企業(yè)級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)SOA架構(gòu)建設(shè)研究與實(shí)踐

黃嘉東　徐兵元　葉向陽(yáng)

摘要：南方電網(wǎng)公司從“十二五”以來(lái)，走著自主可控、深度融合、可持續(xù)發(fā)展的信息化創(chuàng)新之路。文章提出了走自主研發(fā)之路的企業(yè)級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)SOA架構(gòu)建設(shè)的現(xiàn)狀和困境，通過(guò)分析說(shuō)明了應(yīng)用系統(tǒng)SOA架構(gòu)建設(shè)的必要性，闡述了應(yīng)用系統(tǒng)如何構(gòu)建SOA架構(gòu)5大分層的思路，介紹了在南方電網(wǎng)公司企業(yè)級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)中如何實(shí)踐SOA架構(gòu)及應(yīng)用達(dá)到的效果。

關(guān)鍵詞：企業(yè)級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)；面向服務(wù)架構(gòu)；SOA架構(gòu)建設(shè)；信息化建設(shè)；SOA架構(gòu)分層 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TP311 文章編號(hào)：1009-2374（2016）02-0159-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.02.078

在信息化建設(shè)過(guò)程中，南方電網(wǎng)公司放棄國(guó)外各種成熟套裝軟件，自主研發(fā)建設(shè)企業(yè)級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，滿足國(guó)家對(duì)央企信息安全的要求；通過(guò)遵循SOA技術(shù)路線與理念，企業(yè)級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)采取靈活配置、易擴(kuò)展、快速響應(yīng)業(yè)務(wù)需求變更、運(yùn)維成本較低的可持續(xù)發(fā)展模式。南方電網(wǎng)公司統(tǒng)一開(kāi)展包括資產(chǎn)、營(yíng)銷、財(cái)務(wù)、人資等企業(yè)級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)的建設(shè)，如何在這些系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中做好SOA架構(gòu)統(tǒng)一規(guī)劃與建設(shè)工作，尤為重要和迫切。

1 應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀

（1）各應(yīng)用系統(tǒng)建立過(guò)程中都是由各部門(mén)獨(dú)立負(fù)責(zé)，參與的建設(shè)廠商多，沒(méi)有涉及到數(shù)據(jù)、過(guò)程、技術(shù)的集成；（2）應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)項(xiàng)目中跨部門(mén)業(yè)務(wù)協(xié)作的能力被嚴(yán)重限制，必須通過(guò)代碼層次的人工參與才可實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)集成；（3）應(yīng)用系統(tǒng)之間的集成，通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的集成方式實(shí)現(xiàn)，每次新增或變更集成，都需要重新開(kāi)發(fā)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)集成代碼以及發(fā)布與部署；（4）應(yīng)用系統(tǒng)之間的連接需通過(guò)復(fù)雜的數(shù)據(jù)、操作和協(xié)議的轉(zhuǎn)換，且每?jī)蓚€(gè)系統(tǒng)之間連接均需定制代碼和適配器。

2 應(yīng)用系統(tǒng)SOA架構(gòu)建設(shè)的必要性

2.1 應(yīng)用系統(tǒng)信息孤島

為了打通應(yīng)用系統(tǒng)之間的壁壘，實(shí)現(xiàn)信息資源的自由共享，必須加強(qiáng)各個(gè)部門(mén)之間的協(xié)同合作，通過(guò)統(tǒng)一的SOA架構(gòu)建設(shè)應(yīng)用系統(tǒng)，解決應(yīng)用系統(tǒng)信息孤島問(wèn)題。

2.2 應(yīng)用系統(tǒng)緊耦合

為了滿足業(yè)務(wù)的需要，信息資源的共享是多變的，建設(shè)的應(yīng)用系統(tǒng)必須是松耦合的，采用的是柔性化、靈活性的架構(gòu)，使應(yīng)用系統(tǒng)間的集成更為快捷，而SOA架構(gòu)特別滿足該特性。

