基于SOA校園數字化系統的設計與實現

摘 要：為了避免“信息孤島”的出現，我校采用基于SOA架構方案，在不破壞原有數據和系統地基礎上，利用流程管理器實現對數據訪問控制、操作控制、以及交換控制。學生、教師、管理員等不同角色通過信息服務、流程服務、數據交換服務對各個業務系統進行訪問。這種松耦合、靈活的架構，滿足學校已有業務和新業務的發展的需要，同時方便系統的升級與改造。

關鍵詞：SOA 數據交換 流程服務 信息服務 UDDI

中圖分類號：G4文獻標識碼：A文章編號：1673-9795（2012）10（a）-0193-02

現在各個學校運行的有教務管理系統、學生工作管理系統、科研系統，根據學校發展要求，將陸續搭建辦公OA系統、數字圖書館、網上備課系統、網絡考試系統等。各信息系統的建立，增強了學校的信息化水平，提高了職能部門的辦公效率，有些信息系統是己經成為支撐學院業務的核心。為了避免“信息孤島”的出現，我校采用基于SOA架構方案，在不破壞原有數據和系統地基礎上，通過數據交換集成、流程服務集成和信息服務集成，實現原有系統和新建系統的集成。

1 已有系統的分析

我院信息化建設以來，以部門為單位陸續開發和采購了教務信息管理系統、學生工作管理系統、科研系統等，下面進行對教務管理系統、學生工作管理系統進行簡單的介紹：

教務管理系統包括系統工具、教學資源、學籍管理、教學計劃、開課管理、智能排課、選課、考務、成績管理、畢業設計、開放性試驗室、畢業資格審查，畢業環節管理，教學質量監控、教材管理等十余個子系統，實現了學生從入學到畢業離校的全過程管理。

學生工作管理信息系統面向學生處、院系教師、學生學業導師和全體學生，包括系統維護、思想教育管理、評獎評優管理、對外交流管理、學生資助管理、勤工助學管理、心理健康管理、軍訓管理、違紀處分管理、學籍管理、就業管理、其他數據管理、日常事務管理、公寓管理、思政隊伍管理、社會工作管理等子系統。

各信息系統的建立，增強了學院的信息化水平，提高了職能部門的辦公效率，有些信息系統是己經成為支撐學院業務的核心。但這些信息系統也普遍存在著以下弊端：

（1）部門系統之間缺乏總體規劃。學院信息系統是一個有機的整體，部門信息系 統是整個學院信息系統的局部。正確的構建過程應該是先有整體規則和設計，然后再局部實施。但現存信息系統的構建過程剛好相反，先有部門信息系統，然后才根據業務需要來進行整合，是一個先局部后整體的過程。

（2）存在大量的非網絡應用環境。早期建設的這些信息系統，在當時很少考慮甚 至不考慮網絡環境，一般只允許在單機環境中運行。

（3）局部數據環境，部門之間很難共享數據。每個信息系統都有相應的數據環境 （數據庫）。現有的信息系統，是不同時期、不同的人員以部門為單位，甚至以業務功能為單位開發或購買的，這些不同信息系統采用的數據庫系統、數據結構和數據標準也不盡相同。這些信息系統之間共享數據時，需要進行數據格式和數據系統的轉換，增加了系統間共享數據的難度。不同部門冗余的數據無法同步更新，從而導致數據的不一致。

（4）部門之間無法共享業務邏輯。各個系統主要是以緊密耦合的方式把模塊化的 業務邏輯組合而成，這些業務邏輯在其它信息系統中無法被重用，從而導致了業務邏輯的重復設計和IT資源的浪費。

（5）異構環境。操作系統異構、數據庫管理系統異構。現有的信息系統有著不同的體系結構、使用平臺和數據庫系統，開發技術也大不相同。因此，這樣的異構環境增加了應用集成的難度和成本。

