基于SOA的數字化校園業務和信息集成

摘要隨著高校信息化的發展，各高校在數字化校園基礎平臺趨向穩定后，數字校園中的應用系統不斷增加，在增強高校的管理、教學科研等活動的同時也帶來了信息管理和同步的復雜度問題。如何對校園的各方面的信息資源進行集成，將跨部門的業務整合起來面向全校用戶提供服務，是數字化校園發展面臨的一個課題。文章提出一個基于SOA(service-oriented architecture)的業務和信息資源集成解決方案。通過開源的ESB(Enterprise Service Bus)和消息中間件構建集成平臺，遵循各種標準協議，將學校各部門業務系統進行提取和封裝，存儲到集成平臺，從而達到業務和信息資源集成、共享的目的。

關鍵詞SOAESB信息資源集成、共享數字化校園服務

中圖分類號:TP311.1文獻標識碼:A

1 數字化校園目前的現狀

目前國內大部分高校在信息化建設方面，網絡基礎實施和網絡帶寬建設已經基本完成，但學校基于網絡上運行的各業務應用系統都是以滿足部門業務管理要求為主的局部型建設，而不是從學校整體規劃出發，以向學生和教師提供服務為主線的全局型建設。因此各高校基本上是一個部門一個系統，一套信息資源庫，各個系統之間通過手工傳遞方式進行數據的交換和共享。這種模式對于單個業務部門而言管理比較簡單，只要系統功能滿足該部門的業務要求，而不需要考慮與數字化校園中其它系統的集成和信息共享。但隨著學校信息化的發展，各部門在建設業務系統時如果缺乏全局的規劃，采用的技術路線和信息化標準不統一，造成大量低水平的重復建設，同時由于信息孤島的存在，造成學校關鍵數據的不一致性，如人事處的教師數據與科研處或者教務處的教師數據很難完全保持一致，從而無法向學校決策層提供可信的基礎數據支持。

解決上述問題有兩種方式，一是從學校全局出發，制訂數字化校園建設規范，在此規范的基礎上，對原有業務系統進行全面改造，甚至推翻重做。這種方式思路比較清晰，操作也比較簡單，但是相對投資比較大，周期長，風險大，并且不利于保持各業務部門信息化的積極性。第二種方式是在盡量不影響原有業務系統運行的前提下，利用分布式和SOA的技術，通過提供web服務接口，實現基于流程的信息資源集成，以達到數字化校園應用和信息集成、共享的目的。

2 SOA相關技術介紹

面向服務的架構(SOA)是一個組件模型，它將應用程序的不同功能單元——服務(service)，通過服務間定義良好的接口和契約(contract)聯系起來。接口采用中立的方式定義，獨立于具體實現服務的硬件平臺、操作系統和編程語言，使得構建在這樣的系統中的服務可以使用統一和標準的方式進行通訊。

SOA作為一種以服務為核心的體系結構風格，嘗試給出在特定環境下推薦采用的一種架構，從這個角度上來說，它其實更像一種架構模式(Pattern)，是一種理念架構，是人們面向應用服務的解決方案框架。服務是整個SOA實現的核心。SOA架構的基本元素是服務，SOA指定一組實體(服務提供者、服務消費者、服務注冊表、服務條款、服務代理和服務契約)，這些實體詳細說明了如何提供和消費服務。遵循SOA觀點的系統必須要有服務，這些服務是可互操作的、獨立的、模塊化的、位置明確的、松耦合的，并且可以通過網絡查找其地址。Web 服務(web service)是實現 SOA 的最好方式，但是 SOA 并不局限于 Web 服務。其他使用 WSDL 直接實現服務接口并且通過 XML 消息進行通信的協議也可以包括在 SOA 之中。如:CORBA 和 IBM 的 MQ 系統通過使用能夠處理 WSDL 的新特征也可以參與到 SOA 中來。

ESB(Enterprise Service Bus)是由中間件技術實現并支持 SOA 的一組基礎架構功能。ESB 支持異構環境中的服務、消息，以及基于事件的交互，并且具有適當的服務級別和可管理性。為了達到此目的，需要將多種功能集中起來并加以分類。本文論述采用的是一種開源的輕量級的ESB框架——Mule。

