电信运营支撑系统演变过程及概述

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2、中间件的技术规范

3、三种主流中间件技术平台的介绍

4、中间件是实现电子商务的基础软件

5、中间件符合软件发展的潮流

一、中间件技术概述1、中间件的概念：随着计算机技术的飞速发展，各种各样的应用软件需要在各种平台之间进行移植，或者一个平台需要支持多种应用软件和管理多种应用系统，软、硬件平台和应用系统之间需要可靠和高效的数据传递或转换，使系统的协同性得以保证。这些，都需要一种构筑于软、硬件平台之上，同时对更上层的应用软件提供支持的软件系统，而中间件正是在这个环境下应孕而生。比较流行的定义是：中间件是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源。中间件位于客户机/服务器的操作系统之上，管理计算资源和网络通讯。

2、中间件特点及优势：通常意义下，中间件应具有以下的一些特点：满足大量应用的需要；运行于多种硬件和OS平台；支持分布式计算，提供跨网络、硬件和OS平台的透明性的应用或服务的交互功能；支持标准的协议；支持标准的接口。程序员通过调用中间件提供的大量API，实现异构环境的通讯，从而屏蔽异构系统中复杂的操作系统和网络协议。中间件提供客户机与服务器之间的连接服务，这些服务具有标准的程序接口和协议。中间件在分布式的客户和服务之间扮演着承上启下的角色，如事务管理、负载均衡以及基于Web的计算等。

具体地说，中间件屏蔽了低层操作系统的复杂性，使程序开发人员面对一个简单而统一的开发环境，减少程序设计的复杂性，将注意力集中在自己的业务上，不必再为程序在不同系统软件上的移植而重复工作，从而大大减少了技术上的负担。

3、中间件的应用领域与分类：数据访问中间件：对异构环境下的数据库实现联接或文件系统实现联接的中间件；远程过程调用中间件：程序员编写客户端的应用，可以调用位于远端服务器上的过程；消息中间件：用来屏蔽各种平台及协议之间的特性，进行相互通信，实现应用程序之间的协同；交易中间件：在分布、异构环境下提供保证交易完整性和数据完整性的一种环境平台；对象中间件等。对象中间件：在分布、异构的网络计算环境中，可以将各种分布对象有机地结合在一起，完成系统的快速集成，实现对象重用。面向对象标准原本只有一个，即CORBA(公共对象请求代理体系结构)，后来，Sun推出了企业级JavaBeans(EJB)，用自己易使用的程序模型来对CORBA做出了改进。微软COM(ComponentObjectModel，组件对象模型)的出现，使面向对象中间件市场里又多了一个标准，二、

中间件的技术规范中间件的技术规范（DCE）1、DCE体系分布式计算环境DCE（DistrbutedComputingEnvironment），它由OpenSoftwareFondation制定，现在这个组织被称为OpenGroup。DCE由多个共同在一起工作的组件组成，它们是：远程过程调用（RPC）、本地和全局目录服务（CDS和GDS）、安全服务、DCE线程、分布式时钟服务（DTS）、分布式文件服务（DFC）。线程、RPC、CDS、安全服务和DTS组件通常被成为安全核心，并且是组成任何DCE环境所必须的组件，DTS是可选件。在DCE环境中，还包括用于管理这些组件的管理工具。

DCE被称做中间件或使其具有能力的技术，它不是独立存在的，而是被捆绑在供应商操作系统中，或者由第三方供应商进行集成。

中间件的技术标准（DTP）2、DTP模型与XA规范DTP（DistributedTransactionProcessing）模型是X/OPEN组织提出的一种软件结构，这种结构允许多个应用程序去共享多个资源管理器提供的资源，并且具有协调全局事务的能力。X/OpenDTP模型（1994）包括：应用程序（AP）、事务管理器（TM）、资源管理器（RM）、通信资源管理器（CRM）。一般，常见的事务管理器（TM）是交易中间件，常见的资源管理器（RM）是数据库，常见的通信资源管理器（CRM）是消息中间件。事务（Transaction）又称为交易，指一个程序或程序段，在一个或多个资源如数据库或文件上为完成某些功能的执行过程的集合。事务具有ACID特性。分布式事务处理是指一个事务可能涉及多个数据库操作，分布式事务处理的关键是必须有一种方法可以知道事务在任何地方所做的所有动作，提交或回滚事务的决定必须产生统一的结果（全部提交或全部回滚）。所谓全局事务，是指分布式事务处理环境中，多个数据库可能需要共同完成一个工作，这个工作即是一个全局事务，例如，一个事务中可能更新几个不同的数据库。对数据库的操作发生在系统的各处但必须全部被提交或回滚。此时一个数据库对自己内部所做操作的提交不仅依赖本身操作是否成功，还要依赖与全局事务相关的其它数据库的操作是否成功，如果任一数据库的任一操作失败，则参与此事务的所有数据库所做的所有操作都必须回滚。

一般情况下，某一数据库无法知道其它数据库在做什么，因此，在一个DTP环境中，交易中间件是必需的，由它通知和协调相关数据库的提交或回滚。而一个数据库只将其自己所做的操作（可恢复）映射到全局事务中。XA就是X/OpenDTP定义的交易中间件与数据库之间的接口规范（即接口函数），交易中间件用它来通知数据库事务的开始、结束以及提交、回滚等。XA接口函数由数据库厂商提供。中间件的技术标准（CORBA）3、CORBA公共对象请求代理结构CORBA（CommonObjectRequestBrokerArchitecture），由国际对象管理组织OMG制定，这个组织是一个国际性组织，始建于1989年，现已拥有包括生产厂商与软件开发商800多个会员，其目的是在分布和异构计算机环境下为应用软件的开发提供一个公共框架，使开发出来的软件即面向对象又具有可重用性、可移植性以及可操作性等特点。

