消息中间件在联网交易系统中的应用设计与实现

1、消息中间件在联网交易系统中的应用设计与实现单纯1 杨富玉2 时间:2009年02月25日 字 体: 大 中 小关键词:数据交换客户端人机交互界面响应时间异步模式1 引言2005年中国人民银行、国家税务总局和财政部启动了以国库为中心的税（税务）、库（国库）、银（银行）横向联网建设工程。其中横向联网系统的实时交易处理流程主要有两种：第一种为从税务发起的实时扣税：(1)?纳税人到税务大厅，或者通过税务网上自助纳税系统，发起纳税，纳税人等候处理结果； (2)?税务征管系统接收到纳税请求后，将扣税报文发送到人民银行国库信息处理系统（Treasury Information Processing? Sys

2、tem ， 以下简称TIPS）； (3)?TIPS进行信息校验，并存储扣税信息，然后将扣税信息转发到纳税人的开户银行；(4)?开户银行按照扣税指令，进行校验后，对指定账户进行扣款，将扣款回执传回TIPS；(5)?TIPS进行信息匹配，并更改扣税状态，将扣税回执转发给税务征管系统；(6)?税务征管系统匹配扣税回执，将扣税结果，反馈给纳税大厅，或者网上纳税系统；(7)?纳税人获知纳税结果。第二种为从银行发起的缴税：(1)?纳税人到银行大厅，或者通过网上银行，发起缴税请求，纳税人等候处理结果；(2)?银行后台系统接收到缴税请求后，将缴税请求报文发送到TIPS；(3)?TIPS存储缴税请求信息后，将缴

3、税请求信息转发到税务征管系统；(4)?税务征管系统检索纳税信息，将扣税报文发送至TIPS；(5)?TIPS存储扣税报文，并返回银行系统；(6)?银行系统收到扣税报文后，匹配缴款请求，并反馈给银行对公大厅，或者网上银行；(7)?纳税人确认纳税项目和金额；(8)?银行后台系统收到扣税确认后，从指定账户扣款，将扣款回执传回TIPS；(9)?TIPS进行信息匹配，并更改扣税状态，将扣税回执转发给税务征管系统；(10)?税务征管系统按照扣税回执，更改纳税信息状态。2?系统分析在上述两种业务流程中，纳税人无论在税务端发起，还是在银行端发起，都要等待处理结果，系统平均响应时间应不超过5秒，最大响应时间不超过

4、20秒。如果响应时间超过20秒，业务发起端就要自动发起冲正指令，取消此笔交易。其中联网税务节点包括32个省级国税、32个省级地税、600余个地市级国地税，总数将达到700个左右。联网银行节点包括14个全国性商业银行，100余个城市商业银行，100余个城市和农村信用社，总数将达到300余个左右。在纳税高峰期，TIPS需要每秒钟转接处理报文1000笔。这就要求横向联网系统必须具有高性能、高可用和高扩展性，是对系统实时处理的挑战。在整个联网交易中，存在四种角色，即交易发起者（人机交互界面）、数据交换服务发起者、数据交换服务中转者和数据交换服务响应者。如图1所示。? ?图1发起/请求/中转/响应模式示

5、意图交易发起者，具体是指征管系统前台操作员操作征管软件发起纳税；或者纳税人操作网上自助纳税系统纳税；或者银行柜台操作员操作银行系统前台发起纳税；或者纳税人操作网上银行自助纳税。数据交换服务发起者，包括构造请求报文，并将请求报文发送至数据交换服务中转者；接收响应/回执报文，以及对响应/回执报文的解析和其他后续处理。数据交换服务中转者，负责请求报文和响应/回执数据包的转发，及数据处理。数据交换服务响应者，负责接收、解析、处理请求报文，根据处理结果构造响应/回执报文，并将响应/回执报文转发给数据交换服务中转者。按照客户端/服务器模型，可以将上述4个角色，划分成3对客户端/服务器关系。交易发起者和数据

6、交换服务发起者之间，交易发起者（人机交互界面）为客户端，数据交换服务发起者为服务器端。数据交换服务发起者和数据交换服务中转者之间，数据交换服务发起者为客户端，数据交换服务中转者为服务器端。数据交换服务中转者和数据交换服务响应者之间，数据交换服务中转者为客户端，数据交换服务响应者为服务器端。客户端和服务器端处理模式分同步和异步两种模式1。同步模式表示客户端向服务器端发起请求后，等待服务器处理完请求并返回结果。异步模式表示客户端向服务器端发起请求后，不等待服务器返回结果。由于存在从税务发起和银行发起两种实时交易流程。因此税务系统既有可能为数据交换发起者，又有可能为数据交换服务响应者；银行系统既有可

