章戰(zhàn)士

[摘 要] 學(xué)習(xí)資源建設(shè)是開展遠(yuǎn)程教育活動的基礎(chǔ)和核心，必須加強學(xué)習(xí)資源的建設(shè)和管理。雖然學(xué)習(xí)資源的數(shù)量總是不斷增加，但是這些資源的質(zhì)量有好有壞，由于有大量的重復(fù)建設(shè)的現(xiàn)象，導(dǎo)致一些重復(fù)的內(nèi)容出現(xiàn)，同時缺少對資源的有效管理。當(dāng)學(xué)習(xí)資源處于無序且極為分散的狀態(tài)下，會使資源利用率大大降低，資源的有效共享也會受到一定的破壞，這是學(xué)習(xí)資源信息化建設(shè)所面臨的巨大的挑戰(zhàn)。遠(yuǎn)程教育因信息技術(shù)的飛速發(fā)展而加速了現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程。其中，云計算技術(shù)的應(yīng)用能夠有效提高資源共享效率，統(tǒng)一管理與組織學(xué)習(xí)資源，是遠(yuǎn)程教育信息化發(fā)展中最為關(guān)鍵的一步，對于學(xué)習(xí)型社會以及終身教育體系的構(gòu)建同樣具有積極的意義。

[關(guān)鍵詞] 云計算；遠(yuǎn)程教育；資源共享

[中圖分類號] G647 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2014）15- 0139- 02

1 云計算概述

作為一種新興的商業(yè)計算模式，云計算是指通過在由大量計算機構(gòu)成的資源環(huán)境中將計算任務(wù)進(jìn)行分布，根據(jù)相關(guān)需要，使所有應(yīng)用系統(tǒng)都能夠獲得存儲空間、計算能力以及各種所需的軟件服務(wù)。云計算是分布式計算、效用計算、虛擬化、網(wǎng)格計算、并行計算、網(wǎng)絡(luò)存儲、負(fù)載均衡等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與傳統(tǒng)的計算機技術(shù)相融合的產(chǎn)物。很多業(yè)界人士認(rèn)為服務(wù)技術(shù)與各種先進(jìn)的計算方法的集大成者形成了云計算。云計算是網(wǎng)絡(luò)信息共享的一種交付模式，而云服務(wù)的使用者只在意其提供的服務(wù)本身，對于這些基礎(chǔ)設(shè)施是否實現(xiàn)并不會關(guān)注。我們常常提到的“云”指的是一個裝載資源的無限空間，它是一個虛擬化的概念。其本身的軟件與硬件都是一種資源，而且被當(dāng)作一種服務(wù)，用戶可以依靠互聯(lián)網(wǎng)的支持根據(jù)需要進(jìn)入訪問或使用。站在用戶的角度來看，這些都是具有無限性的資源，我們可以依據(jù)自己的需要來自行配置與擴展。這些資源理論上可以以資源共享的方式分布存在，但是真正形成并展現(xiàn)在我們面前的卻是一種單一性的存在。用戶只要根據(jù)自己實際需要去使用云資源，同時根據(jù)資源的使用情況支付費用即可，而不必去管理這些資源。

云計算平臺實際上就是一個擁有強大資源的云服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，與大量的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)計算相連接，所有的服務(wù)器都通過虛擬化技術(shù)而使能力得到擴展，同時云計算平臺將這些資源有機結(jié)合，在“云”端的服務(wù)器集群中將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和存儲，最后通過一個大型的數(shù)據(jù)處理中心對其進(jìn)行統(tǒng)一管理，提供計算機的超級存儲能力，而用戶可以使用Web瀏覽器進(jìn)行注冊、登錄以及獲得定制服務(wù)。當(dāng)用戶取得了相應(yīng)的權(quán)限之后，可以定制相應(yīng)的服務(wù)列表，如果有需要也可以根據(jù)定制列表做退訂操作。當(dāng)用戶對自己所需要的服務(wù)進(jìn)行選擇后，可以發(fā)送請求至管理系統(tǒng)的服務(wù)器，系統(tǒng)會接收用戶提出的請求同時進(jìn)行驗證，當(dāng)驗證通過后，系統(tǒng)會智能地將資源調(diào)度和部署。對于云平臺上所有資源的使用情況，可以通過資料監(jiān)控系統(tǒng)的實時監(jiān)控進(jìn)行了解，快速做出響應(yīng)，將節(jié)點之間進(jìn)行負(fù)載均衡且同步的配置，處理好用戶請求，為用戶提供計算的能力。

