摘  要： 結(jié)合自身實(shí)際建設(shè)，詳細(xì)介紹了基于共享數(shù)據(jù)中心(Sharing Data Center)、應(yīng)用SOA(Service-Oriented Architecture)核心組件ESB（Enterprise Service Bus）實(shí)現(xiàn)的數(shù)字化校園應(yīng)用系統(tǒng)整合，真正意義上達(dá)到了數(shù)字化校園數(shù)據(jù)的同步和有效共享，從根本上消除了“信息孤島”。
關(guān)鍵詞： 企業(yè)服務(wù)總線(xiàn)；共享數(shù)據(jù)中心；組件；數(shù)字化校園；應(yīng)用整合

    互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展為高校數(shù)字化校園的發(fā)展提供了極好的機(jī)遇。但高校在數(shù)字化校園建設(shè)過(guò)程中，由于諸多原因，應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)的使用、集成和共享出現(xiàn)了瓶頸，隨著應(yīng)用的增多，“信息孤島”也日漸突現(xiàn)，一定程度上制約著高校信息化建設(shè)的發(fā)展。因此，實(shí)現(xiàn)各應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)有機(jī)整合成為高校數(shù)字化校園建設(shè)急待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。
    根據(jù)需求調(diào)研，采用共享數(shù)據(jù)中心模式來(lái)解決應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)整合。共享數(shù)據(jù)中心存儲(chǔ)全局共享的數(shù)據(jù), 通過(guò)數(shù)據(jù)交換工具，把業(yè)務(wù)系統(tǒng)需共享的數(shù)據(jù)抽取到共享數(shù)據(jù)中心進(jìn)行保存,通過(guò)數(shù)據(jù)訂閱和抽取的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。這種模式既體現(xiàn)了數(shù)據(jù)中心的“共享”地位，又實(shí)現(xiàn)了共享數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)，能有效地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的整合[1]。
    對(duì)于應(yīng)用系統(tǒng)與共享數(shù)據(jù)中心的集成，根據(jù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，使用數(shù)據(jù)集成客戶(hù)端工具（ESB客戶(hù)端工具），在共享數(shù)據(jù)中心庫(kù)中建立系統(tǒng)需要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。共享數(shù)據(jù)中心根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需要，生成相應(yīng)的主題庫(kù)，應(yīng)用系統(tǒng)在進(jìn)行數(shù)據(jù)操作時(shí)，直接調(diào)用中間件服務(wù)，對(duì)共享數(shù)據(jù)中心主題數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作。
    本文以我院數(shù)字化校園數(shù)據(jù)集成和整合項(xiàng)目（下簡(jiǎn)稱(chēng)“本項(xiàng)目”）為例，闡述基于SOA下，如何基于共享數(shù)據(jù)中心應(yīng)用ESB中間件實(shí)現(xiàn)數(shù)字化校園應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)整合。
1 SOA和ESB中間件技術(shù)
    SOA(Service-Oriented Architecture)是面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)，是一個(gè)組件模型，它將應(yīng)用程序的不同功能單元(稱(chēng)為服務(wù))通過(guò)服務(wù)之間定義良好的接口和契約聯(lián)系起來(lái)[2]。服務(wù)層是SOA的基礎(chǔ)，可以直接被應(yīng)用調(diào)用，從而有效控制系統(tǒng)中與軟件代理交互的人為依賴(lài)性。
