基于SOA架構(gòu)的校園信息化平臺(tái)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

1、總第232期2009年第2期計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程Computer&Digital EngineeringVol.37No.2195基于SOA架構(gòu)的校園信息化平臺(tái)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)3周全明吳延鳳(徐州師范大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院徐州221116摘要如何利用原有系統(tǒng)的資源,建立開(kāi)放靈活、低代價(jià)的系統(tǒng)已經(jīng)成為高校信息化建設(shè)的關(guān)鍵,面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)(SOA為解決分布式環(huán)境中軟件重用,擴(kuò)展和提高軟件開(kāi)發(fā)效率提供了解決方案。文章介紹了SOA的概念和基本結(jié)構(gòu),針對(duì)SOA的實(shí)現(xiàn)手段之一Web服務(wù),給出了某高校應(yīng)用Web服務(wù)實(shí)現(xiàn)校園信息化平臺(tái)的模型及系統(tǒng)的總體框架,并分析了實(shí)現(xiàn)該平臺(tái)的一些關(guān)鍵技術(shù)。關(guān)鍵詞面向服

2、務(wù)的體系結(jié)構(gòu)Web服務(wù)分層模型中圖分類號(hào)TP393.18Design a nd I mple me ntation of Ca mp us I nf or mationPlatf or m Based on SOAZhou Qua nmingWu Ya nf e ng(College of Comp uter Science and Technology,Xuzhou Nor mal U niversity,Xuzhou221116Abs t rac tIn t he p rogress of building up university inf or mation system,t he k

3、ey is t o leverage existing resource a nd create more flexible a nd low cost syste m model.Service orie nted architecture(SOAis a kind of solution f or sof tware reus2 ability in dist ributed e nvironme nt,exte nding a nd imp roving t he develop me nt efficie ncy.This article contains t he int roduc

4、2 tion of SOA concep t and basic system st ructure,one p op ular app roach of impleme ntation-Web services,also t he web services based syste m f ramework sp ecific f or camp us inf or mation platf orm in one university.Ke y w ordsservice orie nted architecture,web services,N2tier architectureClass

5、Nu m berTP393.181引言隨著現(xiàn)代通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展和普及,學(xué)校信息化建設(shè)正在向全面數(shù)字化的方向“數(shù)字化校園”邁進(jìn)。為此,我們提出了校園信息化統(tǒng)一平臺(tái)的方案,以構(gòu)成統(tǒng)一的用戶管理、統(tǒng)一的資源管理和統(tǒng)一的權(quán)限控制。通過(guò)該平臺(tái),管理人員能高效、規(guī)范地進(jìn)行管理;教師能及時(shí)、快捷地進(jìn)行教學(xué),并隨時(shí)和學(xué)生保持一定的互動(dòng);學(xué)生能方便、準(zhǔn)確地學(xué)習(xí)和應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)知識(shí),從而提高教學(xué)質(zhì)量、辦學(xué)水平和辦學(xué)效率。由于傳統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā)使用的平臺(tái)、開(kāi)發(fā)工具、操作系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上的偶合,使得過(guò)去校園內(nèi)位置分散的各種管理系統(tǒng)如:科研管理系統(tǒng)、教學(xué)輔助系統(tǒng)、財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)等逐漸形成了“信息孤島

6、”。學(xué)?？刹幌Ｍ拥羲麄冎貋?lái),重來(lái)的代價(jià)太高,也顯得很不科學(xué)。當(dāng)前數(shù)字化校園建設(shè)的關(guān)鍵問(wèn)題在于,如何重用已有的管理系統(tǒng)模塊,加快數(shù)字化建設(shè)步伐,并使得被重用的模塊最好是“非侵入”的方式,將這些系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)和功能包裝起來(lái),方便地將舊系統(tǒng)納入新系統(tǒng)?；诿嫦蚍?wù)的體系結(jié)構(gòu)(SOA的校園信息化統(tǒng)一平臺(tái)方案,在不改變學(xué)校各種應(yīng)用底層架構(gòu)的基礎(chǔ)上,可以很好地解決上述問(wèn)題,它支持在中間層以服務(wù)模塊方式實(shí)現(xiàn)的解決方案,當(dāng)多個(gè)運(yùn)行在不同平臺(tái)和技術(shù)下的應(yīng)用程序需要相互通訊時(shí),這種SOA結(jié)構(gòu)尤其適用。3收稿日期:2008年10月6日,修回日期:2008年10月30日作者簡(jiǎn)介:周全明,男,副教授,研究方向:計(jì)算機(jī)網(wǎng)

