論ＳＯＡ在系統(tǒng)集成中的應(yīng)用

張　乾

摘 要:系統(tǒng)集成是Web Service和SOA的主要應(yīng)用領(lǐng)域,集成技術(shù)主要用于解決數(shù)據(jù)庫爆炸和信息孤島問題。集成通過自適應(yīng)技術(shù)來整合IT信息資源,發(fā)揮IT的整體作用,集成技術(shù)包括了連接、管理、規(guī)范和整合企業(yè)內(nèi)外的信息。隨著Web Service和SOA的不斷成熟,一種基于SOA的集成框架ESB也日趨完善。ESB融合了EAI和B2B的優(yōu)點(diǎn),采用ESB可以使系統(tǒng)集成更方便、更經(jīng)濟(jì)。

關(guān)鍵詞:SOA 系統(tǒng)集成 Web Service ESB

中圖分類號(hào):TP303文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1673-8454(2009)17-0081-04

一、概念

系統(tǒng)集成泛指連接、管理和組合各種企業(yè)內(nèi)和企業(yè)間的系統(tǒng),使集成后的系統(tǒng)能以統(tǒng)一的方式互聯(lián)互操作以支持業(yè)務(wù)過程的自動(dòng)化技術(shù)。將兩個(gè)或者兩個(gè)以上的系統(tǒng)進(jìn)行集成時(shí)主要涉及組織、角色、任務(wù)和過程的定義和管理。系統(tǒng)集成的主要工作有集成方案的確定,集成功能范圍的劃分,工作流系統(tǒng)的創(chuàng)建改造,數(shù)據(jù)格式的規(guī)范,組織模型的統(tǒng)一等。

SOA(Service-Oriented Architecture),一般翻譯為“面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)”,它是一種良好分布式軟件架構(gòu)模型,它將不同的功能單元(服務(wù))通過單元之間的接口和契約聯(lián)系起來。接口采用中立的方式進(jìn)行定義,獨(dú)立于實(shí)現(xiàn)服務(wù)的硬件平臺(tái)、操作系統(tǒng)和編程語言,使得構(gòu)建的服務(wù)可以以一種統(tǒng)一和通用的方式進(jìn)行交互。所以,SOA是將軟件組織在一起的抽象概念。

二、系統(tǒng)集成

系統(tǒng)集成是一種新興的服務(wù)方式,指在企業(yè)范圍內(nèi)外,將多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的過程、軟件、標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)庫和硬件集成在一起,使集成后的系統(tǒng)成為一個(gè)無縫運(yùn)作的系統(tǒng)。系統(tǒng)集成的本質(zhì)就是最優(yōu)化的綜合統(tǒng)籌設(shè)計(jì),對(duì)一個(gè)大型的綜合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),系統(tǒng)集成所要達(dá)到的目標(biāo)——整體性能最優(yōu),即所有部件和成分合在一起后不但能工作,而且全系統(tǒng)是低成本的、高效率的、性能勻稱的、可擴(kuò)充的和可維護(hù)的系統(tǒng)。一般的系統(tǒng)集成包括業(yè)務(wù)過程集成、應(yīng)用集成、數(shù)據(jù)集成和功能集成。通過集成可以增進(jìn)與客戶的關(guān)系,增強(qiáng)供應(yīng)鏈間的聯(lián)系,改善內(nèi)部流程,減少市場周期等。我們經(jīng)常把系統(tǒng)集成分為:表示集成、數(shù)據(jù)集成和功能集成(如圖1所示),另外API集成是所有集成的基礎(chǔ)。系統(tǒng)集成實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵在于解決系統(tǒng)之間的互聯(lián)和互操作性問題,它是一個(gè)多廠商、多協(xié)議和面向各種應(yīng)用的體系結(jié)構(gòu)。這就需要解決各類設(shè)備、子系統(tǒng)間的接口、協(xié)議、系統(tǒng)平臺(tái)、應(yīng)用軟件等與子系統(tǒng)、建筑環(huán)境、施工配合、組織管理和人員配備相關(guān)的一切面向集成的問題。

目前系統(tǒng)集成的領(lǐng)頭公司主要有:IBM、EBA、Microsoft、Sybase等,它們都很好地實(shí)現(xiàn)自己的系統(tǒng)集成的解決放方案。

三、SOA的關(guān)鍵技術(shù)

與SOA相關(guān)的技術(shù)很多,主要有XML、Web Service、CORBA(DOM、EJB)、ESB、SOAD、BPM(EAI、B2Bi)等。

