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摘要：网络存储课程是各大高校开设的专业核心课程之一，本文提出了利用开源数据存储软件结合虚拟机技术虚拟网络存储设备，并提出了网络存储课程虚拟实验平台的解决方案，使得不需要购买昂贵的存储设备也能完成课程的实验教学任务。
关键词：虚拟化；网络存储；网实验教学
中图分类号：TP393.08文献标志码：A 文章编号：
1.引言
近年来随着信息系统的数据量成指数级的增加，业务系统的数据安全已成为企业关注的重点，越来越多的企业开始构建自己的数据中心来保证信息系统关键业务数据的可用性和可靠性。全球各大安全厂商也针对企业的需求推出了内容丰富种类繁多的数据存储产品和相应的网络存储解决方案。网络存储已成为近年来计算机领域发展最快的行业。与此同时企业也需要大量的网络存储领域的专业人员对企业的网络存储产品、数据中心机房进行可靠的、高效的安全管理。
针对目前存储行业的变化和发展，全国各大高校也纷纷开始相应的网络存储课程来培养行业急需的人才。深圳大学在2006年与EMC合作开设了“网络数据存储”课程【1】，深圳信息职业技术学院2014年建设并完成了国家网络专业资源库的建设，该资源库中就包含了“网络数据存储”子课程。“网络数据存储”已成为高校计算机相关专业的一门重要专业核心课程。
1. 网络数据存储课程教学过程中存在的问题
网络存储课程虽然在全国高校开设的专业越来越多，但在课程建设和开发过程中存在的问题也逐步暴露出来，主要体现在以下几个方面：
课程对应的实训设备价格昂贵，构建一个完整的教学实训室需要至少100万的资金投入，这也是该课程建设中面临的主要问题；网络存储相对于其他行业发展较晚，属于新兴行业，行业内企业产品质量参差不齐，不同厂商之间的产品差距，没有统一的行业规范，这对教学设备的采购造成一定困难；存储行业的设备厂商还没有专门针对高校开发的教学设备，目前市面上的存储产品主要针对企业需求开发，强调的是操作界面的友好性，从而屏蔽了大量技术细节，不利于课堂教学。
2.网络存储设备的虚拟仿真
上述网络存储课程开发中存出的主要问题是存储设备的实验教学问题，对此本文提出了利用开源的网络存储项目结合虚拟机构建虚拟的网络存储实验环境。
网络存储中主要的设备是NAS设备和存储存储阵列，本文通过利用FreeNas开源的存储软件结合WMware来构建上述两种网络存储设备，并充分利用WMware虚拟机的网络优势实现不同企业网络存储环境的虚拟仿真。
FreeNAS是目前较为主流的开源NAS项目[2]，它是一个很小的FreeBSD 7.2发行版，并集成了基于m0n0wall的Web管理界面，PHP脚本和文档。FreeNAS基于BSD许可证协议发布，支持很多协议，此外，它还支持软RAID（0，1，5），ZFS和磁盘加密。
（1）在WMware上安装Freenas虚拟机
可以通过将FreeNAS安装在WMware虚拟机上来虚拟机网络存储设备。FreeNAS是基于FreeBSD开发的，在虚拟机上安装Freenas时，应选择相应的FreeBSD操作系统类型，按照正常的安装操作系统方法即可安装完成。
（2）Nas设备的虚拟仿真
FreeNAS支持SMB/CIFS协议，可以用FreeNAS虚拟Nas网络存储设备。在虚拟机中安装好FreeNAS，还需要为其增加NAS对外提供文件服务的硬盘，可直接在虚拟机中增加虚拟硬盘来实现。通过配置FreeNAS的SMB/CIFS组件，设置好相应的硬盘和网络地址nas服务器即可构建成功。
（3）磁盘阵列的虚拟仿真
FreeNAS支持ISCSI协议，可虚拟基于ISCSI协议的磁盘阵列，在虚拟该磁盘阵列时首先要增加一定数量的硬盘作为磁盘阵列的存储介质，然后虚拟若干块高性能的以太网卡来支持ISCSI协议的网络数据存储。相关的硬件WMware虚拟实现，配置可参看FreeNAS的配置文档，本文不做详细说明。
