余燕芳
(浙江廣播電視大學(xué) 開(kāi)放與遠(yuǎn)程教育研究院,浙江杭州 310030)
學(xué)分銀行管理平臺(tái)架構(gòu)研究*
余燕芳
(浙江廣播電視大學(xué) 開(kāi)放與遠(yuǎn)程教育研究院,浙江杭州 310030)

目前,國(guó)內(nèi)外都針對(duì)學(xué)分銀行管理平臺(tái)進(jìn)行了研究與開(kāi)發(fā)。該平臺(tái)的架構(gòu)設(shè)計(jì),既涉及制度層面,也涉及技術(shù)層面,且在設(shè)計(jì)上應(yīng)遵循先進(jìn)性和成熟性、開(kāi)放性和標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)安全可靠性等原則。通過(guò)探討學(xué)分銀行的業(yè)務(wù)功能與平臺(tái)職能架構(gòu),文章提出了平臺(tái)層級(jí)式數(shù)據(jù)架構(gòu),并通過(guò)智能網(wǎng)關(guān)、Oracle RAC、OpenAPI、J2EE等關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用,研究設(shè)計(jì)了學(xué)分銀行管理平臺(tái)總架構(gòu)。
學(xué)分銀行;管理平臺(tái);數(shù)據(jù)架構(gòu);智能網(wǎng)關(guān)
關(guān)于學(xué)分銀行管理平臺(tái)架構(gòu)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā),目前國(guó)內(nèi)外都進(jìn)行了相關(guān)的研究。從國(guó)內(nèi)來(lái)看,崔銘香、樂(lè)傳永[1]較早地研究了學(xué)分銀行運(yùn)行程序,提出了學(xué)習(xí)者運(yùn)行程序線和學(xué)分銀行系統(tǒng)運(yùn)行程序線這兩條主線,對(duì)學(xué)分銀行平臺(tái)運(yùn)作流程進(jìn)行了初步探討。姚德明、衡播等[2]提出了學(xué)分銀行管理平臺(tái)是一個(gè)基于SOA(Service-oriented Architecture)架構(gòu)思想建構(gòu)的系統(tǒng),并對(duì)平臺(tái)功能模塊進(jìn)行了初步分析。湯書(shū)波、陳梅艷、李志平等[3]提出了包括學(xué)分存儲(chǔ)模塊在內(nèi)的學(xué)分銀行五大功能模塊,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了學(xué)分銀行運(yùn)行系統(tǒng)。彭飛龍[4]對(duì)學(xué)分銀行體系構(gòu)建和技術(shù)架構(gòu)進(jìn)行了深入研究。陳晶晶、陳龍根等[5]對(duì)學(xué)分銀行組織與職能架構(gòu)、運(yùn)行機(jī)制進(jìn)行了探討;鄢小平等[6][7]提出了基于云架構(gòu)的學(xué)分銀行信息平臺(tái)總架構(gòu)。從開(kāi)發(fā)情況來(lái)看,國(guó)內(nèi)主要有上海市終身教育學(xué)分銀行管理平臺(tái)、慈溪市學(xué)分銀行管理系統(tǒng)等。
在國(guó)外,韓國(guó)學(xué)術(shù)學(xué)分銀行開(kāi)發(fā)了一個(gè)多層次的學(xué)分銀行管理平臺(tái),該平臺(tái)主要包括學(xué)分認(rèn)定與登記、學(xué)位申請(qǐng)、信息查詢、資源檢索等功能[8]。1997年,英國(guó)成立了資格和課程框架委員會(huì),推出了英國(guó)資格與學(xué)分框架(QCF),該框架建有國(guó)家認(rèn)證資格數(shù)據(jù)庫(kù)(NDAQ)、MIAP和SFA的LAR系統(tǒng)[9]。1995年,南非頒布了《南非資格署法》,其兩大目標(biāo)是:(1)成立南非資格署;(2)實(shí)施國(guó)家資格框架[10]。南非資格署成立以后,開(kāi)發(fā)了學(xué)習(xí)者檔案數(shù)據(jù)庫(kù)(NLRD)信息系統(tǒng),這是一個(gè)國(guó)家資格框架電子管理系統(tǒng)[11]。歐洲學(xué)分銀行系統(tǒng)主要包括學(xué)分轉(zhuǎn)換與累計(jì)系統(tǒng)(ECTS)和職業(yè)教育與培訓(xùn)學(xué)分系統(tǒng)(ECVET),前者的重點(diǎn)是各高等學(xué)校之間的學(xué)分互認(rèn);后者將重點(diǎn)放在職業(yè)教育與培訓(xùn)學(xué)分積累層面。英國(guó)學(xué)者安東尼·約翰·維克斯[12]和荷蘭開(kāi)放大學(xué)的赫曼·博世對(duì)這兩個(gè)系統(tǒng)做了大量研究。
