基于SOA的軍事信息系統(tǒng)動態(tài)集成研究

劉永丹

摘要：基于SOA軍事信息系統(tǒng)是適應(yīng)未來基于信息系統(tǒng)體系作戰(zhàn)的必然趨勢，文章提出了基于SOA的軍事信息服務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計及系統(tǒng)能力，對如何實現(xiàn)基于SOA的軍事信息系統(tǒng)集成提出策略建議。

關(guān)鍵詞：軍事信息系統(tǒng)；SOA；動態(tài)集成；服務(wù)化

隨著基于信息系統(tǒng)體系作戰(zhàn)能力建設(shè)的推進(jìn)，我軍開展了各類軍事應(yīng)用信息系統(tǒng)建設(shè)，為轉(zhuǎn)變戰(zhàn)斗生成模式奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。不過，這些系統(tǒng)雖能基本滿足特定的任務(wù)需要，但是大多根據(jù)特定任務(wù)需求建設(shè)，采取不同的技術(shù)體制，往往沒有外部調(diào)用接口，缺乏互操作性，地理位置分散，導(dǎo)致無法根據(jù)軍事需求的變化動態(tài)調(diào)整系統(tǒng)功能，限制了系統(tǒng)間信息的交換和共享能力。目前面臨的主要問題有：（1）軟件平臺不一，協(xié)議各異，軟件缺乏互操作性，難以支撐軍事需求變化。現(xiàn)役系統(tǒng)與現(xiàn)行業(yè)務(wù)流程緊密對應(yīng)，系統(tǒng)之間關(guān)系緊耦合，導(dǎo)致系統(tǒng)無法柔性重組，無法快速構(gòu)建新的自動流程。（2）大多采用集中式管理的體系結(jié)構(gòu)，管理者負(fù)擔(dān)過重。C/S架構(gòu)、B/S架構(gòu)和異構(gòu)平臺導(dǎo)致客戶端差異化，增加了集成難度和維護(hù)成本。C/S結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性差。（3）數(shù)據(jù)共享方式過于簡單，缺少靈活性。信息共享關(guān)系往往需要事先確定，缺少靈活性和時效性。數(shù)據(jù)存儲的地理位置分散，遠(yuǎn)程訪問困難。（4）數(shù)據(jù)冗余大，同步效率低。信息使用方采用本地數(shù)據(jù)的“小而全”策略，信息大多不是按需獲取，而是選擇無過濾接受，導(dǎo)致信息的大量冗余，還需要經(jīng)常進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，對網(wǎng)絡(luò)造成很大壓力，同步時效也相應(yīng)降低，難以滿足瞬息萬變的信息訪問需求。因此，采取以SOA服務(wù)為中心的方式，對不同的網(wǎng)絡(luò)資源進(jìn)行統(tǒng)一、集中的管理，提高自動化程度，是適應(yīng)未來基于信息系統(tǒng)體系作戰(zhàn)動態(tài)集成的必然趨勢。

1SOA體系架構(gòu)

1.1SOA的核心思想

SOA（面向服務(wù)的架構(gòu)）是一種應(yīng)用程序體系結(jié)構(gòu)，具有易于部署、高效靈活、易于復(fù)用等特點(diǎn)，全面支持系統(tǒng)整合和業(yè)務(wù)靈活配置。

在SOA的體系結(jié)構(gòu)中，系統(tǒng)的功能都被定義為獨(dú)立于平臺的可調(diào)用服務(wù)，通過調(diào)用這些服務(wù)形成不同的業(yè)務(wù)流程。同時，SOA也是一種思考集成的方法，支持將多個系統(tǒng)對接起來，SOA提供改進(jìn)或者創(chuàng)新業(yè)務(wù)的可能性。采用SOA構(gòu)建的分布式系統(tǒng)，既可以以服務(wù)的形式將功能直接提供給用戶，也可以支持用戶在此基礎(chǔ)上構(gòu)建更高層的服務(wù)。

