基于SOA架構的校園信息化平臺的設計和實現(xiàn)

1、總第232期2009年第2期計算機與數(shù)字工程Computer&Digital EngineeringVol.37No.2195基于SOA架構的校園信息化平臺的設計和實現(xiàn)3周全明吳延鳳(徐州師范大學計算機科學與技術學院徐州221116摘要如何利用原有系統(tǒng)的資源,建立開放靈活、低代價的系統(tǒng)已經(jīng)成為高校信息化建設的關鍵,面向服務的體系結構(SOA為解決分布式環(huán)境中軟件重用,擴展和提高軟件開發(fā)效率提供了解決方案。文章介紹了SOA的概念和基本結構,針對SOA的實現(xiàn)手段之一Web服務,給出了某高校應用Web服務實現(xiàn)校園信息化平臺的模型及系統(tǒng)的總體框架,并分析了實現(xiàn)該平臺的一些關鍵技術。關鍵詞面向服

2、務的體系結構Web服務分層模型中圖分類號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、計算機網(wǎng)絡技術以及信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展和普及,學校信息化建設正在向全面數(shù)字化的方向“數(shù)字化校園”邁進。為此,我們提出了校園信息化統(tǒng)一平臺的方案,以構成統(tǒng)一的用戶管理、統(tǒng)一的資源管理和統(tǒng)一的權限控制。通過該平臺,管理人員能高效、規(guī)范地進行管理;教師能及時、快捷地進行教學,并隨時和學生保持一定的互動;學生能方便、準確地學習和應用先進的科學知識,從而提高教學質(zhì)量、辦學水平和辦學效率。由于傳統(tǒng)的軟件開發(fā)使用的平臺、開發(fā)工具、操作系統(tǒng)在結構上的偶合,使得過去校園內(nèi)位置分散的各種管理系統(tǒng)如:科研管理系統(tǒng)、教學輔助系統(tǒng)、財務管理系統(tǒng)等逐漸形成了“信息孤島

6、”。學校可不希望扔掉他們重來,重來的代價太高,也顯得很不科學。當前數(shù)字化校園建設的關鍵問題在于,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,方便地將舊系統(tǒng)納入新系統(tǒng)?；诿嫦蚍盏捏w系結構(SOA的校園信息化統(tǒng)一平臺方案,在不改變學校各種應用底層架構的基礎上,可以很好地解決上述問題,它支持在中間層以服務模塊方式實現(xiàn)的解決方案,當多個運行在不同平臺和技術下的應用程序需要相互通訊時,這種SOA結構尤其適用。3收稿日期:2008年10月6日,修回日期:2008年10月30日作者簡介:周全明,男,副教授,研究方向:計算機網(wǎng)

7、絡。吳延鳳,女,講師,研究方向:數(shù)據(jù)庫應用。196周全明等:基于SOA 架構的校園信息化平臺的設計和實現(xiàn)第37卷2面向服務的體系結構(SOA SOA 是一種設計方式,它貫穿業(yè)務服務的整個生命周期,它將業(yè)務服務作為協(xié)調(diào)IT 系統(tǒng)與業(yè)務需求的關鍵組織原則,允許不同應用相互交換數(shù)據(jù)及參與業(yè)務流程,毋須考慮這些應用使用的是何種操作系統(tǒng)或采用了何種編程語言。而早期構建IT 系統(tǒng)的方案,大多是直接使用面向?qū)ο?、面向過程、面向消息等特定的實現(xiàn)環(huán)境來處理業(yè)務問題,使得IT 系統(tǒng)依賴于具體執(zhí)行環(huán)境。2.1SOA 的基本結構SOA 結構中共有三種角色,如圖1所示。 1服務提供者。發(fā)布自己的服務,并且對使用;2服務

