（管理科学与工程专业论文）基于面向服务架构（soa）的企业应用集成研究.pdf

摘要 自从国家提出以信息化带动工业化以来，大中型企业都相继建立了相对比较 丰富的各类企业应用系统由于企业信息化过程是渐进的、分散的，在这个过程 中使用的各种应用系统通常运行于不同的系统平台、由不同的开发工具开发而成， 其后果是形成了一个个。信息孤岛” 伴随着企业规模的扩大，企业信息共享已成为其竞争资本因此，如何将企 业现有的应用系统集成起来，实现数据层、应用层和业务层的共享成了当前企业 应用集成的核心问题。 本文首先在比较了传统集成方案和面向服务架构集成方案的管理复杂度、可 控度、敏捷性以及可重用性的基础上，结合娃哈哈公司当前的信息化水平、业务 需求和未来的信息化策略，提出了娃哈哈公司基于面向服务架构的企业应用集成 框架。该框架以企业应用集成深度为轴线，涵盖了企业数据层、应用层和业务层 集成范围。然后，文章详细论述了企业数据层、应用层和业务层集成的技术方案 和实现方法。最后，分析了娃哈哈公司的当前信息化困境及其今后的发展方向， 在娃哈哈公司基于面向服务架构的集成框架的基础之上提出了娃哈哈基于面向服 务的企业应用集成j 2 e e 解决方案。在整个过程当中，作者重点研究了以下内容： ( 1 ) 提出了娃哈哈基于面向服务架构的集成框架，该框架以企业应用集成深度 为轴线，涵盖了企业数据层、应用层和业务层集成；在文章的最后，提出了娃哈 哈基于面向服务的企业应用集成j 2 e e 解决方案，论述了新系统与s a w r 3 系统及 其它应用系统如何通信的问题。 ( 2 ) 在数据层集成问题上，提出了利用基于) 口l 数据模型的虚拟数据库和数 据仓库来共同实现数据集成，不但解决了企业数据集成问题并可大幅度提高企业 大数据量报表的查询性能，而且为企业开展商务智能提供了数据基础并且在研 究如何将x 撕i y 转换成标准s q l 的问题上提出了将最小生成树( m s t ) 算法用 于解决查询计划的优化问题； ( 3 ) 在应用集成问题上，提出了基于面向服务的用户角色访闯控制模型 ( s 0 a r b a c ) ，并将以前的权限控制扩展到了数据级别控制，该模型可提高数据 访问的安全性。 ( 4 ) 在业务层集成问题上，提出了基于语义的w r 西服务发现和合成匹配算法： 细粒度匹配算法( 根据请求者需求匹配已发布的服务实现w - e b 服务发现) 和粗粒 度匹配算法( 根据最优目标匹配候选服务列表实现w r c b 服务合成，文章提供了多 选择背包算法和多属性决策分析) ，弥补了b 陋l 4 w s 的缺陷。 摘要 关键词：面向服务架构；企业服务总线；础服务；数据集成；应用集成；业务集 成；消息 a b s 臼a c t a b s t r a c t e v e rs i n c et h e 瑚血o np l l l 丘旺w a i dw i t hi n f o 哪n a d 翻虹o n 剐挑s e di n d l l s 晒a i i 翻t i t h c b i ga n dm d l i 岫一s i z e db i l s i n e s s t c l p i i s c 矗a l lb 匝i l t 叩a ul d m so fa _ b i m d a n t 吼t 哪l i s c a 即n c a l i 蛐s y 鼬e 札b 姐辩血e 朗t 唧i i 鼯i n f o i m 础刎p l o c c 韶i s 鄹删蚰d m s p e r s i v e 。v a l i o u s 珥，p n c a 吐s y 或眦u s c di nt h i sp f o o c 8 su 毋i a l l yi sam o v i 潍i nl h e m 矗b 咖l 醪蛐5 mp m b n n 。t h ca d o p 吐d i 饪b 删td c v e l o p m c m 钯“q u e 锄dd a 恤f o l m 扯， a f t e r w 脚t h c 矗位i st ob e c 咖ea ni i d o l m a t i 傩i s o l a l e di s i a n d a 伽叩a n yw i 山t h ec x t e n s i i ma f 即惦r p r i 辩a l e ，t h e 即t e ：币i i i n f o 舶l a t i o n 出a 站 h 船b 啪e “t oc 哪p c 喧ec a p i t a l t h e 砖f o m ，h o w 印p l y 船坝p i i c x i s 吐n g l yt h c 锣s 嘶 i n t e g r a n o ng 吐叩，c a r i y 讲nt h es h a 地o fd a l al a y 口；a p p n 酬l a y 盯a n db u s i n e s $ l a y 盱 h a sb 砌et h 锄t oc o p b 1 唧o fa r tb u 咖c s s t e r p i i s e 聊h 删i n 把舯t i o l l t h i sp a p c ro 咂n 1 ) i i 地st h e ，a h a h ac 啪p 柚yc