前言:我們精心挑選了數(shù)篇優(yōu)質(zhì)網(wǎng)絡(luò)教學設(shè)計方案文章,供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發(fā),助您在寫作的道路上更上一層樓。
關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)實驗室;現(xiàn)狀;方案;規(guī)劃
隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,社會對具備網(wǎng)絡(luò)配置、網(wǎng)絡(luò)管理能力的人才需求不斷增加,作為培養(yǎng)技能型、應用型人才的普通高校,如何注重實踐,培養(yǎng)學生網(wǎng)絡(luò)配置能力已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)教學的重中之重。要培養(yǎng)學生網(wǎng)絡(luò)方面的動手能力,在網(wǎng)絡(luò)實驗室里對設(shè)備進行配置的優(yōu)良教學方案無疑起著非常重要的作用。它不僅是理論教學的深化和補充,也在培養(yǎng)學生綜合運用所學知識解決實際問題上起關(guān)鍵作用。
作為計算機網(wǎng)絡(luò)課程的重要組成部分,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置實訓是計算機網(wǎng)絡(luò)專業(yè)學生必須了解和掌握的內(nèi)容。學生只有了解和掌握了計算機網(wǎng)絡(luò)原理,掌握了網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與實現(xiàn)的配置技術(shù),才能為今后的就業(yè)、學習、研究網(wǎng)絡(luò)奠定基礎(chǔ)。
1網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置教學現(xiàn)狀
1.1強調(diào)實踐,忽視理論
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一門非常注重實踐的課程,實驗課程在教學中占很大比重,但由于種種原因,有的教師在授課中往往片面強調(diào)實驗和動手的重要性,忽略理論作為技術(shù)研究與學習基礎(chǔ)的事實,忽視理論知識對實踐動手調(diào)試的前期指導、規(guī)劃和分析作用[1]。這種學習方式使學生不能建立清晰的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)知識理論體系。
有的教師甚至將幾個特殊案例的實踐動手調(diào)試作為網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與實現(xiàn)配置教學,根本不對網(wǎng)絡(luò)理論知識作相應闡述,教學中即使涉及必須要用到的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)原理內(nèi)容,也只是偏重實驗環(huán)境下的教學,這樣做,最終導致理論與實踐脫節(jié)。
1.2追求硬件高配置,忽視規(guī)劃軟指導
在開設(shè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)課程時,過分追求高配置實驗環(huán)境,投入過多資金建網(wǎng)絡(luò)實驗室,大量購進先進網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備,卻忽視實驗教師的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、組織和管理方面的軟指導,沒有真正理解網(wǎng)絡(luò)是研究計算機與計算機之間進行通信的學科,計算機的思維模式只能是遵循人的思維模式的真正含義。試想一下,如果沒有指導教師的項目分析與規(guī)劃,學生拿到實驗后,僅靠直接動手調(diào)試,用幾條簡單的命令去解決一個網(wǎng)絡(luò)技術(shù)問題,這樣的思路如何能達到深層次學習網(wǎng)絡(luò)的目的。
1.3重就業(yè)比率提高,輕就業(yè)形勢分析
