一種基于平臺的信息共享與交換模式?

李 梅 譚 玲 馬 威

1 引言

隨著我國企業信息化水平的不斷提升，產生了大量的業務信息系統。這些由不同核心技術構建的業務信息系統像一個個“信息孤島”，各自有著不同的處理對象、操作方法和專用客戶端。這些獨立的、異構的、封閉的系統使得系統間的信息共享和業務處理無法進行，不能形成網絡業務的交互、共享和協同，從而降低了信息的利用效率［1］。

基于上述原因，通過對現有信息共享與交換技術的研究，本文提出了一種基于平臺的信息共享與交換模式，為業務信息系統提供安全、可靠、穩定、高效的信息共享、交換的平臺，目的是對業務信息的充分利用和共享，是推動和實現信息整合的必要基礎。

2 與傳統交換模式比較

傳統的信息共享與交換模式（如圖1所示）是業務信息系統之間點對點的共享交換，該模式存在以下缺點：

1）缺乏統籌管理、無序、協調成本過高、周期長、操作難度大；

2）缺乏統一的共享交換方式及機制；

3）缺乏靈活及通用性，僅能實現一對一的信息共享與交換，效率低；并且是針對某一具體應用來實現，只能滿足某一種或某一類數據上的共享交換，當想實現其它方面信息共享交換時，必須為它專門做新的設計，靈活性和通用性低。

基于平臺的信息共享與交換模式（如圖2所示）是業務信息系統之間一對多的共享交換，與傳統模式相比較，尤其當業務信息系統的數量增長到一定規模時，無論是在開發復雜度、系統的管理與維護還是應用靈活擴展等方面都具有較強的優勢。該模式將共享交換信息抽象為統一的業務語義，并在此基礎上按需整合形成目錄，可實現多個訂閱者按權限接收并處理信息。

3 總體結構

信息共享與交換平臺為各業務系統實現橫向各業務部門間以及縱向各單位間各類信息的共享與交換構建統一的支撐平臺，保證各業務系統間共享信息的一致、準確和業務信息交換及時，保證各業務系統的協同運行以及相互獨立性和低耦合性，從整體上提高了系統運作效率和安全性。其總體結構可分為數據層、共享交換層、應用層，如圖3所示。

1）數據層：該層建設于硬件、軟件、操作系統等支撐平臺上，包含各應用系統業務數據庫、用于存儲業務語義的元數據庫以及用于存儲共享交換策略和數據的共享交換數據庫。

2）共享交換層：該層為信息共享與交換提供從業務語義轉換、策略制定到信息發布以及全程監控的手段，包含元數據管理、共享交換信息目錄管理、共享交換信息策略管理、共享交換信息發布、共享交換信息接收、共享交換信息檢索、共享交換信息監控。

3）應用層：該層是可重用的軟件對象，包括基于Web的應用、單機系統、封裝好的Web服務、新開發的功能構件等［2］，為業務單位信息管理提供實際上的業務功能。

4 設計機理

信息共享與交換平臺的設計需從以下幾方面考慮：

1）統一業務語義描述。由于各業務領域的數據量較大，而且各系統資源地理分布不同、結構不一致，如果直接對這些資源進行基于內容的檢索，實現起來較為困難。因此，需要建立一種獨立于具體資源表現形式的數據表現方式，即元數據［3］。元數據可將業務數據庫中的數據結構轉化為可理解的業務語義，為共享交換提供統一的信息描述，是實現信息共享與交換的前提。

2）統一信息組織形式。為便于用戶全面了解和利用信息資源，將各業務系統的信息轉換成統一的標準格式，來保證不同業務系統間數據共享交換的一致性、高效性。

3）統一共享交換機制。各業務領域之間共享交換的數據種類、數據量、共享交換對象、頻率均不同，統一共享交換機制可以最大限度地節約運行、維護的投入，保證可操作、可持續、高效、安全運行，并且便于追溯、監控數據流。

5 功能組成

信息共享與交換平臺包括元數據管理、共享交換信息目錄管理、共享交換信息策略管理、共享交換信息發布、共享交換信息接收、共享交換信息檢索、共享交換信息監控。

1）元數據管理：主要為信息共享與交換平臺提供統一的元數據支撐，用于維護元數據與業務數據表結構的一致性，并給軟件開發人員、高級管理員、高級用戶提供一個集中定義用戶數據表結構的接口。

2）共享交換信息目錄管理：主要用于共享交換信息的目錄維護，將共享信息建立一個全局視圖。共享交換信息目錄是指需對外共享、交換信息的模式列表，一般以樹狀結構展現。通過目錄，可實現清晰且完整的信息表示，使用者可以最短路徑尋找到需要的信息，使得信息和系統的功能更加清晰可用。

3）共享交換信息策略管理：主要用于制作共享交換信息的策略，以共享交換信息目錄為單位，結合元數據管理的成果，將需共享交換的內容以元數據的形式整合為信息共享交換策略。該策略描述對某類或某個數據項訪問的方式或方法，主要包括數據來源、過濾條件、發布方、發布時間、發布對象、信息操作權限等，并且以XML文件形式存儲。

