李 東，吳龍濤

(裝甲兵工程學(xué)院 信息工程系，北京 100072)

裝備器材保障擔(dān)負著為裝備恢復(fù)戰(zhàn)斗能力創(chuàng)造條件的重任，在信息化條件下的一體化聯(lián)合作戰(zhàn)中具有重要地位和作用［1］。目前，各級裝備器材管理部門基本建成了獨立運行的、覆蓋單項業(yè)務(wù)的管理信息系統(tǒng)，用于裝備保障業(yè)務(wù)的管理，提高了管理水平和工作效率，但無法實現(xiàn)戰(zhàn)略級裝備器材保障信息資源的集成和共享。特別是隨著裝備器材種類越來越多，業(yè)務(wù)需求日益復(fù)雜，原有手段難以靈活、快速地響應(yīng)需求變更;現(xiàn)有信息系統(tǒng)沒有統(tǒng)一的體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，難以實現(xiàn)信息綜合和共享，彼此形成了的“信息孤島”［2］。

近幾年，面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)(SOA)以其松耦合、粗粒度、平臺無關(guān)性、業(yè)務(wù)敏捷性等特點成為軟件體系結(jié)構(gòu)新的發(fā)展階段［3］。在傳統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)無法滿足裝備器材保障信息化需求的情況下，基于SOA 開發(fā)戰(zhàn)略級裝備器材保障信息系統(tǒng)可以快速靈活地應(yīng)對業(yè)務(wù)變化，并在維持現(xiàn)有系統(tǒng)的前提下破除“信息孤島”，實現(xiàn)資源共享。

1 相關(guān)技術(shù)

1.1 面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)(Service Oriented Architecture，SOA)

面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)(SOA)［4］是一個組件模型，它將應(yīng)用程序的不同組件單元(稱為服務(wù))通過這些服務(wù)之間定義良好的借口和契約聯(lián)系起來。接口是采用中立的方式進行定義，它獨立于實現(xiàn)服務(wù)的硬件平臺、操作系統(tǒng)和編程語言。

SOA 通過網(wǎng)絡(luò)對松耦合、粗粒度服務(wù)進行分布式部署，所有服務(wù)的具體實現(xiàn)、位置和傳輸協(xié)議對調(diào)用者來說都是透明的，服務(wù)調(diào)用者根據(jù)不同業(yè)務(wù)需求進行重組和使用。通過業(yè)務(wù)驅(qū)動服務(wù)，服務(wù)驅(qū)動技術(shù)，SOA 讓系統(tǒng)變得更有彈性。

1.2 Web 服務(wù)(Web Services)

Web 服務(wù)是建立可互操作的分布式應(yīng)用程序的新平臺。作為重要的SOA 實現(xiàn)技術(shù)，Web 服務(wù)(Web Services)已得到廣泛應(yīng)用。Web 服務(wù)通過URL 識別，并通過XML 語言進行定義、描述和發(fā)現(xiàn)，具有完好的封裝性、松耦合性和高度的可集成能力［5］。

Web 服務(wù)具有良好的封裝性、松耦合、為實現(xiàn)服務(wù)互操作性，Web 服務(wù)平臺提供了一套標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議，用于溝通不同的平臺、編程語言和組件模型中的不同的類型系統(tǒng)。參考W3C 提議的Web Services 互操作性疊層，將Web Services 的各種典型操作和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成一個技術(shù)間相互依賴的協(xié)議棧，如圖1 所示，上層功能必須依靠下層的支持。

圖1 Web 服務(wù)協(xié)議棧

1.3 企業(yè)服務(wù)總線(Enterprise Service Bus，ESB)

企業(yè)服務(wù)總線(ESB)［6］提供了一種實現(xiàn)SOA 的基礎(chǔ)架構(gòu)模式。ESB 是傳統(tǒng)中間件技術(shù)與XML，Web 服務(wù)等技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，它提供了一種在松耦合的服務(wù)和應(yīng)用之間標(biāo)準(zhǔn)的集成方式，實現(xiàn)異構(gòu)環(huán)境中的服務(wù)、消息以及基于事件的交互。

ESB 在SOA 中負責(zé)幫助服務(wù)的集成，而不參與業(yè)務(wù)邏輯，它的功能:在服務(wù)與服務(wù)之間路由消息;在請求者與服務(wù)者之間轉(zhuǎn)換傳輸協(xié)議;在請求者與服務(wù)者之間轉(zhuǎn)換消息格式;處理來自于各種異構(gòu)源的業(yè)務(wù)事件;保證服務(wù)質(zhì)量(安全、可靠和交互處理)。

