（计算机科学与技术专业论文）基于soa的电子政务系统研究与应用.pdf

摘要 摘要 电子政务是政府部门提高办公效率、改善服务质量、进行信息共享的一种有 效手段。随着我国政府信息化建设的广泛开展，根据不同业务需求开发了大量信 息系统，这些系统彼此独立、很难协同，形成了许多“信息孤岛 ，极大的阻碍 了电子政务应用的进一步发展。实现电子政务“一站式 服务平台的关键是要解 决跨部门之间的应用集成问题和数据交换问题。 s o a ( s e r v i c e o r i e n t e da r c h i t e c t u r e ，面向服务的架构) 的出现可以解决这些 问题，从而实现一个统一的、标准化的、可灵活配置的政务平台。面向服务架构 是一种组件模型，它将应用程序的不同功能单元抽象为服务，并将这些服务通过 定义良好的接口和契约联系起来，从而实现松耦合集成。在面向服务架构下，以 服务或组件形式出现的业务逻辑可以被共享、重用和配置，可以很好的满足电子 政务系统不断发展的要求。 本文分别从理论和实践的角度出发，概括描述了电子政务的发展概况，在研 究分析了s o a 的理论和主要实现技术的基础上，设计了基于s o a 的电子政务系 统架构，针对目前电子政务发展中所遇到的问题，分析了基于s o a 的电子政务系 统的优势和可行性；以电子政务“一站式”服务的典型案例审批系统为背景， 提出了基于s o a 架构电子政务审批系统模型，从功能需求、体系结构、审批业务 模型及流程调度模型方面对该系统进行了描述和分析，从实践上把面向服务架构 应用到了电子政务系统中，实现了系统灵活部署，同时避免了由于业务流程变更 而重构系统甚至重新开发系统带来的不便，能够迅速响应业务流程变更。 关键词：面向服务架构；电子政务；w e bs e r v i c e a b s t r a c t t h ee - g o v e r n m e n ti sa ne f f e c t i v ew a yt oe n h a n c i n ge f f i c i e n c y , i m p r o v i n g8 - e r v i c eq u a l i t y , a n ds h a r i n gi n f o r m a t i o nf o rt h eg o v e r n m e n t w i t hw i d e l yc o n s t m c t i o no ft h ee g o v e r n m e n ta f f a i r , as e r i e so fi n f o r m a t i o ns y s t e mi sd e v e l o p e df o r i t so w nb u s i n e s sd e m a n d , t h e s es y s t e mn o r m a l l yo p e r a t ei n d e p e n d e n t l ya n dc o o p - e r a t ew i t he a c ho t h e rh a r d l y t h u s ，i tf o r m sm a n y “i n f o r m a t i o ni s l a n d s w h i c hi s b a d l yp r e v e n t i n ge g o v e r n m e n tf u r t h e rd e v d o p m e n t t h ek e yo fi m p l e m e n t a t i n g e g o v e r n m e n t s o n e s t o p s e r v i c ep l a t f o r mi s t os o l v et h ep r o b l e m so fi n t e g r a t - i o na p p l i c a t i o n sa n dd a t ae x c h a n g ea m o n gd e p a r t m e n t s s e r v i c e o r i e n t e da r c h i t e c t u r e sa p p e a r a n c eg i v e st h er e s o l u t i o nt ot h e s ep r o b - l e m s ，t h u sr e a l i z e saf l e x i b l yc o n f i g u r e dg o v e r n m e n tb u s i n e s si n t e g r a t i o np l a t f o r m s o ai sac o m p o n c tm o d e lt h a ti n t e r - r e l a t e sa na p p l i c a t i o n sd i f f e r e n tf u c t i o n a lu - n i t s ，c a l l e ds e r v i c e s ，t h r o u g hw e l l - d e f i n e di n t e r f a c e sa n dc o