该规范描述和定义了OMA的ORB接口和特征。OMG于1998年分布了最新的CORBA2.2规范[4]，其主要内容有：1.ORB内核（Core）；2.OMG接口定义语言IDL；3.接口池（InterfaceRepository）；4.语言映射（LanguageMapping）；5.接口存根与骨架（StubandSkeleton）；6.动态调用与分布（DynamicInvocationandDispatch）；7.对象适配器（ObjectAdapter）；8.ORB互操作协议（Inter-ORBProtocol）。 COBRA标准主要分为3个层次：对象请求代理ORB（底层）：规定了分布对象的定义（接口）和语言映射，实现对象间的通讯和互操作，是分布对象系统中的"软总线"；公共对象服务：在ORB之上定义了很多公共服务，可以提供诸如并发服务、名字服务、事务(交易)服务、安全服务等各种各样的服务；公共设施（上层）：定义了组件框架，提供可直接为业务对象使用的服务，规定业务对象有效协作所需的协定规则。对象请求代理（ORB）的作用：在传统的基于客户机/服务器模式的应用程序开发过程中，项目开发人员遵循公开的标准或自由设计模块间的协议，这样的协议依赖于网络类型、实现语言、应用方式等。引入ORB后，客户只要遵循服务对象的对外接口标准向服务对象提出业务请求，由ORB在分布式对象间建立客户-服务对象关系。总结起来，ORB的作用包括：接受客户发出的服务请求，完成请求在服务对象端的映射；自动设定路由寻找服务对象；提交客户参数；携带服务对象计算结果返回客户端。CORBA构件模型CCM，是OMG组织制定的一个用于开发和配置分布式应用的服务器端中间件模型规范，它主要包括如下三项内容：抽象构件模型，用以描述服务器端构件结构及构件间互操作的结构；构件容器结构，用以提供通用的构件运行和管理环境，并支持对安全、事务、持久状态等系统服务的集成；构件的配置和打包规范，CCM使用打包技术来管理构件的二进制、多语言版本的可执行代码和配置信息，并制定了构件包的具体内容和基于XML的文档内容标准。中间件的技术标准（J2EE）4、J2EE

J2EE是一种多层应用模式的结构体系。整个规范由SUN公司提出，它将业务逻辑从系统服务功能和用户界面中分离出去，放置在客户层和应用基础设施这两层之间的中间层，是目前应用的最为广泛的面向Web的应用系统结构规范。J2EE的目标是：提供平台无关的、可移植的、支持并发访问和安全的，完全基于Java的开发服务器端中间件的标准。

在J2EE中，Sun给出了完整的基于Java语言开发面向企业分布应用规范，其中：在分布式互操作协议上，J2EE同时支持RMI和IIOP，在服务器端分布式应用的构造形式，则包括了JavaServlet、JSP(JavaServerPage)、EJB等多种形式，以支持不同的业务需求，EJB自从J2EE推出之后，得到了广泛的发展，已经成为应用服务器端的标准技术。SunEJB技术是在JavaBean本地构件基础上，发展的面向服务器端分布应用构件技术。EJB给出了系统的服务器端分布构件规范，这包括：构件、构件容器的接口规范以及构件打包、构件配置等的标准规范内容。EJB是业务逻辑层的中间件技术，它提供了事务处理TP的能力，自三层结构提出以后，业务逻辑层（中间层：处理事务的核心），从数据存储层分离，取代了存储层的大部分地位。从分布式计算的角度，EJB像CORBA一样，提供了分布式技术的基础。提供了对象之间的通讯手段。EJB中的Bean可以分为会话Bean和实体Bean，前者维护会话，后者处理事务。目前Servlet负责与客户端通信，访问EJB，并把结果通过JSP产生页面传回客户端。

中间件的比较分析业界常用的做法从以下三个方面进行分析：

1、集成性：集成性主要反映在基础平台对应用程序互操作能力的支持上。它要求分布在不同机器平台和操作系统上、采用不同的语言或者开发工具生成的各类商业应用必须能集成在一起，构成一个统一的企业计算框架。这一集成框架必须建立在网络的基础之上，并且具备对于遗留应用的集成能力；2、可用性：要求所采用的软件构件技术必须是成熟的技术，相应的产品也必须是成熟的产品，在至关重要的企业应用中能够稳定、安全、可靠地运行。另外，由于数据库在企业计算中扮演着重要角色，软件构件技术应能与数据库技术紧密集成；3、可扩展性：集成框架必须是可扩展的，能够协调不同的设计模式和实现策略，可以根据企业计算的需求进行裁剪，并能迅速反应市场的变化和技术的发展趋势。通过保证当前应用的可重用性，最大程度地保护企业的投资。四、

BSS/OSS的中间件架构1、BSS/OSS的本质就是对处于网络分布环境中的各计算机系统进行交互协作，从而支持新的商业运作模式。2、管理和传输各业务系统之间的数据信息、协调各系统的处理模块的中间管理服务系统，是保证BSS/OSS应用成功的关键。3、应用服务器、通用业务网关（接口平台）、支付网关、通信平台和安全平台，统一纳入BSS/OSS中间件构架的范畴。4、从技术角度看，BSS/OSS将由互联网技术、传统IT技术以及具体的业务处理所构成。但是，系统的建立将会面临许多新的问题，包括：应用系统：能不能快速地建立，能不能适应大用户数、高处理量要求，能不能提供高效率、高可靠性、高可用性等等关键任务的要求，能不能满足安全需要等等。规划出一个整体的应用框架，并提供一个支持平台，用于BSS/OSS应用的开发、部署和管理，并能籍此解决上述各种问题。这已经发展成为一个能广泛适应的标准的支撑层，成为Internet应用的基础设施（Infrastructure），这一支撑层实际上是基于Internet的中间件，也就是应用服务器。BSS/OSS应用包含以下层次：浏览器：这是进入BSS/OSS的通道。应用平台：提供不同应用类型的生成工具软件，如网上商店、网络支付、虚拟社区等等。交换平台：对内集成企业内部的各种与BSS/OSS相关的业务系统，对外连接商业合作伙伴，如银行、供应商、客户、配送结构，完成各种不同业务系统之间数据转换和整合。基础平台：用来支持大量Internet客户的并发访问，使应用开发商快速开发出灵活多变的应用，尽快把信息系统和业务活动放到Internet中。中间件构架是一种应用集成的关键件，不管BSS/OSS应用分布在什么硬件平台上，使用了什么数据库系统，透过了什么复杂的网络，各种应用的互连和互操作是中间件构架首先要解决的问题。针对不同的应用环境，对BSS/OSS中间件构架有各种不同的要求。在通信方面，中间件构架要支持各种通信协议和通信服务模式，传输各种数据内容，数据格式翻译、流量控制、数据加密、数据压缩等等；对工作流应用，需要根据条件以及条件满足状态，将信息、响应状态从一个应用传递到另一个应用；对联机事务处理，需要保证分布式的数据一致性、不停机作业、大量并发的高效率；对于一个数据采集系统需要保证可靠传输等等。在BSS/OSS中间件构架核心，要解决名字服务、安全控制、并发控制、可靠性和效率保证等；在BSS/OSS应用开发方面，要能提供基于不同平台的丰富的开发接口，支持流行的开发工具和异构互连接口标准等；在管理方面，解决BSS/OSS中间件构架本身的配置、监控等，为BSS/OSS应用的易用易管理提供保证。BSS/OSS中间件趋势OrderEntryOrderEntryService

