基于服務(wù)代理的開放SaaS平臺構(gòu)件管理技術(shù)

國艷群, 韓 敏, 孫林夫

(1.西南交通大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,成都 610031; 2.西南電子設(shè)備研究所,成都 610036)

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基于服務(wù)代理的開放SaaS平臺構(gòu)件管理技術(shù)

國艷群1,2, 韓 敏1, 孫林夫1

(1.西南交通大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,成都 610031; 2.西南電子設(shè)備研究所,成都 610036)

[摘要]為解決開放SaaS服務(wù)平臺中分布式構(gòu)件開發(fā)與管理問題，提出了基于服務(wù)代理的構(gòu)件管理技術(shù)，設(shè)計了系統(tǒng)應(yīng)用框架，對基于代理的開放SaaS服務(wù)平臺應(yīng)用構(gòu)件開發(fā)、部署、運行及更新機制進(jìn)行研究，并應(yīng)用于汽車供應(yīng)鏈協(xié)作平臺建設(shè)。結(jié)果表明，基于服務(wù)代理的構(gòu)件管理技術(shù)簡化了構(gòu)件開發(fā)與管理流程，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性與開發(fā)效率，促進(jìn)了開放SaaS服務(wù)平臺能力的不斷優(yōu)化提升。

[關(guān)鍵詞]服務(wù)代理；SaaS；構(gòu)件管理

隨著計算機網(wǎng)絡(luò)及云計算技術(shù)的發(fā)展，越來越多的企業(yè)選擇以SaaS(Software as a Service，軟件即服務(wù))模式[1]構(gòu)建企業(yè)的信息系統(tǒng)。SaaS是基于互聯(lián)網(wǎng)提供軟件服務(wù)的軟件應(yīng)用模式，由SaaS平臺提供商為構(gòu)建企業(yè)信息化所需要的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施及軟、硬件平臺，并負(fù)責(zé)所有前期的實施、后期的維護(hù)等一系列工作。開放SaaS平臺[2]則是以傳統(tǒng)SaaS服務(wù)平臺技術(shù)為基礎(chǔ)，允許用戶作為應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)者參與系統(tǒng)開發(fā)與建設(shè)。而如何在面向服務(wù)、分布式的、開放的環(huán)境中實現(xiàn)對應(yīng)用構(gòu)件的管理，則成為開放SaaS平臺亟待解決的問題。

近年來，人們圍繞分布式構(gòu)件管理問題開展了廣泛研究，有的文獻(xiàn)提出了基于服務(wù)代理的分布式系統(tǒng)框架并對服務(wù)代理接口進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計[3,4]；有的文獻(xiàn)基于XML對構(gòu)件管理技術(shù)進(jìn)行了研究[5]，提出了基于Agent構(gòu)建分布式構(gòu)建管理系統(tǒng)的方法[6]。然而，與傳統(tǒng)的分布式構(gòu)件管理系統(tǒng)不同，開放SaaS平臺所面臨的是一個多類型用戶并行工作的環(huán)境，系統(tǒng)用戶既包括平臺開發(fā)與維護(hù)用戶，又包括應(yīng)用系統(tǒng)用戶及應(yīng)用構(gòu)件開發(fā)用戶，這些用戶依托SaaS平臺所開展的工作既包括常規(guī)的平臺開發(fā)、應(yīng)用系統(tǒng)運行，又包括構(gòu)件的開發(fā)、系統(tǒng)的調(diào)試等工作，給平臺的穩(wěn)定性、效率都帶來了巨大挑戰(zhàn)。為此，本文在已有的研究工作的基礎(chǔ)上，將服務(wù)代理技術(shù)與分布式系統(tǒng)構(gòu)件管理應(yīng)用相結(jié)合，并應(yīng)用于開放SaaS平臺設(shè)計，提出了基于服務(wù)代理的開放SaaS平臺構(gòu)件管理技術(shù)。通過服務(wù)代理，支持開發(fā)用戶、系統(tǒng)應(yīng)用用戶透明的實現(xiàn)對構(gòu)件的開發(fā)、部署、更新、運行等管理，解決開放SaaS平臺中面臨的分布式構(gòu)件管理問題。

