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在多媒體教學(xué)環(huán)境中，為了管理和維護(hù)的方便，學(xué)校計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中的計(jì)算機(jī)都采用了硬件或軟件的保護(hù)系統(tǒng)，系統(tǒng)一旦被重新啟動，教師和學(xué)生課堂上的工作成果都不會被保存。這樣降低了教師教學(xué)資源的課后利用率，同時也給學(xué)生課后繼續(xù)完成課堂上未完成的實(shí)驗(yàn)帶來了不便。針對以上情況，該文提出專用教學(xué)資源文件服務(wù)器的概念，其中主要應(yīng)用RAID和磁盤配額技術(shù)，教師的教學(xué)資料教案等可以在課后仍然被訪問到，方便學(xué)生學(xué)習(xí)，而學(xué)生也可以把自己的作業(yè)文件存儲到自己的空間中去，使教學(xué)資源利用率達(dá)到最大化，進(jìn)而大幅度地提高教學(xué)效果。
在現(xiàn)代化教學(xué)環(huán)境中，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中的多媒體教學(xué)得到了廣泛推廣和應(yīng)用。但為了便管理和維護(hù)，保障教學(xué)，計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)室中的計(jì)算機(jī)都采用了保護(hù)系統(tǒng)。這樣，教師在下課后，教學(xué)課件和教學(xué)資料就不能被學(xué)生繼續(xù)訪問，每位教師再上課時就不得不重新安裝。當(dāng)學(xué)生沒有完成課堂上的練習(xí)，機(jī)器被重新啟動后，如果再次進(jìn)入系統(tǒng)的時候，就必須要從頭做起。這樣既浪費(fèi)時間，也不利于學(xué)習(xí)和教學(xué)的連續(xù)性。即使學(xué)生自己準(zhǔn)備了U盤，但如果做大型的圖畫時也會遇到空間不夠的情況。為了解決上述問題，提出了專用教學(xué)資源文件服務(wù)器的概念，專門存儲教學(xué)資源，供學(xué)生和教師共同利用。由于教學(xué)資源文件器所需要的空間巨大，為了保障響應(yīng)速度和性能，同時控制每個用戶的磁盤空間使用容量，我們采用了RAID技術(shù)和磁盤配額技術(shù)。
RAID技術(shù)回顧
RAID:為Redundant Arrays of Independent Disks 的簡稱，中文為廉價冗余磁盤陣列。在1987年由美國柏克萊大學(xué)提出RAID(Redundant Arrays of Independent Disks)理論，作為高性能的存儲系統(tǒng)，已經(jīng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用[2]。RAID的初衷主要是把多塊獨(dú)立的硬盤(物理硬盤)按不同方式組合起來形成一個硬盤組(邏輯硬盤)，從而提供比單個硬盤更高的存儲性能和提供數(shù)據(jù)冗余的技術(shù)[2]。隨著RAID技術(shù)的逐漸普及應(yīng)用，RAID技術(shù)的各方面得到了很大的發(fā)展�，F(xiàn)在，RAID從最初的RAID0-RAID5，又增加了RAID0+1和RAID0+5等不同的陣列組合方式。但常用的RAID陣列主要有RAID0，RAID1，RAID5和RAID0+1。
常用RAID技術(shù)介紹
