基于SOA組件化的農村信息平臺框架設計研究*

胡淑新，李長云，周玲芳，李 旭，張清清

(湖南工業大學 計算機與通信學院，湖南 株洲 412007)

基于SOA組件化的農村信息平臺框架設計研究*

胡淑新，李長云，周玲芳，李 旭，張清清

(湖南工業大學 計算機與通信學院，湖南 株洲 412007)

面向服務架構(SOA)是一種面向企業級服務的系統框架，它具有其他企業級架構所不具有的業務靈活性，把SOA松耦合、關注點分離、功能抽象的優點結合到企業組件業務架構方法中，從概念模型、層次結構、實現方式等方面對基于SOA的組件化平臺框架進行設計，構建企業服務總線，并將此框架應用于云龍社區云田鎮兩型農村社區信息化平臺建設中，驗證了該框架在構建兩型農村信息化平臺框架時的有效性以及可行性。

面向服務架構；組件技術；農村信息化；平臺架構

0 引言

信息技術的發展日益加快，互聯網高新技術在我國農村社區信息化的普及應用也越來越廣泛，以推進“兩型”農村社區信息化建設為目的，打造一體化信息化農村社區，全面提升農民信息化應用水平。在軟件復雜度越來越高的今天，需要針對農村社區現狀，設計出一種適用于農村社區信息化服務平臺構建的信息化框架，來解決傳統的分布式系統之間難以良好協作的問題。

本文提出了一種基于SOA組件化技術的農村信息平臺框架，采用SOA面向服務架構，將實現項目相關的各類數據及應用之間靈活調用，以組件復用實現組件及應用的快速開發，與應用服務總線相結合，構建靈活、可擴展的支撐組件，實現了快速應用開發及系統集成的應用框架設計[1]。首先介紹了面向服務體系結構及組件技術，然后詳細闡述了本文所提出的信息化框架結構。

1 面向服務架構與組件技術概述

面向服務架構(SOA)是一種應用框架，它將應用業務劃分為單獨的業務功能和流程，即所謂的服務[2]。SOA使用戶可以構建、部署和整合這些服務，以提高業務流程的靈活性，它可以有助于實現更快的開發與部署，快速響應客戶需求。

SOA本身就是一種面向企業級服務的系統架構，在基于SOA架構的系統中，具體應用程序的功能是由一些松耦合并且具有統一結構定義方式的組件(service)組合構建起來的，它具有其他企業級架構所不具有的對于業務變更的快速和有效響應[3]。SOA既不是一種語言，也不是一種具體的技術，它是一種新的軟件系統架構模型[4]。SOA架構具有一些典型特性，主要包括松耦合性、位置透明性以及協議無關性。松耦合性要求SOA架構中的不同服務之間應該保持一種松耦合的關系，也就是應該保持一種相對獨立的關系；位置透明性要求SOA系統中的所有服務對于它們的調用者來說都是位置透明的，也就是說每個服務的調用者只需要知道他們調用的是哪一個服務，但并不需要知道所調用服務的物理位置在哪里；而協議無關性要求每一個服務都可以通過不同的協議來調用[5]。

組件模型是系統架構的一種形式，廣義上說，組件就是實現一類業務功能的可重用、可獨立部署和設計的程序集合，這些程序有明確和完善的接口定義，通過接口完成功能請求，而具體實現則通過封裝機制加以屏蔽[6]。

采用組件模型可以通過將業務功能封裝在不同的組件中，實現功能分解，降低系統的耦合程度，保證系統中各個組件能夠獨立進行修改和擴展[7]。在系統設計過程中，通過分析業務功能需要和系統需求，分類業務處理流程，把系統劃分為若干通用組件[8]。

圖2 框架中數據傳輸與交換體系架構

2 基于SOA組件化的農村信息平臺框架研究

2.1 基于SOA組件化的農村信息平臺框架結構

基于SOA組件化的農村信息平臺模型架構如圖1所示，SOA結構模型將平臺接口調用開發和業務組件封裝以及服務封裝集成為一個開發層，通過企業服務總結(ESB)的建立減少對象間直聯的接口數量，提升系統的可維護性和擴展性。

圖1 基于SOA組件化的農村信息平臺模型架構圖

該平臺主要包含5個層次：

(1)基礎應用系統層：是設計平臺框架時所需的應用環境以及底層的消息通信服務。

(2)企業服務總線ESB：是框架的基礎部分，運行在應用服務器之上，完成各類應用服務和數據服務的整合和集成。

(3)應用組件層：用于支持軟件快速開發，由公共服務組件、通用業務組件組成。公共服務組件是一系列用于用戶提高開發速度和降低開發難度的組件，包括流程管理、界面管理、數據報表等內容，可擴展。通用業務組件是結合實際業務需求開發出的一系列通用的組件，如拓撲分析、行業開發包等組件。

(4)開發層：是組件封裝、應用軟件開發、集成開發及軟件監管的集成環境，由應用開發工具及監管工具組成。

(5)交互層：是框架中對外服務的統一入口，包括應用服務以及數據服務，實現各類應用系統登錄的統一認證和個性化服務等內容。

2.2 框架中的數據傳輸與交換體系架構

如圖2所示，該架構主要由管理層、傳輸層、交換層、應用層等四個層次構成。

(1)管理層：對交換中心、交換總線、交換節點的管理和監控。

(2)傳輸層：實現交換中心與交換中心之間、交換中心與交換節點之間、交換節點與交換節點之間的數據傳輸。

(3)交換層：實現各應用系統的接入和不同數據格式的轉換。

(4)數據層：涵蓋各個應用系統。

2.3 框架中快速開發組件調用流程

快速開發組件調用流程如圖3所示，即對公共服務組件和業務組件的調用。

(1)組件調用

根據應用需求調用不同的組件，包括公共服務組件和通用業務組件。一般過程是：調用界面組件，設計相關表單，同時在集成環境完成表單數據集成；在界面管理組件中，將印章-表單關聯，便于表單在流轉過程中能進行電子簽章；調用流程管理組件，設計流程，包括流程流向、節點、節點動作、表單綁定；在集成環境內進行流程外部表單集成調用開發，如調用外部以WebService方式提供的表單。

