（机械制造及其自动化专业论文）基于jms的异构数据库集成中间件平台的设计与实现.pdf

at h e s i si nm e c h a n i c a lm a n u f a c t u r ea n da u t o m a t i o n d e s i g na n d b a s e do nj lii矿 ， j， 独创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取 得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰 写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。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 并表示谢意。 学位论文作者签名：4 - d t j 日期：如r i 7 订房 i 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论 文的规定：即学校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。本人同意东北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、交流。 ( 如作者和导师不同意网上交流，请在下方签名；否则视为同意。) 学位论文作者签名： 签字日期： 导师签名： 签字日期： 、 东北大学硕士学位论文摘要 摘要 随着信息技术的发展，许多政府企业部门都开发了一些各自独立的信息系 统，这些系统因为由不同的人员在不同的时间开发，形成了一个个信息孤岛。 企业政府部门迫切需要集成这些独立系统以实现信息共享，即企业信息应用 进入集成阶段。数据位于企业信息系统的中心位置，因而进行企业应用集成首 要的是要实现数据的集成，这就使得异构数据库集成成为当前的一个重要研究 课题。 本文针对黎明不同业务系统之间，黎明与其它单位系统之间，以及可能与 其它单位之间存在大量的数据交换而提出了异构数据库集成框架。通过该框 架，企业用户不仅在成功的获得了最大的资源共享，而且在选择软件应用、集 成技术和相关服务的时候就可拥有更大的灵活性。使得此异构数据库集成在黎 民数字化制造过程中发挥重要作用，节省了时间提高了效率。中间件作为应用 软件和系统软件之间的一类软件，屏蔽了底层操作系统的复杂性，使得程序开 发人员面对简单而统一的开发环境，减少了程序设计的复杂性。j m s 异步通信 机制能非常容易地实现企业系统之问的松耦合，并且能够通过消息服务提供 商，实现可靠健壮的消息传输，非常适合企业应用集成。 文章分析了国内外异构数据库集成研究现状和存在问题，阐述了中间件、 j m s ，x m l 在程序开发、异构数据库之间通信、数据集成等方面的技术优势。 通过对异构数据库集成主要目标和存在问题的分析，提出了一种基于x m l 和 中间件的异构数据库集成方案，解决了不同平台不同数据库之间的数据通信和 多个数据源的集成中存在的数据的传输方式、数据的传输格式、变化数据的提 取等问题。 关键词：异构；集成；j m s ；中间件；x m l 东北大学硕士学位论文 a b st r a c t a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fc o m p u t e rs c i e n c ea n dt e c h n o l o g ym a n ye n t e r p r i s e sa n d g o v e r n m e n td e p a r t m e n t sd e v e l o p e dal o to ft o t a l l yi n d e p e n d e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m s t h e d i f f e r e n ti n f o r m a t i o ns y s t e m sh a v eb e e nf o r m e dm a n yi s o l a t e di n f o r m a t i o ni s l a n d s b e c a u s et h e s e s y s t e m sd e v e l o p e d d i f f e r e n t d e v e l o p e r i nd if f e r e n t s t a g e t h e s e e n t e r p r i s e s g o v e m m e n td e p a r t m e n t su r g e n t l yn e e dt oi n t e g r a t et