原创《企业级应用系统SOA架构建设和实践》
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企业级应用系统SOA架构建设研究与实践
黄嘉东1徐兵元2叶向阳2
（1.中国南方电网调峰调频发电公司,广东 广州 510630；2.云南云电同方科技有限公司广州分公司,广东 广州 510623）
摘 要：南方电网公司从“十二五”以来,走着自主可控、深度融合、可持续发展的信息化创新之路.文章提出了走自主研发之路的企业级应用系统SOA架构建设的现状和困境,通过分析说明了应用系统SOA架构建设的必要性,阐述了应用系统如何构建SOA架构5大分层的思路,介绍了在南方电网公司企业级应用系统建设中如何实践SOA架构及应用达到的效果.
关键词：企业级应用系统；面向服务架构；SOA架构建设；信息化建设；SOA架构分层文献标识码：A
中图分类号：TP311文章编号：1009-2374（2016）02-0159-03DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.02.078
在信息化建设过程中,南方电网公司放弃国外各种成熟套装软件,自主研发建设企业级应用系统,拥有自主知识产权,满足国家对央企信息安全的要求；通过遵循SOA技术路线与理念,企业级应用系统采取灵活配置、易扩展、快速响应业务需求变更、运维成本较低的可持续发展模式.南方电网公司统一开展包括资产、营销、财务、人资等企业级应用系统的建设,如何在这些系统建设过程中做好SOA架构统一规划与建设工作,尤为重要和迫切.
1应用系统建设现状
（1）各应用系统建立过程中都是由各部门独立负责,参与的建设厂商多,没有涉及到数据、过程、技术的集成；（2）应用系统建设项目中跨部门业务协作的能力被严重限制,必须通过代码层次的人工参与才可实现应用系统集成；（3）应用系统之间的集成,通过点对点的集成方式实现,每次新增或变更集成,都需要重新开发点对点集成代码以及发布与部署；（4）应用系统之间的连接需通过复杂的数据、操作和协议的转换,且每两个系统之间连接均需代码和适配器.
2应用系统SOA架构建设的必要性
2.1应用系统信息孤岛
为了打通应用系统之间的壁垒,实现信息资源的自由共享,必须加强各个部门之间的协同合作,通过统一的SOA架构建设应用系统,解决应用系统信息孤岛问题.
2.2应用系统紧耦合
为了满足业务的需要,信息资源的共享是多变的,建设的应用系统必须是松耦合的,采用的是柔性化、灵活性的架构,使应用系统间的集成更为快捷,而SOA架构特别满足该特性.
2.3应用系统资源复用低
信息资源是需要多方共享的,所以需要保证共享资源是标准化、规范化的资源,可以多次复用.SOA架构中,其基本构成单位为服务,具有独立可复用的特性,可以很好地解决资源共享的复用性.
3应用系统SOA架构规划
应用系统SOA架构规划主要是从应用系统的整体结构合理性、规范性、灵活性及柔性化程度上进行考虑,构建出符合公司应用系统建设的SOA架构模型,它包含了SOA的主要元素,并且描述了各元素之间的连接与关系.
3.1用户交互层
用户交互层主要是用户与系统人机交互,业务界面的展现.用户交互层并非SOA约束和规范的范畴,没有直接的标准和规范,但和用户易用性息息相关.展现层更多的是从技术上要求满足用户业务处理界面展现要求,包括对不同终端设备、操作系统、语言环境、网络环境的客户端支持.用户交互层界面展现的具体实现,通过业务功能层的对应功能进行支撑.
3.2业务功能层
业务功能层主要是业务活动分解,服务组装,流程编排,满足业务流程管理、设计、实现技术的各个方面要求.通过调用原子服务进行组合实现业务功能服务调用.着重于业务功能逻辑内部实现,是一个可展现的业务功能点内对下层所提供的业务服务访问（调用）和组织,原子服务编排的主体是业务服务,依据是业务功能逻辑.通过调用原子服务进行编排实现业务流程定义配置.着重于业务流程管理方面的实现,是业务功能之间按照业务规则进行编排,编排的主体是业务功能点,依据是业务管理流程.
3.3服务接入层
服务接入层主要在服务实现的基础上进行服务化的封装和定义,以标准的接口技术协议向其他层和外部应用提供服务调用,同时对外屏蔽了服务实现的技术细节,实现服务实现层与业务功能层之间的松耦合.服务接入层应具备以下能力：（1）服务远程调用：支持系统外部的应用程序和软件通过标准技术协议的方式远程调用服务；（2）服务封装：对服务进行封装,向外界屏蔽服务的技术细节,实现服务调用与服务实现技术无关；（3）服务合约化描述：向外界提供服务的标准化描述信息,包括服务名称、服务功能、服务交互数据模型、应用约束等；（4）服务可发现：主动向外界务新增、变更等消息,使外部系统能够感知和发现服务的变化；（5）服务运行信息监控：向服务质量层实时转发所有服务的运行调用数据,包括服务响应时间、交互数据量、身份认证信息等.服务接入层是屏蔽服务实现技术与业务需求的关键元素,使得企业应用能够真正实现“高内聚、松耦合”的架构模式.其他层与服务实现层之间须进行有效的隔离,必须通过服务接入层访问服务实现层的功能.
3.4服务实现层
服务实现层以服务的形式对外提供业务功能的访问,其封装了服务的功能实现逻辑,包括所有操作和存取业务数据的功能、业务处理逻辑和算法以及通用的工具算法等.服务是SOA中最基本的术语,其目的是专注于抽象业务方面的问题,一个服务的实质是业务功能,SOA的目标是对业务规则、功能抽象,在此之上构建大型分布式系统,这为应用系统设计和开发都描绘了一个清晰的结构.虽然系统内部是技术性的,但外部的接口必须设计成业务人员能够理解,在外部看来技术的细节已被屏蔽.服务是自足的,其粒度必须保证业务功能独立健壮,支持业务过程合成层中任意业务编排需要,即使流程有异常错误的情况,服务也必须保护业务数据的完整性和有效性.