（4）企业数据存储环境的虚拟仿真
本文给出了一个企业最为常见的网络存储环境中的虚拟仿真环境：两台虚拟应用服务器通过交换机与一台虚拟SAN存储设备相连组成SAN网络，提供可靠的应用服务保障。一台虚拟NAS存储设备通过与虚拟交换机与两台虚拟应用服务器的另外一张虚拟网卡相连，对外提供应用服务和文件级网络存储服务。
该首先虚拟两台具有双网卡的虚拟主机，安装相应的操作系统来虚拟应用服务器。另外两台虚拟主机分别添加一定数量的虚拟磁盘并安装FreeNAS管理软件虚拟网络存储设备，其中一台配置NFS协议提供NAS服务，另外一台配置ISCSI协议与服务器组成SAN网络。
该虚拟仿真环境提供了企业网络存储中的基本数据存储环境，使用者可根据实际需求动态的调整网络存储设备的部署位置和数量来完成相应的网络数据存储虚拟环境的搭建。利用该环境可完成诸如RAID数据保护、数据远程备份、SAN环境搭建、NAS环境搭建等相关的网络存储教学实验项目。
3.总结
高校网络数据存储课程开发过程中最大的问题是专业实验室的建设，这需要学校投入大量的资金，许多学校因为没有相应的资金支持，在开设这门课时减少或者取消课程相应的实训内容，已经购买设备建成实验室的高校也存在设备使用与教学内容脱节的问题。本文提出的网络存储设备虚拟化解决方案在一定程度上解决了上述问题，该方案在重庆电子工程职业学院的数据存储与容灾课程的实训教学中取得了良好的教学效果。
[1] 梁正平，网络数据存储课程教学探讨与实践[J].计算机教育，2009（3）：96-98
[2] About FreeNas. [EB/OL]. http：//www.freenas.org/about/features.html
[3]赵俊杰，网络存储安全系统研究综述[J].计算机应用与软件，2008（2）：271-272
[4] 何丰如，网络存储主流技术及其发展趋势[J].广东广播电视大学学报，2009（2）：104-106
[5]张国才，网络存储技术探析[J].山西经济管理干部学院学报，2009（12）：95-97
作者简介：鲁先志（1976—），男，河南濮阳，硕士，讲师，教研室主任，主要研究方向为云计算和网络安全.
关键词：虚拟化；网络存储；网实验教学
中图分类号：TP393.08文献标志码：A 文章编号：
1.引言
近年来随着信息系统的数据量成指数级的增加，业务系统的数据安全已成为企业关注的重点，越来越多的企业开始构建自己的数据中心来保证信息系统关键业务数据的可用性和可靠性。全球各大安全厂商也针对企业的需求推出了内容丰富种类繁多的数据存储产品和相应的网络存储解决方案。网络存储已成为近年来计算机领域发展最快的行业。与此同时企业也需要大量的网络存储领域的专业人员对企业的网络存储产品、数据中心机房进行可靠的、高效的安全管理。
针对目前存储行业的变化和发展，全国各大高校也纷纷开始相应的网络存储课程来培养行业急需的人才。深圳大学在2006年与EMC合作开设了“网络数据存储”课程【1】，深圳信息职业技术学院2014年建设并完成了国家网络专业资源库的建设，该资源库中就包含了“网络数据存储”子课程。“网络数据存储”已成为高校计算机相关专业的一门重要专业核心课程。
1. 网络数据存储课程教学过程中存在的问题
网络存储课程虽然在全国高校开设的专业越来越多，但在课程建设和开发过程中存在的问题也逐步暴露出来，主要体现在以下几个方面：
课程对应的实训设备价格昂贵，构建一个完整的教学实训室需要至少100万的资金投入，这也是该课程建设中面临的主要问题；网络存储相对于其他行业发展较晚，属于新兴行业，行业内企业产品质量参差不齐，不同厂商之间的产品差距，没有统一的行业规范，这对教学设备的采购造成一定困难；存储行业的设备厂商还没有专门针对高校开发的教学设备，目前市面上的存储产品主要针对企业需求开发，强调的是操作界面的友好性，从而屏蔽了大量技术细节，不利于课堂教学。
2.网络存储设备的虚拟仿真
