水利數(shù)據(jù)中心應(yīng)用服務(wù)平臺的設(shè)計與應(yīng)用

林曉敏

(廣東省防汛搶險技術(shù)保障中心,廣東 廣州 510635)

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水利數(shù)據(jù)中心應(yīng)用服務(wù)平臺的設(shè)計與應(yīng)用

林曉敏

(廣東省防汛搶險技術(shù)保障中心,廣東 廣州 510635)

水利數(shù)據(jù)中心應(yīng)用服務(wù)平臺是實現(xiàn)資源集成共享的載體,該平臺的建設(shè)是解決長期存在的水利信息資源割據(jù)、共享困難、重復(fù)建設(shè)等問題的有效手段。本文結(jié)合應(yīng)用實例闡述了水利數(shù)據(jù)中心應(yīng)用服務(wù)平臺的定位、作用,對平臺的總體框架和主要功能模塊進(jìn)行設(shè)計。廣東省水利數(shù)據(jù)中心應(yīng)用服務(wù)平臺的成功建設(shè)構(gòu)造了通過組合服務(wù)來滿足各級各類水利業(yè)務(wù)應(yīng)用需求的新模式,創(chuàng)新了資源共享高效、應(yīng)用集中統(tǒng)一和建設(shè)不再重復(fù)的水利信息化發(fā)展模式。

水利；應(yīng)用服務(wù)平臺；數(shù)據(jù)資源；共享

在水利信息化基礎(chǔ)設(shè)施和業(yè)務(wù)應(yīng)用加快建設(shè)同時,水利基礎(chǔ)信息資源匯集、整合和共享的工作步伐卻并沒有同步或優(yōu)先展開,甚至明顯滯后,直接導(dǎo)致業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)缺乏足夠的基礎(chǔ)信息資源支撐,成為業(yè)務(wù)應(yīng)用進(jìn)一步深化難以逾越的障礙。另一方面,由于缺乏有效的整合利用手段和共享平臺,許多業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)附帶的具有公共使用價值的數(shù)據(jù)庫資源處于獨立專用狀態(tài),形成“信息孤島”,難以為其他應(yīng)用系統(tǒng)所共享,并由此而來容易導(dǎo)致信息資源的重復(fù)開發(fā)建設(shè)。也就是說,水利信息化發(fā)展到一定階段,如果不能真正解決數(shù)據(jù)資源整合建設(shè)及資源共享問題,水利信息化可持續(xù)發(fā)展難以為繼。

通過構(gòu)建數(shù)據(jù)中心應(yīng)用服務(wù)平臺,擴充、完善平臺資源與服務(wù)功能,整合數(shù)據(jù)資源和應(yīng)用系統(tǒng),形成基于統(tǒng)一技術(shù)架構(gòu)的數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)開發(fā)與運行支撐環(huán)境,面向各類應(yīng)用系統(tǒng)提供基礎(chǔ)服務(wù)和通用的應(yīng)用服務(wù)功能,實現(xiàn)信息資源共享和業(yè)務(wù)協(xié)同。

1 應(yīng)用服務(wù)平臺概述

應(yīng)用服務(wù)平臺是水利數(shù)據(jù)中心邏輯框架中應(yīng)用體系的具體實現(xiàn)。根據(jù)水利數(shù)據(jù)中心的體系結(jié)構(gòu),水利數(shù)據(jù)中心應(yīng)用服務(wù)平臺是業(yè)務(wù)應(yīng)用的統(tǒng)一支撐,也是數(shù)據(jù)中心所有軟件資源的集成共享基礎(chǔ)設(shè)施。應(yīng)用服務(wù)平臺通過圍繞構(gòu)造水利業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用軟件運行環(huán)境,定義一組適合應(yīng)用軟件開發(fā)、部署的規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn),建立一套數(shù)據(jù)共享和交換的機制與方法,提供統(tǒng)一的服務(wù)生成與擴展接口,實現(xiàn)軟件功能復(fù)用。

應(yīng)用服務(wù)平臺遵循SOA技術(shù)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn),完成數(shù)據(jù)資源和應(yīng)用系統(tǒng)的整合,為各類水利應(yīng)用系統(tǒng)提供基礎(chǔ)和通用的共享服務(wù),形成統(tǒng)一的運行環(huán)境和集成開發(fā)環(huán)境。