7、能为数据交换服务响应者，又有可能为数据交换服务发起者。这样便意味着税务系统、TIPS和银行系统均有可能成为服务器端。3 联网体系架构设计? 图2 联网体系架构示意图如图2所示，TIPS、税务、银行通过消息中间件建立起数据交换通道。TIPS中心由数据库、基于J2EE架构的交易服务和数据交换平台三部分组成。外部通讯网关、企业服务总线和内部通讯网关通过基于消息中间件的集群技术2整合成一个相互独立、可平行扩展的统一整体。外部通讯网关通过消息中间件和税务、银行连接；企业服务总线（ESB）3负责对报文预处理，并进行消息路由的操作，ESB通过内外通讯网关分别与交易服务和税务、银行系统进行消息交互。交易服务通

8、过JMS/MDB4方式实现对消息中间件的操作。以税务发起实时扣税交易为例，消息的流转过程为：（1） 税务征管系统提交请求报文，发送到外部通讯网关；（2）?通讯网关通过消息中间件的集群机制将请求报文转发到ESB；（3）?ESB系统收到请求报文，进行预处理，然后通过内部通讯网关转发到交易服务；（4）?交易服务通过JMS/MDB与内部通讯网关进行交互，进行业务处理后，将请求报文通过内部通讯网关转发给ESB，并通知ESB将请求报文转给商业银行； （5）?转发的请求报文经过外部通讯网关到达商业银行；（6）?商业银行进行相应的业务处理后，发送回执信息；（7）?回执信息经过外部通讯网关，到达ESB；（8）?

9、ESB系统进行回执报文的预处理，然后通过内部通讯网关转发给交易服务；（9）?交易服务进行业务处理后，将回执报文通过内部通讯网关转发给ESB，并通知ESB将回执报文发送给税务； （10）?回执报文经过外部通讯网关，到达税务，扣税交易结束。4?基于消息中间件的通讯实现IBM MQSeries（以下简称MQ）提供一个具有工业标准、安全、可靠的消息传输系统。MQ的关键功能之一是确保信息可靠传输，同时，MQ是灵活的应用程序通信方案5。TIPS与税务、商业银行通过配置MQ Server的通道实现通讯。在创建通道时，需要设置队列管理器名称、服务器连接通道名称、主机名或IP地址、侦听端口、发送通道名称、接收通

10、道名称、发送队列名称、接收队列名称、字符集等配置项。税务、TIPS和商业银行都配置发送和接收2个通道。为了满足实时交易流程要求，将MQ通道属性设置成非持久（即内存方式Non-Persistent），同时设置消息的过期时间，如10秒，这样消息有一定的生命周期。同时再辅助以冲正流程设计，保证交易的完整性。数据交换服务发起者和数据交换服务中转者，都存在报文匹配的要求。存在两种报文匹配机制。第一种为基于报文内容的匹配（异步模式），即从接收通道接收报文后，根据业务关键字组合，从存储数据库查找原发起报文，实现与原发起报文的匹配；第二种为利用消息中间件提供的同步模式下的消息过滤和匹配机制。基于报文内容的匹配

11、（异步模式），适合数据交换服务中转者采用；利用消息中间件提供的同步模式下的消息过滤和匹配机制，适合数据交换服务发起者采用。利用消息中间件提供的消息过滤和匹配机制如图3所示。?图3 消息过滤和匹配机制图其中同步模式匹配机制为：(1) 人机交互界面向交易请求服务发起交易申请，阻塞等待；(2)?交易请求服务得到交易申请后，首先将交易申请转换成MQ消息报文，并将MQ的CorrelId属性值设为约定值，如“REQ”。然后会将MQ消息报文发送至MQ队列。在报文发送成功后，程序会保存MQ返回的MsgId；(3)?交易请求服务按照CorrelId属性值为MsgId从接收队列中捕获回执报文，并将处理结果返回人机

12、交互界面。异步模式匹配机制：(1)?交易响应服务从接收队列接收到报文，进行业务处理，如果需要匹配其他业务，直接根据业务关键字，基于数据库进行检索匹配；(2)?将回执报文中的CorrelId设为对应请求报文中MsgId的值，将回执报文发送到发送队列。5.结论2006年2月15日系统成功地在北京、湖南、贵州三省市上线运行，参加试运行的单位包括北京地税、湖南国税等12家税务局，工、农、中、建等14家全国性商业银行和北京银行、贵州省农联社等8家地方性金融机构，以及13个国库部门。经过几个月的运行表明，在联网实时交易中，采用消息中间件，实时性可以满足设计要求。当因为网络、交易处理异常等各种原因引起超时的时候，数据交换服务发起者发起冲正交易，同时每隔一定时间，以数据交换中转者为基准进行对账，可以保证交易完整性。?6.参考文献1 S Goel; H Sharda; D Taniar, Messaging in distributed systems , International Journal of Computer Systems Science & Engineering , 2003(6), 339-3552 邱岩; 王卫兵，消息中间件的集群技术，计算机工程，2003(2)，107-108,2003 Chris