（通信与信息系统专业论文）基于soa与rfid的移动网络资源管理集成平台的研究.pdf

中文摘要 摘要：移动公司的网络设备分布于各地市机房，又常常需要进行拆闲补忙和基站 载波调等变更工作，同时还有大量的新增设备入网，造成资产清查和设备调动管 理工作十分艰巨。通过引入r f i d 技术，替换了传统资产管理方式中的前台人工数 据采集，实现了远程、动态、实时的网络设备与资源的数据采集，同时形成了全 智能化的设备资产管理系统，从而大大提高设备利用率，降低运营成本。但随着 r f i d 相关系统的引入，势必会产生与移动公司原有信息系统以及今后将要规划入 网的企业应用之间的集成问题。 本论文根据国内外r f i d 与移动网络资源管理的发展现状与趋势，研究并建立 了s o a 架构上基于r f i d 的移动网络资源管理集成平台模型。在该模型中利用 r f i d 接入中间件对网络资源的多维信息进行包装，同时结合数据仓库技术和语义 事件的包装解析技术，产生基于服务级的应用接口，从而实现在s o a 框架上和其 他o s s 系统松耦合的集成，形成对异构数据的统一管理、统计分析，进而大大提 高设备利用率，降低运营成本，实现了对数量庞大的移动设备进行直观，高效、 灵活的管理。 本论文的主要研究成果有：构建了基于r f i d 和s o a 的移动网络资源管理集 成平台模型；将数据仓库中的多维视图模型技术引入系统，初步建立了基于移动 业务的r f i d 多维视图模型；提出基于r f i d 的语义事件封装模型：灵活运用了基 于角色访问控制的安全机制。 关键词：r f i d ；s o a ；多维视图；语义事件 分类号：t p 3 1 9 a b s t r a c t a b s t r a c t ：n o w a d a y s ，i nc h i n am o b i l e ，ag r e a td e a lo fe q u i p m e n t sa n do t h e r r e s o u r c e sa r ed i s t r i b u t e do v e ral a r g ea r e a t h er e a s s i g n m e n ta n dc h e c ko ft h e s e r e s o u r c e si sr e a l l yad i f f i c u l tw o r k 1 1 1 er f i dt e c h n o l o g yb r o u g h tal o n g d i s t a n c e d y n a m i ca n dr e a l t i m e n e t w o r kr c s o n r c e sm a n a g e m e n ts o l u t i o n ，a c c o r d i n g l yt h e i n t e l l i g e n tm a n a g e m e n ts y s t e mi m p r o v e st h eu t i l i z a t i o nr a t eo f r e s o u r c ea n dr e d u c et h e c o s t b u ta tt h es a m et i m e ，i tb r o u g h tap r o b l e mw h i c hi si n t e g r a t i o nb e t w e e nt h er f i d a p p l i c a t i o na n do t h e ri n f o r m a t i o ns y s t e m s a c c o r d i n gt o t h ed e v d o p m e n to fr f i dt e c h n o l o g yi nt h en e t w o r kr e s o u r c e m a n a g e m e n t ，t h i st h e s i sa n a l y z e da n de s t a b l i s h e d a l li n t e g r a t e dp l a t f o r mm o d e lo f 姗u r e cm a n a g e m e n ts y s t e mw h i c hw a sb a s e do ns o aa n dr f i dt e c h n o l o g y i nt h i s m o d e l ，t h er f i dm i d d l e w a r ee n c a p s u l a t e dt h em u l t i d i m e n s i o n a lv i e wo ft h en e t w o r k r e s o u r c e s a n dp r o v i d e dt h es e r v i c ei u t e r f a c ew i t l lt h es e m a n t i ce v e n te n c a p s u l a t i o n i t r e a l i z e dt h el o o s e c o u p l i n gi n t e g r a t i o no nt h es o