n t r a c t s b e t w e e nt h e s e - s e r v i c e s ，t h u sr e a l i z ei n d e p e n d e n ti n t e g r a t i o n u n d e rt h i sa r c h i t e c t u r e ，t h eb u s i n e s s l o g i co nt h ef o r mo fs e r v i c eo rc o m p o n e n t ，c a nb es h a r e d ，r e u s e da n dc o n f i g u r e ， t h u sc a nm e e tt h ed e m a n do fe - g o v e r n m e n t sd e v e l o p m e n t t h et h e s i sh o l d sv i e wf o r mt h e o r ya n dp r a c t i c e ，d e s c r i b e st h eg e n e r a ld e v e l - o p m e n t s i t u a t i o no fe - g o v e r n m e n t , s t u d i e sa n da n a l y z e st h et h e o r ya n di m p l e m - e n t a t i o nt e c h n i q u e , d e s i g n st h ee - g o v e r n m e n ts y s t e ma r c h i t e c t u r eb a s e do ns o a ， a n a l y z e st h ea d v a n t a g e sa n df e a s i b i l i t yo fe - g o v e r n m e n tb a s e d o ns o a ；b a s e do n at y p i c a lc a s eo fe - g o v e r n m e n t s “o n s t o p s e r v i c e - - - a na d m i n i s t r a t i o np r o j e c t s 。 e x a m i n a t i o na n da p p r o v a ls y s t e m ，t h i sd i s s e r t a t i o ng i v e sad e s c r i p t i o na n da n a l y s i s o ft h es y s t e m sf u n c t i o nr e q u i r e m e n t s 、a r c h i t e c t u r e 、b u s i n e s sm o d e l sa n dw o r k f l o - wm o d e l s ，a p p l y i n gs o ai n t oe - g o v e r n m e n ti np r a c t i c e ，e n h a n c e st h ef l e x i b i l i t y o ft h ed e p l o y e ds y s t e m ，a v o i d st h et r o u b l eo fr e - b u i l d i n gs y s t e mo rm a k i n gb i g - c h a n g e sc a u s e db yb u s i n e s sc h a n g e ，a n dr e s p o n s et ot h eb u s i n e s sc h a n g er a p i d l y k e yw o r d s ：s e r v i c eo r i e n t e da r c h i t e c t u r e ；e - g o v e r n m e n t ；w e bs e r v i c e 大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果， 撰写成博硕士学位论文 ：基王墨q 的电王堕釜丕统硒究生廑用： 。 除论文中已经注明引用的内容外，对论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。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体 已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名：五撞固笙3 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学 位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论 文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到中国优秀博硕士 学位论文全文数据库( 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社) 、中国学位论 文全文数据库( 中国科学技术信息研究所) 等数据库中，并以电子出版物形式 出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。 