ProvisioningCustomer

ContactCenterCustomer

DatabaseBilling

SystemMisc…...EventsCollection

FilteringCorrelationTrouble

TicketingWorkforce

ManagementPerformance

ManagementThresholdsNetwork

InventoryFront-endApplicationsBack-EndApplicationsJAVACommunicationBusPublish/SubscribeRulebasedenginesWorkflowManagementCorba五、中间件符合软件发展的潮流：软件构件化（SoftwareComponent）技术是在大工业生产启发下应运而生的，是软件技术跨世纪的一个发展趋势，其目的是彻底改变软件生产方式，从根本上提高软件生产的效率和质量，提高开发大型软件系统尤其是商用系统的成功率。复用软件一直是整个世界软件业所追求的梦想，软件构件化为实现这一梦想指出了一条切实可行的道路，而中间件正是构件化软件的一种形式。中间件抽象了典型的应用模式，应用软件制造者可以基于标准的形式进行开发，使软件构件化成为可能，加速了软件复用的进程。因此，中间件是符合软件发展的内在规律的。六、OSS/J介绍：NGOSS提供了一个技术无关的框架，而OSS/J则提供一个符合框架原则的技术相关（Java）的实现方案。NGOSS关注架构原则，提出了公共通信机制，流程控制外部化，合约定义接口等架构原则，同时定义了共享信息和数据模型，便于应用集成。OSS/J为构件创建一个标准运行环境，消除了学院框架和实践设计模式间的障碍。事实上，OSS/J在很大程度实现了TMF的愿景。OSS/J的由来：就在TMF于2000年提出NGOSS的概念时，以SUN为首的一些厂商，如BEA，IBM，NEC，Motorola，Nokia等，酝酿成立了OSS/J工作组(OSS/J，OSSthroughJava™Initiative)。他们一直在为加速OSS/BSS解决方案的开发、简化其中系统组件的部署和集成而努力。OSS/J规范的推出是在JCP（JavaCommunityProcess,）支持下完成的，以Java规约请求（JSR，JavaSpecificationRequest）的形式提交。JCP是SUN和许多其它主流厂商所主导的一个社团，现有500多个公司和组织参与。RoadmaptoNGOSSStep1:Step1:PickthemostcomprehensivetelcobusinessframeworkStep2:PicktheonlyopenstandardsoftwarefoundationtrulyadoptedStep3:MandateStandardAPI'sStep4:IntegratebestofbreedinteroperablecomponentsStep5:HarmonizepresentationandprocessesonlowcostmainstreammiddlewareTMFNGOSSJavaandWebServiceTMFNGOSSOSS/JFunctionalAPI'sJavaandWebServiceTMFNGOSSCertifiedProductsOSS/JFunctionalAPI'sJavaandWebServiceTMFNGOSSJBI,JES,OpenOffice,IdentityMgtCertifiedProductsOSS/JFunctionalAPI'sJavaandWebServicesTMFNGOSSFromthetheorytopracticewithOSS/JOSS/J原则和架构：OSS/J的制定立足于J2EE平台，它的制定基于以下原则：OSS的功能以EJB构件定义实现；粗粒度，面向业务的接口；利用应用服务器支持集群，可扩展性和错误恢复；利用消息机制最小化构件间的耦合；支持工作流；依靠JCA集成遗留系统AlignmentwithTMFNGOSSAlignmentwithTMFNGOSSAlignmentwithTMFNGOSSWorkflow+JMS/XMLExternalisedProcesscontrolStandardizedAPIsContractDefinedInterfacesJMS/XMLCommonCommunicationVehicleContractRegistration&TradingJCA,RMI/IIOP…IntegrationwithlegacysystemsEnterpriseJavaBeansComponentbasedsoftwareJNDIregistration工作组利用JAVA技术，为OSS/BSS定义实现了一系列的开放的标准API，提供给OSS/BSS的开发者使用。OSS/J的优点在于它定义了标准的接口，应用间可以通过此接口进行交互。API的定义中考虑了其适应性和可扩展性。在设计中应用了许多设计模式，保证了新实体加入时，不会影响到API的架构。OSS/J关注域(late02)QoSandPerformanceAPIQoSandPerformanceAPIPerformancedataAlarmdataUsagedataAPIssupportingthefollowingareasfirst(allFinalDraftexceptInventoryInPublicDraft–finalinMay’03):ServiceActivationAPIOrderManagementNetworkActivationTroubleTicketingAPICustomerMngtNetworkLevelScalability,Security,Integr.CORBA,EAI,B2B(ebXML,SOAP,…),etc….CommonAPIIPBillingAPIUsageDataCollectionBilling+RatingInventoryAPI各关注域之间的关系TroubleTicket

