（计算机应用技术专业论文）基于web+services的数字化校园的研究与设计.pdf

摘要 数字化校园是高等院校校园信息化建设的高级目标，通过对学校的教学、科研、管 理和生活服务等各种信息资源进行合理地整合集成，形成一个统一的数字空间，实现现 实校园在时间和空间上的延伸，达到统一的用户管理、资源管理和权限控制的目的，极 大地提高了教学的质量、科研和管理的水平，是一个高度信息化的高素质人才培养环境。 数字化校园建设面临着这样的问题，现阶段所采用的硬件加软件的信息化模式， 还不能充分发挥校园网的优势。如何把校园内并存的多种架构的、但却各自为政的应用 系统中的信息资源进行有机地整合，使用户能够得到一个动态的，在时间和空间上一致 的信息服务空间，充分发挥校园网作用，从而推进数字化校园建设。 分布式技术的发展产生了可以构建松散耦合的分布式系统的基于x m l 的w e b 服务 ( w e bs e r v i c e s ) 技术，w e b 服务作为一种自描述、自包含的模块应用，具备了与组件 模型无关性、平台无关性和编程语言无关性等优良特性，这使得w e b 服务可以用于系统 集成。 本文在数字化校园建设中引入w e b 服务技术，提出构建基于w e b 服务的校园异构 系统的信息集成框架，为数字化校园建设提出了一种新的分布式体系结构，以跨越现有 应用系统在对象体系、运行平台和开发语言等方面的界限，运用w e b 服务在现有各异构 平台的基础上构建一个通用的，与平台无关的，语言无关的技术层，以w e b 服务的形式 封装应用并对外发布，供用户或其他校园信息系统调用，现有各种不同平台之上的应用 可以依靠这个技术层来实施彼此的连接和集成，从而构建一个基于w e b 服务的高效、安 全、松散耦合、高度集成的共享空间。 鉴于当前w e b 服务在应用领域的发展尚处于起步阶段，校园的信息集成框架采用 传统的程序开发技术和w e b 服务相结合的方式来实现，一方面通过j 2 e e 提供的成熟的 技术来实现一个稳定、高效的信息集成环境，另一方面利用j 2 e e 对w e b 服务的支持， 将各项功能以w e b 服务的方式对外发布，使得校园内的其他子系统能够方便地集成这些 数据和逻辑。通过对校园内分布的数据资源和相关的校务办公业务流程进行分析，将这 些数据资源划分为不同的信息子集，以各个子集为主题构建综合业务数据库，为跨越多 个系统的校务办公管理提供服务，为数字校园提供统一的数据视图。并在数据库的维护 方案中引入w e b 服务技术，从分布的各个子系统中及时地、自动地获取最新的数据更新 情况，保证了综合数据库的一致性和完整性。 关键词：数字化校园、w e bs e r v i c e s 、s o a p 、w s d l 、u d d i 、j 2 e e 、系统集成 a b s t r a c t d i g i t a lu n i v e r s i t yi s t h eh i g ht a r g e to fi n s t i t u t i o n so fh i g h e rl e a r n i n g si n f o r m a t i o n c o n s t r u c t i o n b yi n t e g r a t i n gt e a c h i n g ，s c i e n t i f i cr e s e a r c h ，m a n a g e m e n ta n do t h e rs e r v i c e r e s o u r c e s ，d i g i t a lu n i v e r s i t ye s t a b l i s h e sa nu n i f o r md i g i t a ls p a c ea n de x t e n d st h eu n i v e r s i t y a n dh i g h l yi m p r o v e st h ed i d a c t i c a lq u a l i t y ，s c i e n t i f i cr e s e a r c hl e v e la n dm a n a g e m e n tl e v e l ， a n df o r m sa ne n v i r o n m e n tf o r c u l t i v a t i n gh i g hc a p a b i l i t ys t u d e n t s c u r r e n t l y ，t h ec h a l l e n g eo f d i g i t a lu n i v e r s i t yc o n s t r u c t i o nf o c u s e so nh o w t oe x e r tt h e p r e d o m i n a n c eo fc a m p u sn e t w o r ka n dh o w t oi n t e g r a t et h ed i s t r i b u t e db u ts e l f - g o v e r n e d i n f o r m a t i o nr e s o u r c e ，a n d p r o v