7、絡(luò)。吳延鳳,女,講師,研究方向:數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用。196周全明等:基于SOA 架構(gòu)的校園信息化平臺(tái)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)第37卷2面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)(SOA SOA 是一種設(shè)計(jì)方式,它貫穿業(yè)務(wù)服務(wù)的整個(gè)生命周期,它將業(yè)務(wù)服務(wù)作為協(xié)調(diào)IT 系統(tǒng)與業(yè)務(wù)需求的關(guān)鍵組織原則,允許不同應(yīng)用相互交換數(shù)據(jù)及參與業(yè)務(wù)流程,毋須考慮這些應(yīng)用使用的是何種操作系統(tǒng)或采用了何種編程語(yǔ)言。而早期構(gòu)建IT 系統(tǒng)的方案,大多是直接使用面向?qū)ο?、面向過(guò)程、面向消息等特定的實(shí)現(xiàn)環(huán)境來(lái)處理業(yè)務(wù)問(wèn)題,使得IT 系統(tǒng)依賴于具體執(zhí)行環(huán)境。2.1SOA 的基本結(jié)構(gòu)SOA 結(jié)構(gòu)中共有三種角色,如圖1所示。 1服務(wù)提供者。發(fā)布自己的服務(wù),并且對(duì)使用;2服務(wù)

8、注冊(cè)中心。注冊(cè)已經(jīng)發(fā)布的服務(wù)提供者,對(duì)其進(jìn)行分類并提供搜索服務(wù);3服務(wù)請(qǐng)求者。利用服務(wù)注冊(cè)中心查找所需的服務(wù),然后使用該服務(wù)。SOA 結(jié)構(gòu)中的組件的角色并非固定,可以同時(shí)充當(dāng)上述一種或多種角色。SOA 的服務(wù)流程如下:服務(wù)請(qǐng)求者使用查找操作來(lái)定位服務(wù),查找服務(wù)的操作由用戶通過(guò)用戶界面或者通過(guò)其它的服務(wù)發(fā)起;服務(wù)提供者將服務(wù)的描述信息發(fā)布到服務(wù)注冊(cè)中心,以便服務(wù)請(qǐng)求者發(fā)現(xiàn)和調(diào)用;綁定和調(diào)用在獲得服務(wù)描述信息之后,將根據(jù)描述信息在運(yùn)行時(shí)直接激活服務(wù)1。2.2SOA 的實(shí)現(xiàn)平臺(tái)Web 服務(wù)SOA 是一種軟件體系結(jié)構(gòu),并不局限于某個(gè)技術(shù)的組合,它超越了技術(shù)范圍,SOA 的關(guān)鍵是“服務(wù)”。W3C 將服務(wù)

9、定義為:“服務(wù)提供者完成一組工作,為服務(wù)使用者交付所需的最終結(jié)果。最終結(jié)果通常是使用者的狀態(tài)發(fā)生變化,但也可能是提供者的狀態(tài)改變,或者雙方都產(chǎn)生變化”,服務(wù)是網(wǎng)絡(luò)中可用的軟件資源。SOA 具體的實(shí)現(xiàn)有很多,包括Web 服務(wù)、Session Bean 、J IN I 等。但隨著Web 服務(wù)技術(shù)被越來(lái)越重視,己經(jīng)成為構(gòu)建SOA的主要技術(shù)2。2.2.1Web 服務(wù)的核心技術(shù)簡(jiǎn)單對(duì)象訪問(wèn)協(xié)議SOA P ,Web 服務(wù)描述語(yǔ)言WSDL ,統(tǒng)一描述、發(fā)現(xiàn)和集成協(xié)議UDDI 構(gòu)成了Web 服務(wù)最基本的技術(shù)規(guī)范。1SOA P (Simple Object Access Protocol ,定義了報(bào)文數(shù)據(jù)格式。

