（计算机应用技术专业论文）基于web服务发现的企业应用集成研究.pdf

基于w e b 服务发现的企业应用集成研究 摘要 随着企业信息化发展进程的不断加快，目前越来越多的企业开始构建适合自身行业 实际的企业应用集成架构，希望可以通过系统应用整合进一步满足日益增长的业务发展 需求，消除企业发展道路上的信息支撑互通鸿沟，提高业务效率及响应市场需求变化的 适应性，最终达到提升企业综合实力和竞争力的目标。 本文通过对传统企业应用集成及基于w e b 服务企业应用集成的优缺点对比分析， 找出当前企业应用集成所面临的突出问题，引入w e b 服务发现技术来着重解决企业应 用集成框架中服务发现机制不完善及低效闯题。通过对各类w e b 服务发现技术的对比 构建一种基于多层匹配筛选的w e b 服务发现模型，经过实验验证具有较高的服务查全 率和查准率。结合这种基于多层匹配筛选的w e b 服务发现模型和服务发现技术改进了 当前企业应用集成框架并详细介绍了新框架的总体结构和各部分工作机制及流程，最后 结合目前烟草行业企业应用集成所突显出的高耦合和适应性、可重用性低等问题，设计 出符合烟草行业自身业务需求的基于s o a 企业应用集成架构并且应用于实际验证了这 一架构的可行性。 关键词：企业应用集成，w e b 服务，服务发现，s o a 架构 r e s e a r c ho ne 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 b a s e do nw e bs e r v i c ed i s c o v e r y a b s t r a c t w i t ht h ef a s td e v e l o p m e n to fi n f o r m a t i o n i z a t i o np r o c e s si n e n t e r p r i s e s ，m o r ea n dm o r e e n t e r p r i s e ss t a r tt oc o n s t r u c tt h ea r c h i t e c t u r eo fe 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 nt h a ts u i t s t h e i ro w l la c t u a lp r o f e s s i o n t h e yh o p et h eg r o w i n gn e e d so fb u s i n e s sc a l lb es a t i s f i e db yt h e s y s t e ma p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o n , w h i c hc a na l s oe l i m i n a t et h eg r e a ti n f o r m a t i o ng a pf o r s u p p o r t i n gc o m m u n i c a t i o ne x i s t so nt h er o a do fe n t e r p r i s ed e v e l o p m e n t ，r a i s et h ee f f i c i e n c y o fs e r v i c ea n di m p r o v et h ec o m p a t i b i l i t yo fr e s p o n d i n gt h ec h a n g e so fm a r k e td e m a n d ，a n d t h e nr e a c ht h ef i n a la i mo fe n h a n c i n gc o m p r e h e n s i v es t r e n g t ha n dc o m p e t i t i o na b i l i t y t h i sp a p e ra n a l y z e st h em e r i t sa n ds h o r t c o m i n g sb e t w e e nt h et r a d i t i o n a le a ia n dt h en e w e a it h a tb a s e do nw e bs e r v i c e ，d i s c o v e r st h ep r o m i n e n tp r o b l e m st h ee n t e r p r i s ei n t e g r a t i o n f a c i n gc u r r e n t l y , a n di n t r o d u c e st h et e c h n o l o g yo fw e bs e r v i c ed i s c o v e r yt os o l v et h ep r o b l e m o fl o wd i s c o v e r ye f f i c i e n c ya n dt h ei n c o m p l e t ed i s c o v e r ym e c h a n i s ma m o n gt h ee n t e r p