u r r e n ti n f o n m 吐盈6 l c v e l ，b s i n c s s n e e d 锄df h t i l 站j n f o m 删娩a t o n 蛐= 砒9 9 yi nc 伽p a i i l l g 嘲m o n a n yi n t c g 瑚虹n gp r o j e c t w i t h 山e j n _ t e 粤a 垃o np r o j e c to f 也e8 盯“0 l i a m 诅a i c h i 蛐m ，c 砸l n i n gc o n t r o lad e g r ， q i l i c ki n 跚时o n 舭d 黜s a b i l i t y 叩t 旬n 砌矾h 鼬ao 叫n 嘶m y 缸k 窖枷o n 鼬eb a 鼹：d 辩r v i o l i c n t e d 棚枷把d = i l 】t h 址f h 匝cw i t ht h cb u s i n e s sc n 把f p i i s e 卵p l i 础o n s 劬铭i a n d c p 山斯c o 伽d i n a t el i n c ，m a i l d yc o v c r e dd a t ah y a p p n c 撕l a y 盯a n d t h eb u s i n e 8 sl a y c r t h c n t h i sp a p 盯d i u s s e dt h ct c c h n i q u cp r o j to fd a t al a y e a 即l i c a t i l a y 既a n db u s i s sl a y 盯i n t e ；g r a n 锄dc a r r yo u ta 础o d i nd c t a i l f i l l a i l y 锄1 a l y z c dw a h d h ac 眦z e n ti n f ( 加m 锄i 蜀i t i o np r e d i c 剐丑t 柚di t s 踟曲血o n 卸c c 栅i n gt ot h e 丘m n 蜥o ft h ei n t c 窖糟m e d 矗a m eo f 踺蕾v i c e 嘶胁t e d 砒m d = i l 。p l l tf o n v a m h h a h a t c 甲r i 8 ea p p h c a 0 ni n t c 曜田i t i j 2 l 狙踟肌岫o nb a s o d0 n 鞠耐o i i e n t e d 捌僦t c c t l l l e a m o n gt h cw h o l cp r o c e s s ，a u t h o sp o i n t 或i l d i e dt h ef o u o w i n gc o n t c n t s ： ( 1 ) p u tf 0 唧v a l d 矾r a | i a h a 把印r i 8 ea p p l i c a d o ni i 出镯覃砒o n 细m eb a s e do ns c r v i 删曲n t e d 删把c n l m ，t h 砒丘如w i t ht h eb u 咖e 醛豇岬r i 辩邳曲i n 把g l a t i o nd 掣t hf b r c o 创d i n a t el j n e 。c o v 砌b u s i n c s sa 曲哪r i s ed a t al a y e 聊n 酬l a y c fa n db i l s i n c s 8 l a y 盯i n l e g r a 6 a t 血ec n do f 也i bp a p p u t f o 】劂i l d w 棚a h a 姐t e q ) r i a p p n c a t o n i l l t l 既膂国t i o 虹j 2 e 弛s o l i 】t i b 剐i o do n r 、商o i i a 删棚c c h “e c t i l m 。a n dd i s c u s b e dh o wt o i n l p l e i n c n tt h ec o m 删m i c a l i 舳b 吐w e 阻n e w8 y 咖ma n ds a p ，r 3 珂砒锄i nd e t a n ( 2 ) 0 n 山cd a 扭l a y 贸i n t c g 础o ni s 姗，p l l tf o ，a i du s i i l g t oc a n yo 眦d a 纽 i n t c 耵a 虹o na 伽d i 】嚷t ov i r t i l a ld 蜀l t a ：b a 辩雠dd a t aw 疵h 叫辩o nx m ld a t am o d e l 。