基于慕課的行業(yè)大規(guī)模在線培訓(xùn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐

鄭冬梅

摘要：慕課的出現(xiàn)為大規(guī)模在線教育提供了很好的普適方案，但如何基于慕課平臺(tái)打造滿足行業(yè)培訓(xùn)特殊需求的大規(guī)模在線培訓(xùn)平臺(tái)則需要針對(duì)不同行業(yè)進(jìn)行具體研究與分析。該文從一個(gè)實(shí)際的行業(yè)大規(guī)模培訓(xùn)項(xiàng)目需求出發(fā)，詳細(xì)介紹了該項(xiàng)目業(yè)務(wù)規(guī)劃及系統(tǒng)建設(shè)要求，詳細(xì)設(shè)計(jì)了適合該行業(yè)大規(guī)模在線培訓(xùn)的技術(shù)平臺(tái)，包括系統(tǒng)架構(gòu)、服務(wù)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、數(shù)據(jù)架構(gòu)、應(yīng)用接口、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、性能優(yōu)化及安全保障等等，并照此設(shè)計(jì)完成了技術(shù)平臺(tái)建設(shè)。經(jīng)項(xiàng)目運(yùn)行檢驗(yàn)，平臺(tái)較好地滿足了該行業(yè)大規(guī)模在線培訓(xùn)需求。通過(guò)該平臺(tái)建設(shè)可見(jiàn)，以慕課為基礎(chǔ)，根據(jù)需要集成面向不同行業(yè)需求的應(yīng)用系統(tǒng)，可較好滿足不同行業(yè)的大規(guī)模在線培訓(xùn)需求，這對(duì)于慕課的應(yīng)用發(fā)展有較積極的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：慕課；大規(guī)模公開(kāi)網(wǎng)絡(luò)課程；小型私密網(wǎng)絡(luò)課程；行業(yè)培訓(xùn)平臺(tái)

大規(guī)模公開(kāi)在線課程（Massive Open Online Courses，MOOCs，以下稱慕課）的出現(xiàn)與發(fā)展對(duì)遠(yuǎn)程在線教育帶來(lái)了極大影響，特別是高等教育和行業(yè)培訓(xùn)等具有大規(guī)模教育需求的領(lǐng)域。基于慕課架構(gòu)體系，借助日漸成熟的云平臺(tái)，可以快速搭建起面向海量用戶的在線教育平臺(tái)；考慮到特定教育領(lǐng)域的特殊需求，如幼兒教育手畫口說(shuō)、職業(yè)教育實(shí)習(xí)操練、行業(yè)培訓(xùn)特有應(yīng)用和線下培訓(xùn)等，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)虛擬3D（3-Dimensional，三維）或VR（Virtual Reality，虛擬現(xiàn)實(shí)，簡(jiǎn)稱vR）實(shí)訓(xùn)平臺(tái)、語(yǔ)音筆跡表情多維識(shí)別系統(tǒng)等應(yīng)用系統(tǒng)，即可形成面向某個(gè)行業(yè)具備該行業(yè)所需教育需求的大規(guī)模在線培訓(xùn)平臺(tái)。

本文所介紹的“大規(guī)模安全管理在線培訓(xùn)平臺(tái)”（以下簡(jiǎn)稱為“培訓(xùn)平臺(tái)”）正是我國(guó)某一個(gè)行業(yè)管理機(jī)構(gòu)所建立的面向全體行業(yè)從業(yè)人員的培訓(xùn)平臺(tái)?；谶@個(gè)培訓(xùn)平臺(tái)，實(shí)施“行業(yè)安全管理培訓(xùn)重大專項(xiàng)工程”，大規(guī)模開(kāi)展行業(yè)安全管理培訓(xùn)。本文詳細(xì)介紹了該平臺(tái)的建設(shè)應(yīng)用需求、系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)。

一、慕課發(fā)展

近年來(lái)全球范圍內(nèi)慕課的蓬勃發(fā)展，代表了網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、遠(yuǎn)程教育發(fā)展的新趨勢(shì)。通過(guò)把優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源放在互聯(lián)網(wǎng)上，面向全球，令所有用戶觸手可及，從而打破了校園與國(guó)境的限制，引發(fā)了已沿襲千年的教育模式的變革，并首先在高等教育領(lǐng)域爆發(fā)。

