文化数字资源整合应用平台管理架构浅析 [2021.12.19]
一、EAI平台架构
EAI（Enterprise Application Integration，企业应用集成）是一种将基于各种不同平台、用不同方案建立的异构应用集成的方法和技术。通过建立底层结构，EAI能够联系横贯整个企业的异构系统、应用、数据源等，实现企业内部的ERP、CRM、SCM、数据库、数据仓库，以及其他重要的内部系统之间无缝地共享和交换数据。有了EAI，企业可以将企业核心应用和新的Internet解决方案结合在一起。
1、 EAI架构的基本概念和功能
EAI架构的主要目标是实现企业内部的各个应用系统之间的互连和数据共享。它通过使用中间件作为粘合剂，连接各个业务相关的异构系统、数据源，从而满足应用系统之间信息共享的需要。EAI架构的核心功能包括：
Ø 数据共享：实现不同系统之间的数据同步和交换。
Ø 流程集成：优化企业内部的业务流程，提高工作效率。
Ø 系统互连：连接独立的系统，解决信息孤岛问题。
2、 EAI架构与其他相关技术的比较
EAI架构与其他相关技术如单体架构、垂直架构、前后端分离、soa架构和微服务架构等有所不同。EAI主要解决各个系统各自为政，相互无法连通的问题，形成信息孤岛。而其他架构如单体架构、垂直架构等则是从软件设计层面进行拆分和重组，以适应不同的业务需求和技术发展。
二、架构总体框架介绍
1、 整合应用平台架构
简单地说，应用整合平台是以EAI技术为基础，将不同地应用系统无缝地整合为一个完整的应用系统的基础架构，是综合业务支撑系统综合调度和运行、管理的基础平台。建议的应用整合平台是以NGOSS模型为蓝本，根据公司的ISM架构提出的全面的应用整合基础平台。应用整合平台是各个子系统进行通讯的纽带，它不受具体业务的限制。应用整合平台主要由业务流程管理引擎、公共信息总线、公共数据服务、ODS（Operation Data Store）以及公用的数据转换服务、注册服务、安全服务、交易控制服务、日志服务和适配器开发框架工具型组件等组成。
其中统一的共享数据模型是新一代运营支撑系统的关键。而ODS是实现NGOSS的SID概念的一个重要实现，也是基础架构之一。ODS的核心作用有两个：一是为共享工程各个应用系统提供共享数据服务；二是用于非实时性的统计分析和查询，以及作为数据仓库的中转库（Staging Area），从而降低统计分析对应用系统的冲击。
应用整合平台的详细的设计方案参见建议书的应用整合平台部分。
下面通过一个案例介绍如何通过基于流程驱动的EAI来实现共享工程的业务需求。
我们以一个互动资源的录入和发布的端到端流程的执行过程来描述我们的目标系统是如何实现业务需求的。
互动资源录入和发布流程描述图
上图中描述的是视频资源加入并为其分发部署和信息发布的流程。整个流程分为5个大步骤：1、资源录入；2、资源分解；3、资源分发；4、部署完成；5、资源发布。下面详细描述每个步骤的系统执行过程。
业务人员通过接入门户中的资源管理界面录入新的资源。资源通过资源应用管理子系统录入到系统中。新录入的资源需进行逐级申报，并获审核通过后才能成为正式数据进入系统中。
资源管理系统对录入的新资源进行分解，拆成静态资源（文字、图片等信息）与动态资源（视频、流媒体文件），将其中的动态资源部分通过BPM触发其资源分发的流程。
BPM根据流程定义执行资源的分发和部署。BPM调用视频分发管理的资源部署服务流程。BPM在调用的同时根据流程定义将资源数据派发到视频分发管理子系统。
资源分发部署完成后，将通过BPM触发消息通知，根据流程定义通知资源应用管理子系统。
当资源应用管理子系统接收到来自视频分发管理子系统的资源部署完成信息后，将通过BPM触发资源发布的流程，BPM将该资源信息发送到文化信息共享网站进行资源发布，发布完成后，终端客户将通过接入门户中的客户界面浏览该资源信息。