r i s e a p p l i c a t i o ni n t e g r a t e da f c h i t e c t u r e b yc o m p a r i n gm a n yk i n d so fw e bs e r v i c ed i s c o v e r y t e c h n o l o g yt h ep a p e rb u i l d san o v e lw e bs e r v i c ed i s c o v e r ym o d e lb a s e do nm u l t i l a y e ra n d s c r e e n i n g a f t e re x p e r i m e n t a lv e r i f i c a t i o n , t h em e t h o dh a sh i g h e rr e c a l la n dp r e c i s i o n m o r e o v e r , t h ep a p e rp r o p o s e sa ni m p r o v e df r a m eo fe a it h a tb a s e do nt h en e wk i n do fw e b s e r v i c ed i s c o v e r ym o d e la n dw e bs e r v i c ed i s c o v e r yt e c h n o l o g ya n de x p r e s s e st h ew h o l e s t r u c t u r ea n dw o r k i n gm e c h a n i s mo fv a r i o u sp a r t si nd e t a i l s f i n a l l y , c o m b i n i n gw i t ht h e p r o m i n e n tp r o b l e m so c c u r r e di nt o b a c c oe n t e r p r i s e sa p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o n ，s u c ha sh i g h c o u p l i n g ，c o m p a t i b i l i t y , l o wr e u s i n g ，af r a m eo fe a ib a s e do ns o a i sb u i l t ，w h i c hm e e t st h e s p e c i a ld e m a n da n di sf e a s i b l ea f t e re v a l u a t i n gb yp r a c t i c a lc a s e s k e yw 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 ，w e bs e r v i c e ，s e r v i c ed i s c o v e r y , s o aa r c h i t e c t u r e i i 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 尽我所知，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，也不包含为获得中国石油大学或其它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已在论文中作了明确的说明并 表示了谢意。 签名貌蝎吏、 签名：夕& ：k i 、“ & o o ( 年多月j f7 日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国石油大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送 交论文的复印件及电子版，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内 容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 学生签名： 导师签名： 5 月 厂月 ? 日 r 日 q j ， 蝴伊 布兰0，毛 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 1 1 研究背景及意义 第一章绪论 随着信息技术的发展，企业信息化建设取得了长足的进步。但从总体看，原有的管 理系统普遍缺乏信息化的整体观念。企业中的各应用系统通常只是关注某一个业务环节 或管理功能，整体集成和沟通程度不高。造成应用系统间相互独立运行，在企业内部形 成了一个个“信息孤岛”。这使得企业在享受信息化所带来的便利的同时，还要为维护 这些异构、分布的应用付出更多的代价。尤其是伴随着商务交流与合作的日益增加，如 何把这些应用方便而又低代价地连接在一起，从而实现大范围的跨企业实体的商务应用 系统对接，成为摆在开发人员面前的一大问题。因此，企业应用集成( e 触) 应运而生。 