趙 川，莫世榮

（浙江省教育技術中心，浙江 杭州310012）

開放性視角下浙江教育資源公共服務平臺數(shù)據(jù)流的設計和應用

趙 川，莫世榮

（浙江省教育技術中心，浙江 杭州310012）

數(shù)據(jù)是平臺核心價值所在，數(shù)據(jù)開放和共享是互聯(lián)網(wǎng)平臺發(fā)展的必然趨勢。本文從開放性視角將浙江教育資源公共服務平臺數(shù)據(jù)分為基礎數(shù)據(jù)、共享數(shù)據(jù)和專屬數(shù)據(jù)，并分層、分類探討平臺數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)流的設計，最后以“網(wǎng)絡教研”應用接入為案例說明設計的可行性。

教育資源公共服務；平臺；數(shù)據(jù)；開放；共享

教育資源公共服務平臺數(shù)據(jù)類型多樣、關系復雜、容量大。浙江教育資源公共服務平臺建設以國家教育資源公共服務體系建設試點為契機，強調(diào)互聯(lián)互通和眾籌共建，以進一步推動優(yōu)質(zhì)資源共享交流，促進資源應用與教育教學深度融合。在此背景下，研究浙江教育資源公共服務平臺數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)流的設計和應用，強化數(shù)據(jù)頂層設計，有助于理順“國家—省—市—縣—?！备骷壠脚_之間、理順平臺與應用之間的關系，提升平臺性能和提高平臺數(shù)據(jù)安全。

一、從開放性視角梳理平臺數(shù)據(jù)

只有數(shù)據(jù)開放，才有可能促進互聯(lián)互通，才能實現(xiàn)資源共建共享。浙江教育資源公共服務平臺建成開放平臺，形成開放體系，既符合互聯(lián)網(wǎng)平臺技術發(fā)展的趨勢，也能滿足用戶對資源應用的多樣性需求。如圖1所示，浙江教育資源公共服務平臺基于開放性視角可將數(shù)據(jù)分為基礎數(shù)據(jù)、共享數(shù)據(jù)和專屬數(shù)據(jù)，各類數(shù)據(jù)經(jīng)開放平臺交換。

圖1　基于開放性視角的平臺數(shù)據(jù)分類

如表1所示，基礎數(shù)據(jù)、共享數(shù)據(jù)和專屬數(shù)據(jù)是依據(jù)開放平臺和第三方應用的讀寫權限來區(qū)分的。基礎數(shù)據(jù)由教育資源公共服務平臺維護，供第三方應用讀??；共享數(shù)據(jù)由教育資源公共服務平臺和第三方應用共同維護；專屬數(shù)據(jù)由第三方應用自行維護。

表1　三類數(shù)據(jù)的讀寫權限

同時第三方應用的專屬數(shù)據(jù)經(jīng)開放平臺許可路由后，可供其它第三方應用讀寫，具體規(guī)則由第三方應用之間協(xié)商。

二、開放性視角下浙江教育資源公共服務平臺數(shù)據(jù)流的設計

如圖2所示，浙江教育資源公共服務平臺包括用戶、資源、統(tǒng)計和空間等數(shù)據(jù)，向下與電信運營商及第三方能力廠商實現(xiàn)云服務、資源轉(zhuǎn)碼、統(tǒng)一搜索、消息互通等各種能力的系統(tǒng)集成；向上與各類第三方應用對接；兩翼與相應的教育資源公共服務平臺和資源內(nèi)容實現(xiàn)聯(lián)通，實現(xiàn)公共服務和互聯(lián)互通兩大體系構(gòu)建。