目前，全球各地已建慕課平臺(tái)近百個(gè)，分布在全球幾十個(gè)國(guó)家，最知名的四大慕課平臺(tái)Coursera、Udacity、Khan Academy和edX均在美國(guó)，幾乎所有世界知名大學(xué)都選擇在這些平臺(tái)上開(kāi)放自己的課程。其他許多發(fā)達(dá)國(guó)家都已建立代表性的慕課平臺(tái)，如歐盟的OpenupED、德國(guó)的Iversity、英國(guó)的FutrueLeam、澳大利亞的Open2study和日本的Schoo等。甚至于一些欠發(fā)達(dá)地區(qū)也開(kāi)始了慕課建設(shè)，如東南亞幾所開(kāi)放大學(xué)已推出了區(qū)域性的東亞MOOC聯(lián)盟。除了高等院校外，技術(shù)公司也紛紛進(jìn)軍這個(gè)領(lǐng)域，Google、百度、阿里巴巴、騰訊等重量級(jí)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，紛紛宣布進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)教育領(lǐng)域，利用其技術(shù)與資本優(yōu)勢(shì)，力圖搶占新的領(lǐng)域。

隨著慕課發(fā)展，產(chǎn)生了不同類型的MOOC平臺(tái)。一是cMOOCs，“c”指代“連接主義”（Connectivist）學(xué)習(xí)理論，George Siemens認(rèn)為，學(xué)習(xí)不僅僅局限于個(gè)人，而是承載于網(wǎng)絡(luò)上，學(xué)生可以基于各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，包括但不限于視頻直播、語(yǔ)音直播、社交即時(shí)通訊、社交博客等，從而與學(xué)習(xí)內(nèi)容和其他學(xué)習(xí)者產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，可以在已有認(rèn)知基礎(chǔ)上創(chuàng)造和建構(gòu)出自己的知識(shí)。二是xMOOCs，edX、Coursera、Udacity等平臺(tái)都?xì)w屬此類，采用類似高校傳統(tǒng)教學(xué)方法，分“班級(jí)”，配備指導(dǎo)老師，教師講授新知識(shí)，學(xué)生聽(tīng)講并做練習(xí)，學(xué)習(xí)內(nèi)容如教學(xué)視頻、題庫(kù)和測(cè)驗(yàn)等集中存放在課程網(wǎng)站中，學(xué)生無(wú)需其他工具進(jìn)行關(guān)聯(lián)。xMOOCs背后的學(xué)習(xí)理論則著眼于知識(shí)的傳遞以及傳遞之后能被掌握，建構(gòu)知識(shí)是作為學(xué)習(xí)方法而非學(xué)習(xí)目標(biāo)。三是SPOC（Small Private Online Course），小型私密網(wǎng)絡(luò)課程，由美國(guó)伯克利大學(xué)Armando Fox教授提出，通常SPOC的學(xué)生人數(shù)在十幾人到數(shù)百人之間，利用在線課程的優(yōu)勢(shì)滿足小規(guī)模、有特殊要求人群的需要。SPOC比較適合企業(yè)培訓(xùn)。基于SPOC還衍生出MPOC（Massive Private Online Course），是一種大規(guī)模私有在線學(xué)習(xí)模式。

二、項(xiàng)目情況介紹

“行業(yè)安全管理培訓(xùn)重大專項(xiàng)工程”是我國(guó)某一行業(yè)管理機(jī)構(gòu)面向全體行業(yè)從業(yè)人員開(kāi)展實(shí)施的一個(gè)項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱為“該項(xiàng)目”），意在通過(guò)長(zhǎng)期的、持續(xù)的、有組織的行業(yè)安全管理培訓(xùn)，建立長(zhǎng)效的行業(yè)安全管理人才培養(yǎng)體系，建立高水平的行業(yè)安全管理人才隊(duì)伍，保障行業(yè)業(yè)務(wù)安全開(kāi)展。該項(xiàng)目愿景是全面普及行業(yè)安全管理培訓(xùn)、全面培養(yǎng)行業(yè)安全管理人才、全面保障行業(yè)管理安全、全面提升行業(yè)安全管理意識(shí)。該項(xiàng)目的培訓(xùn)對(duì)象包括：一是行業(yè)各級(jí)各類機(jī)構(gòu)的安全管理員；二是行業(yè)各級(jí)各類機(jī)構(gòu)安全主管領(lǐng)導(dǎo)；三是與行業(yè)相關(guān)的在校學(xué)歷教育專業(yè)的學(xué)生及老師。

