潘 華,王淑營,孫林夫,呂 瑞
(西南交通大學 CAD 工程中心,四川 成都610031)
利用網(wǎng)絡技術(shù)與資源共享的SaaS技術(shù)逐漸成為信息集成產(chǎn)業(yè)的主流[1],其 “單實例、多租賃”[2]的特征,大大降低了軟件開發(fā)和維護的成本。面向產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同SaaS平臺的多源信息集成應具有靈活的業(yè)務可配置性和可擴展性[3],需要與各聯(lián)盟企業(yè)既有系統(tǒng)進行集成,能夠轉(zhuǎn)換和集成各異構(gòu)數(shù)據(jù)模式,以一種統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模式描述各數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù),以屏蔽他們在平臺數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和語義等的異構(gòu),實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫集成。
國內(nèi)外關(guān)于多源信息的集成已取得了許多研究成果,其中國際組織OMG (object management group)制定了CORBA 規(guī)范 (common object request broker architecture)來解決與日劇增的信息集成問題,許多國際知名大學、研究機構(gòu)也推出了相應的系統(tǒng),如美國斯坦福大學數(shù)據(jù)庫研究組研制開發(fā)的異構(gòu)信息源集成系統(tǒng)TSIMMIS;惠普實驗室數(shù)據(jù)庫技術(shù)部開發(fā)出能集成本地和外部多個自治數(shù)據(jù)庫的Pegasus 系統(tǒng);AT&T Bell實驗室推出了Information Manifold系統(tǒng)來對萬維網(wǎng)上結(jié)構(gòu)化信息源進行集成;美國密歇根—迪爾伯恩大學實現(xiàn)對多個異構(gòu)關(guān)系數(shù)據(jù)庫集成的CORDS。國內(nèi)也推出了相應的系統(tǒng),如符合CORBA 規(guī)范的一個信息集成平臺系統(tǒng),稱為 “SCOPE”(system CORBA based object platform environment),實現(xiàn)對CIMS系統(tǒng)中異構(gòu)的、分布數(shù)據(jù)源 (數(shù)據(jù)庫和文件)的集成;東北大學提出面向?qū)ο蟮男畔⒓上到y(tǒng)SCOPE/CIMS等。理論研究方面,文獻 [4]提出了一種基于SOA 軟件架構(gòu)的數(shù)據(jù)集成方法,從面向服務架構(gòu)方面對數(shù)據(jù)集成技術(shù)進行了研究;文獻 [5]基于XML 提出一種只適合幾個企業(yè)間的信息集成解決方案,不適用于SaaS 平臺這種多租用戶的方式;文獻 [6]通過數(shù)據(jù)交換的方式實現(xiàn)了平臺與客戶端的信息集成,但隨著平臺用戶數(shù)的不斷增加,會大大加重平臺端處理數(shù)據(jù)的壓力。
本文在上述成果的基礎(chǔ)上,圍繞面向產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)作SaaS平臺的多源信息動態(tài)集成問題研究,利用Web服務技術(shù),通過建立多源信息安裝向?qū)ВO(shè)計了面向SaaS平臺的多源信息集成解決方案。
以動態(tài)聯(lián)盟方式進行企業(yè)之間業(yè)務協(xié)同的汽車產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同SaaS平臺,以自身優(yōu)勢建立了以制造廠為核心的汽車產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同企業(yè)聯(lián)盟。隨著平臺協(xié)作企業(yè)越來越多,與平臺的信息交互越來越頻繁,以訂單等常規(guī)業(yè)務為例,協(xié)作企業(yè)需要從平臺及時查看審核結(jié)果,與平臺需要實時的進行信息交互,因此需要與平臺進行頻繁的數(shù)據(jù)交換來滿足協(xié)作企業(yè)對本身業(yè)務的需求,而有些業(yè)務如服務商配件庫存和經(jīng)銷商社會庫存等,其業(yè)務數(shù)據(jù)大都存儲在企業(yè)內(nèi)部,狀態(tài)和數(shù)據(jù)內(nèi)容基本不變,變化的只是配件和社會庫存的數(shù)量等,且服務商和經(jīng)銷商地點比較分散,可以通過動態(tài)集成的方式將集成結(jié)果供平臺調(diào)用即可,以緩解平臺數(shù)據(jù)交換的壓力。