首先,要遵循先進(jìn)性和成熟性原則。在學(xué)分銀行管理平臺(tái)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中,一定要把先進(jìn)性放在重要位置,既要體現(xiàn)先進(jìn)技術(shù)理念,又要具有發(fā)展?jié)摿ΑT谙到y(tǒng)技術(shù)框架的設(shè)計(jì)中,要采用最新的技術(shù),同時(shí)注意技術(shù)的可行性和適用性。
其次,要遵循開(kāi)放性和標(biāo)準(zhǔn)化原則。學(xué)分銀行管理平臺(tái)不是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng),它的主要功能是為了更好地連接并打通各級(jí)各類(lèi)教育間的通道,提供相關(guān)的分析與決策。因此,平臺(tái)的數(shù)據(jù)來(lái)源需要與各級(jí)各類(lèi)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)對(duì)接,充分考慮與其它外部系統(tǒng)的接口需要。技術(shù)框架要求具有開(kāi)放性,同時(shí)要符合主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
第三,要遵循系統(tǒng)安全可靠性原則。安全是學(xué)分銀行管理平臺(tái)建設(shè)必須遵循的重要原則。平臺(tái)的總體設(shè)計(jì)和安全體系設(shè)計(jì)要符合信息系統(tǒng)安全等級(jí)的要求,并在系統(tǒng)安全方面進(jìn)行全方位測(cè)評(píng)。
1 功能模塊分析
學(xué)分銀行業(yè)務(wù)主要包括個(gè)人業(yè)務(wù)和對(duì)公業(yè)務(wù)兩大塊。其中,個(gè)人業(yè)務(wù)包括學(xué)習(xí)者注冊(cè),檔案管理,學(xué)習(xí)成果認(rèn)證、積累與轉(zhuǎn)換,學(xué)習(xí)項(xiàng)目推薦,學(xué)習(xí)咨詢,學(xué)分查詢等功能;對(duì)公業(yè)務(wù)主要包括機(jī)構(gòu)學(xué)習(xí)檔案管理,為政府及其它機(jī)構(gòu)提供信息技術(shù)和平臺(tái)支持與個(gè)性化定制服務(wù),為教育行政部門(mén)提供需求分析和決策建議,為合作聯(lián)盟推送教育產(chǎn)品、提供咨詢分析報(bào)告等。根據(jù)以上業(yè)務(wù),學(xué)分銀行管理平臺(tái)功能區(qū)域可設(shè)置為網(wǎng)上管理中心、網(wǎng)上服務(wù)大廳和系統(tǒng)管理三個(gè)區(qū)域,如圖1所示。

圖1 學(xué)分銀行管理平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)圖
2 職能架構(gòu)分析
學(xué)分銀行職能架構(gòu)可分為三個(gè)層級(jí):學(xué)分銀行管理中心、學(xué)分銀行管理分中心和學(xué)分銀行受理點(diǎn)。管理中心是第一層級(jí)機(jī)構(gòu),主要職責(zé)是:機(jī)構(gòu)設(shè)置與管理、標(biāo)準(zhǔn)制定、課程體系建設(shè)、完成綜合性數(shù)據(jù)分析、對(duì)分中心和受理點(diǎn)進(jìn)行業(yè)務(wù)指導(dǎo)與管理等。管理分中心是第二層級(jí)機(jī)構(gòu),主要職責(zé)是:復(fù)審部分學(xué)習(xí)成果存入學(xué)分銀行的申請(qǐng)、兌換部分學(xué)習(xí)成果、開(kāi)具相關(guān)學(xué)習(xí)成果證明、對(duì)受理點(diǎn)進(jìn)行業(yè)務(wù)指導(dǎo)與管理等。受理點(diǎn)是第三層級(jí)機(jī)構(gòu),主要職能是:受理開(kāi)戶申請(qǐng),負(fù)責(zé)身份認(rèn)證、信息錄入、服務(wù)協(xié)議簽署等工作,受理學(xué)習(xí)成果存入與轉(zhuǎn)換申請(qǐng),初審并提交分中心或省中心復(fù)審,開(kāi)具相關(guān)學(xué)習(xí)成果證明或受理學(xué)習(xí)成果證明開(kāi)具申請(qǐng)等。