本学位论文属于：保密口在年解密后适用本授权书。 不保密( 请在以上方框内打“ ) 删磷淼e t 日期：加c ，7 年6 月fl ( 基于s o a 的电子政务系统研究与应用 第1 章绪论 1 1 课题意义 信息化是当今世界发展的大趋势，是推动经济社会变革的重要力量。大力推 进信息化建设是覆盖我国现代化建设全局的战略举措，是贯彻落实科学发展观、 全面建设小康社会、构建社会主义和谐社会和建设创新型国家的迫切需要和必然 选择。“政府先行，带动信息化发展 已成为当前我国政府推进国民经济和社会 信息化的重要举措【l 】。政府机构运用现代化网络通信与计算机技术，将政府管理 和服务职能通过精简、优化、整合、重组后在网络上实现，以打破时间、空间以 及条块分割的制约，从而加强对政府业务办公的有效监督，提高政府的办公效率， 并为社会公众提供高效、优质、廉洁的一体化管理和服务。目前，推行电子政务 是国家信息化工作的重点，是深化行政管理体制改革的重要措施，是支持政府各 部门履行职能的有效手段。经过多年建设，我国电子政务建设历经基础设施建设 阶段、部门业务应用系统建设阶段，目前已进入以“统筹规划、资源共享、深化 应用”为主旋律的系统资源整合阶段【2 】。以往的电子政务建设中，由于技术限制和 缺乏统一规划管理，各部门建立的办公系统通常是独立的，不能与其他部门进行 信息交换，这就严重影响了政府部门的办公效率，所以本课题将重点放在实现电 子政务“一站式的、灵活的、可扩展的服务平台，解决跨部门之间的应用集成 问题和数据交换问题，这对电子政务迈进系统资源整合阶段有重要意义。 电子政务由于其自身的特点：数据量大、系统复杂、安全性高、数据交互性 强、较强的分析计算能力，就当前实施的电子政务所采用的技术来看，采用j 2 e e 和m i c r o s o f t n e tf r a m e w o r k 这两大主流企业级应用平台构建m v c 三层架构的 w e b 应用是大部分电子政务系统的选择【3 l 。w e bs e r v i c e 的出现，为解决开发电子 政务系统提供了一个有效的途径。作为一种新型的分布式设计模型，w e b 服务是 w e b 上使数据和信息集成的有效机制。从电子政务应用领域来看，复杂的应用连 接和程序代码造成了电子政务应用的高维护代价和更新代价，而w e bs e r v i c e 正好 能够解决这一问题。通过扩展了有限的可互操作性而改进了分布式计算的能力， 第1 章绪论 能够有效降低企业应用集成和开发的成本，为当前构建企业电子政务系统提供了 一种很有效的解决方案【4 1 。 面向服务的体系结构( s e r v i c eo r i e n t e da r c h i t e c t u r e ，s o a ) 嘲，通过服务提供 者、服务请求者和服务注册中心等实体之间的交互实现服务共享和调用。作为一 种基于标准的、松散耦合的软件组件，s o a 架构具有传统技术无法比拟的优势， 它使用一系列标准和协议实现相关的功能，w s d l 负责描述服务，u d d i 用来发布 和查找服务，x m l 提供数据的描述，使用s o a p 协议来执行服务调用。在这些标 准的支持下，使得w e bs e r v i c e 的开发和使用变得相对简便。x m l 和s o a p 构成 了w e bs e r v i c e 的核心，x m l 使得数据可以以标准的形式进行存储，为异构平台 的数据访问提供了实现的基础；s o a p 消息绑定h t t p 协议进行传递，可以有效地 穿越防火墙进行通信。使用w e bs e r v i c e ，企业能够通过抽象和组合将自身的电子 政务组件化，进而实现真正跨平台的、即时的业务流程对接。 采用s o a 作为架构的电子政务系统，能在电子政务中解决当前遇到的主要问 题： 打破信息孤岛，实现信息共享 支持业务协同，实现职能转变 优化信息投资，降低用户风险 随着w e bs e r v i c e 技术的发展，面向服务架构的思想不断成熟，把s o a 架构 思想引入到电子政务系统是一个很好的尝试。因为s o a 架构思想是面向服务的， 它可以把已有的服务进行重组封装，形成新的服务。这样可以提高软件的重用性， 可配置性、可裁减性和灵活性。这样不仅满足正在变化的政务需求，而且为日后 的维护提供了方便。 1 2 国内外研究现状综述 将现代信息技术应用于政府的各项业务，实现政府业务流的计算机化，在发 达国家已经有了近5 0 年的历史【6 1 。近5 0 年来，计算机在政府中的应用从技术来说， 经历了主机、微机加局域网、互联网三个阶段；从处理内容上来说，由数据管理、 基于s o a 的电子政务系统研究与应用 信息管理、逐步走向知识管理；从覆盖的范围来说，由政府内部的管理职能走向 政府外部的服务职能【刀。 经过十几年的探索与发展，我国的电子政务经历了办公自动化、政府上网工 程等几个阶段，开始步入发展期。