2015/12/29 15:54:50 数字化校园软件架构如何与校园网衔接

本章主要是以分析数字化校园建设对软件平台的要求和web Services的原理,根据数字化校园系统组成的特点,阐述了数字化校园的软件架构的选型。并提出了基于Sun ONE架构的数字化校园解决方案以及其实现过程。

数字化校园建设主要是以信息资源建设为主的,而目前就益教教育数字化校园建设的实例分析中各个高校原有信息系统基本上是各部门相对独立开发出来的,缺乏总体规划、统一设计,数据库等系统平台不同,数据编码格式不一,数据资源不能共享,信息无法有效集成。此外,高校原有信息系统主要采用手工采集,采集手段单一,采集效率低,从而导致系统的静态信息不完全、不准确、更新慢。更重要的是,高校原有信息系统基本上没有提供信息加工的功能,导致对教学科研管理有用的大量信息没有被挖掘出来,不能及时为正确决策提供有效、客观的依据。所以在建设数字化校园的过程中,必须考虑到高校的实际状况,在现有的基础上,分步骤地、分部门地进行系统的改造。就降低开发成本和增强系统兼容性等方面的考虑,在建设数字化校园的过程中,应该保留原有系统中合理的部分并将其整合到新建系统中。

这是益教教育在进行数字化校园建设预估中提出的针对数字化校园软件架构方案的主要原则和建设建议。

下面从数字化校园的基础系统组成部分分析,软件架构建设主要应用在哪几个方面:

数字校园的组成可以从基础设施、网络基本服务系统、URP(即University Resource Planning,大学资源计划)等几个部分来讨论。根据大学信息化建设的情况,具体可以描述如下:

(1)基础设施。基础设施包括校园网络、各类服务器系统、IC卡相关设备、智能监控设备、各种用户终端机等。建立全校统一的数据中心和数据后备中心,提供安全、可靠、高效的服务。

(2)网络基本服务。网络基本服务包括最常用的Internet服务(如电子邮件、文件服务、主页发布等)和实现上层网络应用所依赖的基础服务(如域名服务、目录服务、电子身份体系、网络安全体系、电子支付平台等),它是衡量网络系统功能是否完善的一个重要标志。(3)URP。URP是一个集成的信息平台,它又分成如下三部分:

① URP公共平台:包括应用管理、接口标准等。URP公共平台的建立,将为上层应用提供一系列的标准接口,使得遵循这些接口的应用能够很好地集成在一起。

② URP应用:是指遵循URP接口标准的各类应用,包括教务、科研、设备资产、人力资源、财务、后勤、外事、档案等管理信息系统,网上办公系统,网上教学系统,数字图书馆,社区服务系统以及决策支持等其他信息服务系统。

③ URP门户:是数字化校园的单一入口点,

它为用户提供个性化的服务。用户进入后,可以使用授权的各种服务并可以管理自己的用户环境。

所以,URP应以一个校级应用门户网站的形式将应用系统提供的服务集成在一起。同时,作为一个集成的系统,URP需要统一的数据和软件规范作为研发过程中的执行标准,也要使用数字校园的底层环境提供的软件服务,如身份认证系统等。

作为新一代Web技术的Web Services完全能够胜任URP的上述要求,Web Services平台是一套标准,它定义了应用程序如何在Web上实现互操作性。它可以用任何的语言、在任何的平台上编写Web Services,只要遵循Web Services标准对这些服务进行查询和访问。所以成为数字化校园建设中非常理想的软件平台。

数字化校园软件构架与系统选型

综合上面所述的应用和技术的背景以及目前高校的实际情况,可以得出如下的数字化校园软件架构方案。

数字化校园软件架构图

图中,虚线方框中的部分是建设数字化校园必须新建的软件系统。而图中的日历服务器是一个基于因特网的高性能的日历服务解决方案,能在线解决日程安排等一系列的问题。邮件服务器可以是新建的,也可以通过接口直接使用正在使用的邮件系统。外部应用通过数据同步工具以及整合基础结构与新建的系统整合,这样可以最大限度地保留原有的系统功能,也便于实现平滑的过渡。例如图书馆系统、一卡通系统等比较成熟的应用系统就可以移植到服务平台上,而无需重新的开发

