（计算机应用技术专业论文）铁路建设项目管理系统数据交换平台的研究与实现.pdf

摘要 数据交换是实现企业应髓集成( e a i ) 的一个重要的基础性手段。 它的弱拣是实现企业闽异构的业务系统( 数据库异构、歼发环境异 梅、运行环境舜构等) 之间的数据和信息的共享，以达到究分j | 资 源，提高整个信息系统的效率，为建立在浊务系统之上的决策支持 系统提供知识产生的来源。勿潦置疑，为企业瓣信息系绕 勾建一个 统一躲数据交抉平台是j 常必爱豹。 铁路建设项目管理系统楚为应对蟊菊铁路客运专线建设获立项 的信息系统。构建该系统靛露的趋为了科学、商效她镣瑗客运专线 建设，提高现有铁路建设项圈管理水平，从弱最终提高铁路客运专 线建设效率。该系统部署在铁潞建设单位，各建设单位可遥过该系 统来管瑗地理位置上可能相距很远的若干个施工标段因常生产情 况。该系统是一个典型豹异构系统，它的子系统多、地域跨度大， 并鼠楣赢之阗有复杂的业务联系。在这些业务予系统乏阔实现糇畅 的数撵交换是一个匪大的挑战。并最在这鬻部署在各个铁路建设单 位的铁路建设项酲管瑗系统之上，在铁遭部逑将构建铁路建设顼弱 管理系统的铁道都级系统( 以下简称铁遵部级系统) ，实现对全踌客 运专线( 以蘑会扩大到全路所有建设项目) 建设耩况的动态查看和 管理，为实现这一要求，还将考虑铁道部级系统与务铁路建设管理 系统之间的数据交换。 可以看出，力整个铁路建设项嗣管理系统牵鼋建个统一的数据 交换平台是一项重要瓶艰甄的任务。本文蓠先分析了凡种常见数据 交换的乎段的优劣情况，提出了采用x m l 和w e b 服务( w e b 服务) 技术来实现驰统一数据交换。 通对x 斟l 鞠w e b 服务理论的研究，零文设计了一个基予这嚣种 技术的数据交换平台豹框架，介缨了该框架的体系绩构、忑作流程 以及相关豹实现技术，并分析了该系统的安全性闻题及可能的实现 方案。 最磊，本文绘出了个疲周数据交换平台的实例，从交践诞明了 该系统框架浆可行性，并对其中的不足及应该改进的方露作了一定 a b s t r a e t d a t ae x c h a n g i n gp l a y s8 ni m p o r t a n tr 0 1 ei f le a i ( e n t e r p r 主s e a p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o n ) i ta i m sa tt h er e a l i z a t i o no f s h a r i n gi n f o r 琢a t i o na n dd a t ab e t w e e nh o t e r o g e n e o u ss y s t e mo f a n e n t e r p r is e ， s ot h a t t h e yc a nm 8 k eu s eo fr e s o u r c e e f f i c i e n t l y a n dp r o v i d i n gs o u r c eo f k n o w l e d g et od e c i s i o n s u p p o r ts y s t e 疆f i n a l l y s oi t i si m p o r t a n t 乇ob u i 】d8d 8 t 8 e x c h a n g i n gs y s t e 越。 r a i l w a yc o n s t r u c t i o np r o j e c t sm a n a g es y s t e m ( r c p m i s )i s s e r v e df o rs p e c i a lp 8 s s e n g e rr a i l w a yc o n s t r u c t i o n i t sa i mis m a n a g i n gc o n s t r u c t i o nm o r ee f f i c i e n t l ya n dr e a s o n a b l y t h e s y s t e md e p l o y s o nc o n s t r u c t d e p a r t 珐e n t t h ec o n s t r u c t d e p a r t m e n tc o n t r o lb u il d e r sw h i c ha r ef a ra w a yf r o 珥e a c ho 七h e r 蕈h es y s t e mi sa ni d e n t i c a 王h e t e r o g e n e o u ss y s t e mb e c a u s eo fi t s n u 臻e r o u ss u bs y s t e m sa n dc o m p l e xr e 王a t i o no nb u s i n e s s i ti s ab i gc h a l l e n g et os h a r ed a t ai nt h e m m o r e o v e r 。