维普资讯 http://www.cqvip.com 计算机与数字工程 第３５卷 一个基于多层网络计算的体系结构模型 周艳丽 ， 常棠棠 李冬窖 肖高超 ） （信息工程大学信息工程学院计算机系 郑州４５ｏ００２） （河南工业贸易职业学院计算机系 ’ 郑州４５００５３） （广西师范大学计算机科学与信息工程学院 桂林５４１００４） 摘要分析税务系统的功能要求，具体论述税务体系结构模型的基本原理，提出一个通用抽象体系结构模型，并基 于多层计算网络环境，构造该模型系统。 关键词 网络计算体系结构多层架构 中图分类号ＴＰ２７４ １ 网络计算环境 其它应用访问／与其它应用集成的能力，以及是否 能够支持多种用户界面（ｗｗｗ，Ｗｉｎｄｏｗｓ，ＩＶＲ／ １．１两层Ｃ／Ｓ结构的 ＶＲＵ等）。随着Ｊ２ＥＥ和．ＮＥＴ等Ｎ层结构平台的 在通常情况下，在选择运行某种应用模式时， 发展，ＡｃｔｉｖｅＸ和ＥＪＢ技术的成熟得到更为“友好” 人们考虑最多的是该应用所需的物理层面上的需 的提高，加之绝大多数新应用都需要支持多种多样 求，如网络设施、服务器数量等等。从２０世纪９０ 的客户端以及ＥＡＩ界面，我们将以前基于２层Ｃ／Ｓ 年代开始，客户 服务器（Ｃ／Ｓ）结构代替了原来 结构开发的应用集成到新的以３层结构为核心的 的主 终端（Ｈｏｓｔ／Ｔｅｒｍｉｎａ１）结构，并且在整个ＩＴ 新的融合型应用处理平台上。 发展中发挥了巨大的作用。如果某一应用的用户 １．２ 多层体系结构的关键——ＡＰＩ的重要性 是基于ＬＡＮ的环境，而且数据库服务器能够处理 于展现层应用ＡＰＩ的可用性是Ｎ层结构 并发使用／事务处理的需求，绝大多数都会选择较 一个决定性的特点，这些在二层结构中所缺乏的接 容易实现的二层Ｃ／Ｓ结构。 口的可用性会极大的影响到应用之间相互集成的 二层Ｃ／Ｓ结构对应用程序一个小小的改动，就 以及应用如何向多种用户界面进行交付的能力。 必须通知或亲临每一个客户端去更新；新增或升级 二层结构与Ｎ层机构相比，二层结构中应用的开发 一台机器，都要把应用及其相关的文件安装在客户 速度比较快。对于所要求的第一种用户界面，二层 端上。如果整个系统有成千上万个客户端，可以想 结构应用的交互速度比Ｎ层结构要快。但是，由于 象维护的工作量有多大。目前的应用多数是这种 缺乏从底层的应用逻辑中抽取用户接口的能力，一 ２层模式，但随着Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的不断普及和应用的迅 旦出现新的应用时，用户接口和应用逻辑就必须重 速升级，Ｃ／Ｓ的应用感到有些力不从心。 新开发和交付，这样，向多种用户接口交付应用服 随着新的业务模式式的发展，需要数据和应用 务的速度就会非常慢。在Ｎ层结构中，如果开发过 的集中，对数据的实时共享，应用处理整合的要求 程正确的话，所有的用户都可以使用同样的应用逻 断被提升，包括能够通过多种用户界面（如Ｗｅｂ、 辑（包括逻辑层和物理层）。如果还需要添加新的 ＩＶＲ／ＶＲＵ，ＰＤＡ，Ｗｉｎｄｏｗｓ客户端等）向多种不同类 用户接口，从呼叫中心的ＣＴＩ、ＨＴＭＬ浏览器、电话 型的用户（如纳税户、内部员工、机构，相关部 或双向寻呼机中检查税务申报状态的应用逻辑就 门等）提供应用和数据服务，这样二层结构中有限 无需在每个用户接口平台上再实施一次。与之相 的可扩展性、缺乏应用ＡＰＩ的缺点也暴露无疑。在 反的是，该逻辑被集中实施（物理上是在每个服务 选择以何种方式来运行应用时，不仅要看用户／地 器上），且“检查税务申报状态”的用户界面可被定 点的参数（主要指用户／事务处理数量和地理位 制化交付在每一个客户端的平台上。而且，当需要 置），更重要的是要考虑该应用的可重用性、能够被 将下游的变化在应用逻辑中有所体现时，只需实施 收到本文时间：２００６年４月３０日 作者简介：周艳丽，女，硕士，讲师，研究方向：计算机软件。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第３５卷（２００７）第３期 一计算机与数字工程 ６５ 次即可。但在二层结构中，这些变化就需要在所 业务流程是“黑箱”操作，一旦商业规则发生变化， 有所支持的用户界面上分别进行实施和协调，通常 只能重写大量的代码来进行流程的更改，因此主要 会需要多种工具包和开发人员，而且所有用户界面 实现的业务流程基本是静态的，不可以动态配 的变化实施必须同时进行，这样才能保证最终用户 置的。 