h e s e i n d e p e n d e n t a p p l i c a t i o ns y s t e m s i no r d e rt or e a l i z ei n f o r m a t i o n s h a r i n g i no t h e rw o r d s ，t h e i n f o r m a t i o na p p l i c a t i o n so fe n t e r p r i s e sc o m et ot h es t a g eo fi n t e g r a t i o n t h ei n t e g r a t i o no f e n t e r p r i s e sa p p l i c a t i o nf i r s t l y i st h ed a t ai n t e g r a t i o nb e c a u s ed a t ai s t h eh e a r to f e n t e r p r i s e s t h i sm a k e st h eh e t e r o g e n e o u sd a t a b a s e si n t e g r a t i o na ni m p o r t a n ts u b j e c t t h i sa r t i c l ea n a l y s i san u m b e ro fd a t ae x c h a n g eb e t w e e nd i f f e r e n td e p a r t m e n t so f l i m i n ge n t e r p r i s ea n dp r o p o s eai n t e g r a t e dm o d e lo fh e t e r o g e n e o u sd a t a b a s e ，t h e c u s t o m e ro fe n t e r p r i s ec a nn o to n l ys u c c e s s f u l l yg e tt h ef u r t h e s tr e s o u r c es h a r i n g b yu s i n g t h i s m o d e l ，b u ta l s oh e l pt h e mo w nm o r ef l e x i b l e a b i l i t yw h e nt h e ys e l e c t i n gt h e a p p l i c a t i o n ，i n t e g r a t e dt e c h n o l o g ya n do t h e rs e r v i c e s s ot h i sm o d e lp l a y sav e r y i m p o r t a n tr o l ei nd i g i t a lm a n u f a c t u r eo fl i m i n ge n t e r p r i s e ，h e l pt h e ms a v et i m ea n dm o n e y a n di m p r o v ee f f i c i e n c y m i d d l e w a r ei sac l a s so fs o f t w a r ew h i c hi sb e t w e e na p p l i c a t i o n s o f t w a r ea n do s i ts h i e l d st h ec o m p l e x i t yo fo ss ot h ed e v e l o p e r sm a yf a c es i m p l ea n d s t a n d a r dd e v e l o p i n ge n v i r o n m e n t j a v am e s s a g es e r v i c ea d o p t st h ea s y n c h r o n o u s m e c h a n i s mt o e a s i l yr e a l i z et h el o o s ec o u p l i n gb e t w e e nt h eb u s i n e s s e ss y s t e m sa n d r e a l i z er e l i a b l ea n ds t a l w a r tn e w st r a n s m i s s i o nt h r o u g ht h es e r v i c ep r o v i d e ro fn e w s ( m o mm e s s a g eo r i e n t e dm i d d l e w a r e ) j m si ss u i t a b l ef o rt h ea p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o no f e n t e r p r i s e s t h ea r t i c l ea n a l y s e sd o m e s t i ca n di n t e r n a t i o n a lr e s e a r c hs t a t u sa n dt h ee x i s t i n g p r o b l e m so nh e t e r o g e n e o u sd a t a b a s e si n t e g r a t i o n i ti n t r o d u c e sm i d d l e w a r e ，j m s ，a n d x m la n da n a l y s e st h et e l e o l o g ya d v a n t a g e si np r o g r a m m i n g ，c o m m u n i c a t i o nb e t w e e n h e t e r o g e n e o u sd a t a b a s e sa n dh e t e r o g e n e o u sd a t a b a s e si n t e g r a t i o n f i n a l l y , i tp r o p o s e sa n i n t e g r a t e dm o d e lo fh e t e r o g e n e o u sd a t a b a s eb a s e do nx m la n dm i d d l e w a r et h ea n a l y s i s o ft h eg o a la n de x i s t i n gp r o b l e mo fi n t e g r a t i o no fh e t e r o g e n e o u sd a t a b a s e i ts o l v e st h e m o d ea n df o r m a to ft r a n s m i s s i o na n dd i s t i l l i n gc h a n g e dd a t ai nd a t ac o m m u n i c a t i o no f d i f f e r e n tp l a t f o r ma n dd i f f e r e n td a t a b a s e s k e yw o r d s ： a s y n c h r o n i e s ，i n t e g r a t i o n ，j m s ，m i d d l e w a r e ，x m l v 一 j 东北大学硕士学位论文 目 录 目录 独创性声明i 摘要i i i a b s t r a c t v 第一章绪论1 1 1 选题背景1 1 2 课题来源2 1 3 国内外研究现状3 1 4 本文工作5 第二章异构数据库集成中间件的体系结构7 2 1 异构数据库集成中间件集成方案7 2 2 集成的体系结构8 2 2 1 数据集成9 2 2 2 应用集成9 2 3 本章小结1 0 第三章基于j m s 和x m l 的数据传递与转换1 3 3 1j 2 e e 介绍1 3 3 2j m s 介绍1 4 3 2 1j m s 基本概念1 4 3 2 2j m s 消息结构1 5 3 2 3j m s 消息处理模式1 6 3 3j m s 编程模型。1 7 3 3 1j m s 体系结构1 7 3 3 2j m s 编程模型1 8 3 4j m s 服务器及消息传递在本课题中的应用1 9 3 4 1w e b l o g i cs e r v e r 介绍19 3 4 2w e b l o g i cs e r v e r 中配置j m s 2 0 3 4 3j m s 应用程序。2 0 3 5x m l 与数据库的转换2 0 3 6 本章小节2 2 第四章异构数据库集成平台总体设计方案2 5 4 1 异构数据库集成分析2 5 4 1 1 目前主要方法分析2 5 一v 1 1 一 东北大学硕士学位论文 目 录 4 1 2 解决问题分析2 5 4 1 3 问题解决方法2 6 4 2 异构数据库集成平台设计2 7 4 2 1 平台总体功能2 8 4 2 2 平台层次结构2 8 4 2 3 平台设计流程3 0 4 2 4 平台设计重点与难点3 0 4 2 5 平台特点3l 4 3 本章小结。