ManagerPerformanceData

CollectionTroubleTicket

ManagerPerformanceData

CollectionService

InventoryResource

InventoryCustomerCareOrderManagerNetworkActivatorOther

OSSOther

OperatorsSLAManagerUsageData

CollectionFaultData

CollectionTroubleTicketServiceActivationBilling&RatingQualityofServiceIPBillingProductInventoryInventory OSS服务开通API（OSSServiceActivationAPI或SAAPI）：主要提供了对订单的管理功能（例如生成、修改、删除、查询订单等）和服务的管理功能。API中并没有给出指定的“服务信息模型（ServiceInformationModel）”，而是将这部分工作留给开发者去实现，这样开发者可以根据自己的业务逻辑的需要定义服务信息模型。SAAPI中关于订单管理的定义是根据TMF603中的“世界订单信息协定”（WorldOrderingInformationAgreement）以及OMGWMF/WfMC的“订单状态模型（OrderStateModel）”的定义完成的。OSS故障单API（OSSTroubleTicketAPI或TTAPI）：定义了生成、更新、查询、关闭故障单的一系列操作。网管系统可以通过调用TTAPI自动生成故障单，服务提供商也可以利用它产生和处理故障单，客户关怀系统能够调用这些API将故障单发送给服务提供商；如果故障单的管理是在一个工作流程中完成的话，那么开发人员可以使用这些API与工作流引擎进行信息传递。OSS/J设计的实现依赖如下几个机制：依赖XML消息实现异步和松耦合交互模型；强类型，基于对象的事件；XML消息机制；基于JMS的事件和消息订阅机制；利用JNDI规范，定位OSS/J架构元素（会话对象，主题，队列等）的服务；依靠外观模式实现OSS/J的会话组件接口，以JVT对象作为参数技术选择：J2EE™,XMLandWebServicesJ2EE™,XMLandWebServices紧耦合集成JavaEJB

RMIIIOPJavaEJB

RMIIIOP松耦合集成JavaEJB

RMIIIOPXML

JMSB2B

集成XML

WebServices

XML

WebServicesOSS/J定义了如下两种交互模式，用以支持A2A的集成和B2B的集成：JAVA值类型会话对象（JVT，JavaValueTypeSessionBeans）：JVT是一种JAVA模式，通过值对象作为参数来访问后端实体。应用外观模式（facade）,通过单一接口访问系统定义的实体。以Java值类型对象作为参数，也可进行批量操作。JVT类型接口使得JAVA应用间可以进行紧耦合的集成。XML/JMS消息:OSS/J中定义了JAVA对象到XML的映射，在XML表示和JAVA对象间建立了一个等价的对应关系。XML表示的消息请求中定义了操作，它传递使用XML模式定义的标识和管理实体的状态。XML表示的请求对象被传递到特定应用的消息驱动对象（MDB，MessageDriveBean），MDB通过JVT接口操作实体。第四章下一代电信运营支撑系统共享信息和数据模型（SID）设计原理为什么要研究共享信息和数据模型？什么是SID？SID信息模型的设计原理SID描述SID的应用为什么要研究SID？：信息孤岛、信息冗余、缺乏统一的信息术语交互、信息共享新的管理需求BOSS应用环境愈加复杂：用户和设备的数量增加、提供的服务数量增加、业务链的延伸；BOSS应用和使用的系统复杂：必须满足不同的用户和应用需求，需要灵活的架构和管理；随需应变的管理业务提供的障碍固定的提供和策略(theEML,NML,andSMLareprovisionedseparately)：Manualfine-tuningandvalidationisinconsistentanddoesn’tscale人工的接口造成不一致，Hardtobuildaflow-throughsystem很难支持流程网络部件不能联动：Currentlymeasuretrafficloadandcontent，Needtomeasurecustomer,resourceorserviceanalysis，Arouterorswitchdoesn’tknowcustomerneeds,productofferingsorpersonalizedSLAsOSSs孤立于客户服务和服务提供：Difficulttomanageandintegrateinrealtime解决之道TodefineanduseanewinformationmodelBuilttowardspromotingdatasharingandreuse（共享和复用）Builttosupportmultiplemappings（映射）todifferentimplementationsusingdifferentdatastoresTodefineandusenewextensionsofthisinformationmodelIntegratedsupportforSLAs,Contracts,andotherBusinessEntitiesIntegratedsupportfortranslatingbetweendifferentrepresentationsofpolicyEspeciallybetweenbusinessanddeviceconfiguration二、什么是SID？TheSIDistheNGOSS“Glue”Providesbusiness,system,andimplementationviewstodrivedesignandimplementationAnorganizedcollectionofbusinessandsystementitydefinitionsandUMLmodelsthatProvideacommoninformation/datalanguageDepicttherelationshipsamongtheentitiesSIDandtheNGOSSSIDistheNGOSS“glue”Providesa：businessview，systemview，implementationviewThreeviewsnecessarytoensurethatbusinessrequirementscandrivesystemdesignandimplementationSIDandtheIndustrySIDisafederationofmodels,not“home-grown”：Materialminedfromcompanycontributions(BT,Telstra,MetaSolv)aswellasITU,IETF,andDEN-ngSIDisalreadybeingused!：TMForumCatalystProjects，OSS/J，T1M1GlobalTelecomDataDictionary(GTDD)，Byvendors,suchasMetaSolvandIntelliden，ByServiceProviders,suchasBTandTelstraEntityTemplate/EntityPatternSUBSCRIBER/RECIPIENTSUBSCRIBER/RECIPIENTRECIPIENTOWNERPRODUCTPRODUCTSPECIFICATIONSERVICESERVICESPECIFICATIONRESOURCERESOURCESPECIFICATIONrealizedAsdefinedByutilizePhase2Phase2三、SID信息模型的设计原理信息建模的基本方法：从企业过程模型到企业信息模型、现实世界的概念抽象四、SID描述ArchetypeUsedforAllSIDModels共性业务实体RequestResponseRequestResponseNotificationAgreementCommandInteractionLocationPartyPolicyManagedEntityPhase2Phase2Phase2Party(Simplified)InteractionExampleCustomer-CustomerCustomer-OrderProduct设备–资源and资源描述Equipment–HardwareClassesEquipment-PhysicalResourceRoleSID的应用共享信息数据服务SID应用数据的处理和存储需考虑的问题：共享信息的实现结构应与分布式的构件接口一致。即：服务（信息服务）；应将处理逻辑和共享数据的耦合降低；对数据封装；对数据的操作应保证数据的一致性、完整性。尽量提高数据处理的效率在NGOSS中将数据分为：局部数据和共享数据。如：订单处理过程中的客户数据是共享数据、内部状态数据为局部。信息服务层：是对原始数据进行的加工和处理，转换（信息结构、编码）、适配引入共享信息数据模型的根本目的在于信息的充分共享。单独的NGOSS共享信息模型将为大量的共享信息服务定义信息模型并提供公共框架。通过信息共享，实现信息在一定业务流程驱动下的动态交互，即通过业务流程来驱动各部门、各应用系统之间的协调运作，从而实现企业自动化。第五章软件体系结构及NGOSS-TNA软件体系结构的兴起软件体系结构的定义软件体系结构的风格NGOSS采用的软件体系结构TNA1、软件体系结构的兴起六十年代的软件危机使得人们开始重视软件工程的研究。最初软件设计的重点放在数据结构和算法的设计，随着软件系统规模和复杂性增加，整个软件系统的结构和规格说明显得愈加重要。在此种背景下，人们认识到软件体系结构的重要性，并认为对软件体系结构的系统、深入的研究将会成为提高软件生产率和解决软件维护问题的新的最有希望的途径。软件体系结构的设计已经成为软件开发过程中的一个阶段。自从软件系统首次被分成许多模块，模块之间有相互作用，组合起来有整体的属性，就具有了体系结构。好的开发者常常会使用一些体系结构模式作为软件系统结构设计策略，但他们并没有规范地、明确地表达出来，这样就无法将他们的知识与别人交流。软件体系结构是设计抽象的进一步发展，满足了更好地理解软件系统，更方便地开发更大、更复杂的软件系统的需要。

