（机械制造及其自动化专业论文）适用于设计软件集成的网格服务中间件的研究与开发.pdf

塑垩叁耋堡：兰竺篁圣 垫量 摘要 本文在深入研究企业应用集成中间件技术的基础上，提山了基于o g s a 的企业应州架 构，首次尝试将网格技术引进到企业应 j 集成体系中来，并结台国家8 6 3 项目基丁w e b 的设计资源共享，在该集成架构下进行了适用于设计软件集成的g s o m 中间件的研究年开 发。 第一章首先介绍了与论文相关的若干概念，对当前企业应用集成面临的问题与当前研究 存在的不足以及中间件技术发展趋势进行了分析，最后根据研究背景与研究现状提山了沦文 的主要j 二作，确立了论文的组织结构。 第二章在研究了现有分布式技术不足以及网格技术在企业应用集成方面的具有的技术 优势的基础上，开创性地提出了基于o g s a 的企业应用集成框架，同时为了研究和分析的 需要，提山了面向网格服务的中间件以及服务路由器等新概念，井详细研究了新集成框架的 层次结构及其运行机制。 第三章对设计软件的集成进行了研究，并根据它与m i s 系统集成的不同特点，提出了 g $ o m 中间什设计方案。该方案实现了多位异地用户并发协同访问设计软件。该章还就 g s o m 原型系统、主要功能模块以及运行机制进行了详细分析。 第四章主要讨论了g s o m 关键技术的实现，包括实现设计软件的运行，与设计软件的 交互，以及设计软件的中止运行。最后作者在微软n e t 平台上实现了部分网格服务，并给 出它们在o g s i n e t 网格服务容器中的配置。 第五章根据集成架构面临的安全问题和安全需求，提出了新的安全模型和安全策略，同 时还根据g s o m 中间件特殊的安全需求，提出了基于角色的访问控制模型，较好地满足了 g s o m 的安全需要。 第六章对全文的研究t 作进行了总结，并指出了今后需要进一步深入研究的地方。 关键词：企业应用集成中间什 o g s a w e b 服务g l o b u s设计软件 网格服务 协同共享 墼垩查耋丝：! 兰堡丝兰竺! ：坠! ! a b s t r a c t t h e p a p e ra d v a n c e dt h eo g s a b a s e de n t e r p r i s ea p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o na r c h i t e c t u r ew h e n h a v i n gm a d eat h o r o u g hs t u d yo ni n t e g r a t i n gm i d d l e w a r et e c h n o l o g i e s ，w i t haf i r s tg r e a ta t t e m p t m a d et oi n t r o d u c et h eg r i d t e c h n o l o g y i n t o e a i ，a n dt h e nc a r r i e do u tt h er & do fg s o m m i d d l e w a r ef o rt h ed e s i g n i n gs o f t w a r ei n t e g r a t i o n ，c o m b i n i n gw i t h8 6 3n a t i o n a lp r o j e c t c h a p t e rl i n t r o d u c e ds o m eb a s i cc o n c e p tr e l a t e dt ot h i sp a p e r , t h e na n a l y z e dt h ec u r r e n t r e s e a r c hs i t u a t i o no fe a ia n di t s s h o r t a g ea n dm i d d l e w a r et e c h n o l o g i e s d e v e l o p i n gt r e n d ，a n d t h e n ，a c c o r d i n gt ot h e s e ，t h eo b j e c t i v e o ft h et h e s i sw a sp o i n t e do u ta n dt h er e s e a r c hf r a m e p r e s e n t e d o nt h eb a s i so ft h es o l i ds t u d yo ft h ed i s t r i b u t e dc o m p u t i n gt e c h n o l o g ya n dt h eo p e ng r i d s e r v i c ea r c h i t e c t u r e ，c h a p t e r2a d v a n c e dt h eo g s a - b a s e de n t e r p r i s ea p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o n a r c h i t e c t u r eu n p