如果沒有ESB，服務(wù)的請求者和服務(wù)的提供者之間必須要通過接口建立顯式的點到點的調(diào)用，這在擁有大量服務(wù)和復(fù)雜業(yè)務(wù)的大型系統(tǒng)中是不堪設(shè)想的。使用ESB 作為大型系統(tǒng)中整合應(yīng)用和服務(wù)的一個靈活的基礎(chǔ)架構(gòu)，可以大大減少接口的數(shù)量，降低系統(tǒng)復(fù)雜度，實現(xiàn)服務(wù)位置的透明化，提高系統(tǒng)的可擴展性，使得SOA 更為強大。圖2 為引入ESB前后服務(wù)調(diào)用的對比示意圖。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)總體功能設(shè)計

根據(jù)裝備器材保障信息化建設(shè)的要求，結(jié)合我軍裝備器材保障體制特點和業(yè)務(wù)管理關(guān)系，裝備器材保障信息化網(wǎng)絡(luò)平臺采用開放互聯(lián)的多層網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，依托軍網(wǎng)搭建戰(zhàn)略、戰(zhàn)役、戰(zhàn)術(shù)三級網(wǎng)絡(luò)平臺，實現(xiàn)總部機關(guān)、軍區(qū)機關(guān)、各部隊單位以及各級倉庫之間的互聯(lián)互通［7］。

圖2 ESB 對SOA 的改進

基于SOA 的戰(zhàn)略裝備器材保障信息系統(tǒng)的總體功能是依托三級網(wǎng)絡(luò)平臺［8］，在異構(gòu)環(huán)境下，建立分布式數(shù)據(jù)庫，形成一個共享數(shù)據(jù)環(huán)境，實現(xiàn)總部機關(guān)、軍區(qū)機關(guān)、各級部隊、倉庫之間的雙向信息溝通，將器材籌措、儲存、供應(yīng)、戰(zhàn)時保障等環(huán)節(jié)連成一個閉環(huán)信息流，實現(xiàn)全軍裝備器材信息的全系統(tǒng)、全過程、全方位的管理，并為各級部門提供信息管理和服務(wù)，以及輔助決策支持的功能。系統(tǒng)的總體功能見圖3。

圖3 系統(tǒng)功能示意圖

2.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

根據(jù)面向業(yè)務(wù)不同，基于SOA 的戰(zhàn)略裝備器材保障信息系統(tǒng)可以細化為器材網(wǎng)絡(luò)管理、器材資源管理、決策支持等子系統(tǒng)［9］;根據(jù)面向用戶不同，系統(tǒng)又可劃分為戰(zhàn)略、戰(zhàn)役、戰(zhàn)術(shù)等三級信息系統(tǒng)。如圖4 所示，系統(tǒng)充分考慮裝備器材保障的特點和系統(tǒng)的靈活性、兼容性、可移植性及可擴展性，對于各級信息系統(tǒng)，利用組件化軟件開發(fā)模式，設(shè)計經(jīng)費管理、訂貨合同、器材分配等若干粗粒度的服務(wù)組件，并發(fā)布到ESB 中。不同業(yè)務(wù)部門根據(jù)業(yè)務(wù)管理內(nèi)容和特點，通過網(wǎng)絡(luò)平臺，從ESB 中選擇相應(yīng)的服務(wù)組件進行組裝，從而滿足不同的業(yè)務(wù)管理需要。

圖4 基于SOA 的裝備器材保障信息系統(tǒng)架構(gòu)

為了更好地實現(xiàn)各級信息系統(tǒng)之間的服務(wù)共享和服務(wù)權(quán)限控制，采用聯(lián)合ESB 是一個很好的解決方案:不同部隊單位、軍區(qū)機關(guān)在各自網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)內(nèi)使用單獨的ESB，通過軍網(wǎng)實現(xiàn)ESB 的互聯(lián)。上級單位的ESB 與下級單位的ESB 是主-從關(guān)系，主ESB 控制參與者可以訪問哪些內(nèi)容。圖5 為聯(lián)合ESB 部署模式。

圖5 聯(lián)合ESB 在系統(tǒng)中的部署模式

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1 基于J2EE 的系統(tǒng)架構(gòu)實現(xiàn)

J2EE 是一種來簡化企業(yè)解決方案的開發(fā)、部署和管理相關(guān)的復(fù)雜問題的體系結(jié)構(gòu)［10］。J2EE 為搭建具有可伸縮性、靈活性、易維護型的商務(wù)系統(tǒng)提供了良好的機制。結(jié)合J2EE 技術(shù)，可以實現(xiàn)基于SOA 的戰(zhàn)略裝備器材保障信息系統(tǒng)架構(gòu)，如圖6。由于J2EE 技術(shù)當(dāng)前應(yīng)用廣泛，這個架構(gòu)應(yīng)該具有典型意義的，而且它也是嚴格遵循了SOA 特性。