1系統(tǒng)應(yīng)用框架

系統(tǒng)應(yīng)用框架設(shè)計如圖1所示。以運行于SaaS平臺的構(gòu)件管理服務(wù)為核心，通過基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，將各類業(yè)務(wù)應(yīng)用與SaaS服務(wù)中心互聯(lián)，并在業(yè)務(wù)應(yīng)用端提供相應(yīng)的開發(fā)代理、部署代理、運行代理及構(gòu)件更新代理，由代理與服務(wù)中心交互，實現(xiàn)用戶對服務(wù)中心的透明訪問。從功能組成上看，應(yīng)用框架主要由構(gòu)件管理服務(wù)、平臺構(gòu)件庫及服務(wù)列表、應(yīng)用構(gòu)件庫及服務(wù)列表等SaaS后臺應(yīng)用及前端的各類服務(wù)代理組成，各部分主要描述如下。

a.構(gòu)件管理服務(wù)：作為各類服務(wù)運行的容器，包括開發(fā)服務(wù)、部署服務(wù)、運行服務(wù)與更新服務(wù)4類，服務(wù)的種類與數(shù)量可根據(jù)實際應(yīng)用擴展。構(gòu)件管理服務(wù)作為各類服務(wù)運行的容器，為開發(fā)、部署、運行及更新等服務(wù)提供與平臺的接口服務(wù)、基礎(chǔ)運行環(huán)境及負(fù)載均衡調(diào)度等服務(wù)。

b.平臺構(gòu)件庫及服務(wù)列表：平臺構(gòu)件庫是平臺中構(gòu)件的全集，從構(gòu)件部署狀態(tài)上包括開發(fā)、調(diào)試、測試、部署4種狀態(tài)。通過平臺構(gòu)件庫對各類構(gòu)件的實體及運行進(jìn)行維護(hù)；而各類平臺構(gòu)建提供的基礎(chǔ)服務(wù)，則通過服務(wù)類表管理，具體服務(wù)注冊于UDDI服務(wù)器，供應(yīng)用系統(tǒng)查詢、調(diào)用。

c.應(yīng)用構(gòu)件庫及服務(wù)列表：應(yīng)用構(gòu)件庫是平臺中應(yīng)用構(gòu)建的全集，存儲部署于SaaS平臺的各類應(yīng)用構(gòu)件，應(yīng)用構(gòu)件的開發(fā)既可以是平臺建設(shè)者，也可以是各類系統(tǒng)用戶。系統(tǒng)用戶可以通過開發(fā)與調(diào)試后，將構(gòu)件部署于平臺測試或運行，應(yīng)用服務(wù)列表則對各類應(yīng)用服務(wù)進(jìn)行管理。

圖1　系統(tǒng)應(yīng)用框架Fig.1　System application framework

d.服務(wù)代理：以代理的方式部署于應(yīng)用客戶端，是構(gòu)件管理服務(wù)與客戶端進(jìn)行通信的橋梁。通過服務(wù)代理，可以為前端用戶屏蔽掉底層通信與調(diào)度的細(xì)節(jié)，用戶端只需調(diào)用服務(wù)代理提供的函數(shù)接口，即可實現(xiàn)與構(gòu)件管理服務(wù)建立連接、信息通信等功能，共同實現(xiàn)構(gòu)件的開發(fā)、部署、運行、更新等功能。

2基于服務(wù)代理的構(gòu)件管理機制

從構(gòu)件應(yīng)用屬性劃分，系統(tǒng)構(gòu)件可分為平臺構(gòu)件和業(yè)務(wù)應(yīng)用構(gòu)件兩類；從構(gòu)件的部署位置劃分，系統(tǒng)構(gòu)件可分為服務(wù)器端構(gòu)件和遠(yuǎn)端應(yīng)用構(gòu)件。不失一般性，在構(gòu)件管理方面，本文統(tǒng)一按照遠(yuǎn)端應(yīng)用構(gòu)件的情況來探討構(gòu)件的開發(fā)、部署、運行及更新等問題。

2.1構(gòu)件開發(fā)管理

構(gòu)件開發(fā)的主要過程包括編碼、調(diào)試與驗證等幾個步驟，步驟之間是交替迭代的關(guān)系。然而在開放SaaS系統(tǒng)中，在應(yīng)用程序未完成部署前，頻繁調(diào)用平臺服務(wù)開展調(diào)試等工作不僅會增加平臺服務(wù)器的壓力，同時也可能影響系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性；而不調(diào)用平臺服務(wù)又難以實現(xiàn)系統(tǒng)運行時功能的檢驗。通過開發(fā)代理，可以解決開發(fā)與系統(tǒng)運行之間的矛盾需求。如圖2所示，應(yīng)用程序在調(diào)試階段通過服務(wù)代理來調(diào)用應(yīng)用服務(wù)，服務(wù)代理在進(jìn)行UDDI查詢的基礎(chǔ)上，不實際調(diào)用服務(wù)，而僅按照服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)的格式虛擬返回服務(wù)調(diào)用結(jié)果，既實現(xiàn)了應(yīng)用程序?qū)Ψ?wù)應(yīng)用的虛擬訪問，又保障了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

