層是可以靈活擴展的，它是直接面向用戶的部分。根據(jù)用戶的要求可以開發(fā)出不同的應用接口，提供相應的服務，如數(shù)據(jù)存儲、空間租賃、數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)備份等。

用戶訪問層：云存儲讓被授權用戶通過用戶訪問層在任何地方都可使用一臺聯(lián)網(wǎng)的終端設備，按照標準的公用應用接口來登錄云存儲平臺，享受云存儲服務。

云存儲的優(yōu)點是成本低、見效快，方式靈活，易于管理和容量擴展，存儲系統(tǒng)能發(fā)揮最大效能，存儲設備升級時服務還可繼續(xù)，硬件損壞也能自動切換故障，不會丟失數(shù)據(jù)等。當然，作為一個新生事物，云存儲設備的購置價格降低還需時日，同時由于受固有的不要把雞蛋都放在同一個籃子里思想的影響，人們對云存儲的數(shù)據(jù)安全仍心存疑慮。

（三）云存儲的構成要件

1.寬帶網(wǎng)絡技術。只有寬帶網(wǎng)絡得到充足的發(fā)展，使用者才有可能獲得足夠大的數(shù)據(jù)傳輸帶寬，實現(xiàn)大量容量數(shù)據(jù)的傳輸，真正享受到云存儲服務，否則只能是空談。

2.Web2.0技術。Web 2.0技術是以用戶為中心，核心是分享。只有通過web2.0技術，云存儲的使用者才有可能使用多種設備實現(xiàn)多種數(shù)據(jù)的集中存儲和資料共享[2]。

3.集群、網(wǎng)格和分布式文件技術。云存儲系統(tǒng)是一個多存儲設備、多應用、多服務協(xié)同工作的集合體，任何一個單點的存儲系統(tǒng)都不是云存儲。

4.存儲虛擬化管理技術。存儲虛擬化技術是一項調配計算資源的關鍵技術，一個好的虛擬化解決方案就好像游歷一個虛擬現(xiàn)實的主題公園，數(shù)據(jù)感覺自己是存儲在一個真實的統(tǒng)一管理的物理環(huán)境里，其實這個環(huán)境是只是在邏輯層面上存在的模擬鏡像，存儲虛擬化技術通過映射或抽象的方式屏蔽了物理設備的復雜性，存儲設備的本身細節(jié)和物理位置對用戶是透明的，除實現(xiàn)架構、管理和使用的動態(tài)化、彈性化、高效率、低風險、易配置外，還提供了物理存儲不能具備存儲快照和動態(tài)擴容等特性。

除了上述4點外，云存儲還基于應用存儲（在存儲沒備中集成了應用軟件功能）、P2P、CDN內容分發(fā)、數(shù)據(jù)壓縮加密、重復數(shù)據(jù)刪除等技術，來保證云存儲自身的安全和穩(wěn)定。

三、云存儲在教育領域中的應用

人們考慮云存儲的優(yōu)點，發(fā)展出了很多方面的應用，現(xiàn)在很多廠商都在發(fā)展自己的云存儲應用，如360瀏覽器的網(wǎng)絡收藏夾和設置備份所提供的在線保存功能就是一種云存儲，有了它我們再也不用為重新安裝后丟失收藏夾和設置而傷神了，直接上傳設置，到時再下載設置就OK了。云存儲的另一個常見應用就是云盤了，大家都知道硬盤是用來存儲數(shù)據(jù)的，而云盤則是將數(shù)據(jù)存儲到網(wǎng)上，從而實現(xiàn)比傳統(tǒng)存儲更為安全、高效的一種存儲新模式。QQ網(wǎng)盤和金山快盤都是剛推出的公共云盤，后者因其多終端自動同步備份、刪除文件安全恢復和在線編輯OFFICE文檔功能更為人稱道，其它如360云盤、網(wǎng)易酷盤、華為網(wǎng)盤和盛大麥庫等云盤服務也如雨后春筍般涌現(xiàn)。