項(xiàng)目培訓(xùn)方式包括：一是網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)。由學(xué)員登錄培訓(xùn)平臺(tái)，根據(jù)其授權(quán)，自主選擇課程并學(xué)習(xí)。二是網(wǎng)絡(luò)直播授課。針對(duì)各級(jí)各類培訓(xùn)，通過(guò)培訓(xùn)平臺(tái)直播培訓(xùn)課程，即可以使現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)直播，也可以是以往錄制課程播放。三是定期組織培訓(xùn)班，依托各地培訓(xùn)基地，進(jìn)行面授培訓(xùn)，開(kāi)展實(shí)際操練。主要針對(duì)高級(jí)學(xué)員。四是定期舉辦不同層面的安全管理技能大賽等賽事活動(dòng)，建立選拔機(jī)制，吸引和發(fā)掘精英人才。以上，線上和線下相結(jié)合，既能夠迅速普及，也具備一定的技術(shù)深度；非實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)課程學(xué)習(xí)與實(shí)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)直播培訓(xùn)相結(jié)合，適用不同需求。

該項(xiàng)目采取證書認(rèn)證體系。證書分為初級(jí)、中級(jí)、高級(jí)，高級(jí)證書可再根據(jù)安全領(lǐng)域不同細(xì)分為不同方向。證書有效期3年，按規(guī)定參加學(xué)習(xí)，經(jīng)證書頒發(fā)機(jī)構(gòu)審核合格，可重新獲得新證書。該項(xiàng)目的考核方式有：網(wǎng)絡(luò)考試和實(shí)操檢驗(yàn)。

綜上，該項(xiàng)目是一個(gè)面向整個(gè)行業(yè)、需要支撐大規(guī)模在線學(xué)習(xí)同時(shí)具備行業(yè)特殊培訓(xùn)需求的遠(yuǎn)程教育項(xiàng)目，為支撐項(xiàng)目開(kāi)展，需要基于慕課體系，配合行業(yè)特有的網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，建設(shè)形成一個(gè)適合行業(yè)特色需求的“大規(guī)模安全管理在線培訓(xùn)平臺(tái)”。

三、建設(shè)需求分析

根據(jù)“安全管理培訓(xùn)重大專項(xiàng)工程”工程規(guī)劃、項(xiàng)目目標(biāo)、實(shí)施內(nèi)容及相關(guān)業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)，對(duì)“大規(guī)模安全管理在線培訓(xùn)平臺(tái)”的技術(shù)建設(shè)需求比較明確，主要包括以下幾個(gè)方面。

平臺(tái)需以大型開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)為依托，使得學(xué)習(xí)者能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)快捷獲取。相對(duì)于傳統(tǒng)的線下教學(xué)對(duì)學(xué)生數(shù)量的限制，一般不超過(guò)百名，慕課則沒(méi)有參與人數(shù)的限制，更適合于廣大的受眾群體使用的。平臺(tái)需通過(guò)統(tǒng)一的學(xué)習(xí)目標(biāo)的設(shè)定，統(tǒng)一組織管理，讓學(xué)習(xí)者共同學(xué)習(xí)。

平臺(tái)應(yīng)結(jié)合大型開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)課程理念，充分考慮學(xué)生教師比例極高情況下將有大量交流互動(dòng)和討論研修，因此平臺(tái)需具備學(xué)習(xí)互動(dòng)功能，比如留言回饋、分組討論、同級(jí)審查、小組合作等；需具備線上網(wǎng)絡(luò)評(píng)價(jià)功能，如隨堂測(cè)驗(yàn)、作業(yè)、考試、回答等等。平臺(tái)需充分借鑒連結(jié)主義教學(xué)方法，讓大量的資料能在平臺(tái)上進(jìn)行傳播，然后再將信息匯集，以方便讓參與者讀取。這種方式與傳統(tǒng)教學(xué)模式是有差異的，因?yàn)閭鹘y(tǒng)方式下所有教學(xué)過(guò)程需要使用的內(nèi)容都需要提前準(zhǔn)備，并投放到平臺(tái)中，而本平臺(tái)的建設(shè)需要充分考慮相關(guān)內(nèi)容是在教與學(xué)的過(guò)程中涌現(xiàn)的。通過(guò)大型開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)方式，最終實(shí)現(xiàn)知識(shí)交換，使培訓(xùn)過(guò)程中的任何學(xué)習(xí)類型的信息都可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳播。

