基于智能客戶端和ＳＯＡ的新型ＡＳＰ模式研究

摘要：在對當前廣泛研究的ASP模式進行綜述的基礎上，提出一種新的基于智能客戶端和面向服務體系結構的ASP運行模式。這種模式可以解決ASP服務對數據的全面管理與客戶對私有數據的安全性要求之間的矛盾。詳細闡述了這一模式的優缺點，并將它與現有模式進行了比較。

關鍵詞：應用服務提供商； 數據安全；智能客戶端；面向服務體系結構

中圖分類號：TP311．5文獻標志碼：A

文章編號：1001-3695(2007)09-0152-04

ASP 是一種將應用系統通過Internet 發布、管理和使用的商業模式，一種企業外包應用服務的租賃模式[1，2]。企業通過將應用服務外包給專門的ASP廠商，在省去大量人力、設備、資金方面的資源的同時可獲得專業的管理和維護。ASP由一些第三方的公司為企業提供各種應用服務。 這些公司擁有自己的主機，并在其上安裝、管理和維護各種應用系統，然后通過網絡為遠端的客戶提供分布式的計算。使用應用服務的企業不再負責與應用系統有關的建設、維護等工作，只是付給ASP租金以使用信息系統， 該企業并不擁有此應用系統。它的意義在于加強社會資源共享，最大限度地實現社會效益和經濟效益，減少應用服務對象的經營運作成本。對于制造業來說，可以促進供應商、制造商、經銷商與客戶之間的雙向信息交流，方便企業實現供應鏈管理并實施電子商務。ASP服務模式相對于傳統軟件提供的應用服務有巨大的優勢[3]。

1現有ASP的基本模式綜述

根據服務內容和運行方式，ASP服務可分為三種。

1)中小企業門戶服務在這種模式下，ASP的客戶主要是難以承受建立和維護企業門戶（portal）的中小企業，它為這些客戶提供企業統一門戶框架的生成和定制服務平臺，并負責維護和管理。其目標在于降低企業信息化門檻（包括資金、人才、基礎設施、建設周期等方面），分攤企業信息化建設的投資成本，降低企業實施信息化的風險，縮短制造企業信息化建設的周期，提高制造企業的信息化整體水平[1]。隨著網絡和計算機技術的不斷發展，目前這種模式的實現已不存在技術問題。多數學者已轉向以下兩種模式的研究。

2)企業間信息集成平臺和制造資源共享服務

這種模式通過工業設計及制造資源配置管理，實現資源的獲取、發布、優化與集成。它涉及供應鏈、區域化制造聯盟以及面向特定項目的動態聯盟的組織和管理，應具有用戶管理、企業資源優化管理、動態聯盟管理及項目管理等功能。其目標在于通過構建面向區域或行業的ASP 系統，將加強相關企業間的協同與資源整合，形成具有區域或行業優勢的產業集群，從而帶動經濟的發展，并促進企業在優勢產業鏈的帶動下，提高在全球制造體系中的競爭力。

a)研究方面。文獻[4]以ASP模式作為中小機電企業信息互連的手段，建立一個浮動式的具有多個調度原則的通用監控決策平臺。該平臺采用客戶端向服務器發送數據的方式，將所有決策數據庫保存在服務器上，監控決策服務器自動從決策庫中挑選最佳決策原則進行調度監控的決策，向客戶端輸出決策結果。文獻[5]以基于ASP 的客戶化定制服務為基礎，通過資源注冊在服務器端形成制造資源庫，并根據客戶對制造資源進行分類和管理，建立了制造資源評估體系和模型。其模式是：客戶通過Web訪問ASP平臺并提交需求，服務器進行制造資源的選擇和優化配置并向客戶返回結果。文獻[6]提出了基于B/S三層Web service模型體系結構的中小企業動態聯盟使能系統（escope）。該系統通過包裝現有的服務生成該服務的WSDL；服務擁有者可將該服務注冊到服務注冊倉中，提供聯盟成員使用和集成。根據文獻提供的框架圖可以看出，該系統既可以采用C/S結構也可以采用B/S結構。文獻[7]中基于ASP模式的模具報價系統可實現模具材料商和模架供應商的網上適時報價，以及根據各種最新數據計算出來的模具價格和模具交貨期，并輸出報價單。文獻[8]提出了一種適用于網絡化分散制造電子服務操作平臺的基礎構架模型eservice。該模型基于B/S架構，兼容CORBA及移動agent等中間件技術，旨在提供貫穿于整個產品制造過程的，即從產品的設計開始，經工藝設計、加工制造到產品的裝配全過程的遠程信息服務。

