基于云计算的远程教育资源共享研究

章战士

[摘 要] 学习资源建设是开展远程教育活动的基础和核心，必须加强学习资源的建设和管理。虽然学习资源的数量总是不断增加，但是这些资源的质量有好有坏，由于有大量的重复建设的现象，导致一些重复的内容出现，同时缺少对资源的有效管理。当学习资源处于无序且极为分散的状态下，会使资源利用率大大降低，资源的有效共享也会受到一定的破坏，这是学习资源信息化建设所面临的巨大的挑战。远程教育因信息技术的飞速发展而加速了现代化发展进程。其中，云计算技术的应用能够有效提高资源共享效率，统一管理与组织学习资源，是远程教育信息化发展中最为关键的一步，对于学习型社会以及终身教育体系的构建同样具有积极的意义。

[关键词] 云计算；远程教育；资源共享

[中图分类号] G647 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2014）15- 0139- 02

1 云计算概述

作为一种新兴的商业计算模式，云计算是指通过在由大量计算机构成的资源环境中将计算任务进行分布，根据相关需要，使所有应用系统都能够获得存储空间、计算能力以及各种所需的软件服务。云计算是分布式计算、效用计算、虚拟化、网格计算、并行计算、网络存储、负载均衡等网络技术与传统的计算机技术相融合的产物。很多业界人士认为服务技术与各种先进的计算方法的集大成者形成了云计算。云计算是网络信息共享的一种交付模式，而云服务的使用者只在意其提供的服务本身，对于这些基础设施是否实现并不会关注。我们常常提到的“云”指的是一个装载资源的无限空间，它是一个虚拟化的概念。其本身的软件与硬件都是一种资源，而且被当作一种服务，用户可以依靠互联网的支持根据需要进入访问或使用。站在用户的角度来看，这些都是具有无限性的资源，我们可以依据自己的需要来自行配置与扩展。这些资源理论上可以以资源共享的方式分布存在，但是真正形成并展现在我们面前的却是一种单一性的存在。用户只要根据自己实际需要去使用云资源，同时根据资源的使用情况支付费用即可，而不必去管理这些资源。

云计算平台实际上就是一个拥有强大资源的云服务网络，与大量的网络服务和网络计算相连接，所有的服务器都通过虚拟化技术而使能力得到扩展，同时云计算平台将这些资源有机结合，在“云”端的服务器集群中将这些数据进行处理和存储，最后通过一个大型的数据处理中心对其进行统一管理，提供计算机的超级存储能力，而用户可以使用Web浏览器进行注册、登录以及获得定制服务。当用户取得了相应的权限之后，可以定制相应的服务列表，如果有需要也可以根据定制列表做退订操作。当用户对自己所需要的服务进行选择后，可以发送请求至管理系统的服务器，系统会接收用户提出的请求同时进行验证，当验证通过后，系统会智能地将资源调度和部署。对于云平台上所有资源的使用情况，可以通过资料监控系统的实时监控进行了解，快速做出响应，将节点之间进行负载均衡且同步的配置，处理好用户请求，为用户提供计算的能力。

2 云计算在教育资源共享中的应用优势

虽然一直以来网络教育系统的目的就是实现资源共享，但是资源实行共享的水平却极低。现代远程教学系统中还有很多缺陷，主要表现为：多种多样的教学资源与教学方法，这些资源并不统一，所以无法实现有效的协调与共享；在操作系统与硬件方面，存在着多种形式的异构系统，这些系统同时存在，但是彼此很难兼容，大多数的教学资源与原厂教学系统对这些异构操作系统并不支持，这样就不得不出现大量的重复性劳动；而在方法实现上，Web页面主要处于动态或静态模式，本身没有服务理念。另外，对于教学资源，通常都会采取单一性的服务器进行存储，如果服务器发生了故障，那么用户就无法获得存储的资源，同时还不能去访问这些资源，这也使资源共享的可靠性大大降低了，专业性的存储设备价格高昂，导致资源的存储成本也不断提高。扩展性随着教学资源规模的不断扩大而成为一个重要因素影响着资源的发展。所以当过多的用户访问或存储数据时，设备压力极易增大，整个系统的性能也会受到严重的影响。

云计算是将网络中大量的有用资源通过虚拟技术进行集中构建，形成一个虚拟资源池，同时依靠软件实现自动管理，也是一种新兴的共享基础架构。数据资源因为过于分散而导致信息严重不均衡，不过这一问题可通利用跨数据库、跨区域的资源整合能力解决，使整个资源的利用效率迅速提高；而资源的可靠性可以通过多副本容错和数据分散存储管理等方法得到提高。资源规模增长这类扩展性问题我们可以通过云中节点进行动态的移除或添加来加以解决。同时，提高系统性能可以通过分散式存储云中数据，帮助将访问与存储出现的压力更好地分担和解决。对于云中的资源同样可以采用按需付费的模式，这样可以使用户提高对自身学习内容的兴趣，促进用户的个性化学习。