平臺(tái)須保證先進(jìn)性；需要采用三層結(jié)構(gòu)，并應(yīng)用Python、Ruby、JAVA、C作為開(kāi)發(fā)手段，XML作為信息接口標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行。作為一個(gè)面向全國(guó)用戶的平臺(tái)，其穩(wěn)定性必須得到保證，平臺(tái)應(yīng)盡量采用成熟的開(kāi)發(fā)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)，最大限度地降低技術(shù)維護(hù)工作，并保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。鑒于互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的發(fā)展是長(zhǎng)期的、動(dòng)態(tài)變化的，因此技術(shù)架構(gòu)必須是開(kāi)放的和可擴(kuò)展的，需要提供一系列的標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)接口，使得從信息的傳輸、核心業(yè)務(wù)管理到最終的應(yīng)用服務(wù)都能夠保持良好的功能可擴(kuò)充性，隨時(shí)滿足業(yè)務(wù)的變化需求。由于業(yè)務(wù)應(yīng)用范圍非常廣泛，功能需求多，體系復(fù)雜，模塊化的結(jié)構(gòu)是平臺(tái)的最好選擇。由于有大量的個(gè)性化信息服務(wù)的工作負(fù)荷存在，平臺(tái)必須支持分布式的體系結(jié)構(gòu)，以便隨時(shí)對(duì)性能和功能進(jìn)行擴(kuò)充。

因?yàn)樵擁?xiàng)目是面向整個(gè)行業(yè)的重點(diǎn)信息建設(shè)項(xiàng)目，對(duì)于所發(fā)布的所有信息都必須能夠保證其內(nèi)容的正確性和嚴(yán)肅性，平臺(tái)需要一套嚴(yán)格的、具有細(xì)致審批角色劃分的供稿處理流程，以保證稿件的嚴(yán)肅正確，并且在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)能夠立即采取措施進(jìn)行刪除撤回，并能夠查詢問(wèn)題的所在。

四、系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

（一）系統(tǒng)架構(gòu)

平臺(tái)分為支撐平臺(tái)、學(xué)習(xí)平臺(tái)和終端三層架構(gòu)。支撐平臺(tái)包括網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)、負(fù)載均衡和優(yōu)化工具等。學(xué)習(xí)平臺(tái)包括培訓(xùn)平臺(tái)（MOOC、業(yè)務(wù)管理平臺(tái)）和虛擬實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。終端平臺(tái)包括Web（網(wǎng)頁(yè)）學(xué)習(xí)終端、APP（Applieation，應(yīng)用程序）學(xué)習(xí)終端、微信學(xué)習(xí)終端和OTT（Over the Top，意指機(jī)頂盒）學(xué)習(xí)終端。整個(gè)平臺(tái)的層次結(jié)構(gòu)如圖1所示。

（二）服務(wù)架構(gòu)

平臺(tái)架構(gòu)主要分為應(yīng)用層集群、緩存層集群和數(shù)據(jù)庫(kù)層集群。

應(yīng)用層集群：主節(jié)點(diǎn)應(yīng)用層集群主要包括MOOC平臺(tái)集群、內(nèi)容管理系統(tǒng)CMS（Content Management System）服務(wù)集群及發(fā)布集群、轉(zhuǎn)碼服務(wù)集群、業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)集群、視頻點(diǎn)播、直播服務(wù)器集群；分節(jié)點(diǎn)應(yīng)用層集群主要為MOOC集群、CMS發(fā)布集群、視頻點(diǎn)播群及視頻直播群。

緩存層集群：采用緩存服務(wù)器集群統(tǒng)一為應(yīng)用層提供服務(wù)，采用Memcache提供緩存服務(wù)，不同的緩存服務(wù)器之間采用一致性hash提升緩存的命中效率。

數(shù)據(jù)庫(kù)層集群：數(shù)據(jù)層集群包括Mysql服務(wù)器集群及Mongo的服務(wù)器集群，數(shù)據(jù)庫(kù)層集群為上層的應(yīng)用提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)服務(wù)。主節(jié)點(diǎn)為所有的寫操作，分節(jié)點(diǎn)為所有讀操作，數(shù)據(jù)庫(kù)之間的數(shù)據(jù)同步依賴于數(shù)據(jù)庫(kù)本身的同步機(jī)制進(jìn)行數(shù)據(jù)的同步，如圖2所示。

（三）網(wǎng)絡(luò)部署

平臺(tái)建設(shè)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，一個(gè)北京主中心節(jié)點(diǎn)，一個(gè)外地分節(jié)點(diǎn)。北京主節(jié)點(diǎn)為自建機(jī)房，同時(shí)接入電信、聯(lián)通、教育三個(gè)網(wǎng)。分節(jié)點(diǎn)采用機(jī)器托管方式，依托電信運(yùn)營(yíng)企業(yè)、專業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心IDC（Internet Data Center）/內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)CDN（Content Delivery Network）運(yùn)營(yíng)商，采用帶寬租用或業(yè)務(wù)合作方式接人互聯(lián)網(wǎng)。