n m 伽时1 w ：dt h c 伽i 唧i i d a t al a y e di n t e g r a d o nc o m b i l l cs i 鲫缸a n tn i s c dl h c 铡r p l i 辩b i g 锄吣衄td a a 出d o n b 眦a 1 哪恤e d 龇积m b i d b i l s i n e 蟠i n t e m 龋n t op m v i d cd a t af o 咖d a 哟nf o r m e 地r p i i a n db ei n 嘲l d 蜘gt h ep b l 锄o f h o wt o t r a n s f o 皿t h c ： ( ( 姗幽妇m tt o 出m d a l ds ( 出比此m c n t ，p u tf o f w a l du s e i l 喀 m i n i m u m 即锄l n i n gn 哪s da l g o i i t h mt o 地8 0 l v eas c l t i o np l a no p t i l n i 翻吐o n 鼬l 咖 ( 3 ) 0 na p p l i c a l i o ni n t e g 枷o ni s s u c ，p u tf 0 哪忸l d 们c 伽d i n gt om l eb a da c c c s s o 明血o lb a 8 e h i o i i a i t c d 硼h j t e d u i em o d e l ( s 0 r b a c ) 蛆de x p 柚d e dt h e 锄埘l 耐t y 呲m lo f p a 盛t od a t al c v c lc o n t l 0 1 m 缸m o d di a i s e d 曲忙d a 正aa c s s 鼢衄y ( 4 ) 0 nb u s i n e 韶p m s si n l c 掣a t i o ni s 蛳，p u tf 0 删a r dam 枷- n 增垃ha l 鲥t h m s y 咖m o fw c b8 e r v i sd i 唧y 蜘d 咖b i l 咖b a s e d 蚓n 锄a n a l y 出t h 砒 w a sc 咖p o s c do f 咖扯g r a n u l a i i t ym 砒c h i 】昭a 1 9 0 i i 山ma n dc r 辩一铲彻叫a d t ym 砒c h i l 喀 a l g 础b m ，i 越n g u p 血cb p e _ l 4 w s sl i m i 础 k e yw o r d s ：鲫r v i - o i i e m e d 锄c h m ：c t i l 砧；t e 单l i 踞r v i b u s ；w 曲髓r v i s ；d a 组 i n l e g r a l i m ；l e r p i i 辩a 卵l i c 蕊i n 魄声醯o n ：b u 幽地s sp 似s si n t e 胂d ；m e s s a 舻 重庆交通大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研 究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他 个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人 和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本 人承担。 学位论文储签名g 绎 日期：莎咿哆年压月纱日 重庆交通大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和 借阅。本人授权重庆交通大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进 行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文 指导教师签名：研7 谚 日期：舯牛月b 日 定珲彦 芬月 名 麟 年 作订 姗 唧 论 0 位 期 学 日 第一章绪论 第一章绪论 1 1引言 随着计算机技术和企业信息化的不断发展，企业用于办公自动化( 0 a ) ，财务管 理( f i c o ) 、客户关系管理( c 翩) 、企业资源计划( e r p ) 、供应链管理( s c m ) 等方面 的应用和管理系统也越来越多“据有关统计，一家典型的大型企业平均拥有4 9 个应用系统”尽管这些系统各有侧重，它们之间却又有很多交叉点，包含重复的 信息和数据。然而，各应用系统相互独立运行，在企业内部形成一个个。信息孤 岛”，相互之间无法进行畅通的信息交流与共享，因而经常会出现企业数据更新不 同步，甚至数据不一致等问题。 如何将众多的“信息孤岛”桥接起来，以便让不同的应用系统之间交互信息， 已成为企业亟待解决的问题。企业应用集成饵n c i p l i a p p u c 砸m 蛔阴l t i o n e a d 是企业信息技术发展的一个主要趋势，它是企业实现业务自动化的基础。企业应 用集成并不是一个新话题，但企业应用集成是不断发展的，并随着信息技术的发 展而不断衍生出新的内容。为了快速响应企业业务变更的需要，为了实现松散耦 合集成的需要，传统的点到点、企业消息总线和中间件等集成方法已无法满足企 业的需求，为此本文探讨了基于面向服务架构的( s c r 、，i 0 i i 印t e d a h i t e c t i l 地，s q a ) 企业应用集成问题。 