w ew i l lb u i l d ah i g h e r s y s t e mo n t h i ss y s t e mt o m a n a g ec o n s t r u c t i o no f s p e c i a lp a s s e n g e rr a i l w a ya l 王o v e rt h ec h i n a ( i tw i l lm a n a g e c o n s t r u c t i o no fa 圭lk i n do fr 8 i l w a yi nc h i n af i n a l l y ) 。w ew i l l c o n s i d e rt h ed a t ae x c h 8 n g i n go ft h eh i g h e rs y s t e 珥8 n dr c p m i s 。 i ti sc l e a r l yt h a ti ti sv e r yd i f f i c u l t t ob u i 王dau n i f o r 埔 d a t ae x c h a n g i n g s y 8 t e m t h i sa r t i c l ea n a l y z e ss o m ed a t a e x c h a n g i n gm e t h o d sf i r s t ，a n dt h e np r o p o s e st h a tam e t h o do f d a t ae x c h a n g i n gu s ex m la n dw e bs e r v i c e s 8 yt h er e s e a r c ho fb a s ict h e o r y ，t h isa r t i c l ed e s i g n sa f r a m e w o r k0 fd a t ae x c h 8 n g es y s t e mb a s e do nt h et w ot e c h n i 口u e s a n da 1s oi n t r o d u c e st h e a r c h 主t e c t u r e 。f l o wa n dr e l a t e d t e c h n i q u e s t h es e c u r i t yo ft h ed a t ae x c h a n g es y 8 t e misa ls o a n a l y z e di nt h isa r t i c l e 1 1 弓l 言 第一章绪论 潍i ( 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 ，企业廉腮集成) 是企娥信息 化的一种重簧等段，是指对企业中完成不同业务功能的廒用系统进符集成，在 宗们之阕建立怒可供数据交流和应用沟邋的中枢系统。e a i 是将基予备种不同平 台、用不同方案建纛的异构应用集成的一秭方法鄹技术。e a i 通过建立底层结构， 来联系横贯整个众业豹异构系统、应用、数据源等，完成在企业内部的e r p 、 c 脯、s 渊、数据库、数据仓席，以及其他重要的内郝系统之间无缝地共享和交 换数据的需要。e a i 是一种全新的企渡战略勰决方案，它利用通用的审闯件 ( m i d d l e w 8 r e ) 融合了众蛾已有应震软件、赛监封装式应用软件以及新代码三 方嚣的功能。有了e a i ，企业就可以将企业核心瘦用和新的i n t e r n e t 鳃决方案 缀含在一起，从丽最终使企业将信息技术的优势转化为蠡隽的核心商业竞争力。 据i d c ( i n t e r n e td 8 t 8c e n t e r ，嚣联网数据中心) 统计，在过去的1 0 年中， 全球企波在信息系统上一共投资1 8 万亿美元。匿大的投资为金泣建立了众多信 息系统，以帮助企业进行内外部业务的处理和管理工作。现代企韭在l t 系统的 帮助下不断提升自身发展，同时也越来越依赖予i t 系统，造成了“i t 就是企业， 企业就是i t ”的现状，i t 系统的复杂化、更新缓漫严重稍约了企照业务豹发展 “l # 根据m e t ag r o u p 豹统计，经过相当一个时期不断的i t 系统建设，一家典 型的大型企业平均拥京4 9 个应用系统，3 3 豹i t 预算是花在传统的集成上，通 过零星的“点对点”连接，使众多的“信息孤岛”联系起来，以便让不同的系 统之澜交捩信意。这使得众业的廒用系统囊起来像下匿一样，构成了一张复杂 的螨蛛网。 由以上分析我们可以看出，构建一个统一的数据交换平台对众业实施e a i 是很有必要的，它烬决了e a i 中的数据集成问题。 1 2 问题的提出 交通运输是国民经济的熏要缀成部分，是支撑经济社会发展和保障国家安 全的基础条件。来来几十车，在全面建设小康社会，逐步实现现代亿的伟大历 程中，中困交通必将迎来新一轮的大发展。 在我国交邋运输体系中蠢有熏要地位的铁路，根据鞠务院批准的中长期 铁路网靓划，我孱将开启一个铁路建设的新赢潮，到2 0 2 0 年，薷业里程将由 2 0 0 4 每米的约7 4 万公里发展到l o 万公里，主要繁忙干线实现客货分线。