3.5系统资源层
系统资源层是支撑服务实现层的可操作的系统资源及所有支撑SOA运行与部署的系统软件和基础设施,包括数据库、存储、各类操作系统资源如设备驱动,其他软件包、开发库,遗留的系统（需要在内部资源集成）等.
3.6集成层
集成层即企业服务总线,主要提供了服务交互与集成、消息处理、服务管理等能力,为SOA架构提供了关键的媒介能力,包括信息传输、路由、协议转换等,应用系统和公司其他应用系统的交互与集成均通过企业服务总线完成.
4实践应用
4.1遵循SOA架构分层
公司新建的各应用系统,根据规划的SOA参考模型,建立了具有用户交互层、业务功能层、服务接入层、服务实现层、系统资源层5个分层的SOA技术架构,通过集成层的企业信息集成平台进行应用系统的集成.如图1是某个系统开发实现的架构分层：
各应用系统根据建立的SOA技术架构服务接入层,可以选择服务实现层的服务,通过界面配置数据交互模型,以标准的接口技术协议,发布为WebService接口,注册到集成层的企业信息集成平台,供其他应用系统调用,实现了各应用系统间的交互.
集成层的企业信息集成平台可以通过各应用系统的服务接入层,查询、管理各应用系统的服务,并根据业务需求,将各应用系统的服务,开通给不同的应用系统调用.或者根据业务需要,将多个服务组合成新的服务,以供支撑新的业务.
在服务运行过程中,各应用系统的服务接入层会对各自服务实现层的服务进行监控,并将监控信息以WebService方式提供给企业信息集成平台,方便于企业信息集成平台对集成服务的分析与优化,并可以在服务异常时快速定位错误.
4.2SOA服务建设
基于SOA架构参考模型,是要构建以服务为核心的SOA架构应用系统,其系统服务实现层的SOA服务建设是落实SOA架构的关键和落脚点,也是实现应用系统松耦合及高复用的重要前提条件.
目前,各应用系统的业务功能都是以SOA服务为基础实现的,其SOA服务的建设是以业务为驱动的.SOA服务强调从业务需求出发,在业务目标和需动下进行服务规划和设计,其具有松耦合、自治性、无状态、可发现、独立事务等特征,便于快速地组装新的应用.企业级应用系统通过SOA服务建设打破组织架构和应用系统的边界,主要通过服务编排、流程编排、规则调整来实现业务变更和创新.
4.3SOA集成建设
基于应用系统SOA服务建设完成后,要满足应用系统之间的资源共享,还需要实现各应用系统SOA服务的交互与集成.
服务提供方的应用系统,通过其SOA架构服务接入层将需要共享的SOA服务注册接入到集成层（企业信息集成平台）,由其他应用系统消费使用.
服务消费方的应用系统进行SOA服务集成时,首先在企业信息集成平台中查询,如现有服务已能满足需求,可在平台上发起服务消费申请,由平台开放对应的服务权限,应用系统进行服务消费,完成系统集成工作.如现有服务不能满足需求,应用系统消费方可根据自身的业务需求,利用平台提供的工具,对服务的内容进行裁剪、组合、转换,从而完成系统集成工作.
5应用效果
通过对应用系统SOA架构的研究,构建出了完整的应用系统SOA架构模型和标准,为各应用系统SOA技术架构的建设提供了有力指导.
5.1解决了信息孤岛问题
统一了应用系统SOA技术架构,方便于应用系统间的信息交互.通过统一的5层SOA技术架构,经过标准的服务接入层,实现应用系统间的信息共享,解决了信息孤岛的问题.
5.2实现了人机交互方式集成
通过应用系统SOA技术架构服务接入层及企业信息集成平台,无须代码层次的人工参与,可通过人机交互方式（系统界面配置）灵活实现系统集成,降低系统二次开发成本,提高了集成效率.
5.3实现了面向服务集成
各应用系统之间的集成,通过企业服务总线（企业信息集成平台）,以面向服务的方式进行系统集成,实现了应用系统的松耦合,加强了系统资源的复用性,在新增或变更集成时避免了重新开发、发布和部署.
5.4统一了系统集成模式
各应用系统之间的集成,均通过各系统的服务接入层,对接到集成层（企业信息集成平台）,由集成层（企业信息集成平台）统一进行复杂的数据、操作和协议的转换,无须代码和适配器.
6结语
从本文的研究与实践得出,企业级应用系统SOA架构建设改进了旧有的集成方式,降低了系统集成成本,提高了系统集成效率,可以灵活应对系统资源的共享需求,并且通过企业级应用系统SOA架构建设,落实了公司“十二五”规划确定的SOA技术路线,打通了应用系统的信息孤岛模式,为系统服务化提供了基本条件和技术支撑.
参考文献
[1]Dirk Krafzig,Karl Banke,Dirk Slama．Enterprise SOA：Service-Oriented Architecture Best Practices[M]．Prentice Hall,2004．
[2]顾春红,于万钦．面向服务的企业应用架构：SOA架构特色与全息视角[M]．北京：电子工业出版社,2013.
[3]Sandy Carter．The New Language of Business：SOA & Web 2.0[M]．IBM Press,2007．
作者简介：黄嘉东,男,中国南方电网调峰调频发电公司信息通信运维中心专责,中级工程师,硕士,研究方向：信息安全、企业级信息系统建设.
（责任编辑：蒋建华）
架构论文参考资料：
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