每個(gè)節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)及外網(wǎng)管理服務(wù)器采用地址轉(zhuǎn)換（Network Address Translation，NAT）方式接入互聯(lián)網(wǎng)。其中對(duì)外提供服務(wù)的設(shè)備進(jìn)行靜態(tài)地址轉(zhuǎn)換，其余設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)或端口地址轉(zhuǎn)換（Port Address Translation，PAT）。主中心節(jié)點(diǎn)和分節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)都具備高可靠性，安全性，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)與存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的隔離，同時(shí)對(duì)于主中心節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)提供網(wǎng)絡(luò)級(jí)、設(shè)備級(jí)、以及鏈路級(jí)冗余，通過(guò)VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol，虛擬路由器冗余協(xié)議）、IRF（International Recommande Forwarding）堆疊等技術(shù)最大限度保證底層傳輸平臺(tái)的可靠性。

主中心節(jié)點(diǎn)的核心應(yīng)用交換機(jī)采用模塊化高端設(shè)備匯聚實(shí)訓(xùn)平臺(tái)和學(xué)習(xí)平臺(tái)等應(yīng)用，承載整個(gè)核心系統(tǒng)的通信流量；后端存儲(chǔ)采用模塊化中端交換機(jī)與集群存儲(chǔ)系統(tǒng)相連。分節(jié)點(diǎn)全部采用模塊化中端交換機(jī)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用和存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)交換。在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)分別部署全局負(fù)載均衡系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的廣域負(fù)載均衡，并協(xié)同兩個(gè)節(jié)點(diǎn)并行提供服務(wù)。通過(guò)智能DNS（Domain Name svstem）解析并根據(jù)負(fù)載均衡算法引導(dǎo)用戶的訪問(wèn)請(qǐng)求至不同的站點(diǎn)，盡可能讓用戶就近訪問(wèn)，既能提高用戶訪問(wèn)速度，也能合理分配資源。在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)分別部署本地負(fù)載均衡系統(tǒng)，把數(shù)據(jù)流量合理地分配給服務(wù)器群內(nèi)的服務(wù)器共同負(fù)擔(dān)，滿足并發(fā)訪問(wèn)，避免服務(wù)器單點(diǎn)故障造成數(shù)據(jù)流量的損失，并且便于平滑的不需要停止服務(wù)的擴(kuò)容。節(jié)點(diǎn)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)與應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)隔離，以提高存儲(chǔ)的安全性。核心應(yīng)用服務(wù)器雙網(wǎng)卡雙路接入核心交換機(jī)。存儲(chǔ)服務(wù)器雙網(wǎng)卡雙路接入以堆疊方式部署的大帶寬存儲(chǔ)交換機(jī)。前端的應(yīng)用服務(wù)器根據(jù)需要采用三網(wǎng)卡接入兩個(gè)核心交換機(jī)和存儲(chǔ)交換機(jī)。

基于大型網(wǎng)站的基本架構(gòu)，除了以上設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，更重要的是配套的優(yōu)化技術(shù)，包括Web服務(wù)器負(fù)載平衡和集群結(jié)構(gòu)，分布式集群存儲(chǔ)技術(shù)，Memcached緩存池，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)和NoSql數(shù)據(jù)庫(kù)以及分庫(kù)分表讀寫分離等技術(shù)等。

（四）數(shù)據(jù)架構(gòu)

數(shù)據(jù)架構(gòu)設(shè)計(jì)主要指存儲(chǔ)分發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)。存儲(chǔ)分發(fā)平臺(tái)統(tǒng)一管理整個(gè)平臺(tái)的所有數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以是分布在各個(gè)數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)可以在數(shù)據(jù)中心之間自動(dòng)遷移，為所有應(yīng)用提供完全統(tǒng)一的文件系統(tǒng)視圖，高質(zhì)量保證應(yīng)用系統(tǒng)長(zhǎng)期持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

存儲(chǔ)分發(fā)平臺(tái)包括全局文件系統(tǒng)雙中心協(xié)同系統(tǒng)，全局文件系統(tǒng)主節(jié)點(diǎn)版本，全局文件系統(tǒng)分節(jié)點(diǎn)版本。物理上獨(dú)立分布的應(yīng)用系統(tǒng)在授權(quán)的范圍內(nèi)可以以標(biāo)準(zhǔn)的本地讀、寫方式訪問(wèn)一致的全局文件系統(tǒng)，在全局范圍內(nèi)根據(jù)應(yīng)用的需求和動(dòng)態(tài)負(fù)載進(jìn)行數(shù)據(jù)的智能分布管理，無(wú)縫地進(jìn)行全局文件系統(tǒng)和應(yīng)用系統(tǒng)的在線動(dòng)態(tài)擴(kuò)展，做到真正數(shù)據(jù)中心級(jí)的即插即用。

