基于Docker和微信小程序的技術(shù)設(shè)備生命周期管理平臺

徐昫 江蘇省廣播電視總臺

1.總體相關(guān)目標

技術(shù)設(shè)備生命周期管理是江蘇廣電管理中的一個重要組成部分，如何有效提高固定資產(chǎn)使用效益，防止固定資產(chǎn)流失，已成為技術(shù)設(shè)備生命周期管理工作亟待解決的重要課題。當前普遍存在如下問題：

（1）賬物不符、賬實不符，管理不便；

（2）資產(chǎn)狀態(tài)和流向無記錄，無OA流程，統(tǒng)計不便。因此，技術(shù)設(shè)備生命周期管理平臺的建設(shè)勢在必行。技術(shù)設(shè)備生命周期管理系統(tǒng)的內(nèi)容主要包括：輕松看到所有資產(chǎn)，被分配給了誰，以及它們的物理位置，以及詳細的檢錄巡查記錄。 安全功能方面包括最小用戶密碼長度執(zhí)行、兩步身份驗證（使用Google身份驗證器）以及預防暴力破解等。用戶管理方面授予用戶訪問報告的權(quán)限，甚至允許用戶申請可用的資產(chǎn)。 每個用戶都有自己的使用記錄，包括資產(chǎn)、配件、消耗品和許可證。

2. 相關(guān)技術(shù)

2.1 Docker

Docker 是一個開源的應用容器引擎，使用Google的Go語言進行開發(fā)，基于Linux內(nèi)核的Control Group、Namespace以及AUFS類的UnionFS等技術(shù)，對進程進行封裝隔離。 由于隔離的進程獨立于宿主和其它隔離的進程，因此也稱其為“容器”。容器參與的系統(tǒng)組織架構(gòu)如圖1所示?；贒ocker容器部署使得整個系統(tǒng)松耦合、架構(gòu)靈活、易于移植并且可以在線擴展和升級。

2.2 Laravel

圖1 系統(tǒng)組織架構(gòu)拓撲模型示意圖

Laravel是一套簡潔、優(yōu)雅的PHP Web開發(fā)框架，使代碼模塊化，可擴展性強，并提供多種擴展包。程序采用MVC的架構(gòu)模式，視圖層通過Blade模板引擎生成頁面布局，并支持多語言的本地化?？刂茖觾?nèi)置廣播、緩存、日志、事件、隊列等服務。Model層通過Eloquent ORM 實現(xiàn)簡潔美觀的 ActiveRecord和數(shù)據(jù)庫進行交互，典型Laravel架構(gòu)的流程模型如圖2所示。

圖2 典型Laravel架構(gòu)的流程模型

Laravel被稱為“全?！笔娇蚣?，因為它能夠處理從網(wǎng)絡服務、數(shù)據(jù)庫管理到HTML生成的一切事情，垂直集成的Web開發(fā)環(huán)境給開發(fā)者提供了更好的體驗。在HTTP層，它通過“路由”機制將用戶的請求轉(zhuǎn)發(fā)給相應的程序處理，支持“GET”“POST”“PUT”“DELETE”等請求類型，建立URL和程序之間的映射。通過內(nèi)置的中間件，包括身份驗證、CSRF保護等過濾進入應用的HTTP請求。

2.3 微信小程序

微信小程序是一種隨時可用，但又無需安裝卸載的應用。微信小程序分為視圖層和邏輯層，如圖3所示。視圖層包含WXML（類似HTML）和WXSS（類似CSS）代碼，邏輯層包含Javascript文件。視圖層通過事件通知邏輯層，邏輯層通過返回Data來更新視圖。此外，微信還提供了API、組件、配置文件供開發(fā)者調(diào)用，如：界面、視圖、內(nèi)容、按鈕、導航、多媒體、位置、數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡、重力感應、攝像頭等。在這些組件和接口的幫助下，建立在微信上的小程序在運行能力和流暢度上可以保持和原生APP類似的體驗。

3. 系統(tǒng)總體方案

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

圖3 微信小程序的開發(fā)架構(gòu)

技術(shù)設(shè)備生命周期管理系統(tǒng)為B/S架構(gòu)，主要由服務端和微信小程序組成。服務端支持LAMP或IIS部署，基于PHP框架，使用Laravel開發(fā)，并開放Rest風格的API接口。微信小程序代碼托管在微信公眾平臺上，與微信公眾號綁定，通過API調(diào)用微信二維碼識別服務和服務端的數(shù)據(jù)處理服務，并通過CrowdIn平臺實現(xiàn)多語言化。系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計如圖4所示。