圖2　教育資源公共服務平臺數(shù)據(jù)流示意圖

浙江教育資源公共服務平臺已實現(xiàn)電信云部署、第三方資源轉(zhuǎn)碼服務、平臺與接入應用的資源和信息統(tǒng)一搜索、應用國家平臺用戶統(tǒng)一消息機制；接入包括網(wǎng)絡教研、名師工作室、信息技術學科學習平臺在內(nèi)的14個浙江特色應用和12個國家平臺落地部署應用；與浙江教育管理公共服務平臺實現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)統(tǒng)一，上聯(lián)國家教育資源公共服務平臺，向下通過“同構(gòu)、異構(gòu)、映射”三種模式推進全網(wǎng)融通；與國家教育資源公共服務平臺智能導航系統(tǒng)對接引入近400萬條國家優(yōu)質(zhì)資源，通過Solr企業(yè)級搜索應用服務接口全網(wǎng)搜索包含區(qū)域平臺和第三方應用在內(nèi)的資源信息。

1.數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)流設計的原則

教育資源公共服務平臺的數(shù)據(jù)模型稱為 “核式模型”，既要保證核心數(shù)據(jù)內(nèi)容對第三方應用、平臺、資源的接入具有足夠的吸引力，也要留出足夠的空間供第三方應用、平臺、資源開展數(shù)據(jù)設計。浙江教育資源公共服務平臺的數(shù)據(jù)設計的重點在基礎數(shù)據(jù)和共享數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)流設計堅持“邊界清晰、安全至上、精準高效”的原則。

（1）邊界清晰

教育資源公共服務平臺內(nèi)部用戶、資源、統(tǒng)計、空間之間采用內(nèi)部接口調(diào)用，不直接讀數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，外部與應用、平臺、資源之間采用外部接口調(diào)用，保持邊界清晰，有利于模塊化開發(fā)，便于故障分析。

（2）安全至上

開放性帶來的數(shù)據(jù)安全不容小覷，設計堅持“最小權限原則”，每個第三方應用或平臺只能訪問當下所必需的數(shù)據(jù)，賦予每一個合法動作最小的權限，避免教育資源公共服務平臺數(shù)據(jù)受到錯誤或者惡意行為的破壞。

（3）精準高效

教育資源公共服務平臺數(shù)據(jù)設計以精準為出發(fā)點，既便于數(shù)據(jù)維護，降低數(shù)據(jù)設計的復雜程度，也為開放接口高效調(diào)用的實現(xiàn)提供基礎。要求99%的接口單次服務請求響應時間不超過1秒。單臺服務器支持HTTP連接并發(fā)請求數(shù)多于1000個。

2.基礎數(shù)據(jù)和共享數(shù)據(jù)的設計

教育資源公共服務平臺基礎數(shù)據(jù)和共享數(shù)據(jù)主要包括用戶、資源、統(tǒng)計和空間數(shù)據(jù)。

（1）用戶數(shù)據(jù)流設計

對于第三方平臺和應用而言，教育資源公共服務平臺的用戶數(shù)據(jù)屬于基礎數(shù)據(jù)，第三方平臺和應用只有讀權限，沒有寫權限。浙江教育資源公共服務平臺的大部分用戶數(shù)據(jù)（包括機構(gòu)和用戶關系）從浙江教育管理公共服務平臺同步讀取，不再管理維護，實現(xiàn)“三通兩平臺”中的“兩平臺”的初步融通，避免重復數(shù)據(jù)錄入和清洗，保證用戶數(shù)據(jù)的真實性和權威性。浙江教育資源公共服務平臺新增用戶（包括機構(gòu)和用戶關系）稱為自建用戶數(shù)據(jù)，僅由教育資源公共服務平臺管理維護。第三方平臺和應用的新增用戶數(shù)據(jù)以及相關的用戶權限和角色分配由各第三方平臺和應用自行管理維護。

教育資源公共服務平臺用戶授權采用OAuth2.0安全認證機制，用戶帳號、密碼等信息對第三方應用不可見，第三方通過令牌訪問用戶在資源公共服務平臺上的受權資源，授權流程如圖3所示。

