文/周強

沈陽大學：信息資源整合快速實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享

文/周強

沈陽大學數(shù)據(jù)中心信息資源整合平臺嘗試構造一個基于SOA架構的整合平臺，對不同的業(yè)務系統(tǒng)進行有效地共享和集成，不僅可以適應業(yè)務頻繁交互和重構的需求，而且可以根據(jù)實際需求的變化快捷方便地進行業(yè)務流程再造。

一個完整的數(shù)據(jù)中心集成了各種服務，包括基礎設施服務、server Farm服務、存儲服務、網(wǎng)絡服務、安全服務、管理服務、核心應用服務等。在推進數(shù)字校園建設過程中，學校改造與升級了網(wǎng)絡基礎設施，建造了萬兆校園網(wǎng)絡。對于近年來逐步構建的各種管理信息系統(tǒng),如教務管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡教學平臺、人力資源管理系統(tǒng)、資產管理系統(tǒng)等，為消除這些應用系統(tǒng)增多帶來的信息存儲問題及數(shù)據(jù)難以保持一致的弊端，以及給用戶賬號管理帶來的混亂，必須應用統(tǒng)一用戶管理和門戶系統(tǒng)將各應用系統(tǒng)進行集成，才能為數(shù)據(jù)中心建設打好基礎。因新舊業(yè)務系統(tǒng)之間存在許多應用交叉，如何處理業(yè)務部門之間業(yè)務集成以及新舊系統(tǒng)業(yè)務銜接成為校園數(shù)字化建設的重要任務，通過新的技術實施完成校園內應用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換，使業(yè)務系統(tǒng)間形成基于底層數(shù)據(jù)的互聯(lián)，達到業(yè)務集成的目的，即數(shù)據(jù)整合。

共享數(shù)據(jù)中心

數(shù)據(jù)是高校工作中的寶貴資源，其范圍、可用性、質量都直接影響著高校信息化工作的有效性。數(shù)據(jù)的組織結構總體上可劃分成數(shù)據(jù)邏輯結構、數(shù)據(jù)存儲結構、數(shù)據(jù)備份結構。數(shù)據(jù)邏輯結構、數(shù)據(jù)存儲結構、數(shù)據(jù)備份結構均將數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)作為一個獨立整體進行考慮。數(shù)據(jù)邏輯結構與應用架構對應，實現(xiàn)了應用邏輯向數(shù)據(jù)邏輯的映射，描述了數(shù)據(jù)層系統(tǒng)如何規(guī)劃對業(yè)務應用的數(shù)據(jù)服務。數(shù)據(jù)存儲結構、數(shù)據(jù)備份結構與基礎設施對應，描述了數(shù)據(jù)如何按照一定的規(guī)則，在物理介質中實現(xiàn)存儲備份管理。

信息標準化是整個學校管理信息化建設的基礎，是將來實現(xiàn)全校范圍內和與外界進行教育信息資源交流與共享的必要條件。通過制定完備的管理信息標準并以之為規(guī)范指導我校信息系統(tǒng)建設，可以克服軟件設計不規(guī)范、兼容性差的問題，因此所采用的信息標準必須和國家、教育部以及中國科學院的信息標準相兼容。

數(shù)據(jù)標準化的意義在于標準的數(shù)據(jù)定義及管理水平?，F(xiàn)有業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)在描述、定義、表示形式方面缺乏統(tǒng)一標準，是實現(xiàn)數(shù)據(jù)整合的主要障礙。建立數(shù)據(jù)中心后，將對數(shù)據(jù)中心中各業(yè)務數(shù)據(jù)建立統(tǒng)一規(guī)范，從數(shù)據(jù)元名稱、屬性、表示三個基本部分訂立標準，實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)元設計、采集的標準化，為數(shù)據(jù)共享、交換與整合奠定基礎。

共享數(shù)據(jù)中心、統(tǒng)一身份認證、統(tǒng)一門戶及信息服務平臺構成了電子校務系統(tǒng)的三大支撐平臺，是信息資源整合的核心框架。它為各應用系統(tǒng)的接入以及數(shù)據(jù)信息的整合提供服務，保證了電子校務系統(tǒng)的伸縮性，增強了系統(tǒng)的擴展能力。