調(diào)查統(tǒng)計顯示,大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)前景廣泛,91%以上的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)學生能找到工作。但是,深入了解其從事的工作崗位后,我們發(fā)現(xiàn)他們中在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)崗位上從事局域網(wǎng)管理與維護、網(wǎng)站管理與維護、網(wǎng)站程序設(shè)計及開發(fā)等工作的人員不多,80%以上網(wǎng)絡(luò)專業(yè)畢業(yè)的學生都是在從事計算機銷售與售后技術(shù)支持、數(shù)據(jù)錄入、辦公文秘等工作,他們處于計算機技術(shù)人才鏈的低端,就業(yè)質(zhì)量可想而知。[2]其原因在于高校學科體系培養(yǎng)模式的課程只是普通高校課程的簡化,人才培養(yǎng)定位不準確,人才培養(yǎng)特征不明顯,只注重單點知識的培養(yǎng),忽視綜合實用技能方面的培養(yǎng),培養(yǎng)出來的畢業(yè)生綜合應用能力差,不能勝任網(wǎng)絡(luò)技術(shù)工作。
2網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置教學方案改良思路
2.1對網(wǎng)絡(luò)實驗室硬件設(shè)備的建設(shè)改良
在進行網(wǎng)絡(luò)實驗室硬件建設(shè)時,應注意合理規(guī)劃,不僅考慮滿足建設(shè)需要,還要密切關(guān)注當前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢,盡量采用先進的技術(shù)、現(xiàn)成的校園網(wǎng)平臺和合理的資金去建設(shè)網(wǎng)絡(luò)實驗室,使建成后的實驗室能使用高校原有的計算機作為網(wǎng)絡(luò)調(diào)試終端,既能滿足在本地實驗室進行網(wǎng)絡(luò)實驗,也能通過校園網(wǎng)絡(luò)遠程登錄后經(jīng)認證進入對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行調(diào)試。[3]按此要求,每個網(wǎng)絡(luò)實驗室可以建成能同時滿足42人至56人進行實驗的網(wǎng)絡(luò)平臺,按需配備6至8組獨立的實驗平臺,每組實驗臺至少配有2臺2層交換機、2臺3層交換機、2臺路由器、1臺防火墻、1臺無線接入設(shè)備、1個VoIP語音模塊和至少兩個高速異步串口模塊。達到每個實驗臺既可單獨進行相關(guān)的實驗,也可以配合其他平臺進行實驗,完成更為復雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的綜合實驗。
2.2對實驗教材、實驗方案配備的思路改良
每門網(wǎng)絡(luò)課程的教學內(nèi)容都應有專門的教材、方案,包括實驗項目具體名稱、實驗詳細內(nèi)容、每次實驗所需硬件設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)圖、實驗人員分工和實驗詳細規(guī)劃、設(shè)計思路等。利用這些內(nèi)容豐富的專業(yè)實驗教材或資料手冊,對每個實驗的教學目的、實驗真實環(huán)境、實驗所需用到的設(shè)備、實驗設(shè)備間如何連接、實驗的具體操作步驟、實驗結(jié)果及驗證等內(nèi)容進行實驗的開展。也可將該門學科教師在長期的教學過程中積累下來的教學資料匯總成冊、編錄成書,按照其教授的實驗內(nèi)容、詳細的實驗方案來作為實驗用書,讓學生充分利用書中經(jīng)過無數(shù)次實踐的組網(wǎng)方案進行實驗。
2.3對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置實訓時間的安排布置改良
實訓課程盡量與計算機網(wǎng)絡(luò)理論課程同學期進行,這樣便于理論指導實踐。盡量不采取先計算機網(wǎng)絡(luò)理論課,后計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置實訓的教學方式,這樣做的原因在于,如果學生對課堂上的知識掌握得很好,在實訓課上,他們就會很快編寫出實現(xiàn)步驟、調(diào)試命令,從而更有興趣去學習下一節(jié)的課程。反之,如果學生在課堂上知識掌握得不好,實訓課就會反映出來,這會促使他們回過頭來重新拿起課本學習理論知識,實現(xiàn)理論與實踐的第二次完美結(jié)合,它可以提高學生理解網(wǎng)絡(luò)、調(diào)試網(wǎng)絡(luò)的能力,最終鍛煉學生獨立分析、解決問題的能力。
2.4對高水平師資的培訓力量、培養(yǎng)力度改良