平臺(tái)部署了兩個(gè)全局元數(shù)據(jù)中心和若干存儲(chǔ)中心。解決單元數(shù)據(jù)中心可能失效的問(wèn)題，兩個(gè)元數(shù)據(jù)中心上的數(shù)據(jù)保持實(shí)時(shí)同步、完全一致，且在功能上互為備份，共同對(duì)外提供元數(shù)據(jù)服務(wù)。至于存儲(chǔ)中心，則按照系統(tǒng)的數(shù)據(jù)部署策略，每個(gè)存儲(chǔ)中心上的數(shù)據(jù)集可以是完全相同的、部分相同的或完全不同的。

（五）應(yīng)用接口

平臺(tái)采用模塊化架構(gòu)，各模塊之間以慕課學(xué)習(xí)平臺(tái)為中心，通過(guò)應(yīng)用接口通訊，根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)了如下幾類應(yīng)用接口：

一是應(yīng)用支撐類接口，包括用戶管理（統(tǒng)一認(rèn)證）接口、運(yùn)營(yíng)管理接口、學(xué)習(xí)評(píng)測(cè)接口、統(tǒng)一存儲(chǔ)接口等。其中統(tǒng)一認(rèn)證接口可實(shí)現(xiàn)用戶增、刪、改、認(rèn)證、登錄等；運(yùn)營(yíng)管理接口實(shí)現(xiàn)定價(jià)、折扣、付款等；學(xué)習(xí)評(píng)測(cè)實(shí)現(xiàn)測(cè)試、考核、評(píng)級(jí)等；統(tǒng)一存儲(chǔ)接口實(shí)現(xiàn)讀和寫操作。二是移動(dòng)應(yīng)用接口，用于移動(dòng)終端設(shè)備應(yīng)用通訊。三是微信應(yīng)用接口，用于微信終端應(yīng)用通訊。四是OTT應(yīng)用接口，用于OTT電視終端應(yīng)用通訊。五是行業(yè)培訓(xùn)接口，根據(jù)不同行業(yè)特殊需求，比如幼兒及義務(wù)教育可重點(diǎn)部署語(yǔ)音、筆跡和表情等多維識(shí)別系統(tǒng)，將極大提升遠(yuǎn)程教育成效；比如職業(yè)教育可重點(diǎn)部署網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)習(xí)操練平臺(tái)，以及網(wǎng)絡(luò)虛擬3D或VR實(shí)訓(xùn)平臺(tái)等。具體如圖3所示。

（六）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

采用目前國(guó)際流行的，也代表未來(lái)技術(shù)發(fā)展方向的基于J2EE（Java 2 Platform，Enterprise Edition，Java2企業(yè)版平臺(tái)）技術(shù)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡、內(nèi)容表現(xiàn)與邏輯實(shí)現(xiàn)的獨(dú)立，并實(shí)現(xiàn)以該技術(shù)架構(gòu)為基礎(chǔ)的網(wǎng)站各系統(tǒng)的功能集成。同時(shí)，結(jié)合系統(tǒng)的合理資源配置，支持大容量的并發(fā)用戶訪問(wèn)，以及高效的信息發(fā)布和檢索。

在數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方面采用基于xML（eXtensible Markup language，可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言）和JSON（JavaScript Object Notation）的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，可增強(qiáng)系統(tǒng)之間、應(yīng)用和系統(tǒng)之間、應(yīng)用之間的數(shù)據(jù)交換，極大提升系統(tǒng)集成度。XML標(biāo)準(zhǔn)描述數(shù)據(jù)格式能促進(jìn)不同數(shù)據(jù)格式的交換、共享、再利用。Web Service技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可使用XML標(biāo)準(zhǔn)來(lái)描述、發(fā)布、發(fā)現(xiàn)、協(xié)調(diào)和配置應(yīng)用程序，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的分布式部署。標(biāo)準(zhǔn)組件化設(shè)計(jì)可以保證用戶更多地采用先進(jìn)的技術(shù)搭建個(gè)性化的應(yīng)用。

（七）用戶體驗(yàn)