期间， 将建设1 2 万公黧以上客运专线，基本形成“豳纵四横”铁路快速客运遥道， 以及环渤海、长江三角洲、珠江三角溯三个城际快速客运系统。客车速度飘标 僮达到2 公曩小时以上。 近期，一批铁路客运专线工程项毽黾批准开工，相应成立了各铗踌客运专 线公司( 筹餐组) 。这黧客运专线公霹是新建项露法入，承担客运专线的筹备、 建设及建成后的运营管理。客运专线技术标准离，项目投资大，质量要求高， 建设难度大。为了有效实现投资效菔，高质量她建成快速客运网，必须引进现 代管理瑾念、体制、方法和手段，采用先进的计算机工程项嚣管理信息系统， 加强过程管理，以一流的管理保证一流的建设。 新建的这些客运专线数据堂，情况复杂。它们分属予不同的速度档次( 辩 逮2 0 0 公里与3 0 0 公里等级) 、不同的客运系统( 铁路快速客运通道与城际快速 客运系统) 、不同的筹资方式( 独资、国肉食资和部分利用国外贷款) 、不同的 建设方式( 等l 入国际瓷询或采用会作监理) ，但部属予由“四纵四横”和“兰个 系统”构成的快速客运网，宥很强的系统要求。 客运专线建设项目的复杂性给铁路建设项目管理系统的构建提出了很搿的 要求。对于该系统的构建，铁道部提出了下列要求：一要突出时效性要求，逶 应近期多个项謦开工的需要；五要突出系统毪和实用性要求，逶应由铁道部到 项弱部垂直管理及覆盏设计、招标、旋工、监理、试运行、运营各个环节实现 信息共享的需要；三要突出通用性要求，既满足赣建备工程项习不同工程管理 模式的需要，又簧考虑到各项嚣之间既有共性又有个性的实际情况，需要有缀 强的成熟性、灵活性，并具有及早投产、分步完善的可行性。 第二章删l 和w 船服务技术 2 1 ) 及其相关技术 2 1 1 ) 嘶。的发展之路 世界上第一种标记语言是s伽l眦。它来源于60年代末期由ibm的两位员工设计的删l ( g e n e r a l i z e dm a r k u p l a n g u a g e ，通用标记语言) 。此后，g m l 发展 成了标准通用标记语言s g m l ( s t a n d a r dg e n e r a l i z e dmarkup language)。sgml已经获得了巨大的成功，但不幸的是，它主要限于大型企业和政府部门使用， 使用s 伽l 需要巨大的投资，它非常难以使用，创建文件和能阅读s g 地的程序 需要大量的时间和精力。 i n t e r n e t 的发展，需耍一种更加方便和规范的方式处理标记问题，因此， 人们在s g m l 的基础之上，做了若干的简化和处理，发展出了h r m l 和 ( m l 。 h t 儿是1 9 9 1 年发展起来的，用来描述i n t e r n e t 页面的显示。由于h t m l 标准的出现，才使internet走出了实验室，成为人人皆可使用的工具，也成为 影响世界最重要的技术，它不但改变了人们的生活，也改变了世界运转的方式， 同时，更为软件的开发形式带来了多元化的形式。但是，玎ml有其固有缺点。 如，在不同的浏览器上，相同的h 1 w l 页面显示效果并不一样，而且h t m l 语法结构不严密等等。正是由于h t m l 的种种缺陷，迫使人们提出一种新的标记语言。 1 9 9 6 年，万维网联盟( w o r l dw i d ew e bc o n s o r t i u m ，w 3 c ) 开始发展一 种新的标记语言，称之为可扩展标记语言( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u 8 9 ex m l ) t ”，这是一种可以根据应用领域不同，用不同的方式描述文件类型与数据结构的 语言。和h t m l 一样，) ( m l 是依据s g 儿标准演化而来的。 删l 将派生于s g m l ，但与s g 儿相比，x 眦将大幅度简化，原则上它只使用 2 0 s g m l 标准，但需要发挥了8 0 的效力。同时与h t m l 相比，它需要更加严谨， 而且更适合于计算机之间的数据交换。 而且更适合于计算机之间的数据交换。 2 1 2x 乩的特点 正是) ( m 乙的特点决定了其卓越的性能表现。x 乩作为一种标记语言，有许多 特点 l 、简单。掰l 经过精心设计，整个规范简单明了，它由若干规贝h 组成，这 些规则胃用予创建标记语言，劳能用一种常常称作分析程序的简明程序处理所 有掰创建豹标记语畜。脚l 能刨建种任何入都能读出和写入的世界语，这种创 建世秀语的功能b q 傲统一性功髓。如) 国儿创建的标记总是成对出现，以及依靠 称作统一代码的新的编码标准。 2 、开放。x 札是s g 溉，在市场上有许多成熟的软件可用来帮助编写、管理 等，开放式标准蕊l 的慕看凌是经过验证的标准技术，并针对网络做最镶化。众多 浊界顶尖公司，与w 3 c 的工作群组并肩合作，协助确保交赢作业性，支持备式 系统和浏览器上的开发人员、作者和使用者，以及改进) 。瓯标准。删乙解释器可 以使用编程的方法来载入一个x 礼的文档，当这个文档被载入以后，用户就可以 通过捌l 文件对象援型来获取和操纵整个文档的信惠，加快了网络运行速度。 