我們應選用既有扎實的計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論知識又有較強實踐動手調(diào)試能力的教師擔任網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置實訓教師,以便學生得到充分的指導。因為,有計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)理論知識的教師可以幫助學生解決實踐中遇到的理論問題,引導學生進行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)分析,學生理論搞懂了,實踐起來才能得心應手。[4]同時,我們還選用具有較強實踐動手能力調(diào)試的教師,用其豐富的經(jīng)驗幫助學生以最快的速度找到實踐中遇到的問題,激發(fā)學生學習的主動性和興趣,有效利用計算機網(wǎng)絡(luò)資源,幫助學生深入了解和掌握計算機網(wǎng)絡(luò)的原理和技術(shù),從而節(jié)省學生寶貴的實踐時間。
3網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置教學方案設(shè)計
通過合理的教學方案設(shè)計,讓學生對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置有總體認識,在此基礎(chǔ)上,對網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)、互聯(lián)與設(shè)備配置實訓進行分析和研究,使學生更好地理解計算機網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)整體技術(shù)。參照此要求,我們按組網(wǎng)步驟將教學方案設(shè)計分為以下幾方面。
3.1組網(wǎng)基礎(chǔ)教學方案設(shè)計
從目前較常用的星型網(wǎng)絡(luò)拓撲著手設(shè)計教學方案,其涵蓋的教學內(nèi)容,如表1所示。
改變以往傳統(tǒng)組網(wǎng)基礎(chǔ)先從理論著手進行教學的順序,轉(zhuǎn)而按上述教學內(nèi)容、學時、教學方式教學,讓學生從對網(wǎng)絡(luò)完全不了解過渡到對網(wǎng)絡(luò)有一個淺層次的認識,使學生認識到組建一個小型計算機網(wǎng)絡(luò)所需要的硬件設(shè)備有哪些,對最基本的傳輸介質(zhì)――雙絞線做到能按不同標準做出T568A、T568B線序,掌握網(wǎng)卡的安裝,熟悉交換機、路由器的工作原理和簡單的參數(shù)配置,基本認識清楚計算機網(wǎng)絡(luò)基本運行環(huán)境,這對下一步具體開展網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置部分內(nèi)容的教學可以起到很好的先導作用。
3.2交換機教學方案設(shè)計
從交換機的應用角度著手,設(shè)計教學方案,方案分為基本配置與高級配置實驗內(nèi)容,具體教學內(nèi)容如下表2所示。
按上述內(nèi)容進行分設(shè)備單項教學,讓學生實際操作實訓,達到掌握交換網(wǎng)絡(luò)中最常用的設(shè)備――交換機配置技術(shù),從對交換機進行基本的配置著手,進一步劃分VLAN,掌握生成樹協(xié)議操作,實現(xiàn)交換機的端口聚合,安全認證等技術(shù),對實現(xiàn)與路由器設(shè)備的互聯(lián)作好配置技術(shù)準備。
3.3路由器教學方案設(shè)計
從路由器在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的重要地位著手設(shè)計教學方案,方案分為基本配置與高級配置實驗內(nèi)容,涵蓋的教學內(nèi)容如下表3所示。
在交換機設(shè)備配置學習的基礎(chǔ)上,我們繼續(xù)通過單項設(shè)備路由器配置內(nèi)容的教學,讓學生掌握網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中較重要的設(shè)備――路由器的配置技術(shù),熟悉靜態(tài)路由,動態(tài)路由RIP路由協(xié)議,OSPF路由協(xié)議,廣域網(wǎng)協(xié)議的封裝以及PPP PAP、PPP CHAP協(xié)議的驗證等內(nèi)容,為下一步交換機、路由器設(shè)備互聯(lián)形成真正的計算機網(wǎng)絡(luò)的學習做好全面的技術(shù)儲備。
3.4綜合實驗教學方案設(shè)計