    采用SOA架構(gòu)，可以根據(jù)需求通過(guò)網(wǎng)絡(luò)對(duì)松散耦合的粗粒度應(yīng)用組件進(jìn)行分布式部署、組合和使用，有利于項(xiàng)目的建設(shè)。在基于SOA架構(gòu)的系統(tǒng)中，具體應(yīng)用程序的功能是由一些松耦合并具有統(tǒng)一接口定義方式的組件(Web Service)組合構(gòu)建起來(lái)。
    在本項(xiàng)目中，各個(gè)業(yè)務(wù)組件均以服務(wù)的方式提供給用戶(hù)使用，例如表輸入組件、表輸出組件、增量表組件、字段映射組件等。
    組件被提交到ESB平臺(tái)中，通過(guò)服務(wù)的編排實(shí)現(xiàn)具體的業(yè)務(wù)，達(dá)到重復(fù)利用組件的效果，這些組件最終以Web Service的方式部署在ESB平臺(tái)中。
    企業(yè)服務(wù)總線(xiàn)ESB(Enterprise Service Bus)是基于SOA思想的企業(yè)應(yīng)用集成的基礎(chǔ)軟件架構(gòu)。IDC將ESB定義為基于開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)消息總線(xiàn)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的適配器和接口提供各程序和組件之間的互操作功能。它支持相互獨(dú)立的異構(gòu)環(huán)境中的服務(wù)、消息及基于事件的交互，并具有適當(dāng)?shù)姆?wù)級(jí)別和可管理性。
    作為SOA架構(gòu)的信息傳輸龍骨，ESB為SOA提供了一種連通性的基礎(chǔ)架構(gòu)，用以連接SOA中的服務(wù)。第三方的程序組件能夠以標(biāo)準(zhǔn)的方式“插入”到該平臺(tái)上運(yùn)行，組件之間能夠以標(biāo)準(zhǔn)的消息通信方式進(jìn)行交互。
    在本項(xiàng)目中，所有的數(shù)據(jù)交換流程都是由多個(gè)SOA組件編排組成，SOA組件表現(xiàn)為設(shè)計(jì)器中的服務(wù)組件，例如“表輸入”、“字段映射”等。以“表輸入”組件為例，主要完成從應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)抽取數(shù)據(jù)到ESB平臺(tái)中，并轉(zhuǎn)換成ESB內(nèi)部傳輸格式的功能；而“字段映射”組件，則是完成兩個(gè)表之間不同字段之間的映射關(guān)系的功能等；這些服務(wù)組件在配置后提交到ESB平臺(tái)，注冊(cè)形成特定的服務(wù)，供流程引擎調(diào)用，最終串聯(lián)成一條完整的服務(wù)流程，完成特定業(yè)務(wù)功能。這些服務(wù)和流程本身都被提交到ESB平臺(tái)中進(jìn)行管理，通過(guò)統(tǒng)一的接口注冊(cè)在平臺(tái)中，ESB管理這些組件和流程，實(shí)現(xiàn)流程調(diào)用和數(shù)據(jù)的傳輸[3]。
    ESB平臺(tái)分為服務(wù)端和客戶(hù)端兩個(gè)部分，分別部署在數(shù)據(jù)中心服務(wù)器和各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器端，服務(wù)端與客戶(hù)端之間使用消息中間件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。服?wù)端與客戶(hù)端只需要運(yùn)行在相應(yīng)的Java環(huán)境下，安裝部署非常方便。
2 應(yīng)用系統(tǒng)整合思路
    通過(guò)對(duì)學(xué)院各部門(mén)業(yè)務(wù)的充分調(diào)研，主要應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)流向關(guān)系描述為：
    (1)人事管理系統(tǒng)需要將共享數(shù)據(jù)上傳到共享數(shù)據(jù)中心，上傳的數(shù)據(jù)包括教職工的基本信息、所屬部門(mén)系統(tǒng)、工資信息、津貼信息等。
    (2)教務(wù)管理系統(tǒng)需要將學(xué)生的基本信息、在校信息、通訊信息、家庭信息、院系信息、專(zhuān)業(yè)信息、課程信息、教學(xué)計(jì)劃信息、選課信息、教室使用信息、實(shí)驗(yàn)室使用信息等上傳到共享數(shù)據(jù)中心，為其他應(yīng)用系統(tǒng)提供最基礎(chǔ)的應(yīng)用數(shù)據(jù)。同時(shí)，由于教務(wù)管理系統(tǒng)涉及老生的注冊(cè)功能，因此需要將老生的報(bào)到信息同步到共享數(shù)據(jù)中心，并將一卡通的學(xué)生報(bào)到數(shù)據(jù)、收費(fèi)系統(tǒng)的收費(fèi)數(shù)據(jù)、學(xué)工的貸款審批信息的狀況下載到教務(wù)系統(tǒng)中，根據(jù)這些信息，在教務(wù)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)注冊(cè)。