r e c e d e n t e d l y p r e s e n t e dt o wn e wd e f i n i t i o n s - - - - g s o ma n ds e r v i c er o u t e r , t h e n d e t r a v e r s e di t st i e rs t r u c t u r e sa n dw o r k e di t sr u n n i n gm e c h a n i s mo v e r r e s e a r c ho nt h ed e s i g n i n gs o f t w a r e si n t e g r a t i o nw a sm a d ei nc h a p t e r3 ，a n da c c o r d i n gt oi t s s p e c i a l t yc o m p a r e dt om i s si n t e g r a t i o nag s o m m i d d l e w a r e sd e s i g nb l u e p r i n tc a m ei n t ob e i n g w h i c ha l l o wr e m o t em u l t iu s e r sa c c e s sd e s i g n i n gs o f l = 、】v a s ec o o p e r a t i v e l y a l s o ，i t sp r o t o t y p e ，m a i n f u n c t i o n a l i t ym o d u l e sa n d i t sr u n n i n gm e c h a n i s mw e r e a n a l y z e dd e t a i l e d l yi nt h ec h a p t e r c h a p t e r4m a i n l yd i s c u s s e dt h er e a l i z a t i o no f g s o m sk e yt e c h n o l o g i e si n c l u d i n gr u n n i n g d e s i g n i n gs o f t w a r e ，c o m m u n i c a t i n gw i t hi t a n di t st e r m i n a t i o n a tl a s t ，t h ea u t h o ri m p l e m e n t e d s o m ep a r t so fg s o m sg r i ds e r v i c e s ，a n dp r e s e n t e dt h e i rc o n f i g i no g s i n e tg r i ds e r v i c e c o n t a i n e r a c c o r d i n gt os e c u r i t yq u e s t i o n sa n ds e c u r i t yr e q u i r e m e n tt h a tt h ei n t e g r a t i o na r c h i t e c t u r e f a c e d c h a p t e r5b r o u g h tf o r w a r dn e ws e c u r i t ym o d e la n dp o l i c y ；a n da c c o r d i n gt o g s o m m i d d l e w a r e ss p e c i a ls e c u r i t yr e q u i r e m e n t ，t h ec h a p t e rp r o v i d e dr o l e - b a s e da c c e s sc o n t r o lm o d e l t h a tc a nm e e tg s o m s s e c u r i t yr e q u i r e m e n t w e l l i nc h a p t e r6 ，a l la c h i e v e m e n t so ft h et h e s i sa r es u m m a r i z e da n dt h ef u t u r er e s e a r c hw o r ki s s k e t c h e do u t k e y w o r d s ： e n t e r p r i s ea p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o n m i d d l e w a r eo g s ag r i ds e r v i c e w e bs e r v i c eg l o b u s d e s i g n i n gs o f t w a r e c o l l a b o r a t i v es h a r e i i 独创性声明 y 6 8 0 之如 本人声明所呈交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人 已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝望盘堂或其他教育机构的学 位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在 论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名： 稍寸 签字同期：沙华年；月f t 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解逝鎏盘茔有关保留、使用学位论文的规定，有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借 阅。