黃金國

網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)的應(yīng)用及課程設(shè)置思考

黃金國

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲技術(shù)已經(jīng)不能適應(yīng)某些行業(yè)和企業(yè)對于龐大數(shù)據(jù)存儲和管理的需求，網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)有利于數(shù)據(jù)的集中統(tǒng)一管理。大學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)應(yīng)該設(shè)置“網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)”課程，培養(yǎng)網(wǎng)絡(luò)存儲方面的專業(yè)人才。就“網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)”課程的性質(zhì)、內(nèi)容、教學(xué)方式等提出了初步設(shè)想。

計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)；課程設(shè)置；網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)

當(dāng)前，計(jì)算機(jī)信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展，企業(yè)對于數(shù)據(jù)的存儲需求呈現(xiàn)倍增趨勢，傳統(tǒng)的存儲方法已經(jīng)不能適應(yīng)新型的數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)化的企業(yè)應(yīng)用需要，有關(guān)數(shù)據(jù)集中管理、數(shù)據(jù)安全性、靈活性和數(shù)據(jù)高可用性等方面的網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)建設(shè)顯得特別重要。在這樣一個(gè)由數(shù)據(jù)聯(lián)機(jī)存儲階段向網(wǎng)絡(luò)存儲階段變革的時(shí)代，社會需要大量網(wǎng)絡(luò)存儲方面的專業(yè)人才。我國的計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)僅簡單涉及傳統(tǒng)的聯(lián)機(jī)數(shù)據(jù)存儲方法，還沒有一門課程涵蓋現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)，這是和社會發(fā)展需求脫節(jié)的表現(xiàn)。事實(shí)上，當(dāng)前很多行業(yè)比如說銀行業(yè)、電信業(yè)和信息服務(wù)業(yè)等，都需要網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)來幫助其存儲和管理龐大的核心數(shù)據(jù)資源，而大學(xué)計(jì)算機(jī)專業(yè)課程中卻沒有該項(xiàng)課程設(shè)置。為了填補(bǔ)這樣的空缺，深圳大學(xué)計(jì)算機(jī)系于2006年開始嘗試開設(shè)網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)課程，至2008年已基本形成該課程的教學(xué)模式。

一、網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)使用現(xiàn)狀

目前，我國專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)包含了直接附加存儲（DAS）、網(wǎng)絡(luò)附加存儲（NAS）、存儲區(qū)域網(wǎng)（SAN）以及iSCSI幾種。

直接附加存儲（DAS），又稱以服務(wù)器為中心的存儲體系，它是指通過一個(gè)外接的SCSI接口，將存儲設(shè)備直接連到一臺服務(wù)器上使用，總的配置簡單，成本低，且使用起來幾乎相當(dāng)于本機(jī)硬盤。但是這種存儲方案也有不足之處，比如服務(wù)器一旦發(fā)生問題，系統(tǒng)就容易癱瘓，使數(shù)據(jù)不可以訪問。如果服務(wù)器較多，存儲空間就不容易進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配。服務(wù)器設(shè)備分散，管理不方便，也可能造成資源浪費(fèi)。此外，該存儲方案的數(shù)據(jù)備份操作比較復(fù)雜，不太容易完成。

網(wǎng)絡(luò)附加存儲 （NAS），是可以直接連到TCP/IP網(wǎng)絡(luò)上來存取管理數(shù)據(jù)，并為異構(gòu)平臺提供統(tǒng)一的存儲系統(tǒng)的帶有瘦服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)文件服務(wù)器的存儲設(shè)備。它的優(yōu)點(diǎn)在于對硬件和軟件設(shè)備的要求不高，甚至可以使用免費(fèi)的LINUX解決方案。系統(tǒng)的安裝較為簡便，整體開銷較小。但是這種方案也存在一些問題，比如存儲數(shù)據(jù)通常是通過普通數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)模虼舜鎯?shù)據(jù)的保密性和安全性較差，還容易受到其他網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊?，其他的?shù)據(jù)流量較大時(shí)整個(gè)系統(tǒng)性能會受到嚴(yán)重影響。此外，該方案不能直接訪問物理數(shù)據(jù)塊，而只能以文件形式訪問，在某些情況下會嚴(yán)重影響系統(tǒng)的效率。