1 2企业应用集成( e 越) 概述 1 2 1e a i 的研究背景 近年来，我国企业信息化建设取得了长足的进步，目前企业几乎都在不同层面 上使用了信息系统。但从总体来看，很多企业的信息系统都处于。蔓延”或“控 制”阶段o ，这些应用系统大多都是独立的、分散的，是一些零散的系统同时由 于市场竞争和技术发展的原因，企业在信息化进程中往往采用了多家软件企业的 单元软件产品，这些软件由于缺乏统一的信息交换平台协调，没有统一的数据格 式，就很难对各应用系统的异构数据进行共享、交互，就形成了各种数据孤岛。 另外，企业信息化过程中往往对企业应用普遍缺乏整体观念，企业中各应用系统 通常只关注单个业务或单个功能，整体集成程度不高，各应用系统大多相互独立 运行。但是企业的业务流程会涉及多个应用系统，要求相关系统能够协同接口、 通信方式、数据格式的不统一往往使得这些本应紧密集成的应用系统成为了企业 内部一个个“信息孤岛”信息孤岛中的多个应用之间通常有很多相互交叉。甚至 。诺兰于世纪7 0 年代提出了著名的计算机信息系统进化的阶段模型，即诺兰模型诺兰模型的六个阶段分 别是；初始阶段、蔓延阶段、控制阶段、集成阶段，数据管理阶段和成熟阶段 第一章绪论 2 有大量的重复信息和数据，这将造成企业经常出现的信息和数据的重复处理和更 新不同步，甚至不一致的现象。 为了解决这一难题，一种办法是推倒现有系统，重新开发一个统一集成系统替 换原有应用系统，但考虑到成本、实施周期和实施难度等因素，这不是一种切实 可行的解决方案。另外一种办法是从整体角度来考虑企业的信息系统，选择合适 的集成平台、集成方案和实现技术把企业的各个信息孤岛有机集成起来这种解 决方案不管是从实施难度，还是从实施成本、实施周期来看都是切实可行的，但 往往存在个别应用系统不能很好被集成的问题。此外还有一种折中的办法，就是 保留和改造部分原有系统，并通过相应的平台将改造后的新系统和保留的原有系 统集成起来。 1 2 2 队i 的定义与目标 e a i 定义 自如年代初队i 被正式提出来之后，随着其不断的发展，不仅其研究范围发 生了很大变化：从刚提出的仅指企业内部不同应用系统间的互连已经扩展到b 2 b i ( 企业业务伙伴整合) ，而且其定义也在不断的被演绎，国内外众多学者、组织都 曾对e a i 作了定义，在众多的定义中比较被认可的主要有以下一些定义； 1 ) 美国著名的i r 媒体m 1 b o x 对企业应用集成的定义：通过硬件、软件、 标准和业务过程的结合，实现两个或多个企业系统之间的无缝集成，使他们能够 统一运作0 1 。 2 ) d s 【i n n l i c 咖：e a i 是在企业范围内无限制的共享相互连接的信息系统内 的信息和业务流程 3 ) t a y l o c 队i 是将信息系统改造成一个支持电子商务的应用平台嘲 4 ) b u n 既g 胁u p ：e a i 是“将异构系统极其模块的功能性行为、企业规则和数 据集成为满足企业的新流程“” 5 ) 胡滨，朱国春对e a i 的定义是：e 越是指对企业中完成不同业务功能的应 用系统进行集成，建立起可供数据交流共享和应用沟通的中心系统，使现有的应 用系统和数据库能够在新的环境下良好地运行嘲 6 ) 刘松，付晓江对e a i 的定义是：企业应用集成a t 呦i ! i a p p l i c a t i h 自唧鲥) 是指对企业中完成不同业务功能的应用系统进行集成，在它们之间建立 起可供数据交流和应用沟通的纽带，进而使他们之间的信息交互成为可能 7 ) 熊俊，顾弘敏对e a i 的定义是：企业应用集成，就是利用开放、可拓展的 体系结构构建一个集成代理系统，这个系统连接多种应用软件，不管部署在怎样 的硬件平台、操作系统之上，也不管使用怎样的数据库、连接协议和文件( 数据) 格式吲。 第一章绪论 3 综合上述观点并结合笔者对e a i 的理解，本文将e 舭定义为：e a i 就是将数 据、应用、业务流程，在一个统一的标准指导下，在两个或更多的企业应用系统 之间实现无缝集成，使它们像一个大系统一样进行业务处理如没有特别说明， 本文提到的企业应用集成或者是e a i 都以该定义为准。 e a i 目标 e a i 的终极目标就是将多个企业和企业内部的多个应用集成到一个虚拟的、 统一的应用系统中。具体来说，e a i 的目标就是集成和流水线化跨越不同应用系统 的过程，同时使企业的员工、决策者和商业伙伴能够很容易的访问企业和客户的 数据，而不管这些数据在什么地方和哪个系统中。此外，e a i 更进一步的目标是集 成跨企业和跨组织的信息和过程，其中包括实现传输流、数据流、信息流、过程 流和b 擂流，这可以在如图1 1 所示的e a i 模型图上得到淋漓尽致的体现，此处 的流是指以一种平滑、连续、实时的方式把数据发送给用户或系统。 图1 1e a i 模型啪 巧g 呲1 1e a im o d c l 1 2 3e 舭的层次、分类 e a j 技术和内容从不同的角度考虑有不同的分类根据应用集成的对象来划 分，可以分为面向数据的集成和面向过程的集成；根据集成方法来分可以分为客 户一服务器、同步适配器、异步适配器、消息代理和面向服务的集成”；从企业组 织角度，e a i 可分为水平的组织间集成、垂直的组织内集成和不同组织间的横纵向 二维集成。 