基于用戶需求的數字資源中轉服務研究

楊春節

(安徽農業大學現代教育信息中心,安徽合肥230036)

數字化資源是高校網絡環境中不可缺少的重要元素,在教師教學、備課、學生自學等活動中扮演著重要的角色。在建立數字化教學資源體系模型時,應該本著以學習者為中心,以建構主義為理論基礎,以現代教育理念為指導的思想,重視學習者的學習過程和師生雙方的共同活動,充分體現數字化教與學的需求特點[1]。但是,目前在高校自建的資源中,檢索結果往往不能滿足師生要求。師生獲取所需的數字資源一般有以下方式,第1種方式為從學校自建的資源網站中下載獲得,這種方式下載速度快、效率高,但資源相對匱乏,無法滿足師生日益變化的資源需求。第2種方式為從互聯網上搜索、下載,互聯網的浩瀚資源足以滿足師生對數字資源的需求,但是從互聯網上獲取資源的效率相對較低。P2P應用是網絡帶寬的 “暴力殺手”[2],在高校網絡流量管理控制中,為了保障有限的出口帶寬的合理使用,保障正常的用網需求,P2P應用都會被限制或控制使用。同時還會采用其他網絡管理措施,如流量控制、連接數控制、月總流量控制或月總時間控制等。現行的網絡管理措施、P2P的應用限制及出口帶寬的瓶頸是從互聯網獲取所需資源最大的阻礙。為此,筆者建立基于用戶需求的數字資源中轉服務平臺,由教師和學生根據教、學等方面個性化的需求,在資源中轉服務平臺上提交數字資源下載任務,資源中轉服務平臺利用晚上網絡空閑時段自動完成資源的下載,同時通過FTP文件傳輸服務、資源網站等形式提供給師生在校園局域網內高速下載,從而為師生獲取有效資源提供快截途徑。

1 系統設計

1.1 系統原理

數字資源中轉服務建立在校園局域網的基礎上,依托可值守的自動化任務處理軟件,將互聯網中的數字資源轉存到提供資源中轉服務的計算機中,方便師生在局域網中高速下載。值守軟件基于微軟的.Net技術進行開發,通過程序對在P2P資源下載方面表現優秀的第3方專用下載軟件進行控制,自動化地開始任務執行和停止上網高峰期任務執行時對出口帶寬的搶占,實現數字資源中轉服務自動值守,免維護。

系統原理如圖1所示。

1.2 系統流程設計

師生從互聯網搜索所需資源,獲得資源下載的URL地址、電驢資源地址或BT種子文件,然后將任務文件通過FTP上傳至指定目錄。軟件在規定的時間內處理師生提交的任務文件,并調用第3方軟件從互聯網上進行自動化下載,同時通過校園網的FTP文件傳輸服務 (或網站)向用戶提供高速下載。軟件工作流程如圖2所示。

圖1 資源中轉服務平臺工作原理圖

2 系統實現

2.1 軟件值守

在規定的時間段內處理用戶提交的任務文件,并在規定的時間內開啟和關閉自動化下載機制,以確保不影響其他網絡用戶正常的用網需求及不在上網高峰時段搶占出口帶寬。為了實現這一目標,軟件設計并提供了任務處理模塊和下載軟件響應模塊,分別如圖3和圖4所示。任務處理模塊中,“設置任務發送時間”和“設置任務結束時間”用于設置任務處理的時間段。在該時間段內,軟件自動處理用戶提交的任務文件;在該時間段外,用戶的任務文件保存在指定的目錄中,軟件不進行處理。

圖2 系統工作流程圖

圖3 任務處理模塊圖

圖4 下載軟件響應模塊

下載任務響應模塊中,“設置下載開始時間”和 “設置下載結束時間”用于對第3方下載軟件進行響應,通過捕捉窗口的句柄完成對下載軟件的響應,實現下載操作。在該時間段之外,第3方下載軟件將會被自動關閉,停止執行下載操作,不再占用出口帶寬。

2.2 任務文件的處理

用戶上傳的任務文件的類型有2種,第1種為文本文件,其中每行記錄1個任務,可以是HTTP、FTP、電驢等資源地址信息;第2種為BT種子文件。任務處理模塊會從指定的任務目錄中讀取任務文件,并調用第3方下載軟件,將各個下載任務逐條發送給下載軟件進行處理。

2.3 資源自動化下載

一般情況下,在使用第3方下載軟件時需要手工操作,如選擇文件保存目錄、點擊確定按鈕等。如要實現自動化操作,則需采用自動化的處理方法對下載軟件的交互性操作進行響應。下載軟件響應模塊的功能除了在規定時間啟動、關閉下載軟件外,還可以通過捕捉窗口的句柄并進行操作,以實現對下載軟件的響應,配合下載軟件完成對資源的下載操作。

2.4 通過局域網提供資源下載服務

資源中轉服務的作用是利用出口帶寬空閑時段,從互聯網上獲取師生個性化需求的資源文件,然后通過局域網提供高速下載。在校園網內,提供資源服務的形式多種多樣,如FTP文件傳輸、資源網站等。

3 應用效果

資源中轉服務的應用為師生員工獲取所需資源提供了便利,筆者通過內網資源搜索器為平臺,結合FTP文件傳輸服務,搭建了資源中轉服務平臺,應用效果良好。師生上傳任務文件后,服務器自動完成下載。筆者在局域網下載3.5GB左右文件,速度高達10MB/s,下載完成約6min,如圖5所示。在試運行的一周時間內,資源中轉服務完成任務指定的資源下載總容量高達500GB。同時,該服務也在一定程度提高了出口帶寬的利用率,0∶00～6∶00單臺下載服務器速率峰值可以達到60MB/s,如圖6所示。

圖5 局域網中獲取資源文件速度測試

圖6 0∶00～6∶00資源中轉服務器占用出口帶寬情況

4 結 語

數字資源建設是服務教學的重要內容之一,資源中轉服務部署簡單、切實可用,可以滿足師生獲取個性化數字資源的需求,在一定程度上緩解出口帶寬不足的壓力,同時該服務充分利用帶寬空閑時段進行有效服務,從而提高了帶寬投入上的效益。由于各高校出口帶寬不一,從幾百兆到幾千兆不等,單臺計算機下載能力還不足以將空閑時段的帶寬完全利用起來,因此,利用多臺計算機共同服務于資源中轉以提高帶寬投入效益,是今后需要繼續深入研究的重要課題。

[1]Shapiro A M.H yperm edia design as learner scaffolding[J].Educational Technology Research and Development,2008,56(2):29-44.

[2]胡俊,程瑾.網絡流量管理控制技術在校園網的應用研究 [J].中國教育信息化,2009(11):28-30.