本人授权逝姿盘鲎可以将学位论文的全部或部分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、汇编学位论文。( 保密的学 位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：引；i 寸 签字同期：二唧中年z 月日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 导师签名砀十嘭 d 】 导师签名：) l 签字醐! 矿旷) 月 、。 电话： 邮编： 塑垩尘茎! ! 兰竺堡兰 叁：耋塑丝 第一章绪论 1 1 实施企业集成面临的挑战 进入2 1 世纪，企业的信息化建设，经过几十年来快速不断的i t 创新造就了人批综合 性的、分布式的且不断变化的廊用系统，从制造资源计划( m r p m r p i i ) 到企业资源规划 ( e r p ) ，以及客户关系管理( c r m ) 、供应链管理( s c m ) 以及产品数据库( p d m ) 等等 多种商业应i j 【l l 。由于历史的原因，它们之间人多不能相互通信，横亘于廊用之间的是众多 不同的硬件环境、网络环境、软件环境、数据库系统，同时应用系统的数据格式又如此不 同，从而造成了大量的“信息孤岛”，阻碍了整个企业以及企业与企业之问的信息流转，严 重影晌了企业竞争能力的提升” 3 1 。 如何集成这些商业麻_ l ； j 系统，解决“信息孤岛”问题，充分发挥它们潜在的优势，不 断满足客户和商业伙伴对实时信息的需求，成为现代企业集成亟待解决的问题。而且企业 由于各种需要购买了备式各样的t 具软件，就设计软件来说就有多样的c a d 软件，如 a u t o c a d 、p r o e 、u g i i 、c a x a 等。这些工具软件人多数是单用户使用的集中式系统，如 何就这些j _ = 具软件的集成，允许异地用户协同操作，充分发挥本企业应用资源，同时提升 企业自身办事效率，也是企业集成面临的一个不可忽视的问题”j 。 企业应用集成( e a i ) 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。实施e a i 具有几点业务优势6 8 1 ： 凭借能带来更高效率的e a l 工具集，降低i t 成本。以前，大多数组织通过编写人量代 码来解决e a 的问题。使用更好的工具可以降低初始投资和节省时问，且减少了以后的维 护成本。 通过将人工过程自动化来降低管理成本。对每个企业中存在的大量人工过程进行自动 化可以省去大量人员开支。 通过更高效的价值链过程降低运营成本。对可以减少业务处理周期时间的关键价值链 过程进行自动化可以降低很多方面的成本。例如，更高效的供应链可以降低货运成本。同 时，企业的一些业务处理在应用集成之前，大多是由不同的业务应用系统完成，这些应用 系统运行于异构的环境，应用集成之后，企业业务处理变得现代化和自动化，并具有灵活 的扩展能力。 通过推出新服务和节目来获得更高的客户满意度和忠诚度。e a i 项目本质上是为了比 竞争者更快速地提供新信息和业务服务。例如客户服务涉及企业内部的不同业务部门，如 塑垩查耋竺耋堡丝塞 丝= 童竺丝 果企业内部的业务流程不顺畅，客户数据不完备，企业就无法为客户提供更好的个性化服 务。客户是企业的生命，政善客户服务，首先需要集成企业内部的有关资源，根据刁；同业 务系统的数据来完备客户消费数据，及时对客户需求做出反馈，并分析客户数据，推出个 性化的客户服务，进而，增强客户的忠诚度。 更佳和更。陕的业务决策。企业能及时获取最新数据，并在这些数据基础之t ，做出更 好的商业决策或应变处理。比如企业仓库管理系统的实时更新，如果能及时通知销售人员， 则可方便销售人员随时掌握目前的库存状态，及时做出市场反应。 提高企业之间的合作效率。应用集成不仅是解决企业内部的应片j 集成问题，而且，还 解决企业之问的集成问题，从而使企业之间的合作流程更顺畅，增强协作能力。 但是由于长期以来，企业已经习惯了按功能来划分白身。在许多企业中，i t 结构体系 在建立时缺乏前瞻与协调【9 】。各部门通常基于u n i x 或者w i n d o w s n t 各自建立中等规模的 服务器。由于每个部门只考虑自己的技术，所以企业的整体结构并不一致。投有人对总体 结构负责。通常，新的部门应用程序总是需要从公司的中央处理机上获得信息，但是每一 个应用程序接口被认为是局部的特定的问题。