政務信息資源交換體系的統一平臺設計

摘要：從政務信息資源交換內容、安全、模式以及機制的實際要求出發，提出政務信息資源交換的統一平臺基本概念，并給出該統一平臺物理架構與邏輯架構的建設構想。

關鍵詞：信息交換；統一平臺；物理架構；邏輯架構

中圖分類號：TP393.09 文獻標志碼：A 文章編號：1001—3695(2007)09—0228—03

隨著信息技術的發展，傳統方式的信息交換早已不能適應當前政務部門的工作需要，政務部門希望通過網絡化的交換手段實現信息交換和信息共享，這種方便快捷的交換方式對提高政務部門的工作效率具有十分重要的意義。但從國辦“國家電子政務空間輔助決策系統”應用案例可以清晰地看出，政務部門之間的信息交換非常復雜，政務信息交換并非是兩個部門之間的信息任意發送與接收，而是經過傳輸設備和必要的安全控制檢查后，并通過適當的轉換格式從發送者傳遞到接收者。政務信息內容廣泛、種類繁多，信息的數據結構與表現方式千差萬別，對同一內容的信息，業務部門所使用的數據格式、數據標準也不完全相同。如果部門之間直接進行交換，那么信息接收方可能無法識別發送方的信息內容，或者對接收到的信息需經過復雜處理方可使用，這為信息交換帶來不便。如果接收方對接收到的多方信息都要經過數據處理或格式轉換，那么其業務部門的新增工作量將難以想象。

在信息交換過程中，信息交換手段或交換方式也各不相同，有些數據量較小的臨時交換往往通過電子郵件的方式進行直接交換，郵件交換方式需要在交換網絡上提供郵件服務器；而長期定時定期的信息交換則需要形成一種穩定的交換模式，如定期提供給多部門的信息可采用建立共享庫的方式讓用戶訪問和下載。

與此同時，交換的政務信息大多為不公開的信息，因此有些信息只能在有限部門的有限業務人員之間進行交換，在信息的傳輸交換過程中要對信息內容進行加密，對保存在信息共享庫中的信息要根據信息內容的保密級別和用戶的訪問權限實行安全訪問控制。若是多個政務部門之間信息交換，要使得交換穩定、有序，還必須對交換運行的動態實行監測，對交換主體實行科學的監督管理。例如在規定時間內，對外交換的信息仍未發送，這時就需要管理部門提醒或督促信息提供方盡快發送信息。

綜上所述，由于信息內容的多樣性、數據處理的復雜性、信息安全的保密性以及交換要求的時效性等眾多因素，使得政務部門的信息交換需建立必要的統一交換平臺。從技術上說，信息交換平臺由其交換網絡上的部門前置機、交換中心和連接部門業務系統與部門前置機的交換橋接共同組成。由此技術構建的信息交換平臺可以完成某級政務部門一般意義下的信息交換任務，但無法保證政務部門之間信息交換的有效性與持久性。為了實現這一目標，需要在一般信息交換平臺架構的基礎上建立統一交換平臺。

1 統一交換平臺的基本概念

所謂統一交換平臺，不是指物理意義上建立的惟一交換平臺，而是指所有用于交換的平臺必須實現的“四個統一”，即統一的信息資源標準、統一的技術規范標準、統一的信息交換運行方式和統一的信息交換管理模式。

統一的信息資源標準是指按統一的信息資源目錄體系對信息資源進行分級、分類，對參與交換的信息按統一的數據格式存儲在交換中心的數據庫中。

統一的技術規范標準是指交換平臺采用統一的技術標準協議，如網絡協議、傳輸協議、Web服務路由協議、可靠性協議、安全性協議以及錯誤處理規范等。采用統一的技術規范標準，使得交換體系擁有良好的可擴展性。

采用統一的信息交換運行方式，可降低交換成本。例如交換模式可選擇郵件直接發送與接收，或者通過交換中心的信息發布與訂閱，即推(push)與拉(pull)方式。

統一的信息交換管理模式包括制度與機制建設，明確信息交換主體(提供者、使用者)和技術服務者的責、權、利，對參與交換的主體實行安全性和可控性管理。技術服務者也是交換平臺的管理者，他應負責監控平臺的運行動態，負責技術維護，保證平臺穩定、可靠地運行。

綜上所述，統一交換平臺的真正含義應該是指統一信息標準、統一技術標準、統一運行方式、統一管理模式體系下的交換平臺。這“四個統一”缺一不可，否則，即使擁有先進的交換平臺硬件設施也不能保證信息交換的有效進行。

