吳旨競

摘要：為了把云存儲技術很好的運用到高等教育信息化建設過程中。充分發(fā)揮云存儲技術的可靠性、易管理性和數據安全性，調取速度快等方面的優(yōu)點。從而推動高校教育資源信息化建設。本文首先給出了目前學校教育信息化進程中存儲系統現狀，指出了他目前存在的問題。然后給出了運用混合云存儲技術部署數據中心的系統架構和方案，著重分析了混合云存儲技術在學校教育信息化建設中能夠解決的問題。

關鍵詞：云存儲;混合云;教學資源;教育信息化;云數據中心

中圖分類號：TP311 ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）28-0246-02

Abstract： In order to make good use of cloud storage technology in higher education information construction process. Give full play to the cloud storage technology reliability， ease of management， data security， fast access and other advantages. Promoting information construction of educational resources in colleges and universities. This paper first gives the current situation of the storage system in the process of school education informatization， and points out the existing problems. The system architecture and scheme of deploying data center with hybrid cloud storage technology are given.This paper mainly analyzes the problems that hybrid cloud storage technology can solve in the school education information construction.

Key words： cloud storage; mixed cloud; teaching resources; education Informatization; cloud data center

在進行教育信息化的建設過程里，教學資源的信息化是教育信息化建設的重要內容。教學資源多指一些能被教學過程所利用的素材，通常指電子教材、教學影片、ppt課件和教具等。教學資源管理系統是促進主動式學習、協作式研究，形成高效新型教育教學模式的重要途徑和手段。用傳統的多級分布式存儲技術手段來制作教學資源管理系統，在新時代的今天會暴露出很多缺點和不足，特別是運維成本高和操作不夠人性化。

隨著信息技術和計算機技術不斷發(fā)展以及云計算技術的產生，云存儲技術被提出來了。其中的混合云存儲更適用于在線事務處理、關鍵業(yè)務應用，滿足教育教學領域對數據安全性和系統可用性的要求?；旌显拼鎯μ峁┝撕Ａ繑祿臀臋n的集中存儲和管理、文檔協作和在線預覽等多種功能，并且能夠建立可控制的學校資源庫，推動協同辦公，實現了對各種資源的整合和優(yōu)化集成，同時也實現了資源有效配置和充分利用。因此，混合云存儲必將會是教育教學領域數據中心建設的最好的選擇方案，也是我們未來研究的主要方向[1]。

1 云存儲的定義

“云”的概念最早被提出是基于互聯網的，隨著互聯網的廣泛使用云技術也得到了大量的運用。實際上“云”是一個比喻的說法，一般指的是后端。我們不能看見他，因此把他稱為“云”。最早的時候是在2006年谷歌提出的“Google101計劃”中，“云”的概念及理論正式被提出來。隨后“云計劃”、云存儲、云技術和云安全等云概念也相繼誕生。

云存儲他是基于互聯網的一種在線存儲方式。數據中心運營商根據使用的用戶具體需求制定存儲虛擬化資源。在云端進行存儲操作時，我們不需要維護存儲數據的服務器。存儲操作是通過應用程序接口來完成的，用戶只需掌握web化的用戶界面就可以隨時隨地的在有網絡的場所實現數字資源的存取非常的高效和快捷。因此，越來越多的學校用戶也選擇云存儲作為自己數據的存儲方式[2]。

