數(shù)字化校園消息中心的設(shè)計與實(shí)踐

摘要：數(shù)字化校園信息系統(tǒng)的使用對提升師生的工作與學(xué)習(xí)效率有著重要意義。本文以數(shù)字化校園中消息中心的建設(shè)實(shí)例進(jìn)行深入分析，針對消息管理中應(yīng)注重的業(yè)務(wù)需求、難點(diǎn)及解決方案提出了建設(shè)思路。數(shù)字化校園中的各類信息系統(tǒng)與消息中心進(jìn)行對接，有效地實(shí)現(xiàn)了消息的收發(fā)和統(tǒng)一管理，同時提升了系統(tǒng)使用效能，為用戶帶來了更好的使用體驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化校園；消息中心；信息系統(tǒng)

一、引言

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化建設(shè)已經(jīng)成為當(dāng)今各大、中小學(xué)校園建設(shè)的重要組成部分。數(shù)字化校園建設(shè)涉及學(xué)校的教學(xué)、科研、管理、服務(wù)等多方面內(nèi)容，包含教學(xué)教務(wù)系統(tǒng)、科研管理系統(tǒng)、智能辦公系統(tǒng)、在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)、院校無線網(wǎng)認(rèn)證系統(tǒng)等多類應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)，為教職工、學(xué)生提供校園本地信息服務(wù)和遠(yuǎn)程在線學(xué)習(xí)服務(wù)[1]。目前，數(shù)字化校園與移動設(shè)備應(yīng)用越來越緊密地相互貫通，為在校師生提供更為及時、便捷的信息服務(wù)。消息中心在這一過程中，起到了信息傳遞的關(guān)鍵紐帶作用。消息中心是一個集中管理、接收和分發(fā)消息的信息系統(tǒng)，可作為數(shù)字化校園中的統(tǒng)一信息交換平臺，為其中的各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供個性化、準(zhǔn)確且及時的消息傳遞渠道。消息中心可作為應(yīng)用系統(tǒng)中的獨(dú)立功能模塊實(shí)現(xiàn)消息發(fā)送者與接收者之間的消息收發(fā)功能，又可為各類應(yīng)用系統(tǒng)提供接口，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的待辦提醒和短信認(rèn)證服務(wù)。用戶可以通過消息中心接收到來自校園中各應(yīng)用系統(tǒng)的通知、提醒和推送等消息，并可通過消息提示辦理校園業(yè)務(wù)。與此同時，消息中心所處理的消息，可包含短信和微信，亦可包含IP辦公電話消息等多種消息模式，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，消息模式將不斷擴(kuò)充，消息中心規(guī)模亦將不斷擴(kuò)大。當(dāng)消息發(fā)送數(shù)量較多時，消息中心可設(shè)置消息發(fā)送優(yōu)先級，并通過自身負(fù)載均衡的設(shè)計架構(gòu)平穩(wěn)高效運(yùn)行，同時實(shí)現(xiàn)消息內(nèi)容的安全審核及統(tǒng)一管理。

二、消息中心建設(shè)重點(diǎn)及難點(diǎn)

建設(shè)校園消息中心需重點(diǎn)考慮以下四方面問題：一是確定服務(wù)群體。匯總所有需要消息服務(wù)的信息系統(tǒng)，根據(jù)所有相關(guān)信息系統(tǒng)的系統(tǒng)兼容性和傳遞時效性確定消息中心接口方案。二是明確功能范圍。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)需求，統(tǒng)一短信功能、微信功能和IP電話收發(fā)消息功能等連接方式，制定可以滿足各方需求的數(shù)據(jù)庫與程序設(shè)計模型。同時考慮現(xiàn)有業(yè)務(wù)需求，將消息群發(fā)、發(fā)送等級和自定義模型等需求結(jié)合未來可擴(kuò)展的業(yè)務(wù)需求，設(shè)計形成一套功能可擴(kuò)展的信息平臺。三是確定業(yè)務(wù)規(guī)模。根據(jù)現(xiàn)有相關(guān)信息系統(tǒng)使用規(guī)模和未來規(guī)劃的新信息系統(tǒng)使用規(guī)模，對相關(guān)消息數(shù)據(jù)進(jìn)行分類設(shè)計，并根據(jù)消息中心平臺運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，使消息在收發(fā)數(shù)量極其龐大時可通過程序設(shè)計和中間件配置實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。四是保障數(shù)據(jù)安全[2]。消息中心作為數(shù)字化校園中的消息收發(fā)平臺，保障其網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)安全非常重要。除了對消息中心平臺自身的安全設(shè)置，對于其對外提供的調(diào)用接口需使用加密形式進(jìn)行調(diào)用，并對短信發(fā)送內(nèi)容需設(shè)置安全審核機(jī)制進(jìn)行嚴(yán)格的內(nèi)容審核。