对于这些诸多的集成分类，可以从广度和深度两个维度来将其总括起来m 从集成的深度上看有数据集成、应用集成和面向过程集成；而从广度上来讲，有 第一章绪论 4 从最初的部门内集成到部门间集成，及到今天的企业范围内和企业间的集成。不 管怎样，企业应用集成的目的是实现在企业内外任何相连的应用系统和数据源间 无限制地分享数据和业务过程。谢小轩，张浩等人旧用图形描述了e a i 的两个维度 要达到的目标以及实现的难易程度，如图1 2 所示。 围1 2e a i 的二维描述图 m 毋们1 2 纠d c n l s 衲d c s c r i p 曲no f e a i 1 2 4e a i 的关键功能需求 e ai 作为一个特殊系统必须具备许多功能，最主要的功能大致如下【埘： 消息处理系统 消息处理系统履行像邮局一样的信件投递、转存、派送职责，只不过在消息处 理系统，系统处理的是消息而已。 映射服务 映射服务的目的是促成企业间数据转换，缩短建立应用集成器与内外部应用连 接所需要的时间。在映射服务时应尽可能地避免非规范格式与规范数据格式之间 的映射，而是交换各方从开始就采用一致的格式标准。映射的另一个目标就是优 化系统性能，降低维护成本 业务处理过程的支持 即使e a i 不能实现使用户可以可视地编制业务过程流程图、在业务流程图中利 用智能路由功能工具、对消息进行分析并计算出在业务过程的下一步根据消息应 当做什么、为每条消息定义规则，也至少能协调过程、实现过程问的消息互通 并发会话管理 一个会话就是一个由企业节点上的系统所管理的动态信息处理流，当数据被路 第一章绪论5 由至数据转换器时，就会生成一个会话，并发会话指同时运行多个会话。 安全性 安全性，e 舭也必须满足一定安全要求，如授权、身份认证、用户访问权限控 制、数据加密等。 数据转换功能 数据转换，将应用系统间的结构和非结构数据转换成统一的标准格式，如) m 几 格式。通常对企业来说：结构化数据有订单、送货单、交货单等，非结构化数据 有w 0 r d 文档或图像文档等。 1 3e 趟研究现状 e a i 自9 0 年代初被正式提出至今，由于企业的内需和外在的推力，得到了飞 速的发展。近几年，e a i 更是成了国内外研究的热门领域，综观e a i 的研究群体， 大致可以分为如下4 类：学者、研究机构研究人员，公共组织，企业，提供e a i 产品、服务的软件厂商。 由于不同群体的研究目标不同，他们对e a i 的研究重点自然不甚相同，很明 显学者、研究人员比较注重e a i 理论研究，而企业和软件厂商则注重e a i 的实施 应用，接下来就回顾一下学者、研究人员对e a i 的研究现状。 近几年来，研究e a j 的国内外学者越来越多，关于e a i 的文章、著作也越来 越多，王家斌等人对中国学术期刊全文数据库、中国优秀博硕士学位论文全文数 据库、中国重要报纸全文数据库、中国重要议论文全文数据库等1 9 9 4 年至2 5 年的文献进行检索，有关e a i 的文献有1 5 多篇1 通过分析这些文献发现学者 主要从下述几方面在研究e a l e a i 概念、范围 e a j 在9 0 年代初被提出来之时只是指企业内各组织内的集成或者各组织间的 集成，现在e m 已经扩展到了b 2 b i 如郭英中“封强调e a i 是要实现企业2 个以上 应用系统的集成，而顾翊，张申生等人“”则指出e a i 常常表现为对一个商业实体 的应用集成，但当在多个企业系统之间进行商务交易的时候，e a i 则表现为不同公 司实体之间的企业系统集成。 队i 架构( 方案) 随着e a l 的快速发展，其架构方案已经由传统的点到点、h u b 趾d s p o l 【e 、基 于消息总线代理或者中间件和基于业务流程的架构方案逐渐向基于s q a 方案过 渡。李卫东、施化吉等人“”在i i u b - a n d s p o b 方案的基础上提出了m 旧 i 科m e d 0 t t h o g a l a p p 苴c a t i 砌铭删妇a i c h 妇咖m ) 方案；周竞涛，张树生等人“”在融合 了点到点和h u b a n d s p o k e 方案的基础上提出了基于语义模型的总线式e a i 方案； 第一章绪论 6 顾翊，张申生等人“”在基于消息总线架构的基础之上提出了多s 盯v 盯和工作流引 擎驱动的总线结构e a i 方案；杜宗霞等人“”在基于业务过程方案基础上提出了跨 边界业务过程集成e m 方案；叶宇风“”提出了基于s o a 的企业应用集成。 e a i 模式 大部分学者由原先的感性、笼统的讨论e a i 的模式分层、不同集成层次模式选 择过渡到了模式的设计、实现。如徐效美、张国才。1 提出了企业应用集成常见的 模式以及不同集成层次集成模式的选择问题，而g g o r h o h p e ，b o b b y w 的l f 【则详 细阐述了e a i 模式设计和实现。 e a i 实现技术 2 0 世纪年代，企业集成还只限于点到点集成，各个应用系统之间通过各不 同的接口进行点到点的简单连接；加世纪8 0 年代末和9 0 年代初c o r b 袱0 m 、 m o m ( 消息中间件) 等技术实现了对企业信息的集成，如颜雄雄谈了基于 c o r b a 的w 曲使能技术企业应用集成；2 0 世纪9 0 年代中后期j a v a 技术和j 2 e e 的诞生结束了e a l 领域没有开放标准的历史，如许大堂等。】 