平臺上不同的企業(yè)聯(lián)盟及相同企業(yè)聯(lián)盟中的不同企業(yè)的數(shù)據(jù)存儲類型大多不同,面向平臺的數(shù)據(jù)動態(tài)集成體現(xiàn)為多源性的特點,以汽車產(chǎn)業(yè)鏈中兩個重要的業(yè)務功能服務商配件庫存和經(jīng)銷商社會庫存為例,其集成信息的多源性體現(xiàn)如下:
(1)配件庫存的服務商和社會庫存的經(jīng)銷商數(shù)量龐大、大多屬于不同的聯(lián)盟企業(yè)等,其一般采用不同的數(shù)據(jù)庫存儲,如SQL Server、ORACLE、ACCESS等,存在數(shù)據(jù)庫異構(gòu)其對數(shù)據(jù)的訪問與管理方式不同。
(2)即使相同數(shù)據(jù)庫不同配件庫存的服務商和社會庫存的經(jīng)銷商也采用不同的數(shù)據(jù)存儲格式,不同的服務商和經(jīng)銷商采用不同的開發(fā)環(huán)境、不同的開發(fā)人員,對相同的數(shù)據(jù)信息業(yè)也采用不同的命名規(guī)范、不同具體字段設(shè)計類型等。因此,多源信息動態(tài)集成是產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同平臺亟待解決的問題。
聯(lián)盟企業(yè)[7]之間的競爭已變?yōu)楫a(chǎn)業(yè)鏈之間的競爭,根據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈業(yè)務協(xié)作的特點,產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同SaaS平臺對企業(yè)間協(xié)作關(guān)系的動態(tài)管理過程中涉及的聯(lián)盟企業(yè)、協(xié)作關(guān)系類別、片區(qū)、協(xié)作關(guān)系等進行了形式化的定義,具體見文獻[8]。產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同SaaS平臺為各協(xié)作企業(yè)提供多項業(yè)務服務,其協(xié)作企業(yè)與平臺的信息集成,主要是企業(yè)數(shù)據(jù)源與平臺數(shù)據(jù)源之間的格式轉(zhuǎn)換,對涉及的數(shù)據(jù)源具體信息內(nèi)容定義如下:
定義1 企業(yè)Ai具有的業(yè)務功能F(Ai)對應的數(shù)據(jù)源信息用DSF(Ai)= (DBTF(Ai),DBF(Ai),TableF(Ai),DataF(Ai))表示,其中:DBTF(Ai)表示企業(yè)Ai數(shù)據(jù)庫類型標識;DBF(Ai)表示企業(yè)Ai數(shù)據(jù)庫名稱;TableF(Ai)表示企業(yè)Ai數(shù)據(jù)庫中表的名稱;DataF(Ai)表示企業(yè)Ai數(shù)據(jù)庫中表的具體字段信息。
聯(lián)盟企業(yè)中的某些業(yè)務數(shù)據(jù),系統(tǒng)在設(shè)計時考慮了數(shù)據(jù)集成的需要,在對應的數(shù)據(jù)規(guī)則轉(zhuǎn)換庫中,協(xié)作企業(yè)根據(jù)企業(yè)身份認證下載平臺相應的數(shù)據(jù)規(guī)則轉(zhuǎn)換庫。
定 義 2 用 Rulet= (SFieldDS(F)t,TFieldDS(F)t,(RAt→Pt)Rulet)表示與數(shù)據(jù)源信息相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)則庫,其中,SFieldDS(F)t表示需要轉(zhuǎn)換的源數(shù)據(jù)類型;TFieldDS(F)t表示需要轉(zhuǎn)換成的目標數(shù)據(jù)類型;(RAt→Pt)Rulet表示規(guī)則庫中不同的轉(zhuǎn)換規(guī)則,At→Pt表示企業(yè)At數(shù)據(jù)類型與平臺Pt的轉(zhuǎn)化。
以產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同平臺為數(shù)據(jù)交換中心的信息集成從集成主體對象上可分為平臺服務端和平臺客戶端,其集成過程主要包括客戶端安裝集成向?qū)Й@取平臺數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)則庫和通過向?qū)ы椘脚_發(fā)布Web服務兩個過程,這兩個過程可以表示如下:
(1)假設(shè)有m 個協(xié)作企業(yè)需要安裝集成向?qū)Й@取數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)則庫,其獲取過程可以表示為
式中:(Rulex)get(Cx)——客戶Cx從平臺獲取與其對應的轉(zhuǎn)換規(guī)則庫。
(2)假設(shè)有n個協(xié)作企業(yè)需要安裝集成向?qū)蚱脚_發(fā)布Web服務,其向平臺注冊服務過程可以表示為
式中:(RS)in(Cy)——客戶Cy向平臺注冊服務。
