南昌大學(xué)數(shù)據(jù)云平臺(tái)彈性組合新系統(tǒng)

鄒偉平+曾勍煒+鄧庚盛+武丹

目前高校信息化建設(shè)進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期，在完成網(wǎng)絡(luò)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)等數(shù)字化校園的基礎(chǔ)建設(shè)后，信息集成將成為高校信息化的重要任務(wù)之一。

針對高校內(nèi)各部門業(yè)務(wù)系統(tǒng)分散的情況，很多高校實(shí)施了數(shù)據(jù)集成工程，直接抽取各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，建立校級(jí)共享數(shù)據(jù)庫，通過Web Service方式向所有子系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)。此模式在消滅“數(shù)據(jù)孤島”和提高信息共享程度等方面取得較好的效果。但是，此模式會(huì)造成共享數(shù)據(jù)庫與各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)耦合度高，系統(tǒng)經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行后，隨著各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的修改、升級(jí)，會(huì)給中心端和其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)帶來相應(yīng)的修改，后期維護(hù)工作量巨大。而且，一旦修改不正確，錯(cuò)誤數(shù)據(jù)將會(huì)通過共享數(shù)據(jù)庫很快擴(kuò)散到其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)，難以控制。

因此，人們可以采取云計(jì)算模式，通過業(yè)務(wù)集成來實(shí)施信息集成，降低各系統(tǒng)間耦合度，削減后期維護(hù)成本。同時(shí)增強(qiáng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)間的協(xié)同工作能力，通過業(yè)務(wù)裝配組合的方式完成諸如離校系統(tǒng)、報(bào)到系統(tǒng)等需要各業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)協(xié)同工作的綜合系統(tǒng)。甚至當(dāng)出現(xiàn)新的業(yè)務(wù)需求時(shí)，可以快速地彈性組合出新系統(tǒng)，而不需要完整編寫一套全新的系統(tǒng)代碼。

各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)將從僅完成部門內(nèi)部業(yè)務(wù)流程的階段，發(fā)展到同時(shí)具備提供對外數(shù)據(jù)服務(wù)能力的階段。它們將在校級(jí)數(shù)據(jù)服務(wù)中心的統(tǒng)一框架下，遵循數(shù)據(jù)互操作規(guī)范協(xié)議，組成數(shù)據(jù)服務(wù)云，具有數(shù)據(jù)服務(wù)窗口，如政府的統(tǒng)一辦證中心，向其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務(wù)。

比如，教務(wù)系統(tǒng)不僅可以為師生提供教學(xué)管理服務(wù)，還可以讓該系統(tǒng)按照數(shù)據(jù)互操作規(guī)范協(xié)議，直接受理比如因評(píng)定獎(jiǎng)學(xué)金而需要查詢某系某級(jí)全部學(xué)生考試成績的數(shù)據(jù)請求服務(wù)，可以由獎(jiǎng)學(xué)金系統(tǒng)發(fā)出數(shù)據(jù)請求，通過數(shù)據(jù)服務(wù)中心轉(zhuǎn)發(fā)，教務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)服務(wù)窗口提供數(shù)據(jù)后，進(jìn)行自動(dòng)統(tǒng)計(jì)分析，并按規(guī)定的數(shù)據(jù)報(bào)文格式返回?cái)?shù)據(jù)查詢結(jié)果；而現(xiàn)有的方式因?yàn)楦鳂I(yè)務(wù)系統(tǒng)不對外提供數(shù)據(jù)服務(wù)，需要各班班主任登錄教務(wù)系統(tǒng)，下載合并各班成績，再進(jìn)行人工統(tǒng)計(jì)分析，不僅方法落后而且效率低下。

云計(jì)算模式在高校的運(yùn)用

云計(jì)算模式分為三個(gè)層次，即：基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)、平臺(tái)即服務(wù)、軟件即服務(wù)。目前多數(shù)高校已能夠提供前兩個(gè)層次的服務(wù)。

南昌大學(xué)自2 0 0 8 年開始，整合服務(wù)器資源，結(jié)合VMware云計(jì)算系統(tǒng)，面向部門業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供各類系統(tǒng)平臺(tái)。各個(gè)院系不再單獨(dú)購買服務(wù)器，改為由學(xué)校集中購買，統(tǒng)一劃分操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫和Web服務(wù)等平臺(tái)系統(tǒng)給各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)，為學(xué)校節(jié)省大量的硬件投入，降低機(jī)房能耗。隨著云計(jì)算的普及，多數(shù)高校采取此類架構(gòu)實(shí)現(xiàn)前兩個(gè)層次服務(wù)。雖然高校業(yè)務(wù)系統(tǒng)最終如同企業(yè)ERP一樣，走向大集中模式，但近5年內(nèi)，多數(shù)高校將繼續(xù)使用不同開發(fā)商不同平臺(tái)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，無法全部采取大集中的模式。在此背景下，如果各業(yè)務(wù)系統(tǒng)改造整合成能夠?qū)ν馓峁?shù)據(jù)服務(wù)的數(shù)據(jù)云交換平臺(tái)，就可以很方便地完成全校的信息集成。

