一种基于平台的信息共享与交换模式∗

李 梅 谭 玲 马 威

1 引言

随着我国企业信息化水平的不断提升，产生了大量的业务信息系统。这些由不同核心技术构建的业务信息系统像一个个“信息孤岛”，各自有着不同的处理对象、操作方法和专用客户端。这些独立的、异构的、封闭的系统使得系统间的信息共享和业务处理无法进行，不能形成网络业务的交互、共享和协同，从而降低了信息的利用效率［1］。

基于上述原因，通过对现有信息共享与交换技术的研究，本文提出了一种基于平台的信息共享与交换模式，为业务信息系统提供安全、可靠、稳定、高效的信息共享、交换的平台，目的是对业务信息的充分利用和共享，是推动和实现信息整合的必要基础。

2 与传统交换模式比较

传统的信息共享与交换模式（如图1所示）是业务信息系统之间点对点的共享交换，该模式存在以下缺点：

1）缺乏统筹管理、无序、协调成本过高、周期长、操作难度大；

2）缺乏统一的共享交换方式及机制；

3）缺乏灵活及通用性，仅能实现一对一的信息共享与交换，效率低；并且是针对某一具体应用来实现，只能满足某一种或某一类数据上的共享交换，当想实现其它方面信息共享交换时，必须为它专门做新的设计，灵活性和通用性低。

基于平台的信息共享与交换模式（如图2所示）是业务信息系统之间一对多的共享交换，与传统模式相比较，尤其当业务信息系统的数量增长到一定规模时，无论是在开发复杂度、系统的管理与维护还是应用灵活扩展等方面都具有较强的优势。该模式将共享交换信息抽象为统一的业务语义，并在此基础上按需整合形成目录，可实现多个订阅者按权限接收并处理信息。

3 总体结构

信息共享与交换平台为各业务系统实现横向各业务部门间以及纵向各单位间各类信息的共享与交换构建统一的支撑平台，保证各业务系统间共享信息的一致、准确和业务信息交换及时，保证各业务系统的协同运行以及相互独立性和低耦合性，从整体上提高了系统运作效率和安全性。其总体结构可分为数据层、共享交换层、应用层，如图3所示。

1）数据层：该层建设于硬件、软件、操作系统等支撑平台上，包含各应用系统业务数据库、用于存储业务语义的元数据库以及用于存储共享交换策略和数据的共享交换数据库。

2）共享交换层：该层为信息共享与交换提供从业务语义转换、策略制定到信息发布以及全程监控的手段，包含元数据管理、共享交换信息目录管理、共享交换信息策略管理、共享交换信息发布、共享交换信息接收、共享交换信息检索、共享交换信息监控。

3）应用层：该层是可重用的软件对象，包括基于Web的应用、单机系统、封装好的Web服务、新开发的功能构件等［2］，为业务单位信息管理提供实际上的业务功能。

4 设计机理

信息共享与交换平台的设计需从以下几方面考虑：

1）统一业务语义描述。由于各业务领域的数据量较大，而且各系统资源地理分布不同、结构不一致，如果直接对这些资源进行基于内容的检索，实现起来较为困难。因此，需要建立一种独立于具体资源表现形式的数据表现方式，即元数据［3］。元数据可将业务数据库中的数据结构转化为可理解的业务语义，为共享交换提供统一的信息描述，是实现信息共享与交换的前提。

2）统一信息组织形式。为便于用户全面了解和利用信息资源，将各业务系统的信息转换成统一的标准格式，来保证不同业务系统间数据共享交换的一致性、高效性。

3）统一共享交换机制。各业务领域之间共享交换的数据种类、数据量、共享交换对象、频率均不同，统一共享交换机制可以最大限度地节约运行、维护的投入，保证可操作、可持续、高效、安全运行，并且便于追溯、监控数据流。

5 功能组成

信息共享与交换平台包括元数据管理、共享交换信息目录管理、共享交换信息策略管理、共享交换信息发布、共享交换信息接收、共享交换信息检索、共享交换信息监控。

1）元数据管理：主要为信息共享与交换平台提供统一的元数据支撑，用于维护元数据与业务数据表结构的一致性，并给软件开发人员、高级管理员、高级用户提供一个集中定义用户数据表结构的接口。

2）共享交换信息目录管理：主要用于共享交换信息的目录维护，将共享信息建立一个全局视图。共享交换信息目录是指需对外共享、交换信息的模式列表，一般以树状结构展现。通过目录，可实现清晰且完整的信息表示，使用者可以最短路径寻找到需要的信息，使得信息和系统的功能更加清晰可用。

3）共享交换信息策略管理：主要用于制作共享交换信息的策略，以共享交换信息目录为单位，结合元数据管理的成果，将需共享交换的内容以元数据的形式整合为信息共享交换策略。该策略描述对某类或某个数据项访问的方式或方法，主要包括数据来源、过滤条件、发布方、发布时间、发布对象、信息操作权限等，并且以XML文件形式存储。