由以上分析及式 (1)、式 (2)可知,對平臺企業(yè)聯(lián)盟的一個信息集成過程可以表示為:MI ={UMI,(E →R(Tk))MI,(Rulej)get(Cj),(RS)in(Cj)},其中,UMI表示企業(yè)聯(lián)盟的用戶角色;(E →R(Tk))MI表示聯(lián)盟Ui中的協(xié)作關(guān)系集。
其中,用戶角色UMI獲取其對應規(guī)則庫具體流程如圖1所示。
圖1 獲取規(guī)則庫流程
產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同平臺的數(shù)據(jù)集過程可以理解為將企業(yè)聯(lián)盟(A1,A2,...An)中協(xié)作企業(yè)Ai的數(shù)據(jù)源信息,按集成規(guī)則RAj→Pj轉(zhuǎn)換成平臺Pi所需數(shù)據(jù)格式的過程。
定義3 用三元組INj= (FormatAj,RAj→Pj,F(xiàn)ormatPj)表示平臺協(xié)作企業(yè)與平臺數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程,其中,F(xiàn)ormatAj,表示產(chǎn)業(yè)鏈平臺協(xié)作企業(yè)Aj的數(shù)據(jù)格式,具體轉(zhuǎn)換信息包括數(shù)據(jù)庫連接信息 (數(shù)據(jù)庫類型、名稱、數(shù)據(jù)庫連接字符串),源表信息 (表名),列信息 (字段名、字段類型)等;RAj→Pj表示聯(lián)盟企業(yè)Aj與其對應的平臺Pj數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的規(guī)則;FormatPj表示聯(lián)盟企業(yè)Aj需要轉(zhuǎn)換成的數(shù)據(jù)格式。
定義4 用RSl=(Al,Corpl,Servnm,Servad)表示企業(yè)向平臺注冊的服務,其中,Al表示企業(yè)聯(lián)盟中的協(xié)作企業(yè);Corpl表示企業(yè)的名稱;Servnm表示企業(yè)所注冊服務的名稱;Servad表示W(wǎng)eb服務的地址。
產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同平臺多源信息集成模型表達了信息集成中涉及的對象,平臺通過提供各種業(yè)務功能為注冊企業(yè)提供服務。
定義5 在基于SaaS平臺的企業(yè)聯(lián)盟協(xié)同工作環(huán)境下,業(yè)務事件Mk可以用一個三元組Mk=(FMk,EMk,AMk)來表示,其中,F(xiàn)Mk為平臺服務總線上注冊的業(yè)務功能;EMk為企業(yè)調(diào)用業(yè)務功能FMk產(chǎn)生業(yè)務事件Mk的發(fā)起者;AMk為業(yè)務事件發(fā)起者FMk調(diào)用時所在的企業(yè)聯(lián)盟。
協(xié)同平臺多源信息集成是一個以平臺為主體的業(yè)務事件驅(qū)動的工作過程,其模型驅(qū)動算法如下所示:
算法:信息集成模型驅(qū)動算法
輸入:企業(yè)聯(lián)盟用戶角色UMI,企業(yè)標識EiID,模型觸發(fā)業(yè)務SMi
輸出:信息集成執(zhí)行結(jié)果
BEGIN
步驟1 UMI登錄平臺,下載安裝多源信息集成向?qū)В?/p>
步驟2 If result==”true”,跳至步驟3;else login message false;/*根據(jù)EiID驗證用戶為合法用戶*/
步驟3 SELECTE →R(TUi)WHERE TID=RID;/*獲取協(xié)作關(guān)系集*/
步驟4 GETUMI的企業(yè)聯(lián)盟列表Alliance_List;/*得到企業(yè)聯(lián)盟列表*/
步驟5 SELECT 模型驅(qū)動權(quán)限WHERE UMI=RoleID;/*獲取驅(qū)動模型權(quán)限*/
步驟6 Act MI;/*執(zhí)行信息集成模型*/
步驟7 GET DSF(Ai);/*獲取需要轉(zhuǎn)換的本地數(shù)據(jù)源*/
步驟8 FOREACH (向?qū)е械钠脚_信息XML 文檔),GET 對應的平臺所需展示字段;
步驟9 GETRulex;/*獲取平臺企業(yè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的規(guī)則庫Rulex*/
步驟10 FOREACH (Rulex中關(guān)于企業(yè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的配置信息&&企業(yè)Ai數(shù)據(jù)交換配置項),GETAi數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)則庫文件;
