南昌大学数据云平台弹性组合新系统

邹伟平+曾勍炜+邓庚盛+武丹

目前高校信息化建设进入高速发展时期，在完成网络、业务系统等数字化校园的基础建设后，信息集成将成为高校信息化的重要任务之一。

针对高校内各部门业务系统分散的情况，很多高校实施了数据集成工程，直接抽取各业务系统的数据，建立校级共享数据库，通过Web Service方式向所有子系统提供数据。此模式在消灭“数据孤岛”和提高信息共享程度等方面取得较好的效果。但是，此模式会造成共享数据库与各业务系统的数据耦合度高，系统经过一段时间运行后，随着各业务系统的修改、升级，会给中心端和其他业务系统带来相应的修改，后期维护工作量巨大。而且，一旦修改不正确，错误数据将会通过共享数据库很快扩散到其他业务系统，难以控制。

因此，人们可以采取云计算模式，通过业务集成来实施信息集成，降低各系统间耦合度，削减后期维护成本。同时增强业务系统间的协同工作能力，通过业务装配组合的方式完成诸如离校系统、报到系统等需要各业务系统数据协同工作的综合系统。甚至当出现新的业务需求时，可以快速地弹性组合出新系统，而不需要完整编写一套全新的系统代码。

各个业务系统将从仅完成部门内部业务流程的阶段，发展到同时具备提供对外数据服务能力的阶段。它们将在校级数据服务中心的统一框架下，遵循数据互操作规范协议，组成数据服务云，具有数据服务窗口，如政府的统一办证中心，向其他业务系统提供数据服务。

比如，教务系统不仅可以为师生提供教学管理服务，还可以让该系统按照数据互操作规范协议，直接受理比如因评定奖学金而需要查询某系某级全部学生考试成绩的数据请求服务，可以由奖学金系统发出数据请求，通过数据服务中心转发，教务系统的数据服务窗口提供数据后，进行自动统计分析，并按规定的数据报文格式返回数据查询结果；而现有的方式因为各业务系统不对外提供数据服务，需要各班班主任登录教务系统，下载合并各班成绩，再进行人工统计分析，不仅方法落后而且效率低下。

云计算模式在高校的运用

云计算模式分为三个层次，即：基础设施即服务、平台即服务、软件即服务。目前多数高校已能够提供前两个层次的服务。

南昌大学自2 0 0 8 年开始，整合服务器资源，结合VMware云计算系统，面向部门业务系统提供各类系统平台。各个院系不再单独购买服务器，改为由学校集中购买，统一划分操作系统、数据库和Web服务等平台系统给各类业务系统，为学校节省大量的硬件投入，降低机房能耗。随着云计算的普及，多数高校采取此类架构实现前两个层次服务。虽然高校业务系统最终如同企业ERP一样，走向大集中模式，但近5年内，多数高校将继续使用不同开发商不同平台的业务系统，无法全部采取大集中的模式。在此背景下，如果各业务系统改造整合成能够对外提供数据服务的数据云交换平台，就可以很方便地完成全校的信息集成。

目前多数高校各类应用系统已初步建成，很多高校已建立数据共享库。但是随着业务系统间数据共享与信息交换的需求不断增加，数据集成暴露出以下问题：

第一，业务系统仅限于内部业务流程，没有对外提供数据服务的能力，系统之间缺乏相互协调能力。不同部门的业务系统之间不能协同工作，学校之间、学校与上级管理部门之间也不能传递数据，只能采取文件交换的方式，导致信息横向交换与纵向传输困难的现状。

第二，后期的维护量很大，数据集成困难。集成后系统耦合度高，难以适应变化，子系统变更后修改维护成本大，程序修改后产生的错误容易扩散。

数据云服务中心的优势

高校数据云服务是利用云计算技术为各业务系统提供数据服务的模式。此架构下，各类计算资源和业务资源高度集中，用户无需了解提供服务的来源和实现的过程。当用户有数据要求时，只需在数据云交换平台的框架下提出数据服务请求，相关业务云将返回数据，用户综合所获数据就能得到结果。

各业务部门系统协同工作

以毕业生离校为例，以前的做法是建立一个完整离校系统，到各个相关部门系统获取学生信息，检查是否能够离校。如果遇到离校环节中的一个部门系统的结构出现修改的情况，整个离校系统就需要重新修改。而在数据云交换平台上，人们不需要编写一个完整的毕业离校系统，就能使各部门协同工作，完成离校处理业务。具体方法是建立一个毕业生离校业务流，向多个业务云发出学生离校请求。各业务云在完成离校业务的内部处理后，返回处理结果。好处是只要进行少量编程，接收处理各业务云返回的结果，实行人机交互，即可实现离校功能。

各个业务系统被要求按照数据协同交换规范和数据服务接口改造成能对外提供数据服务的业务云，其相互之间耦合度低。无论各个业务系统如何换版升级，必须遵循相关的接口规范，保持其他系统的稳定。即使是因为业务系统升级导致发出的数据错误，也很容易定位查找。只要对某个业务云进行收发数据测试，检查数据是否符合规范，就能查清问题所在环节，要求软件开发商整改。而传统的方式常常需要多个系统的开发商联合调试，可操作性差。

数据云服务模式遵从“谁提供，谁负责”原则。由源数据系统被动提供数据转变为主动提交数据到中心。每次源数据出现变化，会立即将此数据变更传输到中心端，中心端接收数据，对校级数据库进行修改，同时将此变更数据传输到相关的业务系统中。即使出现系统线路不畅情况，采用MQ（消息中间件）技术，网络一通即可传输，实现延时传输。这样的数据更新能够保证每次源数据变化都能及时同步到中心端和相应系统中，避免外部系统在源系统数据库中进行操作，保证源数据的安全性，降低源数据库的复杂度。

例如，科研处希望分析各个理工类学院的人均SCI文章的篇投入成本。实际上，这是一个复杂的跨多个系统的综合查询分析，但是在数据云交换平台的框架下，实现将变得简便。首先设计并配置出该项请求的业务处理流程，向数据云服务中心分步骤发出数据请求；数据云服务中心将自动从人事管理系统获取各学院教学科研编制人数，从科研管理系统获取各学院SCI论文数，从财务管理系统获取各学院科研和日常经费投入，从资产管理系统获取设备经费投入，返回数据请求端；最后，编写一段很小的代码，按照本学院总经费投入÷（SCI篇数/本学院人数）的公式实时计算结果。通过该项指标，科研处可以从其中一个独特的视角观察各个学院的科研工作效率。随着高校发展，很多诸如此类的指标将会产生。如果统计每个指标都需要新编写一套系统，而不是通过基本的参数配置，编写简单的代码来完成，那么工作量将非常大。如果校内业务系统全部能提供数据服务，那么可以通过配置业务处理流程的方式在数据云服务中心获得数据，经过分析处理后得出需要的结果，再不需要编写复杂的代码。

建立数据云交换平台模型

目前，南昌大学通过分析业务数据流，制定数据协同交换规范，定义数据服务接口，改造各业务系统，搭建数据云服务中心，形成数据云交换平台。

第一，分析校内所有部门间的业务数据流。在分析过程中，将业务尽可能细化。第二，按照“谁提供，谁维护”的原则，补充数据维护内容。第三，制定数据协同交换的规范和数据服务结构，将各业务系统改造为业务云。

目前一期工程计划完成教务管理业务云、财务管理业务云、人事管理业务云和研究生管理业务云的改造，使得各業务系统具备对外提供数据服务的能力，能响应业务请求，在校级数据云服务中心的统一管理下，形成一个完整的数据云交换平台。