8、注冊中心。注冊已經(jīng)發(fā)布的服務提供者,對其進行分類并提供搜索服務;3服務請求者。利用服務注冊中心查找所需的服務,然后使用該服務。SOA 結構中的組件的角色并非固定,可以同時充當上述一種或多種角色。SOA 的服務流程如下:服務請求者使用查找操作來定位服務,查找服務的操作由用戶通過用戶界面或者通過其它的服務發(fā)起;服務提供者將服務的描述信息發(fā)布到服務注冊中心,以便服務請求者發(fā)現(xiàn)和調(diào)用;綁定和調(diào)用在獲得服務描述信息之后,將根據(jù)描述信息在運行時直接激活服務1。2.2SOA 的實現(xiàn)平臺Web 服務SOA 是一種軟件體系結構,并不局限于某個技術的組合,它超越了技術范圍,SOA 的關鍵是“服務”。W3C 將服務

9、定義為:“服務提供者完成一組工作,為服務使用者交付所需的最終結果。最終結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”,服務是網(wǎng)絡中可用的軟件資源。SOA 具體的實現(xiàn)有很多,包括Web 服務、Session Bean 、J IN I 等。但隨著Web 服務技術被越來越重視,己經(jīng)成為構建SOA的主要技術2。2.2.1Web 服務的核心技術簡單對象訪問協(xié)議SOA P ,Web 服務描述語言WSDL ,統(tǒng)一描述、發(fā)現(xiàn)和集成協(xié)議UDDI 構成了Web 服務最基本的技術規(guī)范。1SOA P (Simple Object Access Protocol ,定義了報文數(shù)據(jù)格式。

10、SOA P 是一種簡單、輕量級的協(xié)議,用于在Web 上傳輸、交換XML 數(shù)據(jù)?？蛻魬贸绦蛘峭ㄟ^SOA P 協(xié)議來訪問Internet 上的Web 服務。2WSDL (Web Service Definition Language ,用來定義服務接口。WSDL 是Web 服務描述語言,WSDL 文件是一個XML 文檔,它描述了SOA P 消息的一個集合及這些消息如何相互交換。WSDL 不僅描述一個Web 服務的內(nèi)容,也描述其調(diào)用規(guī)范,這使得對Web 服務的檢索成為可能。3UDDI (Universal Description ,Discovery and Integration ,用來注冊服

11、務。UDDI 是一套基于Web 的、分布式的、為Web 服務提供信息注冊中心的實現(xiàn)標準規(guī)范,同時也包含一組使企業(yè)能將自身提供的Web 服務注冊以使得別的企業(yè)能夠發(fā)現(xiàn)的訪問協(xié)議的實現(xiàn)標準3。2.2.2Web 服務的運行方式Web 服務的結構見圖2。Web 服務的運行方式與SOA 的設計思想很相似:服務提供者將其服務的WSDL 描述信息發(fā)表到UDDI 注冊中心;服務使用者通過查詢注冊中心獲得所要使用服務的WSDL 文檔,該文檔提供了與Web 服務進行交互的信息;服務使用者向提供者發(fā)送SOA P 請求消息,然后由服務提供者返回SOA P 應答消息。WS 2DL 、SOA P 和UDDI 都建立在XM

12、L 基礎之上4。3基于SOA 的校園信息化平臺設計3.1結構框架根據(jù)某高校實際情況與業(yè)務要求,結合SOA 思想與Web 服務實現(xiàn)技術,設計該校信息化平臺系統(tǒng)結構如圖3所示5。該方案共由八層組成,各層對應的功能描述如下:第一層:現(xiàn)有系統(tǒng)和資源層。本層包含現(xiàn)有的自定義構建的應用程序,包含原有的基于對象的系統(tǒng)實現(xiàn)及業(yè)務智能應用程序,如人事管理系統(tǒng)、教務管理系統(tǒng)及財務管理系統(tǒng)等;第二層:組件層。本層使用基于容器的技術,由把底層不同系統(tǒng)的功能封裝起來的組件和保持公開服務Qo S 的服務組件組成;第三層:服務層。本層是SOA 系統(tǒng)中最重要的層次,是校園信息化平臺的核心支撐層,由第二層功能組件來構建所需要的