i d ead y n a m i c a n dc o n s i s t e n ti n f o r m a t i o ns e r v i c e s w e bs e r v i c e sp r o v i d e sad i s t r i b u t e dc o m p u t i n gt e c h n o l o g yf o rb u i l d i n ga ni n c o m p a c t c o u p l i n gs y s t e m w e bs e r v i c e ss t a c k sc o n s i s t so fs i m p l eo b j e c ta c c e s sp r o t o c o l ( s o a p ) ， w e bs e r v i c e s d e s c r i p t i o nl a n g u a g e ( w s d l ) ，u n i v e r s a ld e s c r i p t i o n ，d i s c o v e r y a n d i n t e g r a t i o n ( u d d l ) a n do t h e rt e c h n o l o g i e sa n dp r o t o c o l s t h i sp a p e ri n t r o d u c e sx m lw e bs e r v i c e si n t od i g i t a lu n i v e r s i t yc o n s t r u c t i o na n d b r i n g sf o r w a r d a ni n t e g r a t i o np a t t e r nf o re x i s t i n gd i v e r s ei n f o r m a t i o ns y s t e m st h i sp a t t e r n c a ns p a nt h ea p p l i c a t i o ns y s t e m sd i f f e r e n to b j e c tm o d e l ，p l a t f o r ma n dl a n g u a g eb o u n d a r y w e bs e r v i c e so f f e r sat e c h n o l o g yt i e ra n dn e u t r a la p p r o a c hf o ri n t e g r a t i n ga p p l i c a t i o n s e a c hd i v e r s es y s t e mc a r lu s ew e bs e r v i c e st oe n c a p s u l a g o n ，i s s u et h e i ra p p l i c a t i o n sa n d a c c e s so t h e rs y s t e m ss e r v i c e s ，s oa st oc o n s t r u c ta l le f f i c i e n t ，s e c u r e ，i n c o m p a c tc o u p l i n g a n d h i g h l yi n t e g r a t i v es h a r i n gs p a c e t h ed i g i t a lu n i v e r s i t yi n t e g r a t i o np a t c e mu s ej 2 e et e c h n o l o g yt ob u i l du pas t e a d y a n de f f i c i e n te n v i r o n m e n t ，a n du s ej 2 e ef o rw e bs e r v i c e st e c h n o l o g y t o p r o v i d e i n t e r o p e r a b i l i t yf o re x i s t i n ga p p l i c a t i o ns y s t e m ，t h i sp a p e ra n a l y s e st h ei n t e r r e l a t e da n d d i s p e r s i v ed a t ar e s o u r c ei nu n i v e r s i t yo f f i c i a lw o r k f l o w , a n dd i v i d e st h e mi n t o d i f f e r e n t s u b s e t sa n df o r m sag e n e r a ld a t a b a s es y s t e m c o n s t i t u t et h ed a t a b a s em a i n t e n a n c es t r a t e g y a n di n t r o d u c ew e bs e r v i c e s t e c h n o l o