IBM数据交换平台建设方案

国际商业机器中国有限公司2005.5XX省电子政务系统数据交换平台目录：1概述数据交换共享平台是协作式电子政务应用平台（包括政府职能部门之间的电子协作、政府与公众/企事业单位的服务管理等）的核心基础服务模块，负责实现跨系统的数据交换、流程控制和分布式数据存储服务。数据交换平台的目的是实现每个合法用户将其所要传输的数据包安全可靠地传输到指定的地方。数据交换平台支持常见数据库类型、多种业务类型、多种数据传输方式和网络特性，是各类应用系统共享信息资源的公共渠道，是应用系统扩展的接口。面向服务的体系架构目前，大多数企业都有各种各样的系统、应用程序以及不同时期和技术的体系结构。集成来自多个厂商跨不同平台的产品和应用系统，一直是企业IT部门的主要挑战。面向服务的体系结构为解决这一问题提供了良好的途径。SOA是一个组件模型，它将应用程序的不同功能单元（称为服务）通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。接口是采用中立的方式进行定义的，它应该独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。这使得构建在各种这样的系统中的服务可以以一种统一和通用的方式进行交互。以服务为导向、开放、松散耦合的总体目标架构，在应用系统的规划设计时，我们遵循如下业务集成参考架构。图IBM基于SOA的业务集成参考架构SOA的主要组件包括服务、动态发现和消息。服务是能够通过网络访问的可调用例程。服务公开了一个接口契约，它定义了服务的行为以及接受和返回的消息。术语服务常与术语提供者互换使用，后者专门用于表示提供服务的实体。接口通常在公共注册中心或者目录中发布，并在那里按照所提供的不同服务进行分类，就像电话簿黄页中列出的企业和电话号码一样。客户（服务消费者）能够根据不同的分类特征通过动态查询服务来查找特定的服务。这个过程被称为服务的动态发现。服务消费者或者客户通过消息来消费服务。因为接口契约是独立于平台和语言的，消息通常用符合XML模式的XML文档来构造。SOA结构中，中立的接口定义（没有强制绑定到特定的实现上）的特征称为服务之间的松耦合。松耦合系统的好处有两点，一点是它的灵活性，另一点是，当组成整个应用程序的每个服务的内部结构和实现逐渐地发生改变时，它能够继续存在。而另一方面，紧耦合意味着应用程序的不同组件之间的接口与其功能和结构是紧密相连的，因而当需要对部分或整个应用程序进行某种形式的更改时，它们就显得非常脆弱。对松耦合的系统的需要来源于业务应用程序需要根据业务的需要变得更加灵活，以适应不断变化的环境，比如经常改变的政策、业务级别、业务重点、合作伙伴关系、行业地位以及其他与业务有关的因素，这些因素甚至会影响业务的性质。我们称能够灵活地适应环境变化的业务为随需应变业务，在随需应变业务中，一旦需要，就可以对完成或执行任务的方式进行必要的更改。服务包括：1)用户交互服务。为用户在界面上提供一个统一的信息服务功能入口。通过将内部和外部各种相对分散独立的信息组成一个统一的整体，保证了用户既能够从统一的渠道访问其所需的信息，也可以依据每一个人的要求来设置和提供个性化服务。2)应用服务。通过HUB或总线架构，实现应用与应用之间的连接，完成相关的数据路由与数据格式转换。3)信息集成服务。实现数据或整合，在异构的数据源之间实现数据层的直接整合。通过建立统一的数据模型来实现不同系统间的信息转换。4)工作流程服务。实现业务流程管理，包括工作流管理、自动化流程两层面。它将不同的应用系统连接在一起，进行协同工作，并提供商业流程管理的相关功能，包括流程设计、监控和规划，实现业务流程的实时管理。同时支持行业标准（如RossetNet、ebXML、EDI、CIDX、SWIFT、FIX）以适应企业集中、扁平、透明的管理机制，适应企业供应链、企业内部流程共享和流程优化。5)B2B集成服务。通过多种连接方式，接入第三方的系统，如ERP等。