软件总是有体系结构（Architecture）的，不存在没有体系结构的软件。从细节上来看每一个程序也是有结构的。早期的结构化程序就是以语句组成模块，模块的聚集和嵌套形成层层调用的程序结构，也就是体系结构。结构化程序的程序（表达）结构和（计算的）逻辑结构的一致性及自顶向下开发方法自然而然地形成了体系结构。由于结构化程序设计时代程序规模不大，通过强调结构化程序设计方法学，自顶向下、逐步求精，并注意模块的耦合性就可以得到相对良好的结构，所以，并未特别研究软件体系结构。随着面向对象软件时代的到来，软件也从传统的软件工程进入到现代面向对象的软件工程，研究整个软件系统的体系结构，寻求建构最快、成本最低、质量最好的构造过程。

为什么要研究软件体系结构？软件工程技术发展的要求程序设计阶段程序设计阶段早期软件工程阶段手工作坊软件危机1.软件开发无计划性；2.软件需求不充分；3.软件开发过程无规范；4.软件开发产品无评测手段。如何更多、更好、更方便、更快地开发软件？工程化管理软件开发以满足功能需求为主问题定义；需求分析；概要设计；详细设计；编码；测试；维护瀑布模型；演化模型；螺旋模型；喷泉模型；增量模型；原型模型；组装可重用构件模型。？1.？1.为什么专家和新手在使用软件开发模型和软件工程方法时，表现出来的软件效率和效果不一样？专家的经验应用环境问题要求空间问题求解空间如：设计模式框架注意：经验的抽取与表达独立于具体的功能要求。？2.为什么应用软件开发模型和软件工程方法解决大规模、复杂问题时，软件系统的质量和效率无法得到保证？非功能性需求1.系统性能要求，可用性要求；2.系统可适应性和可移植性要求；3.系统可靠性和安全保密性要求；4.系统可重用性要求等。解决方法：在系统的局部算法结构设计之前，着重进行系统的整体结构设计。软件体系结构设计软件概要设计的主要任务就是进行系统结构设计，是不是就是软件体系结构设计？软件概要设计的主要任务就是进行系统结构设计，是不是就是软件体系结构设计？概要设计结构化设计面向对象设计注意：以往的概要设计中的功能实体（构件）的设计是首位的，也是显式的，构件间的连接并没有单独作为实体显式地设计，而是作为构件的附属形式出现。而软件体系结构设计将部件、部件连接、连接规范和原则单独作为实体显式定义。二、软件体系结构的定义定义1：软件体系结构是具有一定形式的结构化元素，即：构件的集合，包括：处理构件、数据构件和连接构件。处理构件负责对数据进行加工，数据构件是被加工的信息，连接构件把体系结构的不同部分组组合连接起来。定义2：一个软件体系结构包括一个软件和系统构件，互联及约束的集合；一个系统需求说明的集合；一个基本原理用以说明这一构件，互联和约束能够满足系统需求。定义3：一个程序或计算机系统的软件体系结构包括一个或一组软件构件、软件构件的外部的可见特性及其相互关系。其中，"软件外部的可见特性"是指软件构件提供的服务、性能、特性、错误处理、共享资源使用等。总之：软件体系结构为软件系统提供了一个结构、行为和属性的高级抽象，由构成系统的元素（构件）的描述、这些元素（构件）的相互作用、指导元素（构件）集成的模式以及这些模式的约束组成。软件体系结构不仅指定了系统的组织结构和拓扑结构，并且显示了系统需求和构成系统的元素之间的对应关系，提供了一些设计决策的基本原理。三软件体系结构的风格定义：软件体系结构风格是描述某一特定应用领域中系统组织方式的惯用模式。它反映了领域中众多系统所共有的结构和语义特性，并指导如何将各个模块和子系统有效地组织成一个完整的系统。按这种方式理解，软件体系结构风格定义了用于描述系统的术语表和一组指导构件系统的规则。