存儲區(qū)域網(wǎng)（SAN），這是獨(dú)立于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)之外，專門為存儲而設(shè)計(jì)和建立起來的一個(gè)新興的專用網(wǎng)絡(luò)存儲方式，具有廣闊的發(fā)展前景。目前區(qū)域網(wǎng)的傳輸數(shù)率為2Gb/S到4Gb/S，且獨(dú)立于數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之外，存取速度非?？臁？梢哉f，它是幾種專業(yè)存儲方案中最為有優(yōu)勢的一種方案，其擴(kuò)展性很強(qiáng)，存儲空間的加大或者服務(wù)器存儲空間的加大都是非常方便的，還可以方便高效地對數(shù)據(jù)進(jìn)行集中備份。但它的使用成本較高，不是一般企業(yè)能夠接受的。它需要單獨(dú)建立光纖網(wǎng)絡(luò)，異地?cái)U(kuò)展也不是很容易的事情。

iSCSI，是為了節(jié)省存儲成本，使用普通數(shù)據(jù)網(wǎng)傳輸SCSI數(shù)據(jù)，但功能卻能達(dá)到和專門的存儲區(qū)域網(wǎng)相類似的效果，而建立起來的一種存儲技術(shù)，其系統(tǒng)的靈活性大大提高。我國的千兆網(wǎng)大量普及，萬兆網(wǎng)逐漸進(jìn)入主流，該技術(shù)也獲得了空前的發(fā)展和使用。當(dāng)然，它也有缺陷，比如由于它是新興技術(shù)，使用者使用起來困難較大，對于直接管理者的技術(shù)水平要求甚高。此外，該存儲技術(shù)的成本開銷大大增加，存取的速度也容易受到網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀況的影響。

網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了好幾年的發(fā)展，并且仍然在不斷地推陳出新。DAS存儲技術(shù)已基本退出江湖，目前用戶使用最多的是NAS、SAN存儲技術(shù)。對于那些經(jīng)濟(jì)實(shí)力不足，有傳統(tǒng)以太網(wǎng)絡(luò)且急需擴(kuò)充存儲空間的用戶來說，選擇使用NAS方案無疑是不錯(cuò)的選擇。擁有強(qiáng)大經(jīng)濟(jì)后盾，對網(wǎng)絡(luò)性能要求較高的用戶，則可以選擇SAN方案。當(dāng)然，不是說這兩種方案必須獨(dú)立使用，事實(shí)上，NAS與SAN的混合使用，更能優(yōu)化企業(yè)的存儲性能，提高存儲效率，保障數(shù)據(jù)安全。據(jù)調(diào)查，我國目前很多行業(yè)和企業(yè)用戶，仍未使用網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)或設(shè)備。原因在于有些企業(yè)的數(shù)據(jù)規(guī)模不夠大，投入的資金也不充足。傳統(tǒng)的直存式數(shù)據(jù)庫如何實(shí)現(xiàn)向網(wǎng)絡(luò)存儲數(shù)據(jù)庫的平穩(wěn)過渡，也是一個(gè)重要的影響因素，一旦過渡出現(xiàn)問題，后果將會很嚴(yán)重。現(xiàn)在的企業(yè)其數(shù)據(jù)已然成為自身正常運(yùn)行的核心部分，沒有哪個(gè)企業(yè)敢在轉(zhuǎn)換技術(shù)不成熟的條件下進(jìn)行過渡。

二、關(guān)于網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)課程的設(shè)置

網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)需求量大，它具有很多傳統(tǒng)存儲技術(shù)無可比擬的現(xiàn)實(shí)優(yōu)勢，但我國目前這方面的專業(yè)人才嚴(yán)重匱乏。深圳大學(xué)于2006年首次開設(shè)網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)課程，經(jīng)過幾年的摸索和實(shí)踐，已經(jīng)形成了較為完善的教學(xué)體系可供借鑒。

（一）課程性質(zhì)定位

該課程的專業(yè)性和實(shí)用性較強(qiáng)。在先修計(jì)算機(jī)基本課程的前提之下，結(jié)合計(jì)算機(jī)專業(yè)目前課程已經(jīng)較多的狀況，可把該課程定位為“專業(yè)選修”課程，主要面向計(jì)算機(jī)專業(yè)高年級學(xué)生開設(shè)。

（二）課程教學(xué)目標(biāo)