企业应用集成作为一个固定概念提出，是最近几年由美国著名的i t 媒体i tt o o l b o x 对企业应用集成做出的定义：“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”。 e a i 技术和内容从不同的角度有不同的分类方法： ( 1 ) 从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； ( 2 ) 从应用集成所使用的工具和技术来划分，可以分六个层次：平台集成、数据集 成、组件集成、应用集成、过程集成和业务对业务的集成。 ( 3 ) 从企业组织角度可分为：水平的组织内的集成、垂直的组织内的集成和不同组 织间系统的集成。 ( 4 ) 从应用集成的系统集成结构来划分，可以分为三种结构，分别是点对点的结构、 消息代理结构和过程代理结构。 企业间交互内容和形式的日益丰富和人性化，使得企业系统应用的业务灵活性和集 成性需求也不断提高，很多技术包括c o m + d c o m 、c o r b a 、e d i 、j a v ar m i 、 x m l 等都被用到应用系统的集成中来解决企业间存在的交互危机，这使得企业应用集 成技术得到快速发展，但由于技术和实施上的问题，从集成的结果来看，传统集成方案 在灵活性、简单性、适应性上都存在着不同的缺陷。 w e b 服务作为新一代的开放分布式处理技术，具有高度的互操作、自描述与自适应、 分布式和位置无关性、动态性和可扩展性、松散耦合以及基于开放性标准和面向服务的 第一章绪论 s o a 架构等特性，这些显著优点使得w e b 服务可以出色地解决企业系统集成中所面临 的动态性、松耦合、高度集成等问题，成为现今解决企业应用集成的最佳方案平台。 随着大量不计其数的企业应用被封装成各种w e b 服务发布出来，可供选择的候选 服务数量巨大。为了有效实现服务的应用价值，w e b 服务发现即如何发现满足需要的服 务、如何选择最佳服务等成为关键。这些问题的解决都将为最终实现服务的商务潜能提 供先进、便利的技术基础。 w e b 服务发现具体说是请求者在w e b 服务注册中心查找和匹配服务描述的过程， 发现符合用户需求的服务是实现服务复用、组合的重要前提，服务发现的效果直接关系 到服务调用的质量，影响到服务组合的相容性和可替换性，关系到能否真正实现服务的 即插即用。之前已有的技术大都采用基于关键字的服务匹配机制，由于其不能向用户提 供服务功能性信息及非功能性评价信息来比较用户查询获得的大量检索结果而使得 w e b 服务的实际应用程度受到了很大的影响，存在着低查全率和低查准率的问题等，制 约w e b 服务发现的准确性与高效性。语义w e b 的出现为以上问题的解决带来了契机， 研究界提出了将语义w e b 的技术应用到w e b 服务领域，为w e b 服务的描述提供语义信 息，即语义w e b 服务( s e m a n t i cw e bs e r v i c e s ) 。结合语义w e b 、服务质量q o s ( q u a l i t yo f s e r v i c e ) 的服务发现方法及匹配策略为提高服务发现性能提供了条件。 关于w e b 服务对企业应用集成的安全性、事务处理方面的限制，目前已经有了一 些研究并且提出了相关解决方案，但在企业应用集成的w e b 服务发现机制及服务效率 方面上，目前研究还较少且尚未形成完善统一的模型框架。 因此，本课题将w e b 服务发现技术尤其是语义w e b 发现匹配最新技术引入企业应 用集成框架中来解决提供w e b 服务精准问题。通过理论及实现研究对完善企业应用集 成动态w e b 服务发现机制及提高服务的精准率及服务质量方面有着重要的现实意义。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 企业应用集成研究现状 企业应用集成( e a i ) 的目标是支持对现有i t 系统的重新利用，通过e a i 技术能够将 不同的软件和系统串联起来，延长这些应用系统的生命周期。 传统企业集成的方法和技术经历了点对点集成、消息中间件、c o r b a d c o m r m i 三个阶段的发展。 2 中国石油火学( 华东) 硕士学位论文 点对点集成，容易理解并且当只有少量系统需要集成时可以快速实现。但集成方法 很复杂、成本高、而且难于维护；消息中问件和应用程序之间的紧密耦合使所有的应用 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；c o r b a ，d c o m 和r m i 是传统企业集成中常用的分布式对象技术，它们在早期的e a i 中发挥过积极的作用， 尽管已经在各种平台上得到了实现和互访，但也存在一系列局限性： ( 1 ) c o r b a 和d c o m 都依赖于单一厂商的实现。 ( 2 ) c o r b a 、d c o m 和r m i 存在着紧耦合。 ( 3 ) d c o m 和r m i 与平台绑定。 ( 4 ) c o r b a 、d o o m 和r m i 之间的互操作难。 这些集成方法各有利弊，有的实现复杂，有的受很多方面的限制，并且这些方法都 不能够在比较大的程度上降低系统间的耦合度。w e b 服务技术正是为了解决分布式计算 如何在i n t e m e t 上高效率的运行这个问题而产生的。