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应用集成模式研究

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第29卷 第10期 计算机工程与设计 2008年5月 Vo1.29 NO.10 Computer Engineering and Design May 2008 应用集成模式研究 张峰 , 董碧丹 (1.中国航天工程咨询中心研究生部,北京100037;2.中国航天工程咨询中心,北京100037) 摘要:随着信息技术的迅猛发展,各单位都建有各种不同业务和管理信息系统。由于这些信息系统大都没有经过统一规 划,造成了“信息孤岛”等问题,于是产生了系统集成的需求,包括对现有主要集成模式的描述,对主要集成模式比较后得出 的结论及对应用集成技术主要发展趋势的展望3个部分。 关键词:信息孤岛;集成;数据集成;应用集成;业务流程集成;商业社群集成 中图法分类号:TP399 文献标识码:A 文章编号:1000.7024(2008)10-2558.03 Research on modes of application—integration ZHANG Feng ,DONG Bi—dan2 (1.Department ofGraduate Student,China Aerospace Engineering Consultation Center,Beijing 100037,China; 2.China Aerospace Engineering Consulattion Center,Beijing 1 0003 7,China) Abstract:With hte rapid development of IT,most corporations build some information systems of diferent effect.Due to these infor- mation systems that are not built on unified marking out,information—island problem comes out and the need of integration also appears. Including three parts as the description of the main modes of integration,the comparison and conclusion of integration modes nad deve— loping—trend of integration. Key words:Information—islnad; integration;data—integration; application—integration; business—process—integration; enterprise— league—integration 0引 言 1.1信息集成 信息集成主要用来解决应用系统之间共享和交换数据的 企业、等经过多年的信息化建设,根据业务需求的不 问题。信息集成是把不同来源、格式、特点、性质的数据在逻 同,已经建成了人力、财务等若干基础系统和部分相关的业务 辑上或物理上有机地集中,从而为企业提供全面的数据共享。 系统。这些系统建设时大都缺乏统一的规划,由不同的数据 在该领域,已经有了很多成熟的框架可以利用。目前通常采 库、操作系统和应用软件等组成,并带有明显的条块分割、信 用联邦式、基于中间件式等方式来构造集成的系统。这些方 息分散特色,即所谓的“信息孤岛”和“烟囱”现象。随着信息 式在解决数据共享问题时采用的技术有所不同。 化发展的进程,需要从原来单一业务管理模式改变为业务之 联邦式主要是数据库系统的一种为集成而做的框架,联 间相互沟通的集成管理模式,现在这种条块分割、信息分散的 邦数据库系统(FDBS)由半自治数据库系统构成,相互之间分 现状不仅造成资源的浪费,而且将严重阻碍企业、等的信 享数据,联邦各数据源之间相互提供访问接口,同时联邦数据 息化建设的步伐。在存在上述问题的同时,各个应用系统实 库系统可以是集中数据库系统或分布式数据库系统及其它联 际运行时又迫切需要和其它应用系统进行信息资源共享、消 邦式系统。中间件式通过统一的全局数据模型来访问异构的 息传递和业务流程互动。集成的思想和技术能解决这两者之 数据库、孤立的应用系统、Web资源等。中间件位于异构数据 间的矛盾,因此本文将从整体上对集成的主要模式进行阐述 源系统(数据层)和应用程序(应用层)之间,向下协调各数据源 和分析。 系统,向上为访问集成数据的应用提供统一数据模式和数据 1主要集成模式 访问的通用接口。各数据源的应用仍然完成它们的任务,中 间件系统则主要集中为异构数据源提供一个高层次检索服务。 