1 基于Oracle RAC的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)架構(gòu)
Oracle RAC(真正應(yīng)用集群)是Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)支持網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境的核心技術(shù),具有高可用性、高性能及按需擴(kuò)充等優(yōu)勢(shì)。使用Oracle RAC可以通過(guò)增加一臺(tái)或多臺(tái)低成本的服務(wù)器來(lái)擴(kuò)充應(yīng)用系統(tǒng)的處理能力,滿足應(yīng)用需求。
根據(jù)學(xué)分銀行的功能特性和數(shù)據(jù)來(lái)源的復(fù)雜性,可采用雙節(jié)點(diǎn)Oracle RAC數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)架構(gòu),如圖2所示。

圖2 雙節(jié)點(diǎn)Oracle RAC數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)架構(gòu)
在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,系統(tǒng)會(huì)將負(fù)載平均分配到 A、B兩個(gè)節(jié)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)負(fù)載平衡,提高運(yùn)行效率。同時(shí),A、B節(jié)點(diǎn)通過(guò)內(nèi)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換即緩存融合(Cache Fustion)。在此運(yùn)行模式中,系統(tǒng)將所有的數(shù)據(jù)文件、控制文件、聯(lián)機(jī)日志文件等都存儲(chǔ)在共用存儲(chǔ)器中,兩個(gè)節(jié)點(diǎn)可同時(shí)訪問(wèn),其它文件如參數(shù)文件、閃存文件、密碼文件等則根據(jù)實(shí)際情況分類(lèi)存儲(chǔ)在本地或共用存儲(chǔ)器上[13]。
2 層級(jí)式數(shù)據(jù)架構(gòu)
基于學(xué)分銀行職能架構(gòu),目前,在國(guó)家層面和省級(jí)層面都可采用層級(jí)式數(shù)據(jù)架構(gòu),逐層匯聚數(shù)據(jù),形成層級(jí)式數(shù)據(jù)管理。根據(jù)學(xué)分銀行職能架構(gòu),結(jié)合Oracle RAC數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)的特點(diǎn),可將學(xué)分銀行管理平臺(tái)數(shù)據(jù)分層架構(gòu),如圖3所示。其中,第一層級(jí)是管理中心,該層匯聚了來(lái)自學(xué)分銀行不同層級(jí)、不同性質(zhì)機(jī)構(gòu)來(lái)源的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)量龐大;第二層級(jí)為管理分中心數(shù)據(jù);第三層級(jí)為受理點(diǎn)數(shù)據(jù),以對(duì)外窗口服務(wù)為主,數(shù)據(jù)相對(duì)簡(jiǎn)單。

圖3 學(xué)分銀行數(shù)據(jù)分層架構(gòu)圖
1 智能網(wǎng)關(guān)應(yīng)用
數(shù)據(jù)的開(kāi)放與共享是學(xué)分銀行管理平臺(tái)的一個(gè)重要特點(diǎn)。學(xué)分銀行管理平臺(tái)需要打通各類(lèi)學(xué)習(xí)平臺(tái)及不同層級(jí)的信息檔案管理平臺(tái),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共用、共享。所以學(xué)分銀行管理平臺(tái)的開(kāi)發(fā),不僅僅要開(kāi)發(fā)平臺(tái)自身的功能,很大程度上還得考慮與其它各類(lèi)平臺(tái)及數(shù)據(jù)的對(duì)接。智能網(wǎng)關(guān)及OpenAPI的應(yīng)用,可以更好地促進(jìn)異構(gòu)平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)對(duì)接。