w e b 服务是一种革命性的分布式计 算技术。它使用基于x m l 的消息处理作为基本的数据通讯格式，消除使用不同组件模 型。操作系统和编程语言的系统之间存在的差异，使异类系统能够作为计算网络的一部 分协同运行。开发人员可以使用像过去创建分布式应用程序时使用组件的方式，创建由 各种来源的w e b 服务组合在一起的应用程序。由于w r e b 服务是建立在一些通用协议的 基础上，如h t t p ，s o a p ，x m l ，w s d l ，u d d i 等，这些协议在涉及到操作系统、对 象模型和编程语言的选择时，没有任何倾向，因此w e b 服务成为企业应用集成的主流 方法。 随着企业应用集成以及w e bs e r v i c e 技术的成熟和发展，近期出现了s o a 、企业服 务总线、b p e l 4 w s 等新的概念，这些技术也已初步运用进来，他们将成为未来企业应 用集成实现的新的技术手段和发展趋势。 目前对w e b 服务的企业应用集成研究已取得了很多的进展。在工业界，m s ，i b m 和s u n 等公司都纷纷进入了基于w e b 服务产品的研究：m s 提出了x l a n g 业务流程定 义语言，使得使用它的b i z t a l k 平台能够动态地对供应链业务流程进行集成；i b m 提出了 w s f l 业务流程定义语言，运用于w e b s p h e r e 平台中，从而对业务流程进行动态的集成。 h p 公司提出的e f l o w 是另一个比较典型的规范。m s ，i b m 和b e a 等公司合作共同制 定了w e b 服务的业务流程执行语言b p e i a w s ( b u s i n e s sp r o c e s se x e c u t i o nl a n g u a g ef o r w e bs e r v i c e ) 、它是i b m 的w s f l 和m s 的x l a n g 的结合物，目前已经成为最重要的业 界规范。 第一章绪论 在学术上，围绕着w e b 服务在企业应用集成，也展开了一系列的研究工作：在国 外，b o u a l e m 等设计了s e l f s e r v 通过利用p 2 p 计算机构，提出了服务集成中的服务 协调机制，包装机制和路由机制进行服务的注册，发布和消息的交互。a c t i v ex m l 是 另一个在w e b 服务集成方面做的很出色的工作，由法国的i n r i a 的a b i t e b o u l 等提出， 通过利用x q u e r y 实现w e b 服务调用和x m l 文档的结合，实现在p 2 p 环境下数据和 w e b 服务的应用集成。在国内，河海大学的朱跃龙教授等对原有的黄河防汛系统也进行 了基于w e b 服务的集成，将原有的部分逻辑接口以w e b 服务方式发布，并且开发了 w e b 服务组件，建立了私有的u d d i 服务注册中心。 虽然w e b 服务拥有着众多的光环，但安全性低、事物处理机制不完善、不能满足 a c i d 属性、传输效率低及服务质量q o s 管理、服务动态发现机制不健全等方面的不足， 仍然影响着企业应用集成的发展水平，因此这些问题成为最近研究的热点。目前，通过 针对w e b 事务长事务、松耦合、跨组织、自治性的特征对两段事物提交协议进行扩展、 三段协议以及引入网格计算环境、企业服务总线模型，对事物处理机制及海量数据传输 交互效率问题上得到了解决和改善，通过引入工作流和p o r t a l 技术搭建w z p e a i 平台 体系结构优化工作流管理，在服务动态发现机制上，初步引入基于q o s 的服务优化选 择方法，但在选择范围、策略执行时间及算法效率上存在不少问题，仍未形成较为良好 的整体统一解决方案。 1 2 2w e b 服务发现研究现状 服务发现是指为服务请求在服务代理中查找合适服务提供者的过程。可分为以下五 步：服务描述；服务发布：服务请求描述；服务匹配；调用服务。 目前比较成熟的w 曲服务发现技术是基于统一描述、发现和集成框架( u d d i ) 的服务 匹配。作为典型的w - e b 服务发现解决方案，u d d i 提供了一种基于分布式的商业注册中 心的方法并定义了五种主要的数据类型：业务实体信息、服务描述信息、技术访问信息、 服务技术规范信息、辅助信息。但传统的w - e b 服务发现u d d i 方法存在缺陷，查准率和 查全率都不能满足用户的要求，制约w 曲服务的准确、高效的发现。主要体现在以下几 个方面t 1 u d d l 只提供基于关键字匹配的检索方式，只支持关键词的精确匹配，不支持 语义约束的模糊匹配。 4 中国石油大学( 华东) 硕：t 学位论文 2 现有w s d l 仅提供的是w e b 服务的物理信息，即调用具体服务所需的技术细 节，缺乏对服务功能的语义描述，机器无法理解和处理。 3 缺乏对服务查询描述中服务功能信息的提取，不能很好的描述用户查询请求中 所需服务的能力，没有采用统一规范来描述服务请求描述和服务广告描述。 针对w e b 服务发现中遇到的问题，研究界提出了将语义w e b 的技术应用到w e b 服 务发现领域，为w e b 服务的描述提供语义信息，即语义w e b 服务( s e m a n t i cw r e b s e r v i c e s ) 。