按照集成的层次、技术手段和规模不同,可将应用集成的 中问件模式是目前比较流行的数据集成方法,它通过在中间 主要模式分为4类,分别是信息集成、功能集成、流程集成和 层提供一个统一的数据逻辑视图来隐藏底层的数据细节,使 商业社群集成。以下将介绍这几种模式的特点和实现技术。 得用户可以把集成数据源看为一个统一的整体。这种模型下 收稿日期:2007—06—30 E—marl:zhangfengcasc@126.com 作者简介:张峰(1982--),男,山东蒙阴人,硕士研究生,研究方向为信息管理与集成技术、SOA; 董碧丹(1957--),女,北京人,研究员, 研究方向为集成技术、信息化。 -——2558-—— 维普资讯 http://www.cqvip.com

的关键问题是如何构造这个逻辑视图并使得不同数据源之间 能映射到这个中间层。 优化。显而易见,BPM不但涵盖了传统“工作流”的流程传递、 流程监控的范畴,而且突破了传统“工作流”技术的瓶颈。BPM 1.2功能集成 功能集成是为多个应用中的数据和函数提供接近实时的 集成,实际上是系统之间根据功能需求一对一的集成方式,在 应用时被集成的系统需要按照有集成需求的系统的要求开放 的推出,是工作流技术和企业管理理念的一次划时代飞跃。 BPM的思想中,各个业务系统的集成是紧耦合的。这样 对于集成后的外在展示门户而言,各个应用系统是一个整体, 业务流就在这个整体中流动。但同时这种方式降低了单个应 某些功能接口。例如,在一些B2B(businessto business)集成中 用来实现客户关系管理(customer relationship management, cRM)系统与企业后端应用和Web的集成,构建能够充分利用 多个业务系统资源的电子商务网站。 功能集成仅仅实现需要功能集成的系统之间的信息交互 而不需要考虑到复杂的工作流的流向等问题。该集成方式可 以采用消息机制,对于远程的应用还可以采用Web Service技 术和远程调用技术,但更多的是采用中间件技术。 1.3流程集成 流程集成在企业中的应用一般被叫做企业应用集成(en— terprise application integration,EAI)。EAI将进程、软件、标准和 硬件联合起来,在两个或更多的企业系统之间实现无缝集成, 使它们就像一个整体一样,常常表现为对一个商业实体(例如 一家公司)的信息系统进行业务应用集成。 流程集成包含工作流集成和业务流程整合。工作流和业 务流在很多情况下区分并不特别明显,只不过工作流集成更 侧重于将业务系统的功能自动化实现,而业务流程整合更侧 重于分析整理现有流程并加以优化。工作流集成方面最著名 的国际标准是WFMC(workflow management coalition)的work— lfow标,业务流程管理方面的比较著名的是OASIS(organization for the advancement of structured information standards)颁布的由 IBM,BEA和Microsoft联合制定的BPEL4WS(business process execution lnaguage for web sevrices)标准。 流程集成的实现技术主要有中间件技术、业务流程管理 和面向服务架构。以下为这3种方式的简单描述。 l-3.1中间件技术 中间件是在应用架构的发展中,为了解决交易问题、应用 逻辑共用问题和松偶合问题,而在C/S之间引进了中间层的 基础上抽象出来的。通常,中间件分为交易中间件、应用中间 件和消息中间件。 中间件技术是在流程集成中最早采用的技术。目前已有 的流程集成软件大都是采用中间件技术来实现的。这种中间 件具有通用性,不同应用系统的不同功能模块通过中间件的 定制服务和配置来实现触发和调用。 中间件技术的出现使集成有了很大的发展,但是基于中 间件的集成有难度,首先难在要找一种映射来降低集成的复 杂性,这个映射能够实现中间件和两端的系统都能够交互。另 外的难度还有找一种算法来降低映射本身的难度。这都是目 前制约中间件的进一步发展的因素。 1.3.2业务流程管理 业务流程集成的思想来源于业务流程管理的概念,业务 流程管理(businessprocessmanagement,BPM),是一套达成企业 各种业务环节整合的全面管理模式。BPM通常以Web方式实 现信息传递、数据同步、业务监控和企业业务流程的持续升级 用系统的性,可能出现不应该共享的资源外泄等问题。 1.3.3面向服务的架构 面向服务架构(service—oriented architecture,SOA)的思想来 源于中间件技术。在中间件内部实际是由若干构件实现的, 这样整个中间件可以视为一个黑盒,在系统开发中只关心中 间件的输入和输出而不用关心内部是怎样实现的。