2 應(yīng)用服務(wù)平臺的定位

1) 面向上層應(yīng)用系統(tǒng)提供各類型的服務(wù)支撐以及統(tǒng)一的應(yīng)用和數(shù)據(jù)訪問；

2) 面向底層數(shù)據(jù)和運行環(huán)境提供維護和監(jiān)控管理服務(wù),并提供原業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的同步更新機制；

3) 面向外部業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)交換服務(wù)。

3 應(yīng)用服務(wù)平臺的作用

1) 支撐平臺與SOA

應(yīng)用服務(wù)平臺遵循SOA技術(shù)架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)：面向服務(wù)、程序、過程、功能、對象以及組件的架構(gòu)。

2) 實現(xiàn)共享與重用

可共享：數(shù)據(jù)共享、功能共享、應(yīng)用共享；

可重用：系統(tǒng)內(nèi)重用、系統(tǒng)間重用、重用的積累(長期)。

3) 降低應(yīng)用系統(tǒng)之間交互的復(fù)雜度

N個獨立應(yīng)用系統(tǒng)相互之間的交互關(guān)系復(fù)雜度為：

利用應(yīng)用服務(wù)平臺后的復(fù)雜度簡化為N個獨立應(yīng)用系統(tǒng)與應(yīng)用服務(wù)平臺的關(guān)系：N。

例如：A、B、C三個獨立應(yīng)用系統(tǒng)之間需要進(jìn)行

圖1 應(yīng)用服務(wù)平臺定位示意

數(shù)據(jù)共享(數(shù)據(jù)的交互需要遵從對方的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范),其交互關(guān)系為：AB、AC、BA、BC、CA、CB共6種。利用應(yīng)用服務(wù)平臺后簡化為A、B、C應(yīng)用系統(tǒng)與平臺間的3種數(shù)據(jù)交互關(guān)系。

4) 為應(yīng)用系統(tǒng)提供全方位集成

運行集成：統(tǒng)一登錄、統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問、統(tǒng)一服務(wù)共享；

開發(fā)集成：提供統(tǒng)一的開發(fā)工具、提供統(tǒng)一的開發(fā)組件；

業(yè)務(wù)集成：提供統(tǒng)一的運行環(huán)境、提供統(tǒng)一的管理和監(jiān)控。

4 應(yīng)用服務(wù)平臺總體框架設(shè)計

為了有利于系統(tǒng)實現(xiàn)的任務(wù)分工和邏輯關(guān)系確認(rèn),我們采用系統(tǒng)分層設(shè)計的方法,將應(yīng)用服務(wù)平臺劃分為應(yīng)用支撐、基礎(chǔ)服務(wù)和系統(tǒng)資源管理,分類和分層的原則是用戶可見的程度由淺入深。

圖2 應(yīng)用服務(wù)平臺總體框架示意

平臺總體框架設(shè)計中,在應(yīng)用服務(wù)平臺的資源管理、基礎(chǔ)服務(wù)和應(yīng)用支撐三個層次之上,我們增加了業(yè)務(wù)共享服務(wù)容器層,它為上面各應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)建了與業(yè)務(wù)密切相關(guān)的基本業(yè)務(wù)服務(wù),如業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)共享查詢、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)共享發(fā)布、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)共享交換、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)挖掘等服務(wù)；同時,各業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)中可供其他應(yīng)用系統(tǒng)共享的服務(wù),也可以在平臺上發(fā)布,并裝入業(yè)務(wù)共享服務(wù)容器中,由平臺提供權(quán)限控制供各應(yīng)用系統(tǒng)共享調(diào)用。

5 主要功能模塊

5.1 服務(wù)總線

服務(wù)是應(yīng)用服務(wù)平臺的核心應(yīng)用,平臺建設(shè)中將重點提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)服務(wù)、地理信息服務(wù)、通用業(yè)務(wù)服務(wù)、綜合數(shù)據(jù)查詢服務(wù)等26類服務(wù)提供給接入平臺的各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)開發(fā)或調(diào)用。

服務(wù)管理是平臺建設(shè)的核心功能,包括服務(wù)注冊、部署、啟停、定位查詢、安全、測試、管理、日志、調(diào)用等,這些都通過平臺自行研發(fā)的服務(wù)總線進(jìn)行控制。服務(wù)管理系統(tǒng)通過總線工具,統(tǒng)一監(jiān)視服務(wù)的運行狀況,并標(biāo)記消息傳輸服務(wù)中的問題,在發(fā)生問題時允許快速隔離和診斷問題。