1.SOA

SOA是目前IT領(lǐng)域的熱點(diǎn),它是具有分布、協(xié)作、共享特征軟件的首選體系結(jié)構(gòu)。

SOA的關(guān)鍵是“服務(wù)”的概念,W3C將服務(wù)定義為:“服務(wù)提供者完成一組工作,為服務(wù)使用者交付所需的最終結(jié)果。最終結(jié)果通常會(huì)使使用者的狀態(tài)發(fā)生變化,但也可能使提供者的狀態(tài)改變,或者雙方都產(chǎn)生變化?！?/p>

Service-architecture.com將SOA定義為:“本質(zhì)上是服務(wù)的集合。服務(wù)間彼此通信,這種通信可能是簡單的數(shù)據(jù)傳送,也可能是兩個(gè)或更多的服務(wù)協(xié)調(diào)進(jìn)行某些活動(dòng)。服務(wù)間需要某些方法進(jìn)行連接。所謂服務(wù)就是精確定義、封裝完善、獨(dú)立于其他服務(wù)所處環(huán)境和狀態(tài)的函數(shù)?！?/p>

Looselycoupled.com將SOA定義為:“按需連接資源的系統(tǒng)。在SOA中,資源被作為可通過標(biāo)準(zhǔn)方式訪問的獨(dú)立服務(wù),提供給網(wǎng)絡(luò)中的其他成員。與傳統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比,SOA規(guī)定了資源間更為靈活的松散耦合關(guān)系?！?它是一種架構(gòu)模型,可以根據(jù)需求通過網(wǎng)絡(luò)對(duì)松散耦合的粗粒度應(yīng)用組件進(jìn)行分布式部署、組合和使用。

Gartner則將SOA描述為:“客戶端/服務(wù)器的軟件設(shè)計(jì)方法,一項(xiàng)應(yīng)用由軟件服務(wù)和軟件服務(wù)使用者組成……SOA與大多數(shù)通用的客戶端/服務(wù)器模型的不同之處,在于它著重強(qiáng)調(diào)軟件組件的松散耦合,并使用獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)接口?！?/p>

SOA支持將業(yè)務(wù)功能單元作為連接服務(wù)或可重復(fù)進(jìn)行集成,在需要時(shí)可通過網(wǎng)絡(luò)訪問這些服務(wù)或任務(wù)。SOA是一種松散耦合和粗粒度的服務(wù)結(jié)構(gòu),它將服務(wù)組合成各種應(yīng)用程序,提高了代碼的重用率、方便地復(fù)用各種應(yīng)用資源,使業(yè)務(wù)更加靈活和便利,增加功能的同時(shí)減輕了工作量。SOA原型的一個(gè)典型例子就是CORBA(公共對(duì)象請(qǐng)求代理體系),隨著Web Service技術(shù)的成熟,SOA也有了進(jìn)步,主要體現(xiàn)在以XML為基礎(chǔ)的技術(shù)上。在Web Service中通過WSDL來描述接口,這樣系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性、靈活性、自治性就會(huì)有很大的提高。

SOA的主要組件結(jié)構(gòu)如圖2所示。SOA是通過http傳遞的SOAP消息。SOAP(簡單對(duì)象訪問協(xié)議)是一種基于XML文本的通信協(xié)議,它是一種輕型的分布式計(jì)算協(xié)議,在分布式環(huán)境中交換信息。Http允許SOAP利用Web服務(wù)器、代理服務(wù)器和防火墻等進(jìn)行投資,達(dá)到簡單、可擴(kuò)展的目的。

2.XML

XML(Extensible Markup Language)可擴(kuò)展標(biāo)記語言,是一套定義語義標(biāo)記的規(guī)則,也是元標(biāo)記語言,用于定義其他與特定領(lǐng)域有關(guān)系的、語義的、結(jié)構(gòu)化的標(biāo)記語言的句法語言。XML具有簡明有效、易學(xué)易用、開放、國際化、標(biāo)準(zhǔn)高效、可擴(kuò)展等特點(diǎn)。它是一種簡單、靈活的標(biāo)準(zhǔn)格式,為基于Web的應(yīng)用提供了一個(gè)描述數(shù)據(jù)和交換數(shù)據(jù)的有效手段。使用XML有以下好處:使搜索更有意義,開發(fā)靈活的Web應(yīng)用軟件更簡單,可實(shí)現(xiàn)不同的數(shù)據(jù)集成,適用于多種應(yīng)用環(huán)境,方便客戶端的數(shù)據(jù)處理和計(jì)算,數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)滿足個(gè)性化要求,局部數(shù)據(jù)可隨時(shí)更新,與現(xiàn)有的Web發(fā)布機(jī)兼容,可擴(kuò)展性高和有良好的壓縮性能。

