CC BY
34
1S января 2012 г. 2:23
ТЕХНОЛОГИИ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЩЕСТВА
Интеграция сервисов при построении специализированной информационной системы
Зайцев С.В., Крюковский А.С., Растягаев Д.В., Скоморощенко АА,
Российский НОВЫЙ университет
Развитие информационно-телекоммуникоциоиныхтвхнопогий, их активное применение в процессах образования в начале на Западе, а начиная с конца 1990-х годов и в России привело к возникновению понятий 'дистанционное обучение", "электронное обучение", ■электронное образование* и их англоязычных аналогов "е^еатюд", "е-еЖса!юпв. Рассматриваются принцип** интеграции сервисов ^формационной системы электронного обучения на основе использования сервисной шины.
Введение
Одной из приоритетных задач в области образование в нашей стране является внедрение современных образовательных технологий в высших учебных заведениях сграны. Применение систем дистанционного обучения (СДО) является одним из перспективных направлений (1 ]. За рубежом созданы и активно работают консорциумы ведущих университетов, представляющих широкий спектр образовательных услуг на основе электронного образования. В России работы в области дистанционного обучения ведутся во многих вузах.
Средства дистанционного обучения имеют ряд преимуществ перед традиционными образовательными подходами:
• возможность персонализации учебного процесса (использование индивидуальной образовательной траектории освоения образовательной программы);
• индивидуализация учебного процесса (возможность обучаемому самостоятельно осуществлять выбор предметов н глубины их изучения);
• возможность обучения в удобное время без необходимости очного присутствия на практических или лекционных занятиях;
• возможность создания единых систем хранения информации с возможностью многократного использования и изменения данных авторизованными полыователямн.
• возможность расширения образовательной среды за счет использования электронных материазов (в виде лекции, электронных учебно-методических комплексов, различных систем контроля знаний и т.д.).
Несмотря на очевидные достоинства, в настоящее время разработка и внедрение СДО носит почт исключительно локальный характер и не іюзволясг оріанизовагь полноценное взаимодействие систем от рапичных производителей. В значительной мере это связано с отсутствием международных и национальных стандарте, которые позволил бы рег.шмеитироватъ и стандартизировать процесс дистанционного обучения, содержание и компоновку учебных материазов. электронные псрсоназьные карточки студентов и та Наличие такого набора позволит осуществить эффективное взаимодействие различных решений, функционирующих в рамках СДО. Дія такого взаимодействия информационных систем используется термин «интероперабельность» (2). Ключевым злемсіпом в задачах обеспечения шгтсропсрабслыюсти систем выступает стандарт. Очевидно, что использование одного стандарта не позволяет покрыть весь круг проблем и учесть все технические, методические и прочие нюансы, с которыми сгаїкнваются разработчики. пользователи и администраторы СДО. Дія того, чтобы о СДО можно было говорить как об открытой системе, необходим профиль согласованных и взаимодополняющих стандартов (2).
В данной работе рассматриваются задачи обеспечения интероперабельности на технических уровнях (физическая интероперабельность, сшгтаксическая интероперабельность). В качестве телекоммуникационной среды современные С'ДО используют глобазьные вычислительные сети (в частности. Интернет), основанные на таких протоколах как TCP/IP,
T-Comm, #11-2011
НТТР, 5МТР и т.п. В свою очередь, существуют требования к сбору и хранению персоназыюй информации об обучаемых. что обуезавливает необходимость использования стандартов шифрования и протоколов безопасного обмена между системами.
Инісіраііия информационных сервисов
на основе сервисной шины
Одним ш способов обеспечения обмена данными между модулями информашюшюй системы является использование подходов сервис-ориентированной архтекзуры. В рамках такой архігтсюурьі рсазизуются три аспекта ИТ-ссрвисов. каждый из которых способствует получению максиматыюй отдачи от применения информационных технологий:
• сервисы би шее-функций обеспечивают автоматизации конкретных функционазьных. необходимых пользователю;
• сервисы инфраструктуры - вьнюлняют проводящую функцию, посредством і пат формы, через которую поставляются сервисы бизнес-функций:
• сервисы жи шейного цикла - данные сервисы отвечают за дизайн, внедрение, управление, изменение сервисов инфраструктуры и бизнес-функций.