目前多數(shù)高校各類應(yīng)用系統(tǒng)已初步建成，很多高校已建立數(shù)據(jù)共享庫。但是隨著業(yè)務(wù)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)共享與信息交換的需求不斷增加，數(shù)據(jù)集成暴露出以下問題：

第一，業(yè)務(wù)系統(tǒng)僅限于內(nèi)部業(yè)務(wù)流程，沒有對外提供數(shù)據(jù)服務(wù)的能力，系統(tǒng)之間缺乏相互協(xié)調(diào)能力。不同部門的業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間不能協(xié)同工作，學(xué)校之間、學(xué)校與上級(jí)管理部門之間也不能傳遞數(shù)據(jù)，只能采取文件交換的方式，導(dǎo)致信息橫向交換與縱向傳輸困難的現(xiàn)狀。

第二，后期的維護(hù)量很大，數(shù)據(jù)集成困難。集成后系統(tǒng)耦合度高，難以適應(yīng)變化，子系統(tǒng)變更后修改維護(hù)成本大，程序修改后產(chǎn)生的錯(cuò)誤容易擴(kuò)散。

數(shù)據(jù)云服務(wù)中心的優(yōu)勢

高校數(shù)據(jù)云服務(wù)是利用云計(jì)算技術(shù)為各業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務(wù)的模式。此架構(gòu)下，各類計(jì)算資源和業(yè)務(wù)資源高度集中，用戶無需了解提供服務(wù)的來源和實(shí)現(xiàn)的過程。當(dāng)用戶有數(shù)據(jù)要求時(shí)，只需在數(shù)據(jù)云交換平臺(tái)的框架下提出數(shù)據(jù)服務(wù)請求，相關(guān)業(yè)務(wù)云將返回?cái)?shù)據(jù)，用戶綜合所獲數(shù)據(jù)就能得到結(jié)果。

各業(yè)務(wù)部門系統(tǒng)協(xié)同工作

以畢業(yè)生離校為例，以前的做法是建立一個(gè)完整離校系統(tǒng)，到各個(gè)相關(guān)部門系統(tǒng)獲取學(xué)生信息，檢查是否能夠離校。如果遇到離校環(huán)節(jié)中的一個(gè)部門系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)修改的情況，整個(gè)離校系統(tǒng)就需要重新修改。而在數(shù)據(jù)云交換平臺(tái)上，人們不需要編寫一個(gè)完整的畢業(yè)離校系統(tǒng)，就能使各部門協(xié)同工作，完成離校處理業(yè)務(wù)。具體方法是建立一個(gè)畢業(yè)生離校業(yè)務(wù)流，向多個(gè)業(yè)務(wù)云發(fā)出學(xué)生離校請求。各業(yè)務(wù)云在完成離校業(yè)務(wù)的內(nèi)部處理后，返回處理結(jié)果。好處是只要進(jìn)行少量編程，接收處理各業(yè)務(wù)云返回的結(jié)果，實(shí)行人機(jī)交互，即可實(shí)現(xiàn)離校功能。

各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)被要求按照數(shù)據(jù)協(xié)同交換規(guī)范和數(shù)據(jù)服務(wù)接口改造成能對外提供數(shù)據(jù)服務(wù)的業(yè)務(wù)云，其相互之間耦合度低。無論各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)如何換版升級(jí)，必須遵循相關(guān)的接口規(guī)范，保持其他系統(tǒng)的穩(wěn)定。即使是因?yàn)闃I(yè)務(wù)系統(tǒng)升級(jí)導(dǎo)致發(fā)出的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，也很容易定位查找。只要對某個(gè)業(yè)務(wù)云進(jìn)行收發(fā)數(shù)據(jù)測試，檢查數(shù)據(jù)是否符合規(guī)范，就能查清問題所在環(huán)節(jié)，要求軟件開發(fā)商整改。而傳統(tǒng)的方式常常需要多個(gè)系統(tǒng)的開發(fā)商聯(lián)合調(diào)試，可操作性差。

