一种基于SOA的战术网络管理系统的框架设计＊

杨云东

（中国船舶重工集团公司第七二二研究所 武汉 430079）

1 引言

随着部队战术系统装备性能的日益提升，系统规模和提供的应用服务变得越来越复杂，各种网络设备往往采用了不同厂商的异构软硬件系统，包括不同开发语言、通信协议、操作系统及数据库来构筑。网络系统间边界明显，彼此独立，交互性比较差。如何轻松实现不同系统的集成，从而形成更有效、更协同的战术网络成了一个重要的命题。

面向服务的体系结构（SOA）具有松散耦合、粗粒度服务、标准化的接口、跨平台和重用性等优势［1］。将SOA应用于战术管理系统中，通过SOA把战术管理系统的具体功能封装成服务，对服务的调用或组合构成业务流程，让战术管理系统有更快的响应需求。不仅可以提高战术管理系统的松耦合，实现战术管理系统的一次开发，重复使用，而且实现信息、服务的共享，特别是需要添加新的服务时，只需要开发相应的接口而不必修改原系统，降低了成本［2～3］。

2 SOA相关介绍

2.1 Webservice体系结构

WebService是基于网络的分布式的模块化组件，可在网络（Internet或者Intranet）中被描述、发布、查找及调用，具有编程语言、平台使用无关性［4～5］。WebService采用XML传送数据，可跨越防火墙［6］。Web服务核心概念［7］主要体现在如下几个标准和协议之上：

1）XML在Web服务中起着至关重要的作用，Web服务可以说是完全建立在XML基础之上的。SOAP、WSDL和UDDI等基础规范都是使用XML建立的，所以Web服务也称为XMLWeb服务。

2）简单对象访问协议（simple object access protocol）SOAP是一个用来在分布式的环境中交换信息的简单对象访问协议，它是一个基于XML的协议。因为SOAP消息的格式是标准的，并且是基于XML标准的，所以SOAP可以用来在不同的计算机体系结构、不同的语言和不同的操作系统之间进行通信。Web服务就是使用SOAP作为它的标准通信协议。

3）Web服务描述语言（web service description language，WSDL）是一个基于XML的语言，通过端点定义一个或多个服务，每个端点指定一个URL，用户可以用这个URL访问Web服务。每个端点有一个相关端口，不同端口对应于访问服务使用的特定协议（如SOAP、HTTP GET～OST等）。

4）通用描述、发现和集成（universal description，discovery and integration，UDDI）协议，意图在于组织可以把自己连同它提供的服务，以及在哪里可以使用这些服务的细节在UDDI目录中注册；可以通过UDDI注册表搜索提供Web服务的企业，并构建自己的代理类。

2.2 SOA与webservice的关系

Web Services［8］是一种实现SOA的构架技术，是建立在开放标准和独立于平台的协议基础之上的分布计算单元，它使用SOAP协议在服务提供者与服务使用者之间进行通信。Web Services通过WSDL协议定义服务接口，使用UDDI协议进行Web Services注册和查找。所有这些特性使得它是目前实现SOA的最好方式［9］。基于Web Services的动态发现、配置和即时集成所提供的服务，已成为Internet上的应用主流。从本质上来说，SOA是一种架构模式，而Web服务是利用一组标准实现的服务，Web服务是实现SOA的方式之一。用Web服务来实现SOA的好处是可实现一个中立平台来获得服务，而且越来越多的软件商支持越来越多的Web服务规范，将会取得更好的通用性［11］。

3 系统需求分析

本文对战术通信网络存在问题进行分析，在此基础上提出一种基于SOA的战术网路管理系统架构的方案。

战术网络一般包含短波、超短波、卫星等通信手段，每种手段有自己的网管系统，管理分散，资源使用不灵活，通信手段之间无交互。针对上述情况，战术网络管理系统要实现以下功能：