b)應用方面。四川省制造業信息化中心等單位開發的四川成德綿區域網絡化制造系統（http://www.scmie.com.cn）就是一個企業間信息集成和制造資源共享服務平臺。該系統提供了企業采購、制造、銷售等方面的一系列服務。

3)協同設計服務它通過提供異地、實時、智能的手段，實現某一領域內設計智能的共享和優化。有以下兩個方面：

a）研究方面。文獻[3]面向ASP模式設計和實現了一個基于動態B/S模式的軸系設計和校核系統， 它采用由用戶層(即客戶端) 和三層服務器層(WWW 服務器層、應用服務器層和數據庫服務器層) 組成的四層體系結構。用戶在使用過程中的所有設計圖紙均保存在服務器端的數據庫中， 設計人員根據自己的權限設計和修改圖紙， 管理人員根據自己的權限審核和批準圖紙。文獻[9]基于ASP 模式的框架結構創建了CAE 分析服務中心，該中心在接收到用戶提交的產品優化設計任務包后，首先獲取部件的數字化幾何模型，經轉換后存入中心分析數據庫作為公共資源供分析優化人員調用。服務器端采用多機并行處理的方式，針對各自分配的子任務進行具體的CAE分析處理。最后由CAE 分析服務中心綜合各子任務的結果，得出優化設計任務的正式報告并返回給客戶。在整個過程中，數據保存在服務器端，處理過程也在服務器端完成。文獻[10]中，遠程用戶通過互聯網接入優化下料服務中心，輸入相關要求和下料數據，服務中心通過處于服務器端的多個優化處理機分別采用不同的算法進行優化計算，最后由服務中心選擇最優結果傳回給客戶端。文獻[11]開發了一個采用J2EE技術實現的基于Web的CAPP 軟件租用、業務委托、數據托管和技術咨詢服務平臺，采用模塊化和組件化技術來解決不同行業、規模的企業對CAPP 系統需求的差異性問題。

b）應用方面。華中科技大學網絡與虛擬制造研究中心（http://netmfg.hust.edu.cn）的基于網絡的產品快速開發與制造系統是一個協同產品開發平臺，它提供了協同3D產品設計、異地夾具設計、基于工作流網絡項目管理等相關的服務。

綜上所述可以看出：

a)并行的數據處理方式已在ASP中得到較為廣泛的應用[6，9，10]。在這種模式下，用戶不需要知道結果是采用哪一種方法得到的。其中多agent技術也被廣泛應用，以解決分布技術中的分散性、協作性、自主性、動態性和魯棒性等問題。

b)目前ASP中普遍采用的數據管理模式是客戶端定期或根據某些觸發條件向服務器端提交，或由服務器端主動輪詢各客戶端的方式得到基礎數據，數據處理全部在服務器端完成，最后服務器端將處理結果返回客戶端。其過程如圖1所示。

c）現有的ASP系統大多數都是基于Web的，即B/S架構，其余一小部分則基于C/S結構。B/S架構的普遍采用可以減少中小企業啟動信息化建設的成本。

d)以上三種服務模式均存在一個共同的問題：客戶對企業的私有數據沒有完全的控制權，關鍵數據的安全性只能依賴于ASP服務商的信譽度和相關法律法規。顯然，在目前嚴峻的網絡安全形勢下，這一問題對于一些依靠某些獨特設計、生產技術為核心競爭力的企業來說是絕對不可接受的。這也是現階段基于ASP模式的服務平臺難以進一步發展的主要原因之一。