艮多学者都讨论了基 于j 2 e e 的企业应用集成；目前，w | c bs c f v i s 技术、n e t 技术的发展更加丰富了 队i 的技术实现，而且w 曲s c r v i c 技术已是公认的s o a 支撑技术，越来越多的 学者开始探讨基于w 曲服务的e a i 问题，如林杰等人啪1 探讨了基于w r e b 服务的企 业和跨企业应用集成问题。 1 4本文研究内容和预期实现的目标 e a i 不仅包括企业各应用系统的软件层面集成，同时还包括应用系统的硬件支 撑平台和网络通信协议的集成，本文只讨论企业应用系统软件层面的集成问题。 本文旨在通过b a i 相关技术、模式及架构方案的探讨，结合杭州娃哈哈集团有限 公司的信息化实际情况和业务需求及公司未来的信息化发展方向，提出基于面向 服务架构、用w 曲s e r v i s 作为支撑技术来实现e a i 的企业应用集成框架，并且 给出了娃哈哈公司在数据层、应用层和业务层上实现集成的详细技术方案。本文 的研究内容主要有： 提出了娃哈哈基于面向服务架构的集成框架，该框架以企业应用集成深度 为轴线，涵盖了企业数据层、应用层和业务层集成；在文章的最后，提出了娃哈 哈基于面向服务的企业应用集成j 2 e e 解决方案，论述了新系统与s a p ，髓系统及 其它应用系统的通信问题。 在数据层集成问题上，提出了利用基于讧l 数据模型的虚拟数据库和数 据仓库来共同实现数据集成，不但解决了企业数据集成问题并可大幅度提高企业 第一章绪论 7 大数据量报表的查询性能，而且为企业开展商务智能提供了数据基础。并且在研 究如何将x q ! i l e r y 转换成标准s q l 的问题上提出了将最小生成树( m s t ) 算法用 于解决查询计划优化问题； 在应用集成问题上，提出了基于面向服务的用户角色访问控制模型 ( s o a r b a c ) ，并将以前的权限控制扩展到了数据级别控制，该模型可提高数据 访问的安全性。 在业务层集成问题上，提出了基于语义的w 曲服务发现和合成匹配算法： 细粒度匹配算法( 根据请求者需求匹配已发布的服务实现w r c b 服务发现) 和粗粒 度匹配算法( 根据最优目标匹配候选服务列表实现w 如服务合成，文章提供了多 选择背包算法和多属性决策分析) ，弥补了b p e l 4 w s 的缺陷 本文的各章节安捧如下： 第l 章绪论。阐述了本文的研究背景、研究内容、文章组织结构，并概述了 企业应用集成a d 的研究背景、定义和目标、层次和分类、关键功能需求和研究 现状。 第2 章基于s q a 的e a i 方案概述。在分析了传统集成方案的缺陷和不足的 基础之上，提出了基于面向服务架构企业应用集成方案；随后，详细介绍了s 0 a 的定义描述、基本特性、基本元素和支撑技术；最后，给出了娃哈哈公司面向服 务架构的企业应用集成框架。 第3 章基于s o a 的企业数据层集成。论述了企业数据集成的重要性，提出了 数据集成公用模型) a 叮m ；随后，通过基于) m 模型的虚拟数据库和数据仓库 的建立来实现企业数据集成，并且构建数据仓库不但可以提高大型报表查询速度， 而且为企业以后开发商务智能( b i ) 提供了基础。 第4 章基于s o a 的企业应用层集成介绍了应用连接服务、核心整合服务、 统一用户控制服务的实现，并且提出了基于面向服务架构的用户角色访问控制模 型( s o a i m a c ) 第5 章基于s o a 的企业业务层集成。介绍了业务过程集成( 管理) 模型，并 给出了用b p e l 4 w s 来定义、描述业务过程的具体实例，分析了b 砸 1 4 w s 存在的 缺陷，并提出了基于语义的w 曲服务发现和合成匹配算法弥补了b p e l 4 w s 只限 于关键字的语法服务匹配的缺陷。 第6 章娃哈哈基于s o a 企业应用集成的设计和实现。介绍了娃哈哈信息化概 况，提出了娃哈哈基于s o a 企业应用集成的框架，依据前面所述的数据集成、应 用集成和业务集成的相关技术和实现方法，实现了框架的部分功能。 第7 章总结和展望。对文章的内容进行了概括，并且对文章现有的研究进行 了展望，提出了以后工作的重点。 第一章绪论 s 1 5本章小结 首先，简单分析了当前企业信息化过程中存在的问题，引出了本文的研究背景 和研究内容；紧接着在第二节详细介绍了企业应用集成的研究背景、定义和目标、 层次及分类和关键需求，并给出了作者对队i 的定义；然后，分析了国内外学者、 企业、软件厂商等对e a i 的研究现状；最后，提出了本文的研究内容和预期要实 现的目标。 第二章基于s o a 的e a i 方案概述 9 第二章基于s o a 的e a i 方案概述 2 1概述 根据上一章介绍，企业应用集成从深度上可分为数据集成( 实现不同系统的 数据交流与共享) ，应用系统集成( 实现不同系统的互操作) 和业务过程集成( 过 程管理和流程自动化处理) 集成的较高层建立在较低层上，业务过程的集成首先 需要集成所涉及的数据源和应用程序无论是那种深度的集成，都需要一种集成 方案来支持。