软件体系结构风格的四种基本要素：提供一个词汇表：定义与设计元素有关的部件、连接件类型等2.定义一套配置规则或系统的拓扑限制：明确设计元素的合法组成方式。3.定义一套语义解释原则：使得设计元素的组成可以适当地约束于配置规则之中，并具有清晰的含义。4.定义可以对基于这种风格建立的系统进行的分析。如：Client/Server结构风格的实时处理过程的可调度性。下面是Garlan和Shaw对通用软件体系结构风格的分类：（1）数据流风格：批处理序列；管道/过滤器（2）调用/返回风格：主程序/子程序；面向对象风格；层次结构（3）独立构件风格：进程通讯；事件系统（4）虚拟机风格：解释器；基于规则的系统（5）仓库风格：数据库系统；超文本系统；黑板系统下面我们将介绍几种主要的和经典的体系结构风格并比较它们的优缺点。

1、C2风格C2体系结构风格可以概括为：通过连接件绑定在一起的按照一组规则运作的并行构件网络。C2风格中的系统组织规则如下：（1）系统中的构件和连接件都有一个顶部和一个底部；（2）构件的顶部应连接到某连接件的底部，构件的底部则应连接到某连接件的顶部，而构件与构件之间的直接连接是不允许的；（3）一个连接件可以和任意数目的其它构件和连接件连接；（4）当两个连接件进行直接连接时，必须由其中一个的底部到另一个的顶部。例如：基于消息队列的软件，ACD排队机软件C2风格具有以下特点：（1）系统中的构件可实现应用需求，并能将任意复杂度的功能封装在一起；（2）所有构件之间的通讯是通过以连接件为中介的异步消息交换机制来实现的；（3）构件相对独立，构件之间依赖性较少。2、管道/过滤器风格

在管道/过滤器风格的软件体系结构中，每个构件都有一组输入和输出，构件读输入的数据流，经过内部处理，然后产生输出数据流。这个过程通常通过对输入流的变换及增量计算来完成，所以在输入被完全消费之前，输出便产生了。因此，这里的构件被称为过滤器，这种风格的连接件就象是数据流传输的管道，将一个过滤器的输出传到另一过滤器的输入。

例如：电信业务支撑系统中的计费批价系统。管道/过滤器风格的软件体系结构具有的特点：1。构件具有良好的隐蔽性和高内聚、低耦合的特点；2。允许设计者将整个系统的输入/输出行为看成是多个过滤器的行为的简单合成；3。支持软件重用。重要提供适合在两个过滤器之间传送的数据，任何两个过滤器都可被连接起来；4。系统维护和增强系统性能简单。新的过滤器可以添加到现有系统中来；旧的可以被改进的过滤器替换掉；5。允许对一些如吞吐量、死锁等属性的分析；6。支持并行执行。每个过滤器是作为一个单独的任务完成，因此可与其它任务并行执行。3、主程序/子程序Mainprogram&subroutine：一个问题的处理分解成若干个步骤（subroutine），并由控制器（mainprogram）将这些步骤协调在一个单线程中。主程序充当子过程的调用者，子过程之间又存在复杂的过程调用关系。过程之间通过参数传入和传出数据。系统结构基本上都是：主程序和子过程，调用和返回关系这是软件设计最直接、最基本的结构关系（部件、连接机制和协议？）多个子过程通常合并成为模块模块：Compilationunit,includingrelateddeclarationsandinterface（编译单元，包含相关的声明和接口）为什么需要模块？Management:Partitiontheoveralldevelopmenteffort；divideandconquer(分而治之)；Evolution:Decouplepartsofasystemsothatchangestoonepartareisolatedfromchangestootherparts；进化：降低模块间的耦合度，使改变一个模块不会影响其他；Understanding:Permitsystemtobeunderstoodascompositionofmind-sizedchunks；理解：系统可以被理解成若干个易于理解的模块的组合特点：是一切软件结构的最本质、最基础的形式；代码的效率可以通过良好设计部件之间的关系得到。缺点：代码的可维护性差（功能易变、数据结构易变）；代码的复用性差（单纯的过程概念无法反映软件结构的本质关系，无法成为软件复用的基本单元）4、数据抽象和面向对象风格

抽象数据类型概念对软件系统有着重要作用，目前软件界已普遍转向使用面向对象系统。这种风格建立在数据抽象和面向对象的基础上，数据的表示方法和它们的相应操作封装在一个抽象数据类型或对象中。这种风格的构件是对象，或者说是抽象数据类型的实例。面向对象的系统有许多的优点：（1）因为对象对其它对象隐藏它的表示，所以可以改变一个对象的表示，而不影响其它的对象。（2）设计者可将一些数据存取操作的问题分解成一些交互的代理程序的集合。

但是，面向对象的系统也存在着某些问题：（1）为了使一个对象和另一个对象通过过程调用等进行交互，必须知道对象的标识。只要一个对象的标识改变了，就必须修改所有其他明确调用它的对象。（2）必须修改所有显式调用它的其它对象，并消除由此带来的一些副作用。例如，如果A使用了对象B，C也使用了对象B，那么，C对B的使用所造成的对A的影响可能是料想不到的。5、基于事件的隐式调用风格：基于事件的隐式调用风格的思想是构件不直接调用一个过程，而是触发或广播一个或多个事件。系统中的其它构件中的过程在一个或多个事件中注册，当一个事件被触发，系统自动调用在这个事件中注册的所有过程，这样，事件的触发就可以隐式调用模块中的过程。例如：工作流软件、过程控制引擎（BPM）

