分布式數(shù)據(jù)交換平臺在電子政務中設(shè)計與實現(xiàn)

薛 輝，鄧 軍，葉柏龍，文雄軍

(1.湖南涉外經(jīng)濟學院，中國 長沙 410205； 2.湖南科技職業(yè)學院，中國 長沙 410004；3.中南大學，中國 長沙 410083；4.湖南創(chuàng)博龍智信息科技股份有限公司，中國 長沙 410205)

目前我國的電子政務信息化建設(shè)已經(jīng)取得了很大的進步，為推動我國數(shù)字化政務辦公起了重要的作用[1-3]，但是隨著各單位業(yè)務系統(tǒng)的增加，長期以來, 各級政府部門之間的信息化建設(shè)大部分是各自為政, 與電子政務的統(tǒng)一性、開放性產(chǎn)生嚴重沖突, 形成了許多信息孤島，存在許多大量的重復性的工作，特別是許多公有信息．因此，促進信息資源共享，建立分布式網(wǎng)絡(luò)下數(shù)據(jù)交換平臺系統(tǒng)是我國近年來電子政務建設(shè)的重點任務之一．

本文提出的數(shù)據(jù)交換平臺(data exchange platform，DEP)[4-8]采用分布式網(wǎng)絡(luò)下數(shù)據(jù)交換體系架構(gòu)(PowerDX)進行構(gòu)思設(shè)計．平臺利用統(tǒng)一的消息服務來控制數(shù)據(jù)交換過程中復雜的控制信息交互，利用統(tǒng)一的技術(shù)標準和管理機制來解決數(shù)據(jù)交換過程中各種數(shù)據(jù)的傳輸；采用基于面向服務的架構(gòu)(service-oriented architecture，SOA)設(shè)計模式[9-10]、利用可擴展標記語言(extensible markup language，XML)技術(shù)[11-12]和消息中間件技術(shù)對不同數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，搭建一個分布式數(shù)據(jù)交換平臺，可實現(xiàn)多種異構(gòu)數(shù)據(jù)交換．

1 PowerDX平臺總體設(shè)計

1.1 PowerDX平臺總體架構(gòu)

圖1 數(shù)據(jù)交換體系總體架構(gòu)

該平臺總體設(shè)計主要是從電子政務系統(tǒng)層次上來考慮，包括：交換體系、電子政務信息安全基礎(chǔ)設(shè)施和電子政務網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺組成．其中交換體系由服務模式、PowerDX交換平臺、數(shù)據(jù)信息資源、技術(shù)標準和管理機制組成，后兩者為政務信息資源的交換與共享提供必要的技術(shù)和管理保障．如圖1所示．

根據(jù)當前電子政務發(fā)展趨勢將服務模式設(shè)計為資源共享、業(yè)務協(xié)同、公共服務和決策支持；基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息可設(shè)計為決策數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和交換數(shù)據(jù)等，詳見圖中標示；數(shù)據(jù)交換服務處于兩者之間，為了滿足不同服務模式的應用，通過調(diào)用交換平臺提供的交換服務來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息資源的訪問和操作．

1.2 PowerDX服務模式設(shè)計

由圖1可知，平臺的應用主要是為用戶提供服務，所以設(shè)計在總體架構(gòu)的頂層，為用戶提供四方面的服務．而服務是指一個交換組件的集合，它們向外界提供某個接口，能夠完成某種數(shù)據(jù)交換功能．本文采用基于SOA設(shè)計模式，利用XML技術(shù)和構(gòu)件技術(shù)搭建一個數(shù)據(jù)服務平臺，如圖2所示．

圖2 基于SOA服務管理模式設(shè)計

根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計需要，將服務分為注冊服務、請求服務和服務源3類， 在實現(xiàn)時根據(jù)用戶實際需要，服務可部署在平臺的任何地方，在系統(tǒng)發(fā)布時只需要根據(jù)各自的服務ID號就可以調(diào)用或使用該服務，每個服務的實現(xiàn)可以根據(jù)用戶的需求采用不同的開發(fā)工具和不同的數(shù)據(jù)庫，只要能滿足用戶的業(yè)務需要即可，這樣設(shè)計可以減少系統(tǒng)的開發(fā)和維護成本，從而提高系統(tǒng)的通用性．該模式中的3類服務角色的主要功能是：注冊服務角色是負責存儲和發(fā)現(xiàn)服務，同時也為請求服務和服務源提供服務查找；請求服務角色負責通過注冊服務發(fā)現(xiàn)一些滿足自身需要的可選服務，并為該服務的提供者建立綁定關(guān)系，這樣就可以調(diào)用這個服務了，編碼時可以組件的方式實現(xiàn)；服務源角色是負責向注冊者發(fā)布一個服務和為宿主機提供訪問控制．三者之間是彼此雙向關(guān)聯(lián)、相互影響的．