    (3)學(xué)工系統(tǒng)根據(jù)本身的需求，將學(xué)生的基本信息下載到系統(tǒng)中（包括從高考招生的學(xué)生基本信息[臨時(shí)學(xué)號(hào)]、學(xué)生基本信息（教務(wù)上傳的學(xué)生基本信息[正式學(xué)號(hào)]）、院系統(tǒng)、班級(jí)、專(zhuān)業(yè)信息、財(cái)務(wù)借、貸發(fā)放情況、教學(xué)的學(xué)籍處分信息下載到本地；對(duì)于從臨時(shí)學(xué)號(hào)變?yōu)檎綄W(xué)號(hào)，系統(tǒng)需要將學(xué)號(hào)進(jìn)行更新。同時(shí)，學(xué)工系統(tǒng)需要將獎(jiǎng)學(xué)金、勤工助學(xué)、補(bǔ)助、貸款、宿舍分配信息提供給共享數(shù)據(jù)中心。
    (4)招生辦提供的學(xué)生招生信息，通過(guò)手工導(dǎo)入方式導(dǎo)入到共享數(shù)據(jù)中心，共享數(shù)據(jù)中心根據(jù)學(xué)校提供的學(xué)號(hào)編碼規(guī)則編制臨時(shí)學(xué)號(hào)，再導(dǎo)入到高考招生基本信息集中。
    (5)迎新管理系統(tǒng)根據(jù)目前招生導(dǎo)入的高考招生基本信息集，同步到迎新系統(tǒng)的學(xué)生基本信息中，一開(kāi)始時(shí)使用學(xué)生的臨時(shí)學(xué)號(hào)。同時(shí)，也需要將收費(fèi)系統(tǒng)、學(xué)工系統(tǒng)上載的學(xué)生繳費(fèi)信息、學(xué)生貸款信息等下載到迎新系統(tǒng)中，進(jìn)行新生注冊(cè)校驗(yàn)；學(xué)生的報(bào)到、注冊(cè)信息自動(dòng)同步到共享數(shù)據(jù)中心。在迎新完成之后，在共享數(shù)據(jù)中心提供手工的方式，為新生產(chǎn)生正式學(xué)號(hào)；同時(shí)將正式學(xué)號(hào)的學(xué)生基本信息、院系信息、專(zhuān)業(yè)信息等上傳到共享數(shù)據(jù)中心。
    (6)收費(fèi)系統(tǒng)將共享數(shù)據(jù)中心導(dǎo)入的學(xué)生招生信息（臨時(shí)學(xué)號(hào)）下載到收費(fèi)系統(tǒng)中，并根據(jù)學(xué)生所在的院系、專(zhuān)業(yè)、班級(jí)情況，制訂收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。并將收費(fèi)情況提供給共享數(shù)據(jù)中心。迎新結(jié)束之后，學(xué)生的學(xué)號(hào)信息變?yōu)檎綄W(xué)號(hào)，由教務(wù)系統(tǒng)上傳后，再下載學(xué)生的正式學(xué)號(hào)，修改臨時(shí)學(xué)號(hào)為正式學(xué)號(hào)。
    (7)圖書(shū)館管理系統(tǒng)將學(xué)生信息、教職工信息下載到讀者信息庫(kù)中。同時(shí)，將讀者借閱信息、罰款信息、逾期信息、圖書(shū)信息提供給共享數(shù)據(jù)中心，方便學(xué)校查詢(xún)。
    (8)精品課程系統(tǒng)只處理教師的帳號(hào)信息以及教師制作的精品課程信息。只需要將教師的基本信息下載到用戶(hù)信息庫(kù)中。同時(shí)，將教師制作的精品課程基本信息同步到共享數(shù)據(jù)中心的精品課程庫(kù)中，為統(tǒng)計(jì)分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
    (9)機(jī)房管理系統(tǒng)主要是對(duì)學(xué)生上機(jī)情況進(jìn)行管理，需要共享數(shù)據(jù)中心提供院系、班級(jí)、學(xué)生、專(zhuān)業(yè)、課程、排課等信息。
    (10)多媒體教室中控監(jiān)控系統(tǒng)需要共享數(shù)據(jù)中心的教師基本信息、一卡通的卡號(hào)信息。
    (11)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)為教師與學(xué)生的互動(dòng)提供基礎(chǔ)平臺(tái)，因此需要共享數(shù)據(jù)中心提供院系、班級(jí)、學(xué)生、專(zhuān)業(yè)、課程、排課、教師等信息。