语义w e b 服务发现的主要方法是利用本体来描述w e b 服务，通过带有语义信 息的描述实现服务的自动发现，调用和组装。结合语义w e b 和w e b 服务技术的服务发 现方法为提高服务发现性能提供了条件，但同时也随之提出新的挑战，主要体现在以下 几个方面： 1 采用何种服务描述语言来形成规范化的服务语义描述，并能与原有的w e b 服务 体系结构有良好的相容性。 2 如何设计一种高效的语义匹配算法，既能提高服务发现性能，又尽可能地降低 系统响应时间。 冬在试图提高服务发现和匹配性能效率的问题上，学术界已提出不少解决方法，主要 体现在以下几个方面： 1 结合语义w e b 技术扩展服务的语义描述，并研究基于语义的服务匹配，从而提 高服务发现性能。 ( 1 ) 美国卡梅隆大学的m a s s i m op a o l u c c i 提出基于w e b 服务能力的语义匹配思想， 它成为后来的语义服务发现方向研究的核心思想，该算法采用d a m l s 语言来描述服 务广告，把体现服务功能的输入输出参数作为匹配依据，并根据预定义的匹配类型来计 算服务的匹配程度。最后通过实验证实能提高查准率和查全率。该算法还存在匹配程度 的划分粗糙、响应时间长等问题。 ( 2 ) 美国麻省理工学院的m a r kk l e i n 和美国纽约大学的a b r a h a mb e r n s t e i n 提出基于 过程本体论的服务发现方法。通过定义过程本体来表述查询请求与w e b 服务，同时定 义一种过程查询语言( p q l ) 检索服务并通过把查询的过程本体与服务的过程本体进行语 义匹配实现服务发现。经实验证明该服务发现方法提高了服务查准率和查全率指标。但 由于过程本体与w s d l 之间无映射关系，需要花大量时间对服务建立索引，并且p q l 解释器的性能没评估，因此服务发现的高效性不能完全保证。 2 特定应用背景下( 例j t l ：p 2 p 环境、a d h o c 环境) 的服务发现方法研究。 5 第一章绪论 ( 1 ) 乔治亚大学的s p e e dr 项目提出了在p 2 p 环境下的服务发现方法。该项目基于 p 2 p 基础框架建立一个分布式的服务发现系统。该系统结合p 2 p 技术来连接各私有注册 中心解决因集中式的注册中心带来的复制不同步、人工管理和低效率等问题。但由于该 方法仍然采用基于关键字的匹配方式，因而服务发现性能没有显著提高。 ( 2 ) 现有的服务发现技术不能有效地应用于移动自组网( m o b i l ea dh o en e t w o r k ) 中，d r e g g i e 采用d a m l 语言来进行服务的语义描述，并把d a m l 作为推理语言，d r e g g i e 采用基于语义的p r o l o g 推理引擎进行服务的模糊匹配。它通过解析d a m l 查询请求、 服务本体、来自服务提供者的d a m l 服务轮廓描述信息，并装载到知识库，再利用这 些信息进行匹配，从而实现服务发现。 3 结合a g e n t 技术以达到实现服务发现的自动化和智能化的目标。 中科院史忠植等人实现了多主体服务环境m a g e ( m u f t i a g e n t e n v i r o n m e n t ) ，该系 统利用d l 推理机为多主体系统服务推理提供自动的主体服务分层机制并自动建立主体 服务分层，然后在该服务分层基础上实现主体服务匹配的自动化、智能化。该系统采用 基于描述逻辑的主体服务匹配算法，运用描述逻辑对本体概念进行推理，从而实现语义 相似度匹配。 4 特定领域内的语义服务发现研究。 o l g ac a p r o t t i 和m i k e d e w a r 等运用描述逻辑和o w l 设计出基于数学特定领域的 w e b 服务匹配算法。它由m o n e t 项目发展而来，利用o w l 语言来建立数学描述语言 ( m a t h e m a t i c a lw e bs e r v i c e sd e s c r i p t i o n ) 。它作为语义w ，e b 服务发现在特定领域内的应用 具有重要意义。 5 引入服务质量q o s 扩充发现中的非功能性服务评价。 目前，在国内外依据服务质量( q o s ) 进行服务优化选择的方法已经成为一个研究较 多的问题。c a r d o s o 对工作流的服务质量提出了计算模型，采用精确定义的矩阵集合函 数作描述。每一个矩阵的意义是精确给定的，模型采用随机数来表示运行时刻转移的可 能性，如果需要的话，它可在最初由设计者设置，并根据在工作流系统日志的上一次执 行数据作中期性调整；z e n g 等人的工作主要集中在当满足全局和局部质量约束时，对 工作流的服务实现进行动态及质量驱动的选择。同时，它提出一个全局规划方法，采用 线性规划技术，达到全面的服务质量最优化等。 国内也有不少人从事相关问题的研究，例如：刘书雷等人提出的一种服务聚合中的 q o s 全局最优服务动态选择算法，他将服务动态选择全局最优化问题转化为一个带q o s 6 中国石油大学( 华东) 硕上学位论文 约束的多目标服务组和优化问题，利用多目标遗传算法的智能优化原理，最终产生一组 满足约束条件的服务聚合流程集。