基于網格技術的企業應用系統集成探討

張曲苗

（大慶油田有限責任公司井下作業分公司，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

網格是網絡技術發展的主要方向之一，在實現不同資源共享方面可以起到至關重要的作用，可以為客戶提供“即連即用”服務。網格計算具備一體化優勢，可以很好地實現資源共享。網絡中的信息和資源孤島可以借助網格技術消除。文章從框架設計、實現方案方面就企業應用系統集成進行了探究，以期實現企業管理中的數據融合、共享以及信息聯動效果。

1 相關技術概述

1.1 企業應用集成概述

企業應用集成（Enterprise Application Integration，EAI）指通過把企業所有必需的異構功能實體連接起來，進行跨界的信息和控制流的傳輸，在這種情況下，企業就可以成為一個協調的整體，其生產和運營效果會得到顯著提升。企業應用系統集成的層次是多方面的，最終集成為一個系統。目前，基于消息的中間件方式是運用比較廣泛的集成技術，IBM 的MQ Series和微軟的MSMQ 都運用了這種集成技術，這一技術在各種系統間借助一個消息中間件實現交互。因為不同制造商的產品很難實現兼容，而且要提前定制消息中間件，導致系統的運行效率較低，整個開發過程需要較長的時間。而網格技術可以有效克服上述問題，為企業應用系統的集成提供一個新視角。

1.2 網格技術概述

開放網格服務體系結構（Open Grid Services Architecture，OGSA）是Web 依托網格技術提供服務的體系，這一體系是建立在網格服務基礎設施（Open Grid Service Infrastructure，OGSI）上的，這也是一種分布系統的創新。企業借助OGSA 建立并運行的各種管理都可以充分整合在一起，并形成了通知機制，使得各種應用之間的互操作和共享成為現實，滿足了大型企業系統管理的各種要求。

2 基于網格技術的企業應用集成設計和實現

2.1 集成方案

OGSA 是基于網格技術企業應用集成的基本框架。在OGSA 中，所有的一切都被抽象地認為是為了服務，一切程序和設備都是如此，網格的使用是借助統一的標準接口來實施的。Globus Toolkit 和Web Service 是OGSA 的 兩大技術支撐，Globus Toolkit 屬于操作系統，Web Service 是訪問網絡應用時普遍采用的標準框架。技術人員可以使用Globus 聯盟推出的Globus Toolkit 4 建立網格平臺，在平臺上設立網格門戶，數據中心，證書頒發機構（Certificate Authority，CA）服務器，通用描述、發現以及整合（Universal Description，Discovery，and Integration，UDDI）服務器。網格門戶是融合各應用系統的數據以后，可以用來查詢統計數據的界面。數據中心服務器提取出各個應用系統中需要交互的數據，在該中心中使用統一的格式存放，屬于備份數據。CA 服務器不僅可以簽訂合同、公布數字證書，而且可以對證書的有效性進行驗證，沒有數字證書的授權，在網格中的任何活動的身份和權限都是非法的。UDDI服務器主要是用來提供匹配服務的，這些服務的內容包括從注冊到發揮作用的全過程，而且網格服務不經注冊是不能實施的。把Web Service 配置到應用系統端和數據中心，利用Web Service 對系統數據庫實施操作，就可以運用原系統進行信息聯動以及數據共享和融合。

2.2 體系結構設計

用戶通過客戶端上的Web 瀏覽器訪問網格門戶，這樣可以掌握系統中的所有信息。用戶在注冊了自己的賬戶之后，一旦獲得了授權，就可以對自己的數據和信息進行處置，并利用系統的交互功能分享這些信息和數據。當用戶申請網格服務時，網格接口就可以把用戶的需求轉化為XML 文件，再通過任務分析模塊把工作流程自動設計出來。在流程的不同階段，可查詢本系統中的網格服務是否存在。這些網格服務被查到后，通過表格的形式調出，進而開始服務，服務結果往往儲存在Cache中。客戶端用戶通過網格門戶可以得到這些服務結果，如果無法查找到這些服務，則出現錯誤信息自動退回。網格服務與注冊技術是密切相關的，每個服務器節點的Web Service 注冊應當按照UDDI 標準來完成，把自己所有可以提供的服務進行注冊登記。集成方案的體系結構由服務封裝層、服務管理和發現層、服務接口層、應用層四個層次構成，由下層向上層提供服務。服務封裝層負責提取元數據，在統一格式的前提下，把這些數據封裝起來，通過服務管理和發現層進行注冊和對外發布，還可進行服務監控以及服務調度優化組合。在服務接口層，可描述和翻譯用戶任務，對任務進行分析。應用層主要為集成系統和用戶的交互界面。