通過對單個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行逐一教學,在掌握了其基本配置內(nèi)容后,結(jié)合運用交換機、路由器網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行組建交換三級網(wǎng)和路由三級網(wǎng),在此基礎(chǔ)上進行來自實際典型應用案例的綜合實驗教學方案設(shè)計,[5]如組建某大型企業(yè)網(wǎng)絡(luò)。首先,我們會告知學生該企業(yè)的相關(guān)情況――有多少人使用網(wǎng)絡(luò)、組織機構(gòu)如何、地理分布情況怎樣、管理水平能力高低、網(wǎng)絡(luò)應用服務多少等內(nèi)容,讓學生根據(jù)這些背景,運用所學知識,去規(guī)劃、設(shè)計該企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)需求與網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。
通過上述實驗,讓學生做到綜合運用網(wǎng)絡(luò)實驗室里的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,了解搭建的實際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,全面掌握整個網(wǎng)絡(luò)組建的技術(shù)原理、實驗功能、實驗拓撲,清晰地掌握網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的實際配置,利用掌握的綜合網(wǎng)絡(luò)技能知識去優(yōu)化這個網(wǎng)絡(luò),讓整個網(wǎng)絡(luò)性能發(fā)揮到極致,由此達到學用結(jié)合,解決實際問題的目的。
4結(jié)語
作為承擔網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應用人才培養(yǎng)重擔的普通高校,應該合理設(shè)計網(wǎng)絡(luò)設(shè)備配置教學方案,在網(wǎng)絡(luò)實驗室的實驗環(huán)境中與真正的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)接軌,讓學生在實驗室中親自動手進行搭建、調(diào)試、配置網(wǎng)絡(luò),讓學生更直觀、全方位地了解各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的應用環(huán)境,加深對網(wǎng)絡(luò)原理、協(xié)議、標準的認識,直至完成整個綜合實驗過程,形成清晰的網(wǎng)絡(luò)工程項目設(shè)計思路。[6]我們教學改革的最終目的是使培養(yǎng)出來的學生具備分析問題、解決問題的能力,能充分利用理論知識由上至下地去分析網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、設(shè)計與調(diào)試,并提高自身網(wǎng)絡(luò)技能和實戰(zhàn)能力,成為符合網(wǎng)絡(luò)一線需求的實用人才。
參考文獻:
[1] 王建軍.師范專科學校計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)的現(xiàn)狀與應對措施[J].教育與教學研究,2008,14(2):20-22.
[2] 胡亮,徐.計算機網(wǎng)絡(luò)實踐課程教學研究[J].吉林大學學報:信息科學版,2005,22(S2):155-157.
[3] 崔貫勛.計算機網(wǎng)絡(luò)實驗教學方案探討[J].信息化技術(shù)與應用,2006,10(5):19-21.
[4] 徐煒.網(wǎng)絡(luò)實驗室:輕松上大課[J].中國教育網(wǎng)絡(luò),2007,11(1):9-12.
[5] 陳康.高職高專計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)專業(yè)改革實踐[J].正德學院學報,2006,14(6):47-50.
[6] 福建星網(wǎng)銳捷.銳捷網(wǎng)絡(luò)實驗室解決方案綜述:網(wǎng)絡(luò)實踐教學專家[EB/OL].(2006-12-05)[2010-10-10]. . cn/plan/Solution_one.aspx?uniid=af03f8d9-ff2a-4a5c-826b-4bc5e0c876cd.
