基于微服務架構的高職院校一站式辦事大廳建設研究

丁潔

(陜西工業職業技術學院 信息工程學院， 咸陽 712000)

0 引言

隨著高職院校數字化校園建設和信息技術融入辦學的進程不斷加快，校園網絡和硬件建設基本完備，涵蓋校園一卡通、人事管理、教務管理、學生管理、財務管理、辦公自動化等業務系統基本建成，但各業務應用系統依然存在著彼此孤立，數據標準不統一、管理服務理念不相同等“信息孤島”問題[1-3]。與此同時，伴隨著高職院校內部治理結構變化和管理模式改革，管理向服務轉變成為必然趨勢，但各業務系統之間的協同服務和調度機制并未真正建立[4]。因此，實現單點登錄和統一身份認證的校園門戶，讓各業務應用系統中數據交換和數據共享打通信息孤島，并整合再造流程建設一站式服務辦事大廳，是減少各個職能部門和組織機構之間的協調和溝通成本，提高辦事效率和服務水平的關鍵手段。

1 一站式辦事大廳

1.1 一站式服務

“一站式服務”來源于歐美國家的商業概念，為吸引消費者，盡最大努力滿足消費者的購物所需而不需東奔西跑[5]。近年來，隨著高等教育大眾化進程不斷加快和高校管理向服務方式轉變的內在要求不斷提高，高校一站式服務理念逐步深入人心并邁入深入探索研究與實踐階段。高職院校作為高等教育的重要組成部分，以師生為中心，提供一站式服務勢在必行。傳統一站式服務，就是將為師生提供各種服務的相關職能部門集中在一定區域，為學生提供便捷式服務。這種傳統的線下一站式服務大廳提供了集中辦理各種事務的行政服務場所，一定程度上簡化了審批流程，提高了辦事效率[6]。但依然存在用戶無法在提交申請或辦理業務后跟蹤進度和結果，從而線上(網上)一站式服務應運而生。網上一站式服務，是根據學校發展和教育群里需求變化，流程再造后集教育、管理、服務和發展的，并利用信息化手段將各項業務報批、數據共享和信息發布等為一體的，由專門部門管理和維護的綜合架構，在整個院校發展視域下對全體職能部門進行統一調配和管理。

1.2 一站式辦事大廳

目前高職院校內服務師生的事務部門相對獨立，并同時存在著業務管理、服務理念不同等問題，特別是在當前大數據信息化背景下，對龐大的碎片化信息的數據挖掘和分析較少，從而導致對師生在校產生的各項事務流水數據的提取和判定更鮮有涉及，也就無法為管理服務工作提供科學的決策[7]。因此，以業務流程作為業務應用的基礎支撐，以工作流引擎作為網上辦事服務大廳業務辦理及審批正常運轉的有力載體，讓傳統一站式服務的各項業務事項審批過程自動化，按照一定的配置規則，自動執行業務流程，從而提高工作效率，并能夠為各項業務流程提供跟蹤管理、效能監察[8-9]。

2 一站式辦事大廳的建設的關鍵環節與技術分析

網上一站式辦事大廳的建設，首先要打通各業務系統，以服務師生所需的各類業務應用系統作為基礎，利用統一的信息門戶和身份認證平臺，為現有教務、學生、科研、資產、財務、人事等獨立應用系統，提供單點登錄和認證授權，為師生訪問各類業務系統提供快捷、便利的條件。其次要實現數據共享互通，規范各業務系統之間的數據格式與編碼，便于各業務系統之間的數據統一和數據的完整性、實時性和準確性，為建立校園整個范圍內的共享數據中心奠定基礎[10-11]。

2.1 網上一站式辦事大廳建設關鍵環節

頂層設計是前提。高職院校在信息化建設的基礎上，要立足學校整體視角來統一規劃網上一站式服務大廳建設所涉及到的多個管理部門的應用系統。

前期調研是基礎。不僅要從單一部門申請和審批的業務出發，還要考慮跨部門業務流程，對網上一站式辦事大廳中的用戶需求進行全院師生調研，為制定可行的需求與實施方案奠定基礎。

業務流程是核心。調研后對各項業務流程逐一分析能否可以并行執行，能否可以合并，全面的梳理和優化流程，特別是對全院師生的業務流程，必須綜合考慮平臺所能承受的實時并發性能。

除了上述關鍵環節以外，網上辦事大廳平臺，必須具備快速修改業務流程和新建業務流程的功能，以適應高職院校教育教學及管理工作的新變化。

2.2 網上一站式辦事大廳的技術要求分析

2.2.1 重視用戶體驗

用戶體驗是用戶在使用產品過程中建立起來的一種純主觀感受。ISO 9241-210標準將用戶體驗定義為“人們對于針對使用或期望使用的產品、系統或者服務的認知印象和回應”[12][13]。這個概念在信息技術領域的發展隨著人機交互的發展越來越迅速。對于網上一站式辦事大廳而言，就是要把用戶體驗這一理念放在首位，設計出發點不僅是學生、老師覺得“有用”，還要“易用”，更要“友好”，甚至達到“視覺設計”為目的的使用吸引力，乃至升級為某種“品牌”。