目前，世界上云存儲技術比較領先的有十多家大公司，如IBM、惠普、微軟、威睿等，它們有的在光纖互聯(lián)刀片矩陣、IP-SAN（基于iSCSI協(xié)議的IP存儲區(qū)域網(wǎng)絡，比起需要安裝HBA卡的FC-SAN——光纖通道存儲更有成本優(yōu)勢）磁盤陣列等云存儲關鍵硬件技術上遙遙領先，有的在云管理及容災備份平臺建設、虛擬化軟件等云存儲核心軟件技術上一家獨大，其中IBM在虛擬化技術研究方面已經(jīng)有40多年的歷史，而微軟在“企業(yè)版”Windows 8中就整合了HyperV虛擬機和SkyDrive云存儲[3]。

云存儲還在教育、網(wǎng)絡管理、數(shù)據(jù)中心建設、信息技術科學等領域有著應用。例如：杭州市下城區(qū)教育技術中心正在k12公司的幫助下，借助以上大公司的“虛擬化存儲”技術著力推進下城教育云存儲建設，結合城區(qū)特色集中海量數(shù)據(jù)，建立虛擬化“數(shù)據(jù)中心”，將多個存儲設備通過虛擬化技術整合后進行集中管理，以提高存儲系統(tǒng)的利用率，實現(xiàn)對異質存儲的統(tǒng)一管理，降低投資和管理成本。形成科學的數(shù)據(jù)采集、存儲、備份、容災、檢索、授權體系。同時對海量數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析與數(shù)據(jù)挖掘，為下城區(qū)教育局科學決策提供強有力的依據(jù)。還利用這些海量數(shù)據(jù)倉庫，來支持數(shù)字校園和電子政務建設，實現(xiàn)無紙化辦公，完善信息共享，提高工作效率。

下面詳細介紹一下云存儲在教育領域中的應用。

（一）云存儲與教育教學

現(xiàn)代教育教學正需要云存儲前來提供技術保障。

有了云存儲，就如同修起了一個大的虛擬存儲池，用戶不會看到具體的磁盤、磁帶，也不必關心自己的數(shù)據(jù)經(jīng)過哪一條路徑通往哪一個具體的存儲設備。各個學校的資源實現(xiàn)了統(tǒng)一接入和統(tǒng)一管理，提升了設備的利用率，避免重復投資造成的浪費。同時，在一個云環(huán)境中，存儲的重點已經(jīng)不僅僅是容量的問題，而是要盡可能地讓存儲實現(xiàn)自我管理和自動調節(jié)。

云存儲（云盤）將教師從繁重的教學負擔中解脫出來，因為在沒有云盤之前，教師不得不準備大量的教學資料，而且還擔心這些資料遺失或損壞。有了它，教師可以利用學校為自己分配的賬號將課件、視頻等存放于云盤中，以便于集中管理。這樣不管教師到那個教室、哪臺電腦上都可以輕松的同步或下載出來使用，就算不在本校也沒關系。有了云盤，教師再也不必背著筆記本或是拿著優(yōu)盤東奔西走了。可以說只要有電腦和網(wǎng)絡的地方，隨時都能調用或修改資料。學校的通知或資料推送、教研員的網(wǎng)上教研、教師間的協(xié)同備課和課件共享都可以在云盤中實現(xiàn)，教師只需記住自己的云盤賬號和密碼，在任何聯(lián)網(wǎng)電腦上都可以開展工作。

以網(wǎng)絡教學為例，網(wǎng)絡教學多采用流媒體視頻進行，這種視頻文件往往積體大，用優(yōu)盤拷來拷去比較費時，而采用云盤的方式，則可以在線播放，省去了拷貝的時間，減少了病毒感染的機會，同時云盤的空間擴展方便，不用擔心存儲容量的問題。至于在線播放網(wǎng)速過慢的問題，則可以通過集群、帶寬聚斂等方式在云存儲管理平臺上解決。

此外，云盤還是課堂教學的延伸，教師可以在線把云盤中學生需要的學習資料快速共享給學生，學生有什么不清楚的地方，打開自己的云盤就看看到共享內容進行再學習，從而達到溫故知新的目的，學生完成的作業(yè)也可以隨時共享給教師，學生之間也可共享學習成果。而且不適合在課堂上展開的教學內容，教師也可以共享給學生讓他自學，學生通過反復查看或練習，原先模糊的知識得到了強化和理解。從這個來說，云存儲極大的豐富了教學面，為探索新的教學模式提供了新的思路，它是對課堂教學的有力補充[4]。