aa r c h i t e c t u r e t h ep o p u l a r i z a t i o na n d a p p l i c a t i o no ft h i ss y s t e mm o d e lw i l l n o t o n l yi m p r o v et h el e v e l o fr e s o u r c e s m a n a g e m e n to f c h i n am o b i l eb u ta l s or e d u c et h ec o s to f t h em a i n t e n a n c e 1 km a i nc o n t r i b u t i o n so ft h i st h e s i sa 爬a sf o l l o w s ：f i r s t l y , i te s t a b l i s h e da n i n t e g r a t e dp l a t f o r mm o d e lo fr c s o u i c cm a n a g e m e n ts y s t 锄w h i c hw a sb a s e do i ls o a a n dr f i dt e c h n o l o g ys e c o n d l y , i tb r o u g h tt h em u l t i - d i m e n s i o n a lv i e wt e c h n o l o g ya n d t h ev i e w p o i n to fs e m a n t i ce v e n te n c a p s u l a t i o ni n t ot h i si n t e g r a t e dp l a t f o r mm o d e l a t l a s t , i tu s e dr b a c ( r o l e - b a s e da c c e s sc o n t r 0 1 ) m e c h a n i s mi nt h i ss y s t e mf l e x i b l y k e y w o r d s ：r f i d ；s o a ：m u l t i - d i m e n s i o n a lv i e w ；s e m a n t i ce v e n t c l a s s n o ：r p 3 1 9 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特 授权北京交通大学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， 并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：研名叶 导师签名： 签字日期：埘1 年1 1 月叶日 签字日期：扫叼年，l 乙 月带e t 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研 究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人己经发表或 撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学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了谢意。 学位论文作者签名：召f 彳斗 签字日期： 2 叼年，月节日 致谢 本论又的工作是在我的导师刘云教授的悉心指导下完成的，刘云教授严谨的 治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此衷心感谢三年来刘云 老师对我的关心和指导。 张振江老师悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给 予了我很大的关心和帮助，在此向张振江老师表示衷心的谢意。 孟嗣仪老师对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷 心的感谢。 在实验室工作及撰写论文期间，赵静波、李佳、董武平等同学对我论文中的 研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。 另外也感谢家人，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。 j e塞銮塑盘堂亟堂焦监塞 崖 序 本论文基于国内外r f i d 系统与企业管理信息系统相结合的应用发展现状，整 理分析存在的技术问题和研究成果及经验，在解决相关技术难点的基础上，研究 s o a 架构下基于r f i d 的移动应用集成平台，构建高效灵活的集成平台模型。同 时将基于r f i d 的多维视图技术和面向业务应用的语义事件封装技术引入模型。 本论文的组织结构如下： 第一章引言。本章主要介绍国内外r f i 技术与s o a 技术在企业集成应用上 的发展现状，概括其优势与不足，并给出论文的研究内容和组织结构。 第二章r f i d 与移动信息系统集成。