圖4 技術(shù)設(shè)備生命周期管理系統(tǒng)總體技術(shù)架構(gòu)

3.1.1 基于Docker部署服務端環(huán)境服務端目前運行在荔枝云上，基于Docker的容器化部署，由兩個連接的容器組成，分別是Web服務容器和數(shù)據(jù)庫容器，Web服務基于Apache鏡像搭建，數(shù)據(jù)庫采用MySQL鏡

圖5 服務端容器設(shè)計

像搭建，結(jié)構(gòu)如圖5所示。服務端容器環(huán)境部署的步驟如下：

（1）啟動一個基于“mysql/mysql-server:5.7”鏡像的數(shù)據(jù)庫容器，代碼如下：

docker run --name mysql -e MYSQL_ROOT_PASSWORD= xxxxxxxxx -p 3306:3306 -d mysql/mysqlserver:5.7

其中“--name”表示該容器的名稱為“mysql”“-e”設(shè)置了該容器的環(huán)境變量，這里即MySQL的root密碼，“-p”表示將容器的3306端口映射到宿主機的3306端口上。

為方便其他容器通過Docker內(nèi)部網(wǎng)絡訪問數(shù)據(jù)庫，需要進入容器中配置MySQL允許遠程連接數(shù)據(jù)庫。代碼如下：

// 進入該容器的bash

docker exec -ti mysql bash

// 允許MySQL的root賬戶遠程連接

mysql -p mysql

GRANT ALL ON ★.★ TO root@'%' IDENTIFIED BY‘xxxxxxxxx’;

FLUSH PRIVILEGES;

（2）啟動一個phpmyadmin容器，并用“--link”命令連接到MySQL容器，代碼如下：

docker run --rm --name phpmyadmin -d --link mysql:db -p 30001:80 phpmyadmin/phpmyadmin

其中“--rm”表示該容器每次使用后即銷毀，“--link”表示將名稱為“mysql”的容器以“db”的身份關(guān)聯(lián)到該容器，“-p”表示將容器的80端口映射到宿主機的30001端口上。

（3）啟動Web容器，并用“--link”命令連接到MySQL容器，代碼如下：

docker run -d -p 30080:80 -p 30443:443--name=jsitdb_v4.2.0 --link mysql:mysql -v /code/path:/var/www/html -v /data/path:/var/lib/data --env-file=/home/my_env_file jsitdb /tini -- /entrypoint.sh

其中“--link”表示將名稱為“mysql”的容器以“mysql”的身份關(guān)聯(lián)到該容器，，“-v”表示將宿主機的文件夾映射到容器的web根目錄下，“--envfile”表示了容器的環(huán)境變量配置文件的位置，“/tini-- /entrypoint.sh”為容器的啟動命令。

最終使用“docker ps”命令可以看到建立的三個容器。

3.1.2 基于Restful API開發(fā)微信小程序

首先登錄微信公眾平臺的網(wǎng)頁，用任意未注冊過個人微信號或微信公眾號的郵箱申請一個小程序賬號，然后用該賬號登錄后臺，即可獲取小程序APPID并設(shè)置小程序相關(guān)信息。為保證正常調(diào)用服務端的API，開發(fā)者需要事先在小程序“開發(fā)設(shè)置”中配置合法服務器域名。最后便可以下載騰訊提供的微信開發(fā)者工具進行小程序開發(fā)，其界面如圖6所示。

（1）用戶登錄

圖6 微信開發(fā)者工具的開發(fā)界面

由于本文所述的技術(shù)設(shè)備生命周期管理系統(tǒng)已經(jīng)在服務端維護獨立的一套用戶系統(tǒng)，因此在小程序中對用戶的身份采取兩步認證：首先調(diào)用微信小程序提供的wx.login(Object) API，通過小程序的微信登錄機制確認用戶的微信身份。獲取微信登錄狀態(tài)的一系列授權(quán)與加密協(xié)議的原理如圖7所示。

圖7 微信登錄的時序圖

然后在用戶授權(quán)登錄后跳轉(zhuǎn)到API認證界面，用戶需要事先在技術(shù)設(shè)備生命周期管理系統(tǒng)服務端的設(shè)置界面中申請token，該token為隨機的字符串，其中包含用戶在本系統(tǒng)中的權(quán)限信息，將token填寫在小程序界面中保存后即可訪問小程序的掃碼界面，如圖8所示。小程序、應用服務器和微信后臺間的授權(quán)與安全機制較為嚴格，這樣可以較好地保證數(shù)據(jù)的安全傳輸，同時也對代碼的邏輯規(guī)范和優(yōu)化提出了較高的要求。