3.Web Service

Web Service是由URI標(biāo)識(shí)的軟件應(yīng)用,其接口和綁定可以用XML來定義和描述并且可以被發(fā)現(xiàn),與其他軟件通過基于Internet的協(xié)議以XML消息交換方式直接交互。Web Service是實(shí)現(xiàn)SOA的具體方式之一,它是架構(gòu)在XML和Internet之上的分布式計(jì)算技術(shù)。Web Service是系統(tǒng)集成中用來解決應(yīng)用程序之間相互通信的技術(shù),同時(shí)也是描述一系列操作的接口。在Web Service中需要一系列標(biāo)準(zhǔn)的支持,例如WSDL、UDDI、SOAP等,這些標(biāo)準(zhǔn)在角色、操作和構(gòu)件三者之間起連接作用,如圖3所示。

(1)WSDL(Web Service Description Language)包含文檔或面向過程消息的端點(diǎn)操作信息的XML格式網(wǎng)絡(luò)服務(wù)描述,可以綁定描述與SOAP、HTTP GET/POST和MIME技術(shù)。

(2)UDDI(Universal Description,Discovery and Integr-ation,統(tǒng)一描述、發(fā)現(xiàn)和集成)是一個(gè)規(guī)范,可以用于以Web Service為基礎(chǔ)的信息注冊(cè),是一個(gè)公用的可接入集合,以登記的形式將信息登記出來以便可以發(fā)現(xiàn)這些服務(wù)。

(3)SOAP(Simple Object Access Protocol)是一種輕量級(jí)的編程,常用于沒有控制中心、分布式的環(huán)境中交換信息,它以XML為基礎(chǔ),一般由信封、編碼規(guī)則、遠(yuǎn)程過程調(diào)用和應(yīng)答規(guī)則、捆綁方式組成。

4.CORBA、DOM、EJB

CORBA是Common Object Request Broker Architecture的縮寫,簡稱公共對(duì)象請(qǐng)求代理體系,它由國際對(duì)象,管理組織OMG指定。在該環(huán)境下開發(fā)的軟件既可面向?qū)ο笥志哂锌芍赜眯?、可移植性及可操作性等特點(diǎn)。CORBA是一種分布式計(jì)算標(biāo)準(zhǔn),其主要分三層:對(duì)象請(qǐng)求代理、公共對(duì)象服務(wù)和公共設(shè)施。CORBA是一種應(yīng)用于開發(fā)和配置分布式應(yīng)用的服務(wù)器端中間件模型規(guī)范,包括:抽象構(gòu)件模型、構(gòu)件容器結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的配置以及打包規(guī)范。

5.ESB

ESB(Enterprise Service Bus)采用SOA原則,在大粒度服務(wù)級(jí)別通過事件驅(qū)動(dòng)和基于XML的消息引擎,以與實(shí)現(xiàn)無關(guān)的方式集成企業(yè)應(yīng)用的新型標(biāo)準(zhǔn)。它使用許多可能的傳遞消息協(xié)議來負(fù)責(zé)適當(dāng)?shù)目刂屏魃踔吝€可能是服務(wù)之間所有消息的傳輸,相當(dāng)于計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)總線。模塊(服務(wù))都以松耦合連接到BUS上,以此方式來提高服務(wù)效率,ESB主要有智能路由(Routing)、傳輸(Transformation)和事件(Event)組成,如圖4所示。

6.SOAD

SOAD(Service-Oriented Analysis and Design,面向服務(wù)的分析與設(shè)計(jì)),是專門為面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)范型設(shè)計(jì)的軟件建模和開發(fā)方法,它建立在早期包括面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計(jì)以及業(yè)務(wù)過程管理在內(nèi)的過程開發(fā)基礎(chǔ)之上。所有的設(shè)計(jì)方法都提倡信息隱藏、抽象和關(guān)注點(diǎn)分離。但是SOAD加入了對(duì)服務(wù)倉庫、服務(wù)編排和企業(yè)服務(wù)總線的設(shè)計(jì)方法。SOAD是以架構(gòu)為中心,以用例和業(yè)務(wù)過程驅(qū)動(dòng),迭代式開發(fā)方法。

四、基于J2EE的系統(tǒng)集成解決方案

不管是C/S還是B/S結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)軟件,最終的目的只有一個(gè)——對(duì)各種服務(wù)的集成。軟件技術(shù)發(fā)展到今天,EIS的集成出現(xiàn)了兩大主流,即SUN的J2EE方案和MS的.NET方案,他們要做的都是將不同的服務(wù)進(jìn)行集成后統(tǒng)一接口暴露給客戶端。J2EE并非一個(gè)產(chǎn)品,而是一系列的標(biāo)準(zhǔn)。J2EE(Java 2 Enterprise Edition)技術(shù)的基礎(chǔ)是Java 2平臺(tái),它提供了對(duì)EJB、Servlet、JSP、XML等技術(shù)的全面支持,其最終目標(biāo)是成為一個(gè)支持企業(yè)級(jí)應(yīng)用開發(fā)的體系結(jié)構(gòu),簡化企業(yè)解決方案的開發(fā)、部署和管理等復(fù)雜問題。事實(shí)上,J2EE已經(jīng)成為企業(yè)級(jí)開發(fā)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和首選平臺(tái)。J2EE為搭建具有可伸縮性、靈活性、易維護(hù)性的商務(wù)系統(tǒng)提供了良好的機(jī)制。