2 云計算在教育資源共享中的應(yīng)用優(yōu)勢

雖然一直以來網(wǎng)絡(luò)教育系統(tǒng)的目的就是實現(xiàn)資源共享，但是資源實行共享的水平卻極低。現(xiàn)代遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)中還有很多缺陷，主要表現(xiàn)為：多種多樣的教學(xué)資源與教學(xué)方法，這些資源并不統(tǒng)一，所以無法實現(xiàn)有效的協(xié)調(diào)與共享；在操作系統(tǒng)與硬件方面，存在著多種形式的異構(gòu)系統(tǒng)，這些系統(tǒng)同時存在，但是彼此很難兼容，大多數(shù)的教學(xué)資源與原廠教學(xué)系統(tǒng)對這些異構(gòu)操作系統(tǒng)并不支持，這樣就不得不出現(xiàn)大量的重復(fù)性勞動；而在方法實現(xiàn)上，Web頁面主要處于動態(tài)或靜態(tài)模式，本身沒有服務(wù)理念。另外，對于教學(xué)資源，通常都會采取單一性的服務(wù)器進(jìn)行存儲，如果服務(wù)器發(fā)生了故障，那么用戶就無法獲得存儲的資源，同時還不能去訪問這些資源，這也使資源共享的可靠性大大降低了，專業(yè)性的存儲設(shè)備價格高昂，導(dǎo)致資源的存儲成本也不斷提高。擴展性隨著教學(xué)資源規(guī)模的不斷擴大而成為一個重要因素影響著資源的發(fā)展。所以當(dāng)過多的用戶訪問或存儲數(shù)據(jù)時，設(shè)備壓力極易增大，整個系統(tǒng)的性能也會受到嚴(yán)重的影響。

云計算是將網(wǎng)絡(luò)中大量的有用資源通過虛擬技術(shù)進(jìn)行集中構(gòu)建，形成一個虛擬資源池，同時依靠軟件實現(xiàn)自動管理，也是一種新興的共享基礎(chǔ)架構(gòu)。數(shù)據(jù)資源因為過于分散而導(dǎo)致信息嚴(yán)重不均衡，不過這一問題可通利用跨數(shù)據(jù)庫、跨區(qū)域的資源整合能力解決，使整個資源的利用效率迅速提高；而資源的可靠性可以通過多副本容錯和數(shù)據(jù)分散存儲管理等方法得到提高。資源規(guī)模增長這類擴展性問題我們可以通過云中節(jié)點進(jìn)行動態(tài)的移除或添加來加以解決。同時，提高系統(tǒng)性能可以通過分散式存儲云中數(shù)據(jù)，幫助將訪問與存儲出現(xiàn)的壓力更好地分擔(dān)和解決。對于云中的資源同樣可以采用按需付費的模式，這樣可以使用戶提高對自身學(xué)習(xí)內(nèi)容的興趣，促進(jìn)用戶的個性化學(xué)習(xí)。

3 學(xué)習(xí)資源共享系統(tǒng)實現(xiàn)

學(xué)習(xí)資源共享系統(tǒng)是一種面向?qū)W習(xí)資源共享者的表現(xiàn)形式，其可以是建立在云基礎(chǔ)設(shè)施之上的Web應(yīng)用，同時還是一個可作為學(xué)習(xí)資源交互的接口，可以對云計算基礎(chǔ)支撐層與設(shè)施等進(jìn)行分析和測試。若干個業(yè)務(wù)站點和一個中心調(diào)節(jié)點組成了這個系統(tǒng)。這個中心調(diào)節(jié)點主要功能有：HTTP 請求調(diào)度管理、用戶身份認(rèn)證以及提供統(tǒng)一的學(xué)習(xí)資料，通過URL進(jìn)行描述。而各個業(yè)務(wù)點可以幫助將其本身的業(yè)務(wù)功能實現(xiàn)，比如學(xué)習(xí)資料的檢索、維護(hù)、訪問以及訂閱等。

全局中的唯一訪問入口就是由中心調(diào)度節(jié)點提供的，它可以將用戶認(rèn)證的基本信息進(jìn)行保存，中心調(diào)節(jié)點可以在用戶登錄時，通過對該用戶所在地區(qū)進(jìn)行查詢，為相應(yīng)的業(yè)務(wù)站點提供需要的用戶請求。而完整的功能可以通過業(yè)務(wù)網(wǎng)站提供給用戶，中心調(diào)度節(jié)點只需要對元數(shù)據(jù)信息進(jìn)行保存就可以了，這樣對處于集中式服務(wù)模式下的中心服務(wù)器壓力減小有很大的幫助。

當(dāng)用戶在某一個業(yè)務(wù)站點將學(xué)習(xí)資料上傳時，除了對相應(yīng)的業(yè)務(wù)站點進(jìn)行保留外，該資源還會在中心調(diào)度節(jié)點保留元數(shù)據(jù)。這樣，在用戶對業(yè)務(wù)站點進(jìn)行全局性的搜索，想要查找全部學(xué)習(xí)資料的基本信息時，只要借助于中心調(diào)度節(jié)點就可以了。

當(dāng)用戶在某一個學(xué)習(xí)資源處取得了訪問權(quán)限之后，訪問資源時可以通過中心節(jié)點提供的URL進(jìn)行。在進(jìn)行下載時，首先需要所在業(yè)務(wù)站點向中心調(diào)度節(jié)點提供請求，通過在自身的元數(shù)據(jù)庫中由中心調(diào)度節(jié)點進(jìn)行查詢，得到資源在站點內(nèi)的真正ID或者真正存儲的位置，同時向相應(yīng)的業(yè)務(wù)站點發(fā)送請求，也就是資源真正的URL，資源的下傳需要由業(yè)務(wù)站點來最終完成。

