基于ESB的數字校園應用系統集成模型研究

[摘 要] 本文介紹了數字校園概念，以及系統集成技術的發展，提出了一種基于ESB的數字校園應用系統集成模型，分析了模型中基礎設施層、數據持久層、公共服務層、ESB平臺層、應用系統層、門戶訪問層的功能劃分及建設要點。

[關鍵詞] 數字校園；ESB；應用集成

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 23. 081

[中圖分類號] G64；TP393 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2014）23- 0137- 03

1 數字校園的基本概念

數字校園是教學信息化發展過程中的一個階段，其核心就是利用計算機技術、網絡技術、通訊技術以及科學規范的管理對校園內與教學、科研、管理和生活服務有關的所有信息資源進行整合、集成和全面的數字化，以形成統一的用戶管理、統一的資源管理和統一的權限控制；通過組織和業務流程再造，推動學校進行制度創新、管理創新，最終實現教育信息化、決策科學化和管理規范化。

經過十余年的發展，數字校園基本經過了校園網基礎設施建設、獨立的信息系統建設和數字校園集成平臺建設等階段，當前我國的很多高等院校處于集成平臺建設的初始和中期階段。

2 應用系統集成需求分析

經過國家“211工程”等重點工程的實施，大多數院校都建成了比較完善的網絡基礎及應用服務，包括萬兆主干、千兆接入的基礎網絡，具有一定數量及規模的服務器和數據存儲的數據中心，一批基礎網絡服務和應用系統以及一批各具特色的教育信息資源，這些都為數字校園建設的進一步發展提供了堅實的硬件基礎和軟件環境。

當前數字校園的信息系統大致有協同辦公系統、網絡教學系統、校務管理系統、科研學術系統、數字圖書館、校園文化系統等。其中的很多系統都是針對本部門或本領域內部的業務需求、由不同的團隊設計和開發的，它們通常具有不同技術路線，有著不同的運行環境，甚至有不同的客戶端，這些獨立的、異構的、封閉的信息系統形成了一個個“信息孤島”，特點是應用獨立、數據分散、核心業務難以對接、關鍵數據難以共享。它們雖然解決了某一部門或者某一領域的一些信息處理問題，在一定程度上提高了院校的信息化水平，但是它們無法有效地提供跨部門、跨系統的綜合性信息，因此，隨著教育信息化的深入發展，這些“信息孤島”已經逐漸演變成為嚴重的制約因素，雖然應用了一些系統集成技術以消除“信息孤島”、加強數據共享，但是與數字校園的建設目標仍有相當大的距離，應進一步加強頂層設計，制定統一信息標準，建立信息系統集成平臺，加強跨部門的業務系統建設，加強系統流程整合，實現數字校園與現實校園的有機銜接。

3 系統集成技術的發展

應用集成就是建立一個統一的綜合應用，即將截然不同的、基于各種不同平臺、用不同方案建立的應用軟件和系統有機地集成到一個無縫的、并列的、易于訪問的單一系統中，并使它們就像一個整體一樣，進行業務處理和信息共享。

伴隨著以網絡技術為代表的信息技術的飛速發展，以及各行業信息化進程的加速，系統集成技術日益成為研究與應用的熱點領域，截至目前主要發展了以下3種集成技術（參見圖1）。

3.1 點對點集成技術

隨著應用規模的不斷擴大，人們意識到應用集成的必要性，并開始在各個應用系統之間通過不同的接口進行點對點的簡單鏈接，實現信息共享。但這種方式很難集成大量的應用系統，而且集成的系統越多，維護就變得越困難。

3.2 中間件集成技術

中間件集成技術通過建立一個由中間件組成的應用底層架構，針對不同的接口標準提供不同的適配器，鏈接異構應用系統。中間件集成方式大大減少了接口連接數量，增加了業務系統的可擴展性，降低了系統維護和升級難度。但是由于存在大量的不同技術標準及規范，這種緊耦合方式在靈活性和開放性方面仍然存在著很大的局限性。

3.3 Web服務的集成技術

Web服務的集成是一種分布式環境下異構系統集成的技術，它采用了標準的XML、SOAP、WSDL、UDDI等協議，具有開放、分布、標準化接口等特點，實現了對業務系統功能的封裝、注冊、發布及調用，達到異構應用系統間松散耦合、與平臺無關的交互與協同，業已成為當前集成技術發展的主流。