SOA的使用是基于可重用的服務(wù)（即功能單元）。SOA服務(wù)的執(zhí)行必須通過外部接口來描述，這些接口可以通過網(wǎng)絡(luò)方問，并獨(dú)立于平臺?；诜?wù)的接口和協(xié)議來執(zhí)行業(yè)務(wù)流程，使得業(yè)務(wù)流程的編排和重組變得靈活，充滿彈性。SOA的關(guān)鍵在于，通過標(biāo)準(zhǔn)化接口實現(xiàn)功能的松耦合，封裝功能實現(xiàn)的細(xì)節(jié)，屏蔽技術(shù)復(fù)雜性和易變性，不僅提高了功能單元的互操作性，也促進(jìn)功能單元的重復(fù)使用。當(dāng)前，SOA是建立在已經(jīng)成為業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的Web服務(wù)之上的系統(tǒng)架構(gòu)，支撐了不同技術(shù)體制的軟件系統(tǒng)之間的相互調(diào)用。

1.2SOA體系架構(gòu)的優(yōu)勢

目前軍事信息系統(tǒng)已經(jīng)全面呈現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化趨勢，各個功能單元往往分布在廣闊的網(wǎng)絡(luò)空間里，而不是從同一個計算機(jī)或者局域網(wǎng)中互相調(diào)用，這就要求系統(tǒng)之間具有遠(yuǎn)程互操作能力。信息化戰(zhàn)場信息多維交叉流動，功能單元之間的對接關(guān)系也變得更加靈活、動態(tài)，對信息系統(tǒng)的可動態(tài)重組能力提出了更高要求?，F(xiàn)役系統(tǒng)的開發(fā)語言和運(yùn)行平臺也各不相同，如何將這些異構(gòu)、分布的軍事信息系統(tǒng)集成為互聯(lián)互通互操作的動態(tài)應(yīng)用，SOA體現(xiàn)了獨(dú)特的優(yōu)勢：（1）提升互操作性。系統(tǒng)的互操作性對功能單元提出更高要求，要么采取一致的編程語言和運(yùn)行平臺，要么采取獨(dú)立于語言和平臺的實現(xiàn)方式。SOA服務(wù)采取獨(dú)立于任何編程語言的中間格式（WSDL），并提供網(wǎng)絡(luò)訪問方式，便于提供互操作性。WSDL文檔定義了服務(wù)接口及其描述，可通過任何平臺調(diào)用服務(wù)接口。（2）提升集成能力。SOA提供了發(fā)現(xiàn)服務(wù)、組合服務(wù)的所有機(jī)制。一個系統(tǒng)需要某種服務(wù)時，可以通過服務(wù)代理查找服務(wù)提供者，當(dāng)查找到可用的服務(wù)時，提供者的WSDL文檔成為服務(wù)提供者和服務(wù)請求者綁定的依據(jù)，實現(xiàn)二者的動態(tài)集成。這樣，通過服務(wù)代理的松耦合機(jī)制實現(xiàn)了信息系統(tǒng)之間按需對接、動態(tài)重組的新應(yīng)用。（3）降低系統(tǒng)復(fù)雜性。系統(tǒng)的復(fù)雜性往往來自于系統(tǒng)要素之間的耦合性，而系統(tǒng)要素之間的耦合性是因為過多地依賴于對方的實現(xiàn)細(xì)節(jié)，因此封裝是減少系統(tǒng)復(fù)雜性的關(guān)鍵。SOA服務(wù)只向外提供定義的接口，屏蔽了自身實現(xiàn)的所有細(xì)節(jié)，服務(wù)請求者對提供者的實現(xiàn)方式一無所知，服務(wù)提供者也不知道服務(wù)請求者將如何使用它提供的服務(wù)。SOA服務(wù)實現(xiàn)細(xì)節(jié)的透明性大大降低了整個系統(tǒng)的復(fù)雜性。

2基于SOA的軍事信息服務(wù)動態(tài)集成方法

2.1基于SOA的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計

基于SOA的軍事信息服務(wù)動態(tài)集成，需要將各類信息系統(tǒng)的不同功能轉(zhuǎn)化為服務(wù)，這些服務(wù)再以統(tǒng)一的方式進(jìn)行交互，因此，需要采用面向服務(wù)的架構(gòu)進(jìn)行頂層設(shè)計，如圖1所示。