（二）云存儲與數(shù)據(jù)中心建設

下城區(qū)教育技術中心正在籌建的內部網(wǎng)私有云數(shù)據(jù)中心也考慮采用云存儲技術來服務于教育部門及學校。云存儲用于數(shù)據(jù)中心建設，關鍵是管理海量的存儲內容。數(shù)據(jù)中心將云盤作為主存儲，可以提高數(shù)據(jù)的安全性，而且還可動態(tài)管理存儲容量。

數(shù)據(jù)中心建設說白了就是基于對數(shù)據(jù)的保護性利用的。據(jù)統(tǒng)計目前有6成以上的用戶沒對自己電腦中的數(shù)據(jù)進行備份，而又有2成的用戶用的是簡單的備份方式，像刻錄光盤或是通過移動硬盤、優(yōu)盤等。只有15%的人知道用專業(yè)的備份軟件或是將數(shù)據(jù)上傳到服務器備份，可是這些人所進行的備份花費的精力和投入大且效果不佳，只能實現(xiàn)備份，并不能實現(xiàn)容災。還有人為的誤操作、硬件故障、病毒等都容易引起數(shù)據(jù)的丟失。云盤的出現(xiàn)則幫個人電腦解決了這個問題，通過建立類似金山快盤的多終端自動同步備份、刪除文件安全恢復和在線編輯OFFICE文檔功能，數(shù)據(jù)將在各個終端中及遠程云盤上都保存一份，隨時可在線編輯，任何一臺終端發(fā)生故障，數(shù)據(jù)都可以遠程恢復，即使是不小心刪除了，仍然可以從遠程回收站中恢復，大大降低了數(shù)據(jù)遺失的風險。當然你也可以選擇像金山T盤這樣把數(shù)據(jù)全部存放在遠程云盤上，這樣電腦中只用存放少部分資料就行了[5]。

當然，數(shù)據(jù)中心的建設比較復雜，應當事先規(guī)劃好存儲虛擬化策略（例如考慮基于主機、存儲還是網(wǎng)絡虛擬化技術，存儲虛擬化也不是萬能的，成本和效率才我們要考慮的重點），進行數(shù)據(jù)的合理分類，了解數(shù)據(jù)的生命周期，安排好存儲層次以及服務級別，特別是對數(shù)據(jù)安全和異質產品的兼容性要認真研究。

四、結束語

云存儲用于教育時，它將一切教學資源包括文本、圖形、圖像、動畫、聲音和視頻有機地融合到了一起，這樣有利于教學資源的合理、高效使用，從而促進了教學質量的提高。2010年3月，煙臺市教育局建立起全新的虛擬數(shù)據(jù)中心，實現(xiàn)了支持20萬臺終端的教育資源共享，這正是云存儲在教育領域應用的一個“活”例。云存儲用于教育教學，可以有效提高教師的工作效率，也可以打造高效、高可用度的IT新架構，為學校的教學工作提供有力支撐。云存儲用于數(shù)據(jù)中心建設時，使用簡單，用戶可以通過瀏覽器、Web虛擬文件夾、軟件客戶端的方式使用，滿足數(shù)據(jù)的上傳、下載以及同步，還可通過客戶端實現(xiàn)重要數(shù)據(jù)的集中備份。更為重要的是，云存儲為今后實現(xiàn)“云桌面”打下了堅實的基礎，到時，每位師生只需通過手機等瘦客戶端中的瀏覽器，就能遠程借用數(shù)據(jù)中心的計算功能，并實現(xiàn)各種應用。

參考文獻：

[1]戴委國.數(shù)據(jù)中心建設談[M].計算機技術出版社，2008，12

[2]鄺業(yè)勛.計算機信息技術概論[M].現(xiàn)代工業(yè)出版社，2009，10

[3]吳作林.基于云計算的數(shù)據(jù)管理[J].計算機新技術報，2010，10

[4]孟遙.現(xiàn)代教育手段研究[J].教育周刊，2011，8

[5]簡波.云存儲應用領域漫談[J].計算機周報，2011，3

[作者簡介]趙琦（1972-），男，中學一級教師，研究方向：計算機網(wǎng)絡應用。