南昌大學數(shù)據(jù)云平臺彈性組合新系統(tǒng)

鄒偉平+曾勍煒+鄧庚盛+武丹

目前高校信息化建設(shè)進入高速發(fā)展時期，在完成網(wǎng)絡、業(yè)務系統(tǒng)等數(shù)字化校園的基礎(chǔ)建設(shè)后，信息集成將成為高校信息化的重要任務之一。

針對高校內(nèi)各部門業(yè)務系統(tǒng)分散的情況，很多高校實施了數(shù)據(jù)集成工程，直接抽取各業(yè)務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，建立校級共享數(shù)據(jù)庫，通過Web Service方式向所有子系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)。此模式在消滅“數(shù)據(jù)孤島”和提高信息共享程度等方面取得較好的效果。但是，此模式會造成共享數(shù)據(jù)庫與各業(yè)務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)耦合度高，系統(tǒng)經(jīng)過一段時間運行后，隨著各業(yè)務系統(tǒng)的修改、升級，會給中心端和其他業(yè)務系統(tǒng)帶來相應的修改，后期維護工作量巨大。而且，一旦修改不正確，錯誤數(shù)據(jù)將會通過共享數(shù)據(jù)庫很快擴散到其他業(yè)務系統(tǒng)，難以控制。

因此，人們可以采取云計算模式，通過業(yè)務集成來實施信息集成，降低各系統(tǒng)間耦合度，削減后期維護成本。同時增強業(yè)務系統(tǒng)間的協(xié)同工作能力，通過業(yè)務裝配組合的方式完成諸如離校系統(tǒng)、報到系統(tǒng)等需要各業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)協(xié)同工作的綜合系統(tǒng)。甚至當出現(xiàn)新的業(yè)務需求時，可以快速地彈性組合出新系統(tǒng)，而不需要完整編寫一套全新的系統(tǒng)代碼。

各個業(yè)務系統(tǒng)將從僅完成部門內(nèi)部業(yè)務流程的階段，發(fā)展到同時具備提供對外數(shù)據(jù)服務能力的階段。它們將在校級數(shù)據(jù)服務中心的統(tǒng)一框架下，遵循數(shù)據(jù)互操作規(guī)范協(xié)議，組成數(shù)據(jù)服務云，具有數(shù)據(jù)服務窗口，如政府的統(tǒng)一辦證中心，向其他業(yè)務系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務。

比如，教務系統(tǒng)不僅可以為師生提供教學管理服務，還可以讓該系統(tǒng)按照數(shù)據(jù)互操作規(guī)范協(xié)議，直接受理比如因評定獎學金而需要查詢某系某級全部學生考試成績的數(shù)據(jù)請求服務，可以由獎學金系統(tǒng)發(fā)出數(shù)據(jù)請求，通過數(shù)據(jù)服務中心轉(zhuǎn)發(fā)，教務系統(tǒng)的數(shù)據(jù)服務窗口提供數(shù)據(jù)后，進行自動統(tǒng)計分析，并按規(guī)定的數(shù)據(jù)報文格式返回數(shù)據(jù)查詢結(jié)果；而現(xiàn)有的方式因為各業(yè)務系統(tǒng)不對外提供數(shù)據(jù)服務，需要各班班主任登錄教務系統(tǒng)，下載合并各班成績，再進行人工統(tǒng)計分析，不僅方法落后而且效率低下。

云計算模式在高校的運用

云計算模式分為三個層次，即：基礎(chǔ)設(shè)施即服務、平臺即服務、軟件即服務。目前多數(shù)高校已能夠提供前兩個層次的服務。

南昌大學自2 0 0 8 年開始，整合服務器資源，結(jié)合VMware云計算系統(tǒng)，面向部門業(yè)務系統(tǒng)提供各類系統(tǒng)平臺。各個院系不再單獨購買服務器，改為由學校集中購買，統(tǒng)一劃分操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫和Web服務等平臺系統(tǒng)給各類業(yè)務系統(tǒng)，為學校節(jié)省大量的硬件投入，降低機房能耗。隨著云計算的普及，多數(shù)高校采取此類架構(gòu)實現(xiàn)前兩個層次服務。雖然高校業(yè)務系統(tǒng)最終如同企業(yè)ERP一樣，走向大集中模式，但近5年內(nèi)，多數(shù)高校將繼續(xù)使用不同開發(fā)商不同平臺的業(yè)務系統(tǒng)，無法全部采取大集中的模式。在此背景下，如果各業(yè)務系統(tǒng)改造整合成能夠?qū)ν馓峁?shù)據(jù)服務的數(shù)據(jù)云交換平臺，就可以很方便地完成全校的信息集成。