2基于智能客戶端的ASP模式

目前ASP在安全方面的問題難以獲得客戶的認可，文獻[2]將安全性列為阻礙ASP成功的主要原因之一。問題的焦點在于私有數據是否能夠得到有效保護。就現階段技術的發展來看，從主觀上來說，客戶可能會懷疑ASP服務商是否能夠為私有數據提供足夠的安全保障；從客觀上講，在現有的ASP模式下ASP服務商不可能具備保證系統絕對安全的能力，換言之，現有的ASP運行模式難以承受所面臨的安全挑戰。

綜上所述，如果存在一種不必將私有數據發布到外部平臺的ASP運行模式，則安全性能就將大大改善。

在ASP中，根據所提供的功能可大致將服務器端運行方式分為兩種，即以數據為核心(服務端管理所有數據)和以服務為核心(服務端提供算法等功能服務)。根據服務過程中私有數據的存放地點，采用后者的ASP系統又可以分為以下兩種模式，即在服務器端完成數據處理和在客戶端完成數據處理。很顯然，這兩種模式中，第一種模式由于將所有特殊的業務邏輯和相關敏感數據全部存放在客戶端，不需要服務器端參與管理私有數據和業務，安全性必然能夠得到比其他方案更為可靠的保障。

要實現上述的第一種模式，需要一種支持組件級共享和發布技術。微軟近期提出的智能客戶端技術就是這樣一種新技術。智能客戶端不同于傳統的C/S技術，與基于瀏覽器的B/S技術也有很大區別，它結合了胖客戶端模式的功能和靈活性以及基于B/S結構的易部署性和穩定性。智能客戶端具有以下特點：

a）動態加載，自動更新；

b）松散耦合，高度模塊化；

c）零接觸部署；

d）應用程序在線與離線均可使用；

e）個性化用戶界面；

f）完美集成Web services。

本文所考慮的智能客戶端不局限于微軟的技術。Java體系中的相關技術如RMI等也可以實現與智能客戶端類似的體系架構。

按照智能客戶端的思想，在ASP中可以采用組件租賃的形式提供服務。在這種模式下，數據可以在客戶端進行處理及私有的關鍵數據保存在客戶端防火墻之內，對于用戶來說是完全可控的。如果ASP服務端出現安全問題，只會影響到服務商的利益，而不會導致客戶敏感信息的泄漏。數據處理方式如圖2所示。

面向服務的體系結構是設計和構建松散耦合的軟件系統的新方法，能夠以程序化的可訪問服務的形式公開業務功能，從而使其他應用程序可以通過已發布的接口來使用這些服務。在SOA體系中，具有服務提供方（service provider）、服務請求方（service requester）、服務器代理方（service broker）三種角色，分別承擔發布(publish）、查找（find）、綁定（bind）三種任務。其關系如圖3所示。

服務是SOA中位于業務需求和底層技術之間的基礎單元。服務提供者在服務器代理方配置和發布服務，發布操作使用UDDI技術；服務請求方通過服務器agent查找所申請的服務，并綁定可用的服務，查找操作使用UDDI 與WSDL 技術的組合，而綁定使用WSDL 和SOAP 技術的組合。其中，綁定操作是最重要的，是應用讀取的具體實施和應用服務器之間的互操作。

按照服務的系統架構，ASP運行模式又可以分為兩種，即基于Web的服務和基于組件的服務。其相關技術與典型應用如表1所示。

顯然基于智能客戶端和SOA的ASP服務就是一種基于組件的服務。面向服務的思想和基于軟件組件的思想在許多關鍵特征上具有相同的性質，可以很好地結合起來作為構造可重構分布式應用的基礎。服務內容是由從服務器端下載的組件決定的，而服務內容中的邏輯和數據則由本地客戶端提供。某些情況下，一些不敏感而又經常需要的數據可以存放在服務器端。在這種模式下，客戶端就可以將不同ASP服務商的服務組件在本地通過用戶接口集成起來，完成一個完整的業務。基于SOA和智能客戶端的ASP服務體系如圖4所示。

