虚拟存储论文理论与实践论文

虚拟存储论文理论与实践论文 摘要：当今的高校教学几乎离不开信息技术手段，而其中的存储系统显得更为重要。传统的存储技术已经无法满足日益发展的信息需求，因此，我国高校必须迎合当代对于信息技术的需求，不断扩充信息存储的容量，更要提高数据访问的性能等多个存储技术相关的方面，即要大力应用虚拟存储技术，以备高校的教学之用，主要在于多媒体教室，公共计算机房以及电子阅览室等场所。只有应用好虚拟存储技术，才能把大量的信息提供给学生，使学生在信息的海洋里徜徉，从而为我国培养高素质人才打下坚实的理论基础。 关键词：虚拟存储；高校教学；理论与实践 21世纪是个信息急剧爆炸的时代，世界各地的各种信息蜂拥而来，传统的信息存储手段显然不能适应快速发展的信息技术的发展步伐，人类社会已然进入一个全面开放的信息社会中去了。作为培育高级人才的中国各类高等学府，其在信息社会中面临的任务尤为艰巨，如何使海量的信息成为学生求知探索的有效资源，是目前每个高校要努力探索和解决的问题。事实上，现代计算机和网络技术甚为发达，高校如何利用好这类技术手段来实现信息的采集，存储和应用，都是极为关键性的问题。其中，非常重要的一项就是信息存储技术的发展，本文主要探讨虚拟存储技术在高校教学中如何 发挥积极的作用。 1 目前高校信息管理工作存在的主要难题 应该说，我国目前高校计算机的使用率比较高，几乎达到了每所高校都配备的程度。但是，对于这些计算机设备的管理却存在很多问题，传统的分散管理模式显然与实际使用情况中每台计算机都具有一定的独立性不相容，一旦出现问题，无法统一管理和操控。这些情况主要发生在多媒体教室、公共计算机房以及电子阅览室等场所。就多媒体教室而言，由于其计算机相互之间存在较大的独立性，因此，在安装和调试操作系统的时候延长了所需时间，增加了总体部署的难度。一旦操作系统出现问题，往往需要重新安装操作系统，否则，整个系统难以真正恢复。此外，多媒体教室技术管理人员开发使用的软件，往往使得实际使用者具有很大的操作局限性，从而在某种程度上使得教师无法真正顺利使用多媒体技术；就公共计算机房而言，其承担的实际任务种类繁多，所需的软件数量就会随之增加，这会导致整个系统的运行速度无法提升。而且，由于应用软件复杂多变，版本众多，这就带来了应用软件之间的兼容性问题。此外，公共机房的使用者主要是学生，他们需要计算机配备更为方便灵活的操作系统，以便于他们的实际实践操作，但是，由于学生的知识和实践能力有限，往往容易造成操作系统或应用软件的损 坏。因此，机房的管理者为了尽量避免这些麻烦事而选择使用硬件保护卡来保护pc机的操作系统，这就在很大程度上限制了学生的个性化实践机会；就电子阅览室而言，由于其对于学生具有很大的开放性，这就招致另外一个问题，就是计算机网络容易被病毒攻击，从而使得计算机软件出现故障甚至崩溃的严重后果。 2 虚拟存储技术的内涵 虚拟存储技术的诞生，最早可追溯到上个世纪七十年代。当时的存储成本高但容量却不大，使得很多应用程序或多程序应用无法实现。同时，当时的数据存储网络中几乎都存在着异构的操作环境，这就使得很多的硬件软件产品之间无法兼容，从而造成了资源浪费和资源配置不合理现象的产生。此外，传统的存储工作主要依赖于人力，常常超越人力所能及的范畴。因此，人们需要一个易于管理的智能化存储管理系统，因而就产生了虚拟存储的概念和技术。从技术本身来说，它是一种智能化的逻辑存储数据的管理方式，基本上克服了物理存储的某些局限, 在充分利用传统物理存储技术优势的基础上，把物理化的设备变成了完全不同的逻辑镜像呈现给用户, 使得用户使用和管理的东西就是一个虚拟化的存储空间而已。换句话说，虚拟存储就是意味着把内存与外存同一化为一个逻辑意义上的具有更大容量的“内 存”。它的诞生和发展，可以在很大程度上满足海量数字信息的存储需求，提高存储空间的利用率。因此，虚拟存储实质上就是通过软硬件的手段来集中管理物理上相对独立存在的多个存储体，因而虚拟存储的容量就是它所集中管理的各个物理存储体的存储容量总和。 3 虚拟存储技术的类型 一般来说，虚拟存储技术包含了基于主机或应用服务器的虚拟化、基于磁盘或磁盘子系统的虚拟化以及基于网络的虚拟化等三种类型的存储方式： 1）基于主机或应用服务器的虚拟化：实现这种虚拟化的存储技术，常见的软件有逻辑卷管理软件，它实质上是通过逻辑单元号在某些物理磁盘上建立逻辑关系的一种虚拟化的磁盘。其中的逻辑单元号是指一个用于区分磁盘或磁盘阵列的以scsi为虚拟基础的标志符号。这种虚拟化的存储表面看来是一个有机的整体化的系统，然而事实上，它的存储后台却是由若干个独立的存储设备构成。在这种虚拟化的存储技术控制下，用户无需直接去控制管理物理存储设备，而系统会自动调节所需磁盘空间且不影响系统的整体运行。但是，该种存储主要是通过软件来实现的，因此，会大大消耗系统cpu的使用周期，从而造成主机的性能瓶颈。此外，每个主机的虚拟化必须通过相对独立的软件安装来完成，因 此，整个系统的可靠性大打折扣。 