校園網教學資源微服務架構整合探討

朱 露，徐山林，潘 劍

（火箭軍工程大學，西安 710025）

1 基于微服務架構的虛擬全局數據庫統一存取系統

信息孤島的最大問題是各個信息系統的數據不能共享與交換的問題。各信息系統雖然提供了數據字典供擴展系統時進行參考和使用，但各信息系統的建設時間、建設團隊、使用的技術手段不盡相同，難以保證對數據字典理解的準確性。而且新信息系統直接對其他信息系統的數據庫操作，無法保障其數據庫的完整性約束、數據庫使用的同步，大大增加了系統之間的耦合性，不利于系統的長期維護與擴展。

虛擬全局數據庫統一存取系統就是把各個信息系統的數據庫進行邏輯上的整合與集中管理，提供一個統一的數據訪問接口，打通各信息系統的數據交換壁壘，實現數據的整合，克服一些信息系統集成度低、互聯性差、信息管理分散，數據的完整性、準確性、及時性無法獲得保障的問題。同時，虛擬全局數據庫作為各個信息系統數據庫的集合體，又能保證原各信息系統的獨立實施與運行。

基于微服務的軟件架構體系恰好滿足這一要求，它要求各項服務盡可能的小、可以獨立部署、自動化部署和運維，通過網絡將各個信息系統的數據訪問層連通，再由統一標準的管理服務提供各業務數據的訪問服務列表與權限驗證，最終統一由業務數據訪問服務完成數據的存取操作。在這個過程中，應做到：

（1）底層數據結構是透明的。業務數據訪問服務提供了統一的接口，應用無需知道數據在哪里保存、源數據庫支持哪種訪問方式（XQuery，SQL）、數據的物理結構、網絡協議等。

（2）提供統一的數據視圖。數據整合的優勢是可以保留數據庫的完整性約束，數據更加真實、準確、可靠。

2 面向搜索主題的數據倉庫建設

校園網各教學信息系統中包含了大量的新聞資源、圖片資源、影視資源、軟件資源、應用資源和文獻資源，為獲得良好的用戶體驗（一鍵式全網檢索），實現這些資源的跨系統檢索功能，建立統一的數據檢索索引，就需要建設一套面向搜索主題的數據倉庫。

數據倉庫可以抽取多個數據源的歷史數據，將各信息系統的數據集成在一個倉庫中進行加工處理，對目標關鍵詞進行細粒度的、多維度的分解，幫助應用使用者進行檢索數據的分析與決策，并且不改變原數據源的結構和屬性。其主要結構包括：

（1）數據采集功能。基于微服務架構的虛擬全局數據庫統一存取系統提供了數據訪問的接口，通過該接口，數據采集模塊可以定時輪詢的方式將指定的目標數據源放入數據倉庫的事實表內。

（2）數據的離線分析。離線分析是指運行分析程序的機器和運行業務訪問的機器是分開的，也就是說使用離線分析并不會影響線上正式數據的訪問性能。應用（檢索應用）接口。基于不同的檢索維度，檢索應用接口提供了多種查詢的方式供校園網系統根據不同的場景使用。

3 運行數據的可視化系統

信息管理部門需要對校園網的各信息系統的各項資源訪問情況進行監控，通過運行數據的可視化實時了解這些運維數據，才能更好的服務學校、服務師生、服務信息化教學需求，建設一套快速、直觀、準確的標桿性服務體系。只有將各信息系統的運行情況、各項資源的訪問情況進行可視化的監控，才能更加有效的規劃網絡資源的負載均衡、提供各系統的高可用性。

數據可視化是指將大型數據集中的數據以圖形圖像形式表示，并利用數據分析和開發工具發現其中未知信息的處理過程，主要旨在借助于圖形化手段，清晰有效地傳達與溝通信息。數據可視化已經提出了許多方法，這些方法根據其可視化的原理不同可以劃分為基于幾何的技術、面向像素技術、基于圖標的技術、基于層次的技術、基于圖像的技術等。信息管理部門需要的運行數據的可視化系統應包含以下幾個主要部分：

（1）運維數據的實時顯示。充分體現校園網的各信息系統運行情況、各項資源的訪問情況，運用地圖、圖標、圖表、色塊等展示形式實時顯示，并提供異常情況圖形提醒功能。

（2）應用和資源的即時管理。對校園網的各信息系統運行情況、各項資源的訪問情況監控時，可以使用管理指令對各應用和資源進行即時管理，調整系統的運行。

（3）運維數據、管理指令的存儲與回放。動態回放運行數據可視化系統的運維數據、管理指令，可以有效審計管理指令的下達過程，同時通過動態回放可以發現新的探索維度。

4 建設統一的資源檢索平臺

在主題數據倉庫的基礎上，制定和統一資源標準，與目前學校多個教學資源系統實現資源匯集，統一存儲，提供一站式跨庫檢索，可同時檢索非結構化數據中心和圖書期刊資源庫。利用現有統一檢索功能，實現一站式跨庫檢索，對文檔的文件名、標簽、編目信息、文件內容進行全文檢索，一個入口可同時檢索校園網現有資源和現有圖書館資源庫。提供關鍵字檢索、圖譜檢索、人像檢索、地圖檢索等功能，利用AI 技術實現資源快速檢索。

采用微服務架構整合校園網教學資源，解決我校多年來各類教學資源存放分散，教學信息共享困難問題，知識信息統一管理和共享，研究針對不同結構、不同數據格式、不同查詢界面和查詢語法、不同存放位置的數據庫或網站的查詢需求，建立起統一的檢索入口和檢索語法，研究如何形成校園統一的教學資源大數據平臺，通過最簡單的操作，使用戶能夠一步到位地檢索到所需要的信息資源，從而實現對各種不同資源以及不同數據庫的高度、有效整合。實現數據的共享與交換與一站式數據檢索和資源發布，積累數據資產，協助提高辦公效率和提升教學質量，為提升信息化教學作出積極的貢獻。