基于SOA的高校数字化校园构建

王佐臣

（安徽工贸职业技术学院计算机技术系，安徽淮南 232007）

基于SOA的高校数字化校园构建

王佐臣

（安徽工贸职业技术学院计算机技术系，安徽淮南 232007）

介绍数字化校园、SOA及Web Service等理论和技术，提出基于SOA的高校数字化校园平台的构建方案，给出实现这种方案的方法，为高校数字化校园信息平台的构建提供理论依据和实践基础。

数字化校园；面向服务架构；松散耦合；企业服务总线

引言

“数字化校园”是以网络和数字化信息为依托，利用先进的信息手段和工具，支持学校教学和管理信息流，实现教育、教学、科研、管理、技术服务等校园信息的收集、处理、整合、存储、传输、应用，从环境（包括网络、设备、教室等）、资源（如图书、讲义、课件等），到活动（包括教、学、管理、服务、办公等）数字化，使教学资源得到充分优化利用的一种虚拟教育环境[1]。目前，由于开发平台及工具的异构性导致了传统的基于B/S架构和C/S架构构建的数字化校园平台，有高投入、各信息系统间紧耦合及难扩展等缺点。面向服务架构（Service Oriented Architecture，SOA）和Web Service技术克服了这些缺点，实现了当前环境下最高的可集成性和跨平台的互操作性[2]，本文所提数字化校园构建的方案就是利用了SOA及Web Service的这些优势，采用SOA架构及Web Servoce技术实现的。是当前高校数字化校园构建最理想的方案之一。

1 SOA及Web Service概述

1.1 SOA概述

SOA是一种软件架构，是以服务为导向的架构。SOA将应用程序的不同功能单元（称为服务）通过它们之间定义良好的接口和协议联系起来，接口采用中立的方式定义，独立于实现服务的硬件平台、操作系统和编程语言。这种具有中立的接口定义（没有强制绑定到特殊的实现上）的特征称为服务之间的松耦合[3]。SOA具有松散耦合、互操作、位置和传输协议透明、服务封装和重用、异步调用等特点。

2.2 Web Service概述

SOA是一种思想，Web Services是实现SOA的较理想的服务组件。WebService提供了在不同体系结构下构建的系统之间相互提供应用接口服务、数据和一种方案[4]。WebService工作原理如图1所示：

①注册Web服务：Web服务提供方设计Web Service并注册到UDDI注册中心；

②请求Web服务：Web服务请求方向Web服务中介请求特定的服务，中介根据请求查询UDDI注册中心，为请求者寻找满足请求的服务；

③返回服务描述：Web服务中介向Web服务请求者返回满足条件的Web服务描述信息，该描述信息用WSDL写成，各种支持Web Service的机器都能阅读；

④调用Web服务：Web服务请求者根据从Web服务中介返回的WSDL描述信息生成相应的SOAP消息，发送给Web服务提供者，以实现Web Service的调用；

⑤返回服务结果：Web服务提供者按SOAP消息执行相应的Web Service，并将服务结果返回给Web服务请求者。

由此可知，Web Service就是定义了一套标准的调用过程[5]：①服务器端首先用一套标准的方法向外界描述它提供的服务内容，这属于WSDL；②客户端需要以一种标准的协议调用此服务，这属于SOAP；③服务提供者将服务内容放在一个公共的网址让大家来查询，这属于UDDI。

图1 Web Service工作原理

Web Service用于数字化校园构建的优势主要表现在以下几个方面：

①开放性和互操作性：Web Services是基于诸如UDDI、SOAP、HTTP等开放标准的，具备完好的开放性和互操作性。

②实现简单和易扩展：当前用来实现Web Services的两大主流平台J2EE和.NET都提供了开发和部署Web Services的工具、实例和丰富的参考资料，极大地简化了Web Services的开发；由于Web Service是松散耦合，灵活性好，给系统的扩展带来方便。

③低成本：Web Service可以逐步实施，降低采用Web Service的成本。

④高效性：由于Web Service支持互操作，无需创建全新的系统，允许将原有的系统划分为小的逻辑组件，在小粒度基础上集成原来系统，所以效率较高。

2 基于SOA的数字化校园构建方案及实现

2.1 基于SOA的数字化校园系统框架

基于SOA的数字化校园系统框架如图2所示，分为四层结构：用户层、服务层、业务逻辑层、基础层。

①用户层：包括各类用户，他们可以用多种方式访问数字化校园系统。

②服务层：规定用户层调用服务的接口，但不涉及服务的具体实现细节。

③业务逻辑层：该层在遵循服务层规定的服务接口的前提下，具体对服务进行实现，主要由学校内各信息系统构成。本方案将服务的接口和服务的实现作为两个层次，主要是考虑到系统将来的可扩展性和可维护性。

④基础层：包括网络基础平台和设施、优化配置的数据库群等。

图2 基于SOA的数字化校园系统框架2.2基于SOA的数字化校园软件模型

由上述基于SOA的数字化校园系统框架设计出基于SOA的数字化校园软件模型如图2所示。图中各个功能实体都以服务的形式出现，在特定的层次上为特定应用程序提供服务。下面分析该模型的工作原理：

①用户交互服务

提供统一的交互服务，包括单点登录、统一身份认证、统一门户平台等服务。

②业务抽取服务

从各信息系统中抽取各个较小的业务模块，分别封装成Web Service，提供给综合业务服务模块中调用。如：可从教务管理系统抽取“学生成绩查询模块”，从财务管理系统中抽取“学生交费查询模块”，从图书管理系统中抽取“图书借阅查询模块”，从后勤管理系统中抽取“公物租赁查询模块”，从学生管理系统中抽取“学生毕业审核模块”等，然后将这些模块分别封装为Web Service，提供给综合业务服务模块里的“学生毕业管理”综合业务调用。