企业服务总线每个企业在信息系统建设过程中必然涉及到多个应用系统（可能运行于不同的平台之上，采用不同的开发语言与模式进行开发）之间的相互集成需求（InformationConnectivity&Integration或者大家熟知的EAI），采用何种集成体系结构必须慎重考虑。当前大部分的企业采用的应用系统之间的集成是一种点对点的体系结构，具体请见下图：图基于点对点的集成架构点对点的应用系统集成结构的出发点很简单，当两个系统之间需要相互协作时，为这两个系统开发相应的连接组件(Adapter)将二者互联。这种由简单出发的结构存在着严重的隐患：随着应用系统个数的增加，连接组件(Adapter)的数目将快速增长（总数为n*(n-1)个连接组件，其中n为应用系统的个数），而且在不同应用系统之间由于缺乏自动提交请求的机制，必须在相关的连接组件内部固化请求的提交功能，应用系统之间存在着高度的藕合性，这为系统的维护带来了巨大的复杂性，任何一个系统的升级或改动都将影响到其它与之相关的应用系统的修改；同时当一个新的应用系统需要纳入整个应用集成体系时整个工作变得非常复杂。TheHubandSpoke提供克服传统点对点缺点和EnterpriseServiceBus(ESB)趋势的分配和模块架构。重要的是一个建立在ESB上的集成趋势，它提供一个普通的商业目标模式，它运作起来像数据隔离层，分隔特别应用数据和逻辑过程相关数据。另外，相比以前的趋势，连接器和接口数减少，整合努力减少了。继续上面的例子，只有5个连接器和10个接口需要建设。系统1系统4系统3系统2图基于ApplicationHub的集成架构良好的EAI体系结构应该保证不同应用系统之间的高度内聚，同时又保持各个应用系统的相对独立性，系统之间存在着松散的藕合关系。基于ApplicationHub的EAI结构能够满足复杂的企业应用集成需求和发展的需求。与点对点的EAI结构相比，在基于ApplicationHub的EAI体系结构中，连接组件的数目很少（一个应用系统对应于一个针对ApplicationHub的连接组件，总数为n个。n为被集成的应用系统的个数）；而且各相互集成的应用系统之间不存在直接的关联，所有的集成工作通过中央ApplicationHub进行，当某应用系统需要与其它的系统集成时该应用程序发请求（一般通过消息的方式）给ApplicationHub，由ApplicationHub自动地将该请求转发给相应的目标系统进行处理后将结果返回给请求者。在这种体系结构中，系统的维护非常简单，每一个应用系统的更新和修改都能够实时地实现，同时当新的应用系统出现时能够简便的纳入到整个IT环境当中，与其它的应用系统相互协作，共同为用户提供服务。企业服务总线（ESB）和以服务为导向的应用架构体系（SOA）紧密连接在一起，企业服务总线（ESB）是以服务为导向的应用架构体系（SOA）的核心组成部分。企业服务总线（ESB）为以服务为导向的应用架构体系（SOA）提供了连通性基础架构，它是SOA架构下ApplicationHub的具体体现。如上图所示，在SOA架构上发布的业务服务是ESB的“用户”，这些基于SOA架构的业务系统所开放出来的服务通过ESB进行交互。它们的交互请求被以事件的方式进行发布和订阅。IBM的企业服务总线解决方案是WebSphereMQ以及WebSphereBusinessIntegrationMessageBroker。2数据交换系统采用中间件的必要性中间件是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源，管理计算资源和网络通讯。它在计算机系统中是一个关键软件，它能实现应用的互连和互操作性，能保证系统的安全、可靠、高效的运行。中间件的跨平台性可以屏蔽操作系统的差异，克服网络状况不理想的限制，另外，使用中间件可以缩短系统的开发周期，使集成商把更多的精力投入到各有价值的业务应用开发中。目前中间件的种类很多，为实现安全、可靠的数据传输交换平台和应用整合方案，利用消息传输中间件(MOM)是最佳的选择。