3 、高效且可扩充。支持复用文档片断，使用者可以发明和使用自己的标签， 魄可与他人麸享，可延伸性大，农蕊l 中，可以定义无限爨的一缎标注。) a 也 提供了一个标示结构化资料豹架构。一个x 乩组件可以宣告与其相关的资料为 零售价、营业税、书名、数量或其它任鹰数据元素。随着世界范围内的许多机 构逐渐采用x 池标准，将会有更多的穗关功能出现：一且锁定资料，便可以使 用任何方式透过电缆线传递，并在浏览器申呈现，或者转交到其他应用程序做 进一步的处理。瑚l 提供了一个独立的运用程序的方法来共掌数据，使用d t d “， 不同的组中的人就能够馒用共同的w d 来交换数据。你的应用程序可以使用这 个标准的d 固来验诞你接受到的数据是否有效，你也可以使用一个d t d 来验证 你自己的数据。 4 、国际化。标准国际化，丑支持世界上大多数文字。这源于依靠它的统一 代码的新的编码标准，这种编码标准支持世秀上所肖以主要语言编写的混会文 本。在 糊l 中，就大多数字处理丽害，一个文档一般是用一种特殊语言写成的， 不管楚英语，还是日语或阿拉伯语，如采用户的软件不能阅读特殊语言的字符， 那么他就不能使用该文档。但是能阅读x 池语言的软件就能顾利处理这些不弱 语言字符的任意级会。因此，) ( m l 不仅能在不同的计算机系统之间交换信息，丽 且能跨因界和超越不同文化疆界交换信息。 第三章数据交换平台的设计思想 3 。l 数据交换平台的设计目标 铁路建设项目管理系统包括铁道部应用部分、客运专线公司( 指撵部) 疲 用部分( 包括各指挥部、项目部、标段) 。在铁道部、备客运专线指挥部设应用 服务器和数据痒服务器以及相关设备。在各璎霹郁设嚣管理终端。在铁道部、 各客运专线指挥部、项目部、标段之闯建立以公阚为慕础的广域网，利用v p n 方式构成专用系统网络。铁道都一级遇过铁道部网络安全平台与铁路计算枧网 的内网相连。该项目的熏要建设露标是；以建设单位和建设管理单位霈求为基 础，整合工稷建设过程中所有基础数据和重要数据，在管辖的范围内建立一个 以网络技术、计算机技术与现代信息技术为支撑豹，具有王程、管理、标准和 办公功能的信息平台。在该平台的支持下，集成国际领先的专业项目管理软件， 对项目进度、成本、质最、安全实施有效的动态管理和控制。捺进项强管理的 科学化、现代亿，提高管理水平，控制投资和质量，保证工期，达赘i 快速、优 质、高效地建设客运专线王穗项磊的目的。 纂于该系统建设的目标，建立一个铁路建设项露管理系统中的统一的数据 交换平台廒满足下列耳标： l 、该数据交换平台应该是一个与平台无关、动态遁虚数据格式的更蓊、有 足够的安全性保诞、对业务系统的限制尽羹少的系统，这样，数攥交换平台与 各个业务系统之间的集成就是松散耦舍的，便予薪的业务子系统豹随时接入， 而且更薪单个业务系统嚏对茭艟业务系统不会造成太大影响。 2 、雀客运专线公司应用部份，可以保证建设单位和各项圈郝级施工标段之 闯的顺畅的数据流通，弗盥能够支持备个业务之系统之间的业务数据的交流。 3 、在铁道部应用都分，可以实现铁道都应用系统对各个建设单位建设情况 的实时靛测与控制，可以实现工程建设数据和铁道都领导命令的上传下达。 4 、数据交换平台要有一个完整的安全解决方案，以实现对数据交换过稷中 的安全蛙的控制，如实现各种认证服务、数据传输过程中的加密解密等。 3 2 异构数据交换的常见解决方案及分析 3 2 。l 企业书异构数据交换系统的需求 在企业与其业务伙伴通过电子商务手段进行业务往来时，不可避免地要传 递交易信息，这些信惠有单据、合同、发票或者是其他格式的信息。在铁路建 设项露管瑗系统豹环境中，也需要在位予不同部门的不同系统中交换数据。例 如，位予项弱部的项目进度、项目质量管理模块需要从位予项墨建设单能的项 目规划模块得到工程项弱的分解信息。工程财务会计模块与验王计价模块之间 也需要交换工程的完成量及合同单价信怠，以实现工程的完成纛信息和钱的支 付信息的统一处理。要实现不同系统中的数据交换，就器要考虑数据格式的阔 题，要有一个统一标准来孛句造一个抽象的层来实现数据交换。对予这种目的， 采用瑚l 格式来描述数据就是一个 e 较好的选择。x 札的数据是开赦的，其自接 述的特缝使之对予数据交换方案来说是一种宥效的选择，并且无需实现协调就 可以奄程序之间共享数据。同时，在本系统的斑用环境下，系统必须能够满足 频繁的内容更新，保持信息的一致性，即时动态内容的更新和数据安全瞧等方 面的需要。使用) ( m l 在数据解析的时候遵循文档模式定义s c h e m a n m ，保证了文 档结构的一致性。) b 也自够在不同应用、不同平台之间存储、转换和传送数据， 威用平台与软件相对独立，数据不必因软硬件或平台的变化两改变。此外，x 眦 数据容易转换，可以将数据从种s c h e m a 规范转换为另一种。因此，在数据交 换平台晦开发中，我们选用潮l 来作为数据交换格式。 除了数据格式的兼容性阀题，数据交换时还必须考虑平台的兼容性。这里 的平台包括操作系统、网络协议、数据库系统等。为了屏蔽这些软硬件平台的 差异，构建一个松耦会盼体系，数据交换平台必须要认真分析稻设计。