圖3　浙江教育資源公共服務平臺OAuth授權流程

OAuth認證的優(yōu)勢在于用戶授權第三方應用，而不是平臺授權第三方應用獲取用戶存放在教育資源公共服務平臺中的資源。OAuth認證為教育資源市場化運營，為“政府規(guī)范引導、企業(yè)競爭參與、用戶自主選擇”的資源應用新機制探索和實施打下基礎。

（2）資源數(shù)據(jù)流設計

資源數(shù)據(jù)是教育資源公共服務平臺的核心共享數(shù)據(jù)，教育資源公共服務平臺圍繞資源展開功能設計和開發(fā)。資源數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)規(guī)范和目錄編碼作為基礎數(shù)據(jù)由教育資源公共服務平臺本身管理維護。教育資源公共服務平臺依托服務系統(tǒng)提供統(tǒng)一搜索、資源轉(zhuǎn)碼、流媒體服務，這些服務可以由第三方企業(yè)提供。

國家教育資源公共服務平臺通過智能導航系統(tǒng)提供接口下發(fā)國家資源，區(qū)域資源平臺通過報送和報審兩種方式向浙江教育資源公共服務平臺提供資源。報送是常態(tài)化流程，按區(qū)域?qū)蛹壷鸺壣蠄髢?yōu)質(zhì)資源；報審是活動性流程，區(qū)域平臺按活動要求上報資源評審；同樣，浙江教育資源公共服務平臺既可以向國家教育資源公共服務平臺報送和報審資源，也可向區(qū)域資源平臺推送資源供區(qū)域資源平臺選擇。第三方平臺和應用可根據(jù)平臺或應用的特點獲取相關資源，如學科教研根據(jù)學科不同獲取不同的學科資源；第三方平臺和應用可將優(yōu)質(zhì)資源報送給浙江教育資源公共服務平臺。

（3）統(tǒng)計數(shù)據(jù)流設計

浙江教育資源公共服務平臺統(tǒng)計數(shù)據(jù)包括內(nèi)部統(tǒng)計數(shù)據(jù)和共享統(tǒng)計數(shù)據(jù)。內(nèi)部統(tǒng)計數(shù)據(jù)屬基礎數(shù)據(jù)，包括各類資源總量、資源使用情況等，供第三方平臺和應用在資源調(diào)用時讀??；共享統(tǒng)計數(shù)據(jù)屬共享數(shù)據(jù)，目前主要指積分、經(jīng)驗值和虛擬幣等針對用戶平臺使用績效體現(xiàn)和平臺運營的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。第三方平臺和應用按照雙方認可的規(guī)則向教育資源公共服務平臺按用戶操作行為推送積分、經(jīng)驗值、虛擬幣等數(shù)據(jù)信息。

（4）空間數(shù)據(jù)流設計

空間數(shù)據(jù)是共享數(shù)據(jù)，空間數(shù)據(jù)開放度越高，空間展現(xiàn)的可控性和靈活性就越好，相應空間使用的用戶體驗就越好。

圖4　浙江教育資源公共服務平臺空間數(shù)據(jù)流

浙江教育資源公共服務平臺空間數(shù)據(jù)流如圖4所示。浙江教育資源公共服務平臺通過“同構(gòu)、異構(gòu)、映射”三種服務模式推進全網(wǎng)融通，其中映射服務與前兩者的區(qū)別在于映射服務確保用戶空間唯一性。映射服務分虛擬映射和實體映射。虛擬映射服務直接使用浙江教育資源公共服務平臺所有功能，包括用戶、資源、統(tǒng)計、空間和應用，使用虛擬映射服務的區(qū)域教育資源公共服務平臺不需要通過開放平臺獲取空間數(shù)據(jù)。實體映射直接使用浙江教育資源公共服務平臺的空間服務，但自建用戶、資源、統(tǒng)計、應用等功能的一項或多項，在自建功能中需要獲取浙江教育資源公共服務平臺開放平臺通過映射服務提供的空間數(shù)據(jù)。