В основе лежит иарадиїхіа проектирования, разрабоїки и управления дискретными единицами логики (сервисов) в вычислительной среде. Применение этого подхода рассматривает проектирование приложений как разработку набора сервисов и позволяет использовать наборы альтернативных технологий и подходов для построения приложений посредством связывания сервисов, а не путем написания нового программного кода. Интеграция сервисов предполагает оріанигашію приложения, при которой информационные ресурсы доставляются потребителям посредством сетевых сервисов (рис. I). Такие системы предполагают наличие следующих важных свойств: возможность
функционирования в сетевой среде; распределенность компонентов системы (сервис-ориентированные приложения включать в себя отдельные модули, функционирующие независимо друг от друга, и зачастую находящихся на рашых серверных платформах и взаимодействующих друг с другом посредством некоторого протокола): работа по схеме «запросчттвет». І Іослсднее свойство указывает на родсгво с традиционной к.1 неїгт-серверной архитектурой. Функционирование приложений в сетевой среде предполагает применение определенного набора сетевых протоколов прикладного уровня, как для организации взаимодействия элементов системы (управления), гак и для обмена информацией (передача данных).
Основу сервис-ориентированной архитектуры составляют четыре ключевых элемента: поставщик
сервисов, реестр сервисов, потребитель сервисов и свод регламентирующих правил, описывающих механизм взаимодействия предыдущих трех элементов.
Потребитель сервисов - это элемент системы, которому необходимо воспользоваться определенным сетевым сервисом. В системе клнеігт может не иметь представления, какой из этих элементов системы предоставит запрашиваемый сервис. Для получения информации о доступных в настоящий момент сервисах и об их провайдерах потребитель обращается к реестру сервисов.
43
ТЕХНОЛОГИИ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЩЕСТВА
Ікііргіміг.іь стр*и*сч* (
Рис. 1. Взаимодействие отдельных компонентов
Реестр сервисов - это элемент, способный, во-первых, принимать запросы от клиеігтов и выполнять соответствующую обработку. Во-вторых, данный элемент, может динамически обновлять как список доступных в данный момент ссрвнс-провайдсров, так и список предоставляемых ими сервисов. Важным требованием к системе предоставления сервисов является ее надежность и отказоустойчивость. Выполнение данною требования может достигаться различными способами, наиболее эффективный из них - возможность дублирования сервис-провайдеров. 11ри отказе основної о сервис-провайдера cm функции моїут быть обеспечены работой резервною. Подобная схема из нескольких ссрвнс-провайдсров может применяться и для базансировки сетевой нагрузки, распределяя ее между несколькими физическими серверами. В случае с обеспечением отказоустойчивости, и в случае с базанси-ровкой нагрузки во временном тнгтервазе предоставления сервиса имеется такой момент, когда происходит смена фактического сервис-провайдера. В системе должен быть элемент. информирующий клиентские системы, к какому in сервис-провайдеров в данный момент следует отправлять запрос на предоставление сервиса. Данную функцию и возлагается на реестр сервисов.
Лоїика построения запросов и ответов не содержится в самом сервисе. В сервис-ориентированной архитектуре имеется еще один элемент - свод правил, обеспечивающий возможность построения корректного запроса к определенному сервису. Его зазача заключается в том. чтобы получать от ссрвис-провайдсров правила построения запросов к предоставляемым ими сервисам, хранить их и сообщать клиентам.
