基于面向服務架構的校園信息集成研究

摘要：在分析校園信息集成的特性及需求的基礎上結合Web服務技術和面向服務架構的思想，提出了整體規劃并簡要闡述了如何采用Web服務技術來實現整個方案。

關鍵詞：信息集成；Web服務；面向服務架構

中圖分類號：TP311文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2011)04-0719-02

Study of Campus Information Integration Based on Service-oriented Architecture

LE Yi

(Nanjing Radio and TV University， Nanjing 210002， China)

Abstract: This paper analyzes the characteristics and needs of campus information integration，then puts forward the overall planning based on of Web service technology and the idea of service-oriented architecture.At last，it is given how to use Web service technology to implement the solution.

Key words: information integration; web service; SOA

1 概述

隨著校園信息化應用的不斷深入，學校內部各系統之間數據信息需要交互才可以很好的配置各部門的工作，但由于歷史和現實的原因，目前很多信息系統是異構系統，基于不同的軟件和硬件平臺，數據格式也不統一，信息缺乏有效共享，應用缺乏有效集成。這種現象不但導致了重復建設、資金浪費嚴重，還給教學、科研和管理帶來了極大的麻煩，“信息孤島”、新舊信息資源的銜接、歷史信息的有效利用、當前不同系統之間的通信、目前已開發的系統與今后將要開發的系統的連接等一系列問題都需要進行科學的分析，校園信息的整合集成已成為目前工作的重點。

2 基于面向服務架構的校園信息集成設計

在實現跨平臺數據共享和集成的過程中，要充分考慮到如何尊重歷史和現實，保護以往的硬件和軟件投資，保證各項工作的連續性；考慮到如何在用戶需求改變時，系統功能仍能方便地進行擴展。下面從數據集成、服務集成、流程集成三個方面來具體論述基于面向服務架構的校園信息集成設計，設計架構如圖1所示。

2.1 數據集成

學校現有的各類系統中積累了很多原始數據，而數據對于學校來說是至關重要的，無論是招生就業、學籍畢業、教學評定，還是統計分析，一切與日常業務相關的處理都是基于這些基礎數據。因此，要做好各類數據的整合共享，在全校信息模型和數據集成的基礎上，構建一個合理的數據存儲模式，使學校各個應用系統具有合理的數據分布并滿足各個應用系統之間的數據交換需求，并為服務集成和流程集成的構建打下基礎[1]。從應用的角度可以將結構化數據分為私有數據、部門交換數據、公共數據，實施中要定義具體的數據庫、帳號、訪問方式、數據映射關系等，兼顧到已有的應用及數據。根據數據集成的要求，考慮到各校信息化建設現狀，在結構上，數據中心和其他應用系統是松散耦合的關系，即數據中心的運行不會影響其他系統的運行，同時，某個具體應用系統的運行也不會影響數據中心的正常工作。

2.2 服務集成

目前，很多學校建有專門的郵件系統、OA系統，各職能部門的業務系統，且路徑不一、使用繁雜。為給所有用戶提供簡捷方便的服務，需要倡導一種面向服務的管理，即從學校各部門提供的服務的角度來管理相關的系統，通過對業務層的抽象，給用戶一個統一的完整的服務集成，服務集成通過統一信息門戶系統實現，其中門戶技術、單點登錄是構建統一信息門戶的重要技術。在Web服務的開發架構之下利用Web服務提供的應用集成中間件，可以與應用業務層相對獨立，連通現有的、新建的和將來要建設的各種應用系統。通過整合各種應用系統，用戶能夠利用統一的界面訪問多個應用系統及其信息資源系統和信息資源庫。對于那些已無法滿足業務新發展的要求但是各部門在前期投入了大量人力和財力且有部分功能仍能使用的遺留系統也可以采用Web服務技術，通過分析遺留系統、根據增值服務定義Web服務功能、實現并發布Web服務、業務移植等步驟來完成。

2.3 流程集成

流程既體現在現有流程的實現上，又體現在校園業務流程的重組上，流程集成是集成的最高階段，即利用工作流、消息、協同等技術，建立全局的學校業務流程集成。面向服務的架構是流程整合的基礎架構，它是一個組件模型，將應用程序的不同功能單元通過這些服務之間定義良好的接口和契約聯系起來，通過Web服務的技術實現流程集成。面向服務的架構以用戶為中心，完全按照用戶的需求整合相關的組件資源，當某些提供服務的業務系統發生變化時，不會影響到使用服務的其他業務系統的正確運行。而且新的流程需求產生以后，或者學校業務流程發生了改變，事前的充分設計和各類機制的存在就成了積極的保障，使學校可以適應不斷變化的需求。

3 基于面向服務架構的校園信息集成解決方案

校園信息集成的實現是一個復雜的系統工程，它牽涉很多的思想和技術的應用，其中異構信息集成和系統快速重構是兩個難題，而面向服務架構和Web服務則是解決這兩個問題的關鍵技術。

3.1 相關技術

面向服務架構(service-oriented architecture，SOA)同以往的C/S 或B/S 結構相比，最大特點就是有一個靈活且功能性很強的服務層，隨著業務流程的改變，可以快速的重構系統[2]。服務是整個SOA實現的核心，遵循SOA 觀點的系統必須要有服務，這些服務是可互操作的、獨立的、模塊化的、位置明確的、松耦合的，并且可以通過網絡查找其地址[3]。