平臺(tái)建設(shè)過(guò)程中，特別針對(duì)以下用戶體驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。一是健壯性。平臺(tái)需要建立完備的技術(shù)文檔，充分分析在正常的使用中因?yàn)閿?shù)據(jù)錯(cuò)誤、操作錯(cuò)誤、設(shè)計(jì)功能問(wèn)題等等導(dǎo)致軟件的可用性差等問(wèn)題。當(dāng)存在需求調(diào)整時(shí)，及時(shí)發(fā)布相關(guān)變更文檔，并作相應(yīng)的業(yè)務(wù)分析，以保證開(kāi)發(fā)過(guò)程中，功能完善并且符合實(shí)際需要。此外，平臺(tái)在開(kāi)發(fā)過(guò)程中還將采用多方位的錯(cuò)誤捕獲機(jī)制，根據(jù)錯(cuò)誤的嚴(yán)重程度確保在一般錯(cuò)誤時(shí)，平臺(tái)運(yùn)行不受影響。二是可靠性。整體（包括數(shù)據(jù)庫(kù)和各服務(wù)組件）采用集群架構(gòu)，內(nèi)部通過(guò)優(yōu)化的算法實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡機(jī)制，避免發(fā)生單點(diǎn)故障。經(jīng)過(guò)初步大量的測(cè)試，系統(tǒng)能保證24*7小時(shí)無(wú)故障運(yùn)行。如果發(fā)生問(wèn)題，能確保兩個(gè)小時(shí)內(nèi)恢復(fù)系統(tǒng)正常運(yùn)行。數(shù)據(jù)庫(kù)資源定期（至少每日）做鏡像備份。三是易用性。平臺(tái)充分考慮學(xué)習(xí)者的使用特點(diǎn)，在功能跳轉(zhuǎn)時(shí)保持相對(duì)銜接性。對(duì)于學(xué)員用戶，充分考慮其學(xué)習(xí)需要，減少其為完成學(xué)習(xí)的操作復(fù)雜度。對(duì)于一些功能按鈕（如加入課程，開(kāi)始學(xué)習(xí)）必須醒目，方便用戶點(diǎn)擊。對(duì)于一定的信息瀏覽（如課程、公告），提供多方式的瀏覽，便于用戶很輕易的找到他想要的信息。多種瀏覽模式（PC、手機(jī)、平板電腦、OTT）樣式大致一致，布局大體一致，操作使用一致，保證用戶在不同終端使用同一功能時(shí)的平滑切換。四是可擴(kuò)展性。對(duì)于未來(lái)新增功能，該平臺(tái)能夠較快相應(yīng)，不需調(diào)整已有結(jié)構(gòu)。五是兼容性。特定功能模塊能夠在Andriod以及Windwos環(huán)境上運(yùn)行，具有一定操作系統(tǒng)兼容性。Web頁(yè)面不僅可在PC終端中瀏覽，還可在一定的手機(jī)終端正常瀏覽，具有一定的終端兼容性，可在絕大部分主流瀏覽器上使用。

（八）性能優(yōu)化

針對(duì)平臺(tái)業(yè)務(wù)需求，做了如下性能優(yōu)化實(shí)現(xiàn)。一是負(fù)載均衡。根據(jù)算法將用戶請(qǐng)求合理分配到群里成員，實(shí)現(xiàn)請(qǐng)求和負(fù)載的均衡分配。對(duì)于平臺(tái)的簡(jiǎn)單業(yè)務(wù)模塊，系統(tǒng)采用2用1備的負(fù)載處理模式。對(duì)于平臺(tái)的負(fù)載業(yè)務(wù)模塊，系統(tǒng)采用3用1備的負(fù)載處理模式。對(duì)于平臺(tái)接口模塊，系統(tǒng)視情況不同采用2用1備或3用1備的處理模式。二是數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像。平臺(tái)的特定模塊數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢功能與寫入（修改/刪除）分開(kāi)，制作寫入數(shù)據(jù)庫(kù)的鏡像用做查詢。具體而言，需要對(duì)MOOC模塊的信息數(shù)據(jù)做數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像，同時(shí)對(duì)業(yè)務(wù)管理模塊的信息數(shù)據(jù)做數(shù)據(jù)庫(kù)鏡像。三是緩存服務(wù)器。對(duì)于平臺(tái)頁(yè)面展示模塊，針對(duì)前臺(tái)頁(yè)面的使用范圍，分別設(shè)置緩存服務(wù)器，提高頁(yè)面瀏覽效率。對(duì)于業(yè)務(wù)處理模塊，根據(jù)功能模塊（MOOC，業(yè)務(wù)管理，CMS）的不同，針對(duì)性設(shè)置緩存服務(wù)器，提高業(yè)務(wù)處理速度。

