基于SOA的数字化校园整体设计研究

王强

摘 要：通过分析高校数字化校园研究方面的现状，在分析SOA参考模型的基础上，设计了数字化校园的结构，并对数字化校园系统中关键部分如统一访问平台、服务封装、异构数据交换的实现进行了研究，阐明了SOA在校园信息化建设中的高效性。

关键词：数字化校园；SOA；Web服务

中图分类号：TP311 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2014）01-0039-03

一、引言

数字化校园就是利用信息化技术，解决现在高校信息化建设中普遍存在的教学资源杂乱无章、各应用系统集成性差、信息孤岛等一系列问题，真正实现从环境、资源到管理的数字化，构造一个在不浪费原来系统资源基础上，整合基于各类平台开发的资源，如教务管理系统、财务管理系统、学生管理系统等一系列孤立的应用系统，实现数据的交互、资源的共享、真正提升校园办公效率、扩充校园的功能。

国内外的学者已经在数字化校园的建设方面进行了一些探索，比如曾文权提出了一个高校资源规划（CRP）模型，并设计了 “1+N+1+l+1+N”的体系结构，即一个用户统一访问平台、N个业务系统、1个业务系统集成平台、1个异构数据交互平台、1个信息分类编码平台、N个不同应用的数据库；聂瑞华针对数字化校园建设中的数据整合，提出了基于SOA架构的共享数据中心来实现数据同步的方案；刘焕华提出了用IRP 规划方法进行数字校园顶层设计并建议采用面向服务的体系架构的数字化校园建设模式。

上述研究为校园的信息化建设奠定了基础，为数字化校园的研究指明了方向。然而高校“数字化”的真正实现还比较少，本文以山东省莱芜职业技术学院为研究对象，以实现资源的共享、办公的一体化为目标，结合SOA架构技术，设计一个数字化校园系统平台，整合现有的信息系统，为不同用户提供更加高效、更加人性化的服务。

二、基于SOA的数字化校园系统设计

1.SOA参考模型

面向服务架构（Service-Oriented Architecture，SOA）是一种粗粒度、松耦合的服务结构，它将应用程序不同功能单元通过服务之间定义良好的接口和契约联系起来，采用中立的方式定义接口，独立于服务开发的编程语言、操作系统和硬件平台，使各种服务可以用统一和通用的方式进行交互。[1]参考模型如图1所示：

SOA架构是目前系统集成领域最先进的体系结构，同样适用于数字校园的建设，它通过松耦合的交互方式构建分布式的异构平台，彻底解决了传统模式下的集成困难、结构复杂、兼容性差等缺陷。所以利用SOA架构进行数字化校园的设计是最佳选择。

2.基于SOA的数字校园设计

基于SOA的数字校园架构如图2 所示：

各层功能分析如下：

（1）表示层

表示层是各个应用聚集的窗口，可以设置个性化门户，为教师、学生、行政人员、校外人员等提供统一的访问平台，同时对校内、校外网络提供不同的访问权限。

（2）业务流程层

根据用户需求，将各个单一的服务进行重组，形成复杂的服务集合、满足用户要求的业务流程。

（3）服务注册层

UDDI提供一种发布和查找服务描述的方法。[2]可以通过把WSDL内容映射到UDDI的数据结构中，从而在UDDI中注册服务。

（4）服务封装层

将原有系统封装成Web服务，并将各服务用WSDL进行描述。

（5）异构数据交换层

将各异构数据源利用XML技术，实现交互和共享。

（6）应用系统层

该层提供基于各类平台、各种开发语言所开发的原有的应用系统，以及新开发的一些应用系统。

三、基于SOA的数字化校园系统的实现

针对上述数字化校园系统中关键部分如统一访问平台、服务封装、异构数据交换的实现进行研究。

1.统一访问平台的实现

用户统一访问平台是供各类用户使用的界面，是各类应用的入口，另外该层所提供的最主要的功能是用户权限认证。但是，由于原先的应用系统基于各类语言开发，所以各个安全认证方式也不相同，因此采用ICE中间件技术来解决这一问题。[3]ICE是一种面向对象的中间件平台。从根本上说，这意味着ICE为构建面向对象的“客户-服务器”应用提供了工具、API和库支持。ICE应用适合在异种环境中使用——客户端和服务器可以用不同的编程语言编写，可以运行在不同的操作系统和机器架构上，并且可以使用多种网络技术进行通信。无论部署环境如何，这些应用的源码都是可移植的。ICE 调用服务结构如图3所示。

