蔣義軍

（西南財(cái)經(jīng)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)信息工程學(xué)院，四川 成都 610074）

遠(yuǎn)程教育服務(wù)平臺(tái)的總線架構(gòu)設(shè)計(jì)*

蔣義軍

（西南財(cái)經(jīng)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)信息工程學(xué)院，四川 成都 610074）

本文通過研究遠(yuǎn)程教育業(yè)務(wù)發(fā)展需求，分析信息化建設(shè)的需求。采用SOA架構(gòu)、總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教育服務(wù)平臺(tái)，增強(qiáng)了系統(tǒng)整體的可靠性、可擴(kuò)展性和靈活性。

遠(yuǎn)程教育；呼叫平臺(tái)；總線架構(gòu)；SOA；ESB

一、概述

在信息技術(shù)迅速發(fā)展的今天，更多的遠(yuǎn)程教育機(jī)構(gòu)借助于信息化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)教育機(jī)構(gòu)與學(xué)生的教學(xué)互動(dòng)，教育機(jī)構(gòu)之間的數(shù)據(jù)共享和信息溝通。遠(yuǎn)程教育本身業(yè)務(wù)已經(jīng)從單一的授課向考試認(rèn)證、數(shù)據(jù)交換、身份驗(yàn)證等多個(gè)方面發(fā)展。遠(yuǎn)程教育服務(wù)平臺(tái)的技術(shù)架構(gòu)需要適應(yīng)業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，并集成各類教育信息系統(tǒng)，使其高速完成系統(tǒng)的集成和數(shù)據(jù)交換，滿足遠(yuǎn)程教育業(yè)務(wù)拓展的功能性需求。

在當(dāng)前的遠(yuǎn)程教育理論中，建立個(gè)性化的教育服務(wù)體系是主體思路。現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)通過語義搜索引擎、數(shù)據(jù)挖掘與人工智能、行為跟蹤等準(zhǔn)確地實(shí)施信息投遞，達(dá)到投入精細(xì)化、效率最大化的教育模式。在這種教育模式中，建立溝通渠道是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。遠(yuǎn)程教育服務(wù)平臺(tái)是這一環(huán)節(jié)的IT映射實(shí)現(xiàn)。

在早期的遠(yuǎn)程教育平臺(tái)IT系統(tǒng)集成過程中，應(yīng)用之間的連接拓?fù)渫ǔＪ屈c(diǎn)對(duì)點(diǎn)、硬編碼以及非標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的。這種緊耦合、細(xì)粒度的互聯(lián)對(duì)于系統(tǒng)快速發(fā)展和變換需要付出較高的后期成本。隨后集成架構(gòu)的發(fā)展經(jīng)歷了以某種核心系統(tǒng)為中心，構(gòu)架互聯(lián)系統(tǒng)的集成應(yīng)用。但這種星形模式受限于核心系統(tǒng)本身，并在業(yè)務(wù)切割和水平發(fā)展上存在著難以重構(gòu)的問題。隨著遠(yuǎn)程教育平臺(tái)各項(xiàng)業(yè)務(wù)功能日益繁多，而原有系統(tǒng)架構(gòu)卻因?yàn)樯鲜鲈?，越來越難以適應(yīng)。建立一個(gè)開放并具有標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議、松散耦合且高度靈活的體系架構(gòu)已成為首選。本文從遠(yuǎn)程教育的服務(wù)平臺(tái)入手分析，討論其應(yīng)對(duì)未來遠(yuǎn)程教育模式的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。

二、遠(yuǎn)程教育平臺(tái)的業(yè)務(wù)需求分析

在遠(yuǎn)程教育活動(dòng)中，建立穩(wěn)定的交流渠道非常重要。通過溝通的建立，可以了解學(xué)生的實(shí)際需求，更好地為他們提供個(gè)性化的教育服務(wù)。遠(yuǎn)程教育平臺(tái)作為業(yè)務(wù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)架構(gòu)，支撐遠(yuǎn)程教育服務(wù)的各類業(yè)務(wù)。服務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)前端所有需求和物理鏈路的匯聚，同時(shí)面對(duì)內(nèi)部復(fù)雜的系統(tǒng)應(yīng)用、流程和服務(wù)，承擔(dān)著主要的業(yè)務(wù)職能?；跇I(yè)務(wù)需求的角度，可通過不同層的概念抽象地描述整個(gè)服務(wù)平臺(tái)系統(tǒng)，如圖1所示。