以制造執行系統（manufacturing execution system， MES）為例。傳統意義上，由于技術方面的約束，對制造資源的理解往往局限于單一企業，其配置也僅局限于對企業內部資源的有限重組和調配。在網絡制造環境下，MES具有如下特點：

a）制造資源在物理和邏輯上都具有分布特性；

b）制造資源的多種多樣，同一類資源可能具有多種不同的功能，需要進行分類、聚合管理；

c）企業之間由于制造策略和利益不同，對相互之間的制造資源信息通常有一定的角色權限控制要求；

d）為快速響應市場需求，要求制造系統能快速地尋找和組織相應的制造資源。

在基于智能客戶端和SOA的ASP模式中，本地的MES是一個僅僅包含了業務邏輯和基礎數據的框架。它可以集成提供ERP、SCM或其他應用服務的ASP，并在本地建立一個為企業中間層服務的應用系統。客戶端應用系統可根據需要調用各種ASP提供的服務。一切活動均由保存在本地的集成策略（包括運行策略和業務規則）來決定，功能則由ASP服務中的相應組件來完成，如圖5所示。

面向基于智能客戶端的ASP服務需要具有如下功能：a）提供通用工具集租賃服務，如優化設計、故障診斷、專家系統、知識管理工具等;b）符合通用接口規范，可根據一定協議與不同ASP服務商的服務組件集成;c）可根據業務規則配置流程;d）發布與訂閱功能。

3基于智能客戶端的ASP模式與一般ASP模式比較

目前大多數ASP都是基于B/S模式的。這種以瀏覽器為基礎的應用程序主要優點是：

a）易于安裝。可以用于許多桌上型計算機，并與客戶機的操作平臺無關。大多數計算機已經默認安裝有瀏覽器軟件。

b）易于部署與維護。只需在服務器端進行部署和維護工作。

其缺點也是顯而易見的：

a）必須在線工作。工作效率與網絡是否延遲有關。

b）不能充分利用客戶端計算機的資源，客戶端分布處理的能力有限。

c）受HTML頁面的限制，表現能力有限。

d）打印功能欠缺。

e）客戶端不能保存狀態數據，網絡傳輸量大。

f）安全性較低，很難對數據進行加密和簽名以保證在傳輸過程中的完整性。

g）適合電子商務或對客戶端要求不高的簡單應用程序。

智能客戶端應用程序則顯然在很多方面占有優勢：

a）可以離線工作，前提是本地有緩存數據的能力并能與服務器保持數據同步。

b）充分利用客戶端計算機的資源，計算處理能力強。

c）可以為用戶提供豐富的界面元素。

d）可以存取本機磁盤與本機應用程序接口 (API)，執行速度較快。

e）網絡傳輸量較小，只需在客戶端與服務器之間傳輸數據。

f）安全性較高，可以方便地在客戶端和服務器執行加/解密操作。

可見，相比較而言，智能客戶端應用適合企業內部具有復雜邏輯的應用程序。

此外，基于SOA的體系架構還具有如下優勢：

a）易于集成現有系統。在對現有系統盡量不作修改的前提下，SOA可將現有系統和應用迅速轉換為服務，通過封裝提供服務接口的應用層來訪問遺留系統。

b）具有標準化的架構。只要符合相關標準，任何組件都可以合并在一個SOA系統中，并且不同開發者的組件將被作為服務方便地添加部署在現有構架中。

c）提高開發效率。由于SOA在可復用方面的特點，新的軟件在設計、開發、測試和部署時可以充分利用已有服務，其開發周期可以顯著縮短。

d）降低開發和維護復雜度。通過采用SOA體系結構，在進行二次開發時成本急劇減少。同時，由于系統具有松散耦合的特征，維護成本也大大減少。

在數據處理方式上，本文提出的新ASP模式比一般ASP模式在安全性方面更具優勢。兩種模式的比較如表2所示。

4結束語

綜上所述，基于智能客戶端和SOA的ASP在安全性方面比目前的大多數ASP都更有保障，而且能夠實現復雜的業務邏輯。因此，必然成為一種發展方向。當然，在需要服務器端管理大量數據的場合，傳統ASP模式仍然將被大量應用。今后的趨勢應該是多種方式相結合，取長補短、優勢互補。

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注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文”