結(jié)合高年級學(xué)生的實(shí)際情況以及社會需求，我們認(rèn)為，學(xué)生要通過本課程的學(xué)習(xí)，能夠掌握存儲系統(tǒng)的基本原理，熟悉存儲系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、技術(shù)、管理方法和發(fā)展前景等，能夠較為全面地了解當(dāng)今社會主流的網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)和存儲解決方案。

（三）教學(xué)內(nèi)容編排

網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)涉及的知識面非常廣，既有硬件知識和軟件知識，還有通信協(xié)議和系統(tǒng)架構(gòu)及發(fā)展趨勢等，還包括不同廠家網(wǎng)絡(luò)存儲產(chǎn)品的實(shí)際操作和使用方法等。面對這樣一個(gè)復(fù)雜的教學(xué)內(nèi)容來說，必須充分考慮到實(shí)際情況，不能盲目的不切實(shí)際的想要把所有知識都涵蓋到，而要科學(xué)合理地選取和組織最核心的教學(xué)內(nèi)容。具體來說，該課程的教學(xué)可包括信息管理系統(tǒng)概論、存儲系統(tǒng)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)的應(yīng)用以及數(shù)據(jù)中心的監(jiān)控和管理等五個(gè)方面的內(nèi)容。

（四）教學(xué)方式選擇

網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)具有較強(qiáng)的專業(yè)性、應(yīng)用性和前瞻性，涉及的知識面較寬，傳統(tǒng)的“填鴨式”教學(xué)方式顯然不是合適的教學(xué)方式?？梢試L試使用“產(chǎn)學(xué)研”三者有機(jī)結(jié)合的教學(xué)模式，為該課程的教學(xué)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造可靠的實(shí)現(xiàn)條件。具體來說，首先要盡量發(fā)揮公司的優(yōu)勢，邀請公司熟悉存儲技術(shù)的專家來做講座，為學(xué)生創(chuàng)造互動(dòng)的學(xué)習(xí)環(huán)境。然后，邀請公司的資深專家來輔助教師上課，采取“主講教師＋課程組”的教學(xué)模式來推進(jìn)教學(xué)活動(dòng)的順利開展。其中，課程組的主要任務(wù)是提供最前沿的資訊和協(xié)助教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)。最后，由于該課程的實(shí)踐性較強(qiáng)，必須幫助和引導(dǎo)學(xué)生能夠使用網(wǎng)絡(luò)平臺進(jìn)行自主鉆研學(xué)習(xí)。

（五）課程學(xué)時(shí)分配

由于該課程不適宜當(dāng)作主修課或者公選課，因此其學(xué)時(shí)分配方面要盡量合理。可以嘗試安排中等的教學(xué)學(xué)時(shí)，其中三分之二為理論知識教學(xué)，三分之一為實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)。

（六）成績評價(jià)體系

由于該課程是新興事物，沒有太多可借鑒的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，可嘗試改變傳統(tǒng)較為單一的評價(jià)模式。通過多元化的評價(jià)方式，使該課程的評價(jià)體系更為科學(xué)實(shí)用。比如說，可以基于“平時(shí)成績＋核心能力”兩個(gè)方面的評價(jià)因素，使用多種平行的評價(jià)方式。其中，核心能力可以通過參加專業(yè)認(rèn)證考試，參與教學(xué)過程中某一專題的研究或采用傳統(tǒng)的期末考試方式，來進(jìn)行靈活的評價(jià)。

[1]段劍弓.存儲系統(tǒng)NAS和SAN的差異和統(tǒng)一[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2004（12）.

[2]黃振宇.iSCSI SAN技術(shù)及其應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)時(shí)代，2003（5）.

[3]沈建苗.守護(hù) SAN 三大危險(xiǎn)區(qū)[J].計(jì)算機(jī)世界，2003（7）.

[4]宋寶菊.網(wǎng)絡(luò)存儲系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電腦與信息，2004（12）.

[5]唐錫金.網(wǎng)絡(luò)存儲淺析[J].電信網(wǎng)技術(shù)，2003（6）.

[6]謝長生.SAN網(wǎng)絡(luò)緩存儲虛擬化實(shí)現(xiàn)方式研究與設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2004（4）.

G642.0

A

1673-1999（2011）15-0192-02

黃金國（1976-），男，江蘇泰興人，碩士，江蘇城市職業(yè)學(xué)院（江蘇南京210017）講師，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)軟件開發(fā)及網(wǎng)絡(luò)編程。

2011-04-30