关于客户和供应商的信息总是被企业的各个 分支重复，因而需要不停地保持其一致性。数据要素在不同的应用程序中的定义也不同， 因此尽管搜集到信息，分析师也可能毫无头绪。结果是，从企业的发展角度来看，i t 结构 一团混乱。有家公司称它的i t 结构是“线球”，其应用程序间的联系非常混乱。即使有限 的集成也都很耗时、耗钱。事实上，g a r t n e r 集团估计火企业3 5 的l t 预算都用来实现集 成。 除了洮乱的体系结构，许多典型的i t 组织结构都将应用程序的开发和集成隔离开来， 这给企业集成的实施也带来新的挑战”w 。首先，所有的集成项目都需要i t 部门编写代码以 弥补各种专有集成方案间不可避免的差异，或者实现核心业务特有的业务逻辑。其次，大 部分应用都需要集成，即使只和数据库进行集成也是如此。第二种差异米自于集成建模t 具和集成部署环境之间的差距，这需要沟通才能解决。传统业务流程管理( b p m ) 工具的 目标是业务分析人员，帮助他们勾画出一幅高级的集成架构图。但是实现这幅架构图要求 施工人员必须具专有集成和部署环境的专业知识。第三种差异在于在i t 快速发展的历史过 程中所逐渐积累起来的各种不同层次的集成技术之间的不同。随着b 2 b 逐渐向基于标准的 集成发展，开始使用x m l 来进行业务流程建模。但是，层次的增加使得集成的问题更多。 安全问题也是现代企业集成面临的大挑战j 。基于w e b 及因特网技术应用集成的新 应用程序增加了安全隐患，这些系统需要用比以往应用程序更复杂、更完整的方式来保障 安全。安全问题客观存在的问题有：在1 9 9 8 年美国联邦调查局( f b i ) 计算机安全部门关 于计算机犯罪及安全的调查中，6 4 的被调查者表示他们的企业曾被攻击过，其中1 4 的 攻击是修改数据，经济损失高达1 3 6 0 0 万美元。e a i 应用程序特别容易受到攻击，尤其是 当它们包含i n t e r n e t 应用程序时。因特网有无数的h 户，绝大多数的用户对企业来说是未知 2 墅兰查兰堡：! ：耋竺丝兰 丝= 兰竺丝 的，而其中部分人或许怀有恶意。冈特网的本质使这种情况很难控制，黑客共至不需要有 特别的技能就可以攻击企业网站，在因特网上很容易获得强有力的上具以及黑客专家的指 导。就魁内部的应爿j 稗序也易受攻击。因为黑客并不仅仅来自因特网，4 4 的攻击来自雇 员未受权的访问。而e a i 应用程序的本质使得信息更易获取，也更易将数据中心的重要数 据和功能转移到公司网络。在这里，如果没有适当的管理，每一个人都很容易访问。 1 2 企业e a i 现状以及当前研究存在的问题m 基丁企业业务需求以及i t 技术供应商的推动，企业信息化建设经过高速发展，现在普 遍需要考虑企业业务集成问题。为了便于分析企业应用集成的现状，我们从企业信息化应 用的属性米分析企业应崩集成的水平，并将企业应用集成水平分成五个级别( 见表1 1 ) 。 日前大部分企业基本处于l e v e ll 和l e v e l2 ，少部分企业达到l e v e l3 ，极个别企业能够达到 l e v e l4 。处于l e v e ll 的企业只有一些简单的桌面办公系统比如o f f i c e 和m a i l ，基本上 无集成需求。处于出于l e v e l2 的企业已经有一些独立的应用系统比如帐务系统、呼叫中心、 金税开票系统以及备种c a d 软件，这些企业有一定的集成需求，比如帐务系统和金税开票 系统之间，以及仓库管理系统利c a d 软件之间进行集成。处于l e v e l3 企业具有较高的集 成水平，拥有业务集成廊用系统，在较大业务范围内进行了集成，比如进行了订单控制系 统、m r p i i 系统、采购系统、客户服务系统、质量管理系统、c a p p 等信息系统的集成。目 前很少有企业的集成水平达到l e v e l4 级别，实现各类应用包括设计软件以及业务信息系统 集成以及它们之间的互访，形成综合业务应用系统。l e v e l5 是一种将近理想化的应用，能 实现企业各种软硬件资源集成，形成客户驱动的企业完全集成系统。 表i - 1 企业应用集成级别划分表 一级别划分主要虚用粪别曩? “一i ：； ：。：鼙例一 ：；： 简单桌面办公系统 l e v e i l 特点：无集成需求 m so f f i c e 、m a i l 等 独立应用系统帐务系统、c a l lc e n t e r 、c a d 、金税 l e v e l2 特点：有集成需求开票系统、仓库管理系统、p o r t a l 等 业务集成应用系统订单控制系统、m r p i i 系统、采购系统、客 l e v e l3 特点：在较大业务范户服务系统、质量管理系统、c a p p 等信息 围内进行集成系统的集成 综台业务应用系统 特点：各类应用包括 设计软件、p d m 、c r m 、e r p 、s c m 、 l e v e l4e - c o m m e r c e 等工具应用软件以及业务 设计软件以及业务信 系统的集成和互访 息系统之间的集成 客户驱动的企业完全 集成系统企业软硬件资源集成在一起，形成动态虚拟 l e v e l5 特点：集成一体化、资源 协同化 塑垩查兰堡= ! ：兰竺篁兰丝：塞竺篁 事实上企业应用集成由于受企业管理、业务操作层面的业务驱动影响，基本上是逐步 实施。