4）共享交换信息发布：主要用于发布共享交换信息策略，供指定范围的信息接收方进行相应的数据操作（下载数据、查看数据）。

5）共享交换信息接收：主要用于共享交换信息的接收，可根据信息发布方事先设置的权限接收，并具有向信息发布方发出信息共享交换请求消息的能力。

6）共享交换信息检索：主要用于提供共享交换信息的目录检索、简单检索、高级检索和关键字检索等能力。

7）共享交换信息监控：主要用于实现信息共享交换过程中的内容监控、过程监控和监控报告管理等能力。

6 关键技术

6.1 基于元数据的XML技术

元数据（Metadata）被概括地定义为“关于数据的数据（Data about Data）［4］”，也可定义为描述数据的数据，其使用目的在于识别资源、评价资源、追踪资源在使用过程中的变化，实现信息资源的有效发现、定位、检索和对使用资源的有效管理。

XML（eXtensible Markup Language，可扩展标注语言）是一种简单、与平台无关被广泛采用的标准，是用来定义其它语言的一种元语言［5］。XML有着良好的自描述性、可扩展性和层次结构性等优点，使它成为业务信息共享与交换的首选技术。

元数据与XML相结合，使得用户可以在更大范围内高效查找、正确理解和使用这些对象数据［6］，实现各业务领域间元数据的互操作，信息间的共享与交换。通过元数据来描述各业务数据的特征，为信息共享与交换提供了来源；XML作为网络数据传输的载体，为信息共享与交换提供了渠道。

本文中信息共享与交换平台使用基于元数据的XML技术，从数据库中提取业务数据库结构元数据，在此基础上生成共享交换策略，共享交换策略依据共享交换的业务需求建立，将数据库中的一张或多张实体表数据组合为满足业务需求的对象，产生对象映射元数据并存储到XML格式的对象映射文件，对象映射元数据包含应用对象本身、数据库内部物理实体和约束以及应用对象与数据库之间的映射关系［7］。对信息进行共享与交换操作时，读取该XML文件，然后转化成自己能够识别的信息，这样就完成了一次信息共享、交换。

6.2 基于JMS的消息通知技术

JMS全称Java Message Service，是 Sun公司提出的Java消息服务规范，是用于访问消息系统的独立于厂商的应用程序接口（API），它提供给应用程序创建、发送、接收和读取消息的接口［8］，具体实现可以不同。JMS消息系统是异步的，这就意味着JMS客户可发送一个消息而无需等待响应。

JMS支持两种消息模式：点对点和发布/订阅模式。

1）在点对点（P2P）模式中，一个发送端向特定队列发送一条消息，而另一个对应于该队列的接收端可从队列中按顺序提取消息（如图4所示）。特定队列保留所有消息，直到它们被接收端接收或者消息过期。

2）在发布/订阅（p/b）模式中，一个消息发布者将消息发送到一个对应的主题中，订阅该主题的所有订阅者可以接收发送到该主题的消息内容（如图5所示），适用于一对多进行信息发布的场合［9］。p/b模型是一个发布者对应多个订阅者的一对多的映射关系，这种方式通常也称为“广播式消息传递”［10］。

本文中信息共享与交换平台采用的是发布/订阅模式，与点对点模式不同，使用发布/订阅模式发布到一个主题的消息，能够由多个订阅者接收，每个订阅者都会接收到每条消息的一个副本。该消息传送模型基本上是一个基于推送（push）的模式，消息自动地向消费者广播，它们无须请求或轮询主题来获得新消息［11］。

7 应用实例

在某业务信息系统中，因包含较多独立的业务应用软件，并且这些业务应用软件分属于不同的机构使用，故采用信息共享与交换平台来实现不同业务机构间的信息共享与交换，具体流程如图6所示。

1）运维人员通过元数据管理工具将某业务数据库转化为可理解的业务语义。

2）在已存在可理解的业务语义的基础上，通过信息共享与交换平台提供的共享交换信息目录管理能力维护信息目录，并制作共享、交换策略（包含信息内容、信息发布方、信息接收方、信息描述、发布时间、过滤条件、操作权限等）。

3）将制作好的共享、交换策略封装为XML策略文件。

4）共享交换信息发布时，策略文件、符合条件的业务数据均被推送到共享交换数据库中。同时，以消息通知信息接收方。

5）信息接收方收到消息后，解析策略文件，即可看到相应的信息目录，并根据信息发布方设置的权限，从共享交换数据库下载或查看相应的数据。

8 结语

随着信息化技术的不断发展，各业务系统之间信息共享与交换频繁，使得实现一定范围内的各类业务数据顺畅、高效的交流和共用变得日趋重要。本文提及的基于平台的信息共享交换方式从信息的组织形式、交换方式等进行了阐述，通过共享和交换信息，使原有的业务信息资源得到了应用，使信息孤岛成为了信息源泉，从而节约了信息获取的成本和时间。

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