基于SOA的教育資源集成系統研究

[摘 要] 我國遠程教育發展迅速，隨之而來產生了日益增長的信息共享和業務整合的需求，如何更好地實現教育資源集成成為備受關注的問題。本文提出一種基于SOA 架構和Web 服務的教育資源集成模型——ERI-WS模型(Education Resources Integration Based on Web Service and SOA)，可以有效地集成各類異構教育資源應用。

[關鍵詞] SOA; 教育資源; 集成; Web Service

doi : 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2010 . 18 . 049

[中圖分類號]G434;TP315 [文獻標識碼]A [文章編號]1673 - 0194(2010)18- 0120- 03

信息技術的發展和計算機的應用已經對教學產生了巨大的影響，促使教學過程發生根本的變化。隨著技術的逐漸成熟，遠程教育模式被越來越多的學校采用，并為更多的教師、學生所接受。然而，遠程教育信息資源種類繁多、雜亂無序，封閉在各自系統中;由于技術、資金等多方面的制約，目前多數遠程教育平臺還停留在低層次、低水平的自治共享上，極大地限制了遠程教育的推廣應用。因此，如何有效地開發、整合教育資源，已成為遠程教育領域的一個重要研究課題。

1面向服務架構——SOA

1.1 SOA的結構

SOA(Service-Oriented Architecture)是一種面向服務的體系結構，面向服務的計算技術對分布式應用集成所帶來的最明顯的好處可以充分體現在面向服務架構中。在2002年，Gartner組織就指出面向服務架構將是“現代應用開發領域最重要的課題”，并預計到2008年，面向服務架構將成為占有絕對優勢的軟件工程實踐方法。SOA體系是由多種技術搭建而成的，它是一種整合現有技術的松耦合架構體系，其結構如圖1所示[1]。

(1) SOAP，WSDL，UDDI。WSDL， UDDI和SOAP是SOA的基礎部件。WSDL用于描述服務;UDDI用于注冊和查找服務;而SOAP作為傳輸層，用于在消費者和服務提供者之間傳送消息。一個消費者可以在UDDI注冊表(registry)中查找服務，取得服務的WSDL描述，然后通過SOAP來調用服務。

(2) WS-I Basic Profile。WS-I Basic Profile，由Web服務互用性組織提供，是SOA服務測試與互用性所需要的核心構件。服務提供者可以使用Basic Profile測試程序來測試服務在不同平臺和技術上的互用性。

(3) J2EE和.NET。J2EE和.NET平臺是開發SOA應用程序常用的平臺，但并不僅限于此。像J2EE這類平臺，不僅為開發者自然而然地參與到SOA中來提供了一個平臺，還通過其內在的特性，將可擴展性、可靠性、可用性引入SOA。新的規范，例如JAXB (Java API for XML Binding)，用于將XML文檔定位到Java類;JAXR (Java API for XML Registry)用來規范對UDDI注冊表的操作;XML-RPC (Java API for XML-based Remote Procedure Call)在J2EE 1. 4中用來調用遠程服務，這使得開發和部署可移植于標準J2EE容器的Web服務變得容易，與此同時，實現了跨平臺的服務互用。

1.2 SOA應用于遠程教育資源整合的優勢

加快教學資源建設是現代遠程教育發展的關鍵。遠程教育中的教學資源具有多樣性、典型性、新穎性、結構化以及智能化的特點。傳統的業務系統集成方案，是通過業務功能的專用接口調用，實現資源信息共享。業務方法集成通過開發業務組件加以實現，實現業務功能的業務組件通常具有一些標準格式的結構和接口，具有較好的集成性能，業務組件的實現常采用CORBA、EJB、DCOM等技術。但專用調用接口方案存在著一些不足。專用調用接口方案是一種緊密耦合的集成方法，這種方法集成的結果不利于業務流程、資源信息的調整和重組，缺乏可擴展性、靈活性和適應性。其次是實現技術缺乏標準，不同的軟件廠商提供了不同的實現技術，當前組件技術存在著多個標準，不同組件技術之間的互操作給集成增加了一定的成本和難度[2]。