2 ?混合云存儲系統架構

建設基于云存儲技術的教育教學資源管理系統的總體目標是將異構的、分散的、種類非常多的教育教學資源實現數字化存儲，并且能夠實現資源在存儲管理系統中統一管理。

混合云是私有云和公有云功能的疊加和優(yōu)勢的互補?；旌显葡到y架構一般可分為六大層，其中包括數據層、緩存層、服務層、網關層、入口層和最外層客戶端。其中基礎層數據層，主要進行數據雙活操作把數據存儲在mysql數據庫中，并且保持數據的一致性。其中的緩存層主要是對熱點數據進行加速。其中的服務層是核心業(yè)務層主要負責各種業(yè)務邏輯包括服務注冊和服務調用等。其中的網關層主要負責安全問題和流控等。其中的入口層主要涉及智能dns和負載均衡等。最外層客戶端主要是提供可視化的用戶界面來完成用戶各種操作。以下我們給出混合云總的系統架構如圖1所示。從圖示的這個系統架構，我們可以看到通常用戶訪問混合云是先訪問私有云，如果不能滿足需求之后再去訪問公有云完成相關用戶操作。在整個操作過程中私有云執(zhí)行數據的完整性、真實性、保密性等方面的操作，而公有云執(zhí)行數據存儲、查詢等功能[3]。

3 混合云存儲系統部署

云存儲系統的核心是數據中心，而數據中心的基本設施和相關服務則是云存儲的支撐點。數據中心的節(jié)點結構會直接影響建設云存儲系統的高效性和安全性。學校用戶對數據的存儲有安全可控制性的要求，而不是全部的教育信息資源都可以放置到公有云上，所以多數的學校必會采用混合云模式構建數據中心，學校用戶可以將私密的文件存放在學校內部服務器中其他的放到公有云服務器上方便管理。在學校信息化中心搭建混合云操作平臺進，服務器中要安裝學校的內部存儲插件，通過專線與每個部門的老師和員工客戶端進行連接。

混合云存儲系統中有多個存儲設備，他們相互之間通過集群功能和分布式文件系統等實現協同工作，利用一定的應用接口或者應用軟件來為用戶提供具體的存儲和訪問服務。在操作過程中，混合云存儲系統中包含的所有設備對用戶來說都是透明的，用戶只需通過授權就可利用線纜來連接云存儲系統對系統中的信息資源進行訪問和相關操作。當用戶通過云存儲接口進行統一身份認證后，就可以利用終端訪問數據中心。用戶不僅可以查詢、下載和修改云存儲系統中的數據，還可以海量存入新的數據。這些新存入的數據首先要在云存儲網點服務器中保存，隨后系統會對同一用戶和其他用戶存入的重復數據進行篩選和刪除，最后系統在有空閑的時間把篩選后的相關數據在云存儲數據中心中進行存儲和備份。

按照使用功能的不同，云儲存網點被分為存儲接口層、用戶接口層、存儲管理層三層。存儲接口層是用來實現云存儲數據中心與云存儲各個網點之間數據交換，并且他還要負責維護數據的一致性。在數據進行存取訪問時，我們?yōu)榱颂岣邤祿踩詴捎脭祿用芘c存取訪問控制相結合的技術。數據加密的功能是通過數據加解密模塊實現的，存取訪問控制則是通過用戶統一身份認證和授權等相關方式來實現的。用戶接口層則是用來管理云存儲各個網點與存儲用戶之間進行數據操作的。這個接口可以對用戶信息進行維護，包括用戶權限的級別、賬號和密碼等。他還可以實現iSCSI網絡無盤啟動為用戶提供透明訪問接口。如果云存儲網點中包含很多個存儲服務器，則混合云存儲系統中的高可用模塊能夠實現多個存儲服務器之間數據的高可用[4]。

4 云存儲關鍵技術分析

學校云存儲系統建設是否能夠達到信息化建設以及網絡安全的要求，主要看信息安全問題、數據的存儲與檢索和數據的容錯性這幾方面。

（1）信息安全方面要處理好用戶權限問題

單向指針是云存儲技術中用來分離不同用戶的技術方法中的一種。這種技術可以把用戶權限和用戶自己能夠訪問的層級映像起來，然后根據用戶的不同層級給予不同權限，最后訪問系統的用戶根據自己的權限訪問要使用的數據。進行數據訪問時先要進行身份統一認證來確保數據的安全性。存儲系統與學校自有的認證系統對接實現統一身份認證登錄系統，不用再注冊其他的用戶名。利用云存儲系統把本地私有云和公有云劃分開。所有數據的下載、使用和共享指令通過網盤云端調度系統發(fā)送給客戶端，然后現由客戶端把文件存放到學校內部服務器從而保證學校數據的安全性[5]。