4）共享交換信息發布：主要用于發布共享交換信息策略，供指定范圍的信息接收方進行相應的數據操作（下載數據、查看數據）。

5）共享交換信息接收：主要用于共享交換信息的接收，可根據信息發布方事先設置的權限接收，并具有向信息發布方發出信息共享交換請求消息的能力。

6）共享交換信息檢索：主要用于提供共享交換信息的目錄檢索、簡單檢索、高級檢索和關鍵字檢索等能力。

7）共享交換信息監控：主要用于實現信息共享交換過程中的內容監控、過程監控和監控報告管理等能力。

6 關鍵技術

6.1 基于元數據的XML技術

元數據（Metadata）被概括地定義為“關于數據的數據（Data about Data）［4］”，也可定義為描述數據的數據，其使用目的在于識別資源、評價資源、追蹤資源在使用過程中的變化，實現信息資源的有效發現、定位、檢索和對使用資源的有效管理。

XML（eXtensible Markup Language，可擴展標注語言）是一種簡單、與平臺無關被廣泛采用的標準，是用來定義其它語言的一種元語言［5］。XML有著良好的自描述性、可擴展性和層次結構性等優點，使它成為業務信息共享與交換的首選技術。

元數據與XML相結合，使得用戶可以在更大范圍內高效查找、正確理解和使用這些對象數據［6］，實現各業務領域間元數據的互操作，信息間的共享與交換。通過元數據來描述各業務數據的特征，為信息共享與交換提供了來源；XML作為網絡數據傳輸的載體，為信息共享與交換提供了渠道。

本文中信息共享與交換平臺使用基于元數據的XML技術，從數據庫中提取業務數據庫結構元數據，在此基礎上生成共享交換策略，共享交換策略依據共享交換的業務需求建立，將數據庫中的一張或多張實體表數據組合為滿足業務需求的對象，產生對象映射元數據并存儲到XML格式的對象映射文件，對象映射元數據包含應用對象本身、數據庫內部物理實體和約束以及應用對象與數據庫之間的映射關系［7］。對信息進行共享與交換操作時，讀取該XML文件，然后轉化成自己能夠識別的信息，這樣就完成了一次信息共享、交換。

6.2 基于JMS的消息通知技術

JMS全稱Java Message Service，是 Sun公司提出的Java消息服務規范，是用于訪問消息系統的獨立于廠商的應用程序接口（API），它提供給應用程序創建、發送、接收和讀取消息的接口［8］，具體實現可以不同。JMS消息系統是異步的，這就意味著JMS客戶可發送一個消息而無需等待響應。

JMS支持兩種消息模式：點對點和發布/訂閱模式。

1）在點對點（P2P）模式中，一個發送端向特定隊列發送一條消息，而另一個對應于該隊列的接收端可從隊列中按順序提取消息（如圖4所示）。特定隊列保留所有消息，直到它們被接收端接收或者消息過期。

2）在發布/訂閱（p/b）模式中，一個消息發布者將消息發送到一個對應的主題中，訂閱該主題的所有訂閱者可以接收發送到該主題的消息內容（如圖5所示），適用于一對多進行信息發布的場合［9］。p/b模型是一個發布者對應多個訂閱者的一對多的映射關系，這種方式通常也稱為“廣播式消息傳遞”［10］。

本文中信息共享與交換平臺采用的是發布/訂閱模式，與點對點模式不同，使用發布/訂閱模式發布到一個主題的消息，能夠由多個訂閱者接收，每個訂閱者都會接收到每條消息的一個副本。該消息傳送模型基本上是一個基于推送（push）的模式，消息自動地向消費者廣播，它們無須請求或輪詢主題來獲得新消息［11］。

7 應用實例

在某業務信息系統中，因包含較多獨立的業務應用軟件，并且這些業務應用軟件分屬于不同的機構使用，故采用信息共享與交換平臺來實現不同業務機構間的信息共享與交換，具體流程如圖6所示。

1）運維人員通過元數據管理工具將某業務數據庫轉化為可理解的業務語義。

2）在已存在可理解的業務語義的基礎上，通過信息共享與交換平臺提供的共享交換信息目錄管理能力維護信息目錄，并制作共享、交換策略（包含信息內容、信息發布方、信息接收方、信息描述、發布時間、過濾條件、操作權限等）。

3）將制作好的共享、交換策略封裝為XML策略文件。

4）共享交換信息發布時，策略文件、符合條件的業務數據均被推送到共享交換數據庫中。同時，以消息通知信息接收方。

5）信息接收方收到消息后，解析策略文件，即可看到相應的信息目錄，并根據信息發布方設置的權限，從共享交換數據庫下載或查看相應的數據。

8 結語

隨著信息化技術的不斷發展，各業務系統之間信息共享與交換頻繁，使得實現一定范圍內的各類業務數據順暢、高效的交流和共用變得日趨重要。本文提及的基于平臺的信息共享交換方式從信息的組織形式、交換方式等進行了闡述，通過共享和交換信息，使原有的業務信息資源得到了應用，使信息孤島成為了信息源泉，從而節約了信息獲取的成本和時間。

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［11］姜振華，陳偉佳.基于“發布-訂閱”模型的異構信息資源獲取技術［J］.信息技術與信息化，2015，03 ：147-148.