使用ICE中间件开发统一用户平台具备支持同步和异步的消息传递，支持多个接口，机器无关性、语言无关性、实现无关性、操作系统无关性、传输机制无关性，开放源代码等优势。服务端实现编译生成后的接口函数代码如下：

class RouteMgtI： public route：：RouteMgt

{

public：

virtual void getSerAddr_async

（

const：：route：：AMD_RouteMgt_getSerAddrPtr&cbPtr，

const：：std：：string&userNumber，

：：Ice：：Int serType，

：：Ice：：Int policy，

const ：：Ice：：Current&curr

）；

}；

2.服务封装

数字化校园系统中的服务封装，主要是将校园中的遗留系统，通过绑定代理（binding proxy）[4]用WSDL重新描述，使各系统具备Web功能，并且使用HTTP和SOAP作为与外界通信的消息协议。但是从用户角度来看，只是看到一个Web服务，屏蔽了原有的开发平台、开发语言等。服务封装的实现如图4所示：

3.异构数据交换

在异构数据交换层，采用XML标准格式进行数据的交换，[5]如图5所示：

四、结束语

高校的数字化建设是一项势在必行的任务，采用SOA架构是加快校园信息化进程的有效途径。采用该架构既摆脱了面向技术的解决方案的束缚，又较好地集成了原有系统，避免了资源的浪费，降低了校园运行的成本，统一了登录平台，通过权限认证，提供相应的服务。总之，SOA架构的应用对校园的数字化建设具有重大意义。？筅

参考文献：

[1]田昌鹏，张升平.基于SOA架构的高校数字校园建设模式探讨[J].通信技术，2008，41（4）：102-104.

[2]（美） Jay Foster Mick Porter 等编著； 李华飓，黎晓冬等译.应用Java API开发Web Services[M].北京：中国水利水电出版社，2003.7.

[3]曾文权，胡玉贵，姜建华.基于SOA的高校CRP系统研究与设计[J].软件导刊，2013，12（3）：72-74.

[4]朱震，姚奇富.基于SOA的数字校园解决方案[J].计算机工程，2009，35（7）：267-269.

[5]周杭霞，夏荣钊，何利力.基于XML数据安全交换的方法[J].计算机应用研究，2006（4）：126-128.

（编辑：王天鹏）endprint

摘 要：通过分析高校数字化校园研究方面的现状，在分析SOA参考模型的基础上，设计了数字化校园的结构，并对数字化校园系统中关键部分如统一访问平台、服务封装、异构数据交换的实现进行了研究，阐明了SOA在校园信息化建设中的高效性。

关键词：数字化校园；SOA；Web服务

中图分类号：TP311 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2014）01-0039-03

一、引言

数字化校园就是利用信息化技术，解决现在高校信息化建设中普遍存在的教学资源杂乱无章、各应用系统集成性差、信息孤岛等一系列问题，真正实现从环境、资源到管理的数字化，构造一个在不浪费原来系统资源基础上，整合基于各类平台开发的资源，如教务管理系统、财务管理系统、学生管理系统等一系列孤立的应用系统，实现数据的交互、资源的共享、真正提升校园办公效率、扩充校园的功能。

国内外的学者已经在数字化校园的建设方面进行了一些探索，比如曾文权提出了一个高校资源规划（CRP）模型，并设计了 “1+N+1+l+1+N”的体系结构，即一个用户统一访问平台、N个业务系统、1个业务系统集成平台、1个异构数据交互平台、1个信息分类编码平台、N个不同应用的数据库；聂瑞华针对数字化校园建设中的数据整合，提出了基于SOA架构的共享数据中心来实现数据同步的方案；刘焕华提出了用IRP 规划方法进行数字校园顶层设计并建议采用面向服务的体系架构的数字化校园建设模式。

