周著榮 陳 濤 邵晨龍 曾文藝

（1、武漢鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢430200 2、漢船舶通信研究所，湖北 武漢430200）

1 概述

隨著高校校園管理逐漸向數(shù)字化方向發(fā)展。利用網(wǎng)絡(luò)的高效、靈活扁平化特點(diǎn)，使高校的各種資源得到充分的利用和共享。建設(shè)數(shù)字化校園是適應(yīng)外部競(jìng)爭(zhēng)發(fā)展要求、提高高?？蒲薪虒W(xué)管理水平、改善高校校園文化和自身形象的正確方向；也是體現(xiàn)高校切實(shí)提升師生服務(wù)質(zhì)量、充分利用各種資源調(diào)動(dòng)廣大師生學(xué)習(xí)生活熱情與活力、增強(qiáng)校園信息化建設(shè)水平的內(nèi)在要求。

校園管理數(shù)字化通過校園園區(qū)網(wǎng)承載設(shè)施、園區(qū)基礎(chǔ)服務(wù)、應(yīng)用承載、數(shù)字化服務(wù)以及門戶層構(gòu)建而成，門戶層是整個(gè)園區(qū)的中心節(jié)點(diǎn)。

2 校園園區(qū)門戶需求分析

師生是高校的服務(wù)對(duì)象，教、學(xué)是其核心，因而校園園區(qū)管理數(shù)字化的關(guān)鍵和突破口應(yīng)該是教與學(xué)兩個(gè)相關(guān)過程的信息化，最直接的服務(wù)對(duì)象即廣大教師和學(xué)生群體。

對(duì)于通用的校園門戶，應(yīng)該具備包括用戶和門戶交互、用戶和用戶交互以及門戶和門戶交互三重主要功能，具體分析如下：

2.1 用戶和門戶交互。用戶和門戶交互是校園門戶乃至所有門戶的最突出功能，校園網(wǎng)應(yīng)盡可能向師生提供校園教學(xué)管理、教務(wù)管理、黨建組織、文體娛樂、生活便利等設(shè)計(jì)在校各類人員的方方面面的在線交互功能。

（1）單點(diǎn)登錄。當(dāng)用戶同時(shí)訪問多個(gè)不同類型的應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，無需進(jìn)行重復(fù)登錄，便能通過一套賬戶、口令在各應(yīng)用系統(tǒng)中穿梭并使用相應(yīng)賬戶權(quán)限執(zhí)行系統(tǒng)的各類數(shù)據(jù)操作。單點(diǎn)登錄實(shí)現(xiàn)了跨系統(tǒng)、跨應(yīng)用的用戶認(rèn)證切換問題，用戶在同一校園門戶下不同應(yīng)用之間的切換，無需重復(fù)認(rèn)證，而交由單點(diǎn)登錄認(rèn)證節(jié)點(diǎn)實(shí)施認(rèn)證操作。（2）內(nèi)容管理。內(nèi)容管理通過基于站點(diǎn)的文件索引和文件存儲(chǔ)等手段和技術(shù)，提供用戶賬戶相關(guān)的文件，包括涉及校園園區(qū)網(wǎng)各主要應(yīng)用的內(nèi)容以及用戶私人創(chuàng)建的文件等，實(shí)施統(tǒng)一的歸檔和調(diào)度；并向特定用戶提供文件的新建、編輯、審核、發(fā)布以及資料查詢、存儲(chǔ)、讀取等操作。（3）應(yīng)用集成。校園門戶最基本的職責(zé)就是完成應(yīng)用歸集，為校園各類應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)施集成，以便各類信息的統(tǒng)一訪問和協(xié)同處理。支持現(xiàn)有的、待部署的、待更新的各項(xiàng)應(yīng)用及其文件庫(kù)的內(nèi)容歸檔。依據(jù)不同的應(yīng)用需求采取對(duì)應(yīng)的策略實(shí)現(xiàn)集成，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)源、網(wǎng)絡(luò)資源等之間的貫通。

2.2 用戶和用戶交互。在目前所運(yùn)行的校園門戶下，教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生彼此、教師與教師彼此往往缺乏互動(dòng)的橋梁。尚未發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的潛力，以利創(chuàng)新和豐富教學(xué)過程，從時(shí)間和空間上對(duì)教學(xué)過程進(jìn)行補(bǔ)充完善，未能提供師生之間的交流展示平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)教學(xué)過程或教學(xué)成果的資源共享。

