陳藝卓++李俊青

摘要：該文從教學(xué)資源共享平臺的現(xiàn)狀入手，全面剖析了目前此類平臺普遍存在的問題，并提出了基于SaaS的教學(xué)資源共享平臺，設(shè)計了一個教學(xué)資源共享平臺的架構(gòu)。為教學(xué)資源平臺的建設(shè)提供了基礎(chǔ)，使得優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源能夠被更加有效的利用。

關(guān)鍵詞：SaaS； 教學(xué)資源； 共享平臺；云計算； hadoop

中圖分類號：TP311 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）15-3607-03

The Study of Teaching Resources Sharing Platform Based on SaaS

CHEN Yi-zhuo， LI Jun-qing

（Hainan College of software Technology， Qionghai 571400， China）

Abstract： This paper proposes building a teaching resources sharing platform based on SaaS and designs a framework for the platform by studying the situation of the current teaching resources sharing platforms and analyzing their common problems. It provides the basis for the construction of a teaching resources sharing platform so that excellent teaching resources can be used effectively.

Key words： SaaS； teaching resources； sharing platform； cloud computing； Hadoop

1 研究背景

教學(xué)資源是指按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，根據(jù)課程內(nèi)在邏輯關(guān)系構(gòu)建的數(shù)字化媒體素材、知識點素材和教學(xué)案例素材等。教學(xué)資源共享的目的在于整合各個學(xué)校優(yōu)秀的教學(xué)資源，實現(xiàn)資源共享，從而提高教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量，促進教育技術(shù)和課程的整合。近年來，很多學(xué)校都組織開展了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源建設(shè)，建設(shè)了一大批精品課程、網(wǎng)絡(luò)課程和課程資源庫，教學(xué)資源共享得到了空前的發(fā)展。

隨著研究的不斷深入，對教學(xué)資源共享的要求不斷提高，但經(jīng)過一段時間的探索，傳統(tǒng)的教學(xué)資源共享普遍暴露出了一些問題。首先是資源共享缺乏統(tǒng)一的資源建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和資源交流平臺。很多的學(xué)校機構(gòu)根據(jù)自身實際需要開發(fā)教學(xué)資源共享平臺，由于各平臺數(shù)據(jù)庫接口不一致，導(dǎo)致各平臺各自為戰(zhàn)，無法實現(xiàn)平臺間的教學(xué)資源共享。其次是教學(xué)資源共享平臺建設(shè)缺乏合理規(guī)劃，各個機構(gòu)重復(fù)建設(shè)，造成資源浪費，無法真正實現(xiàn)對優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的互通，信息孤島現(xiàn)象普遍存在。最后是教學(xué)資源搜索引擎的查全率不高，各部門所建設(shè)的資源構(gòu)成復(fù)雜，因此資源庫中資源來源復(fù)雜，資源具有異構(gòu)性、動態(tài)性、格式多樣性、跨組織性等特點。如何準(zhǔn)確完整輸出用戶搜索結(jié)果、提高搜索效率就成為教學(xué)資源共享平臺亟待解決的重要問題。

2 研究的意義

綜合上述研究背景的分析，為了更好的實現(xiàn)教學(xué)資源共享，需要建立一個性能穩(wěn)定、功能強大的統(tǒng)一平臺來作為支撐，使用標(biāo)準(zhǔn)接口統(tǒng)一各學(xué)校和部門的資源，并對異構(gòu)、動態(tài)的資源進行整合，從而建立高效、優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源共享機制。目前能夠勝任這一艱巨工作的就是云計算，云計算是繼1980年代大型計算機到客戶端服務(wù)器的大轉(zhuǎn)變之后的又一種巨變，用戶不需要了解“云”中基礎(chǔ)設(shè)施的細節(jié)，不必具有相應(yīng)的專業(yè)知識，也無需直接進行控制。[2][3]

云計算的根本出發(fā)點就是信息的融合、存儲以及通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)進行共享，這樣資源的建設(shè)者可以很方便地通過網(wǎng)絡(luò)來不斷豐富資源。由于云具有海量存儲信息的能力，全世界范圍內(nèi)的數(shù)字資源都可以存到云端的服務(wù)器中，管理者只需對資源進行歸類、管理和制定相應(yīng)的訪問規(guī)則。用戶只需按規(guī)則訪問就可以獲取資源，并且用戶和管理者可對既有的內(nèi)容進行補充與修改。