本章介绍了r f i d 相关的硬件体系、软件 体系、s o a 框架的技术特点和与r f i d 平台的集成，最后引入了独立于系统架构 的r f i d 接入中间件。 第三章平台框架方案选择。本章针对r f i d 应用的特点提出了三套应用集成 方案，并分析其各自特点，比较各方案之问的优势与不足，最后做出平台框架方 案的选择。 第四章系统总体设计。本章主要结合第二、三章的内容，详细设计出基于s o a 与r f i d 的移动网络资源管理集成平台，总结出系统总体拓扑和功能模块划分。 第五章关键技术与创新。本章主要介绍了系统用到的一些关键技术及其实 现，主要包括：构建基于r f i d 的多维视图模型、面向业务应用的r f i d 语义事件 封装与解析、集成平台的安全性研究、基于角色的访问控制机制。 第六章总结与展望。本章对本文所做的工作做出总结，并对下一步工作进行 展望。 1 引言 1 1 研究背景及意义 中国电信市场的竞争越来越激烈，而且市场有着逐步向外开放的趋势，各大 国外运营商的介入使各大国内电信运营商都将面i 临着严峻的挑战，中国移动也不 例外。运营商们认识到要在这场竞争中胜出只有不断提升企业自身核心竟争力， 不断推出满足用户需求的电信产品，努力提高服务质量，降低成本。 移动公司的网络设备分布于各地市机房，又常常需要进行拆闲补忙和基站载 波调等变更工作，同时还有大量的新增设备入网，造成资产清查和设备调动管理 工作十分艰巨。传统的人工前台加计算机后台的设备资产管理方式越来越不能满 足实际情况的需要。传统方式的前台仍采用人工手段进行现场清点、抄写、录入、 汇总，多种人工参与后才能将采集的设备资产信息导入后台的计算机数据库。设 备资产管理中的大量人工参与造成了流程复杂、时间长、实时性差、管理难度大、 差错率高等问题，最终降低了设备利用率，增加了运营成本。通过引入r f i d 技术 实现远程、动态、实时的网络资源、设备资产数据采集，替换传统资产管理方式 的前台人工数据采集，更好的与后台计算机数据库结合，形成全智能化的设备资 产管理系统，从而大大提高设备利用率，降低运营成本。 同埘随者嘿凡口相关系统韵引寅剪砣哙尹噬哺堆维淀拜漱有内部的管理 信息系统以及今后将要规划的信息系统的集成问题。电信运营商内部的m i s 系统 主要是由三大部分组成，分别是管理支撑系统( m s s ) ，业务支撑系统( b s s ) ，运营 支撑系统( o s s ) ，合称m b o s s 系统其中o s s 系统涉及到资源信息管理、网络管 理、业务处理、故障处理和备品备件管理等内容，是电信业务开展和运营所必须 的支撑平台。本文涉及的网络资源管理系统是o s s 系统中的重要部分，实现电信 数据网络上的各种网络设备，物理链路，用户链路等资源信息的维护，配置，调 度等功能，该系统还提供网络监控和物料管理的功能，并为其他系统提供资源信 息。如何将基于r f i d 技术的网络资源管理和o s s 系统内的其他企业应用灵活的 集成起来将是本论文的研究主题。 本课题将根据国内外r f i d 与移动设备管理的发展现状与趋势，以及我国目前 在该领域研究已取得的成绩与存在的问题，研究建立在s o a 架构上基于r f i d 的 移动网络资源管理集成平台。通过r f i d 技术实现远程、动态、实时的移动设备数 据采集。并利用r f i d 接入中间件对网络资源多维信息进行包装，同时结合数据仓 库技术和语义事件的包装解析技术产生基于服务级的应用接口，然后实现在s o a 框架上和其他o s s 系统松耦合的集成，形成对异构数据的统一管理、统计分析、 进而大大提高设备利用率，降低运营成本，以实现对数量庞大的移动设备进行直 观、高效、灵活的管理。 1 2 论文的主要工作及组织结构 本论文将广泛调研国内外r f i d 系统与企业管理信息系统相结合的应用发展 现状，整理分析存在的技术问题和研究成果及经验，在解决相关技术难点的基础 上，研究s o a 架构下基于r f d 的移动应用集成平台。 本论文的研究内容结合了国家8 6 3 计划中r f i d 相关研究课题，具体是中国 射频识别( r f i d ) 技术政策白皮书中的课题1 0 可重构r f i d 中间件技术研究； 以及课题1 1 面向r f i d 的信息集成管理技术研究。 本论文的研究内容主要归纳为以下几方面： 1 构建高效灵活的s o a 架构下基于r f i d 的移动应用集成平台模型。 2 基于移动业务的r f i d 多维视图模型研究。 3 构建面向移动业务的r f i d 语义事件封装与解析模型。 4 集成平台的相关安全研究。 本论文的组织结构如下： ；第_ 章引言。本章主要介绍国内外r f i 技术与s o a 技术在企业集成应用上 的发展现状，概括其优势与不足。并给出论文的研究内容和组织结构。 第二章r f i d 与移动信息系统集成。本章先后介绍了r f i d 相关的硬件体系， 软件体系，s o a 框架的技术特点和与r f i d 平台的集成，最后引入了独立于系统 架构的r f i d 接入中间件。 第三章平台框架方案选择。本章针对r f i d 应用的特点提出了三套应用集成 方案，并分析其各自特点，比较各方案之间的优势与不足，最后做出平台框架方 案的选择。 第四章系统总体设计。本章主要结合第二、三章的内容，详细设计出基于s o a 与r f i d 的移动网络资源管理集成平台，总结出系统总体拓扑和功能模块划分。 