共享數(shù)據(jù)中心是對各個應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源進行整合的中心。提取的數(shù)據(jù)信息經過共享數(shù)據(jù)中心的分類、篩選等處理形成共享數(shù)據(jù)。共享數(shù)據(jù)通過權限控制可以提供不同層次和范圍的共享。共享數(shù)據(jù)中心平臺是各類信息服務的基礎。同時，共享數(shù)據(jù)中心還負責歷史數(shù)據(jù)的產生和存儲，形成數(shù)據(jù)的積累，支持數(shù)據(jù)挖掘應用。

身份安全認證中心關鍵是集成

一般容易將應用理解為應用系統(tǒng)，因此應用集成階段的數(shù)字校園建設主要是以應用系統(tǒng)為核心，而忽視了應用的另外一個含義“使用”，實際上建設數(shù)字校園是為了“使用”，只有用戶“使用”得好，才能達到提高教育質量和效率的目的，數(shù)字校園才有效益。因此，如何讓用戶“使用”好，是數(shù)字校園必須重視的問題。統(tǒng)一認證就是提高用戶體驗的有效方式。

身份安全認證中心以統(tǒng)一用戶管理和單點登錄為基礎，并充分考慮了系統(tǒng)的靈活性和數(shù)據(jù)惟一性，實現(xiàn)統(tǒng)一用戶數(shù)據(jù)，并同步給其他應用系統(tǒng)，實現(xiàn)業(yè)務系統(tǒng)的單點登錄。

校園網(wǎng)中的業(yè)務系統(tǒng)是在不同時期由不同單位開發(fā)的，所用開發(fā)語言也不同，都帶有相對獨立的認證系統(tǒng)。針對這種情況，如果校園網(wǎng)內采用統(tǒng)一身份認證，只能采用松耦合的權限管理方式，首先門戶上定義用戶在整個系統(tǒng)的粗權限（即訪問某個系統(tǒng)的權限），而子系統(tǒng)中的權限由二次鑒權來實現(xiàn)，即由子系統(tǒng)來控制。這種方式既不改變已有業(yè)務系統(tǒng)的身份認證程序，加入新的系統(tǒng)也容易實現(xiàn)。

身份安全認證中心功能包括：統(tǒng)一用戶管理和單點登錄。統(tǒng)一用戶管理通過Web方式進行基于數(shù)據(jù)庫用戶管理，包括部門、人員信息的瀏覽，部門、人員信息的管理。單點登錄經過身份驗證后，并獲取該用戶所能訪問應用系統(tǒng)的列表，然后通過統(tǒng)一用戶管理系統(tǒng)中的應用系統(tǒng)導航，實現(xiàn)各應用系統(tǒng)之間的單點登錄。同時系統(tǒng)提供JAVA接口程序，包括：部門、用戶數(shù)據(jù)訪問的接口規(guī)范以及實現(xiàn)；身份驗證的接口規(guī)范及實現(xiàn)；單點登錄的接口規(guī)范；由統(tǒng)一用戶管理系統(tǒng)向其他信息子系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)同步的接口規(guī)范。

在建設身份安全認證中心過程中，集成現(xiàn)有系統(tǒng)和在建系統(tǒng)是至關重要的環(huán)節(jié)。保證統(tǒng)一用戶管理系統(tǒng)和其他應用系統(tǒng)之間的部門和用戶數(shù)據(jù)統(tǒng)一性和唯一性，所有在統(tǒng)一用戶管理系統(tǒng)中掛接的應用系統(tǒng)中的部門和用戶數(shù)據(jù)都要來源于統(tǒng)一用戶管理系統(tǒng)。如果統(tǒng)一用戶管理系統(tǒng)中的用戶和部門數(shù)據(jù)變化，那么必須把變化的數(shù)據(jù)同步到所有子系統(tǒng)，使子系統(tǒng)對應的數(shù)據(jù)做相應的變化。

其中數(shù)據(jù)同步方式分為以下幾種：

1.定時同步：認證中心可以紀錄數(shù)據(jù)修改的日志信息，然后定時來與子系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)同步，同步可以是子系統(tǒng)主動取認證中心的同步日志，也可以是認證中心把同步日志推給各個應用子系統(tǒng)；