2.3 應(yīng)用系統(tǒng)資源復(fù)用低

信息資源是需要多方共享的，所以需要保證共享資源是標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的資源，可以多次復(fù)用。SOA架構(gòu)中，其基本構(gòu)成單位為服務(wù)，具有獨(dú)立可復(fù)用的特性，可以很好地解決資源共享的復(fù)用性。

3 應(yīng)用系統(tǒng)SOA架構(gòu)規(guī)劃

應(yīng)用系統(tǒng)SOA架構(gòu)規(guī)劃主要是從應(yīng)用系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)合理性、規(guī)范性、靈活性及柔性化程度上進(jìn)行考慮，構(gòu)建出符合公司應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)的SOA架構(gòu)模型，它包含了SOA的主要元素，并且描述了各元素之間的連接與關(guān)系。

3.1 用戶交互層

用戶交互層主要是用戶與系統(tǒng)人機(jī)交互，業(yè)務(wù)界面的展現(xiàn)。用戶交互層并非SOA約束和規(guī)范的范疇，沒(méi)有直接的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，但和用戶易用性息息相關(guān)。展現(xiàn)層更多的是從技術(shù)上要求滿足用戶業(yè)務(wù)處理界面展現(xiàn)要求，包括對(duì)不同終端設(shè)備、操作系統(tǒng)、語(yǔ)言環(huán)境、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的客戶端支持。用戶交互層界面展現(xiàn)的具體實(shí)現(xiàn)，通過(guò)業(yè)務(wù)功能層的對(duì)應(yīng)功能進(jìn)行支撐。

3.2 業(yè)務(wù)功能層

業(yè)務(wù)功能層主要是業(yè)務(wù)活動(dòng)分解，服務(wù)組裝，流程編排，滿足業(yè)務(wù)流程管理、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)技術(shù)的各個(gè)方面要求。通過(guò)調(diào)用原子服務(wù)進(jìn)行組合實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)功能服務(wù)調(diào)用。著重于業(yè)務(wù)功能邏輯內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，是一個(gè)可展現(xiàn)的業(yè)務(wù)功能點(diǎn)內(nèi)對(duì)下層所提供的業(yè)務(wù)服務(wù)訪問(wèn)（調(diào)用）和組織，原子服務(wù)編排的主體是業(yè)務(wù)服務(wù)，依據(jù)是業(yè)務(wù)功能邏輯。通過(guò)調(diào)用原子服務(wù)進(jìn)行編排實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程定義配置。著重于業(yè)務(wù)流程管理方面的實(shí)現(xiàn)，是業(yè)務(wù)功能之間按照業(yè)務(wù)規(guī)則進(jìn)行編排，編排的主體是業(yè)務(wù)功能點(diǎn)，依據(jù)是業(yè)務(wù)管理流程。

3.3 服務(wù)接入層

服務(wù)接入層主要在服務(wù)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行服務(wù)化的封裝和定義，以標(biāo)準(zhǔn)的接口技術(shù)協(xié)議向其他層和外部應(yīng)用提供服務(wù)調(diào)用，同時(shí)對(duì)外屏蔽了服務(wù)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)細(xì)節(jié)，實(shí)現(xiàn)服務(wù)實(shí)現(xiàn)層與業(yè)務(wù)功能層之間的松耦合。服務(wù)接入層應(yīng)具備以下能力：（1）服務(wù)遠(yuǎn)程調(diào)用：支持系統(tǒng)外部的應(yīng)用程序和軟件通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)協(xié)議的方式遠(yuǎn)程調(diào)用服務(wù)；（2）服務(wù)封裝：對(duì)服務(wù)進(jìn)行封裝，向外界屏蔽服務(wù)的技術(shù)細(xì)節(jié)，實(shí)現(xiàn)服務(wù)調(diào)用與服務(wù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)無(wú)關(guān)；（3）服務(wù)合約化描述：向外界提供服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化描述信息，包括服務(wù)名稱、服務(wù)功能、服務(wù)交互數(shù)據(jù)模型、應(yīng)用約束等；（4）服務(wù)可發(fā)現(xiàn)：主動(dòng)向外界發(fā)布服務(wù)新增、變更等消息，使外部系統(tǒng)能夠感知和發(fā)現(xiàn)服務(wù)的變化；（5）服務(wù)運(yùn)行信息監(jiān)控：向服務(wù)質(zhì)量層實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)所有服務(wù)的運(yùn)行調(diào)用數(shù)據(jù)，包括服務(wù)響應(yīng)時(shí)間、交互數(shù)據(jù)量、身份認(rèn)證信息等。服務(wù)接入層是屏蔽服務(wù)實(shí)現(xiàn)技術(shù)與業(yè)務(wù)需求的關(guān)鍵元素，使得企業(yè)應(yīng)用能夠真正實(shí)現(xiàn)“高內(nèi)聚、松耦合”的架構(gòu)模式。其他層與服務(wù)實(shí)現(xiàn)層之間須進(jìn)行有效的隔離，必須通過(guò)服務(wù)接入層訪問(wèn)服務(wù)實(shí)現(xiàn)層的功能。