3 2 第五章平台的开发与实现3 3 5 1 平台实现原理3 3 5 2 异构数据库集成平台关键技术实现3 4 5 2 1 异构数据库集成平台的开发环境3 4 5 2 2 变化数据提取3 5 5 2 3j m s 客户端操作3 8 5 2 4j m s 服务器端操作4 l 5 2 5 服务端读取x m l 4 2 5 3 中间件运行结果。4 5 5 4 客户端的设计与实现4 6 5 4 1 客户端设计4 6 5 4 2 客户端实现4 8 5 5 系统的应用4 9 5 5 1 系统的应用场景4 9 5 5 2 系统的特点及优势5 l 5 6 本章小节5 1 第六章结论5 3 参考文献5 5 致谢5 7 东北大学硕士学位论文第一章绪论 1 1 选题背景 第一章绪论弟一早珀 下匕 随着人类从工业社会步入信息社会，数字化信息的迅速增长，似乎已经超出企 业可以对其进行掌控和利用的能力。根据加利福尼亚大学的专家估计，全球每年产 生的不重复信息量在1 到2 0 p b 之间。也就是说，地球上每个人人均要产生约2 5 0 m b 的数据。 信息技术的快速发展，各种信息资源迅速膨胀的同时，存储和管理这些信息的 数据源的方法也呈多样化发展。以计算机技术支持的各类信息系统更是不断涌现， 如财务系统，客户系统，人事系统，办公自动化系统等。各类计算机系统的广泛应 用，提高了企业的市场竞争力，改善了企业的经营效率，增强了企业获利能力，加 快了企业的发展。下面以黎民重燃机数字化制造系统的的集成来说明本文选题的背 景。 整个黎明重燃机数字化制造系统包括九个分系统，由多家单位来开发完成。各 个系统之间联系密切，需要一个集成平台把它们结合在一起，来共同工作完成整个 系统的任务。采用标准的x m l 和w e bs e r v i c e ，确保系统的开放性和可扩展性。通 过对业务功能的分析可以看到，互联网业务平台涉及的技术范畴相当广泛函盖e a i 、 p o r t a l 、w e bs e r v i c e s 、j 2 e e 等方面，在此，从项目建设的总体技术架构、技术功 能以及项目实施上，对相关技术及需求进行分析，将在e a i 、p o r t a l 等方面的技 术功能、技术发展方向以及在黎明公司的i t 建设中的定位等方面进行探讨。集成是 实现收入增长、提高生产力和改善业绩的最关键的因素之一。 随着时间的推移和技术的进步，这些由不同核心技术构建的信息系统就像一个 个“信息孤岛”，各自有着不同的处理对象、操作方法和专用客户端，在各个环节之 间存在着数据交流和部门协同的问题。每个部门或单位就是一个数据源，每个数据 源都是异构的，因而他们之间的信息和组织都不一样，这就构成了一个巨大而复杂 的异构数据库环境。那么如何集成、访问这些数据呢? 首先，要研究他们之间异构 数据的集成问题，只有这些孤立的数据都集成起来，提供给用户一个统一的视图， 才有可能从巨大的数据源中获取所需要的东西【l j 。其次是选用合适的技术进行数据 分析、集成和处理。集成是一项很艰巨的工作，信息的增加和信息源的多样性结合 在一起，检索有用信息的工作变得非常复杂。企业不但要访问传统的应用程序来源， 还要访问可扩展标记与语言( x m l ) 文档、文本文档、扫描的图像、视频剪辑、传 东北大学硕士学位论文第一章绪论 入的新闻、w e b 内容、电子邮件、分析性三维数据和特殊用途的存储。另外，一个 实用的信息服务和数据集成系统也应该具有以下特点：智能性、开放性和主动性【2 】。 根据信息系统的具体项目需求，以b e a 公司的w e b l o g i cs e r v e r 为核心，建立 了一个符合j 2 e e 标准的多层应用系统框架。在w e b l o g i cs e r v e r 开放的应用服务器 上，借助产品化的通用组件，开发信息系统的业务和业务应用，集成各个业务子系 统。应用系统的模块之间利用控件技术建立松耦合关联，系统的升级、修改和移植 简单容易。因为系统整体构架在开放的w e b l o g i cs e r v e r 应用服务器之上，用户也可 以广泛选用第三方产品完成诸如内容管理，安全认证等多种服务。在集成平台应用 服务器上开发的应用系统可以在异构的硬件平台和操作系统以及数据库系统上平滑 扩展和迁移。这种性能的实现是通过集成平台对j 2 e e 标准的完整支持和优异的产 品结构达到的。为了适应关键业务系统稳定需求，集成平台通过强大的集群功能， 可以保证应用系统7 x 2 4 等级的可靠运行。 基于j a v a 技术的j 2 e e 是目前企业应用系统开发中应用较为广泛的一个规范， 它不依赖于运行的硬件平台和操作系统。j 2 e e 平台以j 2 s e 规范为基础，增加了许 多重要的企业级技术，其中用于与旧系统集成的技术有：访问与交换数据、转换数 据、消息代理、j 2 e e 连接器结构、分布式对象、组件和简单对象访问协议；用于与 新系统集成的技术有：用于对象间通信的i i o p 协议、j a v a 事务服务和j a v a 事务a p i ： 基于用于事务管理的c o r b ao b j e c tt r a n s a c t i o ns e r v i c e 等技术。