这里重点介绍一下益教教育的Sun ONE构架

Sun ONE构架的基本构件如图3所示。其中,平台技术是保证通过各个操作系统、虚拟机、器件或电脑硬件获得一个可靠的、可预期的结果;创建和配置服务是一项工具技术,为开发者和企业专业人士提供的定制的开发、配置环境;身份确认和政策包用于身份与场景环境确认、角色分配、安全系统、创建对用户资料和信息的管理;服务内容包保证向最终用户提供的智能Web服务简单易行;服务提供是为服务进行定位、连接、集合、沟通,完成个性化过程和最终送出这个服务的内容;服务集成保证能够连接现有设备和应用;应用和Web服务保证提供为关键企业服务所需要的服务组件和应用。

提供为关键企业服务所需要的服务组件和应用。

将Sun ONE解决方案应用于数字化校园的优越性体现在以下几个方面:

首先,Sun ONE体系架构以及其核心服务容器J2EE都具有开放的规范。由于是开放的规范框架,任意厂商都可以按照规范来开发实现,不同厂商的组件也可以在一起协同使用。所以,Sun ONE架构允许客户订购与J2EE兼容的第三方的现成的组件部署到异构环境中,节省由自己制订整个方案所需的费用。

其次,Sun ONE能提供高效的开发,即允许客户把一些通用的和很繁琐的服务端任务交给中间件供应商去完成。这样,开发人员可以集中精力在如何创建业务逻辑上,相应地缩短了开发时间。

另外,Sun ONE具有良好的可扩展性和分布式部署,它提供了广泛的负载平衡策略,能消除系统中的瓶颈问题。允许多台服务器集成部署的方式,可使数千个处理器实现分布式摆放,实现可高度伸缩的系统,以满足未来应用的需要。

所以,Sun ONE可以最大程度地保护用户的投资,它允许用户在不推翻现有架构的前提下有选择地挑选适合的技术,也可以容易地将原有的系统平滑地过渡到Sun ONE上。

数字化校园URP系统的部署与实现

Sun ONE体系结构下的部署分为两大部分:

J2EE应用的组装部署和Web服务的组装部署。由于Sun ONE体系结构是完全基于开放的标准,所以

在数字化校园URP系统的部署实现上,除了SunONE Application Server外,还有多种应用服务器可供选择,比如BEA Weblogic Server、IBM WebsphereApplication Server、 Oracle9i Application Server、Borland Appserver、Tomcat等等。在具体的部署方式上,各有不同的特点,不妨以Sun ONE ApplicationServer为例来说明,如何将已经完成的符合J2EE标准的URP组件部署到应用服务器上。

数字化校园基础软件平台框架

图4中的J2EE模块是一组包含了一个或多个相同容器类型(例如,Web或EJB)的J2EE组件,带有相同类型部署描述文件。一个部署描述文件是J2EE标准的,另一个是Sun ONE ApplicationServer专用的。而J2EE模块的类型如下:

(1)Web应用文档(WAR):一个Web应用是一组Servlets、HTML页面、类和其它资源,它们可以捆绑并部署到几个J2EE应用服务器上。一个WAR文件可以包含下列项目: Servlets, JSPs,JSP标记库,应用类,静态页面,客户端applets,Beans, bean类和部署描述文件(web.xml和选项sun-web.xml)。

(2) EJB JAR文件: EJB JAR文件是组装Enterprise Beans的标准格式。这个文件包含bean类(home, remote, local和implentation),所有的应用类和部署描述文件(ejb-jar.xml和sun-ejb-jar.xml)。如果EJB组件是Container ManagedPersistence的Entity Bean(CMP),.dbschema文件和CMP映射描述文件sun-cmp-mapping.xml必须也被包含。