3 信息集成模型設計

在目前大多高校的信息化管理系統中，本文以學生為對象建立數字化校園應用和信息集成模型，模型中包括學生管理系統和教務系統針對學生提供的服務。下圖是學生服務供求關系圖:

在該供求關系圖中，SSB(Student Service BUS)是系統的核心，負責統一調度服務提供者與服務消費者之間的消息以及數據通信。服務管理中心負責Student Service BUS的用戶登陸控制、服務管理以及相關的監控。其余模塊作為服務消費者或者服務提供者，分別由各個業務系統提供。

學生管理系統中以學生綜合測評為例，學生通過學生管理系統提供的相關服務來進行綜合測評，其中除了使用學生管理系統本身的服務外，還需用到教務管理系統中學生成績信息。以往做法是通過數據導入的方式，將學生成績導入到學生管理系統中，要求系統維護人員具有相當的技術背景，并且在導入導出的過程中，容易產生各種錯誤和安全問題。此外，由于提供服務的各個業務系統很可能采用不同的技術路線，例如學生管理系統基于J2EE平臺，教務管理系統基于.net平臺等，使系統之間很難互相調用接口。

信息集成模型采用開源的ESB框架Mule和開源的JMS中間件JBossMQ完成SSB的主體功能，負責調度和通訊。不同業務系統按照相關技術路線開發符合Mule接口標準的服務構件。各個業務系統不再直接暴露底層數據給其他應用系統或服務，而是在相關業務功能接口上按照相關協議進行封裝，以服務的(下轉第122頁)(上接第118頁)方式集成到SSB，用戶或者其他服務可以通過標準方式調用該服務，獲取相關數據，從而達到信息集成的目的。

4 信息集成模型實現

數字化校園信息集成中最重要的工作就是對服務的抽取和封裝。首先，從各個業務系統中將涉及到跨業務部門的數據進行提取，構建相應的元數據標準，形成標準的WSDL描述文檔，然后對相關功能進行封裝，在本文涉及到的這些功能的封裝都是采用web service技術。最后就是對這些服務進行集成，完成服務的提供和消費。

Mule架構將對信息流的處理分成三個部分，分別是入站信息流階段、組件信息流階段、出站信息流階段，其中入站信息流階段將輸送進來的信息進行過濾和轉換;組件信息流階段將信息按照客戶預定義的方式進行處理;出站信息流階段的功能與入站信息流階段剛好相反。Mule以這種方式將不同的功能組件以管道(Channel)的方式進行連接，管道的兩邊是Endpoint，從而達到服務總線的功能。下圖是信息集成模型的實現信息流程圖。

上圖展示了我們要構建的服務流程:當學生用戶通過學生管理系統提供的相關服務進行成績查詢的時候，學生管理系統將對成績查詢服務的請求先發送到JBoss MQ上，再通過SSB的Mule平臺，將請求發送到教務管理系統上進行處理。成績出來之后，教務管理系統將查詢結果發送到Mule平臺上，通過Mule平臺的轉發，將查詢結果發送到消息隊列MQ上，由學生管理系統提供的相關服務來處理結果，并將結果呈現給用戶。

由于該流程涉及到基于兩種不同平臺開發出來的系統，所以必須在教務管理系統與學生服務系統之間定義好元數據，經過系統轉換之后就產生WSDL描述文檔。協議構建好元數據后，才能為不同的平臺之間通訊建立統一的標準。

5 小結

目前廣東的高校如華南理工大學、廣東教育學院的數字化校園學生管理系統已經經進入應用集成的階段，目前正處于信息整合的研究實施階段(圖3)，并且逐步與學校的教務和其他學生素質拓展、就業管理系統等進行數據整合。本文引入SSB來對現有的學生相關業務進行重構和整合，使各個不同業務部門和不同技術路線實現的業務以松耦合的方式連接成一個統一的、高效的學生服務系統。

如何采用SOA來集成數字化校園中各業務部門的信息和業務流程，是數字化校園發展面臨的一個較新的問題，本文提出了一個初步模型設計，并在幾個關鍵業務之間進行了實現，如何全面展開，在安全性和效率方面還有許多工作要做。