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    [运用云存储技术开启教育信息化的新篇章] 什么是信息化

    时间:2019-04-25 03:37:53 来源:雅意学习网 本文已影响 雅意学习网手机站

      摘要:本文简要阐述了一下作为云计算概念的延伸—云存储在教育教学以及数据中心建设方面的应用,附带介绍了一下云存储的相关知识,并对云存储的架构特点进行了简要说明,并结合实际应用来阐述了云存储的优缺点。云存储是前沿的计算机技术,它的出现标志着网络应用的又一次飞越。
      关键词:云存储;应用;架构;教育;数据中心
      中图分类号:TP333 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 06-0118-02
      
      网络每天都在改变着我们的生活,网络是一种工作方法和沟通方式,很难想象一台没有联网的电脑会是怎样一堆“废铁”,而网络自身也从单一的用于收发电子邮件发展到几乎无所不能,并且还在探索新的应用领域。云存储就是其中的一项应用,它即将或正在改变我们的生活。从亚马逊推出的弹性计算云EC2开始,“云”就飘进了我们的生活,成为一种全新的网络应用模式的代名词[1]。
      一、云计算与云存储
      云存储是在云计算的基础上发展起来的。云是对网络、互联网的形象比喻,云计算是网格计算、分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化、负载均衡等传统计算机和网络技术发展融合的产物,是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式,通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。云计算分为狭义与广义两种,狭义的云计算是指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源;广义的云计算是指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。云计算不复杂,而是简单的,事实上它就是要将平时庞大而复杂的数据运算通过网络集中起来处理,从而简化单个运算过程,它是一种应用,且是智能的。云存储是在云计算概念上延伸和发展出来的一个新的概念,是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能,将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作,共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。当云计算系统运算和处理的核心是大量数据的存储和管理时,云计算系统中就需要配置大量的存储设备,那么云计算系统就转变成为一个云存储系统,所以云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。云存储系统中的所有设备对使用者来讲都是完全透明的,任何地方的任何一个经过授权的使用者都可以通过一根接入线缆与云存储连接,对云存储进行数据访问,从这个意义上说,云存储实际上是一种服务。
      二、云存储的架构
      (一)云存储的特点
      从功能需求上看,云存储是面向多种类型的网络在线存储服务;从性能需求上看,云存储得考虑数据的安全、可靠、效率等指标;从数据管理上看,云存储不仅要提供类似于POSIX的传统文件访问,还要能够支持海量数据管理并提供公共服务支撑功能,以方便后台数据的维护。
      (二)云存储的构成及优缺点
      云存储由数据存储层、数据管理层、数据服务层、用户访问层等4个层次构成。
      数据存储层:云存储的数据存储层将不同类型的存储设备互连起来,实现海量数据的统一管理,同时实现对存储设备的集中管理。
      数据管理层:云存储的数据管理层分为上层提供不同服务间公共管理的统一视图,将底层存储及上层应用无缝衔接起来。
      数据服务层:云存储的数据服务层是可以灵活扩展的,它是直接面向用户的部分。根据用户的要求可以开发出不同的应用接口,提供相应的服务,如数据存储、空间租赁、数据共享、数据备份等。
      用户访问层:云存储让被授权用户通过用户访问层在任何地方都可使用一台联网的终端设备,按照标准的公用应用接口来登录云存储平台,享受云存储服务。