(3)应用客户端容器JAR文件: ACC客户端是一个Sun ONE Application Server专用的J2EE客户端。一个ACC客户端除了支持标准的J2EE应用客户端规范,还支持对Sun ONE Application Server的直接访问。它的部署描述文件是application-client.xml和sun-application-client.xml。

(4)资源RAR文件: RAR文件应用到J2EECA连接器。一个连接器模块就像一个设备驱动程序。它是使EJB组件能够访问外部企业系统的简易方式。每个Sun ONE Application Server连接器

有一个J2EE XML文件,ra.xml。一个连接器同样必须有一个Sun ONE Application Server部署描述文件sun-ra.xml。

   图4中的J2EE应用是一个逻辑组合,它包含一个或多个由应用部署描述文件捆绑在一起的J2EE模块。组件可以在模块或者应用层次上组装。组件同样可以在模块或者应用层次上部署。每一个模块由一个Sun ONE Application Server部署描述文件和一个J2EE部署描述文件。Sun ONEApplication Server管理界面使用部署描述文件部署应用组件,并在Sun ONE Application Server中注册资源。

一个应用由一个或多个组件,一个可选的SunONE Application Server部署描述文件,和一个必需的J2EE应用部署描述文件组成。所有项目被使用Java Archive(.jar)文件格式,组装成一个文件,它的扩展名是.ear。

J2EE平台提供了其中的组装和部署机制。这些机制使用WAR, JAR和EAR文件作为模块和应用的标准包装,和基于XML的部署描述文件用于个性化的参数。而且部署描述文件中的信息是可以声明的,它可以在不修改源代码的情况下进行修改。在运行时,J2EE服务器读取这些信息,并进行相应的操作。从而简单地实现系统的部署和顺利运行。

就以图书馆为例,说明实现整合部署的过程。

首先,把图书馆原有的系统和各项功能模块,比如借书(libBorrow. class)和还书(libReturn.class)等应用类以及其相应的部署描述文件(ejb-jar.xml和sun-ejb-jar.xml),按照Sun ONE的规范组装成一个EJB模块(如libRoutine.jar)。同时,将信息查询功能模块等Web应用(如JSP页面,或者Servlet),则可以按照Sun ONE的规范将相应的Servlets, JSPs, JSP标记库,应用类,静态页面,客户端applets, Beans, bean类和部署描述文件(web.xml和选项sun-web.xml),组装成Web模块(如libWeb.war)。

然后,将完成的EJB模块、Web模块连同应用客户端模块和连接模块以及相关的部署描述文件(application.xml和sun-application.xml)组装成J2EE应用文件(例如libManager.ear)。

接着,进入Sun ONE Application Server的控制管理界面,在管理控制台中,选择并展开相对应的应用服务器实例(例如libServer)下面的应用节点。接着,选择文件夹Enterprise Apps,再点击部署(deploy)按钮。在随后出现的界面中点击浏览(Browse)按钮,打开文件浏览器,选择生成的libManager.ear文件并点击打开(Open)。

最后点击OK按钮,应用服务器会显示出相应的部署成功页面,从而完成部署。

当然,可以通过实现数据同步工具和整合基础结构,并部署到应用服务器上,与正在运行的系统连接,同样也能实现上述的功能。

这样,数字图书馆就整合到了数字化校园的URP平台上,用户则可以通过浏览器,透明地使用相应的功能。而且,系统的开发主要集中在业务逻辑的设计上,同时尽可能的保留了原有系统的相应功能或是直接使用相应的功能,使得开发的周期大大地缩短,也使过渡可以平滑的实现。开放的体系结构使得学校在建设数字化校园的过程中,有非常大的灵活度,可以分步骤、分部门地实现系统的架构,也可以在很大的范围内进行方案的调整,以适应未来技术发展的变化。

综上所述,采用Sun ONE软件架构可以最大限度地保留原有系统中有效的技术和资源,节约开发的时间和成本。同时,还能比较迅速、灵活地部署,建立起符合Web Services规范的系统并使之比较快地进入运转和调试阶段。所以,Sun ONE的系统解决方案是数字化校园软件架构良好的选择。


 
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