目前多數(shù)高校各類應用系統(tǒng)已初步建成，很多高校已建立數(shù)據(jù)共享庫。但是隨著業(yè)務系統(tǒng)間數(shù)據(jù)共享與信息交換的需求不斷增加，數(shù)據(jù)集成暴露出以下問題：

第一，業(yè)務系統(tǒng)僅限于內(nèi)部業(yè)務流程，沒有對外提供數(shù)據(jù)服務的能力，系統(tǒng)之間缺乏相互協(xié)調(diào)能力。不同部門的業(yè)務系統(tǒng)之間不能協(xié)同工作，學校之間、學校與上級管理部門之間也不能傳遞數(shù)據(jù)，只能采取文件交換的方式，導致信息橫向交換與縱向傳輸困難的現(xiàn)狀。

第二，后期的維護量很大，數(shù)據(jù)集成困難。集成后系統(tǒng)耦合度高，難以適應變化，子系統(tǒng)變更后修改維護成本大，程序修改后產(chǎn)生的錯誤容易擴散。

數(shù)據(jù)云服務中心的優(yōu)勢

高校數(shù)據(jù)云服務是利用云計算技術(shù)為各業(yè)務系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)服務的模式。此架構(gòu)下，各類計算資源和業(yè)務資源高度集中，用戶無需了解提供服務的來源和實現(xiàn)的過程。當用戶有數(shù)據(jù)要求時，只需在數(shù)據(jù)云交換平臺的框架下提出數(shù)據(jù)服務請求，相關(guān)業(yè)務云將返回數(shù)據(jù)，用戶綜合所獲數(shù)據(jù)就能得到結(jié)果。

各業(yè)務部門系統(tǒng)協(xié)同工作

以畢業(yè)生離校為例，以前的做法是建立一個完整離校系統(tǒng)，到各個相關(guān)部門系統(tǒng)獲取學生信息，檢查是否能夠離校。如果遇到離校環(huán)節(jié)中的一個部門系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)修改的情況，整個離校系統(tǒng)就需要重新修改。而在數(shù)據(jù)云交換平臺上，人們不需要編寫一個完整的畢業(yè)離校系統(tǒng)，就能使各部門協(xié)同工作，完成離校處理業(yè)務。具體方法是建立一個畢業(yè)生離校業(yè)務流，向多個業(yè)務云發(fā)出學生離校請求。各業(yè)務云在完成離校業(yè)務的內(nèi)部處理后，返回處理結(jié)果。好處是只要進行少量編程，接收處理各業(yè)務云返回的結(jié)果，實行人機交互，即可實現(xiàn)離校功能。

各個業(yè)務系統(tǒng)被要求按照數(shù)據(jù)協(xié)同交換規(guī)范和數(shù)據(jù)服務接口改造成能對外提供數(shù)據(jù)服務的業(yè)務云，其相互之間耦合度低。無論各個業(yè)務系統(tǒng)如何換版升級，必須遵循相關(guān)的接口規(guī)范，保持其他系統(tǒng)的穩(wěn)定。即使是因為業(yè)務系統(tǒng)升級導致發(fā)出的數(shù)據(jù)錯誤，也很容易定位查找。只要對某個業(yè)務云進行收發(fā)數(shù)據(jù)測試，檢查數(shù)據(jù)是否符合規(guī)范，就能查清問題所在環(huán)節(jié)，要求軟件開發(fā)商整改。而傳統(tǒng)的方式常常需要多個系統(tǒng)的開發(fā)商聯(lián)合調(diào)試，可操作性差。