企業服務總線（Enterprises Service Bus，ESB）是基于SOA思想的企業應用集成的基礎軟件架構，是傳統中間件與XML、Web服務等技術相結合的產物，它采用了輕量級的分布式體系，提供位置透明的路由與定位服務，支持廣泛使用的傳輸協議，提供包含Web服務在內的不同服務之間的通信與整合，真正實現系統間的松耦合，從而能夠實現大規模的集成，ESB是面向服務集成的最新發展。

4 基于ESB的系統集成模型設計

數字校園應用系統集成的目的就是要滿足那些基于不同的平臺、用不同的技術所建立的異構系統之間的無縫集成的需求，實現數據交換、功能共享。基于ESB的應用集成模式不僅技術先進、可靠，而且還有高度的靈活性和擴展性，不僅可以滿足已有的應用系統無縫集成要求，也能適應今后新建應用系統集成的需要，實現應用系統的快速構建、遷移和伸縮，從而建立起高效、規范、完整、統一的校級應用系統體系。因此基于ESB的系統集成是建設數字校園的最佳解決方案，筆者認為其模型結構如圖2所示。

數字校園應用集成模型可以分為6層：基礎設施層、數據持久層、公共服務層、ESB平臺層、應用系統層 、門戶訪問層。

其中， 基礎設施層是數字校園中信息展示、存儲、傳輸、交換和共享的基本依托，包括信息網絡、數據中心和數字化應用環境。信息網絡建設既要有覆蓋整個校園的接入子網，又要有具有高可靠性、高性能，關鍵設備和鏈路有冗余，無單點故障的核心主干網；數據中心是院校信息數據的存儲、共享、交換與處理的中心，數據中心建設主要考慮服務器的架構與選型、存儲和備份體系的建設、容災體系的建設。數字化設施是指用于數字化活動的終端設施，包括建設專用錄播教室、多媒體教室、模擬訓練中心、用戶信息終端、物聯網終端等。

數據持久層用于存儲院校的人員、裝備等核心公共數據，以及相對獨立的專業數據，還包括用于規范信息的存儲、傳輸、交換、安全的元數據。建設的重點包括設計、規范數據庫結構及明確各數據庫之間的相互關系。

數字校園中的公共服務層是相對于傳統信息化建設的一個重大不同。服務是指各業務系統中的離散功能單元，它封裝了系統中的可重用業務邏輯，且提供獨立于平臺的標準調用接口。該層集中了統一身份認證、數據交換以及各業務系統提供的對外公共服務，從而奠定了數字校園系統集成的基礎，保證了單點登錄、統一認證、數據共享、業務流程編排等關鍵業務的實現。

ESB平臺層是集成架構的核心，它負責接入各種服務資源，并通過采用統一服務接口使得各種服務或應用與服務之間實現相互訪問；其服務總線解耦了服務請求者與服務提供者，服務請求者不必關心服務提供者的具體位置、實現技術及其細節，只需根據其對外發布的服務契約，即可構建請求消息，調用服務。

應用系統層是院校現實業務在數字校園中的集中體現，通過ESB平臺層打造的院校級應用系統體系徹底打破了傳統的部門級應用系統的“信息孤島”現象，實現了基于不同粒度服務集合而形成的數據共享、流程管理、業務協同的集成模式，這種集成不僅極大地增加了每個單一應用系統的價值，也會極大地提高院校教學、科研、管理等現實業務的辦事效率。

門戶訪問層即統一門戶平臺（Portal），作為數字校園方案的統一展現平臺，提供單點登錄、統一展現、個性定制、內容管理和檢索服務等功能。Portal能夠為不同的用戶提供依據各自權限的、個性化定制的工作界面，通過該界面可以訪問數字校園后端核心業務系統和其他IT應用系統。

5 結 語

隨著信息技術的飛速發展，計算環境已經從主機時代發展到了面向服務的時代，SOA業已成為數字校園實現應用系統信息化集成的重要建設模式，基于ESB的數字校園建設可以脫離傳統信息系統建設的窠臼，徹底消除“信息孤島”，充分發揮各個系統的效能，實現數據共享、業務協同的良好運行模式，使業務系統從分散建設與應用向集中建設與應用轉化；從固定服務模式向個性化服務模式轉化；從部門級應用向院校級應用轉化；從注重信息管理向注重信息服務轉化，從而將院校的教學、科研、管理的水平及效率提高到一個新的層次，為院校帶來新的發展動力。

數字校園不僅是一個技術問題，更多的是觀念問題和管理問題，本文只是從技術角度論述了基于ESB的數字校園系統集成模型架構，并分析了其中各層的功能及建設要點，建設好、管理好、應用好數字校園還需要各方面人士的積極參與，從而建立起有效的建設、運行機制。

主要參考文獻

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