以上流程是配置在业务流程管理（BPM）中，是独立于各个应用子系统的，当业务流程发生变化，或者应用子系统发生改变时（如：业务自动化或资源应用管理子系统被新的系统替代后），只需修改BPM的流程和子系统接口定义即可，而不需修改应用子系统。
2、 应用整合平台架构
在目标系统架构中，“应用整合平台”通过其“业务流程管理（BPM）”模块构建、部署并调度执行业务流程，通过其“公共通讯总线”构成不同业务系统间安全的数据交换机制，通过其“公共数据服务（ODS）”使所有关键核心数据在整个文化工程内共享，通过其“交易服务”、“日志服务”、“安全管理服务”、“注册与名字服务”等模块为全系统的功能组件提供基础框架性服务，从而将业务逻辑层、数据层贯穿成一个有机的、分布的、灵活的、高度可扩展的整体，因此，“应用整合平台”是整个目标系统架构中的基础。如下图所示：
目标系统的体系架构层次逻辑视图
下面重点介绍NGOSS应用整合架构的核心理念。
NGOSS应用集成方式
上图是NGOSS建议的应用集成方式，其最显著的三个特性是：第一、共享数据信息（Shared Information/Data），第二、流程与数据分离（Externalized Process Control），第三、以契约定义的接口（Contract Defined Interface）。
共享数据信息的目的是建立统一的数据核心实体规范，主要是语义的规范。流程和数据的分离是解决应用模块之间业务逻辑或流程依赖的、实现系统灵活性的重要手段。以契约定义的接口（Contract-Defined-Interface）实现了系统模块之间动态操作的统一。
作为基础应用框架，“应用整合平台”提供九大功能，使得各种业务系统之间能够以互相理解的方式交换业务层信息，协同工作。“应用整合平台”具有的九大功能是：
业务流程管理（BPM）
业务分析人员通过流程管理（BPM）功能进行业务流程的构建（建模），设计开发人员通过流程管理将其实现为系统流程（实现），并部署到分布的网络运算环境中，BPM同时负责在运行时刻调度运行各业务流程并记录审计信息，系统管理员通过BPM对运行的流程进行监控跟踪、分析并进行流程改进。因此，BPM提供所有所需要的手段对业务流程的整个生命周期进行管理。
公共通讯总线
公共通讯总线在各个业务系统间（包括遗留系统和各种专有系统）形成安全、可靠、高效的信息交换机制，从而使各业务系统间方便地交换业务数据。
公共数据服务
通过定义和存储各业务系统间共享的企业内部信息模型及公共核心数据（SID），从而使各业务系统间实现语义级别上的相互理解，进而实现跨业务系统间的互操作。同时，它还提供一组数据访问服务（CRUD），从而将数据与业务逻辑组件分离，从而实现数据的位置透明、表结构不敏感的分布式存储。
注册服务与名字服务
基于分布式组件式结构构造的系统，其主要特征之一是服务组件的位置透明性分布（DISTRIBUTED TRANSPARENCY）。服务组件在部署在网络计算环境中时，通过注册服务将其实现的契约、其位置和其在企业名字空间内全局唯一的服务命注册到集中目录中。流程执行引擎在运行时刻，通过服务定位功能找到相应的服务组件，并按照契约约定的方式调用它，而完成业务意图。
数据转换
在不同的业务系统中交换数据，尤其是在新建系统和各种专有系统间交换数据，经常需要在各种数据格式间进行转换，例如从定长格式的文本数据转换成XML文本，从一种格式的XML文件转换为另外一种格式的XML文件等。数据转换（DATA TRANSFORM）作为EAI平台提供的一种应用基础框架服务，为其它服务组件提供多种手段进行这种数据转换工作。
安全服务
