摘 要：云存儲已經(jīng)成為21世紀新興技術(shù)領(lǐng)域熱度最高的名詞之一。現(xiàn)在教育過程中數(shù)據(jù)管理還存在一些問題。云存儲在教育中的構(gòu)建方式有三，即私有云存儲、公有云存儲、混合云存儲。在具體構(gòu)建過程中，高校的云存儲平臺體系結(jié)構(gòu)可分成基礎(chǔ)設(shè)施層、邏輯層、支撐層和訪問層。

關(guān)鍵詞：云存儲;教育云;教育云存儲平臺構(gòu)建

中圖分類號：G647 " 文獻標志碼：A " 文章編號：1002-2589（2015）08-0216-02

云存儲是指通過集群應(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設(shè)備通過應(yīng)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(wù)訪問功能的系統(tǒng)[1]。云存儲作為一種云計算應(yīng)用形式，改變了傳統(tǒng)存儲的運作和使用過程，以更安全可靠的技術(shù)手段，滿足不同數(shù)量的數(shù)據(jù)存儲需求和業(yè)務(wù)發(fā)展需求，降低數(shù)據(jù)管理的復(fù)雜性與管理成本，廣泛地應(yīng)用在許多行業(yè)。

一、現(xiàn)有教育過程中數(shù)據(jù)管理存在的問題

高等院校作為教學(xué)和科研的重地，存在著大量的數(shù)據(jù)。現(xiàn)有的數(shù)據(jù)管理過程在數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)安全等方面都存在著不同的難度，造成現(xiàn)有高校在數(shù)據(jù)存儲和管理過程中存在的不少的問題。

1.資源共享困難。目前我國高校都已經(jīng)建立了比較完善的教學(xué)資源體系，但是這些體系主要是依據(jù)專業(yè)和行政部門進行建立，許多教學(xué)資源都自成一體，難以形成有效對接，導(dǎo)致教學(xué)資源的共享性差、協(xié)作困難。云存儲技術(shù)在教育數(shù)據(jù)管理中的使用，有助于進行信息資源共享，達到有效教學(xué)資源的整合，方便用戶在任何時間、任何地點獲取，提高教學(xué)資源的利用率。

2.維護管理成本高昂。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理過程，使用單一服務(wù)器來存儲教學(xué)資源，隨著教育機構(gòu)的不斷發(fā)展和教學(xué)資源的累積，往往需要不斷進行服務(wù)器的購置，服務(wù)器的數(shù)量不斷增加，但是服務(wù)器的利用率卻無法有效提升[2]。另外，服務(wù)器等硬件的分散，降低了數(shù)據(jù)管理硬件的穩(wěn)定性和安全性，進一步加大現(xiàn)在教育領(lǐng)域數(shù)據(jù)管理的維護管理成本。

3.數(shù)據(jù)存儲面臨大量潛在風險。隨著數(shù)據(jù)量的不斷增加，數(shù)據(jù)類型的日益復(fù)雜，及業(yè)務(wù)存儲過于分散，數(shù)據(jù)的安全性和可靠性需要得到保證[3]。關(guān)鍵的重要數(shù)據(jù)內(nèi)容是否能夠保證已經(jīng)得到備份，防止各種人為或者是自然原因可能造成的資料丟失問題。

4.數(shù)據(jù)使用不便，無法適合現(xiàn)有移動終端的發(fā)展需求。目前以學(xué)生為代表的許多數(shù)據(jù)使用者越來越傾向于使用手機、平板電腦等移動終端設(shè)備進行數(shù)據(jù)的訪問和使用，而現(xiàn)有的高校數(shù)據(jù)存儲無法很好地支持這些移動終端，使得現(xiàn)有的數(shù)據(jù)使用效率不高。

二、云存儲在教育中的應(yīng)用構(gòu)思

云存儲通過建設(shè)一個大型的存儲中心，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的集中統(tǒng)一管理，提升了設(shè)備利用率，減少了重復(fù)投資與存儲空間浪費。云存儲的數(shù)據(jù)備份和容災(zāi)技術(shù)保證數(shù)據(jù)不會丟失，數(shù)據(jù)加密技術(shù)保證了數(shù)據(jù)不會被未授權(quán)的用戶進行訪問，大大提高數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。云存儲方便共享的特點可實現(xiàn)公文、課件、資料等的快捷推送，直接顯示在每個用戶的存儲空間之中，便于高校管理指令的上傳下達和教學(xué)科研資料的共享調(diào)用。云存儲在教育中可有多種不同的應(yīng)用（如表1）。