3.4 服務(wù)實(shí)現(xiàn)層

服務(wù)實(shí)現(xiàn)層以服務(wù)的形式對(duì)外提供業(yè)務(wù)功能的訪問(wèn)，其封裝了服務(wù)的功能實(shí)現(xiàn)邏輯，包括所有操作和存取業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的功能、業(yè)務(wù)處理邏輯和算法以及通用的工具算法等。服務(wù)是SOA中最基本的術(shù)語(yǔ)，其目的是專注于抽象業(yè)務(wù)方面的問(wèn)題，一個(gè)服務(wù)的實(shí)質(zhì)是業(yè)務(wù)功能，SOA的目標(biāo)是對(duì)業(yè)務(wù)規(guī)則、功能抽象，在此之上構(gòu)建大型分布式系統(tǒng)，這為應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)都描繪了一個(gè)清晰的結(jié)構(gòu)。雖然系統(tǒng)內(nèi)部是技術(shù)性的，但外部的接口必須設(shè)計(jì)成業(yè)務(wù)人員能夠理解，在外部看來(lái)技術(shù)的細(xì)節(jié)已被屏蔽。服務(wù)是自足的，其粒度必須保證業(yè)務(wù)功能獨(dú)立健壯，支持業(yè)務(wù)過(guò)程合成層中任意業(yè)務(wù)編排需要，即使流程有異常錯(cuò)誤的情況，服務(wù)也必須保護(hù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的完整性和有效性。

3.5 系統(tǒng)資源層

系統(tǒng)資源層是支撐服務(wù)實(shí)現(xiàn)層的可操作的系統(tǒng)資源及所有支撐SOA運(yùn)行與部署的系統(tǒng)軟件和基礎(chǔ)設(shè)施，包括數(shù)據(jù)庫(kù)、存儲(chǔ)、各類操作系統(tǒng)資源如設(shè)備驅(qū)動(dòng)，其他軟件包、開(kāi)發(fā)庫(kù)，遺留的系統(tǒng)（需要在內(nèi)部資源集成）等。

3.6 集成層

集成層即企業(yè)服務(wù)總線，主要提供了服務(wù)交互與集成、消息處理、服務(wù)管理等能力，為SOA架構(gòu)提供了關(guān)鍵的媒介能力，包括信息傳輸、路由、協(xié)議轉(zhuǎn)換等，應(yīng)用系統(tǒng)和公司其他應(yīng)用系統(tǒng)的交互與集成均通過(guò)企業(yè)服務(wù)總線完成。

4 實(shí)踐應(yīng)用

4.1 遵循SOA架構(gòu)分層

公司新建的各應(yīng)用系統(tǒng)，根據(jù)規(guī)劃的SOA參考模型，建立了具有用戶交互層、業(yè)務(wù)功能層、服務(wù)接入層、服務(wù)實(shí)現(xiàn)層、系統(tǒng)資源層5個(gè)分層的SOA技術(shù)架構(gòu)，通過(guò)集成層的企業(yè)信息集成平臺(tái)進(jìn)行應(yīng)用系統(tǒng)的集成。如圖1是某個(gè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)的架構(gòu)分層：

