基于SOA数据交换共享平台的设计与实现

作者简介：黄明峰（1977.9），男，硕士，主要从事政务信息化、信息系统项目管理研究和应用.E-mail:[e-mail]；殷崎栋(1981-)，男，博士，主要从事SOA方面的研究。E-mail:[e-mail]1基于SOA数据交换共享平台的设计与实现黄明峰1殷崎栋2（1.贵州省贵阳市信息中心贵阳5500182.北京华迪宏图信息技术有限公司，北京，100195）摘要：我国的电子政务建设过程中，各部门积累了大量的信息资源，但这些数据资源以不同的格式分布在各个部门的业务系统中，形成了一个个“信息孤岛”，造成了资源浪费的现象。针对这种情况，本文参照《政务信息资源交换体系》总体框架的要求，利用面向服务的思想设计了数据交换平台，以实现各部门数据信息的互联互通，达到资源共享的目的。文章从数据平台的体系结构、技术架构、组织结构以及数据交换模式等方面详细介绍了数据交换平台的设计。关键词：数据交换，XML，面向服务DesignandImplementationofDataExchangePlatformbasedonSOAMingfengHuang1QidongYin2(1.InformationCenterOfGuiyangCity，Guiyang,550081，China；2..HuadiComputerGroupCorporation,Beijing,100195,China)ABSTRACT：Intheprocessofthee-government,eachdepartmenthasaccumulatedagreatdealofinformationresources.However,thesedataresourcesarelocatedinthedifferentdepartment’sbusinesssystemwiththedifferentformat,whichformedonebyone“informationisland”andresultedinthewasteofresources.Inviewofthissituation,thispaperusingthetechnologyofService-orientedArchitecture(SOA)designedthedataexchangeplatforminreferencetothe“governmentinformationresourceexchangesystem”.Itachievedtheinformationinterconnectionandtheinteroperabilityandtheaimofsharingresources.Thepaperintroducedthedadaexchangeplatformfromthearchitecture,thetechnology,theorganizationandthedataexchangemethod.KEYWORDS：dataexchange,XML,SOA1、引言在我国电子政务发展建设近20年的时间中，电子政务已经取得了阶段性的成果，大多数政府机关已经建立了自己的业务系统，它们在日常业务处理过程中起到了重要的作用，不仅大大的提高了政府的办公效率，并且也为社会大众提供了便利[1]。然而，由于建设时期各种条件的限制，大多数部门的业务系统都是根据各自业务实际情况自主开发的，缺乏统一的标准和统一的规划，而且由于部门垄断和行政体制条块分割现象的存在，数据以不同的格式分散存放在不同的业务系统当中，各部门的数据资源无法共享，业务系统无法互联互通，形2成一个个“信息孤岛”，造成了数据资源的浪费和重复建设的后果[2,3]。因此，促进信息资源的共享，制定统一的电子政务数据标准和指标体系，建立分布式网络下数据共享平台系统是我国近年来电子政务建设的重要任务。本文设计的数据交换共享平台，参照《政务信息资源交换体系》总体框架的要求，利用面向服务的思想进行构建，以XML为信息交换语言，基于统一的信息交换接口标准和数据交换协议进行数据封装，利用消息传递机制实现信息的沟通，实现基础数据、业务数据的数据交换以及控制指令的传递，从而实现各部门应用系统间的资源共享。2、数据交换共享平台体系架构GB/T21062《政务信息资源交换体系》总体框架中要求：政务信息资源交换体系技术支撑环境由信息库系统和信息交换系统组成。信息库由若干交换信息库组成；信息交换系统由交换桥接、前置交换、交换传输、交换管理等子系统组成。参考国家标准，数据交换共享平台的体系架构图如下。信息交换管理信息交换管理中心N图1数据交换共享平台体系架构通过交换桥接将部门业务应用系统中需要交换的信息交换到前置交换信息库，在交换管理中的流程控制下，通过交换传输、前置交换，把需要交换的信息定向传输到接收部门。信息在交换过程主要由数据适配、数据转换、数据路由、交换流程等功能实现。3、数据交换共享平台技术架构根据数据交换共享平台的结构功能，数据交换共享平台的技术架构设计如下图所示。3接入单位1接入单位2接入单位3接入单位图2数据交换共享平台技术架构数据交换共享平台由一台中心服务器和多台节点工作站服务器构成。中心服务器部署于信息中心，提供包括应用服务组合、组件开发环境、统一部署、监控管理、安全管理等平台公共应用支撑服务。节点工作站服务器分别部署于各接入单位应用系统节点，构成分布式的服务组件运行环境，并提供事件管理功能如可靠事件的传输管理机制等，与各节点应用接口的接口适配器运行于节点工作站上。中心服务器运行于覆盖各个部门的政务专网，节点服务器可以运行于政务专网或者各接入单位内网(跨防火墙)，组成一个网状拓扑结构的应用互联网络。数据交换是通过连接节点适配器服务组件以及数据转换等一系列功能组件，形成端到端(P2P)的数据(业务)流程而实现的。由于可以灵活连接服务组件的输入输出端，因而可以灵活构成满足不同需求的交换逻辑。