校園消息中心的建設(shè)難點(diǎn)主要在于以下兩個方面：一是保障業(yè)務(wù)連續(xù)性。當(dāng)某一類型消息發(fā)送接口發(fā)生故障時，系統(tǒng)應(yīng)能夠自動將消息以另一種形式繼續(xù)發(fā)送。另外，當(dāng)消息中心底層架構(gòu)某一設(shè)備節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時，系統(tǒng)需能夠及時切換至備用設(shè)備節(jié)點(diǎn)，從而保證用戶及時收到業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)發(fā)送的消息。二是保障各類業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)接口安全通信。作為消息收發(fā)的統(tǒng)一信息平臺，消息中心應(yīng)具備規(guī)范的對外接口服務(wù)，與各類型業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)完成接口對接，實(shí)現(xiàn)消息數(shù)據(jù)傳送。在數(shù)據(jù)傳遞過程中，既能保障傳送接口的兼容性，又能保障傳送通道的安全性。

三、消息中心功能設(shè)計架構(gòu)

消息中心整體設(shè)計架構(gòu)以可持續(xù)擴(kuò)展、可及時故障切換為基礎(chǔ)，保障消息收發(fā)機(jī)制的及時性、完整性和安全性（如圖1所示）。消息中心由目的用戶管理、消息處理、接口管理和消息收發(fā)器四部分組成。目的用戶管理模塊用于設(shè)置對外群發(fā)消息的用戶信息，發(fā)送者根據(jù)業(yè)務(wù)需求對指定人群進(jìn)行群發(fā)消息前的群設(shè)置，包括群發(fā)消息的群名稱、目的號碼、定時發(fā)送設(shè)置、接收回復(fù)信息等。發(fā)送者使用該模塊完成對于指定用戶群的維護(hù)工作，同時結(jié)合消息處理模塊，可方便地實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一群發(fā)信息、匯總接收到的發(fā)送狀態(tài)信息和回復(fù)信息。

消息處理模塊可用于消息內(nèi)容審核、消息分級分類、消息信息查詢和與消息收發(fā)器進(jìn)行對接，執(zhí)行消息發(fā)送與接收的觸發(fā)動作。首先，對消息進(jìn)行內(nèi)容審核，去除非法字符保證信息數(shù)據(jù)安全性，再根據(jù)消息的來源進(jìn)行分級分類，為每條消息設(shè)置發(fā)送優(yōu)先級及發(fā)送類型（短消息、微信、IP電話消息或郵件等），設(shè)置完成的消息存儲進(jìn)入待發(fā)送隊列。消息處理模塊及時接收從消息收發(fā)器傳遞來的消息回執(zhí)和回復(fù)信息，并將其存儲入消息處理數(shù)據(jù)庫，為用戶提供消息查詢功能[3]。

消息收發(fā)器模塊用于接收消息處理模塊處理完畢的消息，并按指令執(zhí)行發(fā)送任務(wù)，同時將接收到的消息回執(zhí)和回復(fù)信息反饋至消息處理模塊。消息收發(fā)器具備負(fù)載均衡功能，可根據(jù)消息類型及消息任務(wù)量將工作分派給多個處理器同時完成，避免因高并發(fā)量導(dǎo)致的消息發(fā)送延時。同時，消息收發(fā)器與短信收發(fā)網(wǎng)關(guān)、微信收發(fā)接口、IP電話消息接口、郵件收發(fā)接口等進(jìn)行連接，保障消息的多需求發(fā)送，并為日常管理提供便捷及時的消息發(fā)送狀態(tài)回傳和記錄。當(dāng)某一接口或者多個接口無法正常工作時，消息收發(fā)器可自動切換至其他可用接口繼續(xù)執(zhí)行消息通知。其中，短信收發(fā)網(wǎng)關(guān)將進(jìn)行短消息的安全審核，收發(fā)完全符合相關(guān)法律法規(guī)和行業(yè)規(guī)范的公眾消息。

接口管理模塊用于接收來自各業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)發(fā)送的消息收發(fā)指令，并傳送給消息處理模塊進(jìn)行處理，同時將處理完畢的消息回執(zhí)和回復(fù)信息及時反饋給各業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)。消息中心管理人員可通過該模塊管理各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的連接權(quán)限，根據(jù)業(yè)務(wù)需求和安全要求及時更新連接系統(tǒng)的身份認(rèn)證信息，對于未經(jīng)允許使用消息中心接口的信息系統(tǒng)，接口管理模塊禁止其連入。

消息中心中的四個模塊具有獨(dú)立功能又互相聯(lián)動，消息數(shù)據(jù)在模塊中進(jìn)行處理，被授予新的屬性標(biāo)識并分布存儲于消息隊列數(shù)據(jù)表中，不生成更多的冗余數(shù)據(jù)，最大化簡化數(shù)據(jù)庫處理工作，及時回收程序處理使用內(nèi)存，保證消息中心平臺高效率執(zhí)行[4]。同時，消息中心中的消息數(shù)據(jù)呈雙向流轉(zhuǎn)，不僅回傳消息回復(fù)信息，同時回傳流轉(zhuǎn)狀態(tài)的處理信息，便于異常狀態(tài)的及時發(fā)現(xiàn)和自動故障切換。消息中心利用接口管理模塊的接口兼容特點(diǎn)，與數(shù)字化校園中的各信息系統(tǒng)進(jìn)行通信，并利用消息收發(fā)器的負(fù)載均衡和多路徑消息收發(fā)接口，形成了一套完整的、可快速完成功能擴(kuò)展的信息平臺。