建立統一交換平臺的優點不言而喻，它可避免重復建設和不必要的浪費，對新加入的節點按統一的技術標準接入平臺可減少投資。同時，實行統一的信息資源標準、交換技術標準和運行管理模式，還可以提高信息交換效率，保證信息交換的可靠性和及時性。

2 統一交換平臺的物理架構

信息交換平臺作為一個信息應用系統，其基本架構由交換網絡、業務部門的交換前置機、交換中心以及用于業務部門與交換平臺連接的交換橋接組成。其物理架構如圖1所示。

由各業務部門共同構建的統一信息交換平臺是基于標準技術架構下的統一模式。整個信息交換系統是一個跨平臺的分布式系統，參與交換的是有限多個政務部門，而每個部門業務系統的運行環境可能各不相同，如有的部門應用uNIx操作系統；有的則為Windows操作系統。參與交換的政務部門既是信息的提供者，又是信息的使用者，一方面將本部門的信息提供給其他部門使用；另一方面接收其他部門或節點發送的信息。

2．1 交換前置機

鑒于安全考慮，把每個政務部門視為單獨交換節點，設置獨立于現有業務系統的交換前置機(共享數據庫服務器)，通過路由器實現與主交換中心連接。圖1以兩個政務部門為例，作為政務網絡中的兩個節點與信息交換中心相連。在各個交換節點，交換前置機(共享數據庫服務器)部署在政務網絡上，部門業務系統和業務數據庫部署在各自局域網中，兩個網絡之間的連接通過信息交換橋接。

2．2 交換橋接

信息交換橋接是部門業務應用系統與部門交換前置機之間的安全隔離措施，它保證系統在線實時信息交換。安全隔離如果采用邏輯隔離，則用防火墻和加密機實現兩網之間的安全控制防范；如果采用物理隔離，那么部門交換前置機和業務系統的接口只能通過安全部門審定的信息網閘實現信息交換。

2．3 交換中心

交換中心由數據庫服務器、郵件服務器、管理服務器以及交換前置機組成，它是交換平臺內實現各部門信息交換的神經樞紐。部門將需要交換的信息首先通過其交換前置機發送到交換中心的交換前置機上；然后再由交換中心的交換前置機發送信息即推和拉兩種方式到信息需求方的交換前置機上。參與交換的信息可保存到交換中心的數據庫中，用于數據備份和歷史信息存儲。郵件服務器服務于由郵件直接進行信息交換的業務；管理服務器是交換平臺的管理系統，用于監控和管理交換平臺的運行狀態。

3 統一交換平臺的邏輯架構

用于政務信息交換的統一平臺是一種基于開放、技術規范標準下的多部門企業級信息應用系統。任何信息交換體系建設都是為了服務用戶之間的信息交換，因此其基本架構應包括數據連接與訪問、應用服務支撐以及數據轉換與交換等主要內容。

用于信息交換的支撐環境是政務網絡和基礎軟硬件，它必須保證參與信息交換的節點互連互通，這是交換的前提。但本文主要研究對象是針對信息交換的邏輯架構。從信息交換的任務出發構建統一交換平臺的“三橫兩縱”邏輯架構。“三橫”為系統的業務接口層、應用支撐層、信息共享層三個模塊，“兩縱”是支撐“三橫”的規范標準和安全管理的兩個模塊。“三橫兩縱”以“三橫”為主體，重點解決信息交換過程中業務接口連接、支撐服務、用戶管理、數據轉換與存儲以及應用服務等五個方面的問題。“兩縱”為“三橫”安全、可靠、有效運行實施的技術支撐。統一平臺邏輯架構如圖2所示。

3．1 業務接口連接

從信息安全要求進行信息交換，無論是基于主交換中心的信息交換模式，還是基于數據庫同步的信息交換模式，一般都要將交換信息發送到信息共享層的交換前置機上。該交換前置機位于節點防火墻外與加密機內的區域。業務接口負責從各部門業務系統數據庫中抽取需要共享的數據，保存到其交換前置機上的共享數據庫中。

系統節點(政務部門)通過XML/數據適配器以數據庫表觸發的方式將新采集的信息經過數據格式內部轉換后，實時或定時地由消息中間件發送到信息共享層(主交換中心)的交換前置機上；主交換中心的消息中間件接收到節點傳遞過來的數據消息后，再直接通過XMIJ數據庫適配器加載到中心數據庫中。如果各節點對外交換信息的數據結構、數據格式相同，那么在數據交換過程中可充分利用數據庫同步技術實時地實行數據交換。同時業務接口還負責從信息共享層的中心數據庫中抽取數據導人到各自的業務數據庫中，并提供必要的管理程序對各節點前置共享數據庫進行管理和維護。