虽然他的研究主要目的是产生优化的服务组合，但此 种选优方法也是值得借鉴的；吴建等人给出了服务质量的模型和其中的几个重要指标的 定量描述，并在此基础上给出了模糊排序算法以及刘晓光等人在模糊层次分析法的基础 上，提出的基于非功能性条件约束的服务选择方法，都实现了对服务的动态选优。 1 3 论文研究内容与组织结构 本文在分析现有e a i 集成解决方案的基础上，结合w e b 服务发现技术以及s o a 架 构下的集成相关技术如企业服务总线和企业流程重组及再造等，结合具体行业实例研究 面向w e b 服务的现代企业应用集成解决方案。 1 对现有企业应用集成关键技术、产品及应用集成方法进行深入研究。s o a 是目 前通用的w e b 服务体系架构技术，研究如何在s o a 标准下解决w e b 服务应用集成的相 关问题。 ： ：2 对w e b 服务发现的关键技术和理论进行概括和总结，分析比较基于语义w e b 服务发现的各种发现机制及匹配策略，找到具有更高查全率、查准率的服务发现模型及 匹配策略以提高效率。 溺广泛收集烟草企业现有应用集成系统状况及存在问题，整理烟草企业应用集成 系统需求，理论结合实际改进企业集成框架。 全文共分为五章： 第1 章绪论。主要阐述本课题研究背景及研究意义，概括主要研究内容并介绍相关 技术与发展现状。 第2 章企业应用集成和w e b 服务发现关键技术。本章作为论文的前期准备工作， 主要对传统企业应用集成及目前w e b 服务企业应用集成进行全面分析并对w e b 服务发 现各种技术和s o a 框架下的应用集成相关技术理论进行了详细描述和总结。 第3 章基于多层匹配筛选的w e b 服务发现模型。对已有的服务发现方法进行比较 和改进，模型基于“逐层筛选的思想提出，通过对候选服务集多级筛选和逐层匹配最 终确定最符合用户需求的服务，具有较高的查全率和查准率。 第4 章给出一种改进的基于w e b 服务发现的s o a 架构企业应用集成模型并结合烟 草行业实际情况进行了实例验证。本章针对现有的企业应用集成框架，通过引入多层筛 选服务发现机制对框架进行了改进。通过烟草行业企业应用集成方案的应用实例分析， 7 第一章绪论 改进后的框架模型能够取得比较理想的效果。 第5 章论文总结与工作展望。本章对论文工作进行了概括性总结，并对企业应用集 成技术做了进一步展望。 最后列出了本文的相关参考文献。 8 中国石油大学( 华东) 硕上学位论文 第二章企业应用集成及服务发现关键技术 2 1 企业应用集成 2 1 1 企业应用集成发展背景 在计算机开始用于民间的上世纪六七十年代，企业应用的主要目标是利用计算机来 代替一部分联系不那么密切、手工的重复性劳动的工作环节，以提高生产效率。这一阶 段还没有企业数据的集成需求。 到了上世纪八九十年代，全球企业在信息系统上进行了巨大的投资，为企业建立 了众多的应用信息系统，以帮助企业进行内部或外部业务的处理和管理。由于企业的传 统结构是按照职能来组织各个部门，各个部门分别担负相关的职能，分别使用不同的应 用信息系统来协助他们完成规定的职能，导致众多关键的信息被封闭在相互独立的系统 中，形成一个个所谓的“信息孤岛 。 如何将众多的“信息孤岛 联系起来，以便让不同的系统之间交互信息，作为一 个企业需求被提了出来。这时，应用集成的价值和必要性也开始体现。企业在追求效率 和控制成本，或在兼并和收购过程中，对应用集成技术提出了更高的要求，特别是电子 商务的兴起，这一基于i n t e m e t 的新的商务模式直接导致新的系统集成结构的出现，像 w e b 服务技术、e a i 等。这时，企业应用集成不仅仅是企业面临的一个技术问题，还是 一个管理问题和组织问题。 2 1 2 企业应用集成的定义和内容 关于企业应用集成( 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 ，e a t ) ，不同企业有各自不同 的定义i l l ： 1 通过硬件、软件、标准、业务过程的结合，实现两个或更多个企业系统之间的 无缝集成，使它们能够统一工作。 2 企业应用集成是一个技术集合，能够让信息在不同或者相同的组织机构的不同 的应用和不同的业务流程之间交换和流动。 3 e a i 是指结合技术与流程的策略性整合方案，能将客制化、套装软体与w e b 的 9 第二章企业应用集成及服务发现关键技术 功能作有效结合，以商业间所熟悉的文件及档案方式进行商业资讯的交换。 4 企业应用集成通过硬件、软件、标准和业务过程的结合，有效消除企业的信息 孤岛，使各种企业信息系统间能进行有效通信。 无论哪种形式的定义，企业应用集成都包括复杂的内容，涉及到结构、硬件、软 件以及流程等企业系统的各个层面： 1 业务过程集成。基于企业生产运作的业务过程，实现应用系统的集成。在这种 集成模式下，系统会在适当的时刻为适当的应用系统准备适当的数据，同时用这些数据 激活相关的应用系统。 2 应用集成。把两个或两个以上的应用系统按照一定的方式集成在一起，这些集 成方式包括界面的集成、菜单集成等，两个集成在一起的系统可以方便的切换。 3 数据集成。为了完成应用集成和业务过程集成，必须首先解决系统间的数据和 数据库的集成问题，即两个系统可以方便的交换各类数据信息。 4 集成的标准。研究e a i 的标准，通过标准加速系统集成的发展进度，它是企业 应用集成的核心，目前国际上通用的标准包括c o m 怕c o m 、c o r b a 、e d i 、j a v a i m i 和x m l 等。 