步驟11 打開并讀取Ai數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)則庫文件,GET 業(yè)務FMi關(guān)鍵字對應的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換配置項,獲取數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換內(nèi)容;
END
隨著SaaS應用被廣泛的推廣,資源被多個租戶共享,包括軟件和硬件以及數(shù)據(jù)等。面向SaaS平臺的多源信息集成體系架構(gòu)旨在建立一個基于平臺的多源信息集成的軟件環(huán)境,將信息集成做成單獨的安裝向?qū)В渴鹪诳蛻舳耍瑸榻鉀Q企業(yè)信息集成多方面的限制,平臺數(shù)據(jù)交換更需要柔性的動態(tài)定制[9]。
綜上,本文在已有平臺架構(gòu)[10]的基礎(chǔ)上,設(shè)計了面向產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同平臺的多源信息集成體系架構(gòu),如圖2 所示。該架構(gòu)在平臺上建立了平臺私有UDDI中心,將多源信息轉(zhuǎn)換設(shè)計為集成向?qū)В惭b在各個協(xié)作企業(yè)內(nèi)部,通過Web Service向平臺的UDDI中心注冊服務和查詢服務操作,滿足平臺對不同企業(yè)不同數(shù)據(jù)源動態(tài)調(diào)用的需求,其內(nèi)容主要包括客戶端多源信息集成模塊和向平臺UDDI中心的注冊模塊。
圖2 多源信息集成體系架構(gòu)
(1)多源信息集成模塊該模塊做成安裝向?qū)В蛻舳擞脩魪钠脚_下載,部署在本地,負責將本地的數(shù)據(jù)源信息格式轉(zhuǎn)換成對應的平臺要求的數(shù)據(jù)展示格式。其中,XML與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)換接口如圖3所示,其具體的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換實現(xiàn)算法如下所示。
圖3 XML與關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)換接口
算法:客戶端數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換算法
輸入:本地信息源DSF(Ai)
輸出:平臺對應的信息源DSF(Pi)
BEGIN
步驟1 UMI登錄平臺,獲取多源信息轉(zhuǎn)換向?qū)В?/p>
步驟2 If result==”true”,跳至步驟3;else login message false;/*根據(jù)EiID驗證用戶為合法用戶 (UMI∈Aj),若不是則無法安裝*/
步驟3 FOREACH (企業(yè)數(shù)據(jù)庫連接XML),GET DSF(Ai);/*獲取本地信息源*/
步驟4 GET DSF(Ai)的FormatAi;/*獲取本地信息源的數(shù)據(jù)類型*/
步驟5 FOREACH (向?qū)е械钠脚_信息XML 文檔),GET DSF(Pi);/*獲取對應的平臺信息源*/
步驟6 GET DSF(Pi)的FormatPi;/*獲取平臺信息源的數(shù)據(jù)類型*/
步驟7 FOREACH (Rulex),GETFormatAi對應的FormatPi的轉(zhuǎn)換配置XML
步驟8 Act(RAt→Pt)Rulet,得到與SFieldDS(F)t對應的TFieldDS(F)t;
END
(2)注冊UDDI中心模塊:該模塊負責將企業(yè)的服務信息注冊到平臺UDDI中心,供平臺調(diào)用,其具體的注冊服務算法如下所示:
算法:Web Service注冊到平臺私有UDDI中心
輸入:企業(yè)聯(lián)盟中用戶角色UMI,服務名稱Servnm、Web Service地址Servad
輸出:平臺注冊信息
BEGIN
步驟1 Search Ai(Servnmand tModelKey)在平臺UDDI是否存在;/*檢測企業(yè)服務Servnm是否已經(jīng)在平臺注冊過*/
步驟2 If result==”true”,跳至步驟3;else Servnmhas exist;
步驟3 FOREACH (DSF(Ai));/*遍歷本地數(shù)據(jù)源信息*/
步驟4 Get connection fromDBAi;/*獲取本地數(shù)據(jù)源的連接信息*/
步驟5 GENERATE XML;/*將連接信息生成XML配置文件,供Web Service調(diào)用/*
步驟6 CREATE tModel;/*創(chuàng)建企業(yè)需要的tModel作為調(diào)用Web服務的接口*/
步驟7 FOREACH (R(Tl))Get企業(yè)所屬的片區(qū);/*遍歷片區(qū)信息*/
步驟8 GENERATE Corp_Name;/*由企業(yè)聯(lián)盟中用戶角色UMI生成企業(yè)名稱;*/
步驟9 GETServad;/* 獲取Web Service地址*/
步驟10 Act RSl;/*向平臺注冊服務*/
END