1）拓扑管理：即能够感知各种通信手段的资源拓扑和连接关系。包括整个系统的网络拓扑视图生成，网络拓扑视图编辑，网络拓扑视图显示。

2）故障管理：即对各种通信手段设备故障的监视、定位、诊断等。它的主要功能为完成各种网络、各种设备实时告警监视，显示和通知。

3）性能管理：反映整个系统各种通信手段网络运行情况的有效指标。它的功能是采集并分析整个网络系统的性能数据，反映时间等，为战术管理人员提供网络的效率和状态评估。

4 系统架构设计与实现

4.1 系统总体框架设计

如图1所示，本系统是以SOA为基础，由若干服务及服务组合而成。系统构架采用经典的MVC模式设计：第一层是表示层，各种客户端和用户都可以通过SOAP协议来调用服务。第二层是服务层，系统中的几个模块的功能都定义为独立的服务，由gsoap来实现webservice服务。这些服务为Web层提供可调用的webservice接口，通过单个服务或者多个服务的组合来形成业务流程，而服务的注册查找通过UDDI实现；客户端通过SOAP协议调用Web服务包装好的服务，应用esb来实现服务间智能化集成与管理。第三层为数据层，将实时信息存储在数据库中，服务列表信息存放在服务数据库中，并开发相应的数据调用接口。数据库的主要操作是对数据库各表的增加，删除和修改等。

图1 网管系统架构

4.2 系统的实现

将上面分析的信息需求封装为服务进行设计，分为以下几步：

1）服务鉴别。首先进行业务领域分解，采用自顶向下的方式从业务着手进行分析，将业务进行领域分解、流程分解，以及变化分析，从而发现服务。其次对遗留系统进行分析，最大限度地重用现有系统中的模块和应用程序。最后进行业务目标建模，发现与业务同步的服务。

2）服务规约。在这一阶段，将定义实现服务的细节，包括：数据、规则、服务等；

3）服务实现。通过使用visual C＋＋来进行服务的开发、调试、转配合部署／

4）服务接口设计。通过gsoap来生成定义好的标准接口，生成符合标准的wsdl。将其发布后，可供系统进行分布式调用，其调用方式与平台无关。

4.3 系统架构分析

系统架构采用总线模式，服务模块以插件方式挂接到总线。这样最大限度降低了系统的松耦合度。客户端把SOAP请求发给服务总线，并与服务端进行直接、同步的交互，服务总线会把包含结果的SOAP响应传送给客户端。客户端和服务总线打交道，服务对客户端来说是完全透明的。架构本身可以很方便地增减服务，重组服务，增强了系统的可重用性，也能方便地集成新的服务。这些是系统架构的优点。

5 结语

本文在日益盛行的SOA体系架构的基础之上实现了战术信息管理系统的架构设计，与传统的战术信息管理系统相比，提高了战术管理系统的功能共享性和组件之间的松耦合，为用户提供实时、动态的网络信息。下一步工作的目标是：在此系统架构的基础上，并进一步完善系统的性能，满足部队需求。

［1］Dirk Krafzig，Karl Banke，Disk Slama Enterprise SOA：Service－Oriented architecture Best Practices［M］.US：Prentice Hall PTR，2004：153－208.

［2］Rossiter，J.M.，Cao，T.H.，Martin，T.P.Object－Oriented modellling with words Fuzzy System［C］／／2001The 10thIEEE International conference on Volume1，2－5Dec，2001：59－62.

［3］Len Bass，Paul Clements，Rick Kazman.Software Architecture in Practice（2nd Edition）［M］.US：Addition－Wesley Professional，2003：19－45.

［4］Eric NewCorner，Creg Lomow.Understanding SOA with web service［M］.Addition Wesley Professional，2004：128－153.

［5］刘松，付晓江.面向服务的企业集成构架［J］.吉林大学学报（信息科学版），2005，22（6）：56－57.

［6］Herzum P.Web services and service－oriented architectures［J］.Cutter Distributed Enterprise Architecture Advisory service Executive report，2004，4（10）：35－63.

［7］杨颖，杨磊.基于 Web Service的企业e－ERP系统集成模型［J］.计算机应用研究，2005，22：210－213.

［8］简斌，左国荣，严光荣.基于SOA的中小制造企业应用集成系统研究［J］.计算机工程，2007，33（05）：243－245.

［9］胡海涛，李刚，韩燕波.一种面向业务用户的大粒度服务组合方法［J］.计算机学报，2005，28（4）：694－703.

［10］周全明，吴延凤.基于SOA的分布式通用网管平台的研究与实现［J］.计算机与数字工程，2010（7）.

［11］徐罡，黄涛，刘绍华.分布式应用集成核心技术研究综述［J］.计算机学报，2005，28（4）：434－444.