RAID0又稱為Stripe，為非冗余方式，I/O吞吐量高，它把連續(xù)的數(shù)據(jù)分散到多個磁盤上存取。但數(shù)據(jù)的容錯度比單盤更低，安全性差，構(gòu)成陣列的任何一塊硬盤的損壞都將帶來災(zāi)難性的損失。RAID1為鏡像方式，數(shù)據(jù)傳輸率和容錯度都很高，由于一半的磁盤容量作為備份，價格昂貴。RAID3和RAID4都具有專門的數(shù)據(jù)校驗(yàn)盤，有很高的數(shù)據(jù)傳輸速率，但每次寫數(shù)據(jù)的時候，都必須向校驗(yàn)盤中進(jìn)行寫操作，工作負(fù)載不平衡，不僅容易導(dǎo)致專用校驗(yàn)盤造成損壞，而且還容易造成瓶頸。與RAID3和RAID4不同的是，RAID5被認(rèn)為是一種較好的方式，校驗(yàn)數(shù)據(jù)分散放置，避免了專用數(shù)據(jù)校驗(yàn)盤的瓶頸，即使陣列中的一塊硬盤發(fā)生故障，系統(tǒng)也可以使用保存在其它硬盤上的奇偶校驗(yàn)信息恢復(fù)故障硬盤的數(shù)據(jù)，繼續(xù)進(jìn)行正常工作。RAID0+1是對RAID0陣列做鏡像，這是一種Dual Level Raid ,有人也稱為RAID10，是兩組硬盤先做RAID0，組成兩個大容量的邏輯硬盤，再互相鏡像。
如何選擇RAID
由于RAID的存儲方式多種多樣，某些RAID強(qiáng)調(diào)速度，而有一些則強(qiáng)調(diào)性能和可靠性，必須要根據(jù)所要完成的任務(wù)科學(xué)合理地選擇，在滿足工作需要的情況下得到最高的性價比。王宇[3]在廉價磁盤冗余陣列RAID的技術(shù)策略[3]一文中提出，在實(shí)際選擇RAID時，通常要考慮以下五個因素:容納的用戶數(shù)量，數(shù)據(jù)預(yù)期的最大傳輸數(shù)率，數(shù)據(jù)塊的大小，數(shù)據(jù)塊所需要的訪問類型(直接或間接)，I/O讀和寫的比例，給出了如下的決策樹[3]:
圖1 實(shí)際選擇RAID時決策樹
http://www.raidcn.com/upfiles/200733153458.jpg
教學(xué)文件服務(wù)器選擇RAID原則
根據(jù)上面的決策樹，在我們?yōu)榻處熀蛯W(xué)生提供的教學(xué)資源文件服務(wù)器系統(tǒng)中，由于操作系統(tǒng)非常重要，一旦系統(tǒng)癱瘓，將導(dǎo)致教學(xué)資源不可用，所以存儲文件服務(wù)器操作系統(tǒng)的磁盤系統(tǒng)應(yīng)該采用RAID1，即如果一個硬盤發(fā)生了故障，另一個硬盤中仍然保留了一份完整的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)仍然可以正常工作，為教學(xué)服務(wù)。另外，由于為存儲教學(xué)資源需要很大的空間，用戶數(shù)量較多，要求訪問的速度快，并且需要一定的容錯性和可靠性，隨機(jī)地?cái)?shù)據(jù)傳輸，讀寫是并行的，所以在為每位教師和學(xué)生分配的空間中，也就是真正存儲教師和學(xué)生的教學(xué)資源的磁盤應(yīng)該采用RAID5。磁盤配額
運(yùn)用磁盤配額原因
在解決了存儲教學(xué)資源的磁盤類型之后，管理員要面臨的另外一個問題就是如何合理有效地分配空間，也就是根據(jù)需求限制用戶一次性地訪問服務(wù)器磁盤資源的卷空間數(shù)量。這樣做的目的就是防止個別客戶機(jī)過量地占用服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)資源，甚至有可能幾個人就把磁盤用盡，導(dǎo)致其他客戶機(jī)無法訪問服務(wù)器和存儲文件。在WINDOWS2000中，運(yùn)用磁盤配額管理，這樣的問題非常容易解決，所有用戶都可以公平地使用磁盤空間。
WINDOWS2000中磁盤配額使用
WINDOWS2000的磁盤配額限制了客戶機(jī)用戶對磁盤空間的無限使用，是基于用戶和卷的，也就是說磁盤配額的設(shè)置是針對各個用戶而不是組的，限額的磁盤是WINDOWS卷，而不是各個物理硬盤，其中卷可以跨越幾個物理硬盤或者一個硬盤有幾個卷。在WINDOWS2000中設(shè)置磁盤配額時，啟用磁盤配額的卷必須是NTFS文件系統(tǒng)，配額是磁盤的配額而不是目錄的配額，磁盤的用量是基于文件和文件夾的所有者來計(jì)算的，磁盤配額不檢查文件的壓縮狀態(tài)，按照文件的非壓縮狀態(tài)計(jì)算，客戶機(jī)用戶所看到的剩余磁盤空間是基于配額限度計(jì)算的。
