數字化校園消息中心的設計與實踐

摘要：數字化校園信息系統的使用對提升師生的工作與學習效率有著重要意義。本文以數字化校園中消息中心的建設實例進行深入分析，針對消息管理中應注重的業務需求、難點及解決方案提出了建設思路。數字化校園中的各類信息系統與消息中心進行對接，有效地實現了消息的收發和統一管理，同時提升了系統使用效能，為用戶帶來了更好的使用體驗。

關鍵詞：數字化校園；消息中心；信息系統

一、引言

隨著信息技術的不斷發展，數字化建設已經成為當今各大、中小學校園建設的重要組成部分。數字化校園建設涉及學校的教學、科研、管理、服務等多方面內容，包含教學教務系統、科研管理系統、智能辦公系統、在線學習系統、院校無線網認證系統等多類應用系統建設，為教職工、學生提供校園本地信息服務和遠程在線學習服務[1]。目前，數字化校園與移動設備應用越來越緊密地相互貫通，為在校師生提供更為及時、便捷的信息服務。消息中心在這一過程中，起到了信息傳遞的關鍵紐帶作用。消息中心是一個集中管理、接收和分發消息的信息系統，可作為數字化校園中的統一信息交換平臺，為其中的各個業務系統提供個性化、準確且及時的消息傳遞渠道。消息中心可作為應用系統中的獨立功能模塊實現消息發送者與接收者之間的消息收發功能，又可為各類應用系統提供接口，實現系統的待辦提醒和短信認證服務。用戶可以通過消息中心接收到來自校園中各應用系統的通知、提醒和推送等消息，并可通過消息提示辦理校園業務。與此同時，消息中心所處理的消息，可包含短信和微信，亦可包含IP辦公電話消息等多種消息模式，隨著信息技術的不斷發展，消息模式將不斷擴充，消息中心規模亦將不斷擴大。當消息發送數量較多時，消息中心可設置消息發送優先級，并通過自身負載均衡的設計架構平穩高效運行，同時實現消息內容的安全審核及統一管理。

二、消息中心建設重點及難點

建設校園消息中心需重點考慮以下四方面問題：一是確定服務群體。匯總所有需要消息服務的信息系統，根據所有相關信息系統的系統兼容性和傳遞時效性確定消息中心接口方案。二是明確功能范圍。根據現有技術需求，統一短信功能、微信功能和IP電話收發消息功能等連接方式，制定可以滿足各方需求的數據庫與程序設計模型。同時考慮現有業務需求，將消息群發、發送等級和自定義模型等需求結合未來可擴展的業務需求，設計形成一套功能可擴展的信息平臺。三是確定業務規模。根據現有相關信息系統使用規模和未來規劃的新信息系統使用規模，對相關消息數據進行分類設計，并根據消息中心平臺運行狀態進行調整，使消息在收發數量極其龐大時可通過程序設計和中間件配置實現負載均衡。四是保障數據安全[2]。消息中心作為數字化校園中的消息收發平臺，保障其網絡和數據安全非常重要。除了對消息中心平臺自身的安全設置，對于其對外提供的調用接口需使用加密形式進行調用，并對短信發送內容需設置安全審核機制進行嚴格的內容審核。

校園消息中心的建設難點主要在于以下兩個方面：一是保障業務連續性。當某一類型消息發送接口發生故障時，系統應能夠自動將消息以另一種形式繼續發送。另外，當消息中心底層架構某一設備節點發生故障時，系統需能夠及時切換至備用設備節點，從而保證用戶及時收到業務信息系統發送的消息。二是保障各類業務信息系統接口安全通信。作為消息收發的統一信息平臺，消息中心應具備規范的對外接口服務，與各類型業務信息系統完成接口對接，實現消息數據傳送。在數據傳遞過程中，既能保障傳送接口的兼容性，又能保障傳送通道的安全性。

三、消息中心功能設計架構

消息中心整體設計架構以可持續擴展、可及時故障切換為基礎，保障消息收發機制的及時性、完整性和安全性（如圖1所示）。消息中心由目的用戶管理、消息處理、接口管理和消息收發器四部分組成。目的用戶管理模塊用于設置對外群發消息的用戶信息，發送者根據業務需求對指定人群進行群發消息前的群設置，包括群發消息的群名稱、目的號碼、定時發送設置、接收回復信息等。發送者使用該模塊完成對于指定用戶群的維護工作，同時結合消息處理模塊，可方便地實現統一群發信息、匯總接收到的發送狀態信息和回復信息。

消息處理模塊可用于消息內容審核、消息分級分類、消息信息查詢和與消息收發器進行對接，執行消息發送與接收的觸發動作。首先，對消息進行內容審核，去除非法字符保證信息數據安全性，再根據消息的來源進行分級分類，為每條消息設置發送優先級及發送類型（短消息、微信、IP電話消息或郵件等），設置完成的消息存儲進入待發送隊列。消息處理模塊及時接收從消息收發器傳遞來的消息回執和回復信息，并將其存儲入消息處理數據庫，為用戶提供消息查詢功能[3]。

