基于SaaS的教学资源共享平台研究

陈艺卓++李俊青

摘要：该文从教学资源共享平台的现状入手，全面剖析了目前此类平台普遍存在的问题，并提出了基于SaaS的教学资源共享平台，设计了一个教学资源共享平台的架构。为教学资源平台的建设提供了基础，使得优质的教学资源能够被更加有效的利用。

关键词：SaaS； 教学资源； 共享平台；云计算； hadoop

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）15-3607-03

The Study of Teaching Resources Sharing Platform Based on SaaS

CHEN Yi-zhuo， LI Jun-qing

（Hainan College of software Technology， Qionghai 571400， China）

Abstract： This paper proposes building a teaching resources sharing platform based on SaaS and designs a framework for the platform by studying the situation of the current teaching resources sharing platforms and analyzing their common problems. It provides the basis for the construction of a teaching resources sharing platform so that excellent teaching resources can be used effectively.

Key words： SaaS； teaching resources； sharing platform； cloud computing； Hadoop

1 研究背景

教学资源是指按照统一的标准和规范，根据课程内在逻辑关系构建的数字化媒体素材、知识点素材和教学案例素材等。教学资源共享的目的在于整合各个学校优秀的教学资源，实现资源共享，从而提高教学水平和教学质量，促进教育技术和课程的整合。近年来，很多学校都组织开展了网络教学资源建设，建设了一大批精品课程、网络课程和课程资源库，教学资源共享得到了空前的发展。

随着研究的不断深入，对教学资源共享的要求不断提高，但经过一段时间的探索，传统的教学资源共享普遍暴露出了一些问题。首先是资源共享缺乏统一的资源建设标准和资源交流平台。很多的学校机构根据自身实际需要开发教学资源共享平台，由于各平台数据库接口不一致，导致各平台各自为战，无法实现平台间的教学资源共享。其次是教学资源共享平台建设缺乏合理规划，各个机构重复建设，造成资源浪费，无法真正实现对优质教学资源的互通，信息孤岛现象普遍存在。最后是教学资源搜索引擎的查全率不高，各部门所建设的资源构成复杂，因此资源库中资源来源复杂，资源具有异构性、动态性、格式多样性、跨组织性等特点。如何准确完整输出用户搜索结果、提高搜索效率就成为教学资源共享平台亟待解决的重要问题。

2 研究的意义

综合上述研究背景的分析，为了更好的实现教学资源共享，需要建立一个性能稳定、功能强大的统一平台来作为支撑，使用标准接口统一各学校和部门的资源，并对异构、动态的资源进行整合，从而建立高效、优质的教学资源共享机制。目前能够胜任这一艰巨工作的就是云计算，云计算是继1980年代大型计算机到客户端服务器的大转变之后的又一种巨变，用户不需要了解“云”中基础设施的细节，不必具有相应的专业知识，也无需直接进行控制。[2][3]

云计算的根本出发点就是信息的融合、存储以及通过网络服务进行共享，这样资源的建设者可以很方便地通过网络来不断丰富资源。由于云具有海量存储信息的能力，全世界范围内的数字资源都可以存到云端的服务器中，管理者只需对资源进行归类、管理和制定相应的访问规则。用户只需按规则访问就可以获取资源，并且用户和管理者可对既有的内容进行补充与修改。

3 SaaS简介

美国国家标准和技术研究院的云计算定义中明确了三种服务模式：软件即服务（SaaS）、平台即服务（PaaS）和基础架构即服务（IaaS） [4]。其中Saas软件实际上是一种主机部署，它的基本表现形式为：应用软件统一部署在SaaS服务器上，软件用户可根据实际需求，以租用的方式，通过Internet订购所需的软件服务，按照订购服务的类型、用户数量、订购时间等向服务器供应商支付费用，并通过Internet获得服务商提供的服务。在Saas模式下，用户不需要购买软件，不需要获得软件许可，不需要负担高额的专用网络设备和人员费用，只需要向SaaS供应商租用相应软件功能，通过Internet就可以享受专业的硬件、软件和维护服务，享有软件使用权，从而大大降低了购买、建设和维护的成本。

4 平台的设计

通过研究云平台的相关原理和技术，架构在提供元数据联合编目服务和全局资源调度功能的公共云服务中心之上的SaaS的服务支撑平台，构建提供统一身份服务、认证服务、访问控制服务、应用注册等共性服务的通用资源管理平台UTRS。UTRS底层与资源存储云中的目录库、资源库相连，通过授权认证机制为互联网用户提供一个可视化的Web Service页面，来获取各类资源云中的海量数字教学资源。从使用流程上看，UTRS 可分为资源建设、资源评审入库和资源利用三个层次，采用松散结构，完成部分教学资源的集成。利用云计算的虚拟化技术，将高校现有的硬件设备通过开源软件进行虚拟化，并与公共服务区域上的其他软硬件资源结合形成资源池，并将资源池的资源二次按需分配。资源池提供了大规模分布式存储，这些分布式存储为目前现有的教学资源构建透明化的数据中心——教学资源存储云，同时研究资源池还提供高效计算、高并发性等，要求云计算平台上通过与教学资源存储云特有的接口互联，搭建一个引入激励机制的通用资源管理平台，为各类用户提供一个参与各类教学资源共建、共享及统一管理的平台，促进教学资源的共享，其云服务模型如图 1所示。endprint