2.3 門戶和門戶交互。一般而言，門戶是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的應(yīng)用集合，在現(xiàn)有門戶實(shí)現(xiàn)案例中較少存在門戶之間的交互，而如果門戶之間能借助互聯(lián)網(wǎng)實(shí)施資源分享，拓寬校園園區(qū)內(nèi)用戶對(duì)互聯(lián)網(wǎng)端海量網(wǎng)絡(luò)資源的運(yùn)用，是符合互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展思路下的知識(shí)共享以及廣大師生自身利益的一項(xiàng)實(shí)踐。

3 校園門戶系統(tǒng)架構(gòu)

軟件架構(gòu)的演變經(jīng)歷了多個(gè)階段：早期的單體式到SOA 架構(gòu)，再到顆粒度更細(xì)的微服務(wù)架構(gòu)。

3.1 軟件系統(tǒng)架構(gòu)分析比較。單體程序一般出現(xiàn)在規(guī)模較小的應(yīng)用系統(tǒng)，具有高效率、短周期、小體量等特點(diǎn)。但在面臨較復(fù)雜的應(yīng)用過程中，存在開發(fā)過程靈活性方面的不足，且開發(fā)受限于技術(shù)棧，單體程序的后期維護(hù)會(huì)隨著時(shí)間線以及人員變化愈發(fā)困難，代碼日漸臃腫。

基于SOA 架構(gòu)的系統(tǒng)是一組相互依賴的服務(wù)和通訊中間件構(gòu)成的系統(tǒng)。通過服務(wù)發(fā)布的方式進(jìn)行服務(wù)之間的相互發(fā)現(xiàn)和調(diào)用。然而依賴包括中間件在內(nèi)的消息總線技術(shù)，使系統(tǒng)變復(fù)雜，限制了SOA架構(gòu)應(yīng)用的擴(kuò)展性、靈活性以及伸縮性。

微服務(wù)架構(gòu)是在SOA架構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的改進(jìn)和延伸，微服務(wù)架構(gòu)通過對(duì)服務(wù)進(jìn)行有效切割劃分并組合的方式來完成應(yīng)用系統(tǒng)的搭建，單個(gè)服務(wù)模塊獨(dú)立開發(fā)打破了相互依賴甚至獨(dú)立部署。不同的服務(wù)模塊之間通過輕量級(jí)的交互方式進(jìn)行通信。

3.2 校園門戶功能架構(gòu)分析。針對(duì)校園門戶應(yīng)用場(chǎng)景和主要功能特點(diǎn)，對(duì)校園門戶功能架構(gòu)進(jìn)行如下劃分，功能架構(gòu)圖如下。

（1）統(tǒng)一認(rèn)證：統(tǒng)一認(rèn)證對(duì)任何信息門戶而言屬于基本功能，校園園區(qū)網(wǎng)也不例外，主要功能實(shí)現(xiàn)有單點(diǎn)登錄、單點(diǎn)登出。（2）數(shù)據(jù)中心：數(shù)據(jù)中心是對(duì)各類數(shù)據(jù)資源的集成，包括校園應(yīng)用、校園信息存儲(chǔ)、校園資訊、校園活動(dòng)等信息資源，以應(yīng)用中心、資訊中心、活動(dòng)中心、資源中心等方式封裝。（3）校園社區(qū)：校園社區(qū)是學(xué)校園區(qū)門戶一大特色，集信息發(fā)布、論壇交流、社團(tuán)活動(dòng)、跳蚤市場(chǎng)等功能的網(wǎng)絡(luò)社區(qū)，向師生提供獨(dú)立于課堂之外的校園文化生活交流平臺(tái)。（4）工作流：工作流通過對(duì)校園協(xié)同辦公的工作流程及操作進(jìn)行抽象、概括并加以集成，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的部分或整體在計(jì)算機(jī)應(yīng)用環(huán)境下的自動(dòng)化處理，提供服務(wù)申請(qǐng)、服務(wù)處理、流程反饋、集中展示等功能。（5）后臺(tái)管理：后臺(tái)管理為管理團(tuán)隊(duì)、運(yùn)維團(tuán)隊(duì)等提供針對(duì)本系統(tǒng)運(yùn)行的日志查看、用戶注冊(cè)注銷管理、用戶監(jiān)控審核、業(yè)務(wù)流數(shù)據(jù)維護(hù)、信息資源維護(hù)等操作，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)維。（6）通知管理：通過統(tǒng)一的接口實(shí)時(shí)獲取通知消息，包括流程提醒、郵件通知、成員消息、成員通知等類型。