實(shí)現(xiàn)方法
實(shí)現(xiàn)RAID和在WINDOWS2000中運(yùn)用磁盤配額
通過軟件或硬件都可以實(shí)現(xiàn)RAID，其中軟件實(shí)現(xiàn)RAID需要操作系統(tǒng)的支持，而硬件實(shí)現(xiàn)就要使用專用的RAID卡來實(shí)現(xiàn)。在軟件RAID中，由于是在操作系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn)RAID的，軟RAID并不能保護(hù)系統(tǒng)盤的，一旦系統(tǒng)崩潰重新安裝時，RAID的信息也會隨之丟失。在硬件RAID中，硬件RAID是采用集成的陣列卡或?qū)Ｓ玫年嚵锌▉砜刂朴脖P驅(qū)動器，這樣可以極大地節(jié)省服務(wù)器系統(tǒng)CPU和操作系統(tǒng)的資源，從而大大提高服務(wù)器的性能�；谏鲜鲈�，建議使用硬件實(shí)現(xiàn)RAID，然后在WINDOWS2000中應(yīng)用磁盤配額。
而在實(shí)際應(yīng)用中，存儲教學(xué)資源文件服務(wù)器操作系統(tǒng)的磁盤采用RAID1，存儲教師和學(xué)生教學(xué)資源的磁盤采用RAID5，這就要求RAID卡至少是雙通道的，其中一個支持RAID1，另外一個支持RAID5。
具體實(shí)現(xiàn)的步驟如下:
a)開機(jī)前，檢查RAID卡對PCI的接插，與支持熱插拔的SCSI線是否連接好。
b)開機(jī)后，將硬盤中的兩塊設(shè)置成RAID1，供安裝操作系統(tǒng)使用，將其余設(shè)置成RAID5，供存儲教師和學(xué)生的教學(xué)資源使用。
c)安裝操作系統(tǒng)后，在WIDNOWS2000的用戶和組的管理中，為每位教師和學(xué)生創(chuàng)建教師和學(xué)生賬戶。
d)在設(shè)置為RAID5的磁盤空間中創(chuàng)建教師和學(xué)生文件夾，并將文件夾的名稱分別與教師和學(xué)生賬戶名相對應(yīng)。
e)將學(xué)生文件夾分別共享給對應(yīng)的學(xué)生賬戶，要刪除共享權(quán)限中的Everyone組，添加與文件夾名同名的學(xué)生賬戶，權(quán)限應(yīng)為更改和讀取。
f)將教師文件夾分別共享給對應(yīng)的教師賬戶，共享權(quán)限中的Everyone組的權(quán)限為讀取，添加與文件夾名同名的教師賬戶，權(quán)限應(yīng)為更改和讀取。至此共享文件夾與賬戶之間形成了一一對應(yīng)的關(guān)系。這樣學(xué)生賬戶只能訪問他自己的空間，而教師賬戶可以訪問自己的空間，并且教師資源可以被其它客戶機(jī)用戶瀏覽。
g)找到磁盤為RAID5的邏輯盤符，配置WIDNOWS2000中的磁盤配額[4]。
小結(jié)
在現(xiàn)代化的教學(xué)環(huán)境中，針對現(xiàn)有管理和利用教學(xué)資源時存在的問題，提出了專用教學(xué)資源文件服務(wù)器概念，其中主要采用RAID和磁盤配額技術(shù)，使教師和學(xué)生充分利用了現(xiàn)代化的教學(xué)手段，教學(xué)資源利用率達(dá)到最大化，教師的教案教學(xué)資料在課后也可以被學(xué)生共享，供學(xué)生復(fù)習(xí)，而學(xué)生也可以在課后繼續(xù)完成他們在課堂上未及時完成的任務(wù)，教與學(xué)連續(xù)而不中斷，極大地提高了教學(xué)效果。
本文來自ChinaUnix博客，如果查看原文請點(diǎn)：http://blog.chinaunix.net/u2/69258/showart_721767.html |
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發(fā)表于 2008-05-31 19:47