本章节在分析了传统集成方案的缺陷和不足之基础上，提出了基于 面向服务的企业应用集成框架，并且详细介绍了s o a 的定义、基本特征，组成元 素、支撑技术，最后提出了娃哈哈公司面向服务的企业应用集成框架本章的具 体组织结构如下： 第2 节，传统e a i 方案介绍； 第3 节，概要地介绍了s o a ； 第4 节，介绍了s o a 的支撑技术：w r 曲s c f v i 8 相关的技术规范； 第5 节，规划和设计了娃哈哈公司基于s o a 企业应用集成框架。 2 2e a j 方案介绍 2 2 1 传统叫方案 目前，比较认同的传统企业应用集成方案有4 种：点对点、h l l b - a n d - s p 0 1 c e 、 企业消息总线和基于业务过程的集成以及最近几年才被提出的基于面向服务架构 的集成方案。 点对点 各个应用之间通过a p b ( a p p h c 撕p 1 9 f a m 瑚e m 嘴s ) 建立点到点的集成，建 立简单的数据交换结构，并不包含任何业务的智能化。 在点对点的集成方法中，应用程序根据需要和其他应用程序进行集成( 见图 2 1 ) 。图中所显示出来的相互连接也可以用w r e b 服务来构建。这并不能使它变成 基于s q a 的系统，原因是它缺少其它特性例如松耦合、一个中间基础以及共享 的基础架构。 h u b 姐d s p o b ( 中心一车辐) 由于点对点的集成方法很复杂、成本高、而且难以维护，便引入了 i i u b 锄d s p o k c 。在h u b 趾d s p o k e 结构中，不同应用程序都与一个中央s e r v 凹相 连接，如图2 2 所示，数据库、客户关系管理系统等不同的应用通过a d a p t 盯与中 心s e r v 盱相连，此时这个s c r v 盱就跟网络拓扑中的h i 】b 一样。中心s e r v 盱负责消 息的传送，起到一个消息代理的作用，负责通信的管理、数据的传送和处理多个 第二章基于s o a 的e a i 方案概述 接入系统之问的交互。一个新的系统或应用程序若要和其他的应用相集成，只需 要通过一个a d a p t e f 接入i i u b 即可。 图2 l 点到点的e a i 嘲 f i g 衄垃1e a i ：p o i m 2 p o i 址 除了简化点到点的集成外，i i u b a l l d s p 0 1 【e 结构中的中心s 唧既可以被集中控 制，这样大大简化了管理的复杂度。当然，从另一个方面来看，集中式的方法容 易使集成s e r v 盯成为系统的瓶颈，一旦s e r v e r 崩溃，整个系统就都不能运行。在 这种模式下，要达到系统的可扩展性只有通过加入多个m e 8 鼹g eb r o k c r 和s e 嘣， 这样就增加了管理可控度和复杂度。 l n 、譬n “，q m 4 n 越擘# n 饕f 嚏 p p l 缸m “m “蛔9 船f _i 习霎刚蓄 r d 耪s i “w i ，vl 晕 ll a 叩 ，l ：骁奈一 p p | i 站a l j o n 围z 2 中心一车辐式的e a i 确 哪1 2 2e a i ：强l n d s p o h 基于消息总线代理或者中间件的e a i 由于i l i 虹翘d s p 0 1 【e 系统扩展性差，而且在多a b 晒e r 和s e r y 口情形之下管理 第二章基于s o a 的e a i 方案概述 n 极为复杂、维护极为困难，于是引入了另外一种集成方法基于消息总线，代理 或者中间件。在这种情况下，应用程序和消息总线之间的连通性是用私有总线a h 和应用程序a p i 来实现的，如图2 3 所示 图z 3 基于消息总线代理或中间件的e a i 嘲 h g i 小幺3e a i ：m 薛珏弘b m o m 基于业务流程的e a i 基于业务流程的方法改进了基于消息总线代理或中间件的e a i 。在这种情况 下，业务流程流引擎用来和消息总线或中间件一起运行流程流，这些流程流执行 不同系统的多步事务处理，如图2 4 所示。 围2 4 基于业务流程的e a i 脚毗4e a i ：b i n c s s 胁嘲舯妇 上述提及的4 个应用集成方法，现在看来都不是很理想，它们都或多或少存在 下述缺陷。 第二章 基于s o a 的e a i 方案概述 消息总线和应用程序之问的紧密耦合。所有的应用程序都需要了解与其集 成的其他应用程序的内部工作方式。系统之间的集成都是粒状的，并且通过消息 类型紧密耦合。 消息总线和每个应用程序之间的集成是自定义的和私有的，并且每一个集 成点都含有不同的私有数据格式 程序化的而不是抽象的数据访问。开发人员用适配器来访问数据源，用转 换引擎来对数据进行重新格式化，用复制手段来固化数据。要集成数据源，开发 人员就必须使用这些工具来把集成需求编入应用程序，尽管这个方法起作用，但 它既无效率也缺乏灵活性，主要有以下原因： 1 ) 缺乏抽象。编程人员必须使用低级a p i 来实现集成需求 2 ) 多数据格式。每个数据源都有其自己的a p i 和数据格式。开发人员必须 详尽了解每个数据源以管理数据集成。