它简化了应用之间数据的传输，屏蔽底层异构平台，提供一致的通讯标准和应用开发，确保数据交换网络上可靠的、跨平台的信息传输和数据交换。它基于消息队列的存储-转发机制，并提供了特有的异步传输机制。优秀的消息中间件能够基于消息传输和异步事务处理实现应用整合与数据交换。在XX省电子政务数据交换项目中，使用中间件的必要性有以下几个方面：数据传输量大数据交换应用系统建成以后是一个覆盖各委办局的复杂的应用系统，并且在这些节点之间存在大量的数据需要传输，在如此众多的应用节点之间如果缺乏快速可靠的消息传输机制，将导致整个系统的故障率大幅上升，从而使整个系统陷于不可用状态。因此快速而可靠的消息传输机制将是企业内部统一数据交换系统取得成功的重要保证。数据传输的安全性要求很高信息的准确性和安全性直接影响客户满意度系统维护和管理的任务和风险很大，某些单位的工作人员的IT水平有限，需要采用一种自动化的数据传输和管理手段，降低系统维护的成本与其他单位的数据交换在实现数据交换的同时，电子政务系统还存在与其它系统进行数据交换的需求。各种应用系统的互通，在多个应用系统之间进行数据交换，而未来参与数据交换的局委办应用系统数目更会不断的增加，如何应用维护的工作量最小。在未来数据交换的进行过程中，对于用户需求的变化带来的用于应用系统之间交换的数据格式、数据内容的改变，如何进行有效的管理和维护。鉴于以上方面的考虑，我们建议在电子政务数据交换项目中采用适当的中间件技术来实现项目的建设和规划。为了解决数据传输的问题，我们推荐IBM公司的WebSphereMQ和MessageBroker通讯中间件。WebSphereMQ是IBM公司为用户提供的消息服务中间件，以80%左右的全球市场占有率遥遥领先于其它所有的MOM(Message-OrientedMiddleware)中间件产品。WebSphereMQ采用异步的消息机制在不同的服务器节点之间保证可靠的信息传递服务，在此过程中WebSphereMQ能够自动屏蔽各种异常和故障而保证将数据信息传送到目的地，每种信息将至少被传递一次而且只被传递一次。在电子政务数据交换应用系统中，采用WebSphereMQ，相关信息（以及其它任何所需的信息）能够在各局委办之间实现灵活而可靠的消息传递，即使在传输过程中网络或任何软件、硬件系统出现故障，WebSphereMQ也能够保证将信息安全地传送到目的地。它的特点：统一的接口，缩短开发周期；可跨多种平台；保证复杂环境下的可靠传输；适用于分布式处理；处理不依赖于时间的限制。我们建议采用IBM公司的应用整合中间件WBIMessageBroker作为一个信息/数据总线。它提供了基于ApplicationHub的通讯连接和应用整合方式，能够有效地提供数据路由、加工处理和格式转换等功能。MessageBroker位于电子政务数据交换平台的核心，连接各个委办局，起到一个交通和通讯枢纽的作用。它可以简化系统的配置，同时提供各种数据处理服务，如：数据的计算、过滤、数据库操作等；实现各种不同数据格式之间的转换，如：传统数据格式与XML格式之间的转换；实现基于数据内容的智能路由，从而调用不同的字模块所提供的服务；对原有应用的修改减少到最低限度，并具有高可扩展性。3IBM解决方案3.1方案描述XX电子政务数据交换平台是是基于成熟可靠的JMS技术的数据交换、数据流管理和跨厅局协同工作功能的应用支撑平台系统。信息交换系统是电子政务综合业务支撑平台所提供的关键服务。通过信息交换系统，实现电子政务系统跨平台、跨系统、跨应用、跨地区的互联互通和信息共享，为政府部门之间进行公文交换、网上审批等提供支持。数据交换中心处于核心位置，通过配置在数据交换中心的数据交换服务器提供的标准化的适配器和接口为每个数据交换节点（需要进行数据交换的各个厅局）提供服务。每个数据交换节点只需要与数据交换中心通过数据适配器进行交互，并通过XML进行数据转换。在充分了解当前项目需求并考虑未来扩展的基础上，建议采用如下的系统架构来实现数据交换