3 基于網格技術的企業應用系統集成要點

3.1 維護數據的一致性

需要交互的數據應在數據中心備份，并及時更新對數據中心的數據。從應用系統的邏輯功能來看，本機數據難以實現與Web Service 的交互，Web Service 的定時執行成為實現維護功能的重要手段。數據更新會形成大量的數據流動，所以數據更新的頻率不能太高。為了不讓數據大規模更新，通常會在應用系統數據庫中建立數據索引，同時構建專門的緩沖池，更改的數據在緩沖池內儲存。在維護應用系統中的數據時，必須通過Web Service 借助數據索引篩選出那些更新過的數據，然后把他們傳輸到數據中心，在這一過程中，要隨時刷新數據索引，再將需要聯動的數據項寫入緩沖池，并觀察合適的時機，用這些數據替換應用系統數據庫中的數據，這樣系統內就會隨時保存有用數據。部署在應用系統端的Web Service 會對緩沖池中的數據定時查看，及時用數據中心緩沖池中的數據替換應用系統中的數據，并進行數據更新，向操作人員發出通知，操作人員接到這些通知以后，按照指令操作系統。

3.2 網格服務的選擇排序

網格應用的關鍵是網格服務。在企業集成系統中，每一個應用系統都需進行封裝并存儲，并通過Web 服務描述語言（Web Services Description Language，WSDL）描述服務。針對用戶需求，所有的網格節點都可以提供相應的服務，各個節點的服務效果并不完全相同，甚至存在較大的差別。對此，要盡可能選擇有效的服務，提高網格計算的效能。服務質量（Quality of Service，QoS）體現為滿足用戶需求的能力。QoS 可以從多個角度來分析，包括服務的準確性和有效性，也包括服務的安全性和規范性。QoS 會對網格服務產生極大的影響，對此，應選取子模塊來進行構建服務，通過調用數據集成中的服務質量評估子系統，量化評價不同節點的各項服務，保證度量的統一性。要基于節點提供的服務質量屬性矩陣和用戶定義的服務質量權值向量來對每個節點可提供的服務質量進行綜合評價，得到服務質量綜合治理辦法，再擇優選擇節點。在多個節點中，應選擇服務效果好的節點提供用戶服務，以此提升集成系統整體服務質量。

3.3 消除系統中異構性

網格環境中的應用系統多種多樣，各應用系統在數據庫系統、操作系統和硬件方面都有所不同。數據庫又有著獨立的設計，這就會使得不同數據語義之間的差異十分明顯。通過集成系統，在一個被理解的文檔中集成了多種數據源，而不同系統數據源的異構性主要是通過可擴展標記語言（Extensible Markup Language，XML）來進行消除，通過模式元數據對模式信息進行定義，包括字段和數據庫的描述信息，如精度、單位、屬性以及數據約束等。可通過XML Schema 文檔或文檔類型定義（Document Type Definition，DTD）文檔來處理XML 文檔。如果是Html 文檔以及沒有定義模式信息的其他文本文檔需要增添模式信息，可通過包裝程序的設計來完成，對結構化的數據進行抽取。通過定位元數據定義導航信息，對于數據源位置的獲取可通過查詢謂詞、統一資源定位系統（Uniform Resource Locator，URL）、URL+文件名、數據庫名+導航算法、數據庫名等實現。可利用XML 文檔采用簡單對象訪問協議（Simple Object Access Protocol，SOAP）和Web 服務描述語言WSDL 來消除各組件間的異構性，從而形成統一的數據庫系統。

4 結語

某油田采取上述的技術和方法成功集成了14 個應用系統，包括不同的數據庫技術、不同的運行環境、不同開發時期等多種應用系統，在企業內部形成了一個數據網絡平臺，簡化了管理流程，極大提升了管理效率。當前，這種應用集成只適用于比較小的范圍，還需要加大研究力度，做好組合優化、服務的相似性理解以及控制網絡流量等，以提升系統的可靠性和穩定性。此外，信息服務只是停留在Grid 服務和Web 服務方面，未覆蓋非結構化信息服務，在后續的發展過程中，非結構化信息提取技術將是一個新的研究方向。