g y e a c h e x i s t e n t s y s t e m c a nu s e i n t e g r a t i o n p l a t f o r m sw e bs e r v i c e s t o d u l ya n da u t o m a t i c a l l yu p d a t er e l e v a n t d a t aa n de n s u r et h e g e n e r a ld a t a b a s es y s t e m sd a t ac o n s i s t e n c y a n dd a t ai n t e g r a l i t y k e yw o r d s ：d i g i t a lu n i v e r s i t y ，w e bs e r v i c e s ，s o a p ，w s d l ，u d d i ，j 2 e e ，s y s t e mi n t e g r a t i o n y 7 3 4 3 6 4 i 、“密级”请根据论文的实际情况在“无、密级、机密、绝密”中根据导 师的意见选择填写。 2 、原创性声明论文使用权说明格式如下： 第一章绪论 1 1 论文背景 第一章绪论 计算机技术和网络技术的飞速发展，对高等教育产生了巨大的冲击，各个高等 院校都积极地展开大规模、高投入的校园信息化建设，并不断地从教育环境、教育 模式、教育理念和教育目标等多个方面提高高等院校的教育水平。 数字化校园是高等院校校园信息化建设的高级目标，是以数字化的信息管理 方式和通信传播方式为基础，形成的一个高度信息化的高素质人才培养环境。在这 样的环境中，利用计算机技术和网络通讯技术，采用层次化和整体化的观点，实现 了对学校的教学、科研、管理和生活服务等各种信息资源全面的数字化管理。通过 对这些信息资源进行合理的整合和集成，形成一个统一的数字空间，以达到现实校 园在时间上和空间上的延伸。实现统一的用户管理、资源管理和权限控制，最终达 到提高教学质量、科研水平和管理水平的目的。 随着校园信息化的实践和认识的进一步深入，当前大多数校园网所采用校园信 息化模式主要是基本的硬件如软件的模式，这样还远不能发挥出校园网的优势，还 无法对传统教学模式进行有效的改革，也难于有效地支持全新的教育模式的建构和 全面教育信息化的实现。所以推进数字化校园建设的步伐，对大学数字化校园的模 式、内容和建设进一步深入地探讨有着重要的意义。 现阶段，数字化校园建设中存在的主要问题是：由于在建设初期很难有一个全 局的战略和方向，所以校园网中现存的各个子系统之间存在着各种差异，部署平台 的不同，采用的数据库管理系统不同，采用的开发技术不同等问题，造成了这些系 统的扩展性和交互性比较差，系统之间相互独立，形成了一个个的信息孤岛。在各 个异构系统之间进行信息通信、数据交换和数据共享比较困难，造成了数据冗余度 大，数掘不一致等弊端。这样多种架构系统并存但却又各自为政的现象，极大的降 低了教学、科研和管理工作的效率。 如何在较好地保护现有软件资源和数据资源的情况下，把校园内这些现有的异 构信息系统和正要开发的新的应用系统的信息资源进行有机的整合集成，使用户能 够得到动态的，在时间和空间上一致的信息服务，这是当前推进数字化校园建设， 第一章绪论 充分发挥校园网作用所急需解决的一个核心问题。 w e b 月e 务( w e bs e r v i c e s ) 1 1 1 技术正是针对这一问题的最佳解决方案。基于x l 的w e b 服务技术的主要目标就是在现有各种异构平台的基础上构建一个通用的，与 平台无关、语言无关的技术层，各种不同平台之上的应用程序可以依靠这个技术层 来实现彼此之间的连接和集成。采用w e b 月e 务这一开放式的技术构架，可以完全屏 蔽不同软件平台的差异，无论是c o r b a ，d c o m ，还是e j b 都可以通过这种标准的方式 进行互操作，依靠w e b h 展务，能够实时地访问不同系统、不同应用和不同平台的信 息，实现在当前环境下最高的可集成性。 本文在数字化校园建设中引入w e b 服务技术，这样可以充分利用w e b 服务的先 进性技术，利用w e b 服务所提供的基于x m l 的标准接口，以及完好的封装性、松散 的耦合性、协议规范的标准性和高度的可集成性等特点，能够很好的满足数字化校 园中异构信息集成的需求。 l 。2 国内外研究现状 国内外针对应用系统集成解决方案和实现技术的研究主要集中在几个方面，用 户界面集成和企业信息门户e i p 研究，数据集成研究，业务流程集成研究，函数和 方法集成研究和基于w e b 服务的集成研究等【2 】o w e bs e r v i c e s 可以使不同的系统很容易地进行通信，正逐渐成为网络市场的 新浪潮，以m i c r o s o f t 、i b m 、o r a c l e ，s u n ，h p ，b e a 等为首的软件巨头都对这一领 域表示出浓厚兴趣，积极地参与w e bs e r v i c e s n 关标准的制定，并无一例外地将自 己的软件产品和解决方案全面支持w e bs e r v i c e s ，并共同成立了w s i ( w e bs e r v i c e s i n t e r o p e r a b i l i t yo r g a n i z a t i o n ) 例，致力于推广w e bs e r v i c e s 的全面应用。 