產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同平臺數(shù)據(jù)集成對外接口采用Web服務技術(shù)來實現(xiàn),客戶端主要是通過安裝多源信息集成向?qū)В@取向?qū)е衅脚_數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)則庫,其轉(zhuǎn)換規(guī)則庫采用可擴展標記語言(extensible markup language,XML)文檔的形式進行描述,主要結(jié)構(gòu)包括數(shù)據(jù)庫連接配置和數(shù)據(jù)交換項目集兩部分,其XML配置內(nèi)容主要包括:表的名稱、表的字段名、表的字段類型等,其在XML文件中的形式描述,如圖4所示。
圖4 轉(zhuǎn)換規(guī)則庫配置
用戶安裝集成向?qū)н^程中,通過選擇本企業(yè)的數(shù)據(jù)存儲方式,運用ADO.NET 連接數(shù)據(jù)庫獲取需要轉(zhuǎn)換的業(yè)務數(shù)據(jù)信息,根據(jù)用戶信息獲取向?qū)е袑獦I(yè)務數(shù)據(jù)信息的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)則庫,獲取相應的映射XML文件,得到對應的字段名和字段類型。數(shù)據(jù)集成通過數(shù)據(jù)集成過程處理組件來工作,通過企業(yè)ID 和業(yè)務事件Mi驅(qū)動相應的模型驅(qū)動規(guī)則,完成動態(tài)數(shù)據(jù)集成,具體實現(xiàn)見上文的信息集成模型執(zhí)行加載算法。
在汽車產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同平臺(http://auto.easp.cn)中,經(jīng)銷商社會庫存是汽車銷售業(yè)務中的重要組成部分,其信息具有數(shù)據(jù)量大、更新較快等特點,數(shù)據(jù)一般部署在經(jīng)銷商企業(yè)內(nèi)部。本節(jié)通過汽車產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同平臺中的經(jīng)銷商社會庫存查詢,驗證本文提出的多源信息集成解決方案,以平臺注冊企業(yè)A 和B經(jīng)銷商的社會庫存為例,說明不同企業(yè)采用不同的數(shù)據(jù)庫存儲方式,其相同的社會庫存信息表中字段名稱的表示和類型不同,其中企業(yè)A 的數(shù)據(jù)存儲方式為SQL Server數(shù)據(jù)庫,企業(yè)B的數(shù)據(jù)存儲方式為Oracle數(shù)據(jù)庫,其庫存信息中的關(guān)鍵字段信息見表1和表2。
以企業(yè)A 為例,其社會庫存信息在平臺展示的關(guān)鍵字段信息見表3。
表1 經(jīng)銷商A 社會庫存信息表字段
表2 經(jīng)銷商B社會庫存信息表字段
表3 平臺社會庫存展示字段名稱及類型
其通過信息集成向?qū)Й@取對應的規(guī)則庫,在本地轉(zhuǎn)換成平臺所需字段數(shù)據(jù)格式,具體轉(zhuǎn)換界面如圖5所示。
圖5 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換界面
平臺表列名為企業(yè)A 在平臺中社會庫存信息需展示的字段名稱及字段類型,本地表列名為企業(yè)A 本地數(shù)據(jù)庫中社會庫存信息,通過選擇對應的轉(zhuǎn)換字段及類型,將本地社會庫存信息字段名稱及字段類型轉(zhuǎn)換成平臺所需。最后通過Web Service將庫存信息名稱、服務的地址及對應的發(fā)布人注冊到平臺,發(fā)布成接口供平臺端調(diào)用,其注冊信息界面如圖6所示,庫存信息查詢注冊到UDDI中心的界面如圖7所示,通過平臺查詢到的庫存信息如圖8所示。
圖6 Web Service注冊界面
圖7 UDDI中心查詢界面
圖8 平臺社會庫存信息界面
在分析了產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同平臺多源信息需求的基礎(chǔ)上,提出了以產(chǎn)業(yè)鏈SaaS平臺為核心的多源信息集成解決方案,對基于XML 與關(guān)系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、Web Service注冊等技術(shù)進行了研究,設(shè)計了面向平臺注冊企業(yè)的多源信息集成安裝向?qū)В瑢崿F(xiàn)了企業(yè)根據(jù)用戶身份讀取不同的XML配置文件,集成向?qū)ёx取本企業(yè)的數(shù)據(jù)信息并轉(zhuǎn)換為平臺所需的數(shù)據(jù)格式。
本文在研究中只考慮了協(xié)作企業(yè)與平臺如何實現(xiàn)信息集成,缺少對信息集成中安全因素的研究,這是下一步研究的主要方向。
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