消息收發器模塊用于接收消息處理模塊處理完畢的消息，并按指令執行發送任務，同時將接收到的消息回執和回復信息反饋至消息處理模塊。消息收發器具備負載均衡功能，可根據消息類型及消息任務量將工作分派給多個處理器同時完成，避免因高并發量導致的消息發送延時。同時，消息收發器與短信收發網關、微信收發接口、IP電話消息接口、郵件收發接口等進行連接，保障消息的多需求發送，并為日常管理提供便捷及時的消息發送狀態回傳和記錄。當某一接口或者多個接口無法正常工作時，消息收發器可自動切換至其他可用接口繼續執行消息通知。其中，短信收發網關將進行短消息的安全審核，收發完全符合相關法律法規和行業規范的公眾消息。

接口管理模塊用于接收來自各業務信息系統發送的消息收發指令，并傳送給消息處理模塊進行處理，同時將處理完畢的消息回執和回復信息及時反饋給各業務信息系統。消息中心管理人員可通過該模塊管理各業務系統的連接權限，根據業務需求和安全要求及時更新連接系統的身份認證信息，對于未經允許使用消息中心接口的信息系統，接口管理模塊禁止其連入。

消息中心中的四個模塊具有獨立功能又互相聯動，消息數據在模塊中進行處理，被授予新的屬性標識并分布存儲于消息隊列數據表中，不生成更多的冗余數據，最大化簡化數據庫處理工作，及時回收程序處理使用內存，保證消息中心平臺高效率執行[4]。同時，消息中心中的消息數據呈雙向流轉，不僅回傳消息回復信息，同時回傳流轉狀態的處理信息，便于異常狀態的及時發現和自動故障切換。消息中心利用接口管理模塊的接口兼容特點，與數字化校園中的各信息系統進行通信，并利用消息收發器的負載均衡和多路徑消息收發接口，形成了一套完整的、可快速完成功能擴展的信息平臺。

四、消息中心實踐解決方案

（一）統一加密接口解決多系統調用問題

隨著數字化校園建設的不斷發展，各業務系統持續升級，多種體系架構與編程語言的業務系統連入消息中心的需求日益增加。面對當前數據網絡安全與系統兼容性的多重考驗，消息中心接口應具備廣泛的可兼容功能、用戶認證功能和數據加密功能（如圖2所示）。消息中心接口管理為申請加入的信息系統提供專屬的用戶認證信息，信息系統在調用接口程序時應首先進行身份認證，認證通過后，可通過Https和Wsdl加密通道進行數據傳輸，以保障數據網絡安全，并實現了防止不同編程語言中某些特定數據類型的不兼容性。消息中心接口在接到請求數據后，對用戶信息進行驗證，驗證通過后進行數據解密，并將解密后的數據傳送至消息處理模塊。

（二）分布式任務與冗余部署解決高并發與容災問題

為保障在高并發情況下消息處理能夠正常運行，消息處理模塊設置多個處理機，將信息收發任務按類型和并發量進行分配，使每個處理機均衡工作，及時處理消息隊列任務。與此同時，為保證消息處理模塊的業務連續性，設置了備用消息隊列數據庫和備用短信接口（如圖3所示）。當消息處理模塊中任何一個工作節點發生故障時，均可及時切換到其他備用節點，備用節點接替后繼續完成標識為“未操作成功”和“待處理”的消息隊列。為保證切換平滑有序，消息隊列數據庫的類型和結構必須同時滿足所有短信運營商的接口參數條件。

（三）多環節審核保證信息內容安全問題

為保證消息內容安全且符合規范，應設置消息內容審核機制（如圖4所示）。首先，各業務系統的消息發送功能應具備審核流程，消息發送者書寫的消息內容，應在發送前先提交至上一級主管領導進行審核，審核通過后才能進入消息處理模塊中。其次，消息處理模塊在處理消息時，會對包含非法字符的消息內容進行刪除和提示，保證不會出現影響系統安全的信息數據[5]。最后，當消息隊列通過短信接口提交至短信運營商后，運營商會對消息內容進行第三次審核，最終發送符合國家法律法規要求和行業規定要求的短消息。消息內容審核是消息中心的重要設計環節，其審核流程及規范應不斷完善和加強。

五、結束語

消息中心利用程序將數字化校園內所有業務系統的消息收發需求匯總起來，并按各自業務需求調用短信運營商平臺、微信企業號服務、IP電話服務、郵件服務等，將消息進行統一分配發送、接收和狀態回收，實現了信息系統資源的進一步整合，提升了信息數據管理能力，節省了信息化建設資金，提高了信息化工作效率，為用戶提供了更及時、方便的消息處理功能。與此同時，需要注意消息中心建設是一項長期而系統性的工作，需不斷優化和加強，包括信息安全技術的提升、管理制度的不斷完善和落實。在此基礎上，消息中心建設還應與信息網絡安全建設有機結合，從消息中心底層基礎架構到應用程序開發、中間件版本管理與內容審核，其每一個節點均應持續加強安全建設。

作者單位：張瑜潔 北京國家會計學院

參考文獻

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