圖4 輕量級(jí)J2EE框架
2 基于REST的開(kāi)放接口OpenAPI的應(yīng)用
REST(Representational State Transfer)包含一組架構(gòu)約束條件和原則,利用REST能夠有效降低系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的復(fù)雜性,提高系統(tǒng)的伸縮性。Restlet框架是一種全新型的基于JAVA平臺(tái)的框架,該框架功能健全、發(fā)展穩(wěn)定,目前已成為主流的REST實(shí)現(xiàn)框架[14]。以Restlet為開(kāi)發(fā)框架,為不同用戶提供數(shù)據(jù)資源的查看、獲取、更新和管理等操作,用戶通過(guò)調(diào)用系統(tǒng)提供的開(kāi)放接口OpenAPI即可實(shí)現(xiàn)所需功能,而不必關(guān)注平臺(tái)具體的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。配合智能網(wǎng)關(guān)應(yīng)用,提供基于REST的開(kāi)放應(yīng)用開(kāi)發(fā)接口(OpenAPI),可以在任何支持網(wǎng)絡(luò)的操作系統(tǒng)中實(shí)施運(yùn)行[15]。
3 輕量級(jí)J2EE框架設(shè)計(jì)
輕量級(jí)J2EE框架是一種結(jié)構(gòu)輕盈的軟件開(kāi)發(fā)框架,它最大的特性是靈活、易擴(kuò)展和易測(cè)試。另外,它不會(huì)強(qiáng)迫業(yè)務(wù)對(duì)象遵循平臺(tái)特定接口,這是它的另一個(gè)特征。學(xué)分銀行管理平臺(tái)輕量級(jí)J2EE框架如圖4所示。
Web應(yīng)用基于J2EE技術(shù)構(gòu)建,采用輕量級(jí)J2EE的SSH2(Struts2+Spring+Hibernate)架構(gòu),將系統(tǒng)劃分為三個(gè)層次:Web應(yīng)用層、業(yè)務(wù)服務(wù)層和持久域模型層。其中,Web應(yīng)用層采用Struts2實(shí)現(xiàn),業(yè)務(wù)服務(wù)層使用Spring管理,持久域模型層則采用Hibernate實(shí)現(xiàn)持久化。
4 其它關(guān)鍵技術(shù)
學(xué)分銀行管理平臺(tái)需要與各級(jí)各類(lèi)機(jī)構(gòu)信息平臺(tái)及各類(lèi)學(xué)習(xí)平臺(tái)數(shù)據(jù)共用,因此需要突破平臺(tái)之間因計(jì)算、存儲(chǔ)、共享、分配等引起的技術(shù)障礙。涉及的關(guān)鍵技術(shù)主要有:
(1)負(fù)載均衡。學(xué)分銀行管理平臺(tái)面向各類(lèi)學(xué)習(xí)者和不同教育機(jī)構(gòu),需要建立跨省、市、縣、社區(qū)等不同層級(jí)不同地域的網(wǎng)絡(luò),不僅需要布局合理的機(jī)構(gòu)網(wǎng)絡(luò),同時(shí)要確保平臺(tái)的高流量和高可用性。因此,部署高可用性的負(fù)載均衡解決方案,是解決高負(fù)荷訪問(wèn)和大量并發(fā)請(qǐng)求的終極解決辦法。
(2)數(shù)據(jù)庫(kù)集群和庫(kù)表散列。學(xué)分銀行管理平臺(tái)用戶龐大,數(shù)據(jù)庫(kù)的壓力會(huì)較大。為了解決這個(gè)問(wèn)題,可以采用數(shù)據(jù)庫(kù)集群或者庫(kù)表散列技術(shù)。數(shù)據(jù)庫(kù)集群就是利用多臺(tái)服務(wù)器,構(gòu)成一個(gè)虛擬的數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯映像。庫(kù)表散列是使用計(jì)算值來(lái)分配表格數(shù)據(jù)的方法,它比在整個(gè)索引中搜索要好得多。目前,庫(kù)表散列是常用并且最有效的解決方案。
(3)緩存技術(shù)。學(xué)分銀行管理平臺(tái)的緩存同樣非常重要。設(shè)計(jì)架構(gòu)方面的緩存,可以使用外加的工具進(jìn)行緩存設(shè)置;數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)緩存,則通過(guò)在數(shù)據(jù)庫(kù)層面建立緩存區(qū),加載經(jīng)常使用的數(shù)據(jù),減少物理存取次數(shù)。