2）基于存储设备和存储子系统的虚拟化：这种虚拟技术主要适用于异构san架构，独立于主机，以存储为核心的环境。它的存储设备本身不能是异构的，但它可以通过连接多台主机来将同一个阵列上的存储容量划分为多个存储空间，然后再通过阵列控制器来完成虚拟过程。这种虚拟存储是智能化的阵列控制器，它可以让不同的主机系统进行访问，不仅能够整合数据块, 还能提供一些附加的功能等。因此，这种虚拟就是使用特殊算法或映射表，把逻辑存储单元通过存储设备或子系统映射到物理设备上，并最终实现卷的独立。它的主要优势在于：它使存储和主机独立开来，从而不会占用太多的主机资源，使得主机可以充分有效的利用资源。此外，它实现起来也较为容易, 管理也较为便捷，对于用户使用和管理人员管理都是较为开放的。但是, 由于其对于后台的硬件兼容性要求较高，使得存储设备的升级和扩容较为受限制，因而，该种虚拟存储缺乏足够的软件支持，难以实现客户化和进行监控。此外，它也很难实现对于主机的一体化管理，因而，费用花费较多。 3）基于网络的虚拟化：这是近来存储技术工业发展的一个大方向，它主要是在称作为存储局域网的网络内部来完成的，主要通过交换机、路由器、存储服务器来实现虚拟， 同时它也支持带内虚拟。所谓带内虚拟，又称作对称虚拟，是在应用服务器和存储的数据通路内部实现，它可以提高存储设备的利用率，节约管理成本，为用户提供大容量、动态可扩展的虚拟存储空间。还有带外虚拟，即不对称虚拟，是在数据通路外的存储服务器上实现虚拟功能，它有效减少了网络中的数据流量，但却容易受到攻击。最后，还有一种虚拟技术是基于交换机或路由器的，它不需要在主机上安装任何代理软件，但却能提供更强的性能。此外，该种虚拟还具有很强的安全性，对于外来攻击能够更好的防备。但也容易使单个交换机和路由器成为整个系统的瓶颈和故障点。 4 虚拟存储技术在高校教学中的实践性运用 目前，虚拟存储技术具有某些独特之处和使用优势，即它可以提供大容量的高速缓存技术，提高数据传输的速度和整体访问的带宽，并且可以提供高速的磁盘访问速度，从而为存储资源管理提供更好的灵活性。此外，该种虚拟存储技术还可以为系统保持标准的san结构，为系统的扩展和互连提供超大规模的技术保障，并且通过管理软件为网络系统提供一些其他有用的功能。因此，基于这些优势和特点，虚拟存储技术正逐渐成为共享存储管理的主流技术，可以广泛应用于数据镜像，数据复制，磁带备份增强设备和实时数据复本等。而对于高校来说，这些虚拟存储技术主要的应用意义 在于：它具有个性化的配置和灵活管理的优点，因此，具有很强的可管理性、安全性、可扩展性、系统成本及总体带宽性等多方面。我们这里针对高校信息存储主要存在的问题，来一一进行理论与实践的虚拟存储技术的探讨。

1）就多媒体教室而言，由于我国高校目前的多媒体教室更多采用的是传统的个人电脑管理模式，因此，对于其管理和维护就显得比较麻烦，加大了多媒体技术维护人员的工作力度和强度。但是，如果我们把虚拟存储技术应用到高校多媒体教室的管理和维护当中去，就会便于每个教师进行个性化教学，实现各自的教学特色，可以实现多个教室间的资源系统共用，随时随地通过动态映射和灵活计算来访问教室个人设定的教学环境，从而使多个小设备整合成一个有机的整体性设备，从而有效降低设备管理的直接成本。 2）就公共计算机房而言：公共计算机房的主要问题在于设备运行速度缓慢，如果使用合理的存储方案和产品，就可以顺利提高系统的运行速度，保证pc的稳定性，从而妥善解决设备管理者和使用者之间的矛盾。这里，我们主要是使用ip san技术，并有效结合快照技术来新增独特的系统预约、系统还原和ip地址自动分配等多个功能，从而实现 动态的资源部署和配置活动，还可以通过实现隔离和划分来确保数据访问的安全性。此外，该种虚拟存储技术还可以为那些有特殊需要的学生提供独立的可启动操作系统的网络硬盘，以确保学生个人数据的安全性。最后，学生可以通过使用该系统来很好的把知识，理论与实践相结合起来，从而最终极大的提高自身的实际操作能力和整体竞争水平。 3）就电子阅览室而言：由于我国高校电子阅览室主要面临的存储难题就是计算机容易受到病毒的侵犯而导致系统崩溃。因此，为了解决这个问题，我们可以采用2套eva8000存储设备，并分别通过设备端口与对应的盘阵机箱设备端口相连，从而使得具有冗余和负载均衡特性的端口可以顺利访问，保障存储系统的高可用性。教师在上课时，可以通过动态映射功能来实现客户机与只装有该课程内容的网络硬盘绑定，从而有效控制学生的学习效果。此外，该系统还具有系统还原，系统快速恢复和系统预约功能等，能够使该系统轻松应对系统故障，最终提高电子阅览室的使用效率。 5 结束语 总而言之，我国高校教学必须认真分析目前存在的存储技术问题，努力应用虚拟存储技术，不仅解决多媒体教室存储的分散性，还要解决公共计算机房的存储不安全性，更要解决电子阅览室的易受攻击性。只有在高校发展过程中更注