校園網(wǎng)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(shù)據(jù)庫統(tǒng)一存取系統(tǒng)

信息孤島的最大問題是各個信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)不能共享與交換的問題。各信息系統(tǒng)雖然提供了數(shù)據(jù)字典供擴展系統(tǒng)時進行參考和使用，但各信息系統(tǒng)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(shù)據(jù)字典理解的準確性。而且新信息系統(tǒng)直接對其他信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫操作，無法保障其數(shù)據(jù)庫的完整性約束、數(shù)據(jù)庫使用的同步，大大增加了系統(tǒng)之間的耦合性，不利于系統(tǒng)的長期維護與擴展。

虛擬全局數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一存取系統(tǒng)就是把各個信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫進行邏輯上的整合與集中管理，提供一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)訪問接口，打通各信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換壁壘，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的整合，克服一些信息系統(tǒng)集成度低、互聯(lián)性差、信息管理分散，數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫作為各個信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的集合體，又能保證原各信息系統(tǒng)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(wǎng)絡將各個信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)訪問層連通，再由統(tǒng)一標準的管理服務提供各業(yè)務數(shù)據(jù)的訪問服務列表與權限驗證，最終統(tǒng)一由業(yè)務數(shù)據(jù)訪問服務完成數(shù)據(jù)的存取操作。在這個過程中，應做到：

（1）底層數(shù)據(jù)結構是透明的。業(yè)務數(shù)據(jù)訪問服務提供了統(tǒng)一的接口，應用無需知道數(shù)據(jù)在哪里保存、源數(shù)據(jù)庫支持哪種訪問方式（XQuery，SQL）、數(shù)據(jù)的物理結構、網(wǎng)絡協(xié)議等。

（2）提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)視圖。數(shù)據(jù)整合的優(yōu)勢是可以保留數(shù)據(jù)庫的完整性約束，數(shù)據(jù)更加真實、準確、可靠。

2 面向搜索主題的數(shù)據(jù)倉庫建設

校園網(wǎng)各教學信息系統(tǒng)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(wǎng)檢索），實現(xiàn)這些資源的跨系統(tǒng)檢索功能，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)檢索索引，就需要建設一套面向搜索主題的數(shù)據(jù)倉庫。

數(shù)據(jù)倉庫可以抽取多個數(shù)據(jù)源的歷史數(shù)據(jù)，將各信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的分析與決策，并且不改變原數(shù)據(jù)源的結構和屬性。其主要結構包括：

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

（2）數(shù)據(jù)的離線分析。離線分析是指運行分析程序的機器和運行業(yè)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(shù)據(jù)的訪問性能。應用（檢索應用）接口?；诓煌臋z索維度，檢索應用接口提供了多種查詢的方式供校園網(wǎng)系統(tǒng)根據(jù)不同的場景使用。

3 運行數(shù)據(jù)的可視化系統(tǒng)

信息管理部門需要對校園網(wǎng)的各信息系統(tǒng)的各項資源訪問情況進行監(jiān)控，通過運行數(shù)據(jù)的可視化實時了解這些運維數(shù)據(jù)，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(tǒng)的運行情況、各項資源的訪問情況進行可視化的監(jiān)控，才能更加有效的規(guī)劃網(wǎng)絡資源的負載均衡、提供各系統(tǒng)的高可用性。

數(shù)據(jù)可視化是指將大型數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)以圖形圖像形式表示，并利用數(shù)據(jù)分析和開發(fā)工具發(fā)現(xiàn)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(shù)據(jù)可視化已經(jīng)提出了許多方法，這些方法根據(jù)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(shù)據(jù)的可視化系統(tǒng)應包含以下幾個主要部分：

（1）運維數(shù)據(jù)的實時顯示。充分體現(xiàn)校園網(wǎng)的各信息系統(tǒng)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(wǎng)的各信息系統(tǒng)運行情況、各項資源的訪問情況監(jiān)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(tǒng)的運行。

（3）運維數(shù)據(jù)、管理指令的存儲與回放。動態(tài)回放運行數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)的運維數(shù)據(jù)、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(tài)回放可以發(fā)現(xiàn)新的探索維度。

4 建設統(tǒng)一的資源檢索平臺

在主題數(shù)據(jù)倉庫的基礎上，制定和統(tǒng)一資源標準，與目前學校多個教學資源系統(tǒng)實現(xiàn)資源匯集，統(tǒng)一存儲，提供一站式跨庫檢索，可同時檢索非結構化數(shù)據(jù)中心和圖書期刊資源庫。利用現(xiàn)有統(tǒng)一檢索功能，實現(xiàn)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(wǎng)現(xiàn)有資源和現(xiàn)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(xiàn)資源快速檢索。

采用微服務架構整合校園網(wǎng)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(tǒng)一管理和共享，研究針對不同結構、不同數(shù)據(jù)格式、不同查詢界面和查詢語法、不同存放位置的數(shù)據(jù)庫或網(wǎng)站的查詢需求，建立起統(tǒng)一的檢索入口和檢索語法，研究如何形成校園統(tǒng)一的教學資源大數(shù)據(jù)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(xiàn)對各種不同資源以及不同數(shù)據(jù)庫的高度、有效整合。實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享與交換與一站式數(shù)據(jù)檢索和資源發(fā)布，積累數(shù)據(jù)資產(chǎn)，協(xié)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。