Для объединения отдельных сервисов в рамках распределенной информационной системы используется понятие сервисной шины инфраструктурное решение для связи приложений и сервисов. Сервисная шина обеспечивает целый набор посреднический функций:
• маршрутизацию сообщений между службами;
• преобразование протоколов службы и клиента;
• трансформацию сообщений из одного формата в другой:
• обработку событий из различных источников.
Подобный подход построения ядра информационной
системы, позволяет повыаггъ се гибкость, упроспгтъ тгроцедуры добавления новых сервттсов и изменения существующих. Основой для взаимодействия между сервисами и приложениями через корпоративную сервисную шину выступает набор протоколов (например. SOAP). Формат отдезьных сообщений использует язык XML. Разработчики платформ н средств разработки бизнес-приложений (такие как Microsoft, IBM. Oracle и др.) предлагает собственные решения, поддсрживакмцис сервис-орнетгтнрованную архитектуру.
Типовая архитектура информационною портала
Рассмотрим типовую распределенную систему обработки данных, применяющукх'я в СДО. Отдельные КОМПОНС1ЛЫ (хранилища данных, сервер приложений и вебсервисы) могут быть разнесены на отдельные вычислительные системы или размешены на обшей аппарат!той
платформе. Пример копфитурашш размещения серверов, используемая для развертывания программных модулей системной шины и сервисов, представлена на рис. 2.
Остановимся здесь на сервере приложений, как основе для построения системной шины. На сервере разворачивается набор веб-сервисов, которые обрабатывает как запросы клиентских компонентов системы напрямую (речь идет о спсцнатьных клиентских приложениях, например, программа видсоконфсрснц-связи). так и запросы от веб-сервера предоставляющего пользователям интерфейс взаимодействия с системой через стандартное приложение - веб-обозреватель.
Стоит отметить, что для обеспечения безопасности в рассматриваемой архитектуре пользователи не имеют прямого доступа к хранилищам данных. Доступ обеспечивается через сервисы приложений, где имеется возможность установить процедуруаутентификации.
Рис. 2. Серверные компоненты системы
Используемая архитектура позволяет установить траничный (портальный) уровень взаимодействия в информационной системе. Верхний уровень будет задаваться системой веб-узлов, которые в рамках единой системы объединяются в информационный портал. Данные веб-узлы могут представлять собой совокупность информационных ресурсов (например, веб-страниц, документов, ссылок на .труте ресурсы) и обращение к веб-приложениям (сервисы обеспечения безопасности, сервисы видеоконференцсвязи, сервисы обмена данными с удазенными подсистемами, системами теледиагностики).
Для входа в информационную систему используется портал с семейством веб-узлов:
• начальный узел системы, задающий иерархию URL - точка входа в систему;
• список отдельных узлов информационной систем;
• семейство подчиненных узлов системы, доступ к которым разрешен только его непосредственным участникам;
• узел администрирования информационной системы, предназначенный для управления пользователями, областями и разграничения доступа к ним.
В качестве инструментального средства построения информалиошюго портала может быть использовано решение MS SharePoint Server. Выбор обуславливается тем, что решение Microsoft SharePoint Server представляет собой интегрированный наксг серверных приложений, которые обеспечивают упраатеиие контентом и поиск информации, обмен информацией межту пользователями и проведения аназиза. Решение Microsoft SharePoint Server гюддержнваст различные информационные области - интранет, экстранет и веб-приложения, размешенные по всему предприятию в рамках одной интегрированной платформы.
Литература
1. Д.В. Растят асе. Современные технологии проектирования информационных систем управления вузом. //Вестник Российского нового университета. Серия Управление, вычислительная техника и информатика, 2008. - Вып. 3. - С. 124-133.
2. В.К. Ьоювкнн. К>.В. Гуляев, Л.Я. Олейников. Обеспечение интероперабельности основная тенденция в развитии открытых систем. // Информационные системы и технологии, 2009. - № 5, С.7-15.
44
T-Comm, #11-2011