如上所述，应用整合平台提供应用基础框架服务，其中，在安全服务方面，其提供任意级别的调用鉴权和存取授权，对于与机构外部合作伙伴间的B2B商业数据交换，其提供基于SSL的安全的数据传输。对于机构内部的消息，如果需要的话，也可以通过JSSE标准调用实现消息总线上的数据安全传输。
交易控制服务
交易控制服务作为应用整合平台提供的应用基础框架服务，为业务流程提供完整的事务控制机制；如，它支持在流程中将若干服务组件组合成一个原子服务，原子服务执行失败后的事务回滚；甚至支持意外宕机后的重起时的流程继续在原事务边界上运行；又如消息总线上的“确保传输（GUARANTEE DELIVERY）”特性使消息的发起方不必等待消息的接收方的应答就可以确认其就所发业务信息而言，一定可以与接收保持一致；
日志服务
日志服务作为EAI平台提供的应用基础框架服务，为服务组件提供统一的记录日志、查看日志、过滤日志等功能接口；各服务组件通过该服务在系统日志中记录不同级别的，灵活的错误信息、告警信息等，从而方便地对系统进行监控和故障排查。
适配器框架
文化资源消息总线，是基于开放标准的消息总线，因此所有符合标准的服务组件都可以直接与消息总线进行通讯，对于某些不支持消息总线标准的企业系统，需要通过适配器将它与消息总线相连；文化共享工程的EAI平台提供多种适配器将其他应用系统连接到EAI平台上，这些适配器都支持数据的双向流动；同时，EAI平台开提供客户化开发新的适配器的开发工具和框架；
3、 多层服务体系架构
基于三层架构的应用系统不但具备了大型系统稳定、安全和处理能力高等特性，同时拥有开放式系统成本低、可扩展性强、开发周期短等优点。
本世纪随着互联网的飞速发展和市场竞争的加剧，对业务支撑系统的要求也越来越高。建设与推广需要支持更加灵活的业务功能、组织结构和业务流程要求。为了达到以上要求，有必要将三层结构进行进一步细化和延伸，将业务逻辑层分解为原子功能层和逻辑组装层。
原子功能层定义和封装了系统的业务对象模型，业务对象在共享工程软件体系中起到一个承上启下的骨干作用。它有效封装了建设与推广的后台系统，如资源申报、审批等业务流程的核心逻辑，为综合服务平台提供了可重用的业务功能模块。
逻辑组装层通过分布式目标计算将原子功能层文化馆馆对象模型在系统中所对应的独立模块有机地连接起来，达到机构间信息共享的目的。对建设与推广的前台接入，如终端、浏览器、手机等系统，原子功能层提供一个清晰的商务对象接口，使得不同的接入方式共享一致的业务逻辑，从而达到大大简化系统的复杂性和降低开发难度的目的。
在逻辑组装层中工作流引擎扮演着重要的角色，它将中心的各个业务对象有机地连接起来，实现某一特定的业务流程。在业务流程发生改变，或需要开发新的业务流程的情况下可以通过规则引擎将业务对象进行重组以实现所需功能。此时工作流引擎的核心是通过对现有模块的重组，而不是改变系统模块的内核来实现新的商务流程。
同时，基于业务对象模型之上的文化馆系统信息共享使得实时监控，分析，管理，与决策支持更加有效。
下图描述了系统的分层次的技术架构，方框外的是公共支撑框架及文化馆应用集成平台。以下将分别对这些系统内部层次进行说明。
1、 数据层
数据层负责系统的数据存储及维护数据的完整性与一致性。数据可以根据需要存储在数据库管理系统、文件、外部存储设备中。数据层数据的组织按照文化馆业务概念模型在应用软件上优化实现的要求形成各个主题域。
2、 信息服务层
信息服务层实现系统的共享信息服务。该层的构件实现对数据的封装，并把封装后的数据转换成有价值的业务与系统信息，通过合约接口，向其上的业务逻辑层和其他相关外部系统提供一致的与业务逻辑无关的信息服务。
信息服务层按照系统域方式进行组织。系统域是一组与某一特定管理领域或概念紧密相关的高内聚的系统实体集合。系统域的划分以数据层的文化馆数据模型主题域为划分依据，并根据信息服务的要求进行细化。
