基于服务网格教学资源共享设计及探究

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1、基于服务网格教学资源共享设计及探究【摘要】通过分析现阶段教学资源共享的现状，针对教学资源的分布性和异构性所带来的教学资源共享困难，提出了用服务网格来消除资源孤岛，实现教学资源系统的集成，为动态的虚拟学习组织解决资源共享和协同问题。并用这种思想设计出“基于服务网格的教学资源共享的研究”的总体实施方案。【关键词】网格；资源孤岛;OGSA；资源共享；服务网格【中图分类号】G420【文献标识码】A【论文编号】1009-8097(2009)08-0073-02一引言目前网络教学所提供的资源基本上是以HTML格式为主,开发的教学资源严重依赖操作系统、运行环境，无法跨平台运行，无法进行更大范围内的共享

2、。而现代远程教育的核心和精髓是教学资源的共享，这种资源包括师资、教学内容和教学思想等。目前多数网络教学的资源共享，只做到了单向资源共享，只是把自己所拥有的资源向社会开放，而且各个教育系统分散孤立，形成了一个个独立的资源孤岛。由于这些问题的存在，促发了我们将研究聚焦于网格(Grid)[1]理念指导下的软件集成，即采用网格技术实现教学资源系统的集成；使教学资源系统通过Web服务的互联、集成和协同，来为动态的虚拟学习组织解决资源共享和协同问题。本文应用服务网格对教学资源库之间进行动态整合，为上层学习管理系统提供统一的资源接口，从而实现网络教学资源的共享。服务网格在网络教学中的应用，将会极大地改

3、变现有网络教学的应用现状，必将使现有的教学资源得到高度的整合和共享，大大提高教育资源的利用率，带来教育质量的飞跃。二网格及其体系结构1网格的定义及其特征网格是将地理上分布异构的各种高性能计算机、数据服务器、大型检索存储系统等通过高速的互联网连接集成，对所有资源统一调配和使用，建立面向网络服务的通用基础支撑环境，实现Internet上计算资源、数据资源和服务资源的有效聚合和广泛共享，从而建立一个能够实现区域或全球合作或协作的虚拟科研和实验环境，支持以大规模计算和数据处理为特征的科学活动。网格技术的基本特征［1］：①分布性与共享性：网格系统由分布在不同地点、不同类型的计算机、外部设备、各种各

4、样的资源库、知识库、网格服务等构成。共享性就是要做到对各种资源的充分共享。②动态性和异构性：动态性包括网格资源、网格规模会随着时间的变化不断调整,或充实内容,或去除不再使用的资源。异构性是指网格内存在形式各异的计算机系统，同时，网格内的信息资源也是多样的。③自相似性：网格的结构具有自相似的特征。2网格体系结构网格体系结构是指确定网格服务系统中的基本系统组件，界定和描述设置系统基本组件的目的和组件的功能，并说明组件之间如何进行交互式的操作的概念模型。目前出现了两个比较重要的网格体系结构：一是较早提出的五层沙漏结构；另一个是考虑到WebServices技术的影响和作用，而提出的开放网格服务结

5、构(OGSA)[2]o支持WebServices的OGSA架构如图1,可抽象为四个主要层次。从下到上依次为:资源层(包括物理和逻辑资源);Web服务层;基于OGSA架构的网格服务层和网格应用层[3]。三基于服务网格的教学资源共享的设计1基于服务网格的教学资源共享的问题提出传统方案的资源共享系统，属于“内容位于中心”的存储模式。数据资源都集中存放在性能较高的服务器中，客户端要得到其上的文件，则要通过网络访问服务器，由服务器将所需的文件传输到客户端的本地硬盘，并且客户机之间不具有交互能力。若服务器要同时为多位用户提供数据，所占用链路的带宽将扩大到单个数据流的多倍。服务器的负载也将增长为单个数

6、据流服务的多倍。资源的更新完全依赖于服务器端的数据更新，服务器管理者工作强度加大，需不断整理服务器中原有的和用户近来上传到服务器上的数据，并要寻找用户关心的各类数据，将其存放在硬盘中，以便客户端访问，因此就需要超大容量的硬盘才能存储各式各样的资源文件，满足不同类型用户的访问。对于用户上传到服务器的文件，还存在利用率不高的情况，严重浪费服务器硬盘的空间。而对于访问量超大的共享系统，还需配置集群式服务器,必然导致系统成本的加倍上升。2基于服务网格的教学资源共享的体系结构由上述可知，为了实现教学资源的充分共享，应该建立基于网格技术的教学资源系统的集成。在这个网格平台中，应解决由于教学资源的分布

7、性、动态性、异构性所造成的教学资源不能充分共享的问题［4］。因此这个网格平台的功能结构应包括抽象资源层、网格服务层和问题提交层。抽象资源层主要解决教学资源的异构性问题，将教学资源的物理资源和逻辑资源的异构性屏蔽，形成适合网格平台访问的抽象资源。网格服务层协作服务资源的功能，当任务到达时，提供最优化资源的服务。问题提交层借助人机交互机制为网格应用提供人机界面，建立基于Web的网格门户。图2是以服务网格技术建立的教学资源共享的体系结构模