SOA是實現遠程教育資源之間數據和業務無縫銜接的理想方案，它在服務層中將各業務功能點以服務的形式暴露于系統之外，其他信息系統可以通過服務協約對服務進行訪問。這種技術簡化了系統集成，可以快捷、容易地對業務需求的變化做出反應。另外，面向服務架構是與平臺和語言無關的，因此不必考慮實施環境是何種平臺系統和設備，與其他系統集成技術相比，面向服務的集成構架是解決遠程教育資源集成的理想選擇。

SOA之所以被用于信息資源整合，是因為其具備了標準化、可組裝的特性[3]。因此基于SOA資源整合的關鍵技術，是把原有的信息資源封裝為服務，然后將開發的新服務和原有系統包裝的服務進行有效組合，共同實現對信息資源的整合。與傳統的模式相比，SOA具有如下重要優勢:① 具有精確定義的標準化接口。② 粗粒度、松耦合的服務構架。③ 完好的封裝性和高度集成能力。

2利用SOA技術實現教育資源的集成——ERI-WS

2.1 ERI-WS概念模型

ERI-WS采用標準的SOAP協議作為數據傳輸協議，通過ERI-WS來為服務請求者提供服務，為Web 服務提供適配與接口標準，并通過內部軟件模塊與元數據來完成管理與控制，如圖2所示。

2.2 ERI-WS體系結構模型

通過分析SOA結構中的各層組織，本文設計了基于SOA的教育資源集成框架ERI-WS，框架的整體設計如圖3所示。

(1) 表示層。表示層的主要作用是將應用產生的結果信息顯示給用戶，可以使用B/S或C/S架構。

(2) 安全管理層。服務安全管理層是為ERI-WS提供系統安全保障。主要作用是驗證SOAP消息來源的可信任程度以及是否有權訪問該服務。如果沒有通過驗證，返回包含錯誤說明的SOAP響應，并結束調用。如果成功通過安全性認證，則繼續進行調用Web 服務的過程。

(3) 服務訪問層。服務訪問層通過與UDDI接口的交互，實現服務的發布、查找、調用，通過與業務邏輯層的交互獲取組合服務信息。這里的UDDI注冊中心可以為私有注冊中心，也可以是公有注冊中心。如果是私有注冊中心則集成的是單位內部的應用系統;如果是公有注冊中心，則可以通過Internet集成不同單位的不同系統。

(4) 業務邏輯層。業務邏輯層需要事務處理機制和組合控制，它主要起在企業信息系統中定制新的系統集成的作用。

(5) 服務層。服務層主要負責把各個教育資源通過Web Service封裝成服務，并且通過對照UDDI中的組織元數據的映射關系，對不同教育資源間的信息格式進行統一，然后在注冊中心進行注冊。

基于SOA 框架的教育資源集成系統解決了以往教育部門之間交互的復雜性以及教育部門中信息孤島等問題，使用戶能夠快速、有效地獲取所需要的信息，增加了教育資源的利用率和價值。平臺中使用業務邏輯控制使各教育部門分離的業務有機地結合，形成完整的、新型的業務，提高了工作效率。

3結束語

面向SOA 的服務總線在新一代應用集成技術中占有重要的地位。針對現在面向SOA服務總線普遍存在應用系統緊耦合的現象，本文提出了一種基于SOA 和Web Service 的服務總線模型ERI-WS。ERI-WS 提供統一的適配機制來靈活集成異構的應用，采用Web 服務的方式集成，不僅集成組織內遺留系統之間、遺留系統與新部署的系統之間的互操作，同時也集成組織外的應用系統與組織內的應用系統之間的互操作，從而為實現跨應用集成和業務整合提供有力支持，能夠較好地實現異構系統間的整合。

主要參考文獻

[1] 吳雷.基于SOA的工作流引擎的研究與實現[D].武漢:武漢理工大學，2007.

[2] [美] Newcomer E，Lomow G. Understanding SOA with Web Services[M].中文版.徐涵，譯.北京:電子工業出版社，2006.

[3] 郭晉偉. SOA架構的管理信息系統設計與實現[D].沈陽:中國科學院沈陽計算技術研究所，2006.