企业的发展的激烈竞争不仅需要企业基层业务的规范和白动化，同时最人的挑战是 企业的高层管理决策层更加需要信息的及时获得，以克服目前企业内部普遍存在的信息不 对称性，同时希望通过信息技术的运用能够监控企业的箨个业务运行过稗，特别是一些关 键点干| j 过程，管理决策层面眼里的企业是一个完整的企业，是一个商流、物流、资金流完 全同步的企业；企业发展已经不仅是企业内部的集成，同时还是企业供应链之间的竞争。 企业需要借助丁企业上游供应商和下游经销商、物流合作商。企业的竞争已经演变成企业 内部和外部供应链之间的竞争。为了竞争的需要，企业经常采用并购和合并，这给企业信 息化的集成应用带来更高的要求。不同的企业文化，不同的信息规划，不同的应用，不同 的i t 供应商等等。 然而1 r 常不幸的是，企业应用集成的发展历程基本上是属丁企业内部业务驱动型，i t 建设的过程基本上是主要职能部门任务流程实现，在信息专家的眼里企业是一个个虑州。 目前国内外对企业应用集成的研究大多数还仍然只集中于业务信息系统的集成，对其它应 用的集成比如设计软件的集成等问题往往被忽视掉，同时也不存在这样一个i t 供应商能够 同时满足企业完整业务和管理决策的需要。因此也就难以提升企业信息化水平，提高企业 应用集成级别也就难以充分发挥企业资源整体优势。况且企业麻用集成的最高目标是企 业各种软硬件资源集成在一起，形成动态虚拟资源，使企业应崩成为客户驱动的动态的企 业完全集成系统。企业需要的不仅是一个集成产品，更需要的是一个集成服务平台【i “。 1 3 集成中间件技术发展趋势 中间件( m i d d l e w a r e ) 是基础软件的一大类，属于可复用软件的范畴。顾名思义，中间 件处于操作系统软什与用户的应用软件的中间。中间件在操作系统、网络和数据库之上， 应州软件的下层，总的作用是为处于自己上层的应用软件提供运行与开发的环境，帮助闩j 户灵活、高效地开发和集成复杂的应用软件【1 8 1 。在众多关于中间件的定义中，比较普 遍被接受的是i d c 表述的：中间件是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件借 助这种软件在不同的技术之间共享资源，中间件位于客户机服务器的操作系统之上，管理 计算资源和网络通信。 集成中间件技术的发展经历了多个阶段，概括来讲，不同阶段面向的对象不同2 0 【2 1 】吲： 点到点的应用集成，是直接面向应用的集成； - 基于通信中间件的应用集成，信息采用消息机制，是面向信息的集成； 基丁w e b 服务的集成。是面向服务的集成。 这里主要分析应用集成技术不同发展阶段的技术特点。 4 浙江人学砸t 学位论文第章绻论 1 3 1 点到点的应用集成 点到点的集成是面向应用的集成，是不同廊j j 系统之间的直接硬代码集成，见幽1 1 。 这种方法非常适用于2 3 个应用系统之间的互通，但是，随着应用系统的增加，采州这种方 法缺点就变得非常明显开发周期变长，维护成本增加，企业应用集成甚至将会成为一场 噩梦例。 图1 1 点到点的应用集成 点到点的应用集成技术己经成为古老的过去，应用之间紧密的绑定关系，己经1 f 常不 适应目前迅速发展的市场需要了。 1 3 。2 基于通信中间件的应用集成 基于通信中间件的应用集成技术，正是为了解决点到点应用集成的问题，它基于通信 中间件平台，将点到点的集成复杂度o ( n 2 ) 转变为o ( n ) ，见图1 - 2 。基于通信中间件的集成 是面向信息的集成( i n f o r m a t i o no r i e n t e d ) ，实现信息的交互和共享。 基于通信中间什的应用集成主要有以下优点： 1 ) 为上层应用屏蔽了下层的网络细节， 发连接应用系统与通信中间件平台的适配器 企业应用集成的主要_ = ：r 作是分析业务流程，开 ( a d a p t o r ) 。 2 ) 提供单一的a p i ，跨越异构平台，降低企业应用集成的复杂度 3 ) 更快的应1 ；开发，降低客户后期的维护成本。 通信中间件根据采_ i = j 的技术基础不同，又可分为以_ 卜三类： 5 浙江大学硕卜学位论文 第章绪论 幽l - 2 基于通信中间件的应用集成 1 ) 基于r p c 的通信中间件 r p c ( r e m o t ep r o c e d u r ec a l l ) 是一种广泛使用的分布式应用程序处理方法。一个应用 程序使用r p c 来”远程”执行一个位于不同地址空间里的过程，并且从效果上看和执行本地 凋t i _ j 相同。在r p c 模型中，c l i e n t 和s e r v e r 只要具备了相应的r p c 接口，并且具有r p c 运行支持，就可以完成相应的互操作，而不必限制于特定的s e r v e r 。冈此，r p c 为c l i e n t s e r v e r 分布式计算提供了有力的支持。同时，远程过程调用r p c 所提供的是基于过程的服务访问， c l i e n t 与s e r v e r 进行直接连接，没有中间机构来处理请求，因此也具有一定的局限性。比如， r p c 通常需要一些网络细节以定位s e r v e r ；在c l i e n t 发出请求的同时，要求s e r v e r 必须是活 动的等等。 