3 SaaS簡介

美國國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究院的云計算定義中明確了三種服務(wù)模式：軟件即服務(wù)（SaaS）、平臺即服務(wù)（PaaS）和基礎(chǔ)架構(gòu)即服務(wù)（IaaS） [4]。其中Saas軟件實際上是一種主機部署，它的基本表現(xiàn)形式為：應(yīng)用軟件統(tǒng)一部署在SaaS服務(wù)器上，軟件用戶可根據(jù)實際需求，以租用的方式，通過Internet訂購所需的軟件服務(wù)，按照訂購服務(wù)的類型、用戶數(shù)量、訂購時間等向服務(wù)器供應(yīng)商支付費用，并通過Internet獲得服務(wù)商提供的服務(wù)。在Saas模式下，用戶不需要購買軟件，不需要獲得軟件許可，不需要負擔(dān)高額的專用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和人員費用，只需要向SaaS供應(yīng)商租用相應(yīng)軟件功能，通過Internet就可以享受專業(yè)的硬件、軟件和維護服務(wù)，享有軟件使用權(quán)，從而大大降低了購買、建設(shè)和維護的成本。

4 平臺的設(shè)計

通過研究云平臺的相關(guān)原理和技術(shù)，架構(gòu)在提供元數(shù)據(jù)聯(lián)合編目服務(wù)和全局資源調(diào)度功能的公共云服務(wù)中心之上的SaaS的服務(wù)支撐平臺，構(gòu)建提供統(tǒng)一身份服務(wù)、認證服務(wù)、訪問控制服務(wù)、應(yīng)用注冊等共性服務(wù)的通用資源管理平臺UTRS。UTRS底層與資源存儲云中的目錄庫、資源庫相連，通過授權(quán)認證機制為互聯(lián)網(wǎng)用戶提供一個可視化的Web Service頁面，來獲取各類資源云中的海量數(shù)字教學(xué)資源。從使用流程上看，UTRS 可分為資源建設(shè)、資源評審入庫和資源利用三個層次，采用松散結(jié)構(gòu)，完成部分教學(xué)資源的集成。利用云計算的虛擬化技術(shù)，將高?，F(xiàn)有的硬件設(shè)備通過開源軟件進行虛擬化，并與公共服務(wù)區(qū)域上的其他軟硬件資源結(jié)合形成資源池，并將資源池的資源二次按需分配。資源池提供了大規(guī)模分布式存儲，這些分布式存儲為目前現(xiàn)有的教學(xué)資源構(gòu)建透明化的數(shù)據(jù)中心——教學(xué)資源存儲云，同時研究資源池還提供高效計算、高并發(fā)性等，要求云計算平臺上通過與教學(xué)資源存儲云特有的接口互聯(lián)，搭建一個引入激勵機制的通用資源管理平臺，為各類用戶提供一個參與各類教學(xué)資源共建、共享及統(tǒng)一管理的平臺，促進教學(xué)資源的共享，其云服務(wù)模型如圖 1所示。endprint

通過對現(xiàn)有海南省內(nèi)教學(xué)資源的數(shù)據(jù)組成、數(shù)據(jù)類型、存儲分布、存儲和交換需求等進行分析，結(jié)合云存儲的特點，將相關(guān)存儲設(shè)備等通過虛擬化技術(shù)進行整合，將教學(xué)資源存儲至一個存儲空間大小按需分配、靈活擴展的云上，形成教學(xué)資源存儲云。教學(xué)資源存儲云內(nèi)部的架構(gòu)是看不見的，各院校只需通過其提供的接口直接與存儲云上的數(shù)據(jù)資源進行交互，進行各類資源的訪問調(diào)用。根據(jù)教學(xué)資源的不同提供方式，把教學(xué)資源存儲云劃分為三種：公共存儲云、私有存儲云、第三方存儲云，如圖 2所示。

其中公共云是指所有組件都部署在防火墻外部的共享基礎(chǔ)設(shè)施里，用戶可以通過安全的互聯(lián)網(wǎng)直接對其進行訪問。私有云的組件一般都搭建在防火墻的內(nèi)部，所有數(shù)據(jù)資源保存在內(nèi)部并被內(nèi)部直接控制。第三方云是將資源存放在其它服務(wù)供應(yīng)商的服務(wù)器中，和私有云類似，用戶通過授權(quán)認證接口對私有云和第三方云進行訪問。公共云具有高可擴展性，但往往性能滯后。私有云一般具有較高的可靠性，但可擴展性卻受限。第三方云一般具有良好的可靠性和可擴展性，但往往需要增加額外的開銷。這三種資源云各有優(yōu)勢，需要靈活的加以利用。