各應(yīng)用系統(tǒng)根據(jù)建立的SOA技術(shù)架構(gòu)服務(wù)接入層，可以選擇服務(wù)實(shí)現(xiàn)層的服務(wù)，通過(guò)界面配置數(shù)據(jù)交互模型，以標(biāo)準(zhǔn)的接口技術(shù)協(xié)議，發(fā)布為WebService接口，注冊(cè)到集成層的企業(yè)信息集成平臺(tái)，供其他應(yīng)用系統(tǒng)調(diào)用，實(shí)現(xiàn)了各應(yīng)用系統(tǒng)間的交互。

集成層的企業(yè)信息集成平臺(tái)可以通過(guò)各應(yīng)用系統(tǒng)的服務(wù)接入層，查詢、管理各應(yīng)用系統(tǒng)的服務(wù)，并根據(jù)業(yè)務(wù)需求，將各應(yīng)用系統(tǒng)的服務(wù)，開(kāi)通給不同的應(yīng)用系統(tǒng)調(diào)用。或者根據(jù)業(yè)務(wù)需要，將多個(gè)服務(wù)組合成新的服務(wù)，以供支撐新的業(yè)務(wù)。

在服務(wù)運(yùn)行過(guò)程中，各應(yīng)用系統(tǒng)的服務(wù)接入層會(huì)對(duì)各自服務(wù)實(shí)現(xiàn)層的服務(wù)進(jìn)行監(jiān)控，并將監(jiān)控信息以WebService方式提供給企業(yè)信息集成平臺(tái)，方便于企業(yè)信息集成平臺(tái)對(duì)集成服務(wù)的分析與優(yōu)化，并可以在服務(wù)異常時(shí)快速定位錯(cuò)誤。

4.2 SOA服務(wù)建設(shè)

基于SOA架構(gòu)參考模型，是要構(gòu)建以服務(wù)為核心的SOA架構(gòu)應(yīng)用系統(tǒng)，其系統(tǒng)服務(wù)實(shí)現(xiàn)層的SOA服務(wù)建設(shè)是落實(shí)SOA架構(gòu)的關(guān)鍵和落腳點(diǎn)，也是實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)松耦合及高復(fù)用的重要前提條件。

目前，各應(yīng)用系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能都是以SOA服務(wù)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)的，其SOA服務(wù)的建設(shè)是以業(yè)務(wù)為驅(qū)動(dòng)的。SOA服務(wù)強(qiáng)調(diào)從業(yè)務(wù)需求出發(fā)，在業(yè)務(wù)目標(biāo)和需求推動(dòng)下進(jìn)行服務(wù)規(guī)劃和設(shè)計(jì)，其具有松耦合、自治性、無(wú)狀態(tài)、可發(fā)現(xiàn)、獨(dú)立事務(wù)等特征，便于快速地組裝新的應(yīng)用。企業(yè)級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)通過(guò)SOA服務(wù)建設(shè)打破組織架構(gòu)和應(yīng)用系統(tǒng)的邊界，主要通過(guò)服務(wù)編排、流程編排、規(guī)則調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)變更和創(chuàng)新。

4.3 SOA集成建設(shè)

基于應(yīng)用系統(tǒng)SOA服務(wù)建設(shè)完成后，要滿足應(yīng)用系統(tǒng)之間的資源共享，還需要實(shí)現(xiàn)各應(yīng)用系統(tǒng)SOA服務(wù)的交互與集成。

服務(wù)提供方的應(yīng)用系統(tǒng)，通過(guò)其SOA架構(gòu)服務(wù)接入層將需要共享的SOA服務(wù)注冊(cè)接入到集成層（企業(yè)信息集成平臺(tái)），由其他應(yīng)用系統(tǒng)消費(fèi)使用。