中心調(diào)度節(jié)點的主要功能是：調(diào)度終端用戶的請求；將訪問接口提供給業(yè)務(wù)站點，一方面將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫和維護(hù)元數(shù)據(jù)庫中的資源接收，同時接收數(shù)據(jù)更新的最新通知，另一方面還會為使用者提供一定的查詢服務(wù)。但是用戶應(yīng)當(dāng)向中心調(diào)度節(jié)點提供自己需要的請求，并將查詢元數(shù)據(jù)庫通過中心調(diào)度節(jié)點向相應(yīng)的業(yè)務(wù)站點發(fā)送請求重定向，最后將重定向后的業(yè)務(wù)站點提供的服務(wù)給用戶。

4 基于云計算的遠(yuǎn)程教育資源共享應(yīng)用

現(xiàn)在全社會的發(fā)展都離不開信息化，這是社會發(fā)展的必然趨勢，同時對我國的經(jīng)濟發(fā)展也有很好的促進(jìn)作用，為社會全面進(jìn)步提供了重大機遇，我國現(xiàn)代化建設(shè)目標(biāo)要想得以實現(xiàn)，就必須要大力發(fā)展和推進(jìn)信息化。而社會與經(jīng)濟信息化的重要組成部分就是實現(xiàn)教育信息化，通過教育信息化這一核心理念推動教育現(xiàn)代化發(fā)展。為更好地建設(shè)學(xué)習(xí)型社會，我國將全面推進(jìn)教育改革并加強教育信息化建設(shè)，為實現(xiàn)學(xué)習(xí)型社會奠定扎實的基礎(chǔ)，同時還應(yīng)當(dāng)對專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行相關(guān)教育，建立我國終身學(xué)習(xí)體系需要完善繼續(xù)教育，尤其是現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育。

通過借助云計算技術(shù)，學(xué)習(xí)資源共享平臺使每個教育基地都得到了更好的基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)。每個教育基地都可以此為基礎(chǔ)，將學(xué)習(xí)資源發(fā)布出來，同時還可以向?qū)W生提供相關(guān)學(xué)習(xí)資料的訪問接口。各個基地都可以通過云計算的資源共享平臺取得IaaS 服務(wù)，通過OpenStack項目，將已有的硬件設(shè)施重新整理組成一個統(tǒng)一的虛擬資源池，同時將租用的接口提供給教育基地。此外，存儲學(xué)習(xí)資料、部署自己的應(yīng)用都可以在這個租用的基礎(chǔ)設(shè)施上進(jìn)行。而在每個教育基地租用的資源上都可以在平臺應(yīng)用層的學(xué)習(xí)資源共享系統(tǒng)進(jìn)行部署，方便學(xué)生前來訪問等。

基礎(chǔ)設(shè)施管理員可以在云計算資源共享平臺上對資源池中的資源進(jìn)行監(jiān)控和分配，資源的使用者也就是各個教育基地，使用者在對自己的資源共享系統(tǒng)進(jìn)行部署時，可通過租用池的基礎(chǔ)設(shè)施完成，還可以在此應(yīng)用數(shù)據(jù)庫以及存儲學(xué)習(xí)相關(guān)的資源信息。同時依靠Web控制臺，教育基地還可以對自己所租用的資源進(jìn)行查看，通過查看這些資源的使用情況做出正確的租用決策。

登錄每個教育基地，通過這些學(xué)習(xí)資源共享系統(tǒng)的學(xué)習(xí)平臺去訪問具有權(quán)限的學(xué)習(xí)資源和檢索學(xué)習(xí)資源時，學(xué)生還必須對自己所檢索的內(nèi)容支付一定的費用。學(xué)習(xí)資源在進(jìn)行管理時，可以依靠學(xué)習(xí)資源共享系統(tǒng)在各教育基地中進(jìn)行，同時可以很好地監(jiān)控每一個學(xué)生的學(xué)習(xí)行為。

學(xué)習(xí)資源通常會采用多種副本的策略進(jìn)行存儲，這主要是因為分布式和虛擬化的處理方式運用在云計算技術(shù)當(dāng)中，從而使計算機資源通過云計算所提供的調(diào)度算法產(chǎn)生一種更為優(yōu)秀的方式進(jìn)行流動。上層應(yīng)用中的分布式學(xué)習(xí)資源共享系統(tǒng)與云計算的方法相結(jié)合，使其響應(yīng)時間大大減少，響應(yīng)速度得到極大提高。數(shù)據(jù)資源分散引發(fā)的信息不均衡被重新整合的跨數(shù)據(jù)庫、跨區(qū)域的能力所打破，將信息資源進(jìn)行更加有效的利用，方便資源的流通。

主要參考文獻(xiàn)

[1]劉曉剛. 云計算在遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)中的應(yīng)用探索[J]. 現(xiàn)代遠(yuǎn)距離教育， 2011（5）：64-67.

[2]崔新會， 何志強， 趙秀明. 云計算在提高遠(yuǎn)程教育資源可用性方面的應(yīng)用[J].制造業(yè)自動化， 2011， 33（3）：158-161.