數(shù)據(jù)云服務模式遵從“誰提供，誰負責”原則。由源數(shù)據(jù)系統(tǒng)被動提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃犹峤粩?shù)據(jù)到中心。每次源數(shù)據(jù)出現(xiàn)變化，會立即將此數(shù)據(jù)變更傳輸?shù)街行亩?，中心端接收?shù)據(jù)，對校級數(shù)據(jù)庫進行修改，同時將此變更數(shù)據(jù)傳輸?shù)较嚓P(guān)的業(yè)務系統(tǒng)中。即使出現(xiàn)系統(tǒng)線路不暢情況，采用MQ（消息中間件）技術(shù)，網(wǎng)絡一通即可傳輸，實現(xiàn)延時傳輸。這樣的數(shù)據(jù)更新能夠保證每次源數(shù)據(jù)變化都能及時同步到中心端和相應系統(tǒng)中，避免外部系統(tǒng)在源系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中進行操作，保證源數(shù)據(jù)的安全性，降低源數(shù)據(jù)庫的復雜度。

例如，科研處希望分析各個理工類學院的人均SCI文章的篇投入成本。實際上，這是一個復雜的跨多個系統(tǒng)的綜合查詢分析，但是在數(shù)據(jù)云交換平臺的框架下，實現(xiàn)將變得簡便。首先設(shè)計并配置出該項請求的業(yè)務處理流程，向數(shù)據(jù)云服務中心分步驟發(fā)出數(shù)據(jù)請求；數(shù)據(jù)云服務中心將自動從人事管理系統(tǒng)獲取各學院教學科研編制人數(shù)，從科研管理系統(tǒng)獲取各學院SCI論文數(shù)，從財務管理系統(tǒng)獲取各學院科研和日常經(jīng)費投入，從資產(chǎn)管理系統(tǒng)獲取設(shè)備經(jīng)費投入，返回數(shù)據(jù)請求端；最后，編寫一段很小的代碼，按照本學院總經(jīng)費投入÷（SCI篇數(shù)/本學院人數(shù)）的公式實時計算結(jié)果。通過該項指標，科研處可以從其中一個獨特的視角觀察各個學院的科研工作效率。隨著高校發(fā)展，很多諸如此類的指標將會產(chǎn)生。如果統(tǒng)計每個指標都需要新編寫一套系統(tǒng)，而不是通過基本的參數(shù)配置，編寫簡單的代碼來完成，那么工作量將非常大。如果校內(nèi)業(yè)務系統(tǒng)全部能提供數(shù)據(jù)服務，那么可以通過配置業(yè)務處理流程的方式在數(shù)據(jù)云服務中心獲得數(shù)據(jù)，經(jīng)過分析處理后得出需要的結(jié)果，再不需要編寫復雜的代碼。

建立數(shù)據(jù)云交換平臺模型

目前，南昌大學通過分析業(yè)務數(shù)據(jù)流，制定數(shù)據(jù)協(xié)同交換規(guī)范，定義數(shù)據(jù)服務接口，改造各業(yè)務系統(tǒng)，搭建數(shù)據(jù)云服務中心，形成數(shù)據(jù)云交換平臺。

第一，分析校內(nèi)所有部門間的業(yè)務數(shù)據(jù)流。在分析過程中，將業(yè)務盡可能細化。第二，按照“誰提供，誰維護”的原則，補充數(shù)據(jù)維護內(nèi)容。第三，制定數(shù)據(jù)協(xié)同交換的規(guī)范和數(shù)據(jù)服務結(jié)構(gòu)，將各業(yè)務系統(tǒng)改造為業(yè)務云。

目前一期工程計劃完成教務管理業(yè)務云、財務管理業(yè)務云、人事管理業(yè)務云和研究生管理業(yè)務云的改造，使得各業(yè)務系統(tǒng)具備對外提供數(shù)據(jù)服務的能力，能響應業(yè)務請求，在校級數(shù)據(jù)云服務中心的統(tǒng)一管理下，形成一個完整的數(shù)據(jù)云交換平臺。