5、层次系统风格：层次系统组织成一个层次结构，每一层为上层服务，并作为下层客户。在一些层次系统中，除了一些精心挑选的输出函数外，内部的层只对相邻的层可见。这样的系统中构件在一些层实现了虚拟机（在另一些层次系统中层是部分不透明的）。连接件通过决定层间如何交互的协议来定义，拓扑约束包括对相邻层间交互的约束。这种风格支持基于可增加抽象层的设计。这样，允许将一个复杂问题分解成一个增量步骤序列的实现。层次系统有许多可取的特性：（1）支持基于抽象程度递增的系统设计，使设计者可以把一个复杂系统按递增的步骤进行分解；（2）支持功能增强，因为每一层至多和相邻的上下层交互，因此功能的改变最多影响相邻的上下层；（3）支持重用。只要提供的服务接口定义不变，同一层的不同实现可以交换使用。这样，就可以定义一组标准的接口，而允许各种不同的实现方法。

但是，层次系统也有其不足之处：（1）并不是每个系统都可以很容易地划分为分层的模式，甚至即使一个系统的逻辑结构是层次化的，出于对系统性能的考虑，系统设计师不得不把一些低级或高级的功能综合起来；（2）很难找到一个合适的、正确的层次抽象方法。7：正交软件体系结构：正交软件体系结构由组织层和线索的构件构成。层是由一组具有相同抽象级别的构件构成。线索是子系统的特例，它是由完成不同层次功能的构件组成（通过相互调用来关联），每一条线索完成整个系统中相对独立的一部分功能。每一条线索的实现与其他线索的实现无关或关联很少，在同一层中的构件之间是不存在相互调用的。正交软件体系结构是一种以垂直线索构件族为基础的层次化结构，其基本思想是把应用系统的结构按功能的正交相关性，垂直分割为若干个线索（子系统），线索又分为几个层次，每个线索由多个具有不同层次功能和不同抽象级别的构件构成。

正交软件体系结构具有以下优点：（1）结构清晰，易于理解。正交软件体系结构的形式有利于理解。由于线索功能相互独立，不进行互相调用，结构简单、清晰，构件在结构图中的位置已经说明它所实现的是哪一级抽象，担负的是什么功能。（2）易修改，可维护性强。由于线索之间是相互独立的，所以对一个线索的修改不会影响到其他线索。因此，当软件需求发生变化时，可以将新需求分解为独立的子需求，然后以线索和其中的构件为主要对象分别对各个子需求进行处理，这样软件修改就很容易实现。系统功能的增加或减少，只需相应的增删线索构件族，而不影响整个正交体系结构，因此能方便地实现结构调整。（3）可移植性强，重用粒度大。因为正交结构可以为一个领域内的所有应用程序所共享，这些软件有着相同或类似的层次和线索，可以实现体系结构级的重用。8、三层C/S软件体系结构：C/S软件体系结构，即Client/Server(客户机/服务器)结构，是基于资源不对等，且为实现共享而提出来的，是20世纪90年代成熟起来的技术，C/S结构将应用一分为二，服务器（后台）负责数据管理，客户机（前台）完成与用户的交互任务。

表示层是应用的用户接口部分，它担负着用户与应用间的对话功能。它用于检查用户从键盘等输入的数据，显示应用输的数据。为使用户能直观地进行操作，一般要使用图形用户接口，操作简单、易学易用。功能层相当于应用的本体，它是将具体的业务处理逻辑编入程序中。数据层就是数据库管理系统，负责管理对数据库数据的读写。数据库管理系统必须能迅速执行大量数据的更新和检索。因此，一般从功能层传送到数据层的要求大都使用SQL语言。