如下图所示，信息服务层主要实现数据分布与处理和信息服务两个层次的功能。
信息服务层功能
l 数据分布和处理功能
数据分布和处理功能对数据库、操作系统文件或其他形式存储的数据进行操作。保证数据的完整性和一致性，屏蔽数据分布、数据模型和数据格式方面的差别，提供统一的数据逻辑视图。数据分布和处理功能应当提供中介（Mediation）和适配（Adaptation）功能。当底层数据模型或格式发生变化时，这两种功能可以对信息服务的使用者尽可能屏蔽此种变化。
l 信息服务功能
信息服务功能将原始数据经处理和组合，形成具有业务意义或系统意义的操作实体。
这些处理可能包括数据的挖掘和过滤。这一层次也可能采用适配或中介的方式，将文化馆范围的数据模型转换为操作所必须的业务概念。
l 信息结构实施原则
系统信息的层次结构保证了系统在信息处理和系统结构的灵活性和对不同来源数据的适应性。在数据和信息处理方面，必须保证：
l 能够根据业务处理的需要，完成数据模型的适配和数据格式的转换。
l 能够通过不同的技术手段，使用不同形式的存放的数据，例如，数据库、操作系统文件、其他系统的接口数据等。
l 能够实现分布透明机制。信息服务的使用者通过接口访问系统数据时，无需清楚数据的物理存储位置及存储格式。
3、 业务逻辑层
业务逻辑层实现系统业务逻辑相关的处理功能，它包括业务构件子层和展现构件子层，分别实现人机界面无关的业务逻辑构件与人机界面相关的界面展示构件。业务逻辑层的构件以服务的形式提供与业务逻辑紧密相关的系统功能。
业务逻辑层构件的功能和关系的描述如下图所示。
构件的作用和关系
业务逻辑构件使用信息服务构件提供的服务，实现并提供业务逻辑处理服务；界面展示构件组成界面展示的基本元素，它向控制层提供界面展示服务。通过它们与信息服务层构件服务的集成关系可以实现独立的业务功能。
l 业务逻辑构件
业务逻辑构件响应来自界面展示构件或外部系统的消息和请求，完成系统的各种业务逻辑处理，并通过调用系统信息构件提供的服务，操作和使用系统信息。
业务逻辑构件以高内聚、松耦合等系统分析设计原则聚合那些内聚性很强的操作和逻辑，提供适当粒度的业务处理服务。
l 界面展示构件
界面展示构件由一组基本并紧密相关的界面展示单元组成，并通过这些基本的界面单元调用与之有较强内聚性的业务逻辑构件的服务实现一个独立的、带人机交互界面的业务功能。
界面展示构件向控制层提供界面展示服务，通过控制层对不同界面展示服务或业务功能服务的集成，实现完整的业务功能。
4、 控制层
控制层对系统行为以及其它资源进行关联和控制。关联控制主要包括：
l 对构件所提供的服务和系统资源的配置和控制。
l 对业务流程的关联和控制。
l 对人机交互界面的关联和控制。
控制层的关联和控制功能可以与构件分离以动态方式实现，也可以包含在构件功能内部以硬编码的静态方式实现。以静态方式实现的控制层，其关联和控制逻辑分布在各个构件内部，此时控制层只是一个逻辑的存在。为了能够迅速适应业务需求的变化和发展，应尽可能将业务构件提供的功能和对功能的控制相分离，利用系统服务框架所提供的策略管理、流程管理等技术实现动态的控制层。
界面集成是对不同界面展示服务之间的集成，它是控制层的一个重要功能。界面集成是比业务功能集成更高层次的集成。在界面构件的合理规划和设计下，通过界面集成可以提高开发部署效率、提高构件的重用性、有利于系统的健壮性和稳定性。界面集成可以重用已有的文化馆内外资源，迅速满足客户和业务的需求。界面集成也可以有两种方式：
l 静态方式的界面集成，设计人员以编程的方式集成各类界面展示服务，提供人机操作界面，实现系统的业务功能。
l 动态方式的界面集成，一定的界面集成工具，在策略管理和流程管理的控制下，通过配置来定义各个界面服务之间的关联关系，在系统运行过程中动态地决定界面的外观和行为。