现在各级政府已经初步建成标准统一、功能完 善、安全可靠的政务信息网络平台。我国政府网站已于2 0 0 6 年1 月1 日正式开通。 中国政府网是国务院和国务院各部门，以及省、自治区、直辖市人民政府在国际 互联网上发布政务信息和提供在线服务的综合平台。最近几年，电子政务开始向 更高层次发展【引。 电子政务系统也如其他信息系统一样对软件技术和系统建设思想的要求越来 越高，电子政务系统的建设经历了从大型机集中运算到c s ( c l i e n t s e r v e r ) 模式分 布式计算，再到b s ( b r o w s e r s e r v e r ) 模式的w e b 计算技术，而s o a 的出现，将电 子政务提高到新的层7 欠【9 1 。s o a 是基于“软件变服务思想，提出了一种新的解 决软件重用和软件集成的方案，在信息共享和系统协同上有无与伦比的优越性。 通过采用面向服务的体系结构，企业能够迅速便捷地构建开放的、模块化的、可 重用的软件组件。这种模式尤其适合面向广域网环境的大规模应用场景，如跨企 业的电子商务系统、跨地域或跨部门的电子政务系统、i n t e r a c t 环境下的协同计算 0 0 0 目前己经有一系列基于x m l 的w e bs e r v i c e 标准被业界广泛接受，形成了 w e bs e r v i c e 的核心技术：服务的提供者可以用w s d l ( w c bs e r v i c e sd e s c r i p t i o n l a n g u a g e ) 描述 w e b 服务；用u d d i ( u m v e r s a ld c s c r i p t i o n ，d i s c o v e r ya n d i n t e g r a t i o n ) 注册中心发布、注册w e bs e r v i c e ；服务的请求者通过u d d i 进行查 询，找到所需的服务后可以利用s o a p ( s i m p l eo b j e c ta c c e s sp r o t o c 0 1 ) 来绑定、调 用这些服务【】。w e bs e r v i c e 继承了x m l 语言的优势，是一种与开发语言、平 台无关的开发技术，并采用和支持国际公开的开放技术标准规范。 针对业己公布的标准，许多大型企业( i b m ，m i c r o s o r ，o r a c l e ，s u n ，b e a 等) 开始着手对基于w e bs e r v i c e 的面向服务的架构予以实现和推广【1 2 】。其中i b m 在 s o a 领域投入了大量精力，i b mw e b s p h e r e 在i b m 中间件的基础上也强化了很 第1 章绪论 多应用接口。正如i b m 所强调的“总线 概念，它关注的领域是系统领域，为企 业用户提供全套的架构服务。 目前国内的企业用户对s o a 的价值认知误区主要表现在三个方面【1 3 l ： ( 1 ) 对s o a 的适用范围不清。s o a 并不是适用于所有场合。通常情况下，复 杂的i t 构架对s o a 的需求更加迫切，并且s o a 需要与外部复杂的i t 环境交互， 并快速的应对频繁发生的业务变化。目前，中国市场对s o a 的需求主要集中在对 异构平台的重组，因此其应用可能会集中在金融、电信、政府等信息化建设相对 成熟的行业。 ( 2 ) 对s o a 的价值认识不清。s o a 对客户带来的主要价值是通过应用程序的 重复使用实现的，以此降低开发成本和服务的重复使用，其长期作用在于减少企 业中冗余的功能，简化基础架构，从而降低维护代码的成本。通过按服务的使用 者来组织应用程序，与传统的编程技术相比，s o a 使用户获得一个更加灵活敏捷 的集成模型，可以迅速修改业务流程模型。 ( 3 ) 对s o a 的概念认识不明确。s o a 的概念从1 9 9 6 年被g a r t n e r 提出以来， 众多主流厂商成为了主要推动者，包括m m 、b e a 、s a p 、o r a c l e ，但在这些厂商 中存在两种不同声音：b e a 、i b m 和o r a c l e 的主要产品是以中间件为导向的，产 品有a q u l o g i c 、w e b l o g i c 和f u s i o n ；而s a p 主张以应用层架构建立s o a 体系， 其产品为n e t w e a v e r 。除市场上主流厂商外，也有一些开源厂商表示出对s o a 的 关注，其中就有l o g i c b l a z e 的一组由a p a c h es o f t w a r e 提供技术的开源s o a 平台 集合。而正是厂商对s o a 的不同实现方法，使得用户对s o a 的认识更加迷惑。 s o a 在国内尚处于早期部署阶段，但企业对s o a 的投入却在快速增加。信 息周刊和埃森哲的调查显示，一些国内企业出于业务需要，期望通过部署s o a ， 获得更大的商业价值。调查显示，四分之一的企业己经针对s o a 采取行动，包括 进行内部s o a 相关培训、规划s o a 系统架构蓝图、测试s o a 应用以及把s o a 作为主要流程架构在企业内部署。