2 SOA集成架構方案

結合學校信息系統的現狀和集成需求，我校信息中心采用SOA集成架構方案實現數字化校園的建立，如圖1所示。這種架構方案也是基于“高內聚，低耦合”的思想，對于一個機構內各個信息系統，我們采用“數據庫中心平臺”方案。一方面是因為同一機構內各個系統的數據存在著比較密切的聯系；另一方面，原有系統的設計絕大多數都是采用這種方案，原有系統在整個集成系統中基本不做修改，這樣可以較好地保護以前的投入。另外，有一些系統的數據和業務對安全比較敏感，機構內部的“數據中心平臺”方案面向服務的高校信息系統集成研究有利于增加安全性。

“數據中心平臺”包括數據代碼標準、共享數據庫、歷史庫和各種類型的數據倉庫，利用流程管理器實現對數據訪問控制、操作控制、以及交換控制。學生、教師、管理員等不同角色通過信息服務、流程服務、數據交換服務對各個業務系統進行訪問。

3 利用SOA架構進行系統集成

按照我們的設計，在系統上主要包括學校內部應用系統集合和公共系統的集成。在內部應用集成上主要對原有系統的業務流程整合，將已有的核心業務如教務管理系統、學生工作管理系統、科研系統等和輔助系統如辦公OA系統的業務利用消息機制（MQ）和企業服務總線（ESB）實現數據集成服務；利用流程管理器（BPM）實現流程集成服務；利用信息門戶平臺系統實現用戶界面集成信息服務。這三個方面的集成具體設計如下。

3.1 數據交換集成

由于學院數據的復雜性，按照數據的存儲機制把學院數據分為三類：MySQL數據、Oracle數據、SQL Server數據。利用消息機制MQ實現不同數據庫、不同開發語言、不同系統的數據交換。系統通過門戶平臺調用學院共享數據庫，通過企業服務總線ESB，利用消息MQ提供的各種API函數調用不同數據庫實現數據交換，如（圖2）所示。

通過對各種數據進行分析后，建立一個學校應用集成的企業服務總線ESV平臺，在平臺上構建一個學校信息標準組件服務層，實現服務間的互通互聯，在ESB總線平臺上利用消息機制MQ實現的消息格式轉換、服務管理、服務路由、服務安全等功能。

3.2 流程服務集成

學生、教師、領導和管理者的訪問實現利用流程服務來集成來實現，學院其中重點在于對學校中個業務部門的數據交換關系，而教務信息是學院最重要的核心數據，所以以教務信息系統的業務集成展開應用流程管理器BPM，通過數據中心平臺交換數據實現流程服務集成，具體（圖3）所示。它包括教務信息管理系統、督導管理系統、財務系統、人事管理系統等。人事管理系統從教務處的排課系統中獲取教師的工作量信息，從督導管理系統中獲取教師的教學質量評價數據；在評優評獎時和畢業審核時，需要從教務管理系統中獲取成績信息；財務處的學生收費管理系統根據選課信息來計算學生收費金額等等。

通過對于各個業務系統的分析后，可以整理出不同角色的用戶的服務流，從而利用各種API程序實現對對服務的控制。

3.3 信息服務集成

為了針對角色對數據的可訪問性控制，需要對系統進行信息集成服務。利用學校各系統交互的統一身份認證平臺（UDDI），這使得學院中的各個信息系統不再是一個“信息孤島”，從而在總體上看，它成為一個相對完整統一的系統。UDDI平臺包含用戶注冊、用戶授權、用戶管理、用戶注銷等功能，下面以用戶注冊為例說明UDDI工作的原理，具體實施步驟如下：

（1）成員網站A（教務管理系統）重定向到Passport服務器的注冊頁面，并且帶有返回URL和成員網站A的ID。

（2）通過Passport注冊頁面創建會員后，保存會員驗證票到數據庫和Passport服務器所在域Cookie中。同時，在成員網站A的數據庫上創建與Passport服務器數據庫中會員的映射關系。

（3）重定向到成員網站A，填寫會員個性信息。

（4）保存會員個性信息，并把重定向傳入的驗證票保存到本地Cookie和創建Session狀態變量。

4 結語

為了避免“信息孤島”的現象，我院采用基于SOA架構的應用集成方案整理學校內部的各業務系統，以松耦合、靈活的架構實現學校數據中心平臺的集成，從而實現學校已有業務和新業務的發展，同時，方便系統的升級與改造。

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