基于SOA的中國郵政信息系統(tǒng)集成研究

[摘 要]SOA能有效解決信息化環(huán)境下業(yè)務(wù)集成問題。針對(duì)中國郵政現(xiàn)存的各種遺留信息系統(tǒng)，通過將其包裝成“服務(wù)”的思想，研究了一種信息系統(tǒng)集成方法，并結(jié)合實(shí)際給出了它的體系結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)框架，提出了解決中國郵政各信息系統(tǒng)的互操作及重用問題的對(duì)策建議。

[關(guān)鍵詞]中國郵政;信息系統(tǒng);體系結(jié)構(gòu);面向服務(wù);集成方法

[中圖分類號(hào)]F618 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1008-0821(2010)02-0098-04

Research on Integration Method of Postal Information

Systems Based on Service-Oriented ArchitectureLi Shengzhu

(School of Economy Management，Chongqing University of Posts Telecommunications，

Chongqing 400065，China)

[Abstract]Service-oriented architecture is a software system architecture which addresses the needs of the business integration in informational environment.It does so through interconnecting functional entities that implemented specific task.By analyzing the various legacy information systems，a method of information systems integration presented according to the idea that packs them as“services”.Moreover，an example presented of architecture and implementation of the framework.This solution was able to leverage the issue of interoperability and reuse of postal information systems.

[Keywords]China post;information systems;architecture;service-oriented;integration method

IT應(yīng)用已滲透到人類社會(huì)生活的各個(gè)方面，促進(jìn)了社會(huì)的急劇變革和加速發(fā)展。信息化整體水平已經(jīng)成為衡量一個(gè)郵政企業(yè)綜合競爭力的重要指標(biāo)。我國郵政信息化雖取得了長足進(jìn)步，但與西方發(fā)達(dá)國家郵政企業(yè)相比，在信息化服務(wù)水平上還存在較大差距。如何發(fā)揮信息化對(duì)郵政經(jīng)濟(jì)發(fā)展的倍增作用，將郵政信息化工作的重點(diǎn)由網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、完善設(shè)施，轉(zhuǎn)移到擴(kuò)大應(yīng)用、提高效益上來，也就是面向生產(chǎn)作業(yè)和前臺(tái)服務(wù)，即面向應(yīng)用和服務(wù)對(duì)象的信息化，使郵政的信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全價(jià)值鏈流程的無縫集成，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)跨地區(qū)、跨行業(yè)、跨系統(tǒng)的信息交互、信息資源共享與及時(shí)響應(yīng)，已成為郵政面臨的重要戰(zhàn)略課題。

1 郵政信息系統(tǒng)應(yīng)用存在的問題

1.1 內(nèi)部各信息系統(tǒng)應(yīng)用集成和協(xié)作度低

近些年來，郵政電子匯兌系統(tǒng)、速遞查詢系統(tǒng)、報(bào)刊省際要數(shù)系統(tǒng)、郵資票品管理系統(tǒng)、郵運(yùn)指揮調(diào)度系統(tǒng)、中心局生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)、支付網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)等極大地提高了郵政的業(yè)務(wù)能力和服務(wù)的效率，但受發(fā)展的特定階段的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件限制，信息技術(shù)的更新、升級(jí)與融合問題以及這些系統(tǒng)之間的統(tǒng)一集成未能可預(yù)見地得到有效解決，各自為陣的結(jié)果導(dǎo)致既有各系統(tǒng)缺乏有效的橫向連通，形成了“信息孤島”負(fù)效應(yīng)。

1.2 跨部門、跨系統(tǒng)信息交流與共享難

郵政不同的業(yè)務(wù)經(jīng)營單位、不同的運(yùn)營部門擁有各種不同的遺留系統(tǒng)、應(yīng)用程序。由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)所運(yùn)用的語言、平臺(tái)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等方面的不同。又缺乏統(tǒng)一的端口設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致很難實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間的互操作。這樣，在業(yè)務(wù)上需要橫向協(xié)作的經(jīng)營單位的各個(gè)信息系統(tǒng)各自為戰(zhàn)，各個(gè)服務(wù)環(huán)節(jié)的信息之間沒有互聯(lián)互通，不同系統(tǒng)間信息和數(shù)據(jù)相互交叉、重復(fù)處理，導(dǎo)致運(yùn)能運(yùn)量經(jīng)常不能匹配，系統(tǒng)運(yùn)行中各種變化的信息不能及時(shí)溝通，形成“流程隔裂”，如郵件跟蹤查詢問題仍然是影響郵政快遞服務(wù)質(zhì)量的“瓶頸”，這些都降低了服務(wù)流程的柔性，最終整體上影響了運(yùn)營效率的提高。