2 PowerDX平臺的實現(xiàn)

經(jīng)過上文的分析發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)交換服務是該平臺的核心部件，起到承上啟下的作用，所以重點分析數(shù)據(jù)交換服務平臺的實現(xiàn)．平臺采用交換中心為支撐，交換適配器采用靈活接入的方式，以適用各種環(huán)境下的相關(guān)政務業(yè)務系統(tǒng)和異構(gòu)數(shù)據(jù)庫等情況下的數(shù)據(jù)交換．具體實現(xiàn)分述如下：

2.1 數(shù)據(jù)交換服務邏輯實現(xiàn)

數(shù)據(jù)交換平臺從邏輯層次上可設(shè)計成交換中心、適配器等兩大部分組成．功能上負責數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳輸、管理平臺等．如圖3所示．

圖3 數(shù)據(jù)交換服務實現(xiàn)邏輯結(jié)構(gòu)

圖中適配器主要實現(xiàn)PowerDX與其它平臺的數(shù)據(jù)、應用或流程的訪問．通過適配器將需要訪問的數(shù)據(jù)進行適配，通過相應的協(xié)議或標準接口將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)以一定的格式傳輸?shù)秸麄€交換分布體系，它是交換數(shù)據(jù)接收、發(fā)送的入口，也是交換引擎之一．采用多個適配器主要是為了滿足多種異構(gòu)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，比如針對SOAP、HTTP、SQL、FILE、FTP、MSMQ等可匹配不同的適配器．交換中心負責消息服務、數(shù)據(jù)處理、工作流和日常平臺管理．交換中心和適配器分開部署，采用適配器接入方式，還可以非常靈活地解決在不同交換應用場景下的交換實現(xiàn)．

圖4 數(shù)據(jù)交換處理示意圖

2.2 數(shù)據(jù)交換核心處理

數(shù)據(jù)適配器跟數(shù)據(jù)源進行數(shù)據(jù)交換是以元數(shù)據(jù)為單位，可將元數(shù)據(jù)以XML消息的形式進行交互，適配器以消息傳入或傳出給交換中心；采用構(gòu)件技術(shù)可以進行設(shè)計和開發(fā)，可實現(xiàn)擴展性非常強的交換處理模型基礎(chǔ)功能．基礎(chǔ)功能包括數(shù)據(jù)抽取/加載、數(shù)據(jù)發(fā)送/接收、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)監(jiān)控等功能．如圖4所示．

2.3 平臺部署實現(xiàn)

數(shù)據(jù)交換平臺的部署結(jié)構(gòu)分：交換中心服務器、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫服務器、交換前置機、獨立虛擬終端幾大部分．如圖5所示．

在數(shù)據(jù)交換平臺部署結(jié)構(gòu)中每一部分都有各自的功能．交換中心服務器是數(shù)據(jù)交換的中心樞紐，負責將用戶的業(yè)務數(shù)據(jù)跟基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫服務器進行數(shù)據(jù)交換，許多的業(yè)務系統(tǒng)都必須先將數(shù)據(jù)提交給交換中心，然后由交換中心轉(zhuǎn)存到基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中，同理業(yè)務子系統(tǒng)的服務也是通過交換中心共享平臺的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)．交換前置機是各業(yè)務部門或子系統(tǒng)平臺進行數(shù)據(jù)交換的接口．獨立虛擬終端是針對沒有業(yè)務接入的部門子系統(tǒng)而設(shè)計的，集中設(shè)置一個虛擬工作終端，這樣就可以進行數(shù)據(jù)采集和查詢服務等．

圖5 平臺部署結(jié)構(gòu)圖

3 結(jié)束語

電子政務系統(tǒng)中數(shù)據(jù)交換面對的是跨多種平臺的復雜應用環(huán)境，要涉及多種技術(shù)和理論，本文利用基于分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下SOA、XML、DotNET和構(gòu)件技術(shù)，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)交換的多種模型，不但充分利用了XML在數(shù)據(jù)交換中的作用，最主要是采用了SOA的設(shè)計模型，充分體現(xiàn)了在跨平臺應用中的優(yōu)勢，實現(xiàn)了一個高度自治、安全、便于管理的數(shù)據(jù)集成應用．雖然本平臺提供的服務類型豐富，但是交互越多將可能導致潛在的隱患越多，使系統(tǒng)運行受到影響，這是我們課題組今后需要進一步研究的方面．

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