第五章关键技术与创新。本章主要介绍了系统用到的一些关键技术及其实 现，主要包括：构建基于r f i d 的多维视图模型、面向业务应用的r f i d 语义事件 封装与解析、集成平台的相关安全研究、基于角色的访问控制机制。 第六章总结与展望。本章对本文所做的工作做出总结，并对下一步工作进行 j e夏窑垣盔芏鳃堂僮i 金 塞i i直 展望。 2r f i d 与移动信息系统集成 2 1r f i d 在移动资源管理上的应用 r f i d ( r a d i of r e q u e n c yi d e n t i f i c a t i o n ) 无线射频识别技术，是2 0 世纪9 0 年代开 始兴起的一种自动识别技术，它是利用无线射频方式在阅读器和射频识别卡之间 进行非接触式双向数据传输，以达到目标识别和数据交换的目的。事实上，它并 不是一项特别新颖的技术，早在2 0 世纪5 0 年代就已被研究出来。但同时它又是 2 1 世纪发展最快的一项高科技技术，随着现代网络技术的高速发展，企业信息化 进程的不断加快，r f i d 与信息网络化相结合，产生了巨大的能量，展现出巨大的 市场应用潜力。 r f i d 的主要工作原理是：读写器首先将射频载波信号通过发射天线向外发射， 当装有r f i d 卡的物品接近读写器并进入读写器发射天线的工作区时，r f i d 卡的 识别标签被激活，并将自身的信息代码通过天线发射出去；系统的接收天线接收 到识别标签发出的载波信号之后，经过天线的调节器传送给读写器，读写器对该 信号进行解码和解调，并送到数据管理系统；数据管理系统通过逻辑运算判断出 该标签是否合法，并做出相应的处理，随后发出指令控制信号送回射频前端电路， 最后再通过天线发送回读写器。 与传统的条型码、磁卡及i c 卡相比，射频卡具有非接触、阅读速度快、无磨 损、不受环境影响、寿命长、便于使用的特点并具有防止冲突功能，能同时处理 多张卡片。在国外，射频识别技术已被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交 通运输控制管理、资产管理等众多领域。【l 】 2 1 1r f i d 硬件体系 一般来说，r f i d 硬件体系在具体的应用过程中，根据不同的应用目的和应用 场合，体系的组成会有所不同，但从r f i d 系统的工作原理技术特点来看，r f i d 系统的硬件体系主要由信号发射机、信号接收机、发射接收天线三部分组成。 1 信号发射机：标签( t a g ，即射频卡片) ，由耦合元件及芯片组成，标签含有 内置天线，用于和射频天线间进行通信。 目前生产r f i d 产品的很多公司都采用自己的标准，国际上还没有统一的标准。 可供射频卡片使用的几种标准主要有i s 0 1 0 5 3 6 、i s 0 1 5 6 9 3 和i s 0 1 8 0 0 0 。应用最 多的是i s 0 1 4 4 4 3 ，这个标准是由物理特性、射频功率和信号接口、初始化和反碰 4 撞以及传输协议四部分组成。其中主要包括了1 3 5 6 m h z ，8 0 0 m h z 、2 4 g h z 等多 种频率。 目前生产的r f i d 射频卡片主要分为两大类：被动式( 有源式) 和主动式( 无 源式) 。 1 ) 被动式标签 被动式标签的内部不带电池，只能通过外界提供能量才能工作，当电子标签 进入系统的工作区域，天线接收到特定的电磁波，线圈就会产生感应电流，再经 过整流电路给标签提供电源。被动式标签读取距离比较近，只能达到几厘米到5 米，远距离读写必需加大读头发射功率和提高接收敏感性才能可靠识别。 因此被动式标签的优点是：寿命长、成本较低。 缺点是：读头价格较高。 2 ) 主动式标签 主动式标签内部自带电池，标签主动向接收机发射信号，读头可以不发射功 率。可同时识别多个目标系统，能对高速移动目标识别，识别范围比被动式大， 最大距离可以达到1 0 0 米。 因此主动式标签的优点是：功能强，识别距离远，读头价格较低。 缺点是：主动式标签寿命受电池影响、成本较高。1 2 1 2 信号接收机：读取( 在读写卡中还可以写入) 标签信息的设备。 读写器通过天线与时d 电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内 蠹数据盼读出或写入操作j 主要由加密电路、编解码器电路和微波通信控制器等 组成，一队r f m 通信协议的数据交换方式和微波无线传递手段。接收到标签信息后， 可以通过g p r s 、有线传输等手段将数据传送到后台系统，实现远程、实时、动态 的数据采集和分析。 3 天线：在标签和读取器间传递射频信号。可分为射频卡片内置天线和读写器 内置天线。 射频天线主要有以下两方面作用：一是要建立一个稳定的激励电磁场，这样 r f d 卡的芯片才能获得足够的能量来启动电路进行工作，二是接收来自识别标签 的载波信号并传送给读写器，因此合适的天线型式对提高系统的性能有着重要的 意义。设计天线时需要考虑的因素有天线的类型、天线的阻抗，标签附着物品的 射频特性以及该物品周围其他物品的射频特性等。1 3 1 2 1 2r f i d 软件体系 r f i d 软件的主要作用是连接r f i d 前端硬件设备和后台业务系统。