    (12)人事管理系統(tǒng)為共享數(shù)據(jù)中心提供教師的基本信息、工資信息等。
    (13)財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)為共享數(shù)據(jù)中心提供科研經(jīng)費(fèi)信息，教職工的工資、津貼、補(bǔ)助等信息，學(xué)生的獎(jiǎng)、貸、助、罰等信息。
    (14)資產(chǎn)管理系統(tǒng)需要共享數(shù)據(jù)中心提供教師信息、學(xué)生信息等。同時(shí)，需要將房屋、土地、儀器、設(shè)備等相關(guān)資料提供給共享數(shù)據(jù)中心，作為決策分析的數(shù)據(jù)來(lái)源。
3 應(yīng)用ESB實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)整合
    基于ETL(Extract-Transform-Load)的核心思想和SOA的開(kāi)放架構(gòu)，通過(guò)共享數(shù)據(jù)中心和ESB中間件形成異構(gòu)的數(shù)據(jù)交換處理系統(tǒng)，可以使上述數(shù)字化校園諸多應(yīng)用系統(tǒng)之間復(fù)雜的數(shù)據(jù)提取、處理、映射、裝載等過(guò)程變得簡(jiǎn)單而高效。通過(guò)金蝶Apusic ESB(下簡(jiǎn)稱(chēng)“AESB”)基本可視化的配置工具完成各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)采集、交換、同步、共享工作，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字化校園諸多應(yīng)用系統(tǒng)的整合。
    本項(xiàng)目中應(yīng)用的AESB主要分為數(shù)據(jù)源管理、表輸入、字段映射、值映射、分支節(jié)點(diǎn)、合并節(jié)點(diǎn)、表輸出等組成。根據(jù)這些組件，可以根據(jù)需要，定制不同的數(shù)據(jù)交換流程、數(shù)據(jù)處理方式，最終將處理后的數(shù)據(jù)輸出到目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)中（共享數(shù)據(jù)中心主題數(shù)據(jù)庫(kù)）。
    下面以教務(wù)系統(tǒng)的學(xué)生基本信息變化為例，說(shuō)明它與學(xué)工系統(tǒng)進(jìn)行整合所實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)同步流程，如圖1所示。

    在本項(xiàng)目中，共享數(shù)據(jù)中心后臺(tái)管理人員使用設(shè)計(jì)器進(jìn)行服務(wù)組件的編排，完成數(shù)據(jù)的抽取與推送。
3.1 數(shù)據(jù)抽取過(guò)程
    數(shù)據(jù)抽取過(guò)程如下：
    (1)教務(wù)系統(tǒng)根據(jù)學(xué)生基本信息的變化情況(如姓名、聯(lián)系電話(huà)、班級(jí)、學(xué)號(hào)變化等)，由ESB客戶(hù)端監(jiān)測(cè)到收費(fèi)系統(tǒng)的學(xué)生基本信息變化情況，啟動(dòng)數(shù)據(jù)交換流程。
    (2)表輸入：ESB客戶(hù)端啟動(dòng)交換流程之后，從表輸入中讀取變化后的學(xué)生基本信息，裝載到ESB客戶(hù)端的內(nèi)存中暫存，應(yīng)用ESB界面如圖2所示。

    (3)字段映射：ESB客戶(hù)端根據(jù)共享數(shù)據(jù)中心的主題數(shù)據(jù)庫(kù)的字段情況、教務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的字段情況，進(jìn)行一對(duì)一映射，即從教務(wù)系統(tǒng)的字段傳遞到共享數(shù)據(jù)中心主題數(shù)據(jù)庫(kù)的相應(yīng)主題對(duì)象、相應(yīng)字段，如圖3所示。
    (4)值映射：對(duì)于教務(wù)系統(tǒng)的學(xué)生性別，在共享數(shù)據(jù)中心主題庫(kù)中以男對(duì)應(yīng)1、女對(duì)應(yīng)0存放，因此必須使用值的變化體現(xiàn)。在值映射中，定義性別字段的值從男變?yōu)?，女變?yōu)?，實(shí)現(xiàn)代碼集的映射。