2.實時同步：認證中心如果有人員和部門的變化，只要認證中心進行修改，然后認證中心自動就會把修改的數(shù)據(jù)同步到子系統(tǒng)中；

3.手動同步：響應用戶即時同步要求，執(zhí)行同步操作，手動將有關用戶數(shù)據(jù)同步的子系統(tǒng)中。

數(shù)據(jù)同步范圍分為以下幾種：

1.按照地域同步，即指如果某個子系統(tǒng)只需要某個分局的數(shù)據(jù)，則可以按照不同的分局來進行數(shù)據(jù)同步；

2.按照部門同步，是指如果某個子系統(tǒng)只需要某個部門的數(shù)據(jù)，則可以按照部門來進行數(shù)據(jù)同步，例如統(tǒng)計類部門的人員數(shù)據(jù)。

3.按照地域和部門同步，即以上兩種方式相結合，同步某一地區(qū)某一部門的數(shù)據(jù)。

做好數(shù)據(jù)質量保障

數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)加工存儲層主要由數(shù)據(jù)倉庫(DW)和數(shù)據(jù)清洗轉換裝載(ETL)組成。應首先建立采集中心庫，將各個業(yè)務系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)按照指標體系中的要求集中到中心數(shù)據(jù)庫中，然后再進一步抽到分析主題庫，為部門提供數(shù)據(jù)分析、領導決策提供高質量的數(shù)據(jù)來源，因此數(shù)據(jù)質量成為關鍵問題。

在高校數(shù)據(jù)中心的實際環(huán)境當中，存在許多數(shù)據(jù)質量問題：

1.相對于新的業(yè)務應用系統(tǒng)來說，老業(yè)務數(shù)據(jù)不完整，導致系統(tǒng)升級和移植后，數(shù)據(jù)質量不能達到新應用系統(tǒng)的要求；

2.對于歷史數(shù)據(jù)的轉換，基本依賴于系統(tǒng)上線時的數(shù)據(jù)轉換，而不是將歷史數(shù)據(jù)的轉換和修正作為一個長期的過程，在今后的業(yè)務操作中逐步補入；

3.系統(tǒng)校驗控制不嚴謹或BUG導致的數(shù)據(jù)錯誤；

4.管理員為保證業(yè)務的運行，在取得授權的情況下，直接修改數(shù)據(jù)庫后臺數(shù)據(jù)，由于對應用系統(tǒng)的熟悉程度的差異，導致出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致；

5.升級和移植過程中數(shù)據(jù)轉換或遷移操作錯誤，導致的數(shù)據(jù)錯誤。

提高數(shù)據(jù)質量的方案主要有兩種：

1.手工數(shù)據(jù)補入方式。合理的方案是提供數(shù)據(jù)補錄功能，使分散的信息數(shù)據(jù)間建立起應有的聯(lián)系。這種方式要通過軟件編程進行，成本低且易實現(xiàn)。

2.在ETL過程當中采用“數(shù)據(jù)清洗”工具?？梢杂萌斯硎謩诱頂?shù)據(jù)庫，也可以利用多種自動數(shù)據(jù)整理工具來完成，這些工具能夠自動檢驗以及填補損失的數(shù)據(jù)、消除重復數(shù)據(jù)以及確定、匹配相關信息，許多工具如今還增加了實時功能，能夠自動檢查、整理數(shù)據(jù)流。這種方式功能強大，但投入成本也很大。

除了采取上述辦法去提高數(shù)據(jù)質量外，要更主動地去防止數(shù)據(jù)錯誤，也就是應該在初始獲取數(shù)據(jù)時就進行數(shù)據(jù)質量的控制，換句話說，除了手工補錄和在ETL過程中采用“數(shù)據(jù)清洗”工具外，也可以在用戶接觸點加入一些輸入規(guī)范校驗功能。

基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)標準的數(shù)據(jù)交換平臺在信息資源整合中占據(jù)重要地位，負責接入各種服務資源，通過采用統(tǒng)一服務接口使得各種服務或應用與服務之間可以相互方便訪問，以星形結構替代了原來各服務之間的點對點結構，優(yōu)化系統(tǒng)連接架構，降低系統(tǒng)集成復雜度。數(shù)據(jù)交換平臺由連通服務管理模塊、可視化流程管理模塊和服務庫管理模塊構成。在信息資源整合工程中起到業(yè)務協(xié)同的整合作用，以及全部服務資源和軟件構件資源的注冊和集中管理。

信息門戶平臺設計

信息門戶是一個集成了各種網(wǎng)絡資源的Web應用，提供給用戶對這些Web資源的單一訪問入口，同時只需要用戶對于門戶認證一次，而不需要對于每個應用模塊都再次進行認證。