3．2 應用支撐服務

在統一交換平臺中需提供應用支撐服務模塊。該模塊為整個系統運行提供各項技術支持，如數據訪問、信息目錄服務、消息機制和事務處理等多項基礎服務。這些服務有效地保證了主交換中心內部之間、主交換中心與系統節點之間的相互訪問和數據傳遞。

1)數據訪問數據訪問服務利用JDBC標準訪問各種數據源，創建、管理數據庫的鏈接池，滿足各類應用之間共享數據鏈接資源要求。

2)信息目錄Java應用程序使用JNDI訪問用戶信息(用戶身份)、機器信息(網絡地址)和其他資源。在J2EE中JNDI用來命名、查找用戶定義對象和環境變量。應用程序還可以通過JNDI標準接口來訪問應用支撐層的LDAP目錄管理服務。

3)消息機制消息機制服務能在不同系統應用之間，通過傳遞統一格式的消息來實現異構系統的有效集成。利用J2EE標準JMS API，應用支撐層為不同機制下的應用創建、發送、接收和讀取消息。消息機制服務提供一種中間形式的應用相互訪問機制，實現了異構應用的集成。應用支撐層還支持消息的可靠傳遞，即使在消息的接收方暫時無法訪問消息或者網絡短時斷開的情況下也可將消息準確地傳送到目的地。此外，在大規模應用中，消息機制服g-@自動實現消息傳輸負載均衡等功能。

4)事務處理它負責管理應用系統對后臺不同數據源訪問的原子性、一致性操作。應用支撐層支持基于J2EE技術標準的JTA和JTS，使得運行在其上面的各種應用無論是在訪問數據庫、還是通過消息服務訪問其他在用數據或操作各種后臺交易系統、遺留系統，都能有效地保證所有數據操作的一致性。如果一旦其中的某些操作失敗，系統能自動回滾到上一個有效的狀態，由此保證集成的不同應用數據的有效性與完整性。

3．3 用戶管理

用戶管理模塊主要用于用戶身份認證、用戶分類分級、權限管理，依據用戶訪問權限實行用戶對信息內容的訪問控制。

3．4 數據轉換與存儲

無論是部門節點數據交換到中心數據庫，還是從中心數據庫抽取數據到部門業務系統，都有必要在主交換中心設立前置共享數據庫，并通過XML/數據適配器與外部異構數據進行格式轉換。

標準的數據格式是數據交換的基礎。數據格式轉換子系統將各種業務應用系統的數據格式轉換成標準的數據格式。XML是一種可擴展的標記語言，由一套定義語義標記的規則組成，它能以統一的格式描述信息的文本語言，并將不同系統來源的信息按照統一的格式顯示，還可進行格式相互轉換。目前，它已成為數據格式轉換的標準化語言，實現異構系統之間的數據轉換和交換。該模塊除實現數據轉換外，還可提供數據維護與存儲服務。

3．5 應用服務

該模塊是利用信息共享平臺上的中心數據庫，系統為用戶開發主要信息服務，如信息導航、搜索引擎、信息定制與發布(訂閱與推送)以及內容管理等，是用戶直接應用的功能模塊。統一交換平臺的“三橫兩縱”邏輯架構遵從松耦合體系結構，實現系統的獨立性和耦合性。獨立性是指平臺內各應用子系統可獨立運行、獨立使用，有針對性地解決共享中的問題。耦合性是指平臺內各應用子系統可集成為統一的信息交換平臺。通過平臺內各業務系統間的數據整合與協同，解決共享中不同層次的問題。業務系統提供標準接口，以實現政務內網中各種不同平臺環境下業務系統之間的聯機訪問。無論“三橫”各層次采取何種組合模式，規范標準和安全管理自始至終都發揮其基礎支撐作用。

4 結束語

政務信息資源交換體系不僅是構架政務部門之間的網絡和數據傳輸，還要整合信息資源，建立科學合理的交換制度與工作機制。目前已有多種信息交換技術，為了更有效地實現政務部門之間信息交換和信息共享，必須建立一個統一的交換平臺。本文根據政務部門信息交換的實際要求和具體現狀，提出了該統一交換平臺的物理架構與邏輯架構的設想。