1.3 現(xiàn)代郵政信息系統(tǒng)發(fā)展與信息資源整合矛盾突出郵政技術(shù)與業(yè)務(wù)的磨合是一個(gè)不斷循環(huán)上升的過程。郵政業(yè)務(wù)改革與流程再造經(jīng)歷著“調(diào)整——評(píng)估——改進(jìn)——再調(diào)整——再評(píng)估”的循環(huán)往復(fù)的過程，每一次的調(diào)整都是在一個(gè)新的水平上的開始，直到達(dá)到設(shè)定的目標(biāo)。這就決定了應(yīng)不斷地全面審視服務(wù)流程，正視郵政服務(wù)存在的矛盾，采取科學(xué)的方法集成與整合信息系統(tǒng)。從數(shù)據(jù)的整合、應(yīng)用的整合到業(yè)務(wù)的整合;從部門資源整合、企業(yè)資源整合到企業(yè)間的資源整合，最終在市場經(jīng)濟(jì)條件下，形成IT條件下的郵政經(jīng)濟(jì)生態(tài)，這才契合信息化的基本特征，IT是手段，信息資源開發(fā)利用是核心。當(dāng)前，信息技術(shù)與郵政傳統(tǒng)業(yè)務(wù)間相互適應(yīng)、融合、提升方面還存在著較大差距。

2 基于SOA的郵政信息系統(tǒng)應(yīng)用集成方案

面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)(Service-Oriented Architecture，SOA)[1-2]是為了解決在Internet環(huán)境下業(yè)務(wù)集成的需要，通過連接完成特定任務(wù)的功能實(shí)體實(shí)現(xiàn)的一種軟件系統(tǒng)架構(gòu)。它強(qiáng)調(diào)的“重用”和“互操作”特性，使快速開發(fā)、集成和重用信息系統(tǒng)應(yīng)用成為可能;同時(shí)，基于SOA架構(gòu)的系統(tǒng)能在業(yè)務(wù)發(fā)生變化后動(dòng)態(tài)響應(yīng)新需求，快速重新編排各種軟件構(gòu)件和服務(wù)生成新的應(yīng)用。因此，近幾年迅速興起并得到廣泛重視。

遺留系統(tǒng)(Legacy System，LS)是指已有在組織內(nèi)運(yùn)行的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)由于在開發(fā)時(shí)未考慮互操作及集成需求，往往不能很好地協(xié)同運(yùn)作與資源共享。但LS往往承載了組織的關(guān)鍵應(yīng)用，不能簡單丟棄，所以最大限度地重用遺留系統(tǒng)一直是產(chǎn)業(yè)界的研究熱點(diǎn)。本文即提出通過將郵政LS(或其組件)包裝成“服務(wù)”，提出了一種基于SOA架構(gòu)的郵政LS集成方法，以期解決郵政已有各信息系統(tǒng)(即LS)重用和互操作問題。

期基于SOA的中國郵政信息系統(tǒng)集成研究Feb.，2010Vol.30 No.22.1 SOA的基本思想

SOA是一種粗粒度、松散耦合的服務(wù)架構(gòu)。在SOA中，服務(wù)是軟件的基本組成單元，服務(wù)之間可以相互通信，并且具有自治性、平臺(tái)無關(guān)性及靈活性。作為一套“設(shè)計(jì)哲學(xué)”，它獨(dú)立于任何特定技術(shù)，目前大多基于Web Service方式實(shí)現(xiàn)，主要原因在于集成成本低、服務(wù)更能貼近客戶需求。Web Service使用一系列標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能，如以WSDL(Web Service Definition Language)描述服務(wù)，以UDDI(Universal Description，Discovery，and Integration)發(fā)布和查找服務(wù)，通過SOAP協(xié)議(Simple Object Access Protocol)執(zhí)行服務(wù)調(diào)用等，其結(jié)構(gòu)模型如圖1所示。

圖1 基于Web Service的SOA體系結(jié)構(gòu)模型

因此，SOA是一個(gè)所有功能均被分解成精確定義的、可調(diào)用的、相對(duì)獨(dú)立的服務(wù)，且服務(wù)能被有序編排構(gòu)建業(yè)務(wù)流程的應(yīng)用架構(gòu)，它滿足LS集成的需求。借助SOA服務(wù)動(dòng)態(tài)組合的特征，可以構(gòu)建靈活、可伸縮、敏捷應(yīng)對(duì)變化的應(yīng)用系統(tǒng)。