在基于w e bs e r v i c e s 相关规范而建立起来的技术平台领域中，最具代表性的有 微软的n e t 平台口5 和s u n 的基于j a v a 和x m l i 拘i 智能w e b 服务平# s u no n e 【2 4 】，它们都提 供t w e b 月e 务应用程序的开发和集成环境。 以数字化校园的理念为基础，国内的一些著名的高等院校纷纷开始数字化校园 的建设。总的来说，我国教育信息化开始得比较晚，数字化校园建设也只是刚刚起 步，尽管如此，近几年我国高等院校的数字化校园建设还是取得了较大的发展。 以1 9 9 4 年国家教委主持的“中国教育科研网( c e r n e t ) ”证式启动为标志，全国 2 第一辛绪论 大部分高校己经逐步建立起校园网，网络己连接到校内的主要办公楼、教学楼、实 验楼、图书馆，建立了网络中心和多媒体教室，在硬件的基础建设上已经达到了一 定的水平。在此基础上，很多大学已经明确了数字化校园的战略目标，基于校园网 的信息化应用系统也纷纷建立起来。但目前还没有一种较成熟的校园网w e b 服务架 构。所以对于基于w e bs e r v i c e s 的数字校园架构的研究有着重要的理论和实践意义。 1 3 研究内容 鉴于w e bs e r v i c e s 体系架构在应用集成中的种种优势，结合数字化校园建设 的自身特点，本文从数字化校园建设的发展阶段和实际要求出发，以数字化校园理 念为基础，采用最新的w e b 服务技术，构建个高效、安全、松散耦合和高度集成 的数字化校园框架体系，并对所采用的核，山技术进行研究和探索。 基于w e b 服务技术来实现网络环境下校园应用系统的松散耦合和集成，可以方 便地集成现有的应用并开发新的应用，可以解决数字化校园应用中的“信息孤岛” 问题，更好地推进数字化建设，最终达到不断提高教学质量、科研水平和管理水平 的目的。同时，w e b 服务的具体实现需要成熟的企业级平台支持，j 2 e e 是当前主流 的开放式企业级应用平台，对w e b 服务的实现提供了良好的支持，基于j 2 e e 多层 分布式的体系结构构建的校园信息集成环境具有较好的平台无关性、开放性和可拓 展性。 论文采用的思路是：充分保护现已有软件和数据资源，基于w e b 服务拓展现有 系统，将应用系统的功能模块划分为高内聚、弱耦台的一个个w e b 服务，异构系统 之间的交互可以通过w e b 服务的调用来实现，并在校园信息集成平台上把服务集成 起来，形成一个有机的整体，从而达到校园内部各个职能系统能够实现高度的信息 共享，对外能够提供整齐统一的服务。 本文的主要内容包括：介绍了校园信息化建设的概括和发展阶段，分析了当前 数字化校园的目标和所面临的挑战，针对解决异构系统集成的问题引入w e b s e r v i c e s 技术支持，提出基于w e bs e r v i c e s 解决校园信息集成的方案。 接着，对所采用的w e bs e r v i c e s 的相关技术进行深入的分析和阐述，同时， 分析当前主流的企业级平台j 2 e e 对w 曲s e r v i c e s 技术的实现支持，并着重硪究了 如何运用j 2 e e 和w e bs e r v i c e s 技术相结合来构建系统集成的通用框架。 3 第一章绪论 然后，以数字化校园的建设为背景，深入分析了当前校园信息化的现状，以及 面临的问题和挑战，提出了构建基于j 2 e e 和w e bs e r v ic e s 的校园信息集成平台的 解决方案，通过这一方案的开发实践，实现在尽可能保护现有软件资源的自u 提下， 对现有系统进行w e bs e r v i c e s 拓展，为异构系统提供了灵活的互操作手段。 最后，分析了校园内分布的数据资源，以校务管理支持为基础，将这些资源划 分为不同的信息子集，以各个子集为主题构建个综合业务数据库，为需要跨越多 个系统的业务流程和管理操作提供服务，并在数据库的维护中引入w e b 服务技术， 从分布的子系统中及时地、自动地获取最新的数据更新情况，保证了综合业务数据 库的准确和完整，并具有良好的可移植性和可拓展性。 1 4 论文构成 论文分为六章，具体的组织如下： 第一章绪论 介绍数字化校园建设的研究背景和国内外的研究现状和课题主要的研究内容。 第二章数字化校园建设 介绍数字化校园建设的发展现状，分析当前所面l 临的校园内分布的异构信息系 统集成困难的主要问题，以及当前对企业应用集成主要的研究方案和技术发展状 况。提出了基于w e bs e r v i c e s 的数字化校园信息集成的解决方案。 第三章w e bs e r v i c e s 相关技术和j 2 e e 对数字化校园建设所采用的主要技术w e bs e r v i c e s 和j 2 e e 平台对w e b s e r v i c e s 的支持进行详细的分析，对w e bs e r v i c e s 和面向服务的s o a 体系结构， 以及组成w e b 服务协议栈的主要技术w s d l ，s o a p 和u d d i 进行阐述，并对运用这些 w e bs e r v ic e s 相关技术进行实际开发的基本流程进行描述。