基于用户需求的数字资源中转服务研究

杨春节

(安徽农业大学现代教育信息中心,安徽合肥230036)

数字化资源是高校网络环境中不可缺少的重要元素,在教师教学、备课、学生自学等活动中扮演着重要的角色。在建立数字化教学资源体系模型时,应该本着以学习者为中心,以建构主义为理论基础,以现代教育理念为指导的思想,重视学习者的学习过程和师生双方的共同活动,充分体现数字化教与学的需求特点[1]。但是,目前在高校自建的资源中,检索结果往往不能满足师生要求。师生获取所需的数字资源一般有以下方式,第1种方式为从学校自建的资源网站中下载获得,这种方式下载速度快、效率高,但资源相对匮乏,无法满足师生日益变化的资源需求。第2种方式为从互联网上搜索、下载,互联网的浩瀚资源足以满足师生对数字资源的需求,但是从互联网上获取资源的效率相对较低。P2P应用是网络带宽的 “暴力杀手”[2],在高校网络流量管理控制中,为了保障有限的出口带宽的合理使用,保障正常的用网需求,P2P应用都会被限制或控制使用。同时还会采用其他网络管理措施,如流量控制、连接数控制、月总流量控制或月总时间控制等。现行的网络管理措施、P2P的应用限制及出口带宽的瓶颈是从互联网获取所需资源最大的阻碍。为此,笔者建立基于用户需求的数字资源中转服务平台,由教师和学生根据教、学等方面个性化的需求,在资源中转服务平台上提交数字资源下载任务,资源中转服务平台利用晚上网络空闲时段自动完成资源的下载,同时通过FTP文件传输服务、资源网站等形式提供给师生在校园局域网内高速下载,从而为师生获取有效资源提供快截途径。

1 系统设计

1.1 系统原理

数字资源中转服务建立在校园局域网的基础上,依托可值守的自动化任务处理软件,将互联网中的数字资源转存到提供资源中转服务的计算机中,方便师生在局域网中高速下载。值守软件基于微软的.Net技术进行开发,通过程序对在P2P资源下载方面表现优秀的第3方专用下载软件进行控制,自动化地开始任务执行和停止上网高峰期任务执行时对出口带宽的抢占,实现数字资源中转服务自动值守,免维护。

系统原理如图1所示。

1.2 系统流程设计

师生从互联网搜索所需资源,获得资源下载的URL地址、电驴资源地址或BT种子文件,然后将任务文件通过FTP上传至指定目录。软件在规定的时间内处理师生提交的任务文件,并调用第3方软件从互联网上进行自动化下载,同时通过校园网的FTP文件传输服务 (或网站)向用户提供高速下载。软件工作流程如图2所示。

图1 资源中转服务平台工作原理图

2 系统实现

2.1 软件值守

在规定的时间段内处理用户提交的任务文件,并在规定的时间内开启和关闭自动化下载机制,以确保不影响其他网络用户正常的用网需求及不在上网高峰时段抢占出口带宽。为了实现这一目标,软件设计并提供了任务处理模块和下载软件响应模块,分别如图3和图4所示。任务处理模块中,“设置任务发送时间”和“设置任务结束时间”用于设置任务处理的时间段。在该时间段内,软件自动处理用户提交的任务文件;在该时间段外,用户的任务文件保存在指定的目录中,软件不进行处理。

图2 系统工作流程图

图3 任务处理模块图

图4 下载软件响应模块

下载任务响应模块中,“设置下载开始时间”和 “设置下载结束时间”用于对第3方下载软件进行响应,通过捕捉窗口的句柄完成对下载软件的响应,实现下载操作。在该时间段之外,第3方下载软件将会被自动关闭,停止执行下载操作,不再占用出口带宽。

2.2 任务文件的处理

用户上传的任务文件的类型有2种,第1种为文本文件,其中每行记录1个任务,可以是HTTP、FTP、电驴等资源地址信息;第2种为BT种子文件。任务处理模块会从指定的任务目录中读取任务文件,并调用第3方下载软件,将各个下载任务逐条发送给下载软件进行处理。

2.3 资源自动化下载

一般情况下,在使用第3方下载软件时需要手工操作,如选择文件保存目录、点击确定按钮等。如要实现自动化操作,则需采用自动化的处理方法对下载软件的交互性操作进行响应。下载软件响应模块的功能除了在规定时间启动、关闭下载软件外,还可以通过捕捉窗口的句柄并进行操作,以实现对下载软件的响应,配合下载软件完成对资源的下载操作。

2.4 通过局域网提供资源下载服务

资源中转服务的作用是利用出口带宽空闲时段,从互联网上获取师生个性化需求的资源文件,然后通过局域网提供高速下载。在校园网内,提供资源服务的形式多种多样,如FTP文件传输、资源网站等。

3 应用效果

资源中转服务的应用为师生员工获取所需资源提供了便利,笔者通过内网资源搜索器为平台,结合FTP文件传输服务,搭建了资源中转服务平台,应用效果良好。师生上传任务文件后,服务器自动完成下载。笔者在局域网下载3.5GB左右文件,速度高达10MB/s,下载完成约6min,如图5所示。在试运行的一周时间内,资源中转服务完成任务指定的资源下载总容量高达500GB。同时,该服务也在一定程度提高了出口带宽的利用率,0∶00～6∶00单台下载服务器速率峰值可以达到60MB/s,如图6所示。

图5 局域网中获取资源文件速度测试

图6 0∶00～6∶00资源中转服务器占用出口带宽情况

4 结 语

数字资源建设是服务教学的重要内容之一,资源中转服务部署简单、切实可用,可以满足师生获取个性化数字资源的需求,在一定程度上缓解出口带宽不足的压力,同时该服务充分利用带宽空闲时段进行有效服务,从而提高了带宽投入上的效益。由于各高校出口带宽不一,从几百兆到几千兆不等,单台计算机下载能力还不足以将空闲时段的带宽完全利用起来,因此,利用多台计算机共同服务于资源中转以提高带宽投入效益,是今后需要继续深入研究的重要课题。

[1]Shapiro A M.H yperm edia design as learner scaffolding[J].Educational Technology Research and Development,2008,56(2):29-44.

[2]胡俊,程瑾.网络流量管理控制技术在校园网的应用研究 [J].中国教育信息化,2009(11):28-30.