动态控制层利用流程管理技术实现业务流程的动态定义和控制，利用策略管理及界面集成等技术实现界面外观和行为的动态控制。动态控制层的实现有利于提升系统的配置能力、可扩展性和健壮性，保证系统迅速适应业务需求的变化和发展。系统建设时应尽可能实现动态控制层，若各方面条件不具备，传统的静态控制层的实现也是可以选择的方案。
5、 系统服务框架
系统服务框架规定了系统运行的公共机制并实现系统内部的公共服务。使用这些服务与机制可以简化系统构件的开发、部署和各种运行信息的管理。保证系统运行的一致性和各构件的高度集成。各应用系统可以建立私有的系统服务框架也可以共用同一个框架所实现的系统服务。以下对各公共服务做一个简要的描述。
l 日志服务
日志服务记录并管理应用系统在某一时刻的运行状态，以对系统的运行过程与性能进行跟踪、分析与调测。
l 系统监控服务
系统监控服务实现对应用系统和运行环境的监控，分为监视与报警两部分功能。监视功能可以主动地查询应用系统和运行环境的状态，也可以被动地接收并管理二者的告警信息。报警功能根据一定的策略，以多种方式向维护人员和其它相关监控系统提交系统状态报告和告警。
l 配置管理服务
配置管理服务提供一种通用机制与工具管理系统的系统运行参数、业务功能参数与合约。
l 认证鉴权服务
认证鉴权服务统一管理系统相关的组织、操作员、角色、功能权限及数据权限。支持对系统用户的认证、鉴权及授权功能。
要求系统能够同时提供两种认证鉴权方式：本系统的认证鉴权和支持公共的认证鉴权服务。
l 异常处理服务
异常处理服务发现并俘获系统发生的异常，并集中管理因异常而失败且必须恢复处理的业务事件的处理状态。当系统发生异常时，集中的异常处理服务系统能够以统一的方式处理异常及管理失败的业务事件，保证应用系统运行的可靠性和业务处理的连续性。
l 流程管理服务
文化馆端到端业务流程的实现往往会涉及多个系统的多个功能模块。为了降低系统间耦合程度，提高流程管理的灵活性，应该实现分层次的流程管理机制，即各系统内部实现自己的工作流管理，实现流程建模、流程配置、流程执行和流程监控等功能。
将采用多层混合架构开发和设计，将界面、业务逻辑和数据分离，实现系统内部松耦合，以灵活、快速地响应业务变化对系统的需求。系统层次结构划分为数据层、信息服务层、业务逻辑层和控制层，通过各层次系统构件间服务的承载关系，实现系统功能。
各层的应用构件利用系统服务框架所提供的基础服务实现系统公共设计、运行与管理机制。其中业务逻辑层及信息服务层中的构件必须遵守同样的设计规则并在一个统一的构件运行环境中运行。
集成接口服务是系统开放给外部系统的接口服务。
层次系统严格分层，水平建设，逐级调用，功能逐级抽象，是目前流行的软件架构。对于建立多业务支撑平台，层次系统有下面优势：相同的业务逻辑可以封装为不同的界面逻辑以适应不同的使用者（如客户和管理员）；层次之间具有很好的隔离作用（如表结构的改变不影响所有的界面逻辑）；系统有很大灵活性、重用性和可扩展性（如业务流程由流程管理引擎控制，可以针对不同业务配置不同流程，但使用相同的系统业务功能）。
目标系统优势还在于：通过配置实现一套系统，无需开发接口；新业务实现主要以配置为主，实现时间以天/周为单位，稳定性高。少量的代码修改被封装在某一层，同时对其他模块不造成影响。不同的业务（资源/视频）在业务层共用相同组件，通过不同配置来区分不同业务逻辑。
多层体系结构能带来以下显著效益：
l 简化系统的复杂性，从而降低系统的运维费用；
l 更短的业务开发周期；
l 更迅速地部署新服务和定价计划。通过业务流程的相互连接，快速的订购流程，与合理定价保证新服务迅速得到市场认可；
根据市场变化迅速改变内容与推出新的资源，信息服务等。