另有6 7 8 的企业虽尚未采取行动，但他们表示 正在了解和研究s o a 。上述中国企业中，有8 0 9 的公司表示将采取积极态度部 基于s o a 的电子政务系统研究与应用 署s o a ，7 3 7 的公司表示在未来两年内有s o a 项目的部署计划。可以预计未来 一两年内，s o a 在中国将进入快速发展期。 1 3 主要研究工作 1 分析了电子政务理论及其相关实现技术，总结了传统电子政务应用面临的 问题，并对比分析了常用架构的长处与不足，提出基于s o a 解决电子政务系统的 方案。 2 进行了s o a 方面的理论研究，介绍了s o a 的概念、基本特征及其优势， 并介绍了s o a 在实际应用中的技术，包括w e bs e r v i c e 、b p e l 、e s b 等。 3 结合电子政务审批系统的实际应用，基于面向服务架构思想，设计了电子 政务审批系统，对电子政务审批系统的具体应用进行了实现。 4 通过对具体的业务流程描述，以面向服务架构为中心，开发对外服务接口， 通过w e bs e r v i c e 技术进行信息交互，屏蔽了系统平台间的差异性，通过b p e l 流 程引擎编排业务流程、组合服务，实现业务流程动态重组，最后使用服务总线集 成各服务接口，进一步降低服务之间藕合程度。 1 4 论文的组织结构 第l 章绪论 介绍本课题的研究背景和意义，联系比较国内外发展现状，阐述本课题的主 要研究内容和所要做的工作以及论文的组织结构。 第2 章电子政务理论研究 系统介绍了电子政务理论知识：电子政务的概念、系统结构、电子政务系统 的安全性。分析了当今电子政务所面临的问题，说明了传统架构的不足，分析s o a 解决问题的可行性。 第3 章s o a 与电子政务系统的结合 从s o a 理论的初步认识，到s o a 基本理论学习，由浅入深全方位的阐述了 s o a 的思想。对开发基于s o a 架构的电子商务平台所需的关键技术进行了深入的 研究。接着分析了w e bs e r v i c e 相关的主要协议和技术，然后介绍了实现s o a 架 构模型的b p e l 商业流程执行语言的概念，阐述了在系统实现方面所要用到的e s b 企业服务总线的应用。最后分析了s o a 应用于电子政务系统中所解决的问题。 第1 章绪论 第4 章基于s o a 的电子政务审批系统的总体设计 本章从对电子政务审批系统的研究出发，通过对电子政务审批系统的需求分 析，对审批流程、系统结构、运行模式进行分析，并说明了审批系统和其它电子 政务系统的关系，分析了审批系统的特点，提出面向服务架构的电子政务审批系 统模型。 第5 章基于s o a 的电子政务审批系统的实现 全面介绍电子政务审批系统的一个具体应用政府债务转贷业务的实现方 案。首先介绍了系统开发环境及系统实施的流程分析，然后将系统划分为功能服 务接口，并对每个功能服务接口进行实现，最后通过服务总线进行服务集成。 第6 章结论 归纳所做的工作，总结当前研究成果，并对下一步的研究工作进行展望。 基于s o a 的电子政务系统研究与应用 第2 章电子政务理论研究 随着全球经济化、信息化、网络化的迅猛发展，电子政务逐渐成为当今世界 许多国家共同关注的焦点。实施电子政务，既是政府管理改革和创新的基本方向， 也是带动国民经济和社会信息化的根本力量，对建设创新型国家、构建和谐社会 具有重要的现实意义和深远的历史意义。 2 1 电子政务概述 2 1 1 电子政务概念 电子政务作为政府的运作模式可简单概括为两方面：一是政府部门内部利用 信息技术实现其办公自动化、管理信息化、决策科学化；二是政府部门与社会之 间利用网络平台充分进行信息共享，实现信息服务【1 4 】。 国内外对电子政务的含义的解释一般存在以下几种【1 5 】： 电子政务就是政府机构应用现代信息和通信技术，将政府的管理和服务通 过网络技术进行集成，在互联网上实现政府组织机构和工作流程的优化重组，超 越时间、空间与部门分割的限制，全方位地想社会提供优质、规范、透明和符合 国际水准的政府管理和服务。 令电子政务就是用以网络技术为核心的信息技术对传统政务活动进行持续 不断的创新和优化，以实现高质量、高效率、低成本的政府管理和服务职能。 电子政务就是政府在国民经济和社会信息化的背景下，以提高政府办公效 率，改善投资环境和决策为目标，将政府的信息发布、管理、服务和沟通功能向 互联网上迁移的系统解决方案。 今电子政务就是一个利用信息和通信技术，在公共计算机网络上有效地实现 行政、服务及内部管理等功能，在政府、社会和公众之间建立有机服务系统的集 合。 从上述电子政务的含义可以看出： ( 1 ) 电子政务必须借助于现代信息与通信技术： 第2 章电子政务及相关技术 ( 2 ) 电子政务是在对传统“政务 改革和业务流程重组的前提下实现的高效 率、高透明、方便快捷的新型政府管理与服务体系。 因此，现阶段电子政务的概念可以定义为【1 6 】：政府部门运用现代管理思想对 传统“政务 进行改革和业务流程重组，充分利用信息和通信技术，将政府的管 理和服务通过网络技术进行集成，实现超越时间、空间与部门分隔的限制，全方 位地向社会提供优质、规范、透明和符合国际水准的管理和服务。 