9、C/S与B/S混合软件体系结构：B/S与C/S混合软件体系结构是一种典型的异构体系结构。B/S软件体系结构，即Browser/Server（浏览器/服务器）结构，是随着Internet技术的兴起，对C/S体系结构的一种变化或者改进的结构。在B/S体系结构下，用户界面完全通过WWW浏览器实现，一部分事务逻辑在前端实现，但是主要事务逻辑在服务器端实现。B/S体系结构主要是利用不断成熟的WWW浏览器技术，结合浏览器的多种脚本语言，用通用浏览器就实现了原来需要复杂的专用软件才能实现的强大功能，并节约了开发成本，是一种全新的软件体系结构。我们只讲述了“纯”的软件体系结构。但是，从前面的论述中看出，不同的结构有不同的处理能力的强项和弱点，一个系统的体系结构应该根据实际需要进行选择，以解决实际问题。事实上，也存在一些系统，它们是由这些纯体系结构组合而成，即采用了异构软件体系结构。四、NGOSS采用的软件体系结构TNA为了保证NGOSS的目标能够顺利实现，为了解决不同技术的兼容问题，TMF提出了NGOSS的技术中立体系结构（TNA）。TNA定义了NGOSS在系统体系结构方面的功能，是一个抽象的、通用的体系结构。NGOSS的TNA：TNA定义了体系结构的概念及概念之间的关系，继承了分布式系统的相关概念。构件、合同、服务、接口、共享数据信息TNA的核心是：构件和构件间的关系。构件（component）是TNA部署的、可管理的基本单元，它是合同的承载者，同时也是服务的提交实体。构件的定义：功能的二进制实现；有合同定义的接口；可独立部署的单元；可由第三方构造；和构件模型一致NGOSS中对构件实现的要求：明确定义其外部关联；用与技术相关的构件模型实现；无论构件是否有持续的状态，其操作所需的信息应永久存储。构件的交互（基于分布式处理环境）三层体系结构的构件模式第六章电信业务支撑系统设计环境设计（实现视点）基于NGOSS的基本思想：流程驱动、构件和总线的技术中立。结合目前的软件体系结构和中间件技术。应用已有的中间件技术，提出了一个新一代运营管理支撑平台的软件体系结构。所谓支撑平台：可以部署和运行系统的平台。工作流：一般而言，电信运营管理支撑系统应该不仅仅能够支持电信企业内部的业务处理流程，还应该能够提供对运营商与客户、运营商之间的业务处理流程的支持，各种业务处理流程都应能够无缝地穿越相关软件系统的边界。工作流系统通过对电信运营管理软件实体以及相关电信业务流程的抽象，建立了能够对业务流程进行快速、灵活重组的处理机制，提供了一套完善的关于业务流程建模、执行监控及其管理工具。业务流程执行引擎：平台的业务流程执行引擎为业务流程实例的执行提供运行环境。作为解析和执行驱动工具，业务流程执行引擎可对业务流程描述进行解析，可通过对相关业务组件的调用实现对其执行的控制。消息总线：平台消息总线根据业务流程执行引擎的调度，在业务组件之间进行相关的数据和控制命令的传递，并根据时效等策略要求，将各业务组件处理后的信息反馈给业务流程引擎。消息总线采用管理者/代理者工作模式。在实际应用中，总线上一般可同时存在多个消息服务器（manager)、消息客户端代理(agent)，以及共享信息模型库。适配器：适配器主要负责将用不同技术实现的业务功能组件的交换信息转换成统一的消息格式，并通过消息总线进行传输，从而完成异构系统之间的信息交互。适配器完成的工作主要包括以下两个方面：在业务流程执行之前，适配器按WebService的接口方式，将接入的业务功能组件的功能描述和适配器自身的描述通过服务注册模块在消息服务器Manager上注册，以供其它的业务组件查询调用；2、在业务流程执行过程中，发送方通过服务调用模块发出调用请求，通过其消息处理模块按照预先定义好的格式，将发送方发出的信息进行格式转换，然后将转换后的信息发送到消息总线，消息总线负责将消息发送到接收方，接收方通过消息处理模块解析消息并将消息发送到服务调用模块，调用接收方的业务功能组件，调用完成返回后将消息反馈给消息总线，消息总线负责将返回的消息发送到发送方，发送方的消息处理模块对消息总线返回的具有统一格式的信息进行解析，将解析后的结果返回给发送方的业务功能组件。共享信息模型（SID）实现采用UML类图对各个管理域中的共享数据进行数据建模，定义相关的共享对象及其属性，以及对象与对象之间的关联关系；同时采用公共信息模型（CIM）的元语言描述机制，描述数据的属性、相关操作及其相互之间的交互关系。第七章NGOSS体系及方法引言：问题的提出：基于eTOM提出的电信业务运营流程框架，如何设计和规划支撑系统？传统的以单一的电信业务运营流程为驱动的设计的弊端（例如97系统），如何解决综合业务的问题？如果按照横向的业务功能组进行系统架构的规划和部署，那么数据如何的共享。NGOSS系统体系结构的理论基础--分布式系统的参考模型RM-ODP概述NGOSS概述NGOSS方法论一、RM-ODP概述：开放分布式处理ODP是分布式处理（计算）技术发展的高级阶段，试图解决网络环境下，异构系统的交互及接口问题。提供应用程序一致的接口模型。实现分布操作的互操作、访问透明、可移植。开放分布式计算参考模型（RM-ODP）提供了分布式系统的框架，使异构的、自治的分布式系统部件之间可以集成与互操作。RM-ODP框架是抽象的模型—分布计算模型，核心概念：服务、服务的导航（选择）。RM-ODP从5个视角（视点）描述分布式系统。分别是：企业视点、信息视点、工程视点、计算视点、技术视点。每一种视点是从不同的角度对一个复杂的分布式系统进行的抽象和描述。RM-ODP是指导电信业务运营支撑系统进行业务/技术规范编制的指南。TINASystemSpecificationMethodType1Type1Type2Type3Type4Type5InformationviewpointEngineeringviewpointMeaningAnimationDistributionNCCEDPEKernelNetworkNodesDPEKernelNCCENCCEStreamInterfaceObjectComputationalviewpointOperationalInterfaceDPEserverCOCOCOCOBusinessviewpointstakeholderadministrativedomainRPstakeholderadm.dom.adm.dom.businessrolebusinessrolebusinessrolebusinessrolebusinessrolebusinessroleRPadm.dom.RPRPRPKTNDPEKernelTINAsystemFramework&RequirementsODP-RM的视点：企业视点：目标：系统实现的目标；范围：系统的边界；策略：规范描述系统的业务需求。包括：角色（roles）和活动（activities）；ODP系统与外部环境的交互作用；企业的组织结构；处理流程；相关的安全和管理策略TMF-eTOM就是电信业务运营支撑系统的企业视点。2、信息视点：描述企业对ODP系统的信息需求。包括：信息模型（实体及实体间的关系）、信息流。信息结构（信息元素、对象）、信息之间的关系、信息的变化和导出及相应的规则、信息的属性、信息流、信息处理的形式、逻辑划分基本概念：模式：静态模式：定义某时刻信息对象的状态和结构；不变模式；动态模式；完整性规则；关系：对象间的联系3、计算视点（ComputationViewpoint）：描述ODP系统的功能性分解、互操作性、可移植性：功能分解为对象和接口；互操作为对象在接口上的交互；技术中立（独立）：应有独立于所运行的计算机和网络，体现为分布透明性。从计算视点看：ODP系统由许多计算对象组成，对象包括数据和处理、并提供与其他对象的接口界面。计算规范定义：系统中的对象、对象的活动以及对象之间的交互。对象间的交互可以是面向操作的（RPC机制），或面向流的（生产者/消费者）：面向操作的接口—客户/服务器模型；面向流的接口—数据流；ComputationalModelingConceptsLanguages:Languages:- ODLstrictsupersetofOMG-IDL,addingre-useofComputationalspecifications,streaminterfaces,QoSandgrouping.Tools:- PlatytoolstocompileODLspecificationsintoC++andIDL,whichcanbeprocessedbyanIDLcompiler- ACEtocaptureODLspecs.Object3Object1Object2StreamInterfacesObjectGroupsOperationalInterfacesComputationalObjectsMultipleInterfaceObjectsintheTINA-DPEMultipleinterfacesareaconsequenceof:

Multipleint