2.2 集成框架

通過在LS上增加包裝器實(shí)現(xiàn)SOA集成。包裝器為原有系統(tǒng)增加服務(wù)接口，所有接口根據(jù)SOA協(xié)議提供統(tǒng)一的服務(wù)定義和調(diào)用方式，而忽略具體的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。其具體實(shí)現(xiàn)則由各LS提供，服務(wù)接口僅負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的格式、類型等轉(zhuǎn)換工作。通過將LS中需要外享的功能包裝成Web Service，LS之間既可通過Web Service進(jìn)行信息交互，又保證了各自功能、安全穩(wěn)定性不受影響。圖2給出了LS的集成框架。

圖2 LS集成框架 該框架具有4個(gè)特點(diǎn):①SOAP利用XML描述系統(tǒng)間的交互信息，同時(shí)使用Http和SMTP使LS能夠跨平臺(tái)集成;②Web Service提供完全的封裝性，實(shí)現(xiàn)LS功能的完整封裝，且不影響其安全穩(wěn)定性;③可根據(jù)集成策略的變化重新集成各LS子系統(tǒng)，保證集成的動(dòng)態(tài)性;④可實(shí)現(xiàn)LS的多入口集成，保證了集成策略的靈活性。

2.3 集成的關(guān)鍵問題

2.3.1 語義管理

LP的內(nèi)部私有數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)并未考慮日后與其它數(shù)據(jù)源間的交換和互操作，這些數(shù)據(jù)只能被自己對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)解釋和處理。故消除這種語義異構(gòu)性是首先要考慮的問題。目前，較理想的方式是利用XML(Extensible Markup Language，可擴(kuò)展標(biāo)記語言)作為數(shù)據(jù)表示和交換的標(biāo)準(zhǔn)，通過一定的映射規(guī)則，達(dá)到無縫集成的目的[3-4]。

2.3.2 服務(wù)標(biāo)識(shí)、劃分和實(shí)現(xiàn)

通常并不是LP中所有業(yè)務(wù)邏輯和功能都對(duì)外開放，因而要標(biāo)識(shí)出哪些部件(或功能)需要被包裝成服務(wù)。若業(yè)務(wù)邏輯需要不斷地重復(fù)使用，可考慮當(dāng)作服務(wù);若僅對(duì)外提供執(zhí)行結(jié)果，直接包裝成數(shù)據(jù)服務(wù)即可，一般稱為IaaS(Information as a Service)或DaaS(Data as a Service)[5-6]。LP作為服務(wù)有兩種實(shí)現(xiàn)方式，即作為服務(wù)提供者或服務(wù)消費(fèi)者。服務(wù)劃分在于確定服務(wù)力度的大小、定義服務(wù)的層級(jí)結(jié)構(gòu)及包含關(guān)系。Lewis等人提出了面向服務(wù)的遷移和重用技術(shù)[7](Service-Oriented Migration and Reuse Technique，SMART)，為服務(wù)封裝評(píng)估提供了系統(tǒng)化的方法和工作流程(如圖3)。

圖3 作為服務(wù)提供者的LP處理流程 2.3.3 性能優(yōu)化

解析SOAP消息、XML和私有數(shù)據(jù)間轉(zhuǎn)換均要增加處理時(shí)間，因此會(huì)在很大程度上影響系統(tǒng)性能。XML處理時(shí)間取決于數(shù)據(jù)量大小和結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，數(shù)據(jù)量越大，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，處理時(shí)間越長，因此減少交互數(shù)據(jù)量和簡化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是兩個(gè)應(yīng)優(yōu)先考慮的手段。如果客戶端在發(fā)出Web Service調(diào)用請(qǐng)求后不要求立即得到結(jié)果，可以運(yùn)用異步調(diào)用方法，在發(fā)出異步調(diào)用請(qǐng)求后轉(zhuǎn)到其它處理上，等Web Service返回結(jié)果后再回到先前的處理過程。