（2）數據存儲與檢索方面要保護好用戶的隱私

學校教師有些學術研究成果是不公開的這時就需要進行加密存儲。這種加密技術要求保護教師研究成果的隱私性、安全性，又能夠具有快速的檢索和信息提取能力。這種技術關鍵在于要找出適用于數據共享機制的。我們在通過加密技術對數據進行存儲和加密的同時又要能夠提供端到端加密長期存儲共享，這樣才能夠保證用戶數據能夠被精確、高效的存取。

檢索采用線性檢索算法其中的對稱加密算法。該算法可以通過關鍵詞來進行對應加密，他可以用一個詞的一段密文信息合成一串偽隨機的加密序列，然后再由密文信息及偽隨機序列合成校驗序列，最后通過合成的一串校驗序列結合偽隨機序列重新對存儲數據進行加密。用該方法進行加密處理之后的數據就隱藏了最終的內容，而全部通過信息序列來體現。當執(zhí)行搜索操作時，我們就可以將提供的信息轉化為相應的密文信息序列來進行線性搜索[5]。

（3）數據容錯技術方面要保護好用戶的數據

數據的容錯技術是通過增加數據冗余來保證數據在時效和丟失的時候仍然能夠進行查詢。但這種技術操作過程中會增加數據冗余，所以就導致出現了大量多余的數據量，而這些數據量會消耗非常多的存儲資源。所以目前數據容錯技術急需解決的是怎樣在降低大量多余數據侵占存儲空間問題的同時來保證數據本身的容錯性。糾刪碼容錯技術是一種基于信道傳輸的編碼技術，他能夠利用多個數據對象進行編碼，當數據生成相對應的編碼之后就可以不再需要進行完全數據復制，從而能夠大量減少存儲空間的占用。

在學校數據共享的過程中，經常會出現數據資料遺失的問題。由于在云存儲系統中數據存儲在云端，因此當發(fā)生數據遺失后，我們能夠從云端快速地對數據進行及時恢復。另外數據在存儲的過程中能夠自行完成數據更新，這也進一步保障了數據穩(wěn)定性。最為重要的是，云存儲的網絡訪問層能夠及時地對云存儲數據的安全性能進行加固，從而高級別的保障數據信息安全。除此之外我們在云端還可以架設防病毒系統及時有效地對病毒進行查殺來預防病毒攻擊導致數據丟失事件的發(fā)生[6]。

5 結束語

基于上述這種技術的教學資源數據中心的開發(fā)是充滿挑戰(zhàn)的，我們簡單地用一些代碼是不能將私有服務器與公有云連接起來的，其中必然會涉及潛在的數據遷移和建立應用與混合云架構映射等問題。在計算機科學技術發(fā)展的不斷帶動下，云存儲技術也會不斷發(fā)展和完善，所有問題也會被解決，最終他會把教育信息化建設推向更高的層次，促使我國整體教育信息化水平的進步。

參考文獻：

[1] 楊田貴，林菡.高等教育信息化云存儲技術的應用研究[J].電腦知識與技術，2018，14（6）：46-48.

[2] 田由輝.高?；旌显拼鎯Φ难芯颗c實踐[J].電腦知識與技術，2015，11（26）：35-36，38.

[3] 吳鯤.基于物聯網的高職“智慧校園”的設計與研究[J].電腦知識與技術，2015，11（4）：234-235，244.

[4] 王意潔，孫偉東，周松，等.云計算環(huán)境下的分布存儲關鍵技術[J].軟件學報，2012，23（4）：962-986.

[5] 張卓奇，郭衛(wèi)斌.混合云存儲環(huán)境下的數據訪問隱私保護方案[J].計算機工程與設計，2014，35（7）：2317-2320，2355.

[6] 查楊.分析云計算環(huán)境下的分布存儲關鍵技術[J].電子技術與軟件工程，2016（2）：190.

【通聯編輯：王力】