3 学习资源共享系统实现

学习资源共享系统是一种面向学习资源共享者的表现形式，其可以是建立在云基础设施之上的Web应用，同时还是一个可作为学习资源交互的接口，可以对云计算基础支撑层与设施等进行分析和测试。若干个业务站点和一个中心调节点组成了这个系统。这个中心调节点主要功能有：HTTP 请求调度管理、用户身份认证以及提供统一的学习资料，通过URL进行描述。而各个业务点可以帮助将其本身的业务功能实现，比如学习资料的检索、维护、访问以及订阅等。

全局中的唯一访问入口就是由中心调度节点提供的，它可以将用户认证的基本信息进行保存，中心调节点可以在用户登录时，通过对该用户所在地区进行查询，为相应的业务站点提供需要的用户请求。而完整的功能可以通过业务网站提供给用户，中心调度节点只需要对元数据信息进行保存就可以了，这样对处于集中式服务模式下的中心服务器压力减小有很大的帮助。

当用户在某一个业务站点将学习资料上传时，除了对相应的业务站点进行保留外，该资源还会在中心调度节点保留元数据。这样，在用户对业务站点进行全局性的搜索，想要查找全部学习资料的基本信息时，只要借助于中心调度节点就可以了。

当用户在某一个学习资源处取得了访问权限之后，访问资源时可以通过中心节点提供的URL进行。在进行下载时，首先需要所在业务站点向中心调度节点提供请求，通过在自身的元数据库中由中心调度节点进行查询，得到资源在站点内的真正ID或者真正存储的位置，同时向相应的业务站点发送请求，也就是资源真正的URL，资源的下传需要由业务站点来最终完成。

中心调度节点的主要功能是：调度终端用户的请求；将访问接口提供给业务站点，一方面将业务数据库和维护元数据库中的资源接收，同时接收数据更新的最新通知，另一方面还会为使用者提供一定的查询服务。但是用户应当向中心调度节点提供自己需要的请求，并将查询元数据库通过中心调度节点向相应的业务站点发送请求重定向，最后将重定向后的业务站点提供的服务给用户。

4 基于云计算的远程教育资源共享应用

现在全社会的发展都离不开信息化，这是社会发展的必然趋势，同时对我国的经济发展也有很好的促进作用，为社会全面进步提供了重大机遇，我国现代化建设目标要想得以实现，就必须要大力发展和推进信息化。而社会与经济信息化的重要组成部分就是实现教育信息化，通过教育信息化这一核心理念推动教育现代化发展。为更好地建设学习型社会，我国将全面推进教育改革并加强教育信息化建设，为实现学习型社会奠定扎实的基础，同时还应当对专业技术人员进行相关教育，建立我国终身学习体系需要完善继续教育，尤其是现代远程教育。

通过借助云计算技术，学习资源共享平台使每个教育基地都得到了更好的基础设施服务。每个教育基地都可以此为基础，将学习资源发布出来，同时还可以向学生提供相关学习资料的访问接口。各个基地都可以通过云计算的资源共享平台取得IaaS 服务，通过OpenStack项目，将已有的硬件设施重新整理组成一个统一的虚拟资源池，同时将租用的接口提供给教育基地。此外，存储学习资料、部署自己的应用都可以在这个租用的基础设施上进行。而在每个教育基地租用的资源上都可以在平台应用层的学习资源共享系统进行部署，方便学生前来访问等。

基础设施管理员可以在云计算资源共享平台上对资源池中的资源进行监控和分配，资源的使用者也就是各个教育基地，使用者在对自己的资源共享系统进行部署时，可通过租用池的基础设施完成，还可以在此应用数据库以及存储学习相关的资源信息。同时依靠Web控制台，教育基地还可以对自己所租用的资源进行查看，通过查看这些资源的使用情况做出正确的租用决策。

登录每个教育基地，通过这些学习资源共享系统的学习平台去访问具有权限的学习资源和检索学习资源时，学生还必须对自己所检索的内容支付一定的费用。学习资源在进行管理时，可以依靠学习资源共享系统在各教育基地中进行，同时可以很好地监控每一个学生的学习行为。

学习资源通常会采用多种副本的策略进行存储，这主要是因为分布式和虚拟化的处理方式运用在云计算技术当中，从而使计算机资源通过云计算所提供的调度算法产生一种更为优秀的方式进行流动。上层应用中的分布式学习资源共享系统与云计算的方法相结合，使其响应时间大大减少，响应速度得到极大提高。数据资源分散引发的信息不均衡被重新整合的跨数据库、跨区域的能力所打破，将信息资源进行更加有效的利用，方便资源的流通。

主要参考文献

[1]刘晓刚. 云计算在远程教育系统中的应用探索[J]. 现代远距离教育， 2011（5）：64-67.

[2]崔新会， 何志强， 赵秀明. 云计算在提高远程教育资源可用性方面的应用[J].制造业自动化， 2011， 33（3）：158-161.