      云存储的优点是成本低、见效快,方式灵活,易于管理和容量扩展,存储系统能发挥最大效能,存储设备升级时服务还可继续,硬件损坏也能自动切换故障,不会丢失数据等。当然,作为一个新生事物,云存储设备的购置价格降低还需时日,同时由于受固有的不要把鸡蛋都放在同一个篮子里思想的影响,人们对云存储的数据安全仍心存疑虑。
      (三)云存储的构成要件
      1.宽带网络技术。只有宽带网络得到充足的发展,使用者才有可能获得足够大的数据传输带宽,实现大量容量数据的传输,真正享受到云存储服务,否则只能是空谈。
      2.Web2.0技术。Web 2.0技术是以用户为中心,核心是分享。只有通过web2.0技术,云存储的使用者才有可能使用多种设备实现多种数据的集中存储和资料共享[2]。
      3.集群、网格和分布式文件技术。云存储系统是一个多存储设备、多应用、多服务协同工作的集合体,任何一个单点的存储系统都不是云存储。
      4.存储虚拟化管理技术。存储虚拟化技术是一项调配计算资源的关键技术,一个好的虚拟化解决方案就好像游历一个虚拟现实的主题公园,数据感觉自己是存储在一个真实的统一管理的物理环境里,其实这个环境是只是在逻辑层面上存在的模拟镜像,存储虚拟化技术通过映射或抽象的方式屏蔽了物理设备的复杂性,存储设备的本身细节和物理位置对用户是透明的,除实现架构、管理和使用的动态化、弹性化、高效率、低风险、易配置外,还提供了物理存储不能具备存储快照和动态扩容等特性。
      除了上述4点外,云存储还基于应用存储(在存储没备中集成了应用软件功能)、P2P、CDN内容分发、数据压缩加密、重复数据删除等技术,来保证云存储自身的安全和稳定。
      三、云存储在教育领域中的应用
      人们考虑云存储的优点,发展出了很多方面的应用,现在很多厂商都在发展自己的云存储应用,如360浏览器的网络收藏夹和设置备份所提供的在线保存功能就是一种云存储,有了它我们再也不用为重新安装后丢失收藏夹和设置而伤神了,直接上传设置,到时再下载设置就OK了。云存储的另一个常见应用就是云盘了,大家都知道硬盘是用来存储数据的,而云盘则是将数据存储到网上,从而实现比传统存储更为安全、高效的一种存储新模式。QQ网盘和金山快盘都是刚推出的公共云盘,后者因其多终端自动同步备份、删除文件安全恢复和在线编辑OFFICE文档功能更为人称道,其它如360云盘、网易酷盘、华为网盘和盛大麦库等云盘服务也如雨后春笋般涌现。   目前,世界上云存储技术比较领先的有十多家大公司,如IBM、惠普、微软、威睿等,它们有的在光纤互联刀片矩阵、IP-SAN(基于iSCSI协议的IP存储区域网络,比起需要安装HBA卡的FC-SAN——光纤通道存储更有成本优势)磁盘阵列等云存储关键硬件技术上遥遥领先,有的在云管理及容灾备份平台建设、虚拟化软件等云存储核心软件技术上一家独大,其中IBM在虚拟化技术研究方面已经有40多年的历史,而微软在“企业版”Windows 8中就整合了HyperV虚拟机和SkyDrive云存储[3]。
      云存储还在教育、网络管理、数据中心建设、信息技术科学等领域有着应用。例如:杭州市下城区教育技术中心正在k12公司的帮助下,借助以上大公司的“虚拟化存储”技术着力推进下城教育云存储建设,结合城区特色集中海量数据,建立虚拟化“数据中心”,将多个存储设备通过虚拟化技术整合后进行集中管理,以提高存储系统的利用率,实现对异质存储的统一管理,降低投资和管理成本。形成科学的数据采集、存储、备份、容灾、检索、授权体系。同时对海量数据进行数据分析与数据挖掘,为下城区教育局科学决策提供强有力的依据。还利用这些海量数据仓库,来支持数字校园和电子政务建设,实现无纸化办公,完善信息共享,提高工作效率。
      下面详细介绍一下云存储在教育领域中的应用。
      (一)云存储与教育教学
      现代教育教学正需要云存储前来提供技术保障。
      有了云存储,就如同修起了一个大的虚拟存储池,用户不会看到具体的磁盘、磁带,也不必关心自己的数据经过哪一条路径通往哪一个具体的存储设备。各个学校的资源实现了统一接入和统一管理,提升了设备的利用率,避免重复投资造成的浪费。同时,在一个云环境中,存储的重点已经不仅仅是容量的问题,而是要尽可能地让存储实现自我管理和自动调节。