介绍企业级应用平台 j 2 e e ，以及在j 2 e e 平台上开发部署w e bs e r v i c e s 集成环境所采用的核心技术。 第四章基于j 2 e e 和w e b 服务的数字化校园实现方案 对数字化校园的现状和需求进行深入的分析，针对高校信息化建设中的现状和 不足，各类信息化管理的需求，所面临的校务办公的业务流程重组优化，以及综合 数据库的建设等方面进行阐述，指出对各个信息系统具备灵活方便的交互能力的需 求，提出了对现有各信息系统的w e b 服务架构和功能的拓展，构建校园综合数据库 4 第一章绪论 环境和校园信息集成平台的方案，并对基于j 2 e e 和w e bs e r v i c e s 实现的核心技术 进行详细的综述。 第五章基于w e b 服务的校园信息集成平台的设计与实现 详细分析校园信息集成平台的功能需求，划分不同主题构建综台业务数据库， 基于j 2 e e 的分布式多层体系结构设计与实现集成平台的主要的功能模块，将各功 能模块运用w e b 服务相关技术进行封装和发布，为现有系统提供灵活的交互和集成 方式，借助集成平台的w e b 服务维护综合业务数据库，实现综合数据库自动地数据 更新能力，提供一个校园范围的统一的、及时的、准确的综合数字空间。 第六章总结与展望 对本论文进行总结，并展望下一步需要做的工作。 5 第章数字化校园建设 第二章数字化校园建设 信息技术的飞速发展促使高等院校纷纷展开大规模、高投入的校园信息化建 设，并从多个方面不断地提高高等院校的教育水平。数字化校园的建设正是在这样 的背景下产生的。 2 1 数字化校园 高等院校校园信息化建设主要包括三个方面：第一，为校园各个管理部门和校 园网络环境部署各类硬件基础设施，主要的任务是为校园信息化建设搭建网络硬件 平台；第二，为学校各个部门建立校务管理信息系统，主要的任务是为校园信息化 建设搭建软件平台；第三，展开数字化校园建设。 数字化校园是校园信息化建设的高级阶段，通过运用计算机技术和网络通讯技 术来实现对学校的教学、科研、管理等各方面信息和资源全面的数字化管理。通过 对这些信息和资源进行科学的整合和集成，形成一个统一管理的环境，对用户和资 源进行统一的管理与控制，形成一个高度信息化的人才培养环境。借助数字化校园 环境，可以有效的展开校务管理、制度改革和决策支持等各方面工作，不断提高教 育管理的信息化、科学化和规范化水平。 数字化校园以学校应用管理软件和教育资源为核心来建构现代教育模式，目的 是为学校的教学、管理、科研、办公、信息交流和通讯等提供全方位的信息化服务。 和传统校园相比较，数字化校园在教学的空间，教学的时间，教学的对象、内 容、方式，教育的理念和管理等多个方面都有很大程度的提高。主要体现在：通过 数字化校园环境，可以使教学的环境拓展到教室以外的网络环境，教学的空间更具 开放性：通过数字化校园环境，教学的时间有更大的灵活性，学生可以根据更自主 地，有选择地安排学习时间，打破了学制、年龄、身份等限制，体现教育的终身制： 通过数字化校园环境，可以向全社会开放教学资源，扩大受教育的机会和对象范围， 体现教育全民化：相对于传统校园，数字化校园环境还充分体现了学习的自主性和 教学内容的广泛性，为学生提供了更为自主的、交互性更强的学习手段，教学内容 也扩展到整个网络范围的信息空间。 6 第二章数字化校园建设 2 2 数字化校园建设发展现状与问题 以数字化校园的理念为基础，高等院校纷纷开始数字化校园的建设。具体体现 在学校的各个部门都以计算机作为辅助的管理手段，开发各自的部门管理信息系 统，而且，还建成了校园网络环境，利用校园网对外提供数据和服务。 现有的校园管理信息系统的开发和应用主要集中在教务管理、学生管理、财务 管理、人事管理、设备管理、科研管理等系统。通过这些系统有效地提高了各部门 进行校务的处理和管理工作，同时也提高了管理人员的水平和管理理念。 在系统的架构上，这些管理信息系统的发展经历了最早的是基于单机的管理模 式。随着网络环境的建成，管理信息系统逐渐采用了客户机n 务器模式、三层结 构的开发模式，并与集中的数据库管理系统相结合，这类管理模式大大提高了数据 共享的程度和教学管理的效率和水平。 但是，随着认识和实践的深入，我们发现，单靠这样的校园信息化模式还不能 充分发挥出校园网的优势。高校教学改革的深入，校务管理所涉及的部门和数据范 围越来越广，这种基于传统的c s 或者三层的管理系统逐步跟不上管理的要求。 因为高校管理信息系统的建设是一个庞大的系统工程，在建设初期很难有一个 全局战略和方向，所以建立起来的各个系统是分散的，而且，往往被设计成自包含 的封闭系统。这类系统的数据非常独立，对外只能提供有限的访问接i ；3 ，外部系统 只能访问其很少一部分的数据和业务流程，这样大量的有价值的信息无法在校园范 围内被其他信息系统有效的共享。这些孤立的信息系统无法有效地提供跨部门、跨 系统的综合性信息，也无法实现实时的信息存取和对业务流程的透视，无法实现对 学校各方面的数据和资源进行全面的掌控。 