③综合业务服务

该模块主要功能是提供含有学校各种综合业务（如新生注册管理工作、学生毕业管理工作，各种综合信息查询工作等）服务功能的Web Service。

④数据交换服务

主要由具有消息传输、数据转换及动态路由等功能的企业服务总线（ESB）组成。它是SOA体系中的基础架构，是实现服务间智能化集成与管理的中介，各个服务通过总线来互相访问。

⑤应用连接服务

此模块主要提供访问学校各信息系统的接口服务。信息系统接口实际是对学校各信息系统进行应用层的Web Service封装。封装成的各个Web Service将以统一的方式暴露接口，并发布到UDDI注册中心。

图3 基于SOA的数字化校园软件模型2.3基于SOA的数字化校园构建方案的实现

使上述方案得以实现，主要是要实现各服务模块的功能。下面分别概述：

①应用连接服务模块的实现

要实现该模块的功能，必须完成以下三个工作：第一，将各信息系统进行Web Service封装；第二，编写各服务接口的WSDL文档；第三，把WSDL文档描述的内容发布到学校UDDI注册中心，进行各类Web Service注册。

②业务抽取服务模块的实现

该部分主要是将各信息系统中功能较小的供其他系统调用的业务模块进行Web Service封装（只要将相应模块的DLL封装成Web Service），封装方便。

③综合业务服务模块的实现

要开发此模块的实现程序，首先要对学校日常管理工作进行分析，概括出哪些工作要涉及到多个信息系统；然后对概括出的涉及到多个信息系统的综合管理工作进行流程编排，得出流程图；最后编写实现那些综合管理工作的Web Service（这些Web Service中要调用“业务抽取服务模块”中提供的Web Service）。

④用户交互服务模块的实现

该模块包括统一身份认证、单点登录验证、用户权限验证和用户主程序等部分。在.NET开发环境里很容易实现，这里就不赘述了。

⑤数据交换服务模块的实现

该模块的核心是如图4所示的企业服务总线（ESB），它使用一个总线模式对消息进行标准化处理后控制消息流。其工作过程如下：

图4 企业服务总线（ESB）结构

服务提供者（信息系统B）通过ESB“发布服务”到UDDI注册中心。当服务请求者（信息系统A）发出“服务调用”请求后，ESB将此消息通过XML转换为其能够理解的格式，向UDDI注册中心发送搜索所需要的服务消息，UDDI搜索相应服务并将搜索到的服务消息发送到ESB；EBS通过服务管理、消息转换等机制再将该服务消息发送给服务请求者；服务请求者根据获取的服务消息，通过ESB的消息转换和消息路由机制，将请求发送给服务提供者（信息系统B）；服务提供者接收到请求消息后，提供和激发服务，也就是调用信息系统B的某个功能。ESB就是通过这种方式在两个系统之间相互通信的，其消息传递都使用SOAP协议和HTTP协议。

本方案选用BEA Aqulogic服务总线。这是一款基于配置（configuration-based）和策略驱动（policy-driven）的服务总线，整个总线的配置工作主要完成3件事：配置代理服务、配置Business服务和将Business服务指向外部服务提供者。限于篇幅，该企业服务总线的配置过程本文就不赘述了。

3 结束语

SOA思想和Web Service技术越来越受到业内人士的青睐，被称为继面向对象程序开发和基于组件程序开发之后的新一代软件开发技术，但其本身也处于发展和成长中，目前还没有以上两种开发技术成熟。然而，由于SOA自身具有的优势符合未来软件发展的趋势，随着各大软件供应商对此展开深入研究和激烈竞争，它必然会成为下一代的主流开发技术而得到广泛支持和应用。

如何利用现在比较成熟的开发平台设计和开发出基于SOA及Web Service的、更加符合高校实际应用需求、效率更高的数字化校园平台，是众多学者研究的重要课题。

[1]李安裕.探讨江西应用工程职业学院数字化校园网中SOA架构的应用研究[J].中国科技纵横，2009，(12）：159，162

[2]郑辉，李冠一，涂蓁生.使用传统应用构建Web Service的方法[J].计算机工程，2004，30(7）：84-85

[3]ThomasEri.Service-OrientedArchitecture Concepts，Technology，and Design[M].北京：机械工业出版社，2007

[4]何诗广，王卫平.基于Web Services的电子政务系统集成研究[J].计算机系统应用，2007，(2）：2-5 [5]梁爱虎.SOA思想、技术与系统集成应用详解[M].北京：电子工业出版社，2007

Construction of digital campus for colleges and universities based on SOA

WANG Zuo-cheng

Along with the advance of social informatization，Colleges and Universities information technology is also being developed rapidly.Relying on the campus network，more and more the Colleges and Universities have established the digital campus platform.Digital campus platform built by the traditional methods do not have the features of loose coupling，easily extensible，easy to maintain and so on. This paper first gives a global view of the theory and technology of the digital campus，SOA and Web Service，and then it proposes some programs for building the SOA-based digital campus platform of Colleges and Universities and their implementing methods.We can say that this article provides a theoretical and practical basis for the construction of digital campus information platform of Colleges and Universities.

digital campus；service oriented architecture；loose coupling；enterprise service bus

TP393

A

1009-9530（2012）04-0135-03

2012-04-22

王佐臣（1963-），男，安徽工贸职业技术学院计算机技术系讲师，硕士，研究方向：软件开发及计算机教育。