交付的一致性和连贯性。在二层结构中包括版本 控制、存储库管理、组织协调等多种长期的挑战也 会使用应用的交付速度要远远慢于Ｎ层结构。 除了在用户与应用的交互方面，应用之间的交 互也必须通过ＡＰＩ来完成。在非应用ＡＰＩ层进行 ｝始 尊 事务监控絮 数据库网关蓬 更广泛意义的 应用集成必须通过 ＥＡＩ技术来实现。 ＥＡＩ是一种配备数据 消息传递 格式以及代码体系 应用集成（数据库复制、用户接口集成等）通常会 遇到数据语义的问题（该数据如不在自身的应用中 运行则毫无意义）、可扩展性和数据一致性等问题； 而当一个应用与另一个应用利用应用层ＡＰＩ进行 无论何种程度上的集成，执行该应用所需的时间和 成本都将大幅度降低，也就是说，Ｎ层结构使应用 之间的可以用松耦合方式进行快速集成。 Ｎ层模式的最主要战略优势既不在于可扩展 性，也不在于对ＷＡＮ／Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的支持，而在于它能 够加速应用对多种用户接口的交付速度，以及更快 与ＥＡＩ（企业应用集成）和基于ＥＡＩ的战略相集成。 ２ ＥＡＩ／ＢＰＡ平台 企业应用集成（Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｉｎｔｅｇｒａ－ ｔｉｏｎ，ＥＡＩ），ＥＡＩ是将不同的信息资源的数据和业 务事件互相衔接起来，实现跨越系统边界的集成。 ＥＡＩ的体系结构可以有效地将现有的各种内外部 信息资源互相衔接起来。它是一种配备数据格式 以及代码体系转换规则库，并具有数据通信和消 息中介功能的中间件，可以用来联动多个不同的 应用系统。它的目的不是替换现有不同的平台、 数据库、软件、主机系统和应用系统服务器，而是 将他们有效地集成在一起，解决“信息孤岛”问 题，适应变化，保护投资，并能指导未来的信息系 统建设。 这种ＥＡＩ解决方案可以是多种形式，通过多种 工具和技术来开发。但是其核心功能要保持连贯 性，这些连贯的功能就组成了应用集成体系结构的 基础。目前完全基于解决Ｊ２ＥＥ和ＸＭＬ技术标准 的ＥＡＩ方案尚未非常成熟，还存在很多需要调整改 进的地方，但其通用标准的服务组件都提供了用于 结构化集成开发所需的框架。 ２．１ ＥＡＩ和传统中间件的比较 传统的中间件产品是对关系型数据库进行操 作，各个系统之间相互依赖，用户接口基于大量的 代码来实现；因为所采用的技术不一致，所以很多 图１传统中间件 转换功能的中间件， 根据实时的商业规 则对相互的应用系统进行配置，完成配置的各 个系统能够自动执行相关的业务流程；而且业务流 程可以随时根据需要进行调整和修改。 搿 。 。蓦霉 ｌ ｌ信息总线｛ｌ ｌ辩一 一 一 毒脚 ． ｊ≤ 换器誊＿ ≯ 籀蘸 ｌｌｌｌｌ应用适配器毒 》 ｔ 一 图２集成型ＥＡＩ体系结构 ＥＡＩ解决方案的发展充分表明对于应用之间 信息的流动基金和同步，必须要有一套通用的服务 组件。现在，ＥＡＩ解决方案将从基础的消息传递和 格式翻译服务演化为非常复杂的流程管理功能。 此外，预打包的应用接口的数量和覆盖范围也将大 幅度激增。这些发展将使ＥＡＩ产品从基于特定应 用的集成演化为Ｎ层企业计算环境中核心的体系 结构组件。应用集成的基本设想源’自整个的信息 供应链（ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｓｕｐｐｌｙ ｃｈａｉｎ，ＩＳＣ）的概念，就像 在实际的供应链中需要建立通用的基础设施，提供 物流中转优化，通过这种方式使整个信息的流动和 共享效率得到提高。 更广泛意义上的ＥＡＩ还包括业务流程自动 化（Ｂｕｉｎｅｓｓ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＢＰＡ）。ＢＰＡ是 对业务运行中的关键问题和信息进行实时地收 集和分析，动态地完成对业务流程的调整和修 改。ＢＰＡ出现后，将工作流、业务流程自动化和 决策自动化工具加入了企业商业模型（ＥＢＭ） 中，它使得企业能够与合作伙伴及客户之间对复 杂的商业流程进行了定义、自动化和互动的管 理，这种业务流程上的改进和多个系统间的应用 集成增强了企业的客户服务能力，受到了越来越 多的企业的重视。 