四、消息中心實(shí)踐解決方案

（一）統(tǒng)一加密接口解決多系統(tǒng)調(diào)用問題

隨著數(shù)字化校園建設(shè)的不斷發(fā)展，各業(yè)務(wù)系統(tǒng)持續(xù)升級，多種體系架構(gòu)與編程語言的業(yè)務(wù)系統(tǒng)連入消息中心的需求日益增加。面對當(dāng)前數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)安全與系統(tǒng)兼容性的多重考驗(yàn)，消息中心接口應(yīng)具備廣泛的可兼容功能、用戶認(rèn)證功能和數(shù)據(jù)加密功能（如圖2所示）。消息中心接口管理為申請加入的信息系統(tǒng)提供專屬的用戶認(rèn)證信息，信息系統(tǒng)在調(diào)用接口程序時應(yīng)首先進(jìn)行身份認(rèn)證，認(rèn)證通過后，可通過Https和Wsdl加密通道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，以保障數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)安全，并實(shí)現(xiàn)了防止不同編程語言中某些特定數(shù)據(jù)類型的不兼容性。消息中心接口在接到請求數(shù)據(jù)后，對用戶信息進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證通過后進(jìn)行數(shù)據(jù)解密，并將解密后的數(shù)據(jù)傳送至消息處理模塊。

（二）分布式任務(wù)與冗余部署解決高并發(fā)與容災(zāi)問題

為保障在高并發(fā)情況下消息處理能夠正常運(yùn)行，消息處理模塊設(shè)置多個處理機(jī)，將信息收發(fā)任務(wù)按類型和并發(fā)量進(jìn)行分配，使每個處理機(jī)均衡工作，及時處理消息隊列任務(wù)。與此同時，為保證消息處理模塊的業(yè)務(wù)連續(xù)性，設(shè)置了備用消息隊列數(shù)據(jù)庫和備用短信接口（如圖3所示）。當(dāng)消息處理模塊中任何一個工作節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時，均可及時切換到其他備用節(jié)點(diǎn)，備用節(jié)點(diǎn)接替后繼續(xù)完成標(biāo)識為“未操作成功”和“待處理”的消息隊列。為保證切換平滑有序，消息隊列數(shù)據(jù)庫的類型和結(jié)構(gòu)必須同時滿足所有短信運(yùn)營商的接口參數(shù)條件。

（三）多環(huán)節(jié)審核保證信息內(nèi)容安全問題

為保證消息內(nèi)容安全且符合規(guī)范，應(yīng)設(shè)置消息內(nèi)容審核機(jī)制（如圖4所示）。首先，各業(yè)務(wù)系統(tǒng)的消息發(fā)送功能應(yīng)具備審核流程，消息發(fā)送者書寫的消息內(nèi)容，應(yīng)在發(fā)送前先提交至上一級主管領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行審核，審核通過后才能進(jìn)入消息處理模塊中。其次，消息處理模塊在處理消息時，會對包含非法字符的消息內(nèi)容進(jìn)行刪除和提示，保證不會出現(xiàn)影響系統(tǒng)安全的信息數(shù)據(jù)[5]。最后，當(dāng)消息隊列通過短信接口提交至短信運(yùn)營商后，運(yùn)營商會對消息內(nèi)容進(jìn)行第三次審核，最終發(fā)送符合國家法律法規(guī)要求和行業(yè)規(guī)定要求的短消息。消息內(nèi)容審核是消息中心的重要設(shè)計環(huán)節(jié)，其審核流程及規(guī)范應(yīng)不斷完善和加強(qiáng)。

五、結(jié)束語

消息中心利用程序?qū)?shù)字化校園內(nèi)所有業(yè)務(wù)系統(tǒng)的消息收發(fā)需求匯總起來，并按各自業(yè)務(wù)需求調(diào)用短信運(yùn)營商平臺、微信企業(yè)號服務(wù)、IP電話服務(wù)、郵件服務(wù)等，將消息進(jìn)行統(tǒng)一分配發(fā)送、接收和狀態(tài)回收，實(shí)現(xiàn)了信息系統(tǒng)資源的進(jìn)一步整合，提升了信息數(shù)據(jù)管理能力，節(jié)省了信息化建設(shè)資金，提高了信息化工作效率，為用戶提供了更及時、方便的消息處理功能。與此同時，需要注意消息中心建設(shè)是一項長期而系統(tǒng)性的工作，需不斷優(yōu)化和加強(qiáng)，包括信息安全技術(shù)的提升、管理制度的不斷完善和落實(shí)。在此基礎(chǔ)上，消息中心建設(shè)還應(yīng)與信息網(wǎng)絡(luò)安全建設(shè)有機(jī)結(jié)合，從消息中心底層基礎(chǔ)架構(gòu)到應(yīng)用程序開發(fā)、中間件版本管理與內(nèi)容審核，其每一個節(jié)點(diǎn)均應(yīng)持續(xù)加強(qiáng)安全建設(shè)。

作者單位：張瑜潔 北京國家會計學(xué)院

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