所以，目前数字化校园建设中面临的主要问题是：校园网中现存的各个子系统 的扩展性和系统间的交互性比较差，各信息系统完全可能部署在不同的平台之上， 采用不同的数据库进行数据存储，以不同的技术进行系统的开发，这些异构性造成 了各个系统之间的通信和数据交换，数据共享困难，数据冗余度大等弊端。从而形 成了相互独立的“信息孤岛”。各系统间难以直接进行互相调用，只能通过传统的 手工方式进行数据交换。这样不但效率低下，而且各系统间的数据无法及时更新。 这样一个多种架构系统并存但却各自为政的问题，极大的降低了教学、科研和管理 7 第一章数字化校园建设 工作的效率。另外，高校规模的不断扩大，学校分校区的建设，高校之间的合并也 对校园的信息化建设提出了新的要求。 如何把校园内现有的信息系统和正要开发的应用系统的数据、资源进行有效的 整合集成，使得各个系统能够共享数据，无缝衔接，使用户能够得到动态的，在时 间和空间上一致的信息服务环境，充分发挥校园网作用，这是推进数字化校园建设 急需解决的一个核心问题。 当前数字化校园建设所面临的信息系统集成的问题也正是企业应用集成所面 临的主要问题，所以可以采用企业应用集成的解决方案和实现技术来解决数字化校 园建设所面临的信息系统集成问题。 2 3 企业应用集成研究 在企业应用集成的研究领域，常会遇到这样的问题：一方面，随着企业信息化 的层次不断深入，现有系统变得越来越庞大复杂，另方面，企业内和企业间对集 成的深度和广度的要求越来越高，新加入的数据和资源如何有效地与企业内部现有 的应用程序和数据库( 企业的遗留系统) 一起协调工作，企业之间的联合和兼并后如 何实现企业间高度的交互协作能力。 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 ，简称为e a i ) ( 2 j 就是 针对这样的问题而产生的，是解决上述问题的技术方案，是实现企业信息化的有效 手段和捷径，与e a i 相关的关键技术和实施方法已成为当前软件业的研究热点。 企业应用集成通过对应用软件、硬件、业务流程和各种标准的联合，实现多个 企业应用系统之间的无缝集成，使它们像一个整体一样进行业务处理和信息共享。 e a i 包括了企业内部多个的信息系统问的业务应用集成，也包括不同企业之间的应 用系统集成。其中，对企业内部应用系统进行整合，实现内部系统之间实时的、动 态的通信，是解决企业之间集成的首要问题。 可见，分析和研究当前企业应用集成的相关技术和解决方案能够有效地推进数 字化校园的信息集成平台建设。通过校园信息集成平台，可以在校园内，建立一个 底层结构来联系现有各个异构系统、应用和数据源等，从而实现在校园内部分布的 数据库、数据仓库以及其他重要的内部系统之间无缝地共享和交换数据，让这些部 门管理系统能够协调地工作。同时，也为那些需要横跨多个系统才能完成的校务管 8 第二章数字化校同建设 理业务流程和基于校园各个系统综合数据才能进行的决策支持，构建个有效的解 决方案。 2 4 企业应用集成的解决方案和实现技术 企业信息化所关注的热点问题是如何将众多的企业应用系统有效地集成起来。 在这种情况下，e a i 成为实现企业战略目标的重要手段。传统的企业应用系统集成， 主要是通过“点对点”连接方式将众多的“信息孤岛”联系起来，以便实现不同的 系统之间信息的交换。而当前针对应用系统集成解决方案的研究主要集中在以下几 个方面【2 】：用户界面集成方案、数据集成、业务流程集成和函数方法集成。 i 、用户界面集成与企业信息门户e i p ( e n t e r p r i s ei n f o r m a t i o np o r t a l ) 方案， 主要是实现新的表示层与现存系统的应用逻辑之间的集成，相当于是一个复杂的界 面重组的解决方案。目的在于为企业的整个门户信息系统提供统一的入口、统一的 管理，从而实现“一次登录，处处运行”的环境。为集成企业的各种应用、系统提 供便利，进一步实现企业流程优化的目的。 2 、数据集成方案，主要是通过不同数据源之间的数据移植来实现数据集成， 发生在企业内的数据库和数据源级别，是现有应用集成解决方案中最普遍的一个形 式。其主要方法包括批传输、数据复制、数据台并和析取、转换、装载解决方案 ( e x t r a c tt r a n s f o r ml o a d ，e t l 方法) 。其中，e t l 方法已经是企业实现数据集成 的一个非常有效的途径。 3 、业务流程集成方案，采用数据集成仍然无法解决业务逻辑层的集成问题， 组织内大量的数据往往是被业务逻辑所访问和维持的，独立于业务逻辑的底层数据 往往没有多大意义，也限制了实时处理的能力。采用业务流程集成方案，针对跨越 多个应用的业务流程层，使用一些高层的中间件来表现业务流程集成的特征，从而 使得业务逻辑和依托于业务逻辑的后台数据得以共享，从一个更高的层面上来集成 异构的系统。 4 、函数和方法集成方案，主要是指在网络环境中的跨平台应用程序之间的应 用到应用( a g a ) 的集成。它涵盖了普通的代码( c o b o l ，c + + ，j a v a ) 撰写、应用程序 接口( a p i ) 、远端过程调用( r p c ) 、分布式中间件( 如分布式对象、公共对象访问中 介c o r b a 、j a v a 远端方法调用r m l 、面向消息的中间件) ，以及w e bs e r v i c e s 等各种 9 第二章数字化校同建设 软件技术。 