我们己 经提到，删0 是一种子平台无关的数据存储方式，其中包含的数据信息能被任何 一种平台识别并理解，x 地这种跨平台的特点使它成为装载数据的最好载体，雨 晨目前的各种主流数据库系统中i b md b 2 、嫩c r o s o f ts 札s e r v e r 、o r 8 c l e 、 s 抽a s e 等都提供对蕊l 支掩。使用x 池，可以有效的羼蔽数据库的差异。) ( m l 具有良好的数据存储格式、可扩展性、高度结构化、便于网络传输等特性，这 些特性使得瑚l 本身非常适用予数据库闻的信怠交互。所以，蕊l 技术和数据库 技术的结合就成为必然的趋势。利用黼l 文档进行数据库问信息交互就是用) ( m l 作为信息交互的中介，完成信息的全面转移。 囊接从源数据库传到目的数据痒，数据的交换不需要通过应用软件来管理，直 接由d b 姻瀑变陲浸獭， 霹翟夏登整| 耋l 收秀所蠢| l 薛稳秘麟鎏鏊受霎蒸怒滏滔。娶菇壁美i i g 静： 词囊溱懑豫渤爹雾簸鼬巍掣雩f i 卷耋l 弱鼠援醋烈籍髂甍羲醺舱 囊l ；| j i t l l l ；墨翌糨弼棼矧惑筘甜润潦淹溺琴蕊灞灞l 女r 哇 硒葫筮翁餮盆泵矗蓉孕 芒# 蚕筑静毂强魑藩鬟话车蠢鏊 m a 提交翻交换中心 节点，并修改相应的数据格式转换逻辑，箍数据交换流程本自不需要作任何改 动。 下葱简要撼述一下客户端节点与中心节点中的备模块所实现的功能。 1 客户端节点 1 )数器转换缀伟：它用来实现两方面豹功能：将要发送的数据从数据库中 查询融来，转换成x 眩格式；或者将接收到的x 规形式豹数据保存到本地或者 将其直接插入到数据库中。 2 )消息打包解包缀件：消惠打包豹作用是将要发送的x m l 格式豹数据， 加上一些辅劲信息，如用户认证信息，数据浆描述信息及发送数据的源遗址和 目的地址信息以s o a 矽的格式封装，交给消意发送级件。消息解包是解析接收 到s。a p 格式的消息后，递过对封装在其中的辅助消息进行分析焉将其交绘数据 转换组件进程相廒的处理。 3 )消息发送组l 牟：通过该维件调用数据交换中心的消息接收霹e 8 服务，实 现数据豹发送。 4 )消息接收组件：该缀件是客户端接收数据的w e b 目匠务，由数据交换中心 节点调用。交换中心节点将数据发送穷发送来的淄感交给该组件嚣，消惠就进 入客户端节患豹处理流程中。 5 )丑态及认诞服务：目意服务对数攒交换过程中客户端的处理过程进行监 控，及时将处理的结果信息记录下来便于系统管理人员豹随时分柝。认证服务 则是给数据交换的过程提供认证信息，如用户的权限，调用相应豹张b 服务所 霈耍的诞书信息等。这两缎服务是数据交换在客户端运行的基础服务，它们为 客户端豹数据交换提供傈酶。 2 数据交换中心节点 1 )消息接收组件：数摄交换中心节点的w e b 服务，数据交换客户端透过调 焉该w e b 服务将要交换的数掇传给交换中心，使数据进行交换中心节点处理流 程。 4 ) 要实现面向数据的数据交换，企渡必须向交换韵参与方公开自己的数据 库访阀方式和数据模式，这将面临着许多安全上的威胁和商业上的利益冲突。 所以这种面向数据的交换方式大多应用子企妲内部的系统闯的交换数据。 二、基予d c o 影c o r b a 等分布式体系结构的数据交换模式 随着计算机技术，尤其是i n t e r n e t 技术的继续发展，跨地域、跨企业、跨 业务的计算机应用变越来越广泛。系统应用的复杂程度也隧之提高，不同硬件 平台、网络环境、数据库等异质性因素，对计算机系统集成应用变的愈发的重 要。应用开发过程中人约有7 0 的嚣于问移精力用于解决专业务逻辑没有益接关系 的跨平台难题n ”，因此，将分布式应用所匿晒的共性潞题进行提炼，抽象形成一 个可复阁的软俘部件供不同的应用使用成为了迫切的需要，在这种情况下分布 式组件技术开始出现，其中具有代表性且疆前比较成熟的组件模型有 叫g ( o b j e c tm a n a g e m e n tg r o u p ，对象管理组) 的c o r b a ( c o 舳o no b j e c tr e q u e s t o b j e c ta r c h i t e c t u r e ，公用对象请求代理体系结构) 和微软的c 翎d c o m c 喇+ w 。 它们的出现是分布式系统发展的一次巨大飞跃。由于其分布式特性也成为跨闲 络数据交换的理想技术。在分布式系统中，对象被用来表示分布的、可移动静、 可通信的蜜体：构件化的软件开发方法使对象被加在网络上，达到跨平台的互操 作和高的可伸缩梭。 采用上述技术构建的数据交换体系是一个面向接口的应用，数据是按各个 应用接口所规定的格式在接口问进行转换和传输。这样，开发者就可以将企业 中的接口捆绑在一怒，让这些按嗣共享企业逻辑和信息。这种类型的交换可以 同时提供对数据和商业进程的访闯，但是这种访问会受到接髓特征和功能的限 制。 要实现这种面囱接口的数据交换，交换的双方必须提供自己的接口以及接 口的详细参数。例如：当一个威用a 要获取一个应用b 的数据时，可以调用应 用b 的提供数据的接口：g e t d a t a f r o i b ( ) ( 此处省略接日的其体参数) 。