SOA的思 想和中间件类似,不过不是通过构件实现的而是通过一些服 务提供接口实现的。和中间件相比对用户而言关心的仍然是 输入和输出,但其内部描述了服务提供者的相关信息而不是 实现功能的构件。 SOA是一种架构模型,它可以根据需求通过网络对松散 耦合的粗粒度应用组件进行分布式部署、组合和使用。服务 层是SOA的基础,可以直接被应用调用,从而有效控制系统 中与软件代理交互的人为依赖性。 SOA的最主要的特点有3点,分别是各个应用系统之间 是以松耦合的形式;信息交换采用WebService形式;数据交互 采用统一的标准格式(xML、SOAP等)。只有满足这3点,并且 以服务为基础进行集成的才是SOA的架构。 1.4商业社群集成 业务流程集成主要是企业内部的集成,而随着电子商务 的兴起,业务相关企业之间也需要通过集成来实现协同工作, 即商业社群集成的需求。 要实现商业社群的集成,底层的结构、软件、硬件以及异 构网络的特殊需求都必须得到集成。商业社群集成需要处理 一些过程和使用一些处理工具,以保证这些系统进行快速安 全的通信。 商业社群集成不是企业内部按照业务流程的关系进行集 成,而可能是跨多个领域的集团层面的集成或者业务关联企 业、单位系统之间的信息系统的集成。 2集成模式之间的比较及结论 信息集成主要考虑的是数据层面的问题,被集成的信息 可能是跨数据库、跨应用系统的,甚至是跨企业的。在这一层 面要考虑的问题主要是如何实现不同的数据格式和规范的数 据的统一存储和抽取,或者是如何在不同数据库之间实现数 据的跨库存取,通过这些操作来实现数据的共享和交换,同时 保证数据源的惟一性。 和其它的集成方式相比较,信息集成的层次最低,集成难 度最小,目前成型的技术手段也最多。信息集成也是更高层 次集成的基础,无法实现底层数据的交换和共享更高层的集 成也无法实现。 信息集成需要应用系统之间共享或合并数据库,对于跨 库转换和共享的情况,在集成的过程中可能会导致损坏数据 或者部分数据无法转换。另外可能出现集成接口会成为不安 -——2559・—— 维普资讯 http://www.cqvip.com 全的数据库安全缺口等问题。 功能集成主要是多个应用系统之间的集成。这种集成一 般是在企业或单位内部的两个应用系统之间进行的,一般是 一商务的发展提供了一种新的思路,更加加速了流程集成的发 展。鉴于现在只是SOA的架构被提出,标准制定上众说纷纭, 这一领域的技术和理论也还有很大的研究空间。可以预见, 个系统需要另外系统加工过的数据作为本系统的参数或者 目前和将来一段时间内无论从商业还是研究的角度在这一领 域的研究都会是一个主流。 数据输入源,或者在业务上两个系统有流程关系。可以将功 能集成看作信息系统之间点对点的集成。 功能集成的基础是信息集成,如共享数据或抽取数据。 进行功能集成的系统之间也可能是业务流程的上下游,但是 3.2集成与电子商务结合 目前的电子商务系统越来越由传统的B2C模式向B2B模 式发展,这就对集成提出了更高要求,不仅需要企业内部若干 部门的数据和业务流程的集成,同时相关企业之间也对集成 在功能集成的时候只需要将需要集成的相应功能模块实现互 操作即可,而不需要流程的相关问题。 流程集成是近几年迅猛发展的一种集成方式。流程集成 的思想提出的较早,但是近几年由于现实需求的推动和技术 的提高,尤其是Web技术的发展才得以实际实现。业务流程 集成首先需要抽象或归纳企业的业务流程,按照现代企业的 流程走向进行调整,从现有的信息系统中抽取相关业务功能 模块,最终实现通过集成平台实现流程的自动化,使各个应用 系统按照业务流程来运作,最终目的是实现业务流程的优化。 业务流程的集成需要抽取各个业务相关应用系统的功能 模块,也可能在数据层面用到信息集成。流程集成一般是在 企业或单位内部,按照企业自己的业务流程走向进行的集成。 如果一个大型企业的业务跨度很大,不仅仅是一项主要业务, 其业务流程集成平台可能不是一个。如果这些不同业务系统 之间也是业务相关联的,也可以视为是商业社群的集成。 商业社群集成是在B2B的电子商务应用的推动下被提 出的,商业社群集成的集成范围大,集成难度高,集成层次高, 是当前已有集成思想的最高形式,正是因为其的难度大,目前 只是处于概念阶段。 商业社群集成主要是业务相关企业或单位之间的信息系 统的集成。在实施的过程中可能会用到信息集成、功能集成、 流程集成的思想和技术,并且由于这种集成方式是在不同企 业之间集成的,所以除了集成技术之外,还要考虑网络带宽、 保密数据传输、传输速度和程序执行效率等诸多问题。 综上所述,根据实际需求和集成的难易程度,上述几种集 成模式分别适应于不同的情况。具体来看,对于需要实现跨 库数据转换和应用系统间数据共享的情况,宜采用信息集成 的手段;对于需要信息系统两两之间提供功能接口的情况,宜 采用功能集成的手段;对于需要实现各业务系统的业务相关功 能模块之间自动化运行或者优化的情况,宜采用流程集成的手 段;对于需要实现若干业务相关企业之间的跨网段、跨地域的 信息系统的综合集成的情况,宜采用商业社群集成的手段。 