总之，传统的e a i 解决方案以数据集成为主，而对于现代企业来说，不应仅满 足于底层数据的整合，还应考虑如何实现商业逻辑和商业流程的集成。而且，这种 集成应该是灵活的、快速的、高效率的、可互操作的。要实现这一目标，依靠传统 的e a i 技术是很难实现的，而且代价也是高昂的，应采用新的解决方案。 从应用集成实现技术的角度分析，可以将当前企业应用集成所采用的技术分为 以下主要几类：消息中间件、应用服务器、工作流技术和w e bs e r v i c e s 技术。 l 、消息中间件。面向消息的中间件屏蔽掉不同平台及网络协议之间的差异， 利用高效可靠的消息传递机制进行数据通信，并基于数据通信来进行分布式系统的 集成。此系统往往耦合度低，集成和部署非常灵活。 2 、应用服务器。应用服务器为建立分布式的可伸缩的i n t e r n e t i n t r a n e t 应 用程序提供了一个基于组件的理想的应用程序框架，它将各种基本的中间件( 如w e b 服务、事务服务、消息服务等) 集成为一个统一的平台。目前主要有两大阵营，一 种是s u n 公司倡导的j 2 e e 架构，另外一种则是m i c r o s o f t 的n e t 架构。 3 、工作流技术。工作流中间件旨在实现企业工作流的自动化，特别是业务处 理中各项活动的协作、控制和通讯的自动化。 4 、w e bs e r v i c e s 技术。w e bs e r v i c e $ 建立在基于x m l 的s o a p ，u d d i ，w s d l 等开 放的i n t e r n e t 标准和协议之上，以一种松散的服务捆绑集合形式，能够快速、低代 价地实现服务开发、发布、发现和动态绑定应用。基于x m l 标准使得服务平台、开 发语言之间能够相互独立，通过对应用程序的模块化、自适应的描述，然后进行w e b 发布，使其它应用程序可以通过w e b 对其进行定位、调用。实现灵活、动态的应用 组合，为真正跨平台的应用间的互操作提供了基础。 通过对e a i 现有主要的解决方案和实现技术的分析，虽然传统的中间件技术 ( 如：c o r b a 、d c o m 、e j b 等) 的发展已经非常成熟，在一些领域内取得了广泛的应 用，但是，也存在着以下几方面的问题：对系统同构性的要求较高，穿越防火墙的 问题，以及不同的组件对象模型之间的互操作问题等。 w e bs e r v i c e s 的提出解决了传统中间件技术的这些问题，它使得处于不同平台， 采用不同对象技术的c o r b a 、d c o m 、e j b 构架能够统一在w e bs e r v i c e s 技术层面之上。 w e bs e r v i c e s 能够彻底地改变传统应用集成中“点对点”的集成处理方式，应用w e b s e r v i c e s 技术，计算机系统之间能够真正摒除平台差异和实现差异，依靠预先达成 1 0 第二章数字化校园建设 一致的w e b 服务规范，完成无缝的系统对话。而且，通过w e b 服务实现的松散的应用 集成，仅需付出较少的代价。所以，采用w e bs e r v i c e s 技术能够使异构信息系统集 成问题真正便于实施的和有效的解决。 2 5 基于w e bs e r v i c e s 的数字化校园建设 鉴于w e bs e r v i c e s 体系架构在应用集成中的种种优势，结合数字化校园建设 的自身特点，本文将从数字化校园建设的实际要求出发，运用架构在x m l 技术之上 的w e bs e r v i c e s 相关技术，通过w e bs e r v i c e s 提供一个中立的平台来集成不同的 应用程序，并为在平台层解决应用层集成时所不可避兔的问题。提出开放式的技术 构架，构建一个高效、安全、松散耦合和高度集成的数字化校园框架体系。 在校园信息集成平台中采用w e bs e r v i c e s 技术，可以完全屏蔽不同软件平台 的差异，实现在当前环境下最高的可集成性，从而能够实时地访问不同部门、不同 应用、不同平台和不同系统的信息，是应用系统集成强有力的手段。下面从几个方 面来简要地分析基于w e bs e r v i c e s 的数字化校园解决方案的优势： 1 简单性：w e b 服务更便于设计，开发，维护和使用，它使得创建跨越多个 应用程序的业务流程处理将变得相对简单。 2 开放性：w e b 服务基于开放的标准。如h t t p 、s o a p 、u d d i 、w s d l 等，已经 成为业界广泛接受的标准。 3 灵活性：不同与传统“点对点”的集成，基于w e bs e r v i c e s 的集成是非常 灵活的，因为它对外提供的接口是标准的，服务内部发生的变化不会影响外部对服 务的引用，前端几乎不需要做任何更改，就可以实现新的功能。 4 高效性： w e bs e r v i c e s 允许应用程序划分成为一些小的逻辑组件，因为在 小粒度上集成应用程序，集成将变缛更容易，也更容易控制一些，同时也使得基于 w e bs e r v i c e s 的解决方案更有效率。 