3 應(yīng)用分析

郵政行業(yè)對(duì)信息技術(shù)的應(yīng)用，要經(jīng)歷面向內(nèi)部生產(chǎn)到面向用戶服務(wù)、再到面向管理，最后到滿足郵政業(yè)務(wù)綜合需求的發(fā)展過程，即由初期的面向生產(chǎn)，解決內(nèi)部生產(chǎn)環(huán)節(jié)問題，提高業(yè)務(wù)信息處理效率，到面向郵政用戶，利用信息技術(shù)為用戶提供更多更好的服務(wù)，同時(shí)面向管理，利用信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)施對(duì)郵政網(wǎng)絡(luò)科學(xué)管理，滿足社會(huì)對(duì)現(xiàn)代郵政通信綜合需求的發(fā)展階段。在設(shè)計(jì)郵政信息系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn)框架時(shí)應(yīng)滿足以下幾方面的基本要求:郵政各信息系統(tǒng)間的應(yīng)用集成應(yīng)是原有業(yè)務(wù)邏輯的延伸、擴(kuò)展和在原有系統(tǒng)上的應(yīng)用集成;集成應(yīng)該適應(yīng)現(xiàn)代郵政服務(wù)要求的、動(dòng)態(tài)的、低成本的重構(gòu)現(xiàn)有各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的活動(dòng);集成重在全服務(wù)流程的、支持業(yè)務(wù)邏輯的延伸所必要的信息交互，重在應(yīng)用，不僅僅是業(yè)務(wù)間的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和簡單信息的交流。

實(shí)現(xiàn)不同運(yùn)營環(huán)節(jié)間的任務(wù)協(xié)同是郵政信息系統(tǒng)的集成目標(biāo)，對(duì)提高即時(shí)服務(wù)效率和水平，對(duì)服務(wù)響應(yīng)組織間通信、數(shù)據(jù)收集和分析、制定決策等提供支持。本文提出的設(shè)計(jì)思路是將目前已存在的郵政各類信息系統(tǒng)，如郵政電子匯兌系統(tǒng)、速遞查詢系統(tǒng)、報(bào)刊省際要數(shù)系統(tǒng)、郵資票品管理系統(tǒng)、郵運(yùn)指揮調(diào)度系統(tǒng)、中心局生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)、支付網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)等作為遺留系統(tǒng)對(duì)待，通過對(duì)其的適當(dāng)包裝統(tǒng)一到SOA框架之下。

3.1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

郵政信息系統(tǒng)的基本框架包括:接入平臺(tái)、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)、安全認(rèn)證體系、支付體系、業(yè)務(wù)平臺(tái)和業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)、物品遞送和信息調(diào)度系統(tǒng)，以及相應(yīng)的法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。

基于SOA架構(gòu)的郵政信息系統(tǒng)在邏輯上可劃分為4個(gè)層次:表示層、流程編排層、服務(wù)接口層和基礎(chǔ)設(shè)施層，如圖4所示。

圖4 基于SOA的郵政信息系統(tǒng)分層模型 3.1.1 表示層

作為整個(gè)系統(tǒng)的門戶，一般通過Web方式展現(xiàn)，利用GUI(圖形用戶界面)為用戶提供統(tǒng)一的信息服務(wù)功能入口。表示層將郵政內(nèi)部和外部各種相對(duì)分散獨(dú)立的信息組成統(tǒng)一的整體，保證了系統(tǒng)用戶既能夠從一致的渠道訪問其所需信息，也可以依據(jù)每一個(gè)用戶的要求提供個(gè)性化服務(wù)。

3.1.2 流程編排層

根據(jù)郵政業(yè)務(wù)的發(fā)展及當(dāng)前情勢(shì)，動(dòng)態(tài)、靈活地組合需要的服務(wù)，將不同的應(yīng)用系統(tǒng)連接在一起，進(jìn)行協(xié)同工作，并提供流程管理的相關(guān)功能，如流程設(shè)計(jì)、監(jiān)控和規(guī)劃等。

3.1.3 服務(wù)接口層

要解決綜合信息服務(wù)中心與郵政各專用信息系統(tǒng)之間的連接和數(shù)據(jù)接口問題，即服務(wù)包裝和服務(wù)組合的具體實(shí)現(xiàn)，主要功能是將LP包裝成服務(wù)。同時(shí)，它也為各類服務(wù)的存儲(chǔ)、查找提供目錄服務(wù)，完成數(shù)據(jù)的統(tǒng)一轉(zhuǎn)換和發(fā)送，以及消息路由和消息隊(duì)列管理等。