    (5)表輸出：在表輸出中，配置主題數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)應(yīng)的主題庫(kù)及主題對(duì)象。數(shù)據(jù)交換流程根據(jù)字段映射、值映射、以及表輸出中定義的主題對(duì)象，生成數(shù)據(jù)輸出對(duì)象流。
    (6)消息中間件：消息中間件根據(jù)ESB客戶(hù)端提交的數(shù)據(jù)輸出請(qǐng)求，將數(shù)據(jù)進(jìn)行加密、分組，以包的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
    (7)消息中間件在服務(wù)器中接收ESB客戶(hù)端傳遞的信息包，并進(jìn)行合并解密后，再傳遞到ESB服務(wù)器中。
    (8)ESB服務(wù)器：ESB服務(wù)器接收到消息中間件傳遞的數(shù)據(jù)包，根據(jù)數(shù)據(jù)包中包含的原始數(shù)據(jù)、輸出的主題對(duì)象，輸出到主題對(duì)象庫(kù)中。同時(shí)，記錄更新的時(shí)間、數(shù)據(jù)內(nèi)容、客戶(hù)端名稱(chēng)等信息，方便管理人員查看數(shù)據(jù)交換日志。
3.2 數(shù)據(jù)同步過(guò)程
    數(shù)據(jù)同步過(guò)程與數(shù)據(jù)采集過(guò)程類(lèi)似，只是在數(shù)據(jù)處理方向上，是從共享數(shù)據(jù)中心的主題對(duì)象中抽取變化的學(xué)生數(shù)據(jù)，再傳遞到收費(fèi)系統(tǒng)的ESB客戶(hù)端中，由收費(fèi)系統(tǒng)的ESB客戶(hù)端輸出到收費(fèi)系統(tǒng)的學(xué)生基本信息中。
    提交該流程到數(shù)據(jù)中心，就可以將這條流程以服務(wù)的形式注冊(cè)到ESB平臺(tái)中以供調(diào)用。將流程調(diào)度為自動(dòng)周期性運(yùn)行，就可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)同步學(xué)生數(shù)據(jù)的功能。
    以教務(wù)系統(tǒng)與收費(fèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步為例：
    在教務(wù)系統(tǒng)中執(zhí)行【教務(wù)系統(tǒng)】→【學(xué)生管理】→【學(xué)生信息維護(hù)】新增三條學(xué)生信息，分別是“彭金”“張作海”“莫秋晨”，教務(wù)系統(tǒng)中原始學(xué)生數(shù)據(jù)如圖4所示。

    應(yīng)用ESB中間件實(shí)現(xiàn)抽取后，從教務(wù)系統(tǒng)抽取到共享數(shù)據(jù)中心的學(xué)生數(shù)據(jù)如圖5所示。

    應(yīng)用中間件實(shí)施數(shù)據(jù)同步。從共享數(shù)據(jù)中心的主題對(duì)象中抽取變化的學(xué)生數(shù)據(jù)，傳遞到收費(fèi)系統(tǒng)的ESB客戶(hù)端中，由收費(fèi)系統(tǒng)的ESB客戶(hù)端輸出到收費(fèi)系統(tǒng)的學(xué)生基本信息中。
    進(jìn)入收費(fèi)系統(tǒng)，選擇【收費(fèi)系統(tǒng)】→【變動(dòng)處理】→【學(xué)生信息變動(dòng)】，可以看到新增學(xué)生信息已經(jīng)同步到收費(fèi)系統(tǒng)中。
    在數(shù)字化校園建設(shè)進(jìn)程中，要更大程度地推進(jìn)數(shù)字化建設(shè)，必須在深入調(diào)研和了解高校業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用先進(jìn)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)架構(gòu)和中間件技術(shù)，將各業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行更底層的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)整合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換共享，才能消除信息孤島，保障數(shù)字化校園的數(shù)據(jù)資源真正貫通。數(shù)字化校園數(shù)據(jù)整合是一項(xiàng)事關(guān)數(shù)字化校園成敗與否的關(guān)鍵性工作，隨著本項(xiàng)目不斷建設(shè)，將在數(shù)字化校園建設(shè)實(shí)踐上進(jìn)行更深入的探索。
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