[摘 要]SOA能有效解決信息化環(huán)境下業(yè)務集成問題。針對中國郵政現(xiàn)存的各種遺留信息系統(tǒng)，通過將其包裝成“服務”的思想，研究了一種信息系統(tǒng)集成方法，并結合實際給出了它的體系結構和實現(xiàn)框架，提出了解決中國郵政各信息系統(tǒng)的互操作及重用問題的對策建議。

[關鍵詞]中國郵政;信息系統(tǒng);體系結構;面向服務;集成方法

[中圖分類號]F618 [文獻標識碼]A [文章編號]1008-0821(2010)02-0098-04

Research on Integration Method of Postal Information

Systems Based on Service-Oriented ArchitectureLi Shengzhu

(School of Economy Management，Chongqing University of Posts Telecommunications，

Chongqing 400065，China)

[Abstract]Service-oriented architecture is a software system architecture which addresses the needs of the business integration in informational environment.It does so through interconnecting functional entities that implemented specific task.By analyzing the various legacy information systems，a method of information systems integration presented according to the idea that packs them as“services”.Moreover，an example presented of architecture and implementation of the framework.This solution was able to leverage the issue of interoperability and reuse of postal information systems.

[Keywords]China post;information systems;architecture;service-oriented;integration method

IT應用已滲透到人類社會生活的各個方面，促進了社會的急劇變革和加速發(fā)展。信息化整體水平已經(jīng)成為衡量一個郵政企業(yè)綜合競爭力的重要指標。我國郵政信息化雖取得了長足進步，但與西方發(fā)達國家郵政企業(yè)相比，在信息化服務水平上還存在較大差距。如何發(fā)揮信息化對郵政經(jīng)濟發(fā)展的倍增作用，將郵政信息化工作的重點由網(wǎng)絡建設、完善設施，轉移到擴大應用、提高效益上來，也就是面向生產(chǎn)作業(yè)和前臺服務，即面向應用和服務對象的信息化，使郵政的信息系統(tǒng)實現(xiàn)全價值鏈流程的無縫集成，進而實現(xiàn)跨地區(qū)、跨行業(yè)、跨系統(tǒng)的信息交互、信息資源共享與及時響應，已成為郵政面臨的重要戰(zhàn)略課題。

1 郵政信息系統(tǒng)應用存在的問題

1.1 內部各信息系統(tǒng)應用集成和協(xié)作度低

近些年來，郵政電子匯兌系統(tǒng)、速遞查詢系統(tǒng)、報刊省際要數(shù)系統(tǒng)、郵資票品管理系統(tǒng)、郵運指揮調度系統(tǒng)、中心局生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)、支付網(wǎng)關系統(tǒng)等極大地提高了郵政的業(yè)務能力和服務的效率，但受發(fā)展的特定階段的技術經(jīng)濟條件限制，信息技術的更新、升級與融合問題以及這些系統(tǒng)之間的統(tǒng)一集成未能可預見地得到有效解決，各自為陣的結果導致既有各系統(tǒng)缺乏有效的橫向連通，形成了“信息孤島”負效應。

1.2 跨部門、跨系統(tǒng)信息交流與共享難

郵政不同的業(yè)務經(jīng)營單位、不同的運營部門擁有各種不同的遺留系統(tǒng)、應用程序。由于系統(tǒng)設計時所運用的語言、平臺、數(shù)據(jù)結構等方面的不同。又缺乏統(tǒng)一的端口設計標準，導致很難實現(xiàn)系統(tǒng)之間的互操作。這樣，在業(yè)務上需要橫向協(xié)作的經(jīng)營單位的各個信息系統(tǒng)各自為戰(zhàn)，各個服務環(huán)節(jié)的信息之間沒有互聯(lián)互通，不同系統(tǒng)間信息和數(shù)據(jù)相互交叉、重復處理，導致運能運量經(jīng)常不能匹配，系統(tǒng)運行中各種變化的信息不能及時溝通，形成“流程隔裂”，如郵件跟蹤查詢問題仍然是影響郵政快遞服務質量的“瓶頸”，這些都降低了服務流程的柔性，最終整體上影響了運營效率的提高。