3.1.4 基礎(chǔ)設(shè)施層

主要包括網(wǎng)絡(luò)及通訊設(shè)施、服務(wù)器及存儲(chǔ)系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)、郵政服務(wù)終端顯示系統(tǒng)等，這是系統(tǒng)的運(yùn)行基礎(chǔ)。考慮到郵政信息系統(tǒng)集成的實(shí)施主體均為各郵政業(yè)務(wù)運(yùn)營主體，系統(tǒng)依托企業(yè)內(nèi)網(wǎng)，可以采用VPN技術(shù)(Visual Private Network，虛擬專用網(wǎng))作為ERIS的底層網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

3.2 系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制

基于SOA的郵政信息系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制是:用戶發(fā)起訪問信息資源的請(qǐng)求，數(shù)據(jù)訪問模塊解析該請(qǐng)求后得到一系列數(shù)據(jù)查詢計(jì)劃，根據(jù)訪問控制權(quán)限和元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，將查詢計(jì)劃映射成一系列服務(wù);服務(wù)管理器調(diào)用需要的服務(wù)，對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)服務(wù)包裝器的調(diào)用;服務(wù)包裝器再將其轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)數(shù)據(jù)源適配器的調(diào)用，由數(shù)據(jù)適配器執(zhí)行實(shí)際的數(shù)據(jù)源訪問;從數(shù)據(jù)源取回的數(shù)據(jù)經(jīng)服務(wù)包裝器處理后轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)格式(如XML)文檔送回到數(shù)據(jù)訪問模塊;數(shù)據(jù)訪問模塊再根據(jù)集成方式描述完成結(jié)果的匯集，然后將結(jié)果反饋給用戶，其基本運(yùn)行機(jī)制如圖5。

3.3 郵政信息系統(tǒng)的集成過程

郵政信息系統(tǒng)的集成可遵循規(guī)模從小到大，系統(tǒng)數(shù)量由少到多的原則，需要系統(tǒng)分析人員在多個(gè)因素間進(jìn)行折

圖5 基于SOA的郵政信息系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制

衷，如可維護(hù)性、可操作性、易用性和可組合性等。在進(jìn)行集成時(shí)，可根據(jù)實(shí)際需要首先選定一個(gè)基本單元(如郵政快遞信息系統(tǒng))，進(jìn)行單元內(nèi)部系統(tǒng)的集成，然后再以集成好的單元為單位，在多個(gè)單元間實(shí)現(xiàn)無縫連接，完成最終的整體郵政信息系統(tǒng)的集成(參閱圖6)。圖6 郵政信息系統(tǒng)集成發(fā)展流程 理想的基于SOA的郵政信息系統(tǒng)應(yīng)具有如下3個(gè)基本特征:基于分布式體系結(jié)構(gòu);各分布結(jié)點(diǎn)能夠協(xié)同運(yùn)作;系統(tǒng)動(dòng)態(tài)構(gòu)建(improvise)。因此，它應(yīng)該能動(dòng)態(tài)、靈活地配置和部署，以適應(yīng)現(xiàn)代郵政服務(wù)要求與郵政信息化形勢(shì)發(fā)展的應(yīng)對(duì)需要。

4 結(jié)束語

SOA架構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下應(yīng)用的松散耦合和動(dòng)態(tài)集成，能使用戶方便快捷地集成現(xiàn)有的應(yīng)用和部署新應(yīng)用，因此SOA的思想理論和方法研究受到廣泛關(guān)注。本文基于SOA架構(gòu)，提出了一種中國郵政信息系統(tǒng)的集成思想。中國郵政目前有10多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)上線運(yùn)行，要及時(shí)、準(zhǔn)確、完整地收集服務(wù)流程各個(gè)環(huán)節(jié)的原始數(shù)據(jù)，進(jìn)行面向市場等主題的統(tǒng)計(jì)分析，用于事前預(yù)測(cè)、事中控制、事后分析和經(jīng)營管理決策的支持，從面向生產(chǎn)作業(yè)、前臺(tái)服務(wù)、經(jīng)營管理到提供顧客服務(wù)支撐，實(shí)踐證明，上述方法能較好地解決郵政遺留系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)集成與部署，提高遺留系統(tǒng)的重用水平。

對(duì)于中國郵政而言，通過信息系統(tǒng)的集成提高郵政服務(wù)的速度、效率與質(zhì)量，在硬件與軟件兩個(gè)層面做出持續(xù)改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)既有各信息系統(tǒng)的互連互通，建立一個(gè)高效率、低成本、電子化、網(wǎng)絡(luò)化、新型的郵政信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)信息資源共享，從而加快中國郵政的信息化、網(wǎng)絡(luò)化、現(xiàn)代化和國際化的進(jìn)程。

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