通過研究建立公共云服務(wù)中心之上的服務(wù)支撐平臺，構(gòu)建提供統(tǒng)一身份服務(wù)、認證服務(wù)、訪問控制服務(wù)、應(yīng)用注冊等共性服務(wù)的通用資源管理平臺。管理平臺模型如圖 3所示。

用戶和管理員進入系統(tǒng)要通過統(tǒng)一的身份授權(quán)認證，保證系統(tǒng)資源的安全。管理員對資源和用戶進行管理，資源在使用的過程中用戶要對其進行星級評定和意見反饋，不斷完善教學(xué)資源建設(shè)，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源共享。為了調(diào)動用戶參與資源建設(shè)和評價的積極性，資源共享系統(tǒng)必須建立相應(yīng)的獎勵機制，以促進和吸引更多的個人、集體參與共享，擴大共享范圍，提高共享水平。

平臺的核心是構(gòu)建分布式的存儲云。在云計算的大家族中，Hadoop因其免費開源和良好的性能，獲得了廣大用戶的肯定。Hadoop是一個分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)架構(gòu)，是一個能夠?qū)Ａ繑?shù)據(jù)進行分布式處理的應(yīng)用框架，由Apache基金會所開發(fā)。Hadoop框架的核心內(nèi)容是HDFS和MapReduce，其中HDFS提供了海量數(shù)據(jù)的存儲，MapReduce提供了對數(shù)據(jù)的計算。Hadoop實現(xiàn)的分布式文件系統(tǒng)HDFS有著高容錯性的特點，他的存儲策略可以比較完美的解決因節(jié)點失效而導(dǎo)致的應(yīng)用崩潰問題。

首先平臺搭建了基于Hadoop的服務(wù)器集群，Master和Slave是Hadoop集群中兩個最重要的角色，測試階段的平臺由兩臺服務(wù)器構(gòu)成，一臺Master服務(wù)器，一臺Slave服務(wù)器，之后隨著系統(tǒng)的擴充可以隨意添加Slave服務(wù)器。Hadoop需要運行在Linux平臺上，我們選擇了免費的CentOS操作系統(tǒng)，CentOS是一個基于Red Hat的開源企業(yè)級Linux發(fā)行版本。因為Hadoop是通過SSH進行通信的，為了避免每次通信都要輸入密碼，需要將SSH的密碼設(shè)置為空。隨后將分布式文件系統(tǒng)格式化后使用start-all腳本來啟動所有節(jié)點。Hadoop提供了強大的FileSystem API來操作HDFS，最后只需利用其搭建起教學(xué)資源共享平臺即可。

5 結(jié)束語

本文設(shè)計了一種基于SaaS的教學(xué)資源共享平臺架構(gòu)，它能夠更加高效的利用優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，提供一個開放的、經(jīng)濟的、靈活的、自由的資源共享模式。基于本文實現(xiàn)的教學(xué)資源共享平臺，能夠大大提高教學(xué)資源的管理水平和工作效率，降低教學(xué)和管理成本。

參考文獻：

[1] 國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）[EB/OL]. [2011].http：//www.gov.cn/jrzg/2010-07/29/content_1667143.htm.

[2] Gartner Says Cloud Computing Will Be As Influential As E-business. Gartner.com. [2010-08-22].

[3] Gruman， Galen. What cloud computing really means. InfoWorld. （2008-04-07）[2009-06-02].

[4] 4.0 4.1 4.2 NIST. 美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院對云計算的定義[S]. 美國國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究院，2011年9月 [2013年1月12日].

[5] 海南省優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源共享平臺[DB].[2011-12-20]. http：//210.37.40.18/eol/homepage/common/opencourse/index.jsp.

[6] 海南省教育廳信息中心.海南省中小學(xué)資源平臺[DB/OL]. [2011-12-10].http：//202.100.252.130：82/.

[7] 海南省教育研究培訓(xùn)院.海南基礎(chǔ)教育服務(wù)平臺[EB/OL]. [2011-12-10].http：//res.hersp.com/.

[8] 云界漫步.云計算發(fā)展現(xiàn)狀概述[EB/OL]. [2011-12-]

[10] http：//virtualman.blog.51cto.com/200540/476615.endprint