實體映射平臺可將自建應用在開放平臺中通過模塊注冊的方式接入空間展示，實現(xiàn)區(qū)域門戶、區(qū)域內(nèi)所有用戶空間展現(xiàn)該自建應用的相應信息，也可通過分享轉(zhuǎn)發(fā)將空間數(shù)據(jù)在自建應用中加工使用。

3.開放平臺數(shù)據(jù)流調(diào)控的實現(xiàn)

開放平臺將自身的數(shù)據(jù)、服務等封裝成API（應用程序編程接口），并向外界提供API，以吸引第三方的應用開發(fā)者開發(fā)程序，使用平臺服務（包括資源和能力）或增加平臺功能。浙江教育資源公共服務平臺開放平臺（http://open.zjer.cn）不僅提供標準化接口和數(shù)據(jù)，還提供數(shù)據(jù)授權、數(shù)據(jù)流調(diào)控和數(shù)據(jù)調(diào)用監(jiān)控。

（1）開放平臺標準化透明開放接口

接口在開發(fā)平臺中標準化透明公布，任何第三方區(qū)域平臺或應用提供商均可獲得與接口有關的功能描述、接口調(diào)用說明、請求參數(shù)說明、返回參數(shù)說明。目前已有的接口類型與數(shù)量如表2所示。

表2　開發(fā)平臺公布的接口類型和數(shù)量

開放平臺提供接口的檢索和搜索功能，為每一個接口提供編號和應用示范案例，方便溝通交流。同時開放平臺提供Java、JS、PHP、C#、C++五個版本的SDK開發(fā)包，方便開發(fā)者開發(fā)和調(diào)用。

（2）開放平臺提供接口數(shù)據(jù)調(diào)控

如圖5所示，開放平臺“多輪審核、多層篩選”立體防護數(shù)據(jù)安全。開發(fā)者基于自身所開發(fā)應用的需求向平臺注冊和申請API接口列表，平臺管理員審核開發(fā)者身份和API列表申請的合理性。

圖5　開放平臺數(shù)據(jù)調(diào)控機制示意圖

同時，開放平臺可對第三方平臺或應用調(diào)用服務器的IP地址進行白名單限制，確保調(diào)用來源地址的合法性；可對開發(fā)者調(diào)用參數(shù)合法性設置范圍，確保第三方平臺或應用只能對數(shù)據(jù)授權范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)進行讀取和管理；可對任一許可的API設置日調(diào)用頻度進行流量控制，超出流控額的API調(diào)用不被許可，以促使第三方平臺或應用盡可能完善本平臺或應用的數(shù)據(jù)體系，應用數(shù)據(jù)緩存機制，避免高頻度調(diào)用平臺資源和能力，增加教育資源公共服務平臺的服務壓力，影響其它第三方平臺和應用的服務調(diào)用。

（3）開放平臺管理空間應用展示模塊

門戶和空間是各類應用信息的匯聚地，為學習者提供自主選課、學習課程、交流協(xié)作、評價課程等功能，為教師和教育機構(gòu)提供課程創(chuàng)建、課程管理、課程答疑、課程測試、教學活動組織等功能。浙江教育資源公共服務平臺開放平臺為各類應用展示模塊提供申請、審核、復測、上線等功能。允許第三方應用通過開放平臺接口能力開發(fā)和接入應用相匹配的特色展現(xiàn)模塊。

第三方應用在開放平臺后臺填寫模塊名稱、父應用、平臺區(qū)域（顯示的尺寸和主要方式）、模塊介紹、流量范圍、運行URL等信息后，經(jīng)接入審核、接入測試后上線。第三方應用和管理員可指定應用注冊模塊的可見范圍，范圍包括省級平臺、區(qū)域平臺、甚至學校。