通过配置在每个数据交换节点（需要进行数据交换的各个单位）的交换服务，每个数据交换节点只需要与数据交换系统通过标准的接口进行交互，并通过XML进行数据转换，而不需要应用系统间相互直接连接访问就可以获取到所需要的数据。数据交换共享平台的整体行为就像一个虚拟的中心数据库，同时又像一个交换机。整个数据共享和交换的底层实现和存储机制对各应用节点是透明的。该结构属于松耦合，如同星形网络一样，很容易进行层次化的结构扩展，构建出多级的数据交换系统结构，以支持更大范围的广域方案。数据交换共享平台将政务办公应用系统的协作、电子政务安全支撑平台所提供的信任与授权服务、数据存储层与应用层的有效隔离有机地结合在一起，实现大量的不同位置、不同格式的数据的共享和相互访问，进而集成相关的业务应用，形成协同办公、一站式服务的基础平台。4、数据交换共享平台组织结构数据交换共享平台由中心服务器、节点服务器和适配器组件三部分组成。其组成如下图所示。.4数据中心前置交换系统业务信息库交换桥接系统（适配器）交换信息库共享信息库交换传输系统门户系统基础信息库节点服务器（数据提供者）中心服务器（数据管理者）用户图3系统组成图(1)中心服务器中心服务器是数据交换共享平台信息控制中枢，由交换传输系统和交换管理系统组成。中心服务器主要完成服务组件组合服务、远程部署、管理配置、监控管理、安全管理等功能。服务组件组合服务是系统的核心。系统根据由服务组件组合成的业务流程和服务组件配置的运行节点，远程将服务组件部署运行于节点服务器上，并在节点服务器上建立若干个消息队列作为XML数据传输的通道，实现点对点或发布/订阅的信息传递。管理配置包括服务组件运行节点的配置和组件本身的配置。具体工作如下：用户管理配置：管理连接到服务器的用户，设置访问系统用户的权限信息。服务组件组合服务：通过拖放方式连接服务组件的输入输出端，形成应用之间的数据通道。XSLT管理配置：通过界面提供的拖拉方式和转换函数，设置不同的XML格式之间转换的所使用的XSLT，所生成的XSLT数据转换服务运行于节点上，充分利用节点的计算能力。管理服务：包括服务组件库管理和组件(适配器)本身的配置管理、组件之间连接的管理(创建、删除、改变等)，以及系统运行管理(开启服务、应用等)。监控管理：为用户提供系统的运行状况信息，包括组件运行状态监控、数据流监控，日志等管理功能。(2)节点服务器各节点工作站服务器一起构成分布式的服务组件运行环境，并提供事件管理功能如消息队列和可靠事件的传输管理机制等，与各节点应用接口的接口适配器(Adapters)运行于节点服务器上。节点服务器由交换传输系统、桥接系统和前置机系统组成，提供两部分主要功能：运行环境和监控信息采集：接口服务等组件运行其上，并将有关服务组件的状态发送到中心服务器，中心服务器通过节点服务器开启组件。可靠事件传输：为服务组件之间的数据传输提供可靠传输机制，包括断点续传等功能。(3)适配器组件适配器是根据应用来定制的，为构建在信息资源共享与交换平台之上的应用提供简单易用的连接服务组件。它的主要功能是实现与应用的对接，并把抽取和接收的XML消息发送到数据交换共享平台实现数据路由和数据转换。适配器应可重用并可配置，不应包含数据路由和数据转换代码。55、数据交换模式在数据交换的过程中，主要包含了以下3种交换模式。(1)发布方应用系统向平台发布数据模式发布方应用系统向平台发布数据是指从权威数据源系统（如果通过前置机交换则从前置机）提取数据资源，更新共享平台的基础数据库这一过程。为了保持平台的共享数据资源和源系统的高度一致，交换方式采取由源系统主动发起交换服务，平台接收数据后立即进行更新。(2)使用方应用系统向平台ＰＵＬＬ模式这种交换模式是由资源请求节点的应用系统发起请求，交换系统将请求提交给平台数据库模块，数据库模块验证请求的合法权限之后，将被请求的资源通过再一次的交换服务返回给资源请求者。这种交换模式从平台端来看，好像是被资源请求方将数据资源主动“拖”了过去，因此也称为“PULL”交换方式。如下图所示，实际上在这种交换模式中进行往返的2次交换。一次是提交请求的消息交换，二次是返回结果的内容交换。(3)平台向使用方应用系统ＰＵＳＨ数据模式对于有些需要共享资源的应用系统，如果数据实时性要求不高，或者数据量特别大，或者因为安全、管理等原因需要平台定时发布共享信息。这种交换模式由平台登记数据交换时间，时间到了则由平台主动将共享数据交换给资源需求者，称这种模式为PUSH模式。6、应用实例采用上述方法建设的数据交换平台已经成功使用在贵阳市城市应急指挥资源共享平台上。贵阳市城市应急指挥资源共享平台以贵阳市地理信息系统为基础，完成统一标准的共享平台的建设，并基于该平台整合贵阳市智能交通管理系统、110综合指挥系统、公安综合信息系统、数字化城市管理信息系统。横向贯通市信息中心、交警、110、城管、公安局等部门，纵向连接市、县、乡（或支队、大队、中队）三级服务体系，实现视频监控资源、领导辅助决策信息的实时共享与交换。平台界面如下图所示。图4贵阳市数据交换共享平台界面67、结束语数据交换共享平台是信息发展过程中的阶段化产物，在解决数据共享问题上发挥着重要的作用，不仅能对现有数据资源进行重新整合，同时也可以充分挖掘数据资源的潜在价值。本文利用面向服务的思想，采用XML和WebServices技术，设计了数据交换平台，实现了业务部门之间的互联互通，满足了不同业务的协同需求。参考文献：[1]林培龙,刘柏嵩.基于SOA的电子政务决策支持系统研究[J].合肥工业大学学报,2009,32(9):862-865.[2]刘正.电子政务统一应用平台探索与实现[J].计算机与现代化,2009(7):136-141[3]程念胜,张宜生,李德群,等.基于XOP服务协议的高效数据交换平台[J].计算机工程,2008,34(11):93—95.[4]承继成,林晖,曾杉.数字城市导论[M].北京,商务印书馆,2000