圖8 小程序的登錄步驟

（2）掃描條形碼

調(diào)用微信小程序提供的wx.scanCode(Object object)API，調(diào)用客戶端掃碼界面進行掃碼，獲得條碼上的內(nèi)容。喚起客戶端的掃碼界面后，掃描固定資產(chǎn)專用的條碼標簽即返回固定資產(chǎn)編號，然后通過該編號調(diào)用服務端API獲取資產(chǎn)信息。

3.1.3 與OA系統(tǒng)對接

設(shè)備生命周期管理系統(tǒng)中存有所有固定資產(chǎn)的信息，江蘇廣播OA系統(tǒng)中保存了網(wǎng)絡信息科值班人員運維日志，日志記錄了相關(guān)設(shè)備的故障情況，將從設(shè)備生命周期管理系統(tǒng)中獲得的設(shè)備信息同步到OA系統(tǒng)中，這樣可以在OA系統(tǒng)中直接調(diào)用相關(guān)設(shè)備，同時能夠保證后臺數(shù)據(jù)的一致和準確。

配置ODBC，使得OA系統(tǒng)能夠訪問設(shè)備生命周期管理系統(tǒng)中的MySQL數(shù)據(jù)庫，配置SQL Server中的鏈接服務器功能，建立ODBC與SQL查詢語句OPENQUERY之間的關(guān)聯(lián)。兩個數(shù)據(jù)庫的對接示意圖如圖9所示。在SQL Server代理中配置作業(yè)，即可定時將設(shè)備生命周期管理系統(tǒng)中的設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)同步到OA數(shù)據(jù)庫中。

圖9 兩套系統(tǒng)的數(shù)據(jù)對接示意圖

3.2 系統(tǒng)安全設(shè)計

（1）HTTPS加密傳輸

作為基于Web的系統(tǒng)，本項目支持全局SSL部署，SSL是一個URI scheme（抽象標識符體系），句法類同HTTP體系，但HTTPS協(xié)議則是由SSL+HTTP協(xié)議構(gòu)建的可進行加密傳輸、身份認證的網(wǎng)絡協(xié)議。這樣的技術(shù)使得設(shè)備生命周期管理系統(tǒng)擁有了安全的基礎(chǔ)。

（2）用戶認證

用戶使用用戶名和密碼登入系統(tǒng)，用戶密碼采用Bcrypt加密方式保存在數(shù)據(jù)庫內(nèi)，并且設(shè)定密碼錯誤鎖定機制來防止暴力破解。管理員可提高對用戶密碼強度的要求，并可選擇開啟 “兩步驗證”驗證用戶，從而避免反復嘗試以及因口令泄露導致的入侵問題。

（3）API認證

考慮到微信小程序的接入需求，本項目通過OAuth 2.0協(xié)議實現(xiàn)API場景下的授權(quán)。在 API 場景里通常通過token令牌來實現(xiàn)用戶授權(quán)，而非維護請求之間的Session 狀態(tài)，通過Laravel內(nèi)置的Passport服務部署OAuth 2.0服務端實現(xiàn)。每個用戶可以自行在后臺設(shè)置中申請令牌。

3.3 功能模塊

整個技術(shù)設(shè)備生命周期管理系統(tǒng)的客戶端由Web界面和微信小程序兩部分組成。Web界面需要授權(quán)才能登錄，登錄后的Web界面如圖10所示。首頁由功能主體、可隱藏的左側(cè)導航欄和頂部的快捷方式組成。下面分別介紹Web后臺和微信小程序的主要功能和使用方法。

圖10 Web首頁

（1）后臺數(shù)據(jù)設(shè)置

系統(tǒng)在使用之初，應從管理的實際需求出發(fā)，首先完成數(shù)據(jù)模板、自定義字段、用戶權(quán)限、使用界面等模塊的設(shè)置。其中左側(cè)導航欄的設(shè)置主要負責后臺數(shù)據(jù)和計算邏輯，右上角的設(shè)置主要負責功能和權(quán)限的自定義。