该接 口返回的信息是一个包会数据的文档，为了方便处理，可以将该信息存放在应 用程的队捌或其他存储空间，也w 以放在中阅层( 如消患代理或) a 色) ，以传给 其镶系统。 基于这种分布式技术来实现的数据交换屏蔽了应用对数据库的直接访闯， 企业可依据自己的渡务对数挺进行访问，保诞了数据的安全性和完整性，但是 也存在一冀问题： 1 ) 由于是各自开发并公布自己的调用接嗣，对每一个数据交换的应用，交 换的双方都必须针对特定的调用接口来开发自己的调用逻辑，并且对接收到数 据进行处理。一旦一方豹接口发生交化，另方调用该接口的逻辑也会发生变 化。这样做无疑会大大加强系统闻的藕合性。同时，c o 勰a 和c 洲c 溯+ 体系并 不兼容，要想跨越这嚣种技本来实现接口调用非常困难。 2 ) 与方案一中的情况类似，对予远程的接馥的调用，必须通过特定的端口 来实现，间样要在防火墙开辟相波的端日，降代了系统的安全性。 3 ) 这种交换方式非常脆弱，任何一方接口的交亿都会破坏系统集成。 三、基于髓b 服务技术的交换方式 采用这耱技术构建的数据交羧系统，我镌可以在网络环境中的跨平台的应 用系统之闻，建立一维霹供多方共事的方法，实现数据共享和交换。利予这种 技术构建的数摆交换体系，能够实现i n t e r n e t 环境下企业寂用松散藕相集成， 可以方便媳集成璐肖应用并开发新豹殿用。 基于w e b 服务技术的数据交换是一释松散藕合的交换模式，它不依赖于众 波 x 影响，较好的实现了容错祝剑。系统的负荷也由冬予节点分担，实现了负载均 衡。僵同时斑带来了管理和实现上的难度。貔着数强交换节点麴增加，给系统 部著带来了难度。并且，从数据交捷业务上来说，如果其中一方的数掇模式发 生改变，除了要修改其皇己数据交换逻辑外，它还需要通告所有的数据交换参 与者，让它们阔步修改对应的实现逻辑，这种同步机制的实现也需要一定静难 度。 3 4 。2 拓扑结构的选择 从以上的分桥可以看出，星形蕹扑维构与弼状拓豁结构各有自己的优越性 与不足之处。 在瞧能与容错能力方谜，星型拓扑的数掇交换相对集中，系统的受荷集中 在中心节点，中心节点的设能直接决定麓整个系统的性能好坏，当中心节点出 现闻题，各子救务予系统之阀的联系就会被全部隔断，从面使整个交换系统陷 入瘫痪。丽网状据乎卜的数据交换分数在备个分节点土，分数了负荷，单个节点 的性能差异靼失败不会对整个系统造成致命的阉题：萄扩展饿方颡，星型拓扑瓣 扩展健是最离的，如采有新的业务子系统要加入，或数据模式发生改变，只需 对中心节点稳廉部分傲适当豹修改就可以实现，嚣在网状拓扑中，每一个业务 子系统的变化或者一方交换逻辑发生交化，则必须要通知所有的分萤点，数据 交换逻辑的同步性是必须面对的阉题。 在数据豹安全性方面，星形拓扑结构使予实现对数撂的统一、集中管理， 可| 三l 制订一套完熬的安全管理策略并在孛心交换节点实施，以詹所簧维护豹谗 只是在中心节点的交换策略。在网状结构巾，由于数据较为分散，所以只戆在 每个交换节点务自己实现一套安全策珞，如果一个交换节的出现问题，往往会 影嫡其他节点，从丽给整个数据交换系统带来影响，所以网状拓扑结构豹安全 策略的管理会比星形结构更加复杂。 可以看出，如果是对髋能与容错能力非常关注的皮用环境，可以采用网状 拓扑结构，但是选择网状拓扑结构会给戳惹的管理带来不小的难度。如果采用 鼹形拓扑结构，则整个数据交换系统的结构就会显得比较简洁，部署起来也会 鞠对容易，但是这样一来就必须热强对交换中心结煮的管理。 铁路建设矮秘管理系统是一个非常复杂的项强，很多工作都是从头傲起， 并显以前恣没有多少经骏可以借鉴。在项謦的一期阶段，各业务子系统和数据 交换平台并行开发。为了能在一个较娥的时间看到项嚣建设的成效，我们在数 据交换_ 平台的拓扑结构方面选择了相对较易实现的星形的拓扑结构。在这个阶 段，业务予系统的规模不大，而且数据交换的路径较为单一( 暂时只涉及盈| 建 设单位应用系统与铁道部级系统之间的数据交换) ，所班采用星形拓扑结构比较 适用。我们希望能够快速构建一个数据交换平台来逃一步研究整个项目中的数 据交换方式，如果发现了星形的拓扑结构的不足，也可以及时采用网状掇扑结 构或者其他形式的拓扑结构。 文档的内容转换为另一个格式或结构不同的文档，它本身也是一个x 乩文档。 使用x s 疆技术，我们可以将源数据格式转换成为目的接收方所需要的数据格式 。当然，如果参与交换的予系统眈较少的话，我们也可以规定一项数据( 妇项， 霸每个月资金动态数据) 在交换过程中用同一种格式表示。这样在不同的予系 统中对这一项数据只用一种格式保存，在数据交换平台交换数据时就无需对数 据格式转换，不过随着以后业务子系统的增加，不同的子系统完全异构，要做 到用同一种格式来保存项数据难以做到，所以在设计数据交换平台的对候还 是应该涉及到数据格式的转换。 4 1 2 数据交换平台的模块设计及体系结构 通过对凡种常见豹数据交换模式鹩讨论，孬结合本项露中对数据交换的霜 求，在以上提出的功能模型的基础上，我们进一步设计出数据交换平鑫的体系 结构及其内部功能模块，懿下图所示； 她务系绞 啦务系缆 数懿变换客蛸节点 数摄交换崭鲻繁点 图4 2 数据交换平台体系结构图 整个数据交换平台分为交换中心节点和交换客户端节点霭部分。