用j 2 e e 平台开发 业务逻辑或者中间层组件的最重要的技术就是e j b ，e j b 提供了对主要的企业技术 如远程访问、安全、事务、持久和生命期管理等多种支持分布对象计算的服务，便 利了业务组件的开发。j 2 e e 己成为目前几种企业应用集成平台中的首选。本文亦采 用基于j 2 e e 的中间件来实现异构数据库集成。 1 2 课题来源 i t 环境始终处在一种变化的状态之中，新应用层出不穷，套装应用程序版本级 别的变化就会在基础构架各环节引发连锁反应，企业始终存在尝试下一个新的工具 或下一项新技术的机会，企业的信息集成将是一项长期的工作，正因为如此，才不 断有企业开始将工作重心向集成体系结构转移，各公司都在着手解决业务集成问题 及定义将为企业的未来发展奠定基石的集成体系结构和基础构架问题。所以，对异 构数据源集成的要求是非常迫切并将长期存在下去。黎明公司的多个子系统的集成 是本课题选题的主要来源。 在黎明信息系统中，需要将各部门和单位的多个信息系统进行整合。因此必须 考虑采用总线形式的集成方案。通过应用集成框架，利用w e b 服务，将不同的应用 一2 一 东北大学硕士学位论文第一章绪论 系统按照总线结构集成到统一的平台之上。 电子业务依赖多个系统，不但要支持内部的重点流程，还要支持面向客户和商 业合作伙伴的流程。这些应用和系统很少能独立运作，它们必须依靠其它应用提供 数据或企业应用需要的信息。通过集成应用系统把制造过程子系统与生产运作过程 的其他子系统( 产品开发、物料储运与供应、市场营销等) 有机地连接集成起来形 成一个集成系统。把零散的、孤立的、按专业划分的各个生产环节联成有机的制造 系统，从c a d 、数控编程、计算机直接数控加工到建立燃机制造全过程的信息交换 与传递体系。面对燃气轮机产品结构复杂、研制周期长、制造精度要求高、产品服 务周期长、售后服务难度大、国内国际合作面广等生产经营特点，计算机集成数字 化制造技术尤为重要。把燃机制造工程系统自动化控制的空间扩展到市场、产品开 发、产品设计、加工制造、质量检验、市场销售、售后服务等。作为我们制造企业 的全过程，不仅要对物质流和质量流实行计算机集成控制，而且要实现生产全过程 的信息流的计算机的集成控制和知识化。要通过互连网实行虚拟企业等形式的集成 联作，公司的企业结构不再是不变的，而是要根据市场用户目标和环境的变化进行 自动组合，动态的进行调整组织结构，从而形成对市场需求变化具有较强的动态适 应能力。 本课题在于如何实现异构数据库的集成，形成统一的共享数据库平台即中央数 据库，不仅实现数据的共享，同时还能实时反映各子系统数据库的不断变化，也即 设计一套系统，来解决异构数据库整合上的问题，为企业数据的查询提供方便。 1 3 国内外研究现状 异构数据库集成并不是一个新的研究领域，随着x m l 技术的采用，该领域又 重新成为了研究的热点【3 】。目前已经研制出来的异构数据库集成系统有很多，这里 选取了其中有代表性的三个系统，介绍如下： ( 1 ) g a r l i c 是美国i b m 公司a l m a d e n 研究中心数据库组的一个开发项目，其目 的是开发一个集成系统对大规模异构多媒体信息进行管理。该系统把传统的和多媒 体数据存储在不同的数据仓库中，比如说数据库、文档、文本管理器、图像管理器、 视频服务器等等。g a r l i c 支持新的数据仓库添加，并通过一个“中间件”查询处理器 提高查询效率。这个查询处理器利用数据库查询优化技术去提升本地相关基础的数 据仓库的搜索能力。 ( 2 ) l o r ( l i g h tw e i g h to b j e c tr e p o s i t o r y ) 是美国s t a n d f o r d 大学设计的一个专门用 于管理半结构化信息的数据库管理信息系统，可以对半结构化数据o e m 和x m l 数 据进行存储和管理。l o r e 包含了标准数据库的一些特性，如：多用户支持、日志和 一3 一 东北大学硕士学位论文第一章绪论 恢复功能以及查询和更新语言。同时l o r e 也提供了其他一些操作数据库的工具。 ( 3 ) v e r s a t i l e 是东南大学开发的一个基于c o r b a 的可扩展的异构数据源集成系 统原型。该模型在i o n a 公司的o r b i x 产品上，对s q ls e r v e r 、v e r s a n t 、文件系 统、超文本数据进行包装和集成。该系统不仅能集成上述数据源，而且能集成随时 插入的新的数据源中的数据。 比较而言，主要的还是国外。 目前，集成异构数据库主要有以下四种方案： ( 1 ) 给各种异构数据库都建立用户交互接口，不进行任何模式的集成。