2 1 2 电子政务系统结构 电子政务系统可以划分为多个层次【1 7 1 ，如图2 1 所示。 图2 1 电子政务系统划分的层次 f i 9 2 1l e v e lo fe - g o v e r m e n t ( 1 ) 电子政务基础平台：提供了电子政务系统所需要的基础架构，包括硬件网 络、操作系统和数据库等。 基于s o a 的电子政务系统研究与应用 ( 2 ) 电子政务集成平台：电子政务系统同任何复杂的应用系统一样，需要集成 各种不同类型的应用和数据。电子政务系统的集成可以划分为数据集成、应用集 成和业务流程集成三个不同的层次。 ( 3 ) 电子政务组建平台：包含了电子政务中所需要的各种通用组件。这些组件 能够在不同的业务系统中重用。它们只能实现某些通用的功能，与具体的业务无 关。 ( 4 ) 电子政务业务系统：在组建平台的基础上，通过定制开发，得到符合当前 业务的个个单独的业务系统。这些系统的名称一般带有比较强的业务属性，单、 多个业务系统往往会使用相同的底层功能。电子政务系统的建设者不重复开发各 种已有的功能。 ( 5 ) 电子政务访问层：包括w e b 浏览器、电话、p d a 等各种不同的形式。系 统的用户可以通过多种手段访问本系统。 按照系统涉及的范围划分，可以将电子政务系统分成内部办公自动化系统、政 府协作办公系统和公众信息服务系统三个子系统【j 8 】，如图2 2 所示。 图2 2 电子政务系统组成图 f i 9 2 2e - g o v e r n m e n tc o m p o n e n t 第2 章电子政务及相关技术 ( 1 ) 内部办公自动化系统实现了机关内部办公的业务需求，包括公文处理、会 议管理、档案管理、领导活动安排、决策支持等。 ( 2 ) 政府协作办公系统是联系各个政府部门的信息系统。通过这个系统，可以 实现各政府部门间的信息上报和下发、政府间公文交换、网络会议、人大提案管 理等功能，提高政府间协同办公的能力。 ( 3 ) 公众信息服务系统面向广大群众，向社会提供政策法规等公共信息，通过 电子举报系统和人民信访系统提供监督，通过电子税务等业务系统办理有关手续， 方便社会公众。 这些系统不是绝对分开的，而是有机地结合在一起。 2 1 3 电子政务系统的安全性 电子政务对安全的特殊需求实际上就是要合理地解决网络开放性与安全性之 间的矛盾。在电子政务系统信息畅通的基础上，有效阻止非法访问和攻击对系统 的破坏。具体到技术层面，除了传统的防病毒、防火墙等安全措施以外，电子政 务特殊的安全需求主要表现在以下几个方面【1 4 】： ( 1 ) 内外网间安全的数据交换 电子政务应用中势必存在内网与专网、外网间的信息交换需求，然而基于内 网数据保密性的考虑，我们又不希望内网暴露在对外环境中。解决该问题的有效 方式是设置安全岛，通过安全岛来实现内外网间信息的过滤和两个网络间的物理 隔离，从而在内外网间实现安全的数据交换。安全岛是独立于电子政务内、外网 的一个特殊的过渡网络，它被置于内网、专网和外网相交的边界位置，一方面将 内网与外网物理隔离断开防止外网中黑客利用漏洞等攻击手段进入内网，另一方 面又完成数据的中转，在其安全策略的控制下安全地进行内外网间的数据交换。 ( 2 ) 网络域的控制 电子政务的网络应该处于严格的控制之下，只有经过认证的设备可以访问网 络，并且能明确地限定其访问范围，这对于电子政务的网络安全而言同样十分重 基于s o a 的电子政务系统研究与应用 要。然而目前绝大部分网络是基于t c p i p v 4 网络协议的，它本身不具备这种控制 能力。 ( 3 ) 标准可信时间源的获取 时间在电子政务安全应用上具有其特定的重要意义。政务文件上的时间标记 是重要的政策执行依据和凭证，政务信息传递过程中的时间标记又是防止网络欺 诈行为的重要指标，同时，时间也是政府各部门协同办公的参照物，因此，电子 政务系统需要建立全系统可信、统一的时间源，这是保证电子政务系统不致出现 混乱的关键因素。建立可信统一的时间源可以通过在标准时间源上附加数字签名 的方法来获得，附加数字签名的目的是防止时间在传输途中被篡改情况的发生。 ( 4 ) 信息传递过程中的加密 电子政务应用涵盖政府内部办公和面对公众的信息服务两大方面。就政府内 部办公而言，电子政务系统涉及到部门与部门之间、上下级之间、地区与地区间 的公文流转，这些公文的信息往往涉及到机密等级的问题，应予以严格保密。因 此，在信息传递过程中，必须采取适当的加密方法对信息进行加密。 ( 5 ) 操作系统的安全性考虑 网络安全的重要基础之一是安全的操作系统，因为所有的政务应用和安全措 施( 包括防火墙、防病毒、入侵检测等) 都依赖操作系统提供底层支持。操作系统的 漏洞或配置不当将有可能导致整个安全体系的崩溃。 ( 6 ) 数据备份与容灾 任何的安全措施都无法保证数据万无一失，硬件故障、自然灾害以及未知病 毒的感染都有可能导致政府重要数据的丢失。因此，在电子政务安全体系中必须 包括数据的容灾与备份，并且最好是异地备份。由此可知，电子政务的安全性相 对于电子商务来说要求更严格，需求更迫切，一旦造成破坏，其后果和损失更严 重。 第2 章电子政务及相关技术 2 2 当今电子政务所面临的问题 随着我国信息化的大力发展，政府部门的办公系统和网络建设也得到了进一 步的发展。