在部署豹 时候，几个需要进行数据交换豹业务予系统通过一个交换中心节点来进行数据 交欹，并且在每个业务予系统上郝署一个交换客户蜗节点，交换客户端节一方 面将业务予系统需要交换豹数擐以及必要的描述信息封装成x 礼格式消息，再 把该消惠传递到交换中心节点以实现数据的发送；另一方西从中心节点接l | 殳传 给自邑的瀵息，将发送给叁己的数据保存到本地或纛接插入翻数据瘁中，实现 数据的接收。 在交换中心节点部署个统一的w 瓣自琵务用来接毅数播交换客户端传来的 数据。在每个交换客户端也部署一个w e b 服务，数据交换客户端逶过用户该轷e b 服务将要发送给该客户端驰数据传递绘它。 阐融，参与数据交换豹各方( 各个业务子系统) 将蠡己需妥接收到需要发 送的黼l 数据醵耪类和对应s c h e m a 提交到平数据交换中心节点，以后在数据交 4 1 3 数据交换的具体流程 数据交换平台豹舆体工箨流程翔下舀所示。 图4 3 数据交换流程图 1 ) 遇过调用数据转换组件，按照一定的业务规则将数据从数据库中提取出 来，并转换藏瑙l 形式； 2 ) 已经x m 乙化的数据在消患打俄解包缓件中，被加上一些和数提交换所 必须的信息，鲤数据的内容，用户认证信息，发送鹣源蠢亟缴和露的地址痿惠等 一起打戗形成s o a p 格式豹消息，准冬发送； 3 ) 在消息发送组件中调用交换中心节点的髓b 服务，将消息发送劐中心节 点，等待其处理。在调用该w e b 服务前，可对调用者l 约权限进行检查，确保数 据交换操作只能有具有相应权限的用户来执行： 4 ) 交按中心节点接收到所传来的满意，并将其交给瀵息验诚组件进行处 理。此融持交换的数掇就进程了交换中心节焘的处理流程中。 5 ) 消怠验证组件对传来的消息进行验诞，确保淡息是具有相应权限的用声 发送褥束，并且消怠在发送来的过稷中没有放篡改盾，将其交给数据转换组件， 脊则就将该数据丢弃。 6 ) 在数据转换组件中首选判断传递来的数据的s c h e l i l a 是否和接收方处理 该类型豹s c h e m 8 一致，如果一致，更l 意接转劐第8 步。 7 ) 如果发送方与接收方对闭一类型豹数据的s c h e 黼不一致，蜃l j 调用糯废 的x s h 文档，将发送方发送的蹦l 格式的数据转换成接收方所能识剐的) 珏格 式豹数据。实现了源数据格式到曩的数据格式的之阅的转换。 8 ) 将已经转换成所需格式的) 嫩数据送入发送中心节点的消息队列中，等 待被进一步处理。 9 ) 在数据分发组件中采用一个服务程序不濒对该消息队列送行轮询，将其 中的消息根据消息中的的描述信息( 如第2 步封装的源地址和嚣的蟪址信息) 再打包成s o a p 漕患，并透过调用客户端节点接收收数据的孵b 服务，将数据发 送劐交换客户端节点中。 l o ) 在接| | 殳节点接收到交换中心节点发送来的消息之后，先传递绘消患解 包组件进行分析，确保该消息是由会法的发送方( 诧处即为交换中心节点) 发 送两来看，将消息还原成x 地格式的数据后，交给数据转换缓传进彳予处瑗。 1 1 ) 数据转换缀传接收到x 虬格式形式的数据最，通过对其数据类型信息 进行解析，将其写入数据库中，系此，一个完整的数据交换过程藏完成了。 第三章和本节讨论了数据交换平台的设计思想、体系结构和功能模块的设 计。从对异擒系统鲍数据交换平台的需求分辑开始，讨论了几种常见豹几种数 据交换解决方案，并且分橱了各种方案的利弊，弱酵，分橇了数据交换的几种 模式，挥根据本项目豹需求，选择了基予x 地和髓b 月爱务技术构建的数据交换 平台解决方案，并且撬出了数据交换平台的一个详缩匏体系结构和功能模块的 分撬，为下瑟酶功能模块的具体实现提供了萋础。 4 2 数据交换客户端节点功能实现 数据交换客户端节点整体结构如图掰示： 卜 驴姒 数据转换翱住 图4 5 数据交换客户端节点体结构图 数据交换窖户端节点是数据交换处理的终端。它实瑗两方面的功能：一方 藤从数据库中按一定的条件查询出瑟发送的数据，将数据封装成消息发送到数 据交换中心节点；另一方嚣接收由中心节点发送来的消息，将其中所包含的数 据插入到客户端节点所连接的业务子系统的数据库中。客户端节点的功能模块 及工作流程在上一节已经详细分析过。下面分析一下在客户端节点的凡个重要 功能的实现：煳乙与数据库之闯的转换、s o a p 消息的封装、消息的发送与接收。 4 2 1x 地与数据库之阂的转换 数据转换组件盼溉喇是进厅数据交换流程的第一步( 发送数据) 或最螽一 步( 接收数据) 。对手发送数据来说，它实现的功能是将数据库中的数据按照一 定的规则查询出来，并形成x 瓶格式豹文档，在发送静过程中，数据一直是激 煳l 的形式存在的。对于数据的接收来说，发送的数据经过一个交换流程，最后 以删l 的形式传递给了数据转换组件。这时数据转换组件就要根据发送的数据 的不同类型，将其插入到与该交换客户端节点相连接的效务予系统数据库中相 应的表中。 数据转换缀件实现的功能如下图所示： 图4 6 数据转换缎件功能图 在前面第三章已经讲到，由予x 兆的种秘的优点，所以在企擞里用它来表 示企业的各种业务流程中所产生的纷繁芜杂的数据是非常合适的。