10、SOA P 是一種簡(jiǎn)單、輕量級(jí)的協(xié)議,用于在Web 上傳輸、交換XML 數(shù)據(jù)?？蛻魬?yīng)用程序正是通過(guò)SOA P 協(xié)議來(lái)訪問(wèn)Internet 上的Web 服務(wù)。2WSDL (Web Service Definition Language ,用來(lái)定義服務(wù)接口。WSDL 是Web 服務(wù)描述語(yǔ)言,WSDL 文件是一個(gè)XML 文檔,它描述了SOA P 消息的一個(gè)集合及這些消息如何相互交換。WSDL 不僅描述一個(gè)Web 服務(wù)的內(nèi)容,也描述其調(diào)用規(guī)范,這使得對(duì)Web 服務(wù)的檢索成為可能。3UDDI (Universal Description ,Discovery and Integration ,用來(lái)注冊(cè)服

11、務(wù)。UDDI 是一套基于Web 的、分布式的、為Web 服務(wù)提供信息注冊(cè)中心的實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,同時(shí)也包含一組使企業(yè)能將自身提供的Web 服務(wù)注冊(cè)以使得別的企業(yè)能夠發(fā)現(xiàn)的訪問(wèn)協(xié)議的實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)3。2.2.2Web 服務(wù)的運(yùn)行方式Web 服務(wù)的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。Web 服務(wù)的運(yùn)行方式與SOA 的設(shè)計(jì)思想很相似:服務(wù)提供者將其服務(wù)的WSDL 描述信息發(fā)表到UDDI 注冊(cè)中心;服務(wù)使用者通過(guò)查詢注冊(cè)中心獲得所要使用服務(wù)的WSDL 文檔,該文檔提供了與Web 服務(wù)進(jìn)行交互的信息;服務(wù)使用者向提供者發(fā)送SOA P 請(qǐng)求消息,然后由服務(wù)提供者返回SOA P 應(yīng)答消息。WS 2DL 、SOA P 和UDDI 都建立在XM

12、L 基礎(chǔ)之上4。3基于SOA 的校園信息化平臺(tái)設(shè)計(jì)3.1結(jié)構(gòu)框架根據(jù)某高校實(shí)際情況與業(yè)務(wù)要求,結(jié)合SOA 思想與Web 服務(wù)實(shí)現(xiàn)技術(shù),設(shè)計(jì)該校信息化平臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示5。該方案共由八層組成,各層對(duì)應(yīng)的功能描述如下:第一層:現(xiàn)有系統(tǒng)和資源層。本層包含現(xiàn)有的自定義構(gòu)建的應(yīng)用程序,包含原有的基于對(duì)象的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及業(yè)務(wù)智能應(yīng)用程序,如人事管理系統(tǒng)、教務(wù)管理系統(tǒng)及財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)等;第二層:組件層。本層使用基于容器的技術(shù),由把底層不同系統(tǒng)的功能封裝起來(lái)的組件和保持公開(kāi)服務(wù)Qo S 的服務(wù)組件組成;第三層:服務(wù)層。本層是SOA 系統(tǒng)中最重要的層次,是校園信息化平臺(tái)的核心支撐層,由第二層功能組件來(lái)構(gòu)建所需要的

13、不同功能的服務(wù);第四層:業(yè)務(wù)流程層。本層利用已經(jīng)封裝好的各種服第37卷(2009第2期計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程197 圖3基于SOA的學(xué)校信息化平臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)務(wù),通過(guò)配合、編排來(lái)構(gòu)建業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)流程;第五層:表示層。這是校園信息化統(tǒng)一平臺(tái)的總?cè)肟?為用戶提供與其身份相對(duì)應(yīng)的信息與服務(wù);第六層:集成層。本層為以上五層提供一個(gè)集成環(huán)境來(lái)支持其運(yùn)行,如智能路由、協(xié)議中介和其他轉(zhuǎn)換機(jī)制,用以實(shí)現(xiàn)在通訊、集成和交互等方面的功能;第七層:基礎(chǔ)架構(gòu)層。主要為整個(gè)SOA系統(tǒng)提供輔助功能,如服務(wù)質(zhì)量管理、安全管理等功能;第八層:數(shù)據(jù)架構(gòu)層。這一層提供了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)操作能力。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中的分析和挖掘,為學(xué)校業(yè)務(wù)決策