遠(yuǎn)程教育服務(wù)平臺(tái)可以通過網(wǎng)站服務(wù)、自動(dòng)語音服務(wù)、人工服務(wù)、E-mail、短信等實(shí)現(xiàn)與學(xué)生的交流，通過業(yè)務(wù)處理層和數(shù)據(jù)控制層為學(xué)生提供個(gè)性化的教育服務(wù)。但隨著教育需求的快速發(fā)展，服務(wù)平臺(tái)各層可能需要進(jìn)行快速地組合和變化。每個(gè)層次的變化帶來聚合效應(yīng)的系統(tǒng)變更，系統(tǒng)將變得龐大而不可操控。

三、遠(yuǎn)程教育平臺(tái)的總線架構(gòu)設(shè)計(jì)

基于教育業(yè)務(wù)的多層次需求，采用SOA的服務(wù)模式，建立總線模型可以很好地解決上述問題，實(shí)現(xiàn)多數(shù)據(jù)鏈路、多業(yè)務(wù)系統(tǒng)的交互?？偩€系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖2所示。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)的集成提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的參考模型。

遠(yuǎn)程教育的業(yè)務(wù)中包含了語音呼叫、音視頻點(diǎn)播、專場(chǎng)直播等業(yè)務(wù)。這類業(yè)務(wù)具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)、異地傳輸、多流點(diǎn)播等技術(shù)特征，并且數(shù)據(jù)量大，帶寬要求相對(duì)較高，需要有大量的分發(fā)鏡像機(jī)制實(shí)現(xiàn)。處理這類數(shù)據(jù)的總線我們可以采用媒體鏈路總線。在遠(yuǎn)程教育平臺(tái)中，對(duì)于業(yè)務(wù)流程指令，系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)服務(wù)以及服務(wù)的控制指令等信息，發(fā)送頻率高，數(shù)據(jù)包小，我們可采用信息總線支撐。

因此，服務(wù)平臺(tái)總線包括媒體鏈路總線和信息總線。媒體鏈路總線實(shí)現(xiàn) PSTN （Public Switched Telephone Network公共電話交換網(wǎng)）、PLMN（Public Land Mobile Network公共陸用移動(dòng)電話網(wǎng)）、Internet互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)以及教育科研網(wǎng)的總線集成，為不同的網(wǎng)絡(luò)鏈路實(shí)現(xiàn)鏈路通訊。信息總線通過標(biāo)準(zhǔn)的ESB(Enterprise Service Bus)集成不同的業(yè)務(wù)系統(tǒng)比如教學(xué)系統(tǒng)、考試系統(tǒng)、在線資源系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)的跨越。業(yè)務(wù)處理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)教學(xué)服務(wù)，為教育受眾提供技術(shù)支撐。

1.媒體鏈路總線

目前大量的遠(yuǎn)程教育資源存儲(chǔ)在不同的物理存儲(chǔ)、服務(wù)器硬盤。這些資源包括教育視頻、語音、網(wǎng)絡(luò)電話等數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)包含了NAS、SAN的異構(gòu)架構(gòu)，存儲(chǔ)訪問的協(xié)議包括CIFS、NTFS；鏈接的物理方式異構(gòu)比如FC、IP。遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換時(shí)，需要通過媒體鏈路總線的建設(shè)來解決這類復(fù)雜的體系、接口、協(xié)議的問題。其解決的方式是通過提供不同的網(wǎng)絡(luò)鏈路網(wǎng)關(guān)作為總線適配器（如信令網(wǎng)關(guān)和媒體網(wǎng)關(guān)適配器）實(shí)現(xiàn)不同鏈路的聯(lián)通。媒體鏈路總線從系統(tǒng)架構(gòu)層面降低了遠(yuǎn)程教育的視頻、語音數(shù)據(jù)交互的系統(tǒng)復(fù)雜度，使這類數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通不再成為信息化建設(shè)的瓶頸。

圖3描述媒體鏈路的基本實(shí)現(xiàn)。PSTN是傳統(tǒng)的公共電話交換網(wǎng)絡(luò)，通過媒體網(wǎng)關(guān)控制技術(shù)（MGCP或Megaco/ H.248）中的媒體網(wǎng)關(guān)控制器（MGC：MediaGateway Controller）、媒體網(wǎng)關(guān)(MG：Media Gateway)實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)SS7信令到TCP/(UDP)/IP網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)多路復(fù)用，提高系統(tǒng)承載，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。同時(shí)也可通過信令網(wǎng)關(guān)的轉(zhuǎn)換，采用SIP協(xié)議直接訪問應(yīng)用服務(wù)器資源。這些通訊路徑將從PSTN來的64Kbps話音流壓縮成低速率的IP包交給IP網(wǎng)絡(luò)，返回的數(shù)據(jù)也能通過IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)到PSTN的數(shù)據(jù)反向操作。媒體鏈路總線也可直接通過IP網(wǎng)關(guān)（或交換機(jī)）連接其他的IP網(wǎng)絡(luò)。這種模式在今后的發(fā)展中更易于適應(yīng)IPv6、有線網(wǎng)絡(luò)等其他協(xié)議的接入。