2.1.1基礎(chǔ)設(shè)施層

為了實現(xiàn)軍事信息系統(tǒng)的信息共享與互操作，基礎(chǔ)設(shè)施層需提供信息處理、存儲、分發(fā)和管理的基礎(chǔ)性支撐。其中，通信基礎(chǔ)設(shè)施由光纖、衛(wèi)星和數(shù)據(jù)鏈等通信手段構(gòu)成，形成柵格化的通信網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)按需接入、自動路由、綜合管控等能力，提供端到端的信息傳輸服務(wù)；硬件基礎(chǔ)環(huán)境由信息處理和信息存儲設(shè)施組成，支持分布式計算與分布式存儲；通用服務(wù)支撐由核心服務(wù)及通用支撐服務(wù)組成，提供各類系統(tǒng)的互操作信息服務(wù)，比如登錄控制、權(quán)限管理、信息發(fā)現(xiàn)、信息目錄、信息管理等，并為流媒體、圖形環(huán)境、消息隊列提供通用的支撐服務(wù)。

2.1.2功能轉(zhuǎn)化層

為了封裝各類服務(wù)，需要將各類信息系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為強(qiáng)內(nèi)聚、松耦合的服務(wù)單元。功能轉(zhuǎn)化層通過基礎(chǔ)設(shè)施層的服務(wù)支撐工具，將不同信息系統(tǒng)的功能進(jìn)行封裝，轉(zhuǎn)換為獨(dú)立的基礎(chǔ)服務(wù)單元，然后按照各類具體任務(wù)，組合成不同的業(yè)務(wù)相關(guān)構(gòu)件集，實現(xiàn)靈活、動態(tài)的信息服務(wù)。功能轉(zhuǎn)化層是實現(xiàn)信息服務(wù)動態(tài)集成的核心組成。

2.1.3業(yè)務(wù)邏輯層

根據(jù)不同業(yè)務(wù)的需求，需要將各項基礎(chǔ)服務(wù)單元動態(tài)配置成體現(xiàn)業(yè)務(wù)特色的工作流程。業(yè)務(wù)邏輯層實現(xiàn)各個業(yè)務(wù)內(nèi)部邏輯的動態(tài)重構(gòu)，按需優(yōu)化部件之間的組合關(guān)系，滿足動態(tài)軍事需求對信息服務(wù)系統(tǒng)的柔性化要求。

2.2基于SOA框架提供的系統(tǒng)能力

2.2.1系統(tǒng)框架支持功能隨需接入

基于SOA的系統(tǒng)框架通過分層的方式，支持系統(tǒng)功能封裝成為服務(wù)。這種方式既有利于新技術(shù)體制信息系統(tǒng)，又可以對現(xiàn)役信息系統(tǒng)增加動態(tài)集成能力，兼顧現(xiàn)役技術(shù)體制信息系統(tǒng)的集成與發(fā)展的平衡。按照SOA架構(gòu)設(shè)計的信息系統(tǒng)，通過一致的SOA技術(shù)體制實現(xiàn)動態(tài)集成、按需對接。

2.2.2系統(tǒng)框架支持功能柔性重組

基于SOA的系統(tǒng)框架支持基于任務(wù)的動態(tài)重組，也能夠在很短的時間內(nèi)實現(xiàn)快速重組，適應(yīng)基于信息系統(tǒng)體系作戰(zhàn)要求的依托柵格化網(wǎng)絡(luò)的高度集成、整體聯(lián)動、同步運(yùn)行的有機(jī)整體的運(yùn)行模式。這種能力得益于基于SOA系統(tǒng)架構(gòu)對軟件功能的封裝性和互操作性，使得系統(tǒng)功能可以按需裁剪和動態(tài)重組。

2.2.3系統(tǒng)框架支持信息遠(yuǎn)程共享

基于SOA的系統(tǒng)框架把信息基礎(chǔ)設(shè)施作為底層支撐，支持信息服務(wù)資源的網(wǎng)絡(luò)共享，通過訂閱分發(fā)等同步機(jī)制，增強(qiáng)各類信息系統(tǒng)之間的互操作能力，通過Web Services技術(shù)，讓各類信息系統(tǒng)的信息共享復(fù)雜性大為降低。