5 平台集成。要实现系统的集成，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。平台集成处理一些过程和工具，以保证这些系统进行快速安全的 通信。 企业应用集成技术和内容从不同的角度有不同的分类方法： 从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；从应用集 成所使用的工具和技术来划分，可以分成六个层次，分别是平台集成、数据集成、组件 集成、应用集成、过程集成和业务对业务的集成；从企业组织角度来划分，可分为水平 的组织内的集成、垂直的组织内的集成和不同组织问系统的集成。对于这些诸多的集成 概念，我们可以从广度和深度两个维度来将其总括起来1 2 1 。从集成的深度上则从数据集 成、应用系统的集成再到目前的面向过程的集成，这些集成的难度和能够取得的效益都 是不同的；而从广度上来讲，从最初的部门内集成到部门间集成，及到企业范围内和企 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 数据源间无限制的分享数据和业务过程。关于企业应用集成的两个维度描述及其达到的 目标以及实现的难易程度。 l o 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 2 i 3 企业应用集成结构 从应用集成的系统集成结构来划分，可以分为三种结构，分别是点对点的结构、 消息代理结构和过程代理结构b 1 4 1 。 早期企业启用的应用系统个数较少，一般多采用的是点对点的系统集成结构。如图 2 - 1 ： 图2 - 1 点对点集成 f i 9 2 - 1p e e r - t o - p e e ri n t e g r a t i o n 在这种点对点的结构中，应用系统之间都应清楚对方的结构，相互之间通过 接日相连，无需对应用系统进行大的修改，编码工作量不大。但是当需要集成的应用系 统仑数较多时，接口问题变的非常复杂。使用消息代理的集成结构就被提出。如图2 - 2 ： 图2 2 基于消息中间件的集成 f i 9 2 - 2m i d d l e w a r ei n t e g r a t i o n 在这种集成结构中，系统之间的通信和数据交换是通过消息代理来实现。这种结 构不再是系统与系统之间直接进行交互，而是让消息代理作为信息交流的交换平台，这 样就大大减少了接口连接数量，同时在系统改变或增加新系统时，只需改动消息代理那 一部分即可，增加了系统的可扩展性，降低了系统维护和升级的复杂性。 第二章企业应用集成及服务发现关键技术 消息中间件和应用程序之间的紧密耦合使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藕 合。传统实现中所使用的业务流程管理工具是私有的，这阻碍了最优产品的应用。 过程代理是对消息代理的扩展，它除了处理消息代理中的信息交换外，在过程代 理中还封装了与各个应用系统相连的过程逻辑。 2 1 4 企业应用集成工具与技术 从应用集成所使用的工具和技术来划分，可以分成六个层次，分别是：平台集成、 数据集成、组件集成、应用集成、过程集成和业务对业务的集成( b 2 b i ) 。 传统的集成技术中，主要包括了界面集成、数据集成和过程集成等。界面集成是 最浅层次的，只是把原有零散的系统的界面集中在一个新的、通常是浏览器的界面中； 数据集成是为新的商业目的，提供一个可访问已有的多个数据库系统的新的接口。过程 集成是最高层次的集成，只有它才能最好地实现新的商务目标。 现代平台集成技术中，最流行的是联系密切的应用服务器技术和组件集成技术。 在基于组件的开发模式中，应用系统作为一种组件被开发并运行在组件容器中，由容器 为组件提供事务、线程、安全和生命周期等服务，组件开发者只专注于业务逻辑的开发。 不符合组件一容器模型的遗留系统和企业现有系统则可以通过消息中间件( 具有消息代 理和过程代理的结构) 实现整合。消息中间件加应用服务器加业务组件技术是目前业界 推崇的构建新一代集成工具和技术，又叫基础平台。 业务集成的传统实现手段是采用传统的中间件或e a i 技术，包括基于传统的消息 中间件、交易中间件或者应用服务器等的集成，更进一步的实现手段则是采用w e b 服 务技术来实现业务集成。目前应用最成熟最为用户接受的业务集成方式是中间件技术和 应用服务器技术，这种技术在降低集成成本，减少技术风险和保护企业已有投资等方面 令企业受益匪浅。w e b 服务技术在协议上逐步完善，特别是被j 2 e e 等成熟的企业应用 平台的包容支持，应用可行性越来越高，它被前瞻性地定位为b 2 b i 的最佳技术选择。 总之，纵览企业信息化建设的历史可以发现，企业应用集成技术是伴随着企业信息系统 的发展而产生和演变的。企业的价值取向是推动应用集成技术发展的原动力，而通过应 用集成技术所实现的价值反过来也驱动着公司的竞争优势的提升。 1 2 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 2 1 5 企业应用集成模式 目前，国内外研究的e a i 结构模式主要有以下几种1 5 1 t 6 1 1 集成适配器模式：该模式是一种最普通的遗留系统与其他系统集成的方法。