Teaching Programs of Network Device Configuration with Network Technology Courses in Universities
YANG Lin
(Department of Computer Science, Baoshan College, Baoshan 678000, China)
精品課程 網(wǎng)絡(luò)教學平臺 數(shù)據(jù)庫
一、網(wǎng)絡(luò)教學平臺的設(shè)計的總體思路
1.網(wǎng)絡(luò)教學平臺設(shè)計的目標。網(wǎng)絡(luò)教學平臺的設(shè)計目標主要有以下兩個方面:運用互動的方式來給師生提供各類與教學的相關(guān)的資源與服務,從而建立科學、規(guī)范、開放的網(wǎng)絡(luò)教學資源及技術(shù)體系;建設(shè)先進的技術(shù)服務以及資源管理系統(tǒng),以用來滿足教學資源管理庫大規(guī)模應用及大容量存儲的需要。通過網(wǎng)絡(luò)教學平臺的建設(shè),拓展各學科和專業(yè),尤其是重點學科的數(shù)字化教學資源,促進名師名課程及精品課程的建設(shè),從而建立一支具備教育信息技術(shù)的高素質(zhì)新型教師隊伍。
2.網(wǎng)絡(luò)教學平臺設(shè)計的原則:
(1)前瞻性。要符合素質(zhì)教育以及各種新型的教學模式的要求,建立具有前瞻性的教學資源數(shù)據(jù)庫和相應的技術(shù)支撐平臺。
(2)互動性。教學平臺設(shè)計時,要能夠體現(xiàn)學生學習的主動性以及教師授課的主導作用,對培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和學習的主動性有幫助作用。
(3)學科性。網(wǎng)絡(luò)教學平臺設(shè)計時要體現(xiàn)學科的特色,充分的利用網(wǎng)絡(luò)通信的方便性和快捷性,從而使得教學資源的動態(tài)重組能夠達到最優(yōu)化。
(4)規(guī)范性。在設(shè)計時,同時也要注意資源的文件格式及其分類的標準要與國家相關(guān)的技術(shù)規(guī)范、標準相一致,從而能夠使得平臺能夠更好的實現(xiàn)資源的共享。
二、網(wǎng)絡(luò)教學平臺的開發(fā)與應用環(huán)境
1.運行平臺。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境:基于TCP/IP協(xié)議。服務器端:Web服務器IIS5.1上版本。客戶端:Microsoft Internet Explorer6.0及以上版本。
2.開發(fā)工具。利用Dreamweaver MX、Eclipse,采用JVASCRIPT語言、數(shù)據(jù)庫SQL語言、HTML標記語言等來實現(xiàn)該網(wǎng)絡(luò)平臺。本系統(tǒng)主要采用JSP技術(shù)和Web開發(fā)技術(shù),結(jié)合數(shù)據(jù)庫等進行動態(tài)網(wǎng)頁的設(shè)計。
三、系統(tǒng)設(shè)計及主要功能
1.系統(tǒng)設(shè)計。一個完整的網(wǎng)絡(luò)教學平臺應該滿足來自學生、教師和管理員這三方面的要求。學生的需求主要是注冊認證、網(wǎng)絡(luò)交流、資源下載和使用、查看和修改資料等;教師的需求為通知學生課程動態(tài)、根據(jù)學生學習和課程情況提出意見等教學情況的操作;管理員主要是對學生、教師及其整個網(wǎng)絡(luò)教學情況進行管理。因此,根據(jù)上述需求,可以將該平臺劃分為學生子模塊、教師子模塊和管理子模塊。網(wǎng)絡(luò)教學平臺的結(jié)構(gòu)如圖1。
圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.主要功能。網(wǎng)絡(luò)教學平臺是一個將課程資源作為平臺的中心,集成了網(wǎng)絡(luò)的教和學的綜合性的環(huán)境。平臺以各門課程為核心,對于具體的每門課程都有自己獨立的學習區(qū)域、考試區(qū)域、管理區(qū)域和管理區(qū)域。整個網(wǎng)絡(luò)教學平臺的結(jié)構(gòu)如圖2所示。
(1)學生子模塊。在該模塊中,學生可以進行注冊認證、課程學習、網(wǎng)絡(luò)交流、在線測試、資源下載等。如果是新用戶,在登錄網(wǎng)絡(luò)教學平臺之前,必須先進行注冊。登錄之后,可以瀏覽課程信息、任課老師信息、課程安排等相關(guān)信息,從而選擇合適的課程,經(jīng)過管理員審核通過之后即可進入課程的學習。在學習的過程中,學生也可以查看自己的學習進度,完成老師布置的作業(yè),通過在線考試系統(tǒng)來檢驗自己的學習效果。通過瀏覽教師給予的學習評價,掌握學習中的不足,從而及時糾正錯誤,調(diào)整自己的學習計劃和學習方式,同時也可以對老師進行評價,提出自己的意見。
圖2 網(wǎng)絡(luò)教學平臺的平臺結(jié)構(gòu)(2)教師子模塊。在教師子模塊中同樣也可以進行用戶的注冊和認證、課程指南、在線評價、網(wǎng)絡(luò)交流等。教師可以制作和上傳電子講義和課程的多媒體課件、錄制教學視頻供學生點播觀看。通過瀏覽學生的作業(yè)以及學生的在線測試成績,了解學生的學習動態(tài),掌握學生學習中出現(xiàn)的各種問題,以便調(diào)整教學計劃、布置相應的教學作業(yè)并做出相應的輔導。
(3)管理員子模塊。管理員子模塊相當于后臺管理子模塊,主要負責管理學生子模塊、教師子模塊及整個系統(tǒng)的綜合管理。系統(tǒng)管理是管理員子模塊最重要的功能。其中也要注意用戶認證、安全權(quán)限和惡意攻擊等的控制。要及時更新課程信息,增加新的課程,刪除過時的課程。要根據(jù)評價系統(tǒng),對教師和學生給予評價考核,提出相應的意見和建議。
四、高職精品課程資源建設(shè)要求
1.試題庫。以職業(yè)需求的依據(jù),分為理論題和實踐題。試題庫中應包括單元題庫和綜合題庫的在線測試,每一題都應有成績顯示和結(jié)果分析。高職的考試題不宜廣而深。
2.案例庫。以“就業(yè)的指導”,結(jié)合專業(yè)特點設(shè)計每一章節(jié)的學習案例。綜合性的高職院校一般專業(yè)都比較多,有經(jīng)濟類的、有工科類的、有教育類的、有法學類的……因此,在案例庫中應設(shè)計足夠多的相關(guān)行業(yè)的計算機應用的典型案例,讓學生在學習過程中,對相應案例一一實踐,充分體現(xiàn)利用計算機解決工作中的實際問題。
3.媒體素材庫。分類保存,內(nèi)容廣泛。素材庫中應該提供盡量多的各種媒體形式的素材,結(jié)合各專業(yè)提供案例中涉及到的素材,同時列出互聯(lián)網(wǎng)上開放的媒體素材庫的網(wǎng)址。讓學生通過提供的素材完成各項學習任務。
4.網(wǎng)絡(luò)課件庫。以學習者為中心,體現(xiàn)先進教育思想。網(wǎng)絡(luò)課件除了要體現(xiàn)科學性、教育性、藝術(shù)性、技術(shù)性外,還要體現(xiàn)對案例操作的示范性。教學方法上采取任務驅(qū)動法、協(xié)作討論法、發(fā)現(xiàn)式教學法。逐步培養(yǎng)學生具備計算機操作使用能力、應用開發(fā)能力和一定的創(chuàng)新能力。
5.文獻資料庫。內(nèi)容全面,有深度和廣度。此庫是幫助學生拓展知識和進一步學習計算機的高級應用而設(shè)置。高職要求理論要精,學生學習過程中對該理論的理解是不夠全面的,本庫要充分拓展相關(guān)的知識,讓感興趣的學生鉆研得更深。
參考文獻:
[1]汪潔.基于Web的網(wǎng)絡(luò)教學平臺的開發(fā)與設(shè)計[J].信息安全與技術(shù),2011,(4).
[2]侯永廣,熊曉莉.淺析網(wǎng)絡(luò)教學平臺[J].延安職業(yè)技術(shù)學院學報,2011,(2).