上述研究为校园的信息化建设奠定了基础，为数字化校园的研究指明了方向。然而高校“数字化”的真正实现还比较少，本文以山东省莱芜职业技术学院为研究对象，以实现资源的共享、办公的一体化为目标，结合SOA架构技术，设计一个数字化校园系统平台，整合现有的信息系统，为不同用户提供更加高效、更加人性化的服务。

二、基于SOA的数字化校园系统设计

1.SOA参考模型

面向服务架构（Service-Oriented Architecture，SOA）是一种粗粒度、松耦合的服务结构，它将应用程序不同功能单元通过服务之间定义良好的接口和契约联系起来，采用中立的方式定义接口，独立于服务开发的编程语言、操作系统和硬件平台，使各种服务可以用统一和通用的方式进行交互。[1]参考模型如图1所示：

SOA架构是目前系统集成领域最先进的体系结构，同样适用于数字校园的建设，它通过松耦合的交互方式构建分布式的异构平台，彻底解决了传统模式下的集成困难、结构复杂、兼容性差等缺陷。所以利用SOA架构进行数字化校园的设计是最佳选择。

2.基于SOA的数字校园设计

基于SOA的数字校园架构如图2 所示：

各层功能分析如下：

（1）表示层

表示层是各个应用聚集的窗口，可以设置个性化门户，为教师、学生、行政人员、校外人员等提供统一的访问平台，同时对校内、校外网络提供不同的访问权限。

（2）业务流程层

根据用户需求，将各个单一的服务进行重组，形成复杂的服务集合、满足用户要求的业务流程。

（3）服务注册层

UDDI提供一种发布和查找服务描述的方法。[2]可以通过把WSDL内容映射到UDDI的数据结构中，从而在UDDI中注册服务。

（4）服务封装层

将原有系统封装成Web服务，并将各服务用WSDL进行描述。

（5）异构数据交换层

将各异构数据源利用XML技术，实现交互和共享。

（6）应用系统层

该层提供基于各类平台、各种开发语言所开发的原有的应用系统，以及新开发的一些应用系统。

三、基于SOA的数字化校园系统的实现

针对上述数字化校园系统中关键部分如统一访问平台、服务封装、异构数据交换的实现进行研究。

1.统一访问平台的实现

用户统一访问平台是供各类用户使用的界面，是各类应用的入口，另外该层所提供的最主要的功能是用户权限认证。但是，由于原先的应用系统基于各类语言开发，所以各个安全认证方式也不相同，因此采用ICE中间件技术来解决这一问题。[3]ICE是一种面向对象的中间件平台。从根本上说，这意味着ICE为构建面向对象的“客户-服务器”应用提供了工具、API和库支持。ICE应用适合在异种环境中使用——客户端和服务器可以用不同的编程语言编写，可以运行在不同的操作系统和机器架构上，并且可以使用多种网络技术进行通信。无论部署环境如何，这些应用的源码都是可移植的。ICE 调用服务结构如图3所示。

使用ICE中间件开发统一用户平台具备支持同步和异步的消息传递，支持多个接口，机器无关性、语言无关性、实现无关性、操作系统无关性、传输机制无关性，开放源代码等优势。服务端实现编译生成后的接口函数代码如下：

class RouteMgtI： public route：：RouteMgt

{

public：

virtual void getSerAddr_async

（

const：：route：：AMD_RouteMgt_getSerAddrPtr&cbPtr，

const：：std：：string&userNumber，

：：Ice：：Int serType，

：：Ice：：Int policy，

const ：：Ice：：Current&curr

）；

}；

2.服务封装

数字化校园系统中的服务封装，主要是将校园中的遗留系统，通过绑定代理（binding proxy）[4]用WSDL重新描述，使各系统具备Web功能，并且使用HTTP和SOAP作为与外界通信的消息协议。但是从用户角度来看，只是看到一个Web服务，屏蔽了原有的开发平台、开发语言等。服务封装的实现如图4所示：