圖6 基于J2EE 實現(xiàn)的系統(tǒng)架構(gòu)

J2EE 體系中，通常采用EJB 組件或Spring 來實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯層，而在SOA 系統(tǒng)中業(yè)務(wù)是基于服務(wù)的，于是采用把業(yè)務(wù)邏輯層的組件包裝成Web Service 的方式，使用Web Service 作為SOA 的服務(wù)提供者，由無狀態(tài)會話bean 生成，通常是粗粒度的，對應(yīng)企業(yè)的業(yè)務(wù)邏輯。同時，使用企業(yè)服務(wù)總線(ESB)技術(shù)來實現(xiàn)SOA 中的服務(wù)中介，服務(wù)請求不用直接發(fā)送到服務(wù)提供者，而是先送到服務(wù)總線，由服務(wù)總線將請求消息轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)提供者，得到返回消息后，服務(wù)總線再轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)請求者。并且，在J2EE 體系的控制層之下添加了一個服務(wù)調(diào)用層，用來封裝對服務(wù)的具體調(diào)用代碼，編寫服務(wù)調(diào)用代碼時需要從服務(wù)總線獲得服務(wù)的WSDL 描述文件，然后根據(jù)此文件進行編寫。

3.2 ESB 選擇［11］

目前，已有不同的廠商推出了自己的ESB 產(chǎn)品，但是這些產(chǎn)品的體系結(jié)構(gòu)各異，所具有的功能和實現(xiàn)的程度也不盡相同，所以在進行大型復(fù)雜系統(tǒng)的SOA 應(yīng)用構(gòu)建時，就要選擇一個適合的產(chǎn)品。BEA 發(fā)布的Aqua Logic Service Bus(ALSB)可以運行在Windows，Linux 和Solaris 等不同操作系統(tǒng)上。ALSB 是完全的現(xiàn)代ESB，它提供了智能的消息代理、動態(tài)傳送和轉(zhuǎn)換，所有這些都支持與服務(wù)生命周期管理功能(包括服務(wù)注冊、監(jiān)控和定義閾值的服務(wù)水平協(xié)議(Server Level Agreement，SLA)實施)集成的異構(gòu)服務(wù)端點。

3.3 系統(tǒng)特色

基于SOA 的戰(zhàn)略裝備器材保障信息系統(tǒng)，依托部隊三級網(wǎng)絡(luò)體系，采用聯(lián)合ESB 部署模式，能夠有效解決當(dāng)前裝備器材保障信息化中存在的諸多問題。相比當(dāng)前部隊大多信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有以下特色［12］:

1)連通“信息孤島”，實現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)之間的互操作。SOA 架構(gòu)中，使用不同操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、技術(shù)平臺的系統(tǒng)借助ESB 可以互相訪問，總部可以無障礙的獲取各軍區(qū)、各部隊的器材保障信息;

2)靈活、快速地響應(yīng)業(yè)務(wù)需求變更。SOA 從現(xiàn)有的服務(wù)中組合新的服務(wù)的能力為靈活、快速地響應(yīng)器材保障業(yè)務(wù)的需求變更提供了獨特的優(yōu)勢;

3)充分利用現(xiàn)有的資產(chǎn)。通過將現(xiàn)有的IT 資產(chǎn)按照Web 服務(wù)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)包裝為服務(wù)，各部門可以繼續(xù)使用已有系統(tǒng)，而不必推倒重建;

4)增加重用，減少成本。通過以松耦合的方式公開業(yè)務(wù)服務(wù)，各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)可以根據(jù)業(yè)務(wù)要求更輕松地使用和組合服務(wù)。這意味著資源副本的減少、重用可能性增加。

5)支持服務(wù)的“即插即用”，系統(tǒng)擴展易于實現(xiàn)。因為服務(wù)之間的松耦合特性，在對系統(tǒng)進行擴展時，只需要將新開發(fā)的服務(wù)發(fā)布到ESB 中，就可以被各業(yè)務(wù)系統(tǒng)調(diào)用。

4 結(jié)束語

結(jié)合部隊裝備器材保障的特點和現(xiàn)狀，提出了基于SOA的戰(zhàn)略裝備器材保障信息系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計。架構(gòu)結(jié)合了SOA、Web Service、ESB 等主流技術(shù)，并以J2EE 技術(shù)描述了系統(tǒng)架構(gòu)實現(xiàn)，嚴格遵循了SOA 的實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。在下一步工作中，要對ESB 的一些深層機制，如路由、格式轉(zhuǎn)換等方面進行深層研究;探討基于ESB 的SOA 架構(gòu)的安全性問題;擴展SOA 架構(gòu)，使其能面向不同的技術(shù)、協(xié)議、應(yīng)用。

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