(2)集成開發

集成開發是在組件調用過程中對外部數據、應用集成的調用。如WebService、API等標準接口，實現服務整合。

(3)應用發布部署

將開發的應用封裝為服務，注冊到公共信息服務門戶。通過授權設置，方便用戶通過門戶統一登錄后在自己的權限內使用。

2.4 框架靈活性分析

該框架采用SOA、總線技術建立靈活且易擴展的系統框架，靈活應對應用需求，同時采用組件技術，包括公共服務組件、通用業務組件，開放的模塊化設計提升了系統的復用性，可以使得平臺開發者更加快速地進行系統開發。框架本身采用企業服務總線(ESB)結構可以很好地屏蔽各個應用系統之間由于開發環境和開發語言不同所帶來的兼容性問題，并且服務提供者和服務請求者也不必跟其他提供者和請求者建立連接。對于開發人員而言，SOA提供的松耦合使得在業務需求不斷變更的同時不必大幅度修改維護系統，從而降低了開發成本以及周期。

圖3 快速開發組件調用流程

3 初步應用實踐

將本文提出的基于SOA組件化的農村信息平臺框架應用于株洲云龍示范區云田鎮兩型農村社區信息化管理平臺的設計構建中，如圖4所示。云龍社區云田鎮農村社區信息化管理平臺框架結構分為5個層，其中開發層可細化為三個步驟，如圖5所示。將底層的應用以組件的形式封裝起來，通過統一的接口提供上層服務，上層是服務封裝層，通過使用這些組件，將其進一步封裝成服務，通過WSDL描述的服務按照一定的順序組合起來形成不同的業務流程，同時服務提供者可以直接根據需求動態地改變相應的業務流程，通過提供的內部接口來實現。

圖4 云田鎮農村社區信息化管理平臺框架

圖5 開發層結構細化

4 結論

本文通過對面向服務架構的研究提出了基于SOA組件化的農村信息平臺框架模型，以及框架中所需數據傳輸交換體系架構和快速開發組件調用流程架構的設計，很好地實現了框架中各個部分的資源整合。作為試驗性應用，將該框架應用于云龍社區云田鎮兩型農村社區信息平臺框架設計構建中，可以有效地屏蔽各個部分技術不匹配等諸多問題，提高了系統的重用性，企業服務總線將應用組件構建封裝成不同粒度的服務，并對服務進行注冊和修改，實現了企業對服務的及時變更，SOA組件化架構的松耦合特性可以有效降低服務之間的依賴性，降低了開發的復雜度以及維護的成本，有效促進了兩型農村社區信息化的發展。

[1] 馮玖,白尚旺,黨偉超. 基于SOA的物流信息系統架構研究[J]. 計算機與數字工程,2009，37(1):192-195.

[2] 俞曉鋒. 基于SOA的企業信息系統集成架構研究[D].長春：吉林大學,2014.

[3] 楊帆. 基于SOA數據交換方法與技術的研究[D].西安:西安電子科技大學,2014.

[4] 郭會杰. 基于SOA的企業門戶集成系統的設計與實現[D].北京：中國科學院大學,2014.

[5] MACLENNAN E, BELLE J P. Factors affecting the organizational adoption of service-oriented architecture(SOA)[J]. Information Systems and e-Business Management, 2014, 12(1):71-100.

[6] 張昀. 基于SOA架構的分布式ESB總線的研究與實現[D].南京：南京理工大學,2009.

[7] 劉濤,侯秀萍. 基于ESB的SOA架構的企業應用研究[J]. 計算機技術與發展,2010，20(5):230-233.

[8] 張恒,梁曉婭.移動Web位置服務的框架研究[J].微型機與應用,2013,32(19):14-16.

Design research of rural information platform based on SOA

Hu Shuxin，Li Changyun，Zhou Lingfang，Li Xu，Zhang Qingqing

(School of Computer and Communication, Hunan University of Technology, Zhuzhou 412007, China)

Service Oriented Architecture(SOA) is a kind of system frameworks for enterprise-class services. It has business flexibility which doesn’t exist in other enterprise-class frameworks. Loose coupling, separation of concerns and function abstract are advantages of SOA, and SOA can combine them with enterprise architecture of business component. A rural information platform is designed based on SOA. From the aspects of conceptual model, hierarchical structure and implementation, we build enterprise service bus. We also applie this framework to the construction of information platform of Yuntian town in Yunlong rural commnunity and validate the validity and feasibility of this framework when it is building the framework of the two types of rural community information platform .

Service Oriented Architecture; component technology; rural information; platform architecture

2013年度科技部科技支撐計劃課題(2013BAJ10B14-5)

TP311.5

A

1674-7720(2016)01-0016-03

胡淑新，李長云，周玲芳，等.基于SOA組件化的農村信息平臺框架設計研究[J].微型機與應用，2016，35(1)：16-18,26.

2015-09-12)

胡淑新(1991-)，男，碩士生，主要研究方向：網絡化軟件開發。

李長云(1972-)，男，博士，教授，主要研究方向：軟件演化、可信軟件、軟件工程。

周玲芳(1990-)，女，碩士生，主要研究方向：軟件開發技術、軟件工程。