圖2　構(gòu)件開發(fā)管理應(yīng)用設(shè)計Fig.2　Application design of componentsdevelopment management

2.2構(gòu)件部署管理

構(gòu)件部署的過程，是構(gòu)件的打包、傳輸、解析、驗證與發(fā)布的過程。隨著系統(tǒng)規(guī)模及應(yīng)用的增加，服務(wù)部署的復(fù)雜性也越來越高，通過服務(wù)代理，可在很大程度上簡化應(yīng)用用戶與平臺管理員部署構(gòu)件的難度。XML[7]的出現(xiàn)為數(shù)據(jù)的傳輸與交互提供了有效工具，應(yīng)用程序僅需在客戶端將構(gòu)件屬性、參數(shù)、配置文件及構(gòu)件二進(jìn)制文件等通過本地函數(shù)調(diào)用的方式傳遞給服務(wù)代理，由服務(wù)代理采用XML對數(shù)據(jù)進(jìn)行序列化，并實現(xiàn)與平臺的數(shù)據(jù)交互、驗證與部署等操作，完成后將部署結(jié)果以回調(diào)的方式傳遞給應(yīng)用程序。一個序列化的XML文檔示例如下：

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Sale query

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……

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2.3構(gòu)件運行管理

構(gòu)件的運行管理主要包括應(yīng)用參數(shù)獲取、服務(wù)調(diào)用、服務(wù)結(jié)果返回等步驟。僅從執(zhí)行效率看，通過服務(wù)代理調(diào)用服務(wù)與應(yīng)用程序直接調(diào)用平臺服務(wù)區(qū)別不大，甚至服務(wù)代理的運行效率要比直接調(diào)用低一些；但從工程化的角度，服務(wù)代理的應(yīng)用不僅為用戶提供了統(tǒng)一的服務(wù)調(diào)用接口，同時也為后續(xù)的客戶端多功能擴展(如客戶端P2P通信、商務(wù)智能檢索)等提供了工程基礎(chǔ)。

2.4構(gòu)件更新管理

構(gòu)件的更新是構(gòu)件管理系統(tǒng)的重要功能之一，在各應(yīng)用領(lǐng)域，軟件構(gòu)件的動態(tài)更新一直是研究的重點與難點[8,9]。在開放SaaS平臺中實現(xiàn)軟件構(gòu)件的動態(tài)復(fù)雜性及難度將進(jìn)一步提高，通過構(gòu)件更新代理，對業(yè)務(wù)應(yīng)用構(gòu)件的更新進(jìn)行“托管”，對簡化用戶更新操作、提高系統(tǒng)的魯棒性以及實現(xiàn)更新系統(tǒng)的透明升級等都有重要意義。系統(tǒng)更新應(yīng)用如圖3所示。

3系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計

以Web Service技術(shù)[10]為基礎(chǔ)，將服務(wù)代理技術(shù)應(yīng)用于汽車供應(yīng)鏈協(xié)作平臺設(shè)計，系統(tǒng)設(shè)計如圖4所示。構(gòu)件管理系統(tǒng)主要由系統(tǒng)應(yīng)用層、服務(wù)代理層、IIS Server及構(gòu)件管理服務(wù)組成。系統(tǒng)應(yīng)用層主要為各零部件供應(yīng)商、主機廠及各分銷商，各用戶根據(jù)自身信息化能力不同開發(fā)相應(yīng)的服務(wù)構(gòu)件，并通過構(gòu)件代理對構(gòu)件的部署、運行及更新進(jìn)行維護(hù)；各服務(wù)代理根據(jù)傳遞消息的不同，采用HTTP/SOAP/SOCKET等方式實現(xiàn)與構(gòu)件管理服務(wù)的調(diào)用與交互，共同實現(xiàn)相應(yīng)的構(gòu)件管理功能。

圖3　構(gòu)件更新管理應(yīng)用設(shè)計Fig.3　Application design of componentsupdate management

開放SaaS平臺是以開放的架構(gòu)為平臺建設(shè)者與系統(tǒng)應(yīng)用者提供一個能夠不斷演化、發(fā)展的軟件環(huán)境；服務(wù)代理技術(shù)則簡化了構(gòu)件管理流程，為系統(tǒng)構(gòu)件的開發(fā)、運行與維護(hù)提供了支撐，基于服務(wù)代理技術(shù)，實現(xiàn)了平臺與應(yīng)用系統(tǒng)的不斷優(yōu)化與擴展。

a.平臺端構(gòu)件得到不斷擴展、升級與完善?；诜?wù)代理，簡化了開發(fā)流程，為平臺建設(shè)者開發(fā)、調(diào)試、測試構(gòu)件提供了底層服務(wù)；同時，通過構(gòu)件更新代理，可在不影響平臺運行的情況下，實現(xiàn)構(gòu)件的動態(tài)升級，從而實現(xiàn)平臺功能的不斷完善。