（九）安全保障

為了充分保障該系統(tǒng)對(duì)外服務(wù)的可持續(xù)性，對(duì)于核心應(yīng)用系統(tǒng)包括學(xué)習(xí)平臺(tái)和實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，特別從帶寬保障、流量整形以及安全防護(hù)等方面做了如下安全保障設(shè)置。一是VLAN（Virtual Local Area Network，虛擬局域網(wǎng)）隔離。保持現(xiàn)有基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不變，運(yùn)用核心交換機(jī)VLAN子網(wǎng)劃分技術(shù)，將核心應(yīng)用系統(tǒng)規(guī)劃為獨(dú)立子網(wǎng)（如IVLAN100）。通過(guò)對(duì)核心交換機(jī)的訪問(wèn)控制列表配置，嚴(yán)格禁止應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)內(nèi)對(duì)外的非正常訪問(wèn)。通過(guò)在出口防火墻上對(duì)核心應(yīng)用所在VLAN進(jìn)行基于訪問(wèn)控制策略的流量高優(yōu)先級(jí)、最小帶寬保障配置和流量整形配置，以充分保障本平臺(tái)對(duì)外服務(wù)能力，減小突發(fā)高峰流量對(duì)整體網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的壓力風(fēng)險(xiǎn)。二是防火墻隔離。通過(guò)防火墻的接口訪問(wèn)控制配置實(shí)現(xiàn)對(duì)核心應(yīng)用系統(tǒng)的隔離，嚴(yán)格禁止非正常訪問(wèn)訪問(wèn)。三是對(duì)于Web應(yīng)用層進(jìn)行安全強(qiáng)化。開(kāi)展安全滲透攻擊服務(wù)并在該系統(tǒng)前端加裝應(yīng)用層防火墻（Web Application Firewall，WAF），降低和消除針對(duì)Web應(yīng)用層的攻擊，如CSS（Cross-Site Scripting）跨站、網(wǎng)頁(yè)掛馬檢查等。

五、結(jié)束語(yǔ)

該平臺(tái)基于大型開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)課程MOOC而建，具備所有時(shí)下遠(yuǎn)程在線教育所需的各種功能，能滿足面向整個(gè)行業(yè)人員開(kāi)展大規(guī)模安全管理培訓(xùn)的需求。如平臺(tái)管理，針對(duì)管理員，用于管理平臺(tái)的組織結(jié)構(gòu)、人員構(gòu)成和正常的運(yùn)行維護(hù)等；如課程管理，面向教師提供課程安排、作業(yè)組織、內(nèi)容組織、討論、學(xué)員管理等功能；再如學(xué)習(xí)管理，面向?qū)W習(xí)者提供以學(xué)習(xí)者為中心的課程學(xué)習(xí)環(huán)境，如課程注冊(cè)、課件學(xué)習(xí)、作業(yè)練習(xí)、在線評(píng)測(cè)、分組討論、小組合作等功能。平臺(tái)支持跨網(wǎng)絡(luò)的直播、點(diǎn)播、互動(dòng)、管理等多種功能，真正實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下對(duì)優(yōu)秀課堂的真實(shí)、全面、立體化的再現(xiàn)的教學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)。

該平臺(tái)側(cè)重于移動(dòng)學(xué)習(xí)，同時(shí)支持電腦（PC）、電視（OTT機(jī)頂盒）、平板電腦和手機(jī)（微信以及APP）等多種終端學(xué)習(xí)模式，并支持多屏互動(dòng)，能滿足絕大部分人的學(xué)習(xí)習(xí)慣與需求。其中微信學(xué)習(xí)模式使得學(xué)習(xí)者能夠通過(guò)微信隨時(shí)、隨地地進(jìn)行學(xué)習(xí)，包括微信公眾平臺(tái)管理軟件以及微信端微學(xué)習(xí)功能；移動(dòng)端APP學(xué)習(xí)模式使得學(xué)習(xí)者能夠使用手機(jī)、平板等移動(dòng)設(shè)備通過(guò)APP軟件隨時(shí)、隨地地進(jìn)行學(xué)習(xí)；OTT學(xué)習(xí)模式充分利用學(xué)習(xí)平臺(tái)統(tǒng)一的內(nèi)容管理與分發(fā)環(huán)節(jié)，通過(guò)開(kāi)放的互聯(lián)網(wǎng)，向智能機(jī)頂盒提供高清的視頻，學(xué)習(xí)者能夠通過(guò)電視隨時(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)。通過(guò)精心的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)，并輔予負(fù)載均衡、緩存、鏡像、帶寬控制等優(yōu)化措施，使得該平臺(tái)能有效承載大規(guī)模用戶的在線學(xué)習(xí)應(yīng)用。該平臺(tái)是以慕課為核心的開(kāi)放式平臺(tái)，可根據(jù)不同行業(yè)特點(diǎn)，配套行業(yè)實(shí)訓(xùn)、SPOC等特殊應(yīng)用系統(tǒng)，分別滿足不同行業(yè)的大規(guī)模培訓(xùn)需求。