關(guān)鍵詞:群集;結(jié)構(gòu);資源庫
中圖分類號:TN711 文獻標識碼:A文章編號:1673-0992(2011)04-0228-01
1 教學資源庫存在的問題
教學資源庫指廣義的資源庫概念,它不僅包括教學資源存儲功能,而且包括教學資源管理、教學資源訪問、教學資源評價等功能,即廣義上的教學資源共享和管理系統(tǒng)。目前網(wǎng)絡(luò)教學資源庫多采用傳統(tǒng)的B/S三層體系結(jié)構(gòu),包括表示層、業(yè)務層和數(shù)據(jù)層三個部分;其主要事務是在服務器端發(fā)生,極少部分事務在前端實現(xiàn);數(shù)據(jù)多采用集中存儲和集中管理的模式。隨著教學資源的增加以及資源需求服務的不斷增長,教學資源庫逐漸暴露出以下幾方面的不足:
(1)負載不均。目前多數(shù)教學資源管理采用的模式是集中存儲與管理。在教學資源庫中多媒體素材以視頻素材居多,數(shù)據(jù)流量大;校園網(wǎng)中數(shù)據(jù)訪問時間相對集中,容易造成服務器負載不均,出現(xiàn)數(shù)據(jù)訪問瓶頸。
(2)數(shù)據(jù)與業(yè)務耦合度高。傳統(tǒng)的三層體系結(jié)構(gòu)中,業(yè)務層承擔了業(yè)務邏輯和數(shù)據(jù)庫訪問兩大任務,造成業(yè)務邏輯與特定的數(shù)據(jù)庫訪問之間的高耦合,導致系統(tǒng)維護吃力,不利于系統(tǒng)業(yè)務的擴展,無法滿足新的業(yè)務需求。
(3)可靠性不高。教學資源庫中一旦出現(xiàn)服務器故障,易出現(xiàn)服務中斷、服務可靠性不高等問題。
2 群集的概念
群集(Cluster)是一個邏輯概念,用于對用途相同的服務器實例進行分組。當其為客戶工作站提供高可靠性的服務時,對客戶來說是透明的;即對于外界用戶來說,使用某個提供的服務時,服務器群集似乎是一個服務器。客戶并不知道是哪臺服務器為他提供服務群集中的應用服務器實例可以運行在同一臺機器,也可以運行在不同的機器上。
群集通過在服務器的多個實例之間分配工作負載,為應用程序提供可伸縮性和可靠性。
(1)可伸縮性。群集可以在不影響應用程序運行和客戶端的情況下,根據(jù)需要動態(tài)添加服務器實例到集群中,增加應用程序容量滿足客戶訪問需求。
(2)可靠性。應用程序可以部署到集群中的多個服務器實例,由于服務器實例的選擇對客戶端透明,因此,即使某個服務器實例失敗,不影響應用程序的繼續(xù)執(zhí)。
3 網(wǎng)絡(luò)教學資源庫群集部署方案
基于傳統(tǒng)B/S三層架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)教學資源庫存在負載不均、可擴展性不足、可靠性不高等問題。為解決這些問題,若是采用增加普通服務器,其處理能力并不能很好地解決問題;若采用高速、高性能服務器,不但價格高昂,而且不一定能滿足Web服務的高強度并發(fā)處理要求。群集技術(shù)為解決這些問題提供了一種廉價有效的方案。
3.1 體系結(jié)構(gòu)設(shè)計
傳統(tǒng)的B/S三層架構(gòu),其數(shù)據(jù)與業(yè)務耦合度高。可通過對其進一步適當分層解決各層之間的高耦合問題。分層架構(gòu)具有松耦合、伸縮性、重用性和擴展性等優(yōu)點,但分層同時也帶來了性能影響,并增加了系統(tǒng)的復雜性。因此,網(wǎng)絡(luò)教學資源庫設(shè)計采用了多層體系結(jié)構(gòu),在傳統(tǒng)三層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加兩層,共分為五層,即表示層、Web層、業(yè)務邏輯層、數(shù)據(jù)持久層和數(shù)據(jù)層。五層體系結(jié)構(gòu)中增加web層將應用的邏輯處理和表現(xiàn)相分離,使得系統(tǒng)具有邏輯流程清晰、功能代碼復用性強、分布式部署的特點;而數(shù)據(jù)持久層位于數(shù)據(jù)庫之上,隱藏數(shù)據(jù)讀取和操縱中的所有數(shù)據(jù)訪問代碼細節(jié),將客戶應用程序與底層存儲機制隔離開,完全抽象出開發(fā)應用程序時使用的數(shù)據(jù)物理細節(jié)。