这种方 法实现简单，但用户不能透明访问数据，而且增加新的异构型数据库时，必须增加 新的接口不利于系统的扩充。 ( 2 ) 建立联邦数据库系统f d b s ( f e d e r a t e d d a t a b a s e s y s t e m ) 。它是由一组互 相协作的但保持各自自治性的成员数据库系统组成，各个成员数据库之间仅存在着 松散的联邦式藕合关系，没有全局统一模式【l0 1 ，它们通过定义输入、输出模式进行 彼此之间的数据访问，从而实现不同程度的数据集成；因此它可以在维持局部成员 数据库自治的前提下，对异构的成员数据库进行部分的集成，并提供数据的共享和 透明的访问，具有分布性、自治性和异构性的特征。联邦数据库系统代表没有集成 和完全集成的折中方案，这种方法比较复杂，不适合普通应用系统的使用，一般由 大型数据库厂商开发。 ( 3 ) 利用软件厂商提供的现成中间件集成异构数据库。中间件位于异构数据库 系统( 数据层) 和应用程序( 应用层) 之间，向下协调各数据库系统，向上为访问集成数 据的应用提供统一数据模式。该方法不需要改变原始数据的存储和管理方式，使用 方便，但是价格太高。 ( 4 ) 建立数据仓库。它是把来自于多个数据库的数据副本都存储在单一的数据 库中。 在这种结构中，所有数据库的数据都被抽取出来，合成一个全局模式，并存储 在数据仓库中，这在用户看来与一般的数据库系统无异。数据仓库支持对历史数据 的访问，用户也可以通过数据仓库提供的统一的数据接口进行决策支持的查询，只 是该方法需要实现数据的定期更新。 通过以上对目前国内外实现异构数据库集成状况的分析比较，各种方案都各有 利弊，从实用的角度来看上述方案都不能解决目前中小企业部门存在的异构数据库 的数据集成问题。 j m s ( j a v am e s s a g es e r v i c e ) ，具有j a v a 语言特有的平台无关性，而且采用异 步机制处理分布式应用，能够通过消息服务器实现可靠和健壮的消息传递，满足了 分布式环境下异构平台的交互行为的需要【2 ，而x m l 逐步成为数据表示和信息交 换的工业标准，它为异构及不同平台的关系数据库，提供了数据传送的平台，而且 一4 一 东北大学硕士学位论丈第一章绪论 具有强大的网络传输功能。因此，两者的结合可以很好的解决异构数据库之间的数 据通信问题。 1 4 本文工作 本文通过对己有的异构数据库集成方案的研究和国内外研究现状及存在问题的 分析，针对黎明不同业务系统之间，黎明与其它单位系统之间，以及可能与其它单 位之间存在大量的数据交换而提出了异构数据库集成。这种交换存在一些特点：数 据源数量较大，数据库异构，应用系统异构，提取的数据内容因不同业务需求而多 种多样。如果采用常规的单点数据库访问方法，需要针对不同系统编写不同应用接 口，工作量巨大且接口专用封闭，无法简单更改和移植。利用集成平台中的消息传 递机制和数据库访问模块，则可以有效地解决这一问题。因此提出了基于第三种方 案( 即中间件系统模式) ，即用基于j a 、，a 和x m l 的中间件实现异构数据库系统集成。 通过前面的分析可知，异构数据库集成的主要难点是如何解决不同平台不同数 据库之间的数据通信和多个数据源的集成问题。j 2 e e 规范中的j m s 规范具有j a v a 语言特有的平台无关性，而且采用异步机制处理分布式应用，满足了异构平台的交 互行为，x m l 作为一种可扩展性标记语言，其自描述性使其非常适合不同应用间的 数据交换，作为一个数据交换的标准，x m l 在数据集成领域发挥着越来越重要的作 用。 建立一个中央数据库，集成所有异构数据库的共享数据，由j m s 来建立异构数 据库与中央数据库之间的数据通信框架，保证数据传输的安全、可靠；由x m l 来 定义数据传输的格式，实现数据信息的统一化、标准化。j m s 和x m l 的集成应用 给现代企业的分布式应用提供了一个信息交互平台，解决了中小企业在异构数据集 成中存在的问题。本文讨论了这样一种应用模式，并实现了一具体平台并详述了其 应用。 本文所做的主要工作归纳如下： ( 1 ) 研究中间件的定义、作用等相关知识，说明利用中间件来实现异构数据库 集成方案的可行性。 ( 2 ) 研究j m s 体系结构、消息传输、应用开发和b e aw e b l o g i cs e r v e r 等方面 的知识，分析了j m s 所提供的消息传输的可靠性机制，说明用j m s 来实现消息的 传输的可行性。 ( 3 ) 研究x m l 的基本内容，并分析了x m l 适用于数据表示、文档转换、与数 据库转换等技术的优势，说明其适合数据交换的特点。 ( 4 ) 基于j m s 和x m l 的异构数据库集成总体设计方案介绍，介绍了其平台层 一5 一 东北大学硕士学位论文第一章绪论 次结构，平台流程、平台设计的重点和难点及平台特点。 ( 5 ) 平台的具体实现，采用基于j 2 e e 平台的开发工具( w e b l o g i c + j b u i l d e r ) ， w i n d o w s 操作系统下实现s q l s e r r v e r 2 0 0 0 ，m y s q l ，a c c e s s 等异构数据库的集成平台。 该平台包括客户端数据变化的提取，消息发送，消息接收等功能。 ( 6 ) 客户端的设计与实现，可以通过登录i n t e m e t 浏览器可很方便的对此中间件 集成平台的访问，来查询中间件中央数据库中自己所需要的信息，由t o m c a t + j b u i l d e r 来实现。 一6 一 东北大学硕士学位论文 第二章异构数据库集成中间件的体系结构 第二章异构数据库集成中间件的体系结构 随着互联网的发展，企业的信息系统和以往相比已发生了很大的变化。企业级 的应用己不再满足于单机系统和简单的客户服务器系统，而是向着三层和多层体系 结构的分布式环境不断迈进。所谓三层结构，就是在原有的“两层结构”( 客户端和服 务器端) 之间增加了一层组件，这层组件包括事务处理逻辑应用服务、数据库查询代 理数据库等。随着这层组件的增加，两层结构向三层结构转变后，客户端和服务器 端的负载就相应减轻了，跨平台、传输不可靠等问题也得到了解决。增加的这层组 件就是我们所说的“中间件”。中间件在三层结构中主要充当中间层，完成数据安全 和完整传输，通过负载均衡来调节系统的工作效率，从而弥补两层结构的不足。在 分布式环境中，无论硬件平台还是软件平台都不可能做到统一。大规模的应用软件 通常要求在软、硬件各不相同的分布式网络上运行。为了更好地开发和应用能够运 行在这种异构平台上的软件，迫切需要一种基于标准的、独立于计算机硬件及操作 系统的开发和运行环境，中间件技术就应运而生了【9 1 。 2 1 异构数据库集成中间件集成方案 针对黎明信息系统的建设，在解决方案的总体架构上，按照其功能的不同，采 用n t i e r 即多层体系架构，通过分层的技术把系统的不同类型技术和业务需求分离 开来使用基于集成平台提供的控件为结构单元来开发应用系统方案。方案核心是利 用w e b 服务建立统一的应用门户系统，统一安全管理系统，统一的数据提取整合 系统，统一的信息分发系统，结合内容管理和应用集成完成业务处理过程，提供业 务系统过程中信息交互，并且可以和其它部门或单位进行协同工作。 在这个方案中，利用集成平台的开发工具可以方便地将各个应用系统进行w e b 服务封装，使各个子系统之间利用w e b 服务提供的标准“信息管道”，紧密而自由 的连接。 这里根据信息系统的具体需求，以b e a 公司的w e b l o g i cs e r v e r 为核心，建立 了一个符合j 2 e e 标准的多层应用系统框架。在w e b l o g i cs e r v e r 开放的应用服务器 上，借助产品化的通用组件，开发信息系统的业务和业务应用，集成各个业务子系 统。应用系统的模块之间利用控件技术建立松耦合关联，系统的升级，修改和移植 简单容易。因为系统整体构架在开放的w e b l o g i cs e r v e r 应用服务器之上，这样不但 可以选用b e a 公司的产品组件，也可以广泛选用第三方产品完成诸如内容管理，安 全认证等多种服务。在b e aw e b l o g i cs e r v e r 应用服务器上开发的应用系统可以在 一7 一 东北大学硕士学位论文第二章异构数据库集成中间件的体系结构 异构的硬件平台和操作系统以及数据库系统上平滑扩展和迁移。这种性能的实现是 通过集成平台对j 2 e e 标准的完整支持和优异的产品结构达到的。为了适应关键业 务系统稳定需求，通过强大的集群功能，可以保证应用系统的可靠运行。 2 2 集成的体系结构 利用集成平台构建信息系统的功能逻辑结构如图2 1 所示。它包含用户层、应 用层、数据层等多个逻辑层。其中业务支撑平台由w e b l o g i cs e r v e r 应用服务器， p o r t a l 门户，统一数据集成以及用于多种系统间复杂集成和业务流程管理的 i n t e g r a t i o n 构成。利用w e b 服务和s e r v e r 提供的j m s 功能进行信息和数据交换，以 及应用传输，从而完成统一信息门户，统一数据提取整合，统一信息( 数据) 分发， 统一应用和流程集成和统一安全管理功能，在此应用支撑平台上集成各个业务子系 统和合作单位的应用系统和应用数据库。 业务系统子层 一业务支撑子层 出 用 一一一 层 应用平台子层 服务渠道子层 营园魄蕊塑盔髫戮搦幽 静秘 随罗鳓盏蓝酾 筘阉 隧面i k 二可”匕 安 全 支 撑 平 孽翱瓣溺睁黔鹗褐稿i ? 黝黝溯黝缈獬鳓黝黝茹嬲獬獭渤戮翳黝溺涮 ；鬟w 曲服务器 ， 蘧 w a p 服务器 囊砉 。