基于云服务的电子政务信息协同框架研究

林颖贤 ，林大滨

(1.集美大学计算机工程学院，福建 厦门 361021； 2.厦门信息技术服务中心，福建 厦门 361013)

基于云服务的电子政务信息协同框架研究

林颖贤1，林大滨2

(1.集美大学计算机工程学院，福建 厦门 361021； 2.厦门信息技术服务中心，福建 厦门 361013)

基于政务网上部门间信息共享和业务协同的需求十分迫切，传统的基于数据交换的信息共享模式在应用上的瓶颈越显问题突出,结合厦门市电子政务网建设的实际环境及需求，采用SOA与云计算融合的云服务模式，提出了基于云服务的政府部门间信息资源共享及在线业务协同平台的原型框架.针对性地给出了“云端集成网关”、“服务融合”、“虚拟化业务平台”等概念的设计.

云服务;云计算;SOA;电子政务;虚拟化

0 引言

云计算作为一个新技术，是由其远端数据中心通过互联网交付的软件及基础设施服务，依赖虚拟化技术实现了随时获取，按需使用，随时扩展，按使用付费的云服务[1].根据提供服务资源的类型，将云服务分为3类即SaaS(软件即服务)、PaaS(平台即服务)和IaaS(基础设施即服务).SaaS是通过浏览器将程序软件作为云服务提交给所需用户.PasS是将开发环境作为一种云服务提供给所需用户.IaaS是将基础设施作为云服务环境提供给所需用户[2].云数据服务通过提供自助服务，访问信息孤岛系统的集成和聚合信息来协助数据转化[3].SOA是一种应用程序体系结构，在这种体系结构中，所有功能都定义为独立的服务，这些服务带有定义明确的可调用接口，可以以定义好的顺序调用这些服务来形成业务流程[4].SOA是架构模式，而云计算是架构的实例.SOA更具整体性和战略性，它解决的是包括业务驱动力在内的整个企业架构的问题，而云计算则更加侧重战术，它是一种解决问题的方式.其目标是用户通过网络能够在任何时间任何地点最大限度地使用虚拟资源池处理大规模的计算问题[3].在企业业务协同应用领域中具有优势.

目前我国电子政务仍处于初步发展阶段，还存在一些亟待解决的问题，主要有：信息资源共享机制尚未建立，建设和应用发展不平衡，应用系统的潜能没有得到充分发挥，公共服务效率低[4].传统的基于数据交换的信息共享模式在应用上的瓶颈越显突出，电子政务不同领域横向及纵向系统信息资源共享及业务协同的需求十分迫切.例如：政府许多审批事项，需要多个部门网上并联审批，实时调取别的部门的业务数据；居民买房需要调取公安部门的户口信息，房产部门购房历史，税务部门的缴税及社保的缴费等信息.这就是信息共享业务协同的电子政务.如何将SOA与云计算融合，建立面向电子政务的云服务平台，以实现电子政务跨部门信息共享及在线业务的高效协同是本文研究的目标.

1 构建基于云服务信息协同架构模型

通过云服务实现信息共享交换及业务协同，首先要将信息服务化，将跨部门数据转化为标准服务信息.主要涉及到云端服务的生产与消费、云端服务集成网关、服务资源的注册管理体系、安全审计、监控服务、服务资源融合(云业务流程管理CBPM).

基于上述云服务的信息协同架构模型的需求特点，采用基于PaaS(平台即服务)设计的ESB(企业服务总线)来实现总体架构.ESB是基于开放的标准消息总线， 用于通过标准的适配器和接口，来提供各程序和组件之间的互操作功能[7].可以通过ESB实现云服务资源的注册、管理、审计、融合等.云服务的业务协同框架概念模型如图1所示.

2 云服务信息协同总体架构设计

构建基于云服务信息协同框架的模型，就是设计云计算模型 IaaS、PaaS及SaaS的电子政务信息协同(见图2).在逻辑上把它划分为：基础架构资源层、平台管理中间件层及应用服务层.