3.2 教學資源庫主要功能模塊
網(wǎng)絡(luò)教學資源庫廣義上來講是個資源共享和管理的系統(tǒng),一般包括5個模塊:資源管理、資源訪問、資源需求、用戶管理和服務管理。
(1)資源管理功能主要進行資源審核和資源維護工作。包括對上傳資源進行審核入庫;管理員對資源進行添加、刪除和修改。
(2)資源訪問功能主要包括用戶對資源的檢索、下載、評價、收藏等功能。
(3)資源需求功能主要包括資源需求請求、資源需求回復、資源交換等功能。
3.3群集設(shè)計
BEA Web Logic是用于開發(fā)、集成、部署和管理大型分布式Web應用、網(wǎng)絡(luò)應用和數(shù)據(jù)庫應用的JAVA應用服務器。Web Logic還擁有出色的集群技術(shù),既實現(xiàn)了網(wǎng)頁集群也實現(xiàn)了EJB組件的集群,并且不需要任何專門的硬件或者操作系統(tǒng)支持。
在Web Logic中域是配置了管理服務器的Web Logic Server實例管理的邏輯單元,在域中可以包含了多個服務器實例以及服務器群集引域和服務群集問的邏輯關(guān)系如圖4所示。一個域中必須配置一臺管理服務器,并且只能配置一臺;而服務實例1、服務實例2、服務實例3和服務實例4可以運行于同一臺機器也可以是運行于不同的機器;一個域中可以有多臺物理機器。
在教學資源庫中使用Web Logic群集技術(shù),通過一組相互協(xié)作的服務實例,在多臺機器間復制和應用表示層和邏輯層的能力,從而實現(xiàn)關(guān)鍵業(yè)務系統(tǒng)的負載分布,消除個別故障點。
(1)故障轉(zhuǎn)移的實現(xiàn)
簡單的說,故障轉(zhuǎn)移是當應用程序組件正在處理某個特定作業(yè)時,某些處理任務部分由于任何原因而變得不可用已失敗對象的副本將結(jié)束此作業(yè)。由于群集中的所有服務實例執(zhí)行同一服務請求,同一服務在多個服務實例上同時存放,并且服務實例問可以復制狀態(tài)信息。故當某個服務實例發(fā)生故障,另-N務實例可以接管,服務自動切換到正在運行的服務實例上。群集故障轉(zhuǎn)移的處理對用戶來說是完全透明的,用戶并不知道發(fā)生了故障轉(zhuǎn)移。
(2)負載均衡的實現(xiàn)。群集由來實現(xiàn)負載均衡。通過將請求轉(zhuǎn)發(fā)到不同的管理服務器上來實現(xiàn)。將負載按比例分配到群集中所有的服務實例,使每個服務實例能夠充分發(fā)揮其能力。群集對加入其中的服務實例的性能沒有限制。并且可以在同一臺機器上啟動多個服務實例,充分利用機器的資源。因此,當教學資源庫客戶端的請求突然大幅增加時,可以通過動態(tài)增加服務實例來提高性能。
4.結(jié)束語
基于群集的網(wǎng)絡(luò)教學資源庫采用了多層體系結(jié)構(gòu)設(shè)計,解決了傳統(tǒng)三層休系結(jié)構(gòu)中存在的數(shù)據(jù)與業(yè)務耦合問題,方便系統(tǒng)進行動態(tài)服務擴展;使用群集服務有效地實現(xiàn)了系統(tǒng)負載均衡和故障轉(zhuǎn)移,并為今后教學資源庫服務的變化做了更有效的準備。
參考文獻:
[1]嚴燦勛 劉慧敏 校園網(wǎng)絡(luò)教學資源庫建設(shè)實踐研究《科技信息》2010年第26期