这往往需要多个程序员来实现和维护集成， 结果必然导致复杂程度和成本的增加 3 ) 自定义信息集成框架。开发人员必须处理所有的集成问题，例如数据源和 数据格式之间的关系。这就导致了一次性的解决方案和难以维护的不一致性。 4 ) 紧密耦合编程造成了应用程序和数据源之间的硬编码依赖关系。数据源 的更新会中断许多应用程序，这不利于维护 5 ) 有限的重用性。集成代码往往专用于特定的应用程序和数据源，这使它难 于重用。 2 2 2 基于s o a 的e a i 鉴于传统的应用集成方法比较复杂、成本较高、可复用性差、不支持业务的快 速变化等问题，这两年，一种新的应用集成方法一基于s o a 的企业应用集成， 逐渐被广大学者、企业、相关组织所认同。 s o a 是可重用网络服务的一个集合，通过定义良好的，且平台独立的接口进 行通信。这些服务提供了对数据、业务流程以及r r 基础架构的访问，并允许对服 务提供、消费以及生命周期进行管理，如图2 5 所示。在传统的企业应用集成过程 中，各应用程序是紧耦合集成；而在s o a 中，由于s o a 具有粗粒度和细粒度的 特性，因此各应用程序可以实现松耦合，集成更具宽泛性。因此，s o a 可让企业 在其应用程序的开发过程中集中精力于业务流程建模和优化。s o a 不仅包括来自 打包应用程序、定制应用程序以及遗留系统的信息，而且也包括来自i t 基础架 构如安全、内容管理和搜索的功能和数据。 第二章基于s o a 的e a i 方案概述 圈2 5 基于s o a 的队i 嘲1 e g 呲2 5e a i ：m 喀c d s o a 2 3 s o a 概览 2 3 1s o a 的定义和描述 s o a 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s o a 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。 s o a 的核心是“服务”，w 3 c 将服务定义为：“服务提供者完成一组工作，为 服务使用者交付所需的最终结果。最终结果通常会使使用者的状态发生变化，但 也可能使提供者的状态改变，或者双方都产生变化1 。” s e r v i 哦h i t n e o o m 将s o a 定义为：“本质上是服务的集合。服务间彼此 通信，这种通信可能是简单的数据传送，也可能是两个或更多的服务协调进行某 些活动服务间需要某些方法进行连接所谓服务就是精确定义、封装完善、独 立于其他服务所处环境和状态的函数。” l o o s c l y c 仰m c d c o m 将s o a 定义为：“按需连接资源的系统。在s o a 中，资源 被作为可通过标准方式访问的独立服务，提供给网络中的其他成员。与传统的系 统结构相比，s o a 规定了资源间更为灵活的松散耦合关系” g a 曲盯则将s 0 a 描述为：“s o a 是一种软件架构，该架构以接口定义开始， 然后构建像应用拓扑一样的拓扑接口，实现接口调用旧1 。” m 即a 将s o a 定义为：。一种以通用为目的、可扩展、具有联合协作性的架构， 所有流程都被定义为服务，服务通过基于类封装的服务接口委托给服务提供者， 服务接口根据可扩展标识符、格式和协议单独描述汹1 ” 虽然不同组织和学者对s o a 理解不同，但是我们仍然可以从上述的定义中看 第二章基于s o a 的e a i 方案概述 1 4 到s o a 的几个关键特性：一种粗粒度、松耦合服务架构，服务之间通过简单、精 确定义接口进行通讯，不涉及底层编程接口和通讯模型需注意的是，s o a 并不 是新生事物，大型i r 组织成功构建和部署s 0 a 应用已有多年的历史，m mc l c s 和b 队t 【j d o 就是过去被用于构建s q a 应用的两种技术范例。另外，s o a 并 不是一种现成的技术，而是一种架构和组织r r 基础结构及业务功能的方法。s o a 是一种在计算环境中设计、开发、部署和管理离散逻辑单元( 服务) 的模型。 2 3 2s o a 的基本特征 s o a 的一个关键目标就是实现企业i r 资产的最大化重用，而要实现这一目标， s o a 就必须具备以下特征： 随时可用 当有服务使用者请求服务时，s 0 a 要求必须有服务提供者能够响应，不仅要 响应企业内部同步应用服务，还要响应b 2 b 之类的异步应用服务。 粗粒度服务接口 粗粒度服务提供一项特定的业务功能，而细粒度服务只代表技术组件方法。采 用粗粒度服务接口的优点在于使用者和服务层之间不必再进行多次交互。m 啪e t 环境中有保障的t c p ，m 会话已不再占据主导、建立连接的成本太高，因此能大大 减少网络传输负担的粗粒度服务接口是s o a 的必需。 分级 一个关于粗粒度服务的争论是此类服务比细粒度服务的重用性差，因为粗粒度 服务倾向于解决专门的业务问题，因此通用性和重用性较差。解决该争论的方法 之一就是允许采用不同的粗粒度等级来创建服务这种服务分级包含了粒度较细、 重用性较高的服务，也包含粒度较粗、重用性较差的服务。 松散耦合 s o a 具有“松散耦合”组件服务，这一点区别于大多数其他的组件架构。该 方法旨在让用户可透明地使用服务 标准化的接口 近年来出现的两个