(4)多中心數(shù)據(jù)同步。學(xué)分銀行管理平臺(tái)需要實(shí)現(xiàn)不同層級(jí)、不同地域的數(shù)據(jù)資源共享和信息互訪,因此可以采用分布式對(duì)象技術(shù)來(lái)解決多中心數(shù)據(jù)同步問(wèn)題。同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步更新中的高效性、一致性和實(shí)時(shí)性等要求,需要在數(shù)據(jù)質(zhì)量、同步效率、同步頻率和數(shù)據(jù)時(shí)效性等方面做出平衡。
5 學(xué)分銀行管理平臺(tái)總架構(gòu)
學(xué)分銀行管理平臺(tái)總體上進(jìn)行分層設(shè)計(jì),其系統(tǒng)總架構(gòu)如圖5所示,具體包括:
(1)基礎(chǔ)設(shè)施層:構(gòu)建虛擬化資源池,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)資源的按需配置、靈活擴(kuò)展。
(2)數(shù)據(jù)層:基礎(chǔ)信息庫(kù)匯聚多層數(shù)據(jù)架構(gòu)數(shù)據(jù)源,學(xué)分認(rèn)證轉(zhuǎn)換規(guī)則庫(kù)包含學(xué)分認(rèn)證、積累、轉(zhuǎn)換所遵循的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)則信息;通過(guò)智能網(wǎng)關(guān)及開(kāi)放接口,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)層與外部平臺(tái)信息的對(duì)接與整合。
(3)支撐服務(wù)層:采用成熟的Web應(yīng)用中間件技術(shù)輕量級(jí)J2EE的SSH2架構(gòu)(Struts 2+ Spring+Hibernate),實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯、數(shù)據(jù)和表達(dá)的分離,提供開(kāi)發(fā)和部署各種業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用所必需的底層核心功能。
(4)應(yīng)用層:重點(diǎn)建設(shè)網(wǎng)上管理中心和網(wǎng)上服務(wù)大廳。
(5)應(yīng)用門(mén)戶:為學(xué)分銀行各級(jí)各類(lèi)用戶包括工作人員打造個(gè)性化工作界面,通過(guò)統(tǒng)一認(rèn)證、分級(jí)授權(quán)、信息聚合,實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制服務(wù)。
(6)業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)體系:主要包括基于學(xué)分銀行資格框架的標(biāo)準(zhǔn)學(xué)分認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)分轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)及專(zhuān)業(yè)與課程標(biāo)準(zhǔn)等。
(7)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系:包括平臺(tái)接口標(biāo)準(zhǔn)、安全保障體系及運(yùn)行維護(hù)體系等。接口標(biāo)準(zhǔn)采用基于REST的開(kāi)放接口OpenAPI。基于學(xué)分銀行信息的重要性,系統(tǒng)在安全保障體系的建設(shè)方面顯得尤其重要。一方面,可以將網(wǎng)上管理中心和網(wǎng)上服務(wù)大廳兩個(gè)子系統(tǒng)分別部署于不同安全域,進(jìn)行安全隔離,各級(jí)工作人員通過(guò)局域網(wǎng)或?qū)>W(wǎng)訪問(wèn)網(wǎng)上管理中心,系統(tǒng)為所有工作人員提供VPN遠(yuǎn)程訪問(wèn)通道。另一方面,學(xué)習(xí)者可以通過(guò)因特網(wǎng)接入訪問(wèn)網(wǎng)上服務(wù)大廳,因特網(wǎng)出口實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡和安全隔離。同時(shí),還應(yīng)強(qiáng)化身份認(rèn)證、訪問(wèn)控制、數(shù)據(jù)備份、安全審計(jì)等安全措施,落實(shí)授權(quán)管理、數(shù)據(jù)恢復(fù)演練、系統(tǒng)運(yùn)維保障等管理規(guī)范。