1.3 現(xiàn)代郵政信息系統(tǒng)發(fā)展與信息資源整合矛盾突出郵政技術與業(yè)務的磨合是一個不斷循環(huán)上升的過程。郵政業(yè)務改革與流程再造經(jīng)歷著“調整——評估——改進——再調整——再評估”的循環(huán)往復的過程，每一次的調整都是在一個新的水平上的開始，直到達到設定的目標。這就決定了應不斷地全面審視服務流程，正視郵政服務存在的矛盾，采取科學的方法集成與整合信息系統(tǒng)。從數(shù)據(jù)的整合、應用的整合到業(yè)務的整合;從部門資源整合、企業(yè)資源整合到企業(yè)間的資源整合，最終在市場經(jīng)濟條件下，形成IT條件下的郵政經(jīng)濟生態(tài)，這才契合信息化的基本特征，IT是手段，信息資源開發(fā)利用是核心。當前，信息技術與郵政傳統(tǒng)業(yè)務間相互適應、融合、提升方面還存在著較大差距。

2 基于SOA的郵政信息系統(tǒng)應用集成方案

面向服務的體系結構(Service-Oriented Architecture，SOA)[1-2]是為了解決在Internet環(huán)境下業(yè)務集成的需要，通過連接完成特定任務的功能實體實現(xiàn)的一種軟件系統(tǒng)架構。它強調的“重用”和“互操作”特性，使快速開發(fā)、集成和重用信息系統(tǒng)應用成為可能;同時，基于SOA架構的系統(tǒng)能在業(yè)務發(fā)生變化后動態(tài)響應新需求，快速重新編排各種軟件構件和服務生成新的應用。因此，近幾年迅速興起并得到廣泛重視。

遺留系統(tǒng)(Legacy System，LS)是指已有在組織內運行的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)由于在開發(fā)時未考慮互操作及集成需求，往往不能很好地協(xié)同運作與資源共享。但LS往往承載了組織的關鍵應用，不能簡單丟棄，所以最大限度地重用遺留系統(tǒng)一直是產(chǎn)業(yè)界的研究熱點。本文即提出通過將郵政LS(或其組件)包裝成“服務”，提出了一種基于SOA架構的郵政LS集成方法，以期解決郵政已有各信息系統(tǒng)(即LS)重用和互操作問題。

期基于SOA的中國郵政信息系統(tǒng)集成研究Feb.，2010Vol.30 No.22.1 SOA的基本思想

SOA是一種粗粒度、松散耦合的服務架構。在SOA中，服務是軟件的基本組成單元，服務之間可以相互通信，并且具有自治性、平臺無關性及靈活性。作為一套“設計哲學”，它獨立于任何特定技術，目前大多基于Web Service方式實現(xiàn)，主要原因在于集成成本低、服務更能貼近客戶需求。Web Service使用一系列標準和協(xié)議實現(xiàn)相關功能，如以WSDL(Web Service Definition Language)描述服務，以UDDI(Universal Description，Discovery，and Integration)發(fā)布和查找服務，通過SOAP協(xié)議(Simple Object Access Protocol)執(zhí)行服務調用等，其結構模型如圖1所示。

圖1 基于Web Service的SOA體系結構模型

因此，SOA是一個所有功能均被分解成精確定義的、可調用的、相對獨立的服務，且服務能被有序編排構建業(yè)務流程的應用架構，它滿足LS集成的需求。借助SOA服務動態(tài)組合的特征，可以構建靈活、可伸縮、敏捷應對變化的應用系統(tǒng)。

2.2 集成框架

通過在LS上增加包裝器實現(xiàn)SOA集成。包裝器為原有系統(tǒng)增加服務接口，所有接口根據(jù)SOA協(xié)議提供統(tǒng)一的服務定義和調用方式，而忽略具體的實現(xiàn)細節(jié)。其具體實現(xiàn)則由各LS提供，服務接口僅負責數(shù)據(jù)的格式、類型等轉換工作。通過將LS中需要外享的功能包裝成Web Service，LS之間既可通過Web Service進行信息交互，又保證了各自功能、安全穩(wěn)定性不受影響。圖2給出了LS的集成框架。

