远程教育服务平台的总线架构设计*

2011-10-19蒋义军

中国教育信息化 2011年23期

关键词：网关服务平台链路

蒋义军

（西南财经大学经济信息工程学院，四川成都 610074）

远程教育服务平台的总线架构设计*

蒋义军

（西南财经大学经济信息工程学院，四川成都 610074）

本文通过研究远程教育业务发展需求，分析信息化建设的需求。采用SOA架构、总线技术实现远程教育服务平台，增强了系统整体的可靠性、可扩展性和灵活性。

远程教育；呼叫平台；总线架构；SOA；ESB

一、概述

在信息技术迅速发展的今天，更多的远程教育机构借助于信息化系统实现教育机构与学生的教学互动，教育机构之间的数据共享和信息沟通。远程教育本身业务已经从单一的授课向考试认证、数据交换、身份验证等多个方面发展。远程教育服务平台的技术架构需要适应业务的快速发展，并集成各类教育信息系统，使其高速完成系统的集成和数据交换，满足远程教育业务拓展的功能性需求。

在当前的远程教育理论中，建立个性化的教育服务体系是主体思路。现代远程教育系统通过语义搜索引擎、数据挖掘与人工智能、行为跟踪等准确地实施信息投递，达到投入精细化、效率最大化的教育模式。在这种教育模式中，建立沟通渠道是一个关键环节。远程教育服务平台是这一环节的IT映射实现。

在早期的远程教育平台IT系统集成过程中，应用之间的连接拓扑通常是点对点、硬编码以及非标准协议的。这种紧耦合、细粒度的互联对于系统快速发展和变换需要付出较高的后期成本。随后集成架构的发展经历了以某种核心系统为中心，构架互联系统的集成应用。但这种星形模式受限于核心系统本身，并在业务切割和水平发展上存在着难以重构的问题。随着远程教育平台各项业务功能日益繁多，而原有系统架构却因为上述原因，越来越难以适应。建立一个开放并具有标准协议、松散耦合且高度灵活的体系架构已成为首选。本文从远程教育的服务平台入手分析，讨论其应对未来远程教育模式的系统架构设计和实现。

二、远程教育平台的业务需求分析

在远程教育活动中，建立稳定的交流渠道非常重要。通过沟通的建立，可以了解学生的实际需求，更好地为他们提供个性化的教育服务。远程教育平台作为业务系统的基础架构，支撑远程教育服务的各类业务。服务平台实现前端所有需求和物理链路的汇聚，同时面对内部复杂的系统应用、流程和服务，承担着主要的业务职能。基于业务需求的角度，可通过不同层的概念抽象地描述整个服务平台系统，如图1所示。

远程教育服务平台可以通过网站服务、自动语音服务、人工服务、E-mail、短信等实现与学生的交流，通过业务处理层和数据控制层为学生提供个性化的教育服务。但随着教育需求的快速发展，服务平台各层可能需要进行快速地组合和变化。每个层次的变化带来聚合效应的系统变更，系统将变得庞大而不可操控。

三、远程教育平台的总线架构设计

基于教育业务的多层次需求，采用SOA的服务模式，建立总线模型可以很好地解决上述问题，实现多数据链路、多业务系统的交互。总线系统架构设计如图2所示。该系统结构为业务和数据的集成提供了一个标准的参考模型。

远程教育的业务中包含了语音呼叫、音视频点播、专场直播等业务。这类业务具有实时性强、异地传输、多流点播等技术特征，并且数据量大，带宽要求相对较高，需要有大量的分发镜像机制实现。处理这类数据的总线我们可以采用媒体链路总线。在远程教育平台中，对于业务流程指令，系统间的数据服务以及服务的控制指令等信息，发送频率高，数据包小，我们可采用信息总线支撑。