对予查询出 来的一个数据结果集( 也可以认为是一个表) ，我们可以嗣一个x 盹文档来描述。 这个结果集巾的每一条记录，都对应羞x 眦文档中的一个节点。一个节点义包 含了许多子元索，可以代表一条记录中各个字段的值。每个予元素的名称( 标 记) 可以用来表示记录的字段名，子元素的值就用来表示菜个字段的值。迸过 使用元素的标记，可以使删l 文档具有可识别性。元素的标记可以根据要求叁 定义，它们的描述存放在一个s c h e i i l a 文件中。元素的标记在x 舭文档中里 和 配对出现，元素的标记中还可以嵌套进属性标记，它用来描述元索本身的信 息。例如从数据库中取出的某工程项疆的月报数据，并将其殃射成x 甩文档， 可以表示为： ( r e c o r d 0 1 0 l o l 0 1 0 2 0 i ( 属性编号 0 1 0 l o l 0 1 0 2 0 l 2 0 0 6 “l o o l 0 2 o l 其中c o m p l e t e m o n t h 节点有鼹个属性，i n f o c 8 t 与t i m e 。它们分另4 代表该 删l 文档所代表的信息类型( 工程暖羼月报) 和该信息上报的时间( 2 6 年3 月) 。 可以看出，由予) ( m l 文档的霹扩展性，我们可以囊定义很多节点以及节点 的属性用来存放对数据本身的描述信息，如示铡涮l 文档的信息类别和上报时 闼，这些都为我们进行数据交换提供了必须的信息。对予每一类需要交换的数 据，我们都可以定义一套自己的x 乩文档的格式，然后定义出该x 礼文档格式 的描述，即s c h e 孤a 文件，把它提交给数据交换中心节点，以便鼍：在中心节点进 行数据转换时用。 现在很多程痔设计语亩都对也提供了很好的支持，可| ：置方便的通过调用 函数的方式将查询的数据直接生成x 札格式的文件，这样给我们数据交换平台 的开发带来很大的方便健。 下嚣再来看x 觊文档到数据库之阉映射。 由于蒯l 文档是一个书哇形的结构，这棵树的每个叶点就相当予数据库串菜 条记录某个字段的值。为了将酬l 文档的转换成数据库中的数据，我们就需要 一种遍历斌l 树形结构的方法，通过这种方法来遍历) 强也的所有节点，实现从 蹦l 文档到数据霹的映射。 所以，我们就需要一种应用程序接嗣，通过这种接口以一种标准的方法去 访闻或者创建一个x 礼文档。豳前主流的也应用程序接口有两种：嗍 ( d o c u m e n t0 b j e c tm o d e l ，文档对象模型) ”与s a x ( s i m p l ea p i sf o rx 池，x 耗 简单应用程序接嗣) m ，。d 傩的慕本原理建将涮l 文档转换成一个由对象构成的 树形结构，并将这个树形结构读入内存。使用d 伽，我们可以在任何对候访闯 蹦l 文档的任意一个缩点，这种机制也被称为随机访阀机制。与d 嘶相反，s a x 访问x 虬文档的方式是一种顺序的模式，这是一种快速读写x 乩数据的方式。 当使用s a xj c 重x 地文档进行分析的时候，会触发一系列的事件，并激活相应的 事件处理函数，应用程序通过这些事件处理函数来实现对x 轧文档的访闲。s a x 与d 铡机制分别有备自的优缺点，适用于不露的场合w 。 在本顼嚣中我们使用d 蕊来实现对x 乳的访闻。稷据d 傩的朦理，一个x 觊 文档被转纯成一个树状的对象集合，以我们上薤的x 规文档为例，它将被转化 为如下结构： 图4 7x 轧文档的树状结构 列l 文档被转化成一个树形结构厝，我们就可以对这棵“树”进行摄作，可 以任意访润其中的结点，或者对络点进行增加、薅 | 除、修改的操作。所以，当 数据转换组件接收到了一个x 髓文档藤，就会对其的结构进行访问，将它的内 容插入到数据库中。 4 2 。2s o a p 消息的封装 在数据交换的过稷中，数据的发送方需簧调用数据交换审心节点的张b 服 务，将要传递豹数据交由交换节点处理。与w 髓驻务进行通信采用s o a p 协议， 所以在交换客户端的消息打包组件，我 f j 就要将x 溉文档封装成一个s o a p 消息， 将该消惠传递给中心节点的数据接收w e b 服务。 s o a p 协议的出现是为了实现在分毒式的环境、异构静环境中交换信患。它 以x m l 为数据表现形式，定义了一个可扩展，并显功熊丰富的x 地形豹框架。 很多应用屡的耩序都可以使月s o a p 来交换信息，同时，s o a p 可以遵过不同驰底 瑟通讯协议，如h t t p 、t 、s 般p 甚至赫s 姻 经过归纳，在本系统中与传输有关的信息有以下凡类： 1数据发送方标识。该标识用来识别发送数据豹是哪一个业务子系统，我 们可以融业务予系统所在服务器的i p 地址来进行发送方的标识。2 数据发送方的认证信息。在数据交换的过程中必须要考虑安全性，实现 安全性的一个熏要的方面就是要使用数据交换的参与者是可信任的业务予系 统，绝对不允许恶意的第三方发起数据交换的要求。在本系统中，我们以发送 方业务子系统的服务器证书来作为发送方的认诞信息，这藏确保了只有特定的， 受信任的服务器才能进行数据交换的操作。 3数据接收方标识。该标识用来识别数据的接收方，同数据发送方标识一样，可以使用数据接收方的i p 蟪驶。 下两我们来研究如何将这些信怠打包进s