它在前端数 据采集与后台业务系统接收指定格式的业务数据之间进行数据接收、数据过滤、 数据加密解密、数据重构、数据转换等处理。软件体系结构如图2 1 ： 、 移动移动 资源 圉圉圜圉圉 卜 公司 前端 卜 后台 数据 业务 采集系统 图2 - 1r f i d 软件体系结构 f i g u r e 2 - lr f i ds o i t w a r ea r c h i t e c t u r e 通过上图可以看出r f i d 软件体系是独立于前端硬件体系和后台具体业务系 统的独立体系。其主要功能是处理前后端之间的信息流。1 4 1 因此我们可以将r f i d 软件体系设计成独立于系统架构的r f i d 接入中间件。进一步，利用消息处理机制， 将r f i d 中间件设计成异步处理方式的面向消息的中问件。1 5 】具体介绍将放在第2 3 节独立于系统架构的r f i d 接入中间件中 2 1 3 移动资源管理中的r f i d 应用 一直以来，电信资源都有着数量大、分布广、关系复杂、粒度划分灵活等特 点。因此电信资源的管理方案向来是一个有待解决和改进的课题。其中，移动通 信资源的分布情况尤其宽广，资源间的级联关系也更加复杂，如何才能全面、及 时、有效的管理好移动通信中的各类资源昵。r f i d 技术的引入，给移动资源管理 提供了一个远程、实时、动态、全智能的管理方案。 1 首先移动资源有着数量大的特点，而r f i d 标签也有体积小，成本低的特点， 这样即使为各类移动通信资源都配上资源标签，也并非难以实现。 2 其次移动资源有着分布广的特点，而r f i d 标签的信息采集由终端接收机实 现，数据扫描方便，信息集中迅速，因此解决了资源分布广，难以集中采集的问 题。 3 同时，移动资源还有着级联关系复杂的特点，而r i1 1 ) 标签并不像传统条形 6 码一样，只含有d 信息，一般的r f i d 标签都有一定的存储容量，可以存入更多 的信息，供信息输入与采集。因此设备资源间复杂的关系，可以在r f i d 标签终端 得到部分解决，因此避免了信息中心的过于复杂的逻辑实现。 4 最后移动资源有着粒度划分灵活的特点，例如：一套设备可以作为一个资源 单元，通常一套设备包括了一系列机架，机框。而同时，一个机框、一块板卡都 可以作为一个一个资源单元。因此粒度如何划分，如何统一管理是移动通信设备 管理的一大难点。r f i d 技术的解决方案是通过使用标签簇，实现一套设备的标签 系列。父标签包含字标签，和各标签之间又存储相应的关系逻辑，从而实现了灵 活的粒度管理。 2 2 s o a 框架的引入 2 2 is o a 概述 s o a ( s e r v i c e - o d e n t e da r e h i t c e t u r e ) ，也叫面向服务的体系结构或面向服务架构， 可定义为：为了解决在i n t e r a c t 环境下各类异构业务系统集成的需要，通过连接能 完成特定任务的独立功能实体实现的一种软件系统架构。s o a 可以被视为一个组 件模型，它将应用程序的不同功能单元( 这里称为服务) 通过这些服务之间定义 良好韵接口和契约联系起来。接口是采用中立的方式进行定义的，它应该独立于 实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。这使得构建在各种这样的系统中的 服务可以以一种统一和通用的方式进行交互。 2 2 2s o a 架构特点 软件设计学中强调设计要拥抱变化，高内聚，松耦合。s o a 架构这种具有中 立的接口定义( 没有强制绑定到特定的实现上) 的特征就是服务之间的松耦合。 松耦合系统的好处有两点，一点是它的灵活性；另一点是，当组成整个应用程序 的每个服务的内部结构和实现逐渐地发生改变时，它能够继续存在。而与此相对， 紧耦合意味着应用程序的不同组件之间的接口与其功能和结构是紧密相连的，因 而当需要对部分或整个应用程序进行某种形式的更改时，它们就显得非常脆弱。 对松耦合系统的需求来源于业务应用程序需要根据业务的变动变得更加灵 活，以适应不断变化的环境，比如经常改变的政策、业务级别、业务重点、合作 7 伙伴关系、行业地位以及其他与业务有关的因素，这些因素甚至会影响业务的性 质。我们称能够灵活地适应环境变化的业务为按需( o nd e m a n d ) 业务，在按需业 务中，一旦需要，就可以对完成或执行任务的方式进行必要的更改。 面向服务的体系结构是更传统的面向对象的模型的替代模型，面向对象的模 型是紧耦合的。虽然基于s o a 的系统并不排除使用面向对象的设计来构建单个服 务，但是其整体设计却是面向服务的。由于它考虑到了系统内的对象，所以虽然 s o a 是基于对象的，但是作为一个整体，它却不是面向对象的。不同之处在于接 口本身。s o a 系统原型的一个典型例子是通用对象请求代理体系结构 ( c o m m o n o b j e c t r e q u e s t b r o k e r a r c h i t e c t u r e ，c o r b a ) ，它已经出现很长时间了， 其定义的概念与s o a 相似。 然而，现在的s o a 已经有所不同了，因为它依赖于一些更新的进展，这些进 展是以可扩展标记语言( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ，x m l ) 为基础的。