此模 式提供了一种灵活的方法输出可重用的应用服务，其目的是将应用服务器接口转化为客 户端需要的接口，还为客户端提供一个可重用的接口。 2 集成f a c a d e 模式：该模式与集成适配器模式类似，也是客户端和服务器的集成， 它为客户端应用提供了更高层次的，更简单的交互形式，f a c a d e 即为子系统的一组接口 提供了一个一致的界面。客户应用调用集成f a q a d e 的简单的服务，集成f a g a d e 提取服 务功能的简单描述，使服务器应用更易于调用。集成f a g a d e 将f a ；a d e 接1 2 1 转换成服务 应用接口，而实际的工作由应用本身完成，集成f a g a d e 只进行接口的转化工作。此模式 下，集成f a c a d e 和客户应用不知道彼此的存在。【7 1 3 集成信使模式：此模式是一种减少应用自身的交互逻辑的结构模式，完成应用 与应用之间的集成。支持的通讯模式有o n e t o o n e 同步模式( 请求应答) 、o n e t o - o n e 异 步模式( 消息队列) 和o n e - t o m a n y 异步模式( 发布和订阅) ，由集成应用参与者和集成信使 组成。集成信使负责在两应用间传递消息，并提供本地化的转化服务，它是一个逻辑实 体，在物理上可以是分布的。 j 0 4 集成中介模式：此集成模式是将应用逻辑封装。和集成信使比较，集成中介具 有应用可知性，即知道参与集成的应用。集成中介模式由参与的应用和集成中介组成。 集成中介中存有应用交互逻辑，各应用直接和集成中介交互，而不是应用间彼此交互。 5 过程自动控制模式：此模式下，通过行为提取，使所有的系统交互从过程控制 器中隐藏。在现实工作中，每天有很多重复的业务，这种模式可使业务活动自动执行， 为业务过程集成提供灵活的结构，提高了业务的灵活性，降低了运行成本，加快了业务 循环周期。这种形式的核心是行为的顺序和控制。 6 w e b 服务模式：该模式描述了一种集成多个应用的方法，它摆脱了传统的静态 点对点的静态集成模式，可以通过w e b 发布，发现，描述和访问服务，实现应用或服 务问的动态，松散的集成。这种集成由服务提供者，服务请求者和注册中心组成，服务 提供者将服务发布到注册中心，注册中心定位服务，并绑定服务提供者和服务请求者。 一个应用可以分解为多个服务，也可能就是一个服务。 与传统模式相比，w e b 服务模式具有诸多优越性：基于w e b 服务开发架构，具有良 1 3 第二章企业应用集成及服务发现关键技术 好的扩展性，增加新应用只需注册，w e b 服务更便于设计、开发、维护和使用；发布和 使用服务的应用程序间松散藕合；基于开放标准u d d i 、s o a p 、h t t p 和x m l ，具有开 放性等等。因而，w e b 服务模式的兴起，代表着未来先进e a i 集成模式的发展方向。 在将来，包装好的应用程序将使用如x m l 、s o a p 、w s d l 和u d d i 技术来把它们的函 数或方法作为w e b 服务的界面来显示。因此，e a i 解决方案将提供一个对服务集成的 广泛的支持，而不仅仅是应用集成。 2 2w e b 服务与企业应用集成 2 2 1w e b 服务概述及关键技术 1 w e bs e r v i c e s ( w e b 服务架构) 是由w 3 c ( w o r l dw i d ew e bc o n s o r t i u m ，万维网联盟) 制定的一套开放的标准的技术规范，w 3 c 对w e bs e r v i c e s 的定义如下：“一个w e b 服务 是为提供机器与机器间跨越网络的互操作而设计的一套软件系统，它有一个用机器能处 理的格式( 特别是w s d l ) 来定义的接口。其它系统使用s o a p 消息且以一种被这个w r e b 服务预先指定的方式来与这个w e b 服务交互，一般情况下，这些消息使用h t t p 协议 进行传输，在传输前这些消息使用基于w r e b 的相关标准来进行x m l 的序列化瑙j 。 w e bs e r v i c e s 的目的是让不同的软件应用程序能相互操作，无论这些程序是用什么 编程语言实现、运行在什么样的操作平台或架构技术上。强大的互操作性和可扩展性是 w e bs e r v i c e s 的表现特征，这一切都归功于具有强大自描述能力的x m l ( e x t e n s i b l e m a r k u pl a n g u a g e 可扩展标志语言) 。w 曲s e r v i c e s 能使应用程序以一种松散耦合的方式 组合起来，并实现复杂的交互。 2 w e bs e r v i c e s 软件架构模型 w 图2 - 3w e bs e r v i c e s 体系结构 f i 9 2 - 3w e bs e r v i c e sa r c h i t e c t u r e 1 4 d i 中国石油大学( 华东) 硕士学位论文 如图2 3 所示，w r e b 服务提供者提供可通过网络访问的软件模块( w e bs e r v i c e s 中的 一个w | e b 服务实现) ，w e b 服务提供者定义了w r e b 服务的描述，并把它发布到w e b 服 务注册中心或一个w e