3应用集成技术发展趋势 3.1基于SOA的流程集成 信息集成由于技术难度较小,成熟度较高,目前无论国际 还是国内都有较为成型的产品,在信息集成方面的理论也较 为成熟;功能集成由于集成的规模较小,而且在流程集成过程 中一般会用到功能集成的思想和技术,所以单独的功能集成 也不会有很大活力;商业社群集成无论技术和理论难度都较 大,短时间内也较难突破;纵观国内外的现状,流程集成在较 长时间之内都是发展的主流,尤其是SOA被提出后,为电子 ・——2560・—— 提出了要求。因此对电子商务系统与集成的结合是下一步集 成和电子商务的发展方向之一。 3.3集成与新技术结合 随着网络的进一步发展,人们越来越重视资源方面的共 享,因此提出了网格的概念。网格通过计算机群的方式,将单 个较小的存储和计算能力以整体的高存储能力,高计算能力 的形式实现以往大型机完成的任务。信息集成的目的之一就 是资源的共享和功能的协同。因此网格与集成结合是一个重 要的发展方向。 当前无论在网络系统还是的应用系统中都已经存在 了大量的数据。随着计算机技术的发展,这些数据已经不仅 包含传统的文档,诸如图形、图像等多媒体信息也层出不穷。 但是针对这些海量信息以及多种格式的数据挖掘技术还没有 成熟到人们希望的程度。因此数据挖掘与集成结合也是集成 的一个发展方向。 3.4集成标准制定和安全性研究 随着集成的思想和技术的不断发展,集成各领域的统一 标准问题被提出。统一的标准不但会使得集成有章可循,并 且为新系统开发提供了规范。目前国外在集成的一些领域有 得到广泛认可的标准,比如WFMC的workflow标准等;但是 在很多方面还没有得到公认的标准,比如基于SOA集成的模 型和标准,因此制定集成各领域相应的标准是一个重点要解 决的问题。无论哪种集成方式,都会使系统开放某些数 据或者功能,这就使得在集成环境下的安全性研究显得很有 必要,否则被集成系统中不应该共享的数据可能产生外泄,不 应该被系统外所用的功能可能会被非法侵入,造成不必要的 损失,因此集成方面的安全性研究也是一个重要发展方向。 4结束语 本文指出了目前信息系统之间存在“信息孤岛”问题的现 状,根据信息系统需要集成这一需求详细描述了主要的几种 集成模式,并对这几种集成模式进行了比较,指出了在不同情 况下应该采用哪种模式进行集成,在最后提出了应用集成领 域的几个主要的发展方向。文章对目前存在的集成模式及发 展方向分析较为全面,对应用集成相关技术和研究人员有较 高参考价值。 参考文献: [1】 袁磊,数据集成模型框架探讨[EB/OL].http://wwwIe_works.net. cn/ewk2004/ewkArticles/412/Article30600.htm,2005-06-05. (下转第2563页) 维普资讯 http://www.cqvip.com (2)侦听并处理卖方代理的PROPOSE消息,生成可提供商 3.4数据库服务器 品交易的卖方代理列表wellsellerAgents[],向wellsellerAgents[] 本系统使用MySQL数据库服务器。MySQL有两个安装 中的卖方代理发送AGREE消息,消息内容仍为所需商品信息。 文件:mysql\seutp.exe用于安装命令行方式的运行环境;mysql\ (3)侦听并处理卖方代理的PROPOSE消息,根据购买条 mysql—gui—tools一5.0一r3一win32用于安装MySQL图形用户界面(查 件,选择最合适的卖方代理selectedSeller,向其发送ACCEPT 询管理器)。MySQL的数据库桥接文件mysq1.connector- PROPOSAL消息,消息内容为购买的商品信息及能接受的价格。 java.5.0.4.bin.jar必须拷贝到Web服务器安装目录的Tomcat 5.5\ (4)侦听INFORM消息,确认成交信息(订单)。 common\lib文件夹中,jsp网页才能与数据库连接。 SellerAgent行为对象的action()方法执行以下任务: 3.5系统环境变量配置 (1)侦听CFP消息,检查卖方商品信息是否满足买方需求, .:F:Wrogram Files\Tomcat 5.5\common\lib\servlet—api.jar;F:\ 若满足,向买方发送PROPOSE消息,消息内容为卖方能提供 Program Files\Tomcat 5.5\common\libhnysql—connector-java一5.0.4一 的商品数量。 