通过使 用基于x m l 的语言( 称为w 曲服务描述语言，w 曲s e r v i c e s d e f t n i t i o n l a n g u a g e ， w s d l ) 来描述接口，服务已经转到更动态且更灵活的接口系统中，非以前c o r b a 中的接口描述语言( i n t e r f a c ed e f i n i t i o no nl a n g u a g e ，i d l ) 可比了。 基于s o a 架构与传统的组件模型相比的诸多特殊性，主要总结出以下三大架 构特点： 1 独立的功能实体 在i n t e m e t 这样松散的使用环境中，任何访问请求都有可能出错，因此任何企 镯通过t n t e m e t 进行控制的结构都会面临严重的稳定性问题。s o a 非常强调架构中 提供服务的功能实体的完全独立自主的能力。传统的组件技术，如n e tr e m o t i n g ， e j b ，c o m 或者c o r b a ，都需要有一个宿主( h o s t 或者s e r v e r ) 来存放和管理这 些功能实体：当这些宿主运行结束时这些组件的寿命也随之结束。这样当宿主本 身或者其它功能部分出现问题的时候，在该宿主上运行的其它应用服务就会受到 影响。 s o a 架构中非常强调实体自我管理和恢复能力。常见的用来进行自我恢复的 技术，比如事务处理( t r a n s a c t i o n ) ，消息队列( m e s s a g e q u e u e ) ，冗余部署 ( r e d u n d a n t d e p l o y m e n t ) 和集群系统( c l u s t e r ) 在s o a 中都起到至关重要的作用。 2 大数据量低频率访问 对于n e tr e m o t i n g ，e y b 或者x m l r p c 这些传统的分布式计算模型而言， 他们的服务提供都是通过函数调用的方式进行的，一个功能的完成往往需要通过 客户端和服务器来回很多次函数调用才能完成。在i n t r a n e t 的环境下，这些调用给 系统的响应速度和稳定性带来的影响都可以忽略不计，但是在i n t e r n e t 环境下这些 因素往往是决定整个系统是否能j 下常工作的一个关键决定因素。因此s o a 系统推 荐采用大数据量的方式一次性进行信息交换。 3 基于文本的消息传递 由于i n t e r a c t 中大量异构系统的存在决定了s o a 系统必须采用基于文本而非 二进制的消息传递方式。在c o m 、c o r b a 这些传统的组件模型中，从服务器端 传往客户端的是一个二进制编码的对象，在客户端通过调用这个对象的方法来完 成某些功能；但是在i n t e m e t 环境下，不同语言，不同平台对数据、甚至是一些基 本数据类型定义不同，给不同的服务之间传递对象带来了很大困难。由于基于文 本的消息本身是不包含任何处理逻辑和数据类型的，因此服务间只传递文本，对 数据的处理依赖于接收端的方式可以帮忙绕过兼容性这个的大泥坑。 此外，对于一个服务来说，i n t e m e t 与局域网最大的一个区别就是在i n t e m e t 上的版本管理极其困难，传统软件采用的升级方式在这种松散的分布式环境中几 乎无法进行。采用基于文本的消息传递方式，数据处理端可以只选择性的处理自 己理解的那部分数据，而忽略其它的数据，从而得到的非常理想的兼容性。 服务架构： 基于以上特点，在企业内实现s o a 架构需要一个服务架构，如图2 - 2 所示： 等等等 眨一 s e r v i c e b u s 【i 。服务总线 。，。 藤 警-d 蠹 k 、尊7 s e r v i c ei n t e r f a c e sa n d s e r v i c el m p l e m e n t a t i o n s 服务接口与服务实现 图2 - 2 企业s o a 基础服务架构 f i g u r e 2 - 2s o as e r v i c e sa r c h i t e c t u r e 服务消费者( s e r v i c e c o n s u i n e r ) 可以通过发送消息来调用服务。这些消息由 一个服务总线( s e r v i c e b u s ) 转换后发送给适当的服务实现。这种服务架构可以提 供一个业务规则引擎( b u s i n e s sr u l e se n g i n e ) ，该引擎容许业务规则被合并在一个 服务里或多个服务里。这种架构也提供了一个服务管理基础 9 ( s e r v i c em a n a g e m e n ti n f r a s t r u c t u r e ) ，用来管理服务，类似审核，列表，日志等功 能。此外，该架构给企业提供了灵活的业务流程，更好地处理控制请求，并且可 以在不影响其他服务的情况下更改某项服务。 2 2 3s o a 实现方式 w e b 服务( w e bs e r v i c e s ) 是s o a 架构的主要实现方式，它是通过一系列标准和 协议来保证应用程序之间的动态松耦合连接。当然w e b 服务并不是实现s o a 的惟 一方式。