3.异构数据交换

在异构数据交换层，采用XML标准格式进行数据的交换，[5]如图5所示：

四、结束语

高校的数字化建设是一项势在必行的任务，采用SOA架构是加快校园信息化进程的有效途径。采用该架构既摆脱了面向技术的解决方案的束缚，又较好地集成了原有系统，避免了资源的浪费，降低了校园运行的成本，统一了登录平台，通过权限认证，提供相应的服务。总之，SOA架构的应用对校园的数字化建设具有重大意义。？筅

参考文献：

[1]田昌鹏，张升平.基于SOA架构的高校数字校园建设模式探讨[J].通信技术，2008，41（4）：102-104.

[2]（美） Jay Foster Mick Porter 等编著； 李华飓，黎晓冬等译.应用Java API开发Web Services[M].北京：中国水利水电出版社，2003.7.

[3]曾文权，胡玉贵，姜建华.基于SOA的高校CRP系统研究与设计[J].软件导刊，2013，12（3）：72-74.

[4]朱震，姚奇富.基于SOA的数字校园解决方案[J].计算机工程，2009，35（7）：267-269.

[5]周杭霞，夏荣钊，何利力.基于XML数据安全交换的方法[J].计算机应用研究，2006（4）：126-128.

（编辑：王天鹏）endprint

摘 要：通过分析高校数字化校园研究方面的现状，在分析SOA参考模型的基础上，设计了数字化校园的结构，并对数字化校园系统中关键部分如统一访问平台、服务封装、异构数据交换的实现进行了研究，阐明了SOA在校园信息化建设中的高效性。

关键词：数字化校园；SOA；Web服务

中图分类号：TP311 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2014）01-0039-03

一、引言

数字化校园就是利用信息化技术，解决现在高校信息化建设中普遍存在的教学资源杂乱无章、各应用系统集成性差、信息孤岛等一系列问题，真正实现从环境、资源到管理的数字化，构造一个在不浪费原来系统资源基础上，整合基于各类平台开发的资源，如教务管理系统、财务管理系统、学生管理系统等一系列孤立的应用系统，实现数据的交互、资源的共享、真正提升校园办公效率、扩充校园的功能。

国内外的学者已经在数字化校园的建设方面进行了一些探索，比如曾文权提出了一个高校资源规划（CRP）模型，并设计了 “1+N+1+l+1+N”的体系结构，即一个用户统一访问平台、N个业务系统、1个业务系统集成平台、1个异构数据交互平台、1个信息分类编码平台、N个不同应用的数据库；聂瑞华针对数字化校园建设中的数据整合，提出了基于SOA架构的共享数据中心来实现数据同步的方案；刘焕华提出了用IRP 规划方法进行数字校园顶层设计并建议采用面向服务的体系架构的数字化校园建设模式。

上述研究为校园的信息化建设奠定了基础，为数字化校园的研究指明了方向。然而高校“数字化”的真正实现还比较少，本文以山东省莱芜职业技术学院为研究对象，以实现资源的共享、办公的一体化为目标，结合SOA架构技术，设计一个数字化校园系统平台，整合现有的信息系统，为不同用户提供更加高效、更加人性化的服务。

二、基于SOA的数字化校园系统设计

1.SOA参考模型

面向服务架构（Service-Oriented Architecture，SOA）是一种粗粒度、松耦合的服务结构，它将应用程序不同功能单元通过服务之间定义良好的接口和契约联系起来，采用中立的方式定义接口，独立于服务开发的编程语言、操作系统和硬件平台，使各种服务可以用统一和通用的方式进行交互。[1]参考模型如图1所示：

SOA架构是目前系统集成领域最先进的体系结构，同样适用于数字校园的建设，它通过松耦合的交互方式构建分布式的异构平台，彻底解决了传统模式下的集成困难、结构复杂、兼容性差等缺陷。所以利用SOA架构进行数字化校园的设计是最佳选择。