數(shù)據(jù)和計算邏輯的設(shè)置主要包括自定義字段、資產(chǎn)相關(guān)屬性、部門和地理位置、折舊計算方法等。只有設(shè)置好這方面的邏輯，系統(tǒng)才能更好地完成分類匯總、精確查詢、導入導出匹配等相關(guān)功能。其中狀態(tài)標簽和地理位置的設(shè)置如圖11所示，這些字段是貫穿固定資產(chǎn)生命周期管理過程中最不可或缺基礎(chǔ)的屬性之一。另外，可自定義字段的功能允許用戶為常用的資產(chǎn)模型定義一組可重用的字段，可以根據(jù)不同技術(shù)設(shè)備的分類，分別匯總各類設(shè)備所需的基礎(chǔ)信息，為固定資產(chǎn)的差異化管理提供了非常便捷的模塊化設(shè)計。用戶在使用的時候，根據(jù)設(shè)備類型選擇對應的自定義模板，可以極大地提高工作效率，自定義字段的設(shè)置界面和使用場景如圖12、13所示。

圖11 狀態(tài)標簽、地理位置的設(shè)置示意圖

圖12 自定義字段集

圖13 自定義字段集的使用

（2）系統(tǒng)功能設(shè)置

功能和權(quán)限的設(shè)置主要包括使用界面、登錄安全、用戶權(quán)限、標簽生成規(guī)則等。 品牌功能在設(shè)置界面中的第一個，它支持自定義CSS，修改邊欄的懸停狀態(tài)，以及頁眉頁腳樣式等。安全功能設(shè)置中開啟了兩步認證的機制，相關(guān)技術(shù)的原理和功能介紹在上文已做了詳細的描述。系統(tǒng)還支持“LDAP便捷登錄”，使得用戶可以使用域賬戶登錄，方便賬戶的快速搭建與使用。

用戶權(quán)限管理也是安全設(shè)置部分的重要部分。系統(tǒng)支持登錄、查看和操作權(quán)限的控制，支持通過權(quán)限組來分組管理用戶。系統(tǒng)提供了兩個特權(quán)用戶賬戶級別，即管理員和超級管理員。

資產(chǎn)標簽功能能夠非常便捷地生成資產(chǎn)標簽，標簽的尺寸規(guī)格和編碼可以在后臺靈活設(shè)置。掃描二維碼可以快速定位到系統(tǒng)內(nèi)的資產(chǎn)，生成的條碼如圖14所示。

圖14 系統(tǒng)生成的條碼標簽

（3）資產(chǎn)管理

系統(tǒng)將技術(shù)設(shè)備分成資產(chǎn)、軟件許可證、附屬品、消耗品和組件五大類，對應不同類型的管理模板也有細微的差別，精確的分類和管理也使得后臺管理人員的效率得以提高。

對于現(xiàn)有的技術(shù)設(shè)備資產(chǎn)，可將數(shù)據(jù)整理成規(guī)范文檔后，通過Web界面導入。系統(tǒng)支持的文檔格式非常多，在文檔導入時，建立好數(shù)據(jù)的對應關(guān)系即可。導入后的資產(chǎn)類管理界面如圖15所示，在這里可以對資產(chǎn)進行匯總統(tǒng)計、導出數(shù)據(jù)、增加備注、打印條碼、改派報廢、維護更新記錄等操作。

（4）報告管理

系統(tǒng)中自帶的報告共有7種，還可以根據(jù)需要設(shè)置自定義報表。系統(tǒng)報表管理負責記錄用戶進行增刪改查、修改權(quán)限等操作，以及對相關(guān)字段的匯總和導出。在網(wǎng)絡安全對應用和法律層面都越來越被重視的今天，操作的記錄和追溯都是保證網(wǎng)絡安全的一個重要組成部分。

（5）手機掃碼

圖15 在Web頁面中上傳固定資產(chǎn)數(shù)據(jù)

通過微信小程序，手機搖身一變成了一個智能手持終端，方便了用戶隨時隨地查詢和管理分布范圍極廣的固定資產(chǎn)。例如，將巡檢時發(fā)現(xiàn)的問題及時備注并同步到系統(tǒng)后臺數(shù)據(jù)庫中。進入微信小程序主界面之后，點擊條形碼按鈕，將手機鏡頭對準條碼，可以查詢出該條碼設(shè)備的相關(guān)信息，如圖16所示。在該界面可以直接修改資產(chǎn)的相關(guān)信息，并可同步更新后臺的數(shù)據(jù)， 完成檢錄等管理。

4. 結(jié)束語

江蘇廣播技術(shù)部建立廣播技術(shù)管理平臺后，對于管理更加規(guī)范、服務更加便捷，得到了各廣播部的一致好評，也為技術(shù)部在融合媒體態(tài)勢下做好面向全臺的技術(shù)服務打下了堅實的基礎(chǔ)。

圖16 通過微信小程序查詢固定資產(chǎn)的相關(guān)信息