但是缺少统一的标准和规范来规划以及系统架构的局限性使当今的电 子政务面临信息孤岛和安全威胁等种种问题。 2 2 1 当今电子政务所面临的问题分析 在经历了基础设施建设和应用系统建设热潮之后，电子政务建设目前面临的 一个迫切问题是信息资源整合。只有利用科技创新手段，打破行政信息壁垒，实 现不同业务之间、不同政府机构之间的信息互联互通、协同应用，才能把电子政 务建设向纵深推进，全面提升政府行业的社会化服务能力【1 9 】。 从我国电子政务系统建设的现状来看，电子政务的信息共享、互联互通的工 作还不足。随着我国信息化建设的这些年的发展，政府部门利用先进的网络技术、 信息技术和软件技术，建立了许多能够实现部门内部，部门之间以及面向社会的 信息共享、业务联动和科学决策的各类政府信息管理系统、业务信息管理系统和 辅助办公系统等。但是，这种信息化建设正在朝一个不大规范的方向发展，信息 化进程违背了可持续发展的原则，整个过程没有统一的规则，甚至同一部门都有 许多异构系统，根本没有扩展性可言。当前电子政务的状态可以用图2 3 来表示。 a 部门的政务系统b 部门的政务系统c 部门的政务系统 图2 3 当前电子政务的状态 f i 9 2 3s t a t eo fc u r r e n te g o v e r n m e n t 基于s o a 的电子政务系统研究与应用 从整体上看，我国电子政务的发展遇到两个主要的难点： ( 1 ) 信息孤岛问题； ( 2 ) 电子政务的一体化问题。 政府各部门同构或异构平台之间数据格式不统一，各业务系统孤立信息不能 直接快速的流通，不能形成一个全局的、统一的电子政务办公平台，不能向用户 提供真正的一站式”服务，严重阻碍政府的办事效率1 2 0 。电子政务建设迫切需 要一个开放、基于标准和面向未来的技术框架，一个统一的信息化进程和一个真 正的无障碍的电子政务办公平台，使孤立的各部门的业务处理系统有机的结合起 来，实现政府办公效率的最大化提高，这也是我国现阶段电子政务建设必须解决 的问题。 另外，信息安全也是政府信息化中的关键问题，电子政务本身的特点( 开发性、 虚拟性、网络化) 对电子政务系统的信息处理、传输和交换的安全性提出了更加严 格的要求。目前我国许多政府部门的信息系统对信息的采集、处理交换和传输等 环节所采取的安全保护强度不够，有的基本上没有采取安全保护措施，对敏感信 息没有严格执行国家有关部门的安全管理规定，存在安全隐患。随着应用规模的 不断扩大，保证进入网络、软件系统的用户、设备是经过许可或授权的，如何很 好的解决这个问题就变得非常迫切了。现在大部分的应用系统还处在被动的防御 阶段，相对较好的系统还是停留在传统的安全框架，即防火墙、入侵检测、漏洞 扫描、网络隔离等的阶段。这种方式解决了许多问题，但是并没有从根本上构架 出整套的安全电子政务体系。所以，有必要在电子政务系统建设时选用有安全保 障的系统架构，系统架构所采用的安全技术必须是符合国际标准的。 2 2 2 传统电子政务系统架构分析 信息系统的建设经历了从大型机集中运算到c s ( c l i e n t s e r v e r ) 模式分布式计 算，再到b s ( b r o w s e r s e r v e r ) 模式的w e b 计算技术，电子政务系统架构的发展也 是走过了同样的历程。 第2 章电子政务及相关技术 基于b s 结构的w e b 应用程序一般有三部分组成：浏览器、w e b 服务器和数 据库服务器【2 。 第一层使用浏览器，可充分发挥这一通用客户端具有巨大的用户安装数量的 优势。用一个h t m l 表单作为用户输入界面，而数据库查询结果用h t m l 页面返 回。采用h t m l 页面作为用户输入和显示数据的界面可降低对客户端浏览器版本 的要求。 第二层采用运行服务程序的w e b 服务器。w e b 程序可访问数据库，并返回列 有数据的h t m l 页面。 第三层是后端数据库服务器。应用程序被划分成三个不同的层次。图2 4 表 示应用程序不同层次之间的交互过程。 12 、 l-l 客户端 r w e b r r 数据库 43 服务器 浏览器 一 服务器 j 图2 4 三层w e b 程序交互过程 f i 9 2 4t h ei n t e r a c t i o np r o g r e s so f 3t i e rw e b a p p l i c a t i o n s 下面介绍交互过程的各个步骤： 第一步：用户将信息输入h t m l 表单，表单数据被传输到在w e b 服务器上运 行的w e b 程序中。 第二步：w e b 程序对表单数据进行分析，并创建一条s q l 语句。然后，数据 库访问接口将该s q l 语句传输到数据库服务器。 第三步：数据库服务器执行s q l 语句，并将一组结果返回给w e b 程序。 第四步：w e b 程序对这组结果进行处理，并用其中的数据创建一个h t m l 页 面，之后该页面被返回到用户的w e b 浏览器。 基于s o a 的电子政务系统研究与应用 j 2 e e ( j a v a2p l a t f o f i ne n t e r p r i s ee d i t i o n ) 是s u n 公司定义的一个开放式企应用 的规范。