圖5 學(xué)分銀行管理平臺(tái)總架構(gòu)圖
學(xué)分銀行在我國(guó)還是新事物,學(xué)分銀行管理平臺(tái)作為學(xué)分銀行的一項(xiàng)基礎(chǔ)工程,還需要不斷摸索。文章從學(xué)分銀行功能模塊與職能架構(gòu)分析入手,構(gòu)建了基于層級(jí)式數(shù)據(jù)架構(gòu)的學(xué)分銀行管理平臺(tái)架構(gòu),并通過(guò)智能網(wǎng)關(guān)等關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)不同學(xué)習(xí)平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)對(duì)接與分析。該系統(tǒng)將為個(gè)人及相關(guān)部門(mén)提供學(xué)習(xí)成果信息服務(wù),有利于實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)成果的認(rèn)證、積累與轉(zhuǎn)換,可為學(xué)習(xí)型社會(huì)的建設(shè)提供信息服務(wù)和平臺(tái)支撐。
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Study on the Management Platform Framework of Credit Banks
YU Yan-fang
(Open and Distance Education Research Institute, Zhejiang Radio and Television University, Hangzhou, Zhejiang, China 310030)
At present, the design and development of credit bank information management platform are being carried on at home and abroad. The design of the platform framework should follow the principles of advancement, maturity, openness, standardization and the system safety reliability. Through discussing the operational functions and the platform functional framework of credit bank, this paper presents its new perspectives on how to build the framework of the platform hierarchical data, and how to establish the general information management platform framework of credit bank by applying the key technologies containing intellectualized gateways, Oracle RAC, OpenAPI, J2EE, and so on.
credit bank; management platform; data framework; intellectualized gateways
G40-057
A【論文編號(hào)】1009—8097(2015)08—0093—07【DOI】10.3969/j.issn.1009-8097.2015.08.014
編輯:小米
本文為2015年度浙江省哲學(xué)社會(huì)科學(xué)規(guī)劃課題“學(xué)習(xí)型社會(huì)建設(shè)背景下浙江省學(xué)分銀行構(gòu)建研究”(項(xiàng)目編號(hào):15NDJC177YB)的階段性研究成果。
余燕芳,副教授,碩士,研究方向?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)與多媒體技術(shù),郵箱為qzddyyf@163.com。
2015年1月13日