5 动态性：w e bs e r v i c e s 可通过提供动态的服务接口来实施一个动态的集成。 6 集成代价：相比于传统的解决方案，由于其本身的复杂性，其实施维护和 升级是非常昂贵的，采用w e bs e r v i c e s 技术的实施则较为便宜而且快速。 第一章数字化校冈建设 2 6 本章小结 本章首先介绍了校园信息化建设的现状，指出了数字化校园建设所面临的主 要问题是：现有异构信息系统集成的问题，然后分析了当前企业应用集成研究中所 采用的主要的解决方案和实现技术，提出了运用w e b $ e r v i c e s 的相关技术来解决 数字化校园建设当前的主要问题。通过w e bs e r v i c e s 来跨越现有应用系统的对象 体系、运行平台、开发语言等的界限，在现有各种异构平台的基础上构建了一个通 用的，与平台无关的、语言无关的技术层，现有各种不同平台之上的应用程序可以 依靠这个技术层来实施彼此的连接和集成，从而构建个中立的、开放式的、松散 耦合和高度集成的数字化校园框架体系。 1 2 第三章w e bs e r v i c e s 相关技术和j 2 e e 第三章w e bs e r v i c e s 相关技术和j 2 e e w 。b s e r v i c e s 相关技术的出现和发展，给数字化校园建设的推进带来了许多新的机遇。 在数字化校园建设的信息系统集成研究阶段遇到了许多新的技术问题，这些问题和 数字化校园建设的发展密切相关，然而，由于一直没有统一的标准来规范校园内各 个部门之间的协作交互行为，而使得各个部门的异构应用系统之间的交互实现成本 过高，并且往往只能适用于特定的环境中。 此外，校园信息集成平台也需要能够支持迅速查询、定位和调用应用服务的机 制，因此，为了充分发挥数字校园服务的潜力，更方便地发现和使用校园各个部门 所提供的服务，在校园各个部门之间建立安全可靠的协作关系，本文将w e bs e r v i c e s 框架体系应用于数字校园信息集成平台，运用w e bs e r v i c e s 相关技术建立可互操 作的、分布式的应用程序新平台，实现信息和服务的共享。 w e bs e r vjc e s 为数字化校园的实现方案提供了交互能力的拓展，数字化校园 的具体实现还应构建在能够支持可靠性、适用性、事务、安全、可拓展等性能的企 业级平台之上，j 2 e e 为校园信息集成平台提供了极好的选择，同时j 2 e e 作为一个 可拓展平台，对w e bs e r v i c e s 提供了广泛的支持。 本章将对所采用的w e bs e r v i c e s 和j 2 e e 的技术支持作一个详细的分析。 3 1w e bs e r v i c e s w e b 服务( w e bs e r v i c e s ) 是一种部署在w e b 上的对象，w e b 服务的基石是以 x m l 为主的开放的w e b 规范技术，具备了完好的封装性，松散的耦合性，使用协议 标准规范和高度可集成力的特征。 w e b 服务的定义有很多版本，w 3 c 、i b m 、s u n 、m i c r o s o f t 等一些组织和公司都 对w e b 服务给予了定义或描述，其中：w 3 c 组织对w e b 服务的定义是：“一个w e b 服务是一个由u r i 标识的软件系统。w e b 服务的公共接口和绑定使用x m l 来定义和 描述，并能被其它软件系统所发现。这些软件系统可以用接口定义中预先描述的方 式并通过基于x m l 的消息来与w e b 服务进行交互，而这个基于x m l 的消息又通过 i n t e r n e t 协议来传送。”s u n 公司定义 7 1 为w e b 服务是互联网架构中可置换的标准零 部件，认为：“w e b 服务通过w e b 进行访问，w e b 服务提供一个x m l 接口，w e b 服务 1 3 第二章w e bs e r vi c e s 相关技术利j 2 e e 通过 j d i ) i 注册来定位，w e b 服务使用x m l 信息通过标准w e b 协议实现通信，w e b 服 务支持系统间的松耦合连接”。 可以这样认为，w e b 服务就是一种可通过标准i n t e r n e t 协议访问的自包含的、 自描述的、模块化的、可编程的应用逻辑，是对象组件技术在i n t e r n e t 中的延伸， 可以通过w e b 发布、查找和调用。与传统的构件技术不同，w e b 服务不是通过特定 的对象模型协议( 例如d c o m 、c o r b a 或r m i ) 来访问，而是通过通用的网络协议和数 据格式( 例如h t t p 和x m l ) 来访问。它在内部定义了一些能完成特定操作的函数，并 将函数的接口在服务器上进行发布，用户查找到所需的w e b 服务，并通过接口调用 w e b 服务的函数完成相应的操作。w e b 服务提供了使用标准协议在松散耦合环境中 交换消息的能力，通过使用w e b 服务可以解决了复杂分布式应用系统的一些核心问 题：互操作、集成、应用的伸缩性。 3 2w e bs e r v i c e s 体系结构s o a w e b 服务体系结构是一种被称为面向服务的体系