14、提供及時(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。3.2關(guān)鍵技術(shù)根據(jù)數(shù)字校園信息化平臺(tái)的八層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型,以Web服務(wù)為服務(wù)的提供方式,整個(gè)系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示。圖4基于Web服務(wù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在圖4中,公共數(shù)據(jù)庫(kù)存放公共信息和從各個(gè)私有數(shù)據(jù)庫(kù)中抽取的可公開(kāi)發(fā)布的信息,這些信息通過(guò)公共數(shù)據(jù)接口發(fā)布。每個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)一般都有個(gè)私有數(shù)據(jù)庫(kù),存放該系統(tǒng)操作的私有數(shù)據(jù),并且通過(guò)私有數(shù)據(jù)接口發(fā)布,私有數(shù)據(jù)接口實(shí)際上是一個(gè)SQL的通用封裝器,目的是保證數(shù)據(jù)的安全。Web服務(wù)和接口實(shí)際上是一個(gè)通過(guò)Web服務(wù)形式提供的數(shù)據(jù)操作的功能集合,通過(guò)它應(yīng)用程序可以按照各自的權(quán)限訪問(wèn)相應(yīng)的數(shù)據(jù),它的作用主要是使得應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)的訪問(wèn)透明,通過(guò)數(shù)據(jù)

15、和應(yīng)用的隔離來(lái)保證數(shù)據(jù)的安全,Web服務(wù)和接口中的公用數(shù)據(jù)處理引擎主要提供公共信息的訪問(wèn)服務(wù)。用戶信息管理引擎主要有用戶身份認(rèn)證和全局角色到局部角色的轉(zhuǎn)換等功能。所有的Web服務(wù)均通過(guò)平臺(tái)私有的UDDI注冊(cè),各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)可以從UDDI獲得各個(gè)Web服務(wù)的WSDL描述,從而利用WSDL描述來(lái)調(diào)用具體的Web服務(wù)。對(duì)于該校原有的大量的單機(jī)版或者是C/S結(jié)構(gòu)的信息管理系統(tǒng),為了節(jié)約成本,我們采用如下的集成方案:用戶依然可以使用原有的系統(tǒng)進(jìn)行信息的操作,但從原有的系統(tǒng)中抽取一部分能為一般師生員工所使用的功能,在Web服務(wù)器上公共信息系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn),然后在原有系統(tǒng)上用Web服務(wù)技術(shù)設(shè)置一個(gè)數(shù)據(jù)代理,該數(shù)據(jù)代理向公共數(shù)據(jù)庫(kù)提供可共享的、支持Web功能所需要的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)的同步由公共數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)保證。4結(jié)語(yǔ)各學(xué)校的信息化建設(shè)情況不盡相同,實(shí)現(xiàn)SOA的途徑也會(huì)多種多樣。但是筆者認(rèn)為,SOA 的確是未來(lái)高校進(jìn)行信息化決策時(shí)需要思考的重要問(wèn)題。構(gòu)建一個(gè)統(tǒng)一、龐大的高校數(shù)字校園綜合管理平臺(tái)固然是學(xué)?？蛇x取的方式之一,但這種方式的軟件是一種緊耦合狀態(tài),不利于系統(tǒng)的升級(jí)以及異構(gòu)系統(tǒng)的引入、實(shí)施,而SOA提供了一種松耦合的服務(wù)模式,在提高IT系統(tǒng)組件可重用性以及實(shí)現(xiàn)高校業(yè)務(wù)過(guò)程的靈活地改動(dòng)和再造方面有著不可比擬的技術(shù)優(yōu)勢(shì),也是數(shù)字化校園建設(shè)的趨勢(shì)。SOA作為一種全新的架構(gòu),對(duì)學(xué)校信息系統(tǒng)的整合影響