1)基础架构资源层：利用虚拟化技术对网络和硬件等基础设施及架构进行整合，借助云服务管理. 平台提供按需分配的开放共享资源，使资源池变弹性池[8].

2)平台管理中间件层：从基于SOA架构风格上逐步将应用迁移到PaaS平台上.

3)应用服务层：考虑更多地直接使用一些SaaS应用，电子政务上由各相关业务系统提供的应用服务.在电子政务信息协同应用方面，体现在各业务部门提供基于协同标准的SOA信息资源服务.例如：社会保险缴交核查服务、行政许可协同证照信息核查、企业及个人信用信息核查，还有提供业务专题的数据分析服务、数据共享交换服务等等.

PaaS是云环境中的平台基础设施，也可以说是中间件即服务.常用的中间件类型有：事务型中间件、消息中间件、远程过程/对象调用中间件、应用服务器、数据库服务器、ESB、BPM等.在传统就地部署(on-premise)方式下用到的中间件,在云部署下也是要用到的.PaaS 可分成两类：一类是应用部署和运行平台APaaS，另一类是集成平台IPaaS.APaaS主要为应用提供运行环境和数据存储，能够将就地部署下部署的简单三层架构的应用直接部署到APaaS.IPaaS主要用于集成和构建复合应用.

平台总体架构设计采用分布式服务实现的同时，提供集中式统一管理.通过统一管理，实现服务消费方统一从管理中心获得服务，同时接受必要的监管，推动并强化服务的标准化.服务支撑平台对外与多个云端(部门)之间实现服务对接，对于原有已经存在服务总线的系统，需要实现原有服务的接入或托管.

平台设计通过企业服务总线ESB实现了通信、互连、转换、可移植性和安全性标准接口.其核心软件应包含：消息中间件、文件交换通道服务、业务流程(BPEL)解析引擎、应用服务容器、协议适配组件、报文格式编码适配组件、服务集中托管中心、监控探针模块、应用服务器中间件、数据库实体及平台接入规范等.

2.1 服务注册与云端集成网关

系统提供统一的资源管理包括对资源的注册、修改、删除、发布、授权、安全校验等操作，其中包括申请发布服务的流程及申请使用服务的流程.资源接入由云端集成网关实现，如图3所示.资源接入平台之后，对所有部门统一表现为平台级别的服务，资源使用者无需关注服务资源的位置，只需按规范统一的标准使用服务资源.云端集成网关实现用户可见的消费服务调用适配及用户生产的服务使用审计，实现跨防火墙、网闸等网络安全隔离设备的对接，实现跨主机之间所有服务的连接.

2.2 服务标准化

跨部门信息协同、数据共享交换服务及数据的标准化至关重要，平台设计时建立一套符合SOA规范的信息协同接入标准规范、服务描述规则及报文解析器，同时考虑原有系统的差异提供服务标准化的适配工具.平台服务ID采用的命名规则如图4所示.

针对复杂数据结构，建议采用XML结构(string类型)描述：1)关系型二维数据结构(单表),推荐结构如图5所示.2)如图6所示，请求报文为一个XML结构.

2.3 虚拟化业务平台设计

作为电子政务云服务平台可引入虚拟化业务平台设计(如图7所示)，对应不同的部门群组信息协同应用，创建相应的业务平台，实现从组织、用户、服务及相应管理、监控、审计的相对独立的应用信息协同平台，满足划分不同业务的实际需求，从而达到IPaaS应用平台服务的要求 .

平台对资源注册、ESB总线资源、监控及审计资源均可划分逻辑隔离的工作区，实现相关业务独立.

2.4 服务融合平台设计

采用云服务服务流程引擎(CBPMN)实现电子政务业务协同的各种需求，提供信息聚合服务、业务流程控制服务等.融合中心从不同的云端提供的原子服务聚合成新的信息资源视图服务和采用BPD(业务流程定义 )构建基于信息协同的 Integration 业务服务流程控制模型.