维普资讯 http://www.cqvip.com 周艳丽等：一个基于多层网络计算的体系结构模型 第３５卷 ——— 业务流程自动化引擎提供了集成的连贯关系——一 目前的多个税务应用系统，大多都是一些单点 ‘ ＂。 。。 一 一 ＿＿ｒ 一一：？¨。 —一一 …～ 一 …～ 的解决方案用来满足特定的业务需求，这种不基于 ； ～ ～ ： 公共的可重用和互操作的应用体系结构建立的单 ’ …～ 饕爹 ≮信息崽哉 一一 ｉ 薹 点应用系统不具备可扩展性，造成了大量不一致的 ｝ 数据，增加了维护负担。为了实现信息供应链ＩＳＣ ７＝ 《 ， 确 的流程化，充分利用数据的价值并降低成本，地税 系统需要建立将以应用为中心的、单点的解决方案 新建的功能购买的打包应用外部第三方系统遗留系统 转化为以流程为核心的信息供应链方式的能力。 图３ ＢＰＡ实现了应用集成的自动化 流程和可视化的人工交互 ３ 多层架构模型示例 ＢＰＡ通常和ＥＡＩ一起来完成纵向横向应用系 我们采用如下的Ｎ层结构服务器机群，从实际 统集成和业务流程的自动化实现。那种仅在消息 应用中可以看出是７层逻辑结构。 中间件之上开发点对点就用集成接口的方式已经 门户服务器（Ｐｏｒｔａｌ Ｓｅｒｖｅｒ）、Ｗｅｂ服务器、 过时了，将数据仓库，协同运算环境（群件系统，如 ＬＤＡＰ服务器、策略服务器、应用服务器（Ａｐｐｌｉｃａ． Ｅｘｃｈａｎｇｅ，Ｉ￣ｔｕｓ Ｎｏｔｅｓ）和门户服务通过ＥＡＩ平台实 ｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｅｒ）、企业级Ｊａｖｅ Ｂｅａｎ服务器（ＥＪＢ Ｓｅｒｖ． 时与各核心业务应用衔接的零延时智能化应用系 ｅｒ）、企业应用集成服务器（ＥＡＩ Ｍｉｄｄｌｅｗａｒｅ Ｓｅｒｖ． 统是我们采用的关键技术实现手段。 ｅｒ）、数据库服务器（Ｄａｔａｂａｓｅ Ｓｅｒｖｅｒ） ¨ 过中间件来完成这笔交易，并 层层返回结果。 ： 采用这种Ｎ一层应用结构 用户关键业务 、、、▲ ¨ 对系统的优越性是，对应事务 处理的每一个层，如果需要在 图４ Ｎ．层事务处理应用逻辑结构模型 一个层扩充性能的时候，只需 这种Ｎ层结构的应用服务集群体系有极强的 要将一台机器并入到相应的负载均衡价系里面，而 稳定性和可伸缩性，适合市级税务应用大集中的处 不必要将业务停顿就能系统升级。 理模式。从图４就可以看出来，当一个用户以任意 方式（浏览器，Ｃａｌｌ Ｃｅｎｔｅｒ，或是征收大厅棋局台） ４ 结论 发出一个业务请求，其中一个门户接人服务器突然 在本文的模型中，为应用系统建设项目所设计 死机，智能路由系统会将请求转给存活的门户服务 的一体化应用结构采用多层技术为系统带来的好 器，当门户接入服务器经过同样是容错保护的策略 处是：使应用可以更加透明，不需要去了解每一层 服务器和目录服务器对该用户进行验名证身，并核 的实现细节。并可以使用另一种技术来改变基础 定所访问资源的敏感级别以及对应的该用户访问 的层，而不会影响上面的层的应用。可以减少不同 权限之后，发现这个请求所访问的资源是一个可授 层之间的依赖。容易制定出层标准。底下的层可 权访问的静态页面就直接将请求发给相应的Ｗｅｂ 以用来建立顶上的层的多项服务。 服务器并返回该页面，如果是一个交易，如税银转 账，就会将请求转发给应用服务器，而一个应用服 参考文献 务器死机时，就将用户ｓｅｓｓｉｏｎ的所有信息转给存 活的应用服务器，这时应用服务器检测这个请求是 ｌ１ ｌ Ｊｏｈｎ Ｋｕｎｚｅ，Ｔｈｅ ＡＲＫ Ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ Ｓｃｈｅｎｅ，Ｏｃｔｏ． ｂｅｒ，１３，２００４ 否是一个简单逻辑或动态页面展现，如果是就直接 ［２］Ｊｏｈｎ Ｋｕｎｚｅ，Ａｃｈｉｖａｌ Ｒｅｓｏｕｃｅ Ｋｅｙ，Ｏｃｔｏｂｅｒ，２３，２００４ 计算返回，如果不是就转向ＥＪＢ Ｓｅｒｖｅｒ请求一个 ［３］王韦，黄春毅，基于Ｃ／Ｓ与Ｂ／Ｓ混合模式的税务征收系 ＥＪＢ对象来处理关键业务，ＥＪＢ Ｓｅｒｖｅｒ如果出现意 统的设计与开发［Ｊ］，现代图书情报技术，２００５，８ 外就会将ＥＪＢ请求转发给另外一个ＥＪＢ Ｓｅｒｖｅｒ， ［４］卫琳等，面向税务系统中间件的设计方案研究［Ｊ］，现 ＥＪＢ Ｓｅｒｖｅｒ通过Ｅｎｔｉｔｙ Ｂｅａｎ连接数据库或者者通 代计算机，２００５，７