數(shù)據(jù)云服務(wù)模式遵從“誰提供，誰負(fù)責(zé)”原則。由源數(shù)據(jù)系統(tǒng)被動(dòng)提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)提交數(shù)據(jù)到中心。每次源數(shù)據(jù)出現(xiàn)變化，會(huì)立即將此數(shù)據(jù)變更傳輸?shù)街行亩耍行亩私邮諗?shù)據(jù)，對校級(jí)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行修改，同時(shí)將此變更數(shù)據(jù)傳輸?shù)较嚓P(guān)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)中。即使出現(xiàn)系統(tǒng)線路不暢情況，采用MQ（消息中間件）技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)一通即可傳輸，實(shí)現(xiàn)延時(shí)傳輸。這樣的數(shù)據(jù)更新能夠保證每次源數(shù)據(jù)變化都能及時(shí)同步到中心端和相應(yīng)系統(tǒng)中，避免外部系統(tǒng)在源系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行操作，保證源數(shù)據(jù)的安全性，降低源數(shù)據(jù)庫的復(fù)雜度。

例如，科研處希望分析各個(gè)理工類學(xué)院的人均SCI文章的篇投入成本。實(shí)際上，這是一個(gè)復(fù)雜的跨多個(gè)系統(tǒng)的綜合查詢分析，但是在數(shù)據(jù)云交換平臺(tái)的框架下，實(shí)現(xiàn)將變得簡便。首先設(shè)計(jì)并配置出該項(xiàng)請求的業(yè)務(wù)處理流程，向數(shù)據(jù)云服務(wù)中心分步驟發(fā)出數(shù)據(jù)請求；數(shù)據(jù)云服務(wù)中心將自動(dòng)從人事管理系統(tǒng)獲取各學(xué)院教學(xué)科研編制人數(shù)，從科研管理系統(tǒng)獲取各學(xué)院SCI論文數(shù)，從財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)獲取各學(xué)院科研和日常經(jīng)費(fèi)投入，從資產(chǎn)管理系統(tǒng)獲取設(shè)備經(jīng)費(fèi)投入，返回?cái)?shù)據(jù)請求端；最后，編寫一段很小的代碼，按照本學(xué)院總經(jīng)費(fèi)投入÷（SCI篇數(shù)/本學(xué)院人數(shù)）的公式實(shí)時(shí)計(jì)算結(jié)果。通過該項(xiàng)指標(biāo)，科研處可以從其中一個(gè)獨(dú)特的視角觀察各個(gè)學(xué)院的科研工作效率。隨著高校發(fā)展，很多諸如此類的指標(biāo)將會(huì)產(chǎn)生。如果統(tǒng)計(jì)每個(gè)指標(biāo)都需要新編寫一套系統(tǒng)，而不是通過基本的參數(shù)配置，編寫簡單的代碼來完成，那么工作量將非常大。如果校內(nèi)業(yè)務(wù)系統(tǒng)全部能提供數(shù)據(jù)服務(wù)，那么可以通過配置業(yè)務(wù)處理流程的方式在數(shù)據(jù)云服務(wù)中心獲得數(shù)據(jù)，經(jīng)過分析處理后得出需要的結(jié)果，再不需要編寫復(fù)雜的代碼。

建立數(shù)據(jù)云交換平臺(tái)模型

目前，南昌大學(xué)通過分析業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流，制定數(shù)據(jù)協(xié)同交換規(guī)范，定義數(shù)據(jù)服務(wù)接口，改造各業(yè)務(wù)系統(tǒng)，搭建數(shù)據(jù)云服務(wù)中心，形成數(shù)據(jù)云交換平臺(tái)。

第一，分析校內(nèi)所有部門間的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流。在分析過程中，將業(yè)務(wù)盡可能細(xì)化。第二，按照“誰提供，誰維護(hù)”的原則，補(bǔ)充數(shù)據(jù)維護(hù)內(nèi)容。第三，制定數(shù)據(jù)協(xié)同交換的規(guī)范和數(shù)據(jù)服務(wù)結(jié)構(gòu)，將各業(yè)務(wù)系統(tǒng)改造為業(yè)務(wù)云。

目前一期工程計(jì)劃完成教務(wù)管理業(yè)務(wù)云、財(cái)務(wù)管理業(yè)務(wù)云、人事管理業(yè)務(wù)云和研究生管理業(yè)務(wù)云的改造，使得各業(yè)務(wù)系統(tǒng)具備對外提供數(shù)據(jù)服務(wù)的能力，能響應(yīng)業(yè)務(wù)請求，在校級(jí)數(shù)據(jù)云服務(wù)中心的統(tǒng)一管理下，形成一個(gè)完整的數(shù)據(jù)云交換平臺(tái)。