SOA 是Web 服務的架構。換言之，Web 服務實現了面向服務的架構。采用Web 服務實現SOA 能充分發揮它的服務組件重用性、異構平臺的信息集成性，并且由于Web Services通信的簡單性使得SOA 的實現變得更加容易。因此，由于面向服務的架構思想和Web 服務技術的引入，能滿足校園信息集成敏捷性、動態性、松耦合、跨平臺的要求，是構建校園信息集成的最佳選擇。Web 服務的架構平臺主要有兩個：Microsoft.NET 平臺和J2EE 平臺。J2EE 的Web 服務實現一般是通過EJB 實現，或把提供Web 服務實現的Java 應用獨立出來；.NET框架中Web 服務的實現一般通過.NET Managed Component來實現。

3.2 解決方案

構建校內私有UDDI 注冊中心，建立內部Web服務項目的索引，這有助于學校內部各部門之間更好地溝通，更好地歸類各部門提供的各項服務，并在學校內部使用彼此提供的服務[4]。校內各部門根據學校信息集成方案規劃及時提供各類Web服務接口，并通過集成系統統一接口程序中的Web 服務注冊功能向學校信息中心的私有UDDI 注冊中心注冊。學校信息中心可以根據各部門提供的Web 服務、信息集成方案規劃，及時更新集成系統統一接口程序。

對于校園信息集成而言，由于原有的各類系統分別采用不同開發工具進行C/S或者B/S模式開發，如果直接采用SSO( Single Sign - On)系統進行改造，則原有應用系統用戶認證的設計必須符合其規范，這對已經處于運行期的多個應用系統來說不僅難以實現，而且也會帶來很大開銷。更多情況下，是采用建立統一的認證中心系統，配合對原有系統認證部分稍作修改，同時由于Web 服務是跨平臺的， 所以也十分適用于實現SSO的服務，可以在學校信息中心提供全校統一的身份認證Web 服務(包括用戶注冊接口、用戶認證接口) ，它是實現校園信息集成的關鍵。

3.3 實例分析

整個SOA數字化校園的部署及運行體系如圖2所示，下面來逐一描述：

1）用戶在瀏覽器界面發出請求，這個請求被發送給運行在服務器中的校園信息集成門戶，通過統一接口程序后成功登錄系統，并建立合法的會話；

2）門戶應用得到由應用服務器提供的Web 服務的技術信息，這些技術信息是通過搜索私有UDDI 注冊中心從而獲得的；

3）針對指定Web 服務的WSDL（Web 服務 Description Language，Web 服務描述語言）綁定信息作為基于SOAP（Simple Object Access Protocol，簡單對象訪問協議）的消息被傳遞到了門戶系統；

4）門戶系統調用由應用服務器提供的Web 服務，在調用的時候，信息被作為SOAP 消息的一部分傳入；

5）特定的Web 服務的具體實現是由運行在某個應用服務器上的EJB或.NET Managed Component來提供(取決于內部的體系架構)，并獲得數據中心的數據；

6）這個Web 服務響應同樣是以SOAP 消息的形式出現，同時這個SOAP 消息被發送回門戶系統；

7）針對最初請求的響應被格式化為XML/XSLT/HTML 的形式回傳給基于瀏覽器的客戶前端。

該體系的特點是：①由Web Services提供統一的對外接口和數據傳送等服務；②用Web Services實現內部管理系統的封裝，這樣就屏蔽了分布式系統間的各個異構環境，包括硬件、軟件、開發和部署平臺等的不同，調用者只需知道調用接口，即可方便地實現各種功能的調用，而無需處理異構環境下復雜的通信細節；③使用具有自描述特性XML作為消息傳遞的標準格式，使用一致的XML Schema作為信息交換的標準結構，實現了異構系統的信息交換和互連；④基于SOAP和Web Services，實現了各個分布式系統間的跨平臺交互，各個子系統是分散耦合的，這樣就克服了傳統的緊密耦合的分布式系統的缺點，達到了良好的可擴展性，可以滿足靈活多變的業務邏輯需求；⑤系統各個部分之間交互的都是XML數據，使得數據的內容和顯示實現了分離，這樣用戶可以對數據進行靈活的處理和個性化動態顯示。

4 結束語

本文提出了基于Web 服務的解決方案來進行校園信息集成研究，從使用XML/SOAP 進行通訊，使用WSDL 進行服務發布，使用UDDI 進行服務資源共享，到全面應用面向服務思想進行整體規劃，體現了通過Web 服務進行資源共享、消除信息孤島的特征和可行性。

參考文獻：

[1] 祝偉華，楊丹，桑軍，等.數字化校園設計與構建方法研究[J].計算機科學，2005(8):97-99.

[2] 吳家菊，劉剛，席傳裕，等.基于面向服務架構的敏捷供應鏈信息集成研究[J].計算機工程與設計，2006(19):3545-3547.

[3] 李銀勝.IBM 精品課程 Web 服務及其應用[R].IBM公司，2006.

[4] 王曉虎，葉榮華.UDDI技術及其在校園網中的應用[J].計算機工程與科學，2006(6):30-31.