bin.jar;D:UADEUADE—bin一3.4\jade\lib ̄ttp.jar;D:UADEUADE— (2)wellsellerAgents[]中的卖方代理侦听到AGREE消息,查 bin一3.4\jade\lib ̄iiop.jra;D:UADEUADE—bin一3.4\jade\lib\jade.jra; 询卖方交易规则库,向买方发送PROPOSE消息,消息内容为 D:UADEUADE—bin一3.4\jade\lib\jadeTools.jar 商品价格策略。 (3)selectedSeller侦听到ACCEPT PROPOSAL消息,向买 4结束语 方代理发送INFORM消息,消息内容为成交信息(订单)。 JADE是基于Java和FIPA标准的智能体开发和运行平 2.2.5 JADE Agent访问数据库的连接设置 台,具有管理、注册和通信等系统组件来支持多智能体协调工 JADE Agent类访问数据库中的数据,必须与数据库建立 作。将JADE与基于B/S的3层Web访问技术结合在一起,设 JDBC连接。MySQL数据库系统包含Java程序连接数据库的 计符合用户交易规则的买方代理和卖方代理,可以很方便地 桥接文件mysql—connector-java・5.0.4一bin.jar。Java程序访问数据 实现智能电子商务。 库时还要使用mysqlhnysql—connector-java一5.0.4\comhnysql\jdbc\ Driver.class文件。本系统在BuyerAgent.class和SellerAgent.class 参考文献: 的setup()方法中完成数据库的连接设置,主要代码如下: [1] 曹大军,徐良贤.基于Agent的电子市场体系设计及其实现[J] .Class.forName(”com.mysq1.jdbc.Driver”); 计算机工程,2002,28(3):24.25. conn=DriverManager.getConnection(’'jdbc:mysql://localhost: [2] 聂晶,王乘.基于Agent的个性化电子商务系统研究[J].计算机 3306/shopping”,”root”,”1 234”); 仿真,2004(3):124.126. 3开发运行环境 [3] 刘洋,高连生,王斌.基于J2EE和MVC设计模式分销系统的 研究与实现[J].计算机工程与设计,2007,28(7):1655.1658. 3.1 Agent运行平台JADE [4] JADE.JADE home page[EB/OL].http://jade.tilab.com/,2007. JADE可以从http://jade.tilab.com/站点免费下载,JADE [5] Fabio Bellifemine,Agostino Poggi,Giovanni Rimassa.JADE:A Agent的创建和运行主要依赖JADE—bin一3.4\jade ̄lib目录下的4 FIPA—compliant agent ̄amework[EB/OL].http://jade.cselt.it/ 个jar文件。 papers/PAAM.pdf. 3.2 Java开发平台 [6]Daniel L B.Using JADE with Java server pages[EB/OL].http:// Servlet和Agent类的调试和运行需要JDK工具。JDK可 jade.tilab.com/doc/uttorials/jsp/JADE4Js tm1 .从http://www.sun.com/网站免费下载安装。 [7] 祁明,卓光辉.多智能代理网络购物系统的设计与分析[J].计算 3.3 Web服务器 机工程与设计,200l,22(3):12—15. Web服务器使用ApacheTomcat5.5,可从很多网站上免费 [8] 金明宇,翟玉庆.基于Web的Agent通信框架[J].计算机工程, 下载安装。 2003,29(3):1 95.1 97. (上接第2560页) [2] 黄向平,吴春旭.EAI.企业信息化的必然趋势[J]现代情报,2005 neering,2003,45(1):167—193. (9):26.30. [6] Yun Zeng,Roger HL Chiang,David C Yen.Enterprise integration [3] 王能元,霍国庆.企业信息资源的集成机制分析[J]_情报学报, with advanced information technologies:ERP and data ware— 2004,23(5):53 1-536. housing[J].Information Management and Computer Security, [4] 采峰,曾风章.业务流程管理(BPM)的集成性研究[J].生产力研 2003,1l(23):l15.122. 究,2006(3):238—239. 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