基于网格的教育资源共享的研究

摘要：当前的教育资源分散无序，无法充分发挥基础网络的作用，本文研究了网格技术如何应用在教育资源共享中，主要对资源描述方式、资源查找、网格安全等问题进行了阐述，提出了关键问题的解决思路和方法。

关键词：网格；教育资源；资源共享

1　前言

当前网络教育已经被越来越多的人所重视，每个学校也都在建设自己的网络教育资源，这不仅方便学生随时学习，也极大地发挥了各种教育资源的功用。但是当前的教育资源的共享程度非常低，各个学校之间缺乏交流。如何把分散无序的资源有效地整合和管理，更好地发挥网络教育的作用。具有非常大的现实意义。网格技术可以较好地解决这个问题。

2　网格技术

传统的Internet实现了计算机硬件的连通。万维网实现了网页之间的连通，而网格把分散的资源集成为一个有机的整体。提供计算资源、存储资源、通信资源、软件资源、设备资源等全面的共享。从根本上消除信息孤岛，达到资源的深层次连接。目前各国都对网格研究投入了大量的人力物力。已经形成了比较成熟的网格体系结构。主要有：五层沙漏模型，开放网格服务体系结构等。

3　网格在教育资源共享中的应用

3.1　教育资源组织方式

如何组织教育资源，采用何种方式组织直接影响到系统的总体效率，结合中国教育的实际情况，本文采用的是分层的组织方式，如果需要可以增加更多的层次，顶层节点负责整个目录的保存，设置CA中心。为中间节点分发证书，设置副本创建模块。统一管理副本的创建。还需要计费的功能。中间层节点主要管理本域内所有底层节点。保存底层节点的目录信息，底层节点资源有变化时随时更新该目录，同时根据顶层节点的副本创建策略来执行副本创建，当底层节点请求资源，而它的上层中间节点无法满足时需要向邻域发出请求。底层节点主要是负责资源的注册、更新、删除等。

3.2　资源描述方法

教育资源的种类非常复杂，有课件、文档、视频、音频、数据库资源等，为了统一访问格式，可以采用元素据来描述各种资源。元数据也被称为是关于数据的数据，它专门用来描述数据的特征和属性。目前国际上有多种元数据标准，比较通用的是都柏林核心元数据标准，该标准简单、易于理解，被广泛采用。根据我国的教育实际情况也形成了中国的教育信息化标准体系，如《学习对象元数据》等，为我国的教育资源的深层次共享奠定了基础。

3.3　目录项设置

在各层都要设置资源的目录项，目前OGSA-DAI提供了方法，但是该方法有一定的缺陷。可以采用参考文献提供的方法来设立目录项，以方便查询。当底层节点有新的资源加入或者撤离，需要向中间节点注册或者注销，如果底层节点因断电或者其他的原因未及时向中间节点通报，中间节点在下次向底层节点发出请求信息时会发现该资源的离开，从而更改目录。中间节点的目录更新后需要及时向顶层节点通报，由于底层节点的资源是动态变化的，如果变更过于频繁。这些通报会产生过多的网络流量。可以在中间节点上为每个变更设置一个计时器，只有该变更超过计时器规定的时间才会向顶层节点通报。

3.4　资源查找

用户资源查找的过程如下：

(1)底层节点发出查询请求，这个请求信息要包含查询的范围等一些限制条件。

(2)中间节点收到后，就需要在本地目录中查询。满足用户的查询要求后，直接将查询结果反馈给用户。

(3)如果本节点无法满足查询要求，则向其他中间节点发出请求。每个中间节点都维护全部中间节点的网络拓扑信息。

(4)其他节点将查询结果回送到发出请求节点处。并在该处汇总。

为了提高整个系统的效率，减少网络流量，要对一些热门资源进行副本的创建，副本创建的策略有多种，在分层组织的结构下，其中关键的地方就是如何选择创建的时间，在创建的同时要通知顶层的副本创建模块，以备将来当该资源变成冷门资源后撤销副本节省存储资源。中间层还要提供订阅功能，这个主要是向用户提供一种“推”的服务，当用户订阅信息后，一旦有新的变动，则立刻把该资源推送到用户端。

3.5　安全问题

对于网格环境下的安全要求主要是：身份认证、访问控制、完整性保护、版权保护等。在顶层节点设置CA中心，它负责向中间层节点分发数字证书。用户进入网格前需要先注册。中间节点负责验证用户的身份，用户通过了身份验证后，用户访问资源时需要进行访问控制，不同的用户角色具有不同的用户权限。用户在使用网格服务时，可能需要不同的资源，为了方便用户，在用户申请其他资源时不必再重复登录，解决这个问题Globus采用的是用户的方法，通过用户代表用户进行安全交互。为确保安全。用户时间不能够设置太长。网格的安全也可以借助PKI为中间节点分发数字证书。

4　总结

把分布广泛的教育资源虚拟成一个巨大的资源库，可以充分发挥教育资源的作用。为师生提供方便快捷的获取资源的通道。本文提出了一些在网格环境下资源共享问题的解决方案，随着网格在教育中越来越多的应用，很多内容还需要完善。

参考文献

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[2]马艳。刘方爱，教育资源网格中资源的描述与组织技术[J]，计算机技术与发展，2008.4。

[3]张俊娜，王亚丽，基于网格的现代远程教育系统模型研究[J]，电脑知识与技术。2007.9。