13、不同功能的服務;第四層:業(yè)務流程層。本層利用已經(jīng)封裝好的各種服第37卷(2009第2期計算機與數(shù)字工程197 圖3基于SOA的學校信息化平臺系統(tǒng)結構務,通過配合、編排來構建業(yè)務系統(tǒng)中的業(yè)務流程;第五層:表示層。這是校園信息化統(tǒng)一平臺的總?cè)肟?為用戶提供與其身份相對應的信息與服務;第六層:集成層。本層為以上五層提供一個集成環(huán)境來支持其運行,如智能路由、協(xié)議中介和其他轉(zhuǎn)換機制,用以實現(xiàn)在通訊、集成和交互等方面的功能;第七層:基礎架構層。主要為整個SOA系統(tǒng)提供輔助功能,如服務質(zhì)量管理、安全管理等功能;第八層:數(shù)據(jù)架構層。這一層提供了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)操作能力。通過對數(shù)據(jù)進行集中的分析和挖掘,為學校業(yè)務決策

14、提供及時、準確的數(shù)據(jù)支持。3.2關鍵技術根據(jù)數(shù)字校園信息化平臺的八層系統(tǒng)結構模型,以Web服務為服務的提供方式,整個系統(tǒng)的系統(tǒng)結構如圖4所示。圖4基于Web服務的系統(tǒng)結構在圖4中,公共數(shù)據(jù)庫存放公共信息和從各個私有數(shù)據(jù)庫中抽取的可公開發(fā)布的信息,這些信息通過公共數(shù)據(jù)接口發(fā)布。每個應用系統(tǒng)一般都有個私有數(shù)據(jù)庫,存放該系統(tǒng)操作的私有數(shù)據(jù),并且通過私有數(shù)據(jù)接口發(fā)布,私有數(shù)據(jù)接口實際上是一個SQL的通用封裝器,目的是保證數(shù)據(jù)的安全。Web服務和接口實際上是一個通過Web服務形式提供的數(shù)據(jù)操作的功能集合,通過它應用程序可以按照各自的權限訪問相應的數(shù)據(jù),它的作用主要是使得應用程序?qū)?shù)據(jù)的訪問透明,通過數(shù)據(jù)

15、和應用的隔離來保證數(shù)據(jù)的安全,Web服務和接口中的公用數(shù)據(jù)處理引擎主要提供公共信息的訪問服務。用戶信息管理引擎主要有用戶身份認證和全局角色到局部角色的轉(zhuǎn)換等功能。所有的Web服務均通過平臺私有的UDDI注冊,各個應用系統(tǒng)可以從UDDI獲得各個Web服務的WSDL描述,從而利用WSDL描述來調(diào)用具體的Web服務。對于該校原有的大量的單機版或者是C/S結構的信息管理系統(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服務器上公共信息系統(tǒng)中實現(xiàn),然后在原有系統(tǒng)上用Web服務技術設置一個數(shù)據(jù)代理,該數(shù)據(jù)代理向公共數(shù)據(jù)庫提供可共享的、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)庫來保證。4結語各學校的信息化建設情況不盡相同,實現(xiàn)SOA的途徑也會多種多樣。但是筆者認為,SOA 的確是未來高校進行信息化決策時需要思考的重要問題。構建一個統(tǒng)一、龐大的高校數(shù)字校園綜合管理平臺固然是學?？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)的升級以及異構系統(tǒng)的引入、實施,而SOA提供了一種松耦合的服務模式,在提高IT系統(tǒng)組件可重用性以及實現(xiàn)高校業(yè)務過程的靈活地改動和再造方面有著不可比擬的技術優(yōu)勢,也是數(shù)字化校園建設的趨勢。SOA作為一種全新的架構,對學校信息系統(tǒng)的整合影響