上線后的應用模塊，顯示在用戶空間設置的“應用模塊”中，用戶可自主選擇是否在空間顯示。在空間頁面渲染時，會將與用戶相關的個人票據(jù)動態(tài)加密傳遞給第三方應用模塊，第三方應用模塊根據(jù)用戶的身份、區(qū)域、學科等信息推送給空間，真正構(gòu)建“以學習者為中心”的空間應用環(huán)境。

（4）開放平臺路由第三方接口

開放平臺允許第三方應用軟件將其開發(fā)的接口向開放平臺注冊，所開放的接口納入API接口列表中，其它第三方平臺或應用可按照開放平臺的接口調(diào)用規(guī)則調(diào)用相關接口，以獲取相應的數(shù)據(jù)服務。

如圖6所示，網(wǎng)絡教研平臺提供“獲取學科公開課”接口，第三方平臺或應用在開放平臺的授權下，可根據(jù)開放接口描述的方式獲取到相關學科、學段、播放時段等相關信息篩選下的公開課列表。

（5）開放平臺實現(xiàn)接口數(shù)據(jù)調(diào)用監(jiān)控

接口數(shù)據(jù)調(diào)用的統(tǒng)計和監(jiān)控，便于及時對數(shù)據(jù)流進行管控，進而加強數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩托阅堋?/p>

圖6　網(wǎng)絡教研平臺為其它第三方平臺或應用開放的接口“獲取學科公開課”

總體監(jiān)控數(shù)據(jù)包括：活躍API、API調(diào)用平均數(shù)、API調(diào)用最高值、API調(diào)用平均響應時間、API調(diào)用最長響應時間。及時觀察監(jiān)控動態(tài)，對活躍API需要重點關注并開展接口性能優(yōu)化；對長響應時間的API調(diào)用需要分析是否是突發(fā)值的還是持續(xù)值，對持續(xù)響應時間長的API調(diào)用需要在優(yōu)化性能的基礎上降低調(diào)用頻度。

開放平臺在提供日志記錄的基礎上，可具體監(jiān)控到單個應用、應用模塊和接口的運行情況。單個應用每個接口當前的使用狀態(tài)、調(diào)用頻度、調(diào)用峰值和數(shù)據(jù)流值；單個應用模塊用戶的瀏覽次數(shù)、用戶訂閱數(shù)、調(diào)用頻度、調(diào)用峰值和數(shù)據(jù)流值；單個接口在所有應用中的使用狀態(tài)、調(diào)用頻度、調(diào)用峰值和數(shù)據(jù)流值。

平臺管理者從宏觀和不同顆粒度層面的微觀對平臺接口的調(diào)用進行全面把控，促進開放平臺穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩托阅堋?/p>

三、“網(wǎng)絡教研”應用接入案例

“浙江省中小學網(wǎng)絡教研”（訪問地址：http://jys.zjer. cn，以下簡稱“網(wǎng)絡教研”）包括教研門戶、學科協(xié)作組、天天公開課、教學評比等一系列子應用，目前已實現(xiàn)與浙江教育資源公共服務平臺實現(xiàn)用戶、資源、統(tǒng)計和空間的互聯(lián)互通。下面以“網(wǎng)絡教研”應用接入為案例，具體說明開放性視角下浙江教育資源公共服務平臺數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)流的設計和應用。

1.用戶身份認證

浙江教育資源公共服務平臺與各第三方應用實現(xiàn)相同的用戶身份認識機制，利用動態(tài)令牌獲取相關的數(shù)據(jù)和信息。“網(wǎng)絡教研”調(diào)用教育資源公共服務平臺統(tǒng)一的頁面頭部和頁部，實現(xiàn)以用戶消息機制為中心的平臺統(tǒng)一格局，幫助用戶快速定位到資源、社區(qū)、應用等應用模塊，定位到發(fā)現(xiàn)、搜索等將資源尋找模塊，定位到區(qū)域、學校、班級等區(qū)域位置，定位至站內(nèi)消息、個人中心等個人信息模塊，同時實現(xiàn)應用統(tǒng)計、版權信息、用戶幫助的統(tǒng)一鏈接標識。