三、面向教育的云存儲平臺的構(gòu)建方式

云存儲主要有3種構(gòu)建方式：私有云存儲，公有云存儲，混合云存儲。

1.私有云存儲

私有云是為一個用戶單獨使用而構(gòu)建的，因而提供對數(shù)據(jù)、安全性和服務(wù)質(zhì)量的最有效控制，該用戶擁有基礎(chǔ)設(shè)施，并可以控制在此基礎(chǔ)設(shè)施上部署應(yīng)用程序的方式[4]。學(xué)校的安全防火墻內(nèi)可用于私有云的構(gòu)建，外部的主機托管場所也可構(gòu)建私有云。戴爾、IBM、微軟、華為和聯(lián)想等公司都推出了私有云存儲的解決方案。

以聯(lián)想公司為例，其為教育、政府和企業(yè)等客戶提供數(shù)據(jù)存儲、管理和業(yè)務(wù)協(xié)同的解決方案，可滿足教務(wù)管理、課件管理、遠程教學(xué)、作業(yè)收發(fā)、個人空間等各種不同類型的數(shù)據(jù)服務(wù)，已在廈門大學(xué)、中國石油大學(xué)、中央廣播電視大學(xué)等高校進行應(yīng)用。

2.公共云存儲

公有云通常指由第三方提供商向用戶提供的能夠使用的云存儲的服務(wù)，公有云一般通過因特網(wǎng)使用，可能是免費或成本低廉的[5]。公共云存儲以低廉的價格優(yōu)勢，提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)給終端用戶，并整合上下游（包括各類SP和最終用戶）的業(yè)務(wù)，創(chuàng)造出新的價值，完善了全新的公共云生態(tài)系統(tǒng)。百度、亞馬遜、谷歌等企業(yè)均推出了公共云存儲服務(wù)的產(chǎn)品，以谷歌為例，2012年發(fā)布了GoogleDrive谷歌云存儲服務(wù)，該云存儲服務(wù)可為用戶提供5G的免費存儲空間，用戶可付費獲得空間的擴充，谷歌的云存儲服務(wù)支付文件協(xié)作、文件存儲和云端搜索等功能，截至2014年10月，該云存儲服務(wù)的活躍用戶已達到2.4億人，此外，谷歌也在2014年10月份宣布為學(xué)校和學(xué)生免費提供無限量的云存儲服務(wù)，并將云存儲與GoogleAPPs辦公服務(wù)應(yīng)用實現(xiàn)了聯(lián)結(jié)，方便用戶的使用。

3.混合云存儲

由于私有云在安全和控制方面具有優(yōu)勢，而公共云在成本和擴展性方面則更具特色，故在實際應(yīng)用過程中，往往把公有云和私有云混合起來綜合使用?；旌显拼鎯χ傅募词沁@種公有云和私有云混合使用的方式，云存儲在具體的使用過程中，根據(jù)數(shù)據(jù)的機密性要求，將數(shù)據(jù)存儲于私有云存儲或公有云存儲之中。此外，混合云存儲還可以方便地實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遷移和備份，且具有良好的存儲擴充能力，可以很好適應(yīng)用戶的存儲需求和發(fā)展。例如EMC公司推出了彈性云存儲，在實現(xiàn)可訪問性、安全性的同時，減少了9%-28%的總體擁有成本。

四、面向教育的云存儲平臺實現(xiàn)

高校在教學(xué)過程，教學(xué)管理、教育資源分配、辦公、后勤、對外宣傳等諸多方面都有強烈的需求。為滿足這些需求，不同的軟件公司都也紛紛推出相應(yīng)的軟件，但受到軟件價格，及軟件對服務(wù)器及管理人員的要求等因素的影響，這些軟件在使用過程中往往發(fā)揮不到應(yīng)有的作用。對高校來說，更需求一種使用方便，不需投入太多維護人員，內(nèi)容可根據(jù)需求靈活定制的個性化信息存儲和服務(wù)平臺。

對此，高校在構(gòu)建云存儲平臺時，應(yīng)以滿足教學(xué)管理的存儲需求和不浪費現(xiàn)有的存儲資源為目標，一方面利用現(xiàn)有的資源私有云存儲服務(wù)平臺，另一方面也可充分利用現(xiàn)有成熟且成本不高的公共云存儲服務(wù)。在具體的構(gòu)建過程中，可基于Openstack項目來進行云存儲平臺的構(gòu)建。Openstack是現(xiàn)有最受關(guān)注開源云計算工具，可協(xié)助高校實現(xiàn)高可靠和高彈性的云存儲服務(wù)。在具體的構(gòu)建過程中，高校的云存儲平臺體系結(jié)構(gòu)可分成基礎(chǔ)設(shè)施層、邏輯層、支撐層和訪問層等層次（如圖1）。