如上所述的c o r b a 是另一种方式，另外还有面向消息的中间件 ( m e s s a g e - o r i e n t e dm i d d l e w a r e ) 系统，如i b m 的m q s e r i e s ，开源框架o p e n r m s 等等。但这里我将主要介绍在移动网络资源管理系统集成平台中所需的w e b 服务。 企业应用程序间的集成问题在很早以前就被提出，而相应的解决方案也出现 过很多，企业应用从独立程序到w e bs e r v i c e s 集成，其发展过程主要有以下几个阶 段： 1 ) 传统独立应用程序 从企业应用程序诞生以来，实现了很多手动工作的自动化，包括复杂的计算、 财务工作等等很多其他任务。但传统应用程序是独立存在的。人力资源应用程序 无法与财务应用程序真正通信，而后者又无法和分布应用程序进行真正的通信。 所有这些应用程序都是具有独立功能的孤岛应用，在独立的计算机上运行，尽管 j 艮有甩，但并不能很好地在彼此间共享数据。当然可以选择对批处理流程进行连 接，以将数据从一个系统移动到另一个系统，但这并不适合进行实时集成。 2 ) 分布式计算 在企业应用的进化链中的第二步是分布式计算的引入。分布式计算允许不同 的应用程序彼此进行通信( 即使位于不同的计算机上也是如此) 。c o r b a 、m t s 和e j b 等技术提供了包含各种类别的注册中心的系统，因此应用程序可以找到其 希望与之进行交互的组件，然后像调用本地的组件一样调用这些组件。这些系统 由可同时满足这两个要求的中间件( 或更具体一些，面向消息的中间件) 提供支 持。现在能以特定的方式构建应用程序，即使位于不同的地理位置，也能访问其 他系统上的资源。但仍然有一个问题。虽然系统可以自由地与系统内的任何对象 进行通信，但仍然是一个封闭的系统。至少，客户机应用程序必须与服务器应用 程序使用相同的技术。另外，通常并不会将系统设计为从创建其的个体组织外进 行访问。 3 ) w e b 服务的集成模式 1 0 进化链的下一站就是我们现在讨论的w e bs e r v i c e s 。使用w e b 服务技术，应 用程序可以与平台和编程语言无关的方式相互通信。w e b 服务是一个软件接口， 它描述了一组可以在网络上通过标准化的x m l 消息传递访问的操作。它使用基 于x m l 语言的协议来描述要执行的操作或者要与另一个w e b 服务交换的数 据。 w e b s e r v i c e s 的实现上主要分为基于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 ) 的 和基于其他消息传递机制的w e b 服务两种。【6 】这里的其他消息服务主要有r e s t 和x m l r p c 。例如，a m a z o n 是为公众提供对其系统的w e b 服务访问的第一批基 于w e b 服务的公司之一。a m a z o n 包含了一个基于s o a p 的服务，但也提供了一 个基于r e p r e s e n t a t i o n a ls t a t et r a n s f e r ( r e s t ) 的服务。r e s t 是一种w e b 服务类 型，其中，用户直接访问u r l ，相应的响应如下段代码中所示类似的简单x m l 文档。 r e s t 响应： a b i t sa ne x a m p l e i t sa n o t h e re x a m p l e 另一种w c b 服务类型要使用x m l - r p c 之类的标准。在这种情况下，命令将 通过如下代码所示的x m l 发送到系统。 x m l r p c 请求： t e s t g e t n a m e a b 叫v a l u e 基于x m l - r p c 的响应同样采用以上类似的格式。 接下来是基于s o a p 的w 曲s e r v i c e s ，一般认为基于r e s t 和x m l - r p c 比基 于s o a p 的系统要简单得多。不过，我们讨论的不是例如网站上显示天气的简单 应用程序。我们此处讨论的是企业级应用程序，而企业级的应用程序需要企业级 的属性，如安全、互操作性等等。这些功能在有关基于s o a p 的w c b 服务的其 他规范中进行了定义，因而，从长期来看，s o a p 更适合用于企业级应用程序。 w e b 服务规范通常归为两类：基本w c b 服务规范和扩展w c b 服务规范。基 本规范有： a ) s o a p ：s o a p 是消息传递的协议，它是所有基于s o a p 的w e b 服务的基 础，它规定了w e bs e r v i c e s 之间是怎样传递信息的。总体来说，s o a p 规定了： a ) 传递信息的格式为x m l 这就使w e bs e r v i c e s 能够在任何平台上，用任何 语言进行实现。 b ) 远程对象方法调用的格式。规定了怎样表示被调用对象以及调用的方法名 称和参数类型等。 c ) 参数类型和x m l 格式之间的映射。被调用的方法有时候需要传递一个复杂 的参数，怎样用x m l 来表示一个对象参数，也是s o a p 所定义的范围。 d ) 异常处理以及其他的相关信息。 