因此，服务平台总线包括媒体链路总线和信息总线。媒体链路总线实现 PSTN （Public Switched Telephone Network公共电话交换网）、PLMN（Public Land Mobile Network公共陆用移动电话网）、Internet互联网络以及教育科研网的总线集成，为不同的网络链路实现链路通讯。信息总线通过标准的ESB(Enterprise Service Bus)集成不同的业务系统比如教学系统、考试系统、在线资源系统等，实现各种业务的跨越。业务处理平台实现各项教学服务，为教育受众提供技术支撑。

1.媒体链路总线

目前大量的远程教育资源存储在不同的物理存储、服务器硬盘。这些资源包括教育视频、语音、网络电话等数据。这些数据存储包含了NAS、SAN的异构架构，存储访问的协议包括CIFS、NTFS；链接的物理方式异构比如FC、IP。远程教育系统数据交换时，需要通过媒体链路总线的建设来解决这类复杂的体系、接口、协议的问题。其解决的方式是通过提供不同的网络链路网关作为总线适配器（如信令网关和媒体网关适配器）实现不同链路的联通。媒体链路总线从系统架构层面降低了远程教育的视频、语音数据交互的系统复杂度，使这类数据的互联互通不再成为信息化建设的瓶颈。

图3描述媒体链路的基本实现。PSTN是传统的公共电话交换网络，通过媒体网关控制技术（MGCP或Megaco/ H.248）中的媒体网关控制器（MGC：MediaGateway Controller）、媒体网关(MG：Media Gateway)实现从传统SS7信令到TCP/(UDP)/IP网络的转换，实现网络多路复用，提高系统承载，简化网络设施。同时也可通过信令网关的转换，采用SIP协议直接访问应用服务器资源。这些通讯路径将从PSTN来的64Kbps话音流压缩成低速率的IP包交给IP网络，返回的数据也能通过IP网络实现到PSTN的数据反向操作。媒体链路总线也可直接通过IP网关（或交换机）连接其他的IP网络。这种模式在今后的发展中更易于适应IPv6、有线网络等其他协议的接入。

2.信息链路总线

远程教育系统中的业务往往需要与其他应用系统完成身份认证、数据查询、信息验证、业务表单提交等复杂的业务交互。信息链路总线采用基于面向服务的架构，在实现信息技术协议转换的基础上着眼于服务管理。其中，包括服务的注册、管理、发现与路由，并通过标准的BPEL协议完成业务流程编排，达到远程教育的各项业务整合目的。同时，信息总线通过不同的适配器连接不同的技术协议和各业务系统交互应用，在技术实现手段和业务整合能力上具有广泛的兼容性。

信息总线的功能结构层次如图4所示。其中包含适配器、协议转换、流程引擎、服务管理、数据管理和服务监管等多项功能。

四、总线架构的性能评述

在远程教育系统的集成过程中，建立统一的交互渠道是一个非常复杂的过程。总线技术为这种复杂的过程提供技术支撑，在整体上具有更强的集成能力。

面向服务的总线架构实现了服务重用的能力。通过服务的重用实现业务流程的编排，提升业务的灵活性。更重要的是，由于服务的灵活性，即使已有系统迁移到新的技术平台，甚至是被替代，都不会影响到依赖于这个应用所提供功能的那些应用，从而保证服务平台集成对变化的适应能力，使得业务灵活性有一个坚实的基础。

在服务的实现上，总线平台屏蔽服务的位置和技术实现细节。对于用户来说，服务的位置和技术是透明的。在这种模式下，只要服务的接口不变，服务的提供者和用户都可以改变自己的教学实例和服务实例。这些改变并不影响整个系统。对于业务来说，平台通过媒体链路和交互技术协议提供适配和转换，保障媒体信息投递的路由，可以使业务需求得到更灵活和快速的响应。

这种平台架构意味着从传统应用型集成向业务型集成转变，从专有型技术向通用型技术转变，从集中化建设向分布化实现转变，降低整体风险，体现了集成标准化和规范化的发展方向。