3基于SOA的軍事信息系統(tǒng)集成策略

軍事信息系統(tǒng)在升級完善建設(shè)中，應(yīng)該在全軍一致的信息技術(shù)體系內(nèi)，按照未來基于信息系統(tǒng)體系作戰(zhàn)能力建設(shè)要求，加強(qiáng)一體化頂層設(shè)計，建設(shè)一體化體系結(jié)構(gòu)，逐步改進(jìn)完善各類信息系統(tǒng)的能力體系，逐步向柵格化、服務(wù)化發(fā)展，加速提升軍事信息系統(tǒng)的動態(tài)集成能力。

3.1全軍一體化頂層設(shè)計

各類軍事信息系統(tǒng)的體系架構(gòu)、技術(shù)體制應(yīng)遵循一致的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，尤其是與軍事電子信息系統(tǒng)的總體技術(shù)體制，結(jié)合各個業(yè)務(wù)軍事需求，建立各自領(lǐng)域的需求模型、技術(shù)參考模型。通過一體化頂層設(shè)計，將戰(zhàn)略、戰(zhàn)役、戰(zhàn)術(shù)的軍事信息系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范，形成上下貫通、橫向兼容的技術(shù)體制，加強(qiáng)軍事信息系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)體系研究，用標(biāo)準(zhǔn)化促進(jìn)軍事信息系統(tǒng)集成。

3.2逐步推進(jìn)信息系統(tǒng)的服務(wù)化

基于SOA的服務(wù)化策略，本身能夠在現(xiàn)役系統(tǒng)的構(gòu)件化基礎(chǔ)上進(jìn)行，大部分現(xiàn)有的軍事信息系統(tǒng)功能都可以通過適應(yīng)化改造轉(zhuǎn)換為服務(wù)，較為順暢地解決現(xiàn)役系統(tǒng)的繼承與發(fā)展的矛盾。因此，基于SOA的軍事信息系統(tǒng)服務(wù)策略，不僅適合于未來信息系統(tǒng)的動態(tài)集成，也同樣適用于現(xiàn)役系統(tǒng)的升級改造。對現(xiàn)有的軍事信息系統(tǒng)，首先按照統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范改造為標(biāo)準(zhǔn)化的構(gòu)件，再轉(zhuǎn)換為基于SOA的服務(wù)化功能，逐步將全軍的各類信息系統(tǒng)都建立在棚格化的、可以靈活對接的技術(shù)體制之上，實現(xiàn)動態(tài)集成。

3.3建設(shè)戰(zhàn)術(shù)末端服務(wù)化信息系統(tǒng)

未來的軍事信息系統(tǒng)將通過柵格化網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)鏈延伸到戰(zhàn)術(shù)末端，通過基于SOA的集成策略，能夠?qū)⒏黝愐?guī)模的信息系統(tǒng)按照一致的方式進(jìn)行對接，形成一體化的信息服務(wù)模式。這就要求對戰(zhàn)術(shù)末端的信息系統(tǒng)也要按照柵格化、服務(wù)化的技術(shù)體制進(jìn)行一體化設(shè)計，使得作戰(zhàn)部隊能夠直接通過動態(tài)集成的方式接受各類信息指令，基于SOA的戰(zhàn)術(shù)末端信息系統(tǒng)將是未來的研究發(fā)展方向。

4結(jié)語

本文從軍事信息系統(tǒng)集成方面存在的不足，提出了基于SOA軍事信息系統(tǒng)是適應(yīng)未來基于信息系統(tǒng)體系作戰(zhàn)對系統(tǒng)動態(tài)集成要求的必然趨勢，介紹了SOA體系架構(gòu)的核心思想與優(yōu)勢，提出了基于SOA的軍事信息服務(wù)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計及系統(tǒng)能力，最后對如何實現(xiàn)全軍基于SOA的軍事信息系統(tǒng)集成提出策略建議。未來將結(jié)合典型信息服務(wù)系統(tǒng)建設(shè)，進(jìn)一步深入總結(jié)軍事信息系統(tǒng)動態(tài)集成實現(xiàn)方法與技術(shù)。