上述网络存储课程开发中存出的主要问题是存储设备的实验教学问题，对此本文提出了利用开源的网络存储项目结合虚拟机构建虚拟的网络存储实验环境。
网络存储中主要的设备是NAS设备和存储存储阵列，本文通过利用FreeNas开源的存储软件结合WMware来构建上述两种网络存储设备，并充分利用WMware虚拟机的网络优势实现不同企业网络存储环境的虚拟仿真。
FreeNAS是目前较为主流的开源NAS项目[2]，它是一个很小的FreeBSD 7.2发行版，并集成了基于m0n0wall的Web管理界面，PHP脚本和文档。FreeNAS基于BSD许可证协议发布，支持很多协议，此外，它还支持软RAID（0，1，5），ZFS和磁盘加密。
（1）在WMware上安装Freenas虚拟机
可以通过将FreeNAS安装在WMware虚拟机上来虚拟机网络存储设备。FreeNAS是基于FreeBSD开发的，在虚拟机上安装Freenas时，应选择相应的FreeBSD操作系统类型，按照正常的安装操作系统方法即可安装完成。
（2）Nas设备的虚拟仿真
FreeNAS支持SMB/CIFS协议，可以用FreeNAS虚拟Nas网络存储设备。在虚拟机中安装好FreeNAS，还需要为其增加NAS对外提供文件服务的硬盘，可直接在虚拟机中增加虚拟硬盘来实现。通过配置FreeNAS的SMB/CIFS组件，设置好相应的硬盘和网络地址nas服务器即可构建成功。
（3）磁盘阵列的虚拟仿真
FreeNAS支持ISCSI协议，可虚拟基于ISCSI协议的磁盘阵列，在虚拟该磁盘阵列时首先要增加一定数量的硬盘作为磁盘阵列的存储介质，然后虚拟若干块高性能的以太网卡来支持ISCSI协议的网络数据存储。相关的硬件WMware虚拟实现，配置可参看FreeNAS的配置文档，本文不做详细说明。
（4）企业数据存储环境的虚拟仿真
本文给出了一个企业最为常见的网络存储环境中的虚拟仿真环境：两台虚拟应用服务器通过交换机与一台虚拟SAN存储设备相连组成SAN网络，提供可靠的应用服务保障。一台虚拟NAS存储设备通过与虚拟交换机与两台虚拟应用服务器的另外一张虚拟网卡相连，对外提供应用服务和文件级网络存储服务。
该首先虚拟两台具有双网卡的虚拟主机，安装相应的操作系统来虚拟应用服务器。另外两台虚拟主机分别添加一定数量的虚拟磁盘并安装FreeNAS管理软件虚拟网络存储设备，其中一台配置NFS协议提供NAS服务，另外一台配置ISCSI协议与服务器组成SAN网络。
该虚拟仿真环境提供了企业网络存储中的基本数据存储环境，使用者可根据实际需求动态的调整网络存储设备的部署位置和数量来完成相应的网络数据存储虚拟环境的搭建。利用该环境可完成诸如RAID数据保护、数据远程备份、SAN环境搭建、NAS环境搭建等相关的网络存储教学实验项目。
3.总结
高校网络数据存储课程开发过程中最大的问题是专业实验室的建设，这需要学校投入大量的资金，许多学校因为没有相应的资金支持，在开设这门课时减少或者取消课程相应的实训内容，已经购买设备建成实验室的高校也存在设备使用与教学内容脱节的问题。本文提出的网络存储设备虚拟化解决方案在一定程度上解决了上述问题，该方案在重庆电子工程职业学院的数据存储与容灾课程的实训教学中取得了良好的教学效果。
[1] 梁正平，网络数据存储课程教学探讨与实践[J].计算机教育，2009（3）：96-98
[2] About FreeNas. [EB/OL]. http：//www.freenas.org/about/features.html
[3]赵俊杰，网络存储安全系统研究综述[J].计算机应用与软件，2008（2）：271-272
[4] 何丰如，网络存储主流技术及其发展趋势[J].广东广播电视大学学报，2009（2）：104-106
[5]张国才，网络存储技术探析[J].山西经济管理干部学院学报，2009（12）：95-97
作者简介：鲁先志（1976—），男，河南濮阳，硕士，讲师，教研室主任，主要研究方向为云计算和网络安全.