圖4　系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計Fig.4　Design of system application

b．應(yīng)用端的個性化應(yīng)用不斷豐富。應(yīng)用端的個性化應(yīng)用是直接影響用戶體現(xiàn)的關(guān)鍵要素，基于服務(wù)代理技術(shù)，各類用戶可以根據(jù)用戶需要，方便地實現(xiàn)構(gòu)件的開發(fā)及更新，快速滿足用戶需求。如整機制造商可以隨著生產(chǎn)技術(shù)的提高及流程的完善，對零部件招標(biāo)/采購、工作流系統(tǒng)乃至企業(yè)的商務(wù)智能系統(tǒng)進(jìn)行快速升級；零部件供應(yīng)商在利用整機制造商提供的服務(wù)實現(xiàn)快速對接的同時，還可開發(fā)適應(yīng)自身產(chǎn)品特點的產(chǎn)品發(fā)布與展示服務(wù)，發(fā)布到云計算平臺；各分銷商則可開發(fā)構(gòu)件，快速收集客戶需求、喜好等信息，供整個供應(yīng)鏈協(xié)同平臺共享。

c．系統(tǒng)魯棒性、運行效率得到提高。一方面，系統(tǒng)將構(gòu)件按照狀態(tài)進(jìn)行管理，對于處于開發(fā)、調(diào)試、測試與運行狀態(tài)的構(gòu)件按照不同的類型進(jìn)行管理，對于未正式上線的構(gòu)件提供獨立的資源用于提供相應(yīng)的服務(wù)，屏蔽了開發(fā)、調(diào)試與測試構(gòu)件對正常運行系統(tǒng)的影響；另一方面，由于各類構(gòu)件在正式上線前，已在基于SaaS平臺的環(huán)境中進(jìn)行開發(fā)及調(diào)試，提高了構(gòu)件與系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4結(jié) 論

本文對開放SaaS服務(wù)平臺構(gòu)件管理技術(shù)進(jìn)行了研究，提出了基于服務(wù)代理的構(gòu)件管理技術(shù)，并對系統(tǒng)應(yīng)用框架、基于代理接口調(diào)用的構(gòu)件開發(fā)與調(diào)試、基于XML的構(gòu)件序列化及部署更新、構(gòu)件運行效率、構(gòu)件更新機制及典型的構(gòu)件更新技術(shù)進(jìn)行了初步研究，最后結(jié)合汽車供應(yīng)鏈協(xié)同平臺，給出了系統(tǒng)的應(yīng)用設(shè)計。在開放的云計算環(huán)境下實現(xiàn)構(gòu)件的動態(tài)管理面臨諸多挑戰(zhàn)，除需要有效的技術(shù)框架外，在構(gòu)件并發(fā)運行管理、數(shù)據(jù)一致性維護(hù)、構(gòu)件運行狀態(tài)下的更新與數(shù)據(jù)傳遞機制等方面都有待開展進(jìn)一步的研究。

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Research on the service surrogate based on

component management technology of open SaaS platform

GUO Yan-qun1,2, HAN Min1, SUN Lin-fu1

1．AcademyofInformationScienceandTechnology,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031,China；

2．SouthwestInstituteofElectronicEquipment,Chengdu610036,China

Abstract:The component management technology based on service surrogate is proposed so as to solve the problems of distributed component management of open SaaS service platform. A system application framework is designed, and the development, deployment, runtime management and the refreshment mechanism of the component of open SaaS service platform are studied and used for the contribution of automobile supply platform. It shows that the technology predigests the program of component development and management of the open SaaS platform and improves the stability and development efficiency of the system. The application of the technology promotes the continuous improvement of the ability of the open SaaS service platform.

Key words:service surrogate; SaaS; component management

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼][分類號] TP39 A

DOI:10.3969/j.issn.1671-9727.2016.01.14

[文章編號]1671-9727(2016)01-0124-05

[收稿日期]2014-11-11。

[基金項目]國家科技支撐計劃項目(2015BAF32B05)；四川省科技支撐計劃項目(2015GZ0076)。

[第一作者] 國艷群(1980-)，男，高級工程師，主要從事產(chǎn)業(yè)服務(wù)平臺、云計算方面研究，E-mail:82807578@qq.com。

[通信作者]韓敏(1970-)，女，博士，副研究員，主要從事產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同、云計算方面研究，E-mail:15908180960@163.com。