3 厦门市电子政务业务协同服务支撑平台案例

厦门市电子政务业务协同服务支撑平台基于上述架构路线设计，以人口、法人、空间基础数据建设成果为基础，构建基于PaaS的云服务平台，提升了政务信息系统之间服务共享与业务协作能力.项目一期完成了ESB总线部署、统一门户、服务资源管理、服务资源融合、安全审计、数据交换、业务流程及平台监控服务等系统建设，接入了社保、地税、公安、公积金、卫生、集美区等相关部门的服务，以服务接口(WS)方式实现信息共享、业务协同，同时继承和升级了原有基于文件交换的数据交换共享手段，并提供了更人性化的数据邮局交换工具.平台提供了人口、社保、税收、就业及卫生等方面的各类线性数据服务及业务审批协同，取得了较好的应用绩效.

项目网络拓扑结构采用星形架构，由总控中心及部门分控中心组成，总控中心实现服务的管理、调度、融合、业务流程及安全审计等，分控中心部署在部门云端实现与部门SOA的对接及云端集成网关的功能.

4 结束语

本文针对电子政务业务协同的环境及需求特点，探索了基于“云服务”的信息协同模型的关键技术要点，提出了总体框架设计，结合电子政务网的实际环境及需求，提出了“云端集成网关”、“虚拟化业务平台”的设计，并给出实践案例.本项目的研究已实践于厦门市电子政务云服务平台——“政务业务协同支撑平台”的建设，实现了政务部门之间的在线业务协同，提升了部门间信息共享的技术水平，取得了较好的绩效.

[1]朱志良，苑海涛，宋杰，等.SOA与云计算 竞争还是融合[J].计算机科学，2011，12(38)：8-11.

[2]冯秀珍，郝鹏.云计算环境下的信息资源云服务模式研究[J].计算机科学，2012，10(39)：110-114.

[3]Colleen Frye.云服务设计入门指南[EB/OL].张培颖，译[2011-03-24].http://www.searchsoa.com.cn/download/guide/2011/cloudservice.pdf.

[4]郑广成.一种 SOA 云服务平台架构研究与应用[J].计算机应用与软件，2011，28(12)：229-231.

[5]李乔，郑啸.云计算研究现状综述[J].计算机科学，2011，4(38)：32-36.

[6]国信[2006]2号.国家电子政务总体框架 [EB/OL][2008-11-12].http://www.miit.gov.cn/n11293472/n11295327/n11297127/11741734.html.

[7]陈廷彬，夏勤，刘业．基Web服务的ESB在电信网管中的应用研究[J]．计算机工程与设计，2006，27(10):1800-1806.

[8]柳玲，姜春艳，沙锋．云计算环境下电子政务统一信息平台建设研究[J].洛阳理工学院学报：自然科学版,2013，23(1)：54-57.

(责任编辑 朱雪莲 英文审校 黄振坤)

Research on Collaborative Information Framework of E-Government Based on Cloud Services

LIN Ying-xian1，LIN Da-bin2

(1.Computer Engineering College，Jimei University，Xiamen 361021，China；2.Information Technology Service Centre of Xiamen，Xiamen 361013,China)

E-government information has entered a period of overall planning and rapid development.There is an urgent need of share of data and coordination of business among departments based on E-government network.Problems arising from the application bottleneck of traditional data sharing model based on data exchange is becoming more and more serious.Basing on a case study of the real environment and requirement of Xiamen E-government network，by using cloud service model of the integration of SOA and cloud computing，this paper proposes a prototype framework based on cloud-service information sharing among government departments and online business coordination platform，and pertinently presents designs of “cloud integration gateway”,“service integration”，“virtualization business platform” and so on.

cloud services；cloud computing；SOA；E-government；virtualization

2013-08-31

2013-12-15

福建省自然科学基金项目(2013J01243);福建省科技重点项目(2013H0032)

林颖贤(1963—)，女，副教授，从事数据库技术及云算计方向研究.

1007-7405(2014)02-0152-05

TP 391

A