b ) w s d l ：w 曲服务描述语言是详细说明描述基于s o a p 的w e b 服务的标 准方式的规范，包括消息应采用的形式以及应将其发送到何处。其中还详细说明 了此类消息的响应。当与相应的工具结合使用时，w s d l 允许以编程方式创建对 w e b 服务的调用，甚至不用知道所查找的w e b 服务是什么；应用程序可以从 w s d l 文件中提取这些详细信息，并提供要使用的编程接口。 c ) u d d i ：统一描述、发现和集成( u n i v e r s a ld e 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 ) 。u d d i 用于集中存放和查找w s d l 描述文件，起着目录服务器的作用。 一个w e bs e r v i c e s 的生命周期如图2 - 2 所示： s e r v i c e 调用服务 2 、c l i e n tr e q u e s t l o c a t i o n 定位 查找 图2 - 3w e bs e r v i c e s 结构图 f i g u r e 2 - 3w e bs e r v i c e sa r c h i t e c t u r e a ) 实现一个w e bs e r v i c e s ，使其能够接受和响应s o a p 消息。 b ) 撰写一个w s d l 文件用于描述此w e bs e r v i c e s 。 c ) 将此w s d l 发布到u d d i 上。 d ) 其他的应用程序( 客户端) 从u d d i 上搜索到该w s d l 。 e ) 根据此w s d l ，客户端可以编写程序调用该w e bs e r v i c e s 。 另外差不多还有数十种扩展标准，可进一步扩展基于s o a p 的服务的用途。 例如：w s s e c u r i t y 、w s - p o l i c y 、w s i 、w s - b p e l 、w s - r e l i a b l e m e s s a g i n g 等，这 里不再一一做介绍。 2 2 4 移动应用集成中的s o a 在移动应用集成技术中，s o a 以其灵活性和“与业务相关性”，成为解决业 务发展需求与企业r r 支持能力之间鸿沟的最佳途径，由于s o a 框架的引入能将企 业冻结、闲置的1 1 r 资产转变为企业流动资产，因此它能帮助中国移动全面提高业 务的有效性、适应性和快速响应能力。 在移动应用集成中以运营支撑系统o s s 的集成为例，来说明s o a 框架在移动应 用集成中所起的作用。 移动运营商的o s s 经过不断地建设和发展，已经初具规模，能够基本满足对 网络维护和对已有业务支撑的需求，但由于系统建设缺乏良好规划，分散建设， 已不能满足业务进一步发展的要求。其存在的问题主要分为o s s 系统功能、系统 规划建设和管理流程三大类问题，具体如下： 1 o s s 系统功能类问题 1 ) 缺乏面向客户、面向业务的系统和功能。 2 ) o s s 各系统间“信息孤岛”现象严重。 2 o s s 系统规划、建设层面的问题 1 ) o s s 建设缺乏统一的规划。 2 ) 缺乏研究和规范。 3 运维管理流程层面的问题 1 ) 前后台信息交互能力薄弱，部门之间协作效率比较低。 2 ) 管理和生产方面的流程总体上难以管控。 基于上述问题，和2 2 2 节介绍的s o a 架构的特点：s o a 能高效的、灵活的、 松耦合的解决信息集成问题，以统一的规范提供面向服务的接口，避免“信息孤岛”。 因此在移动运营支撑系统o s s 应用集成中引入s o a 将是一个可靠、高效的选择。 2 3 独立于系统架构的r f i d 接入中间件 2 3 1 中间件技术 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件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，应用软件的下层，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，帮助用户灵活、高效地开发和集成复杂的应用软件。 在此将中间件分为两大类：一类是底层中间件，用于支撑单个应用系统或解 决单一类问题，包括交易中间件( t p m ) 、应用服务器( w a s ) 、消息中间件( m o m ) 、 数据访问中间件( u d a ) 等；另一类是高层中间件，更多用于系统整合，包括企 业应用集成中间件( e a is u i t e s ) 、t 作流中间件( w o r k l o w ) 、门户中间件( p o r t a l ) 等，它们通常会与多个应用系统打交道，在系统中的层次较高，并大多基于底层 中间件运行。这些种类的中间件，根据应用的场景及发展轨迹的不同，将继续保 持多样化发展，并不断衍生出新的格局。 如2 1 1 节介绍，r f d 接入中间件属于面向消息的中间件，但它既可以被设 计为服务于单个应用的底层中间件，又可以被设计为面向架构的高层中间件，下 一节将详细介绍。 4 2 3 2r f i d 接入中间件 如何将r f i d 前端硬件设备和后台业务系统进行有效连接是r f i d 软件体系考 虑的和核心问题。这个问题的本质是企业应用系