圖2 LS集成框架 該框架具有4個特點:①SOAP利用XML描述系統(tǒng)間的交互信息，同時使用Http和SMTP使LS能夠跨平臺集成;②Web Service提供完全的封裝性，實現(xiàn)LS功能的完整封裝，且不影響其安全穩(wěn)定性;③可根據(jù)集成策略的變化重新集成各LS子系統(tǒng)，保證集成的動態(tài)性;④可實現(xiàn)LS的多入口集成，保證了集成策略的靈活性。

2.3 集成的關鍵問題

2.3.1 語義管理

LP的內部私有數(shù)據(jù)設計時并未考慮日后與其它數(shù)據(jù)源間的交換和互操作，這些數(shù)據(jù)只能被自己對應的系統(tǒng)解釋和處理。故消除這種語義異構性是首先要考慮的問題。目前，較理想的方式是利用XML(Extensible Markup Language，可擴展標記語言)作為數(shù)據(jù)表示和交換的標準，通過一定的映射規(guī)則，達到無縫集成的目的[3-4]。

2.3.2 服務標識、劃分和實現(xiàn)

通常并不是LP中所有業(yè)務邏輯和功能都對外開放，因而要標識出哪些部件(或功能)需要被包裝成服務。若業(yè)務邏輯需要不斷地重復使用，可考慮當作服務;若僅對外提供執(zhí)行結果，直接包裝成數(shù)據(jù)服務即可，一般稱為IaaS(Information as a Service)或DaaS(Data as a Service)[5-6]。LP作為服務有兩種實現(xiàn)方式，即作為服務提供者或服務消費者。服務劃分在于確定服務力度的大小、定義服務的層級結構及包含關系。Lewis等人提出了面向服務的遷移和重用技術[7](Service-Oriented Migration and Reuse Technique，SMART)，為服務封裝評估提供了系統(tǒng)化的方法和工作流程(如圖3)。

圖3 作為服務提供者的LP處理流程 2.3.3 性能優(yōu)化

解析SOAP消息、XML和私有數(shù)據(jù)間轉換均要增加處理時間，因此會在很大程度上影響系統(tǒng)性能。XML處理時間取決于數(shù)據(jù)量大小和結構復雜性，數(shù)據(jù)量越大，結構越復雜，處理時間越長，因此減少交互數(shù)據(jù)量和簡化數(shù)據(jù)結構是兩個應優(yōu)先考慮的手段。如果客戶端在發(fā)出Web Service調用請求后不要求立即得到結果，可以運用異步調用方法，在發(fā)出異步調用請求后轉到其它處理上，等Web Service返回結果后再回到先前的處理過程。

3 應用分析

郵政行業(yè)對信息技術的應用，要經(jīng)歷面向內部生產(chǎn)到面向用戶服務、再到面向管理，最后到滿足郵政業(yè)務綜合需求的發(fā)展過程，即由初期的面向生產(chǎn)，解決內部生產(chǎn)環(huán)節(jié)問題，提高業(yè)務信息處理效率，到面向郵政用戶，利用信息技術為用戶提供更多更好的服務，同時面向管理，利用信息網(wǎng)絡技術，實施對郵政網(wǎng)絡科學管理，滿足社會對現(xiàn)代郵政通信綜合需求的發(fā)展階段。在設計郵政信息系統(tǒng)集成實現(xiàn)框架時應滿足以下幾方面的基本要求:郵政各信息系統(tǒng)間的應用集成應是原有業(yè)務邏輯的延伸、擴展和在原有系統(tǒng)上的應用集成;集成應該適應現(xiàn)代郵政服務要求的、動態(tài)的、低成本的重構現(xiàn)有各業(yè)務系統(tǒng)之間的活動;集成重在全服務流程的、支持業(yè)務邏輯的延伸所必要的信息交互，重在應用，不僅僅是業(yè)務間的網(wǎng)絡互聯(lián)和簡單信息的交流。