圖3 各類角色跟服務(wù)的關(guān)系

用戶登錄應(yīng)用服務(wù)平臺,平臺將根據(jù)登錄用戶的基本權(quán)限和角色,查詢已授權(quán)的服務(wù)分類目錄資源,其中包括該用戶已經(jīng)注冊的各類服務(wù)。服務(wù)提供者可在相應(yīng)服務(wù)分類目錄下注冊新的服務(wù),平臺將根據(jù)注冊的服務(wù)信息進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)、安全、運行測試等多方面的審核,審核通過則由服務(wù)總線發(fā)布相應(yīng)的代理服務(wù),并控制該服務(wù)的權(quán)限、安全和調(diào)用機制等,這樣平臺就可以提供注冊過的服務(wù),供所有平臺用戶調(diào)用。同時,平臺還為服務(wù)提供者提供注冊服務(wù)的管理功能,可以對自己注冊的服務(wù)進(jìn)行查詢和更新服務(wù)。應(yīng)用服務(wù)開發(fā)者亦可在服務(wù)分類目錄中查詢已部署發(fā)布的服務(wù)的信息。服務(wù)使用者調(diào)用平臺發(fā)布部署的服務(wù),則由平臺驗證其權(quán)限和角色,驗證通過即可調(diào)用服務(wù),并將服務(wù)的結(jié)果傳回服務(wù)使用者。

5.2 用戶管理應(yīng)用

用戶管理與系統(tǒng)的安全性密切相關(guān),嚴(yán)密的系統(tǒng)通常具備完善的用戶管理機制。數(shù)據(jù)中心項目中涉及的應(yīng)用系統(tǒng)眾多,為避免管理和使用上的復(fù)雜度,降低維護成本,因此對應(yīng)用服務(wù)平臺提出了統(tǒng)一用戶管理和統(tǒng)一用戶登錄的需求。在平臺的統(tǒng)一管理下平臺的使用者可以實現(xiàn)一次登錄處處使用的目的,平臺的管理者可以管理各個應(yīng)用系統(tǒng)的用戶信息。

應(yīng)用服務(wù)平臺的用戶管理包含四個部分：第一部分是用戶統(tǒng)一登錄,第二部分是用戶信息管理,第三部分是個人信息管理,第四部分是服務(wù)接口。

圖4 用戶管理框架

5.3 目錄服務(wù)

資源目錄服務(wù)屬于應(yīng)用服務(wù)平臺建設(shè)內(nèi)容,應(yīng)用服務(wù)平臺將提供目錄查詢服務(wù)來方便應(yīng)用系統(tǒng)資源目錄的展現(xiàn)功能。目錄服務(wù)的查詢范圍除業(yè)務(wù)目錄、資源目錄、共享目錄外還包括針對平臺內(nèi)部共享資源的目錄。

我們將提供資源目錄查詢服務(wù)、目錄模糊查詢服務(wù)、目錄資源信息查詢服務(wù)、目錄資源查詢服務(wù)和共享資源查詢服務(wù)6個查詢服務(wù)。

5.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)一訪問

在傳統(tǒng)模式下,應(yīng)用系統(tǒng)需要訪問多個數(shù)據(jù)庫時需要在本地分別保存這些數(shù)據(jù)庫的用戶名/密碼和其他數(shù)據(jù)庫特征信息,這增加了應(yīng)用系統(tǒng)的負(fù)擔(dān),同時數(shù)據(jù)庫認(rèn)證信息的分散保存也降低了整個系統(tǒng)的安全性；從數(shù)據(jù)庫管理角度講,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)需要定期修改賬號密碼,這樣勢必要影響到所有通過此賬號訪問數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng),登錄信息的分散管理給數(shù)據(jù)庫管理也帶來了困難。

應(yīng)用服務(wù)平臺的統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問接口屏蔽了具體的數(shù)據(jù)庫特征,使應(yīng)用程序可以專注于業(yè)務(wù)邏輯處理。首先,平臺為應(yīng)用系統(tǒng)創(chuàng)建唯一的密鑰包,應(yīng)用系統(tǒng)可以使用此密鑰包在平臺的控制下訪問多個數(shù)據(jù)資源,密鑰包內(nèi)容和創(chuàng)建數(shù)據(jù)接口的過程對應(yīng)用系統(tǒng)是不透明的,應(yīng)用系統(tǒng)不能掌握鏈接數(shù)據(jù)資源特征信息,將數(shù)據(jù)庫的認(rèn)證信息和物理特征隔離在平臺內(nèi)部。