學校門戶管理員可以對門戶系統(tǒng)進行定制以符合組織、用戶以及用戶組的需求，可以定制門戶的外觀使之符合組織標準，定制頁面內容以符合用戶以及用戶組的業(yè)務需求和自身特性。各種用戶都可以進一步定制自己的門戶視圖。用戶可以將Portlet添加到頁面中，可以控制Portlet的顏色。通過將Portlet集中并提供給用戶個性化定制的能力，提供給用戶一種高效率高滿意度的工作方式。

構建統(tǒng)一展現(xiàn)信息的門戶平臺。學校門戶能夠通過統(tǒng)一的訪問入口，就可以快速導航到所需的信息，實現(xiàn)了功能集成、信息定制和個性化的需求。不同的用戶可以定制不同的功能門戶。學校門戶允許教師員工和學生選擇其用戶體驗，提供基于角色、上下文、操作、位置、偏好和團隊協(xié)作需求的個性化應用程序。門戶提供了復合應用程序或業(yè)務混合框架，以及構建靈活、基于SOA 解決方案所需的高級工具，它還為任何規(guī)模的組織提供了他們所需的極強的可伸縮性。

本項目研究實現(xiàn)的信息門戶平臺支持業(yè)內標準的門戶技術框架。提供標準接口和部署應用組件，可與不同應用系統(tǒng)或資料源連接和整合。支持與內部B/S、C/ S架構的系統(tǒng)集成。學校門戶系統(tǒng)是SOA環(huán)境的前端。它通過諸如 JSR 168 Portlet API、Web Services for Remote Portlets (WSRP) 等行業(yè)標準機制來為可能不同的組件、應用程序和系統(tǒng)提供統(tǒng)一的界面。

學校門戶系統(tǒng)提供完整的門戶服務，為學校提供連接服務、管理服務以及展現(xiàn)服務的環(huán)境。Portlet 是門戶平臺的核心。顯示在門戶網(wǎng)站頁面上指定區(qū)域的Portlet，是一種特殊的可重復使用的Java Servlet，通過它能訪問許多不同的應用程序、服務和 Web 內容。門戶平臺提供了大量基礎Portlet，包括用于顯示內容、轉換 XML 以及訪問搜索引擎和 Web 頁面的portlet。還可使用某些第三方 Portlet和提供 API，Portlet 開發(fā)人員可以使用 API 創(chuàng)建定制 Portlet。

信息門戶平臺支持多種用戶目錄，比如輕量級目錄訪問協(xié)議 (LDAP) 存儲庫、數(shù)據(jù)庫存儲庫、文件存儲庫。用戶目錄支持眾多LDAP存儲庫，包括Tivoli Directory Server、Lotus Domino、Microsoft Active Directory等。門戶還開放了公用的API，用戶可以通過定制，支持所有的用戶目錄，包括Windows Domain以及用戶數(shù)據(jù)庫等。門戶系統(tǒng)提供統(tǒng)一的瀏覽器入口來訪問和管理門戶。用戶通過登錄統(tǒng)一的入口管理門戶，包括頁面定制、人員管 理等等。

數(shù)據(jù)中心信息資源整合平臺的建設基于“軟件即服務”的思想，通過采用SOA和中間件技術，提出了一套完整的信息整合方案，在此基礎上能迅速便捷地構建開放的、模塊化的、可重用的軟件組件，利用Web服務提供了基于可擴展標記語言標準接口的若干中間件，具有完好的封裝性、松散的耦合性、協(xié)議規(guī)范的標準性、以及高度的可集成性等特點，能夠很好地滿足應用信息整合的需求。

沈陽大學數(shù)據(jù)中心信息資源整合平臺嘗試構造一個基于SOA架構的整合平臺，并運用中間件技術作為實現(xiàn)這種架構的關鍵技術，對不同的業(yè)務系統(tǒng)進行有效地共享和集成，在最大限度重用現(xiàn)在系統(tǒng)資源的基礎上構架一個整合平臺，不僅可以適應業(yè)務頻繁交互和重構的需求，而且可以根據(jù)實際需求的變化快捷方便地進行業(yè)務流程再造。此方案提高了工作效率，為使用者提供方便、高效、一體的環(huán)境和服務，也希望可以為高校信息化建設行業(yè)化、個性化及具有前瞻性的整體解決方案提供參考。

（作者單位為沈陽大學信息中心）