1.基礎(chǔ)設(shè)施層

基礎(chǔ)設(shè)施層是最基礎(chǔ)的層，主要包括計算機，存儲器，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和數(shù)據(jù)庫等，是整個平臺的硬件基礎(chǔ)，構(gòu)成整個云存儲平臺的物理資源。在教育云存儲平臺的構(gòu)建中，首先應(yīng)以充分利用現(xiàn)有的設(shè)備為出發(fā)點，在滿足現(xiàn)有云存儲需求的基礎(chǔ)上，盡可能減少設(shè)備的閑置和浪費。其次應(yīng)做好相關(guān)設(shè)備的更替計劃，滿足云存儲未來需求的發(fā)展變化。再次需做好無線網(wǎng)絡(luò)的接入，方便用戶使用移動終端在不同場合下的訪問。

2.邏輯層

邏輯層是在基礎(chǔ)設(shè)施層的基礎(chǔ)上對存儲設(shè)備進行虛擬化，實現(xiàn)存儲資源的統(tǒng)一化管理，提高存儲資源的利用率。存儲資源的虛擬化包括基于主機/服務(wù)器的虛擬化、基于存儲設(shè)備的虛擬化和基于存儲網(wǎng)絡(luò)的虛擬化?，F(xiàn)有學(xué)校在進行存儲資源虛擬化的同時，應(yīng)綜合考慮學(xué)校的實際情況、存儲設(shè)備統(tǒng)一管理難度、數(shù)據(jù)共享要求、數(shù)據(jù)安全和訪問性能等因素確定虛擬化后的存儲資源使用調(diào)度機制和方案，保證具體運作過程中的負載均衡和用戶良好體驗。邏輯層聚集了分散的物理資源再虛擬的資源池中，隱蔽基礎(chǔ)設(shè)施層的復(fù)雜性和動態(tài)性，降低管理的難度，提高設(shè)備資源地的利用率和系統(tǒng)運行效率，從而控制了成本。

3.支撐層

支撐層的作用就是負責具體應(yīng)用同資源池之間的交互。包括用戶管理、資源管理和安全管理等方面的內(nèi)容。

用戶管理主要目的在于通過調(diào)查了解學(xué)院教職員工和學(xué)生在云存儲系統(tǒng)方面的需求，來決定提供的服務(wù)內(nèi)容和服務(wù)方式。并在此原則下，指揮云存儲的運作方式。資源管理是支撐層的主要核心內(nèi)容。一方面資源管理可向用戶分配具體的運行資源，并啟動和管理相關(guān)的云存儲設(shè)備;另一方面，資源管理還可以將資源池上各個計算節(jié)點上的監(jiān)控狀態(tài)虛擬化，向管理員展現(xiàn)出該節(jié)點具體的狀態(tài)。安全管理也是支撐層必不可少的一個部分，主要負責驗證用戶的合法性和使用行為的合規(guī)性。只有合法的用戶，被授權(quán)的用戶，才可以在自己的權(quán)限內(nèi)，使用該權(quán)限內(nèi)可以使用的資源，保證系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的安全。

4.訪問層

云存儲平臺的訪問層主要功能為營造一個數(shù)據(jù)存儲和使用的社區(qū)，一方面方便用戶可以在線上傳、閱讀和下載當前最為主流文檔格式，并提供強大的處理能力：內(nèi)容分類、編輯審核、文檔轉(zhuǎn)換、搜索引擎檢索、后臺管理，滿足用戶的日常存儲需求。另一方面云存儲平臺還應(yīng)該建立一個鼓勵進行數(shù)據(jù)分享的機制，如積分獎勵模式，鼓勵用戶進行數(shù)據(jù)和知識的分享，促進云存儲平臺的使用。再者云存儲平臺應(yīng)積極結(jié)合應(yīng)用軟件的開發(fā)要求，提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲空間和軟件運作平臺，進一步發(fā)揮教育云存儲平臺的功能。

面對高校的個性化和不斷發(fā)展的存儲需求，基于云計算構(gòu)建的存儲平臺可以較好地滿足這些需求。在教育云存儲平臺的發(fā)展過程中，以高校師生的需求為出發(fā)點，在應(yīng)用層面上不斷改進和創(chuàng)新，可更好地實現(xiàn)教育云存儲平臺的發(fā)展，進一步促進高校的教學(xué)和科研的發(fā)展。

參考文獻：

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