通过对现有海南省内教学资源的数据组成、数据类型、存储分布、存储和交换需求等进行分析，结合云存储的特点，将相关存储设备等通过虚拟化技术进行整合，将教学资源存储至一个存储空间大小按需分配、灵活扩展的云上，形成教学资源存储云。教学资源存储云内部的架构是看不见的，各院校只需通过其提供的接口直接与存储云上的数据资源进行交互，进行各类资源的访问调用。根据教学资源的不同提供方式，把教学资源存储云划分为三种：公共存储云、私有存储云、第三方存储云，如图 2所示。

其中公共云是指所有组件都部署在防火墙外部的共享基础设施里，用户可以通过安全的互联网直接对其进行访问。私有云的组件一般都搭建在防火墙的内部，所有数据资源保存在内部并被内部直接控制。第三方云是将资源存放在其它服务供应商的服务器中，和私有云类似，用户通过授权认证接口对私有云和第三方云进行访问。公共云具有高可扩展性，但往往性能滞后。私有云一般具有较高的可靠性，但可扩展性却受限。第三方云一般具有良好的可靠性和可扩展性，但往往需要增加额外的开销。这三种资源云各有优势，需要灵活的加以利用。

通过研究建立公共云服务中心之上的服务支撑平台，构建提供统一身份服务、认证服务、访问控制服务、应用注册等共性服务的通用资源管理平台。管理平台模型如图 3所示。

用户和管理员进入系统要通过统一的身份授权认证，保证系统资源的安全。管理员对资源和用户进行管理，资源在使用的过程中用户要对其进行星级评定和意见反馈，不断完善教学资源建设，实现优质资源共享。为了调动用户参与资源建设和评价的积极性，资源共享系统必须建立相应的奖励机制，以促进和吸引更多的个人、集体参与共享，扩大共享范围，提高共享水平。

平台的核心是构建分布式的存储云。在云计算的大家族中，Hadoop因其免费开源和良好的性能，获得了广大用户的肯定。Hadoop是一个分布式系统基础架构，是一个能够对海量数据进行分布式处理的应用框架，由Apache基金会所开发。Hadoop框架的核心内容是HDFS和MapReduce，其中HDFS提供了海量数据的存储，MapReduce提供了对数据的计算。Hadoop实现的分布式文件系统HDFS有着高容错性的特点，他的存储策略可以比较完美的解决因节点失效而导致的应用崩溃问题。

首先平台搭建了基于Hadoop的服务器集群，Master和Slave是Hadoop集群中两个最重要的角色，测试阶段的平台由两台服务器构成，一台Master服务器，一台Slave服务器，之后随着系统的扩充可以随意添加Slave服务器。Hadoop需要运行在Linux平台上，我们选择了免费的CentOS操作系统，CentOS是一个基于Red Hat的开源企业级Linux发行版本。因为Hadoop是通过SSH进行通信的，为了避免每次通信都要输入密码，需要将SSH的密码设置为空。随后将分布式文件系统格式化后使用start-all脚本来启动所有节点。Hadoop提供了强大的FileSystem API来操作HDFS，最后只需利用其搭建起教学资源共享平台即可。

5 结束语

本文设计了一种基于SaaS的教学资源共享平台架构，它能够更加高效的利用优质的教学资源，提供一个开放的、经济的、灵活的、自由的资源共享模式。基于本文实现的教学资源共享平台，能够大大提高教学资源的管理水平和工作效率，降低教学和管理成本。

参考文献：

[1] 国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）[EB/OL]. [2011].http：//www.gov.cn/jrzg/2010-07/29/content_1667143.htm.

[2] Gartner Says Cloud Computing Will Be As Influential As E-business. Gartner.com. [2010-08-22].

[3] Gruman， Galen. What cloud computing really means. InfoWorld. （2008-04-07）[2009-06-02].

[4] 4.0 4.1 4.2 NIST. 美国国家标准与技术研究院对云计算的定义[S]. 美国国家标准和技术研究院，2011年9月 [2013年1月12日].

[5] 海南省优质教学资源共享平台[DB].[2011-12-20]. http：//210.37.40.18/eol/homepage/common/opencourse/index.jsp.

[6] 海南省教育厅信息中心.海南省中小学资源平台[DB/OL]. [2011-12-10].http：//202.100.252.130：82/.

[7] 海南省教育研究培训院.海南基础教育服务平台[EB/OL]. [2011-12-10].http：//res.hersp.com/.

[8] 云界漫步.云计算发展现状概述[EB/OL]. [2011-12-]

[10] http：//virtualman.blog.51cto.com/200540/476615.endprint