服務(wù)消費(fèi)方的應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行SOA服務(wù)集成時(shí)，首先在企業(yè)信息集成平臺(tái)中查詢，如現(xiàn)有服務(wù)已能滿足需求，可在平臺(tái)上發(fā)起服務(wù)消費(fèi)申請(qǐng)，由平臺(tái)開(kāi)放對(duì)應(yīng)的服務(wù)權(quán)限，應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行服務(wù)消費(fèi)，完成系統(tǒng)集成工作。如現(xiàn)有服務(wù)不能滿足需求，應(yīng)用系統(tǒng)消費(fèi)方可根據(jù)自身的業(yè)務(wù)需求，利用平臺(tái)提供的工具，對(duì)服務(wù)的內(nèi)容進(jìn)行裁剪、組合、轉(zhuǎn)換，從而完成系統(tǒng)集成工作。

5 應(yīng)用效果

通過(guò)對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)SOA架構(gòu)的研究，構(gòu)建出了完整的應(yīng)用系統(tǒng)SOA架構(gòu)模型和標(biāo)準(zhǔn)，為各應(yīng)用系統(tǒng)SOA技術(shù)架構(gòu)的建設(shè)提供了有力指導(dǎo)。

5.1 解決了信息孤島問(wèn)題

統(tǒng)一了應(yīng)用系統(tǒng)SOA技術(shù)架構(gòu)，方便于應(yīng)用系統(tǒng)間的信息交互。通過(guò)統(tǒng)一的5層SOA技術(shù)架構(gòu)，經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)接入層，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)間的信息共享，解決了信息孤島的問(wèn)題。

5.2 實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互方式集成

通過(guò)應(yīng)用系統(tǒng)SOA技術(shù)架構(gòu)服務(wù)接入層及企業(yè)信息集成平臺(tái)，無(wú)須代碼層次的人工參與，可通過(guò)人機(jī)交互方式（系統(tǒng)界面配置）靈活實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集成，降低系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)成本，提高了集成效率。

5.3 實(shí)現(xiàn)了面向服務(wù)集成

各應(yīng)用系統(tǒng)之間的集成，通過(guò)企業(yè)服務(wù)總線（企業(yè)信息集成平臺(tái)），以面向服務(wù)的方式進(jìn)行系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用系統(tǒng)的松耦合，加強(qiáng)了系統(tǒng)資源的復(fù)用性，在新增或變更集成時(shí)避免了重新開(kāi)發(fā)、發(fā)布和部署。

5.4 統(tǒng)一了系統(tǒng)集成模式

各應(yīng)用系統(tǒng)之間的集成，均通過(guò)各系統(tǒng)的服務(wù)接入層，對(duì)接到集成層（企業(yè)信息集成平臺(tái)），由集成層（企業(yè)信息集成平臺(tái)）統(tǒng)一進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)、操作和協(xié)議的轉(zhuǎn)換，無(wú)須定制代碼和適配器。

6 結(jié)語(yǔ)

從本文的研究與實(shí)踐得出，企業(yè)級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)SOA架構(gòu)建設(shè)改進(jìn)了舊有的集成方式，降低了系統(tǒng)集成成本，提高了系統(tǒng)集成效率，可以靈活應(yīng)對(duì)系統(tǒng)資源的共享需求，并且通過(guò)企業(yè)級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)SOA架構(gòu)建設(shè)，落實(shí)了公司“十二五”規(guī)劃確定的SOA技術(shù)路線，打通了應(yīng)用系統(tǒng)的信息孤島模式，為系統(tǒng)服務(wù)化提供了基本條件和技術(shù)支撐。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：黃嘉東，男，中國(guó)南方電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電公司信息通信運(yùn)維中心專責(zé)，中級(jí)工程師，碩士，研究方向：信息安全、企業(yè)級(jí)信息系統(tǒng)建設(shè)。

（責(zé)任編輯：蔣建華）