4 校園門戶的微服務(wù)實(shí)現(xiàn)

校園門戶主要微服務(wù)實(shí)現(xiàn)如下：

4.1 認(rèn)證微服務(wù)。認(rèn)證微服務(wù)包括校園門戶應(yīng)用的單點(diǎn)登錄和登出。這樣用戶只需通過一次賬戶注冊(cè)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各信任的多個(gè)應(yīng)用的任意訪問。基于CAS框架的單點(diǎn)登錄實(shí)現(xiàn)是使用最廣泛且最簡(jiǎn)單、安全、有效的方式。

基本思路是通過部署CAS Server 負(fù)責(zé)對(duì)校園應(yīng)用用戶的認(rèn)證。通過部署CAS Client 處理對(duì)客戶端資源的訪問請(qǐng)求，與CAS Server 進(jìn)行驗(yàn)證，完成身份確認(rèn)。

4.2 數(shù)據(jù)中心微服務(wù)。數(shù)據(jù)中心主要實(shí)現(xiàn)校園數(shù)據(jù)的交換、共享與融合，提高校園信息資源的使用效率。通過實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)交換節(jié)點(diǎn)、共享數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)訪問接口幾部分達(dá)成。

數(shù)據(jù)源主要由校園相關(guān)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)組成，是最基本最重要的校園數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)交換節(jié)點(diǎn)是數(shù)據(jù)中心的核心，是整個(gè)系統(tǒng)的信息傳輸、信息交換總線。通過數(shù)據(jù)抽象、轉(zhuǎn)換、裝配等措施，實(shí)現(xiàn)從校園應(yīng)用系統(tǒng)各個(gè)數(shù)據(jù)源中采集數(shù)據(jù)并向數(shù)據(jù)中心匯聚；共享數(shù)據(jù)庫(kù)通過將校園應(yīng)用系統(tǒng)使用的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行集成、存儲(chǔ)，向師生提供應(yīng)用相關(guān)的數(shù)據(jù)服務(wù)，按照類別對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行索引，以數(shù)據(jù)目錄的形式向各類校園應(yīng)用提供服務(wù)；數(shù)據(jù)中心的上線實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)化、標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)使用接口調(diào)用以及數(shù)據(jù)管理接口調(diào)用為校園各類應(yīng)用提供信息交換。

4.3 工作流微服務(wù)。工作流微服務(wù)是校園管理應(yīng)用的基礎(chǔ)服務(wù)，通過Activiti 業(yè)務(wù)流程管理引擎技術(shù)框架實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)工作流的部署流程定義和在線工作流的申請(qǐng)與審批，實(shí)現(xiàn)高效、可編程、穩(wěn)定的業(yè)務(wù)流服務(wù)。

通過在業(yè)界最流行的Spring 開發(fā)框架下對(duì)Activiti 框架進(jìn)行集成，利用Activiti 框架提供的流程引擎組件和流程設(shè)計(jì)器，設(shè)計(jì)出具備圖形化的業(yè)務(wù)流程模型的流程管理方案。通過獨(dú)立的工作流微服務(wù)，解除了工作流與業(yè)務(wù)系統(tǒng)的耦合，同時(shí)也讓業(yè)務(wù)系統(tǒng)釋放大量針對(duì)工作流的精力而關(guān)注業(yè)務(wù)本身。新的應(yīng)用或服務(wù)在需要使用工作流服務(wù)時(shí)，可以跳過對(duì)Activiti 框架的整合，直接重用工作流微服務(wù)的相應(yīng)接口，實(shí)現(xiàn)各自的業(yè)務(wù)操作，就可以完成工作流的工作。

5 結(jié)論

校園門戶是校園信息化建設(shè)的基礎(chǔ)，通過對(duì)微服務(wù)技術(shù)架構(gòu)的研究與探索，為校園門戶構(gòu)建適應(yīng)校園應(yīng)用特點(diǎn)及需求的具有低耦合、可擴(kuò)展、可復(fù)用、輕量化的校園網(wǎng)門戶系統(tǒng)。在具體實(shí)施過程中，應(yīng)著重加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有校園信息資源的數(shù)據(jù)模型研究，確保信息資源切實(shí)有效的利用，并在后續(xù)的應(yīng)用進(jìn)程中得以擴(kuò)展。