實現(xiàn)不同運營環(huán)節(jié)間的任務協(xié)同是郵政信息系統(tǒng)的集成目標，對提高即時服務效率和水平，對服務響應組織間通信、數(shù)據(jù)收集和分析、制定決策等提供支持。本文提出的設計思路是將目前已存在的郵政各類信息系統(tǒng)，如郵政電子匯兌系統(tǒng)、速遞查詢系統(tǒng)、報刊省際要數(shù)系統(tǒng)、郵資票品管理系統(tǒng)、郵運指揮調度系統(tǒng)、中心局生產(chǎn)作業(yè)系統(tǒng)、支付網(wǎng)關系統(tǒng)等作為遺留系統(tǒng)對待，通過對其的適當包裝統(tǒng)一到SOA框架之下。

3.1 系統(tǒng)體系結構

郵政信息系統(tǒng)的基本框架包括:接入平臺、基礎網(wǎng)絡、安全認證體系、支付體系、業(yè)務平臺和業(yè)務應用系統(tǒng)、物品遞送和信息調度系統(tǒng)，以及相應的法律、法規(guī)、標準和規(guī)范等。

基于SOA架構的郵政信息系統(tǒng)在邏輯上可劃分為4個層次:表示層、流程編排層、服務接口層和基礎設施層，如圖4所示。

圖4 基于SOA的郵政信息系統(tǒng)分層模型 3.1.1 表示層

作為整個系統(tǒng)的門戶，一般通過Web方式展現(xiàn)，利用GUI(圖形用戶界面)為用戶提供統(tǒng)一的信息服務功能入口。表示層將郵政內部和外部各種相對分散獨立的信息組成統(tǒng)一的整體，保證了系統(tǒng)用戶既能夠從一致的渠道訪問其所需信息，也可以依據(jù)每一個用戶的要求提供個性化服務。

3.1.2 流程編排層

根據(jù)郵政業(yè)務的發(fā)展及當前情勢，動態(tài)、靈活地組合需要的服務，將不同的應用系統(tǒng)連接在一起，進行協(xié)同工作，并提供流程管理的相關功能，如流程設計、監(jiān)控和規(guī)劃等。

3.1.3 服務接口層

要解決綜合信息服務中心與郵政各專用信息系統(tǒng)之間的連接和數(shù)據(jù)接口問題，即服務包裝和服務組合的具體實現(xiàn)，主要功能是將LP包裝成服務。同時，它也為各類服務的存儲、查找提供目錄服務，完成數(shù)據(jù)的統(tǒng)一轉換和發(fā)送，以及消息路由和消息隊列管理等。

3.1.4 基礎設施層

主要包括網(wǎng)絡及通訊設施、服務器及存儲系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)、郵政服務終端顯示系統(tǒng)等，這是系統(tǒng)的運行基礎?？紤]到郵政信息系統(tǒng)集成的實施主體均為各郵政業(yè)務運營主體，系統(tǒng)依托企業(yè)內網(wǎng)，可以采用VPN技術(Visual Private Network，虛擬專用網(wǎng))作為ERIS的底層網(wǎng)絡環(huán)境。

3.2 系統(tǒng)運行機制

基于SOA的郵政信息系統(tǒng)運行機制是:用戶發(fā)起訪問信息資源的請求，數(shù)據(jù)訪問模塊解析該請求后得到一系列數(shù)據(jù)查詢計劃，根據(jù)訪問控制權限和元數(shù)據(jù)結構，將查詢計劃映射成一系列服務;服務管理器調用需要的服務，對數(shù)據(jù)服務轉變?yōu)閷Ψ瞻b器的調用;服務包裝器再將其轉變?yōu)閷?shù)據(jù)源適配器的調用，由數(shù)據(jù)適配器執(zhí)行實際的數(shù)據(jù)源訪問;從數(shù)據(jù)源取回的數(shù)據(jù)經(jīng)服務包裝器處理后轉變?yōu)闃藴矢袷?如XML)文檔送回到數(shù)據(jù)訪問模塊;數(shù)據(jù)訪問模塊再根據(jù)集成方式描述完成結果的匯集，然后將結果反饋給用戶，其基本運行機制如圖5。