、 图2 1 集成的逻辑结构 f i g 2 1l o g i ca r c h i t e c t u r eo fi n t e g r a t i o n 在图中所描述的各个模块子系统之间利用标准接口进行调用和数据传递，接口 开放和松耦合关联。用户访问，数据存取和信息通信安全保证置于集成平台提供的 一8 一 曲首 ：目 一一一一一一一一 层一 层 子一 子 理 务 管 服 据 据 数 数 数据层 东北大学硕士学位论文第二章异构数据库集成中间件的体系结构 开放安全管理框架之上。 2 2 1 数据集成 信息系统中的数据库是由各业务系统导入、抽取、并结合系统本身的监管数据 而形成的，数据库存放数据库服务器，通过数据交换进行汇总数据。 企业不同业务系统之间，企业与其它单位系统之间，以及可能的其它单位之间 存在大量的数据交换需求。这种交换存在一些特点：数据源数量较大，数据库异构， 应用系统异构，提取的数据内容因不同业务需求而多种多样。如果采用常规的单点 数据库访问方法，需要针对不同系统编写不同应用接口，工作量巨大且接口专用封 闭，无法简单更改和移植。利用集成平台中的消息传递机制和数据库访问模块，则 可以有效地解决这一问题。 集成平台可以从异构的数据源提取数据字段，将结果转换成为x m l 文档格式， 利用w e b 服务接口供不同的应用系统使用或转储。利用这样的功能，企业可以实 时地从各个其它应用系统的数据库系统中和本地的数据库系统中抽取数据，供应用 系统进行分析和处理。其它单位也可以按照安全规则访问需要的数据。从而将信息 系统使数据的全局访问透明化。又因为使用w e b 服务进行数据交换传输，保证了 系统的开放性。 在信息系统中，存在这样的需求，企业将政策和业务信息需要发布到其它单位。 信息传递要求安全可靠，并且统一使用w e b 服务，下传的数据可以被应用使用和 方便的保存到数据库中。为了实现这样的需求，需利用j m s ( j a v am e s s a g es y s t e m ) 传递w e b 服务内容。消息传递可以通过m e s s a g e b r o k e r 进行消息路由。集成平台支 持可靠的消息传递机制，保证传递的消息内容不会丢失。进一步地，集成平台支持 消息传递过程中地事务处理( t r a n s a c t i o n ) ，确保信息地完整性。结合j m s 丰富的通 信功能，可以增强数据交换性能，提供统一开放的接口，简化开发工作。利用j m s 传递s o a p 消息，可以完全利用w s s e c u r i t y 规范提供的安全保证，对消息进行加 密和数字签名。 由于消息内容是采用x m l 格式文档，可以方便的通过定制x m ls c h e m a 将x m l 数据自动转换为数据库对应数据格式，将其存入本地数据库中。 2 2 2 应用集成 利用集成平台可以轻松地将企业项目的各应用系统集成在一起，完成业务流程 处理和工作流处理，有效协调企业内部以及企业与下属单位之间的工作流程，起到 有效监管和指导作用。 企业信息系统需要整个流程横跨多个部门的多个应用系统。在多个应用系统之 间进行交互。这样就需要通过工作流引擎实现基于工作流程的整合。 一9 一 东北大学硕士学位论文 第二章异构数据库集成中间件的体系结构 工作流管理器就成为业务支撑系统的核心，将业务系统构造在基于标准的工作 流基础上，实现业务逻辑和应用逻辑的剥离，使得管理人员能够自行定义和管理数 据业务的流程，实现业务管理的闭环结构。 工作流管理器应与基本专业子系统基于统一的应用服务器平台，以满足数据支 撑系统统一性的需求。同时，应建立基于流程管理器的原型系统，对流程管理器进 行功能和性能的评估。基于平台框架的实现流程自动化的e a i ( 企业应用集成) 系 统的主要特点包括： ( 1 ) 以集成框架为基础，完全包含集成平台中的基于接口的功能 ( 2 ) 系统间的信息将不仅仅是用于共享，这些信息将被有效的管理起来 ( 3 ) 集成平台要包含工作流管理器的功能和工具 ( 4 ) 集成平台中扩展的主要功能包括：工作流定义、信息的自动路由，自动判 断。 数据系统内部的数据需要转换成对外的应用接口数据( 通常以x m l 为格式) ， 为了实现这种内部系统的数据和外部系统的数据整合的功能，集成平台需要通过数 据集成来完成这一需求。集成平台支持多种数据格式( x m l 和n o n x m l ) 转换。 两种数据转换包含两个部分：设计时工具( d e s i g nt i m e ) 与运行时( r u nt i m e ) 引 擎。 2 3 本章小结 目前，几乎所有的大企业都面临着一个信息化难题：在企业内部和企业之间需 要整合大量的应用系统和数据源，实现企业范围内的互操作和数据共享，这被称之 为企业应用集成( 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 i ) 。这些应用系