用戶在應用頭部點擊用戶登錄按鈕，進入浙江教育資源公共服務平臺登錄界面輸帳號與密碼驗證，合法用戶攜帶動態(tài)令牌回應用界面。網(wǎng)絡教研應用根據(jù)ticket驗證結(jié)果獲取用戶相關信息形成頁面頭部和尾部，登陸成功，保存session。同時，網(wǎng)絡教研應用可在一定的時效內(nèi)，憑有效令牌向教育資源公共服務平臺獲取授權范圍內(nèi)的相關數(shù)據(jù)。

用戶憑有效令牌可在教育資源公共服務平臺各應用之間跳轉(zhuǎn)，用戶各應用使用權限由各應用分別授權。用戶退出時session注銷，同時調(diào)用教育資源公共服務平臺使ticket失效。

2.資源共享融通

網(wǎng)絡教研實現(xiàn)與教育資源公共服務平臺資源統(tǒng)一搜索和資源報送訂閱。教育資源公共服務平臺不記錄網(wǎng)絡教研產(chǎn)生的資源目錄結(jié)構(gòu)和保存網(wǎng)絡教研產(chǎn)生的資源實體，僅通過接口調(diào)用以記錄網(wǎng)絡教研產(chǎn)生的資源記錄，供教育資源公共服務平臺搜索。教育資源公共服務平臺搜索獲得網(wǎng)絡教研上傳的資源，點擊資源鏈接回到網(wǎng)絡教研資源顯示頁，是否允許搜索用戶下載該資源，取決于該搜索用戶在網(wǎng)絡教研中是否有相應的權限。網(wǎng)絡教研優(yōu)質(zhì)資源管理可報送至教育資源公共服務平臺，報送資源經(jīng)平臺審核通過后入庫。同時，教育資源公共服務平臺優(yōu)質(zhì)資源以“云資源”形式顯示在網(wǎng)絡教研中。

3.積分按動作推送

積分按動作推送，用戶在個人中心可實時查詢到積分變更結(jié)果。

為提升積分推送的效率，提高積分推送的可靠性，網(wǎng)絡教研積分規(guī)則只限定于資源、活動和論壇相關動作，積分規(guī)則需經(jīng)教育資源公共服務平臺審定并配置后生效。

4.空間信息匯聚

網(wǎng)絡教研在用戶個人空間智能推送與用戶學科屬性相配套的通知通告、論壇新貼、最新資源、教研活動等信息。

用戶在教育資源公共服務平臺登錄后，進入個人空間，空間攜帶用戶動態(tài)令牌信息調(diào)取網(wǎng)絡教研特定url，網(wǎng)絡教研根據(jù)來訪動態(tài)令牌生成展示數(shù)據(jù)在用戶的個人工作（或?qū)W習）空間顯示。顯示內(nèi)容由網(wǎng)絡教研根據(jù)業(yè)務需要確定，可及時調(diào)整和動態(tài)刷新。

當前浙江教育資源公共服務平臺數(shù)據(jù)開放還處于初期階段，進一步探索和研究開放性視角下浙江教育資源公共服務平臺數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)流的設計和應用，將有助于打造教育資源建設和應用的生態(tài)環(huán)境，推動教育系統(tǒng)內(nèi)各級、教育系統(tǒng)外各企業(yè)群策群力，真正推進教育資源與教育教學深度融合應用。

[1]周雨程.基于Oauth2.0的認證授權系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].華南理工大學,2012.12.

[2]劉大紅,劉明.第三方應用與開放平臺OAuth認證互連技術研究[J].電腦知識與技術,2012(8).

（編輯：王曉明）

TP393

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1673-8454（2016）21-0051-05