3.3 郵政信息系統(tǒng)的集成過程

郵政信息系統(tǒng)的集成可遵循規(guī)模從小到大，系統(tǒng)數(shù)量由少到多的原則，需要系統(tǒng)分析人員在多個因素間進行折

圖5 基于SOA的郵政信息系統(tǒng)運行機制

衷，如可維護性、可操作性、易用性和可組合性等。在進行集成時，可根據(jù)實際需要首先選定一個基本單元(如郵政快遞信息系統(tǒng))，進行單元內部系統(tǒng)的集成，然后再以集成好的單元為單位，在多個單元間實現(xiàn)無縫連接，完成最終的整體郵政信息系統(tǒng)的集成(參閱圖6)。圖6 郵政信息系統(tǒng)集成發(fā)展流程 理想的基于SOA的郵政信息系統(tǒng)應具有如下3個基本特征:基于分布式體系結構;各分布結點能夠協(xié)同運作;系統(tǒng)動態(tài)構建(improvise)。因此，它應該能動態(tài)、靈活地配置和部署，以適應現(xiàn)代郵政服務要求與郵政信息化形勢發(fā)展的應對需要。

4 結束語

SOA架構可以實現(xiàn)網(wǎng)絡環(huán)境下應用的松散耦合和動態(tài)集成，能使用戶方便快捷地集成現(xiàn)有的應用和部署新應用，因此SOA的思想理論和方法研究受到廣泛關注。本文基于SOA架構，提出了一種中國郵政信息系統(tǒng)的集成思想。中國郵政目前有10多個應用系統(tǒng)上線運行，要及時、準確、完整地收集服務流程各個環(huán)節(jié)的原始數(shù)據(jù)，進行面向市場等主題的統(tǒng)計分析，用于事前預測、事中控制、事后分析和經(jīng)營管理決策的支持，從面向生產(chǎn)作業(yè)、前臺服務、經(jīng)營管理到提供顧客服務支撐，實踐證明，上述方法能較好地解決郵政遺留系統(tǒng)的動態(tài)集成與部署，提高遺留系統(tǒng)的重用水平。

對于中國郵政而言，通過信息系統(tǒng)的集成提高郵政服務的速度、效率與質量，在硬件與軟件兩個層面做出持續(xù)改進，實現(xiàn)既有各信息系統(tǒng)的互連互通，建立一個高效率、低成本、電子化、網(wǎng)絡化、新型的郵政信息系統(tǒng)，實現(xiàn)信息資源共享，從而加快中國郵政的信息化、網(wǎng)絡化、現(xiàn)代化和國際化的進程。

參考文獻

[1]Papazoglou M P，Heuvel W.Service oriented architectures:approaches，technologies and research issues[J].Very Large Database Journal，2007，16(3):389-415.

[2]Erl T.SOA Principles of Service Design[M].Prentice Hall，2007:25-66.

[3]Reynaud C，Sirot J P，Vodislav D.Semantic integration of XML heterogeneous data sources[C].In:Proceedings of the 2001 International Symposium on Database Engineering Applications，2001:199-208.

[4]Abdalla K F.A model for semantic interoperability using XML[C].In:Proceedings of Systems and Information Engineering Design Symposium，2003:107-111.

[5]Dan A，Johnson R，Arsanjani A.Information as a Service:Modeling and Realization[C].In:Proceedings of SDSOA，2007:2.

[6]Wang Z，Zhao Z，F(xiàn)ang J.A Service-oriented Approach for Flexible Information Resource Integration[C].In:Proceedings of COMPSAC，2007:573-578.

[7]Lewis G，Morris E，Smith D，et al.Service-Oriented Migration and Reuse Technique(SMART)[C].In:Proceedings of 13th IEEE International Workshop on Software Technology and engineering Practice，2005:222-229.