2.2.2 采用微服務架構

鑒于網上一站式辦事大廳的多業務、多流程的復雜性，單體式應用的種種弊端不斷顯現，因此采用微服務架構可以解決上述的問題[14]。微服務架構的核心思想是將一個大型的、復雜的應用，按照業務需求的獨立性和重復使用的頻率分解為多個小應用，每個小應用都只關注與完成自身的功能要求，不僅實現獨立地部署，并且可以通過API等方式進行相互通信或者調用[15][16]。

(1) 微服務架構支持模塊化管理。微服務架構將單體式應用進行了模塊化處理，分解成為多個可管理的服務，從而解決過去巨大單體式應用的復雜性問題，以便單個服務實施管理和維護。

(2) 微服務架構支持單獨開發。由于利用微服務架構將過去巨大單一應用分解成為各個微服務，每個微服務的開發也就是相對獨立的，即便出現問題后重新編寫代碼也相對簡單，只需要保證每一個微服務都提供API服務，就可順利實現服務之間的通信。

(3) 微服務架構支持獨立部署。微服務架構模式下的各個微服務不僅支持獨立開發，在API接入端口提供有效通信的基礎上，當前服務不受其他服務部署的影響，不僅提高了服務部署的獨立性和便捷度。

(4) 微服務架構支持獨立擴展。對已經建立和分布好的各項服務中，微服務架構模式支持每個服務依據用戶的不同需求和資源變化予以獨立擴展。

3 一站式辦事大廳系統架構

3.1 系統架構設計

網上一站式服務大廳盡可能為師生提供各種信息化服務，系統架構總體可分為基礎數據層、業務支撐層、控制接入層和可視表示層，系統設計架構如圖1所示。

圖1 基于微服務架構的高職院校網上一站式辦事大廳系統架構圖

(1) 基礎數據層。通過ODI實現包括用戶、流程、文檔、日志等數據集成。其中，用戶數據庫的數據同步于學校信息化總數據庫，流程數據庫存儲流程節點、流程圖、流程表單、執行周期、流程權限等所有流程的相關數據。

(2) 業務支撐層。業務層對用戶通過可視表示層提申請業務實施流程處理和運維處理，其中，流程處理包括教師調課、會議申辦、學生選課、文件辦理、財務報銷等，運維處理包括對高職院校不同用戶和角色的管理，并對數據、日志和報表進行統計和分析等。

基于微服務架構的技術路線，業務流程中的各種流程均可定義為微服務，以業務支撐層文件辦理流程微服務來完成公文發文流程，公文發文流程如圖2所示。

(3) 控制接入層。業務支撐層中的每一個流程都對應一個微服務，并各自具備單獨的開發技術棧和存儲數據庫，通過kafka消息隊列和RESTful接口技術，以及API Gateway來進行每個流程的請求、轉發、合成和轉換，完成每一個流程微服務之間的信息交互和通信，實現為外部提供統一的申請和辦理的訪問接口。

圖2 高職院校公文發文流程圖

(4) 可視表示層。利用統一的接口將服務注冊在同一個注冊中心ZooKeeper上，并通過后臺的微服務主體顯示在瀏覽器或者APP上。在用戶瀏覽方面，高職院校的任何一人通過瀏覽器、APP等進入平臺，并通過可視表示層的友好界面提交申請、等待流程審批或完成打印流程表單等功能。發文辦理服務流程的表單如圖3所示。

圖3 高職院校公文發文申請辦理流程圖

3.2 應用情況

基于微服務架構的設計理念，為高職院校建設一站式服務辦事大廳，提供了一種去中心化、高可用性、高容錯性的分布式服務架構。在辦事大廳中，各個微服務模塊沒有主次之分，由于每一個微服務只需要向本地的注冊模塊進行注冊，不同的注冊模塊之間通過消息隊列同步注冊信息，且同步過程中不需要應答，不僅降低了注冊模塊的壓力，很大地減少了網絡資源的消耗。更不用去維護過去單一中心應用服務，有效避免了中心服務由于訪問過載或服務失效而導致的辦事大廳崩潰的風險。

4 總結

網上一站式服務辦事大廳，針對現實高職院校師生大量的業務需求，從服務師生出發，打破時間和空間限制，對校園信息化服務水平的提升具有重要意義。本文提出了一種基于微服務架構的一站式辦事大廳，采用多層分布式微服務架構，不僅從各繁雜的業務流程中解放了開發成本，還提高了辦事大廳的高擴展、易維護和靈活調整的能力，有效增強了系統的可延展性，對當前高職院校全面鋪開建設辦事大廳具有一定借鑒意義。