2 ) 基于g o r b a d c o m 的通信中间件 c o r b a 是o m g ( o b j e c tm a n a g e m e mg r o u p ) 推出的分布式网络计算规范，对象请求 代理( o n e c tr e q u e s tb r o k e r ) 是这个模型的核心组件。它的作t = f j 在于提供一个通信框架， 透明地在异构的分布计算环境中传递对象请求。o r b 使得c l i e n t 端对象弗不知道同s e r v e r 对象通讯、激活或存储s e r v e r 对象的机制，也不必知道s e w e r 对象位于何处、它是用何种语 言实现的、使用什么操作系统或其它不属于对象接口的系统成分阱1 。 d c o m 是m i c r o s o l l 的分布式组件对象模型( d i s t r i b u t e d c o m p o n e n t o b j e c t m o d e l ) 技术， 它是c o r b a 的一个竞争对手，只能在m i c r o s o r 平台上使用。与c o m 以w i n d o w s 为中心 的倾向相比，c o r b a 是以u n i x 为中心世界的一种产品。 基于此类通信中间什的应用集成，优点非常明显：相应规范( 如i d l 等) 和服务( 如 安全，事务等) 多，但是，缺点也非常明显：不同应用系统之间的耦合程度较高，基本通 信模式是c l i e n t s e r v e r 的同步请求应答通信，属于“p u l l ”模式，另外，这种类型的中间件产 品跨平台能力有限制【2 6 1 。 6 浙江_ ：凡学砸 学位论文第一章绪论 3 ) 面向消息的中间件 m o m ( m e s s a g eo r i e n t e dm i d d l e w a r e ) 指的是利用高效可靠的消息传递机制进行平台无 关的数据交流，并基丁数据通信来进行网络戍用系统的集成。目前流行的m o m 中间件产 品有i b mm q s e r i e s 、m i c r o s o f tm s m q 、t i b c or e n d e v o u s 等等。m o m 支持多通讯协议、语 言、应用程序、硬件和软件平台，支持消息基丁主题实现网络路由，消息主题是对消息目 的地的字符串描述，屏敞了_ 卜层的异构网络环境1 ”1 1 2 8 1 。它与基于c o r b a , q g c o m 的通信中 间件相比，主要有以下优点： _跨平台能力强，支持多种网络环境和软硬件环境； -应_ i _ i j 之间实现松散的耦合集成，对应用程序的结构没有约柬，应用程序之间不仅可 以是一对一的关系，还可以进行一对多和多对一方式，甚至是上述多种方式的组合。 创建多种通信方式并不会增加应_ j 程序的复杂性； _消息异步通信，实现不同应用通信的位置透明，这种程序与网络复杂性的隔离，屏 蔽了应用集成过程中网络通讯的复杂性问题。 _ 提供自描述的消息格式，支持域操作，实现应用之间更灵活方便的信息数据交换。 m o m 的缺点也比较明显，即规范较少，消息格式大多是私有的，这样，不同的m o m 产品之间并不能相互通信，需要有诸如连接m q s e r i e s 和t i b r v 的适配器。但是，随着x m l ， j m s ( j a v am e s s a g i n gs e r v i c e ) 等规范的推出，m o m 的这一不足正在有所改善。 众多的m o m 产品在架构上并非完全一致，又可分为以下两类”1 ： $ 基于t c p 协议和队列管理的1 4 0 m ：如m q s e r i e s ，m e s s a g e q 等等：见图1 - 3 。这种m o m 产品需要配置诸如队列连接通道等等信息，因而，部署成本相比而言较高。 豳圈i 豳 * 涟二 商 图1 - 3 基于消息队列的中间件 7 浙江夫学顿卜学位论文第一幸绪论 基于l p 可靠多播的m 洲：t i b c o r e n d e v o u s ，c e n s o rc e n e a i 等等，见幽1 4 。此类 m o m 产鼎在同一网段内采用多播协议，并在此基础上实现消息可靠传输。消息需要跨越不 同网段的情况，采朋t c p 协议，这种架构的产品，在配置部署上和可扩展能力上有较多的 优势。 图1 4 基于可靠多播的消息中间件 1 3 3 面向w e b 服务的应用集成【3 0 】口1 】【3 2 】f 3 3 【3 5 i 冈为w e b 使信息变得容易访问，它已经成为了一种基本的通信方式。一个企业必须使 他的业务数据能够被内部的员工和外部的合作伙伴、供应商、客户访问。h p 公司是最先提 出w e b 服务观点的公司，他们制定了有关“e s p e a k ”的标准来保证应用程序之间的交互，弗 声称将成为下一代i n t e m e t 信息交互的标准。而随后，m i c r o s o f t 意识到此计划的美好前景， 便推出了n e t 战略；i b m 很快就发布了w e bs e r v i c e st o o l k i t ( w s t k ) ，和w e bs e r v i c e s d e v e l o d m e r i te n v i r o n m e r i t ( w s d e ) ，申明对w e bs e r v i c e s 的全力支持。