J2EE平臺(tái)通過新的JAX-RPC1.1 API提供完整的Web服務(wù)支持,這種API很好地支持基于Servlet和企業(yè)Bean的服務(wù)端點(diǎn)。JAX-RPC1.1基于WSDL和SOAP協(xié)議提供了與Web服務(wù)的互操作性。J2EE平臺(tái)也支持Web Services for J2EE規(guī)范(JSR 921),它定義了Web服務(wù)部署需求并利用了JAX-RPC編程模型。J2EE1.4平臺(tái)有以下優(yōu)點(diǎn):提供了一個(gè)多層應(yīng)用程序模型,這意味著應(yīng)用程序的不同部分可以運(yùn)行在不同的設(shè)備上。J2EE結(jié)構(gòu)定義了一個(gè)客房機(jī)層,一個(gè)中間層(由一個(gè)或多個(gè)子層組成),以及一個(gè)EIS層?；谌萜鞯慕M件管理,J2EE基于組件開發(fā)模型的中樞容器(Container)概念,容器提供了組件服務(wù)的運(yùn)行時(shí)(Runtime)環(huán)境,組件可以期望它們的服務(wù)在任何J2EE平臺(tái)上都有效。所有的EJB容器提供對(duì)EJB組件的事務(wù)和生命周期管理的自動(dòng)支持,并支持對(duì)EJB的查找或其他的服務(wù)。容器還提供對(duì)企業(yè)信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化訪問。J2EE1.4平臺(tái)升級(jí)新增加的技術(shù)大部分和Web服務(wù)相關(guān)。在J2EE1.4平臺(tái)下,開發(fā)、部署、發(fā)現(xiàn)Web服務(wù)變得非常方便。J2EE1.4提供了Web服務(wù)總框架,如圖5所示,主要包括了:Web Services for J2EE、JAX-RPC、SAAJ、JAXR、Connector Architecture1.5等,其中JAX-RPC是J2EE1.4平臺(tái)中Web服務(wù)的核心技術(shù)。除此之外,J2EE還聲稱支持WS-I Basic Profile1.0。

在J2EE平臺(tái)下,Web服務(wù)器通過兩種方式訪問J2EE應(yīng)用程序,一種是攜帶一組類型參數(shù)(最初的Web服務(wù)版本)的RPC風(fēng)格調(diào)用(同步和異步),這種類型的服務(wù)調(diào)用非常類似傳統(tǒng)的方法調(diào)用,使用在分布式對(duì)象和RPC實(shí)現(xiàn)中;另外一種則是消息傳遞風(fēng)格調(diào)用(同步和異步),這種類型的服務(wù)調(diào)用類似傳統(tǒng)的消息系統(tǒng)。客戶在訪問JAX-RPC API創(chuàng)建的Web服務(wù),JAX-RPC就使用Servlet來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的Web服務(wù)。Web服務(wù)的客戶也可以通過Bean的服務(wù)端點(diǎn)接口訪問無狀態(tài)會(huì)話Bean。如果不采取消息的同一規(guī)范,則Web服務(wù)的客戶不能訪問其他類型企業(yè)的Bean。

五、總結(jié)

SOA將應(yīng)用程序不同的功能單元,通過組件(服務(wù))之間接口和契約聯(lián)系起來,甚至將不同的應(yīng)用系統(tǒng)整合成一個(gè)功能強(qiáng)大、服務(wù)性能強(qiáng)的系統(tǒng)。其接口采用中立的方式進(jìn)行定義,我們一般稱之為松耦合。松耦合的系統(tǒng)有很好的靈活性,當(dāng)整個(gè)應(yīng)用程序的每個(gè)組件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)逐個(gè)發(fā)生改變時(shí),它能繼續(xù)存在。接口獨(dú)立于硬件、操作系統(tǒng)和編程語言,使得系統(tǒng)中的服務(wù)可以統(tǒng)一和通用的方式進(jìn)行消息傳遞和交互。通過使用基于XML的語言WSDL來描述接口,相應(yīng)的服務(wù)已經(jīng)轉(zhuǎn)到更動(dòng)態(tài)且靈活的接口系統(tǒng)。以SOA為基礎(chǔ)的系統(tǒng)集成很好地解決了信息孤島的問題。

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