      云存储(云盘)将教师从繁重的教学负担中解脱出来,因为在没有云盘之前,教师不得不准备大量的教学资料,而且还担心这些资料遗失或损坏。有了它,教师可以利用学校为自己分配的账号将课件、视频等存放于云盘中,以便于集中管理。这样不管教师到那个教室、哪台电脑上都可以轻松的同步或下载出来使用,就算不在本校也没关系。有了云盘,教师再也不必背着笔记本或是拿着优盘东奔西走了。可以说只要有电脑和网络的地方,随时都能调用或修改资料。学校的通知或资料推送、教研员的网上教研、教师间的协同备课和课件共享都可以在云盘中实现,教师只需记住自己的云盘账号和密码,在任何联网电脑上都可以开展工作。
      以网络教学为例,网络教学多采用流媒体视频进行,这种视频文件往往积体大,用优盘拷来拷去比较费时,而采用云盘的方式,则可以在线播放,省去了拷贝的时间,减少了病毒感染的机会,同时云盘的空间扩展方便,不用担心存储容量的问题。至于在线播放网速过慢的问题,则可以通过集群、带宽聚敛等方式在云存储管理平台上解决。
      此外,云盘还是课堂教学的延伸,教师可以在线把云盘中学生需要的学习资料快速共享给学生,学生有什么不清楚的地方,打开自己的云盘就看看到共享内容进行再学习,从而达到温故知新的目的,学生完成的作业也可以随时共享给教师,学生之间也可共享学习成果。而且不适合在课堂上展开的教学内容,教师也可以共享给学生让他自学,学生通过反复查看或练习,原先模糊的知识得到了强化和理解。从这个来说,云存储极大的丰富了教学面,为探索新的教学模式提供了新的思路,它是对课堂教学的有力补充[4]。
      (二)云存储与数据中心建设
      下城区教育技术中心正在筹建的内部网私有云数据中心也考虑采用云存储技术来服务于教育部门及学校。云存储用于数据中心建设,关键是管理海量的存储内容。数据中心将云盘作为主存储,可以提高数据的安全性,而且还可动态管理存储容量。
      数据中心建设说白了就是基于对数据的保护性利用的。据统计目前有6成以上的用户没对自己电脑中的数据进行备份,而又有2成的用户用的是简单的备份方式,像刻录光盘或是通过移动硬盘、优盘等。只有15%的人知道用专业的备份软件或是将数据上传到服务器备份,可是这些人所进行的备份花费的精力和投入大且效果不佳,只能实现备份,并不能实现容灾。还有人为的误操作、硬件故障、病毒等都容易引起数据的丢失。云盘的出现则帮个人电脑解决了这个问题,通过建立类似金山快盘的多终端自动同步备份、删除文件安全恢复和在线编辑OFFICE文档功能,数据将在各个终端中及远程云盘上都保存一份,随时可在线编辑,任何一台终端发生故障,数据都可以远程恢复,即使是不小心删除了,仍然可以从远程回收站中恢复,大大降低了数据遗失的风险。当然你也可以选择像金山T盘这样把数据全部存放在远程云盘上,这样电脑中只用存放少部分资料就行了[5]。
      当然,数据中心的建设比较复杂,应当事先规划好存储虚拟化策略(例如考虑基于主机、存储还是网络虚拟化技术,存储虚拟化也不是万能的,成本和效率才我们要考虑的重点),进行数据的合理分类,了解数据的生命周期,安排好存储层次以及服务级别,特别是对数据安全和异质产品的兼容性要认真研究。
      四、结束语
      云存储用于教育时,它将一切教学资源包括文本、图形、图像、动画、声音和视频有机地融合到了一起,这样有利于教学资源的合理、高效使用,从而促进了教学质量的提高。2010年3月,烟台市教育局建立起全新的虚拟数据中心,实现了支持20万台终端的教育资源共享,这正是云存储在教育领域应用的一个“活”例。云存储用于教育教学,可以有效提高教师的工作效率,也可以打造高效、高可用度的IT新架构,为学校的教学工作提供有力支撑。云存储用于数据中心建设时,使用简单,用户可以通过浏览器、Web虚拟文件夹、软件客户端的方式使用,满足数据的上传、下载以及同步,还可通过客户端实现重要数据的集中备份。更为重要的是,云存储为今后实现“云桌面”打下了坚实的基础,到时,每位师生只需通过手机等瘦客户端中的浏览器,就能远程借用数据中心的计算功能,并实现各种应用。
      参考文献:
      [1]戴委国.数据中心建设谈[M].计算机技术出版社,2008,12
      [2]邝业勋.计算机信息技术概论[M].现代工业出版社,2009,10
      [3]吴作林.基于云计算的数据管理[J].计算机新技术报,2010,10
      [4]孟遥.现代教育手段研究[J].教育周刊,2011,8
      [5]简波.云存储应用领域漫谈[J].计算机周报,2011,3
      [作者简介]赵琦(1972-),男,中学一级教师,研究方向:计算机网络应用。

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