与此同时，o r a c l e 也开发山自己的d y n a m i cs e r v i c e s ，并和o r a c l e8 ir e l e a s e2 集成在一起。在这以后，w 3 c 统一制定了w e bs e r v i c e s 的各种标准。而s k i n 公司在宣布了自己的w e bs e r v i c e s 的框架以 后，将w e bs e r v i c e s 的标准溶入j 2 e e 的环境，使w e bs e r v i c e s 有了广泛支持的基础和平台。 w e b 服务技术并非是应用集成领域( e a i ) 的概念，它在更大程度上丰富了应用集成的 技术和方案。随着越来越多的应用系统提供w e b 服务支持，面向信息的应用集成方案将需 要提供w e b 服务的支持，w e b 服务能够使e a i 成为真正可能的、便捷实施的，同时又引人 注目的解决方案，它以一种松散的服务捆绑集台形式，能够快速、低代价地开发、发布、 发现和动态绑定应用。见图1 5 所示。各类应用系统请求w e b 服务，实现不同应用系统的 集成通信。 面向w e b 服务的集成的最大优点是简单，开发成本低，遵循标准或规范，不需要花费 太多的时间获取特定应用系统的专业知识。随着更多系统支持w e bs e r v i c e 规范，以及w e b s e r v i c e 规范的不断完善，相信会有越多的应用集成采用基于w e b 服务的技术。 8 ! ! 垩查兰丝：兰堡丝兰丝= 至堑篓 。：二! ! ! i i ； ；：。：! ! ；! ! ! ；i 。：! ：! e 。a ， 1 4 开放网格服务体系 网格是目前越来越重要的研究领域，被称为是下一代的i n t e r n e t ，网格是一种关系科研、 经济、社会、国防的重要国家基础设施，在国内外都引起了广泛的关注p “。网格的发展经 历t - - 个阶段【3 7 】：第一阶段是网格的萌芽阶段，开始于9 0 年代早期，研究内容是关于千兆 网试验床以及一些元计算方面的_ _ _ = 作；第二阶段是些早期的试验，时间大概从9 0 年代中 期到晚划，出现了一些比较重要的开创性和奠基性的研究项目，比如i - w a y i ”】，g l o b u s 【3 9 】， l e g i o n 等；目前是网格计算的迅速发展阶段，关于网格的研究、开发和应用项目大量出现， 出现了影响很大的组织全球网格论坛g g f ( g l o b a lg r i df o r u m ) ，同时网格计算也不再仅仅 局限于科学研究，工业界与学术界联盟，正致力于使网格计算在更广泛的领域得到推j “和 应用【4 0 】。 网格计算是- - f 3 前景光明的新兴技术，业内人士对它的关注程度与日俱增，而它与行 业的关系更是越来越密切 4 i 】【4 2 】。学术与商业组织都正在开发利用网格技术的麻用程序。网 格计算的定义有很多种，但网格的本质是计算资源的联合加上这些资源的虚拟化，从而达 到加速应用程序处理的目的4 3 】【州【”】。网格的全部核心就是分布式计算与资源管理。一大批 异构的资源组成了一个网格，重要的是，这些资源以众所周知并且一致的方式进行交互平| i 运转。正是这种交互以及不同资源所提供的组件之间的互操作性，才是开放标准的需要， 并因此促进了开放网格服务架构( o p e n g r i d s e r v i c e s a r c h i t e c t u r e ，o g s a ) 的出现。 o g s a ( o p e n g r i ds e r v i c e s a r c h i t e c t u r e ) 被称为是下一代的网格体系结构，它是在原来 “五层沙漏结构”的基础上，结合最新的w e bs e r v i c e 技术提出来的。w e bs e r v i c e 提供了一 种基于服务的框架结构但是，w e bs e r v i c e 面对的一般都是永久服务，而在网格应用环境 中，人量的是临时性的短暂服务，比如一个计算任务的执行等。考虑到网格环境的具体特 9 浙江大学颂i 学位论文 第一章绪论 点，o g s a 在原来w e bs e r v i c e 服务概念的基础上，提出了“网格服务( g r i ds e r v i c e ) ”的 概念，用于解决服务发现、动态服务创建、服务生命周期管理筲与临时服务有关的问题h 4 】。 在o g s a 里，一切都是服务网格服务( g r i ds e r v i c e ) ，包括计算资源、存储资源、网络、 程序、数据库以及其它类似资源。网格服务是一个提供定义好接口的w e bs e r v i c e ，并且接 口还都服从一定的协定。接口服务包括发现，动态服务的建立，生存期的管理，通告，可 操控性；协定包括命名平升级。网格服务也包括授权和并存控制。o g s a 网格服务包括数 据和不同的接口，通过运行产生实例，可运行在不同的运行环境上。 o g s a 将网格技术和w e bs e r v i c e 技术充分结合起米，这使得o g s a 不仅具有网格计算 优势，还具有w e bs e r v i c e 在企业应用中所有的优点1 4 “。