2.基于SOA的数字校园设计

基于SOA的数字校园架构如图2 所示：

各层功能分析如下：

（1）表示层

表示层是各个应用聚集的窗口，可以设置个性化门户，为教师、学生、行政人员、校外人员等提供统一的访问平台，同时对校内、校外网络提供不同的访问权限。

（2）业务流程层

根据用户需求，将各个单一的服务进行重组，形成复杂的服务集合、满足用户要求的业务流程。

（3）服务注册层

UDDI提供一种发布和查找服务描述的方法。[2]可以通过把WSDL内容映射到UDDI的数据结构中，从而在UDDI中注册服务。

（4）服务封装层

将原有系统封装成Web服务，并将各服务用WSDL进行描述。

（5）异构数据交换层

将各异构数据源利用XML技术，实现交互和共享。

（6）应用系统层

该层提供基于各类平台、各种开发语言所开发的原有的应用系统，以及新开发的一些应用系统。

三、基于SOA的数字化校园系统的实现

针对上述数字化校园系统中关键部分如统一访问平台、服务封装、异构数据交换的实现进行研究。

1.统一访问平台的实现

用户统一访问平台是供各类用户使用的界面，是各类应用的入口，另外该层所提供的最主要的功能是用户权限认证。但是，由于原先的应用系统基于各类语言开发，所以各个安全认证方式也不相同，因此采用ICE中间件技术来解决这一问题。[3]ICE是一种面向对象的中间件平台。从根本上说，这意味着ICE为构建面向对象的“客户-服务器”应用提供了工具、API和库支持。ICE应用适合在异种环境中使用——客户端和服务器可以用不同的编程语言编写，可以运行在不同的操作系统和机器架构上，并且可以使用多种网络技术进行通信。无论部署环境如何，这些应用的源码都是可移植的。ICE 调用服务结构如图3所示。

使用ICE中间件开发统一用户平台具备支持同步和异步的消息传递，支持多个接口，机器无关性、语言无关性、实现无关性、操作系统无关性、传输机制无关性，开放源代码等优势。服务端实现编译生成后的接口函数代码如下：

class RouteMgtI： public route：：RouteMgt

{

public：

virtual void getSerAddr_async

（

const：：route：：AMD_RouteMgt_getSerAddrPtr&cbPtr，

const：：std：：string&userNumber，

：：Ice：：Int serType，

：：Ice：：Int policy，

const ：：Ice：：Current&curr

）；

}；

2.服务封装

数字化校园系统中的服务封装，主要是将校园中的遗留系统，通过绑定代理（binding proxy）[4]用WSDL重新描述，使各系统具备Web功能，并且使用HTTP和SOAP作为与外界通信的消息协议。但是从用户角度来看，只是看到一个Web服务，屏蔽了原有的开发平台、开发语言等。服务封装的实现如图4所示：

3.异构数据交换

在异构数据交换层，采用XML标准格式进行数据的交换，[5]如图5所示：

四、结束语

高校的数字化建设是一项势在必行的任务，采用SOA架构是加快校园信息化进程的有效途径。采用该架构既摆脱了面向技术的解决方案的束缚，又较好地集成了原有系统，避免了资源的浪费，降低了校园运行的成本，统一了登录平台，通过权限认证，提供相应的服务。总之，SOA架构的应用对校园的数字化建设具有重大意义。？筅

参考文献：

[1]田昌鹏，张升平.基于SOA架构的高校数字校园建设模式探讨[J].通信技术，2008，41（4）：102-104.

[2]（美） Jay Foster Mick Porter 等编著； 李华飓，黎晓冬等译.应用Java API开发Web Services[M].北京：中国水利水电出版社，2003.7.

[3]曾文权，胡玉贵，姜建华.基于SOA的高校CRP系统研究与设计[J].软件导刊，2013，12（3）：72-74.

[4]朱震，姚奇富.基于SOA的数字校园解决方案[J].计算机工程，2009，35（7）：267-269.

[5]周杭霞，夏荣钊，何利力.基于XML数据安全交换的方法[J].计算机应用研究，2006（4）：126-128.

（编辑：王天鹏）endprint