其次,統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問采用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)訪問接口,可以在J2EE架構(gòu)下得到廣泛的支持。可以保證應(yīng)用系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的訪問獨立于數(shù)據(jù)庫,獨立于數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)和邏輯結(jié)構(gòu)；統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問接口需要常用數(shù)據(jù)訪問接口的支持,應(yīng)用程序開發(fā)者可以根據(jù)應(yīng)用的具體情況,方便的調(diào)用數(shù)據(jù)訪問接口。

6 應(yīng)用實例

“廣東省政府投資水利建設(shè)項目資金使用信息監(jiān)管平臺”(以下簡稱水利資金監(jiān)管平臺)是建立在廣東省水利數(shù)據(jù)中心工程應(yīng)用服務(wù)平臺之上,屬于省水利數(shù)據(jù)中心水利業(yè)務(wù)一體化管理系統(tǒng)中的一個業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)。

圖5 資金監(jiān)管平臺用戶訪問示意

該平臺利用應(yīng)用服務(wù)平臺提供的統(tǒng)一訪問入口進(jìn)行單點登錄和用戶認(rèn)證；出于數(shù)據(jù)和信息安全角度考慮,水利資金監(jiān)管平臺不能直接訪問數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)庫,其主要通過應(yīng)用服務(wù)平臺提供的組件、服務(wù)以及數(shù)據(jù)統(tǒng)一訪問組件等對數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)資源進(jìn)行訪問與交換。

7 結(jié)語

通過構(gòu)建數(shù)據(jù)中心應(yīng)用服務(wù)平臺,擴充、完善平臺資源與服務(wù)功能,整合數(shù)據(jù)資源和應(yīng)用系統(tǒng),形成基于統(tǒng)一技術(shù)架構(gòu)的數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)開發(fā)與運行支撐環(huán)境,面向各類應(yīng)用系統(tǒng)提供基礎(chǔ)服務(wù)和通用的應(yīng)用服務(wù)功能,實現(xiàn)信息資源共享和業(yè)務(wù)協(xié)同。后續(xù)建設(shè)的水利資金監(jiān)管平臺等新建業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā),通過平臺提供的現(xiàn)有水利數(shù)據(jù)、軟硬件資源及組裝地圖服務(wù)等一系列共享服務(wù)模塊,加以少量的新開發(fā)就快速部署安裝在應(yīng)用服務(wù)平臺上,作為新的水利業(yè)務(wù)應(yīng)用,縮短了系統(tǒng)建設(shè)周期并極大減少了分散建設(shè)造成的資源浪費。

[1] 艾萍,李觀義.水利數(shù)據(jù)中心的理念與技術(shù)[M].武漢:長江出版社,2013:65-74．

[2] 張永進(jìn),解建倉,蔡陽,等.對水利應(yīng)用支撐平臺的建議[J].水利水文自動化,2011(1):10-13．

[3] 舒強,甘郝新.水利應(yīng)用服務(wù)平臺的設(shè)計與實踐[J].人民珠江,2015,36(3):131-133．

[4] 廣東省防汛搶險技術(shù)保障中心,河海大學(xué).基于大數(shù)據(jù)的水利數(shù)據(jù)中心建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)研究技術(shù)報告[R].廣東: 廣東省防汛搶險技術(shù)保障中心,2014:105-140．

(本文責(zé)任編輯 馬克俊)

Design and Application of Water Resources Data Center Application Services Platform

LIN Xiaomin

(Technological Support Center of Flood Control, Guangzhou 510635, China)

Water Resources Data Centre Application Service Platform is an integrated resource sharing carriers. Construction of the platform is to solve water resources information longstanding separatist, difficult to share, duplicate construction and other issues. The overall framework and the main function module are desinged. A new method has been constructed to meet various water conservancy business applications through the combination of services.

water resources; application service platform; data resources; share

2016-01-11;

2016-02-05

林曉敏(1981),男,碩士,高級工程師,從事水利信息化和電子政務(wù)等工作。

TP311

B

1008-0112(2016)02-0047-04