我相信如果将o g s a 网格体系结构 引入企业应用集成，必将使企业集成中间件技术发生革命性的变化。越来越多的企业将它 们的企业集成在o g s a 框架之上，学术届也必将有越来越多的研究人员加入到基于o g s a 的应用集成技术研究领域中来，而基于o g s a 的应用集成技术也必将有一天能将所有的资 源，企业内部门与部门之间，企业与企业之间，企业与政府之间，各种资源集成起来成为 一张动态的、虚拟的资源网。 1 。5 论文的研究背景及组织 本人在研究生期间参加了国家8 6 3 项目“基于w e b 的设计资源共享系统”的研究和开 发。该项目为国家高技术研究发展计划( 即8 6 3 计划) 先进制造与自动化技术领域现代集 成制造系统技术主题项目。本人做的主要工作是进行设计资源的集成和共享方法及技术研 究。由于传统企业在应用集成所具有的点对点间的紧密耦合性，在企业规模扩大时，造成了 企业系统的系统庞大性、结构繁琐性、管理复杂性、信息冗余性和代价巨大性，导致了企 业运行效率低f ，不利于企业的进一步发展。e a i 技术在今天被认为是企业获得成功的关 键所在，将一个机构的所有的信息资源集成到一个无缝的、并列的、易丁- 访问的企业资产 中，这样可使一个功能强大的企业资产运作起来就像一个虚拟的单一系统这与网格技术 的发展目的无疑是不谋而合，网格的最终目的，是希望大家能够象使用电力一样方便地使 用分布在网络上强大而丰富的计算能力。因此作者依托o g s a ，将网格技术引入应用集成 体系框架，提出基于o g s a 的企业应用集成架构，并在该架构下进行适用于设计软件集成 的中间件的开发( 本论文的组织结构见图1 - 6 ) 。 第一章绪论主要分析了当前企业应用集成面临的一些挑战以及当前研究存在的问题， 并对集成中间件技术的发展趋势进行了研究，最后引出了本论文的研究意义以及面向g r i d 服务的应用集成课题。 第二章在研究了现有分布式技术不足以及网格技术在企业应用集成方面的具有的技术 优势的基础上，开创性地提出了基于o g s a 的企业应用集成框架，大胆地将网格技术引进 浙江人学顺上学位论文 第一章绪论 第一章绪论 l 第二章基于o g s a 的e a i 框架研究 土上 第三章适用丁设计软件集成的g s o j v i 没计 j 上 第四章g s o m 关键技术研究雨i 实现 ，上 第五章集成架构及g s o m 安全方面的考虑 l 第六章总结与展望l 图1 - 6 论文的组织结构 企业应用集成，同时为了研究分折需要提出了两个新的概念面向网格服务的中间仲 g s o m 和服务路由器，接着详细研究了基于o g s a 的企业应用集成框架的层次结构和基丁 o g s a 的应用集成运行机制。 第三章对设计软件的集成进行了研究，并根据它与m i s 系统集成的不同特点，提山了 g s o m 中间件设计方案。该方案实现了多位异地用户并发协同访问设计软件。该章还就 g s o m 原型系统、主要功能模块以及运行机制进行了详细分析。 第四章主要讨论了g s o m 关键技术的实现，包括实现设计软件的运行，与设计软件的 交互，以及设计软件的中止运行。最后作者在微软n e t 平台上实现了部分网格服务，并给 出它们在o g s i n e t 网格服务容器中的配置。 第五章根据集成体系面临的安全问题和安全需求，提出了新的安全模型和安全策略， 同时还根据g s o m 中间件特殊的安全需求，提出了基于角色的访问控制模型，较好地满足 了g s o m 的安全需要。 第六章对全文的研究工作进行了总结，并指山了今后需要进一步深入研究的地方。 1 0 本章小结 第一章首先介绍了与论文相关的若干概念，对当前企业应j = j 集成面临的问题与当前研究 浙江火学硕 | 学位论文第一章绪论 存在的不足以及中间件技术发展趋势进行了分析，引出开放网格服务体系结构，最后根据研 究背景与研究现状提出了论文的主要丁作，确立了论文的组织结构。 些! 三尘兰堡；! 兰竺丝兰 丝二塞董呈呈! 垒竺! 些堡些丝丝 第二章基于o g s a 的e a i 框架研究 2 1 概述 企业应i j 集成的最高目标是企业各种软硬件资源集成在一起，形成动态虚拟资源，使企 业应用成为客户驱动的动态的企业完全集成系统。企业需要的不仅是个集成产晶更需要 的是一个集成服务平台。这就要求企业从整体米考虑企业的整个信息系统，根据实际需要， 对各个应用系统进行总体规划，建立一个开放式的、动态的、能集成企业各种软硬件资源的 应用集成体系框架，把企业的各个吖言息孤岛”有机的集成起来。 为了把企业的并种资源有机地集成起来，这样的一个开放式的应用集成体系框架必须要 具有以下一些特征： 1 ) 基于工业标准，尽最减少在异构环境之间对“私有”消息协议的需要。 2 ) 支持动态的、虚拟的资源访问。 3 ) 松散的耦合，即请求不必针对特定应崩的a p i 。 4 ) 异步执行方式。使得在等待第一个应用的响应时可以执行第二个应用。 5 ) 可靠性。保证消息被投递一次且仅仅一次。 6 ) 安全性。必须支持鉴别、授权标准以保护被交换信息的完整性。 当前还没有一种应用集成体系能满足以上要求。传统的基于分布式组什技术的应用集成 体系不适用于极端异构的i n