2.信息鏈路總線

遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)往往需要與其他應(yīng)用系統(tǒng)完成身份認(rèn)證、數(shù)據(jù)查詢、信息驗(yàn)證、業(yè)務(wù)表單提交等復(fù)雜的業(yè)務(wù)交互。信息鏈路總線采用基于面向服務(wù)的架構(gòu)，在實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)協(xié)議轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)上著眼于服務(wù)管理。其中，包括服務(wù)的注冊(cè)、管理、發(fā)現(xiàn)與路由，并通過標(biāo)準(zhǔn)的BPEL協(xié)議完成業(yè)務(wù)流程編排，達(dá)到遠(yuǎn)程教育的各項(xiàng)業(yè)務(wù)整合目的。同時(shí)，信息總線通過不同的適配器連接不同的技術(shù)協(xié)議和各業(yè)務(wù)系統(tǒng)交互應(yīng)用，在技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段和業(yè)務(wù)整合能力上具有廣泛的兼容性。

信息總線的功能結(jié)構(gòu)層次如圖4所示。其中包含適配器、協(xié)議轉(zhuǎn)換、流程引擎、服務(wù)管理、數(shù)據(jù)管理和服務(wù)監(jiān)管等多項(xiàng)功能。

四、總線架構(gòu)的性能評(píng)述

在遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)的集成過程中，建立統(tǒng)一的交互渠道是一個(gè)非常復(fù)雜的過程?？偩€技術(shù)為這種復(fù)雜的過程提供技術(shù)支撐，在整體上具有更強(qiáng)的集成能力。

面向服務(wù)的總線架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了服務(wù)重用的能力。通過服務(wù)的重用實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的編排，提升業(yè)務(wù)的靈活性。更重要的是，由于服務(wù)的靈活性，即使已有系統(tǒng)遷移到新的技術(shù)平臺(tái)，甚至是被替代，都不會(huì)影響到依賴于這個(gè)應(yīng)用所提供功能的那些應(yīng)用，從而保證服務(wù)平臺(tái)集成對(duì)變化的適應(yīng)能力，使得業(yè)務(wù)靈活性有一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

在服務(wù)的實(shí)現(xiàn)上，總線平臺(tái)屏蔽服務(wù)的位置和技術(shù)實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。對(duì)于用戶來說，服務(wù)的位置和技術(shù)是透明的。在這種模式下，只要服務(wù)的接口不變，服務(wù)的提供者和用戶都可以改變自己的教學(xué)實(shí)例和服務(wù)實(shí)例。這些改變并不影響整個(gè)系統(tǒng)。對(duì)于業(yè)務(wù)來說，平臺(tái)通過媒體鏈路和交互技術(shù)協(xié)議提供適配和轉(zhuǎn)換，保障媒體信息投遞的路由，可以使業(yè)務(wù)需求得到更靈活和快速的響應(yīng)。

這種平臺(tái)架構(gòu)意味著從傳統(tǒng)應(yīng)用型集成向業(yè)務(wù)型集成轉(zhuǎn)變，從專有型技術(shù)向通用型技術(shù)轉(zhuǎn)變，從集中化建設(shè)向分布化實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)變，降低整體風(fēng)險(xiǎn)，體現(xiàn)了集成標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的發(fā)展方向。

五、結(jié)束語

在遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)中使用總線架構(gòu)建設(shè)遠(yuǎn)程教育服務(wù)平臺(tái)，采用這種結(jié)構(gòu)可以快速地整合新老系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的平滑升級(jí)，并有效解決遠(yuǎn)程教育所面臨的業(yè)務(wù)發(fā)展變化和未來的技術(shù)需求。同時(shí)，采用面向服務(wù)的總線體系架構(gòu)為服務(wù)平臺(tái)本身發(fā)展帶來了新的機(jī)會(huì)。相信在實(shí)際運(yùn)用中，這種模式會(huì)得到不斷完善。☉

[1]David Karr（美）.Service-O riented Architecture:Concepts,Technology,and Design；[M].Prentice HallPTR 2005.

[2]面向服務(wù)的架構(gòu)設(shè)計(jì)[OL].http://www.ibm.com/ developerworks/webservices/library/ws-soa-design1/.

（編輯：隗爽）

TP311

B

1673-8454(2011)23-0060-03

*教育部社科研究基金青年基金項(xiàng)目(編號(hào)11YJCZH 084)。