j 2 e e 不仅巩固了标准版中的许多优点，例如“编写一次，随处运行的特 性，方便存取数据库的j d b ca p i 以及能够在i n t e r n e t 应用中保护数据的模式等等。 同时还提供了对e j b 、s e r v l e t 、j s p 以及x m l 技术的全面支持，为构建大型的、 分布式的企业级应用提供了相关机制。也正是由于j 2 e e 的这些优越性使其成为当 前电子政务系统开放的主流平台。基于j 2 e e 平台的电子政务系统的架构可以用图 2 5 来表示。 客户层中间层政务信息 w e b 容器e j b 容器 浏览器 ，、 、 j s p ，、 s e s s i o n k： r 叫、r 叫 hi id b m s s e r v l e t e n t i t y 一一 浏览器 i 图2 5 基于j 2 e e 的电子政务系统架构 f i 9 2 5t h ea r c h i t e c t u r eo fe - g o v e r n m e n tb a s e d0 1 1j 2 e e m v c 三层框架( v i e w 层、c o n t r o l l e r 层、m o d e l 层) 是目前比较流行的系统 应用框架，将其应用在电子政务系统中如图2 6 所示【1 5 1 。 第2 章电子政务及相关技术 管 i 外部开发工具 il il 开发 弋夕 图2 6 基于m v c 的电子政务系统架构 f i g2 6t h ea r c h i t e c t u r eo fe g o v e r n m e n tb a s e do i lm v c 传统软件开发方法主要存在两个问题，一是来自项目开发方法本身的，二是 来自项目的新需求。由于这两方面的因素，导致了项目需要一次或几次的迭代开 发过程，加大了开发难度和周期，具体情况如下： 1 来自项目传统开发方法存在的实际问题 虽然项目采用的m v c 架构比传统面向对象方法相对先进，但其本身还是有所 不足，具体体现在以下几个方面： ( 1 ) 增加了系统结构和实现的复杂性 对于简单的界面，严格遵循m v c ，使模型、视图与控制器分离，会增加结构 的复杂性，并可能产生过多的更新操作，降低运行效率。 基于s o a 的电子政务系统研究与应用 从用户输入数据，到最终数据库中操作数据，中间经过了多层结构。虽然m v c 的这样分层，使得其中一层的方法不会影响到其他层的数据，但也会有另一种情 况，那就是改一处的项目，特别是视图层的项目，会同时需要更改其他几层相应 的项目或方法，而且这种情况在实际开发中还屡有发生。 ( 2 ) 视图与控制器间的过于紧密的连接 视图与控制器是相互分离，但联系紧密的部件，视图没有控制器的存在，其 应用是很有限的，反之亦然，这样就妨碍了他们的独立重用。系统中的画面修改 或增加减少一个项目，控制层必然要做相应的调整，从这个意义上来说，控制器 就像是画面的一个功能模块，并没有能有效地形成一个层次。 ( 3 ) 视图对模型数据的低效率访问 依据模型操作接口的不同，视图可能需要多次调用才能获得足够的显示数据。 对未变化数据的不必要的频繁访问，也将损害操作性能。这个问题特别会影响到 大数据量的查询，随着业务量的不断加大，这不但造成了时间上的延误，还极大 的占用了系统开销。 ( 4 ) 开发工具的支持困难 目前，一般高级的界面工具或构造器不支持m v c 模式。改造这些工具以适应 m v c 需要和建立分离的部件的代价是很高的，从而造成使用m v c 的困难。项目 从一开始就使用了不同的工具和方法来进行w e b 界面的开发和j a v a 逻辑应用程序 开发。初期这样做是没有任何问题的，还有利于前台应用和后台应用的并行开发， 但到了开发阶段，不管是w e b 界面的修改或者是业务逻辑的修改都会彼此影响， 在这种情况下，工具的不同意，造成了开发上的一些困难。最显著的是同步问题， 两者的改动并不会自动地对彼此相应的地方进行调整。 ( 5 ) 包括m v c 在内的传统方法的桎梏 传统软件开发方法都是建立在明确或者至少己知的客户需求上的，但现实问 题是：需求是会变的。需求如果在软件开发阶段变化，那就会产生软件开发周期 第2 章电子政务及相关技术 性的一次次迭代过程，这不仅造成了软件交付时间的延长，而且会导致软件开发 本身的一些问题。 2 来自项目的新需求 ( 1 ) 数据融合，业务合并，引起工作流的结构发生变化 电子政务实践中，大多经历了从业务分散到业务集中、从数据分散到数据集 中的阶段，而政务的数据处理方式也经历了好几次演变，从一开始的小规模的数 据集中，到后来的分布式存储数据，再到目前比较流行的数据大集中。数据大集 中，并不是简单的物理上把数据放在一块地方存储，它包含了更广阔的意义，涉 及到业务经营的规范化和集约化、异构数据的相适应、调用数据的应用程序的效 率考虑等方方面面。也因此，相对应的处理数据的i t 系统也需要进行巨大的改变， 虽然现有传统的方法虽然能利用w e b 方式来对应，但对于这种改变，无疑是做一 个新的系统来适应。这样做的结果是，电子政务系统可能因为需要等待新的i t 系 统的较长时间后的运用，而迟延了相关业务工作的展开。 ( 2 ) 用户增加，需调整