生 毛新, IBM 中國軟件開發(fā)實驗室 IBM軟件部企業(yè)集成解決方案大中華區(qū)首席架構(gòu)師
金 戈, IBM軟件部企業(yè)集成解決方案架構(gòu)師

2005 年 12 月 23 日

引言

本文是“以服務(wù)為中心的企業(yè)整合”系列文章第二部分。在本文的姊妹篇"以服務(wù)為中心的企業(yè)整合"中，我們探討了以服務(wù)為中心的企業(yè)集成的理論知識，本文以一個經(jīng)過簡化的實際案例為例，介紹了以服務(wù)為中心的企業(yè)集成的基本步驟，從業(yè)務(wù)分析，到服務(wù)建模，到架構(gòu)設(shè)計，到系統(tǒng)開發(fā)的整個生命周期。以服務(wù)為中心的企業(yè)集成涉及到的主要技術(shù)被穿插在各個步驟中進(jìn)行了詳細(xì)的講解。

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1. 案例背景

某航空公司的IT系統(tǒng)已有好幾十年的歷史。該航空公司的主要的業(yè)務(wù)系統(tǒng)構(gòu)建于上世紀(jì)七八十年代，以IBM的主機(jī)系統(tǒng)為主 － 包括運行于TPF上的訂票系統(tǒng)，和運行在IMS上的航班調(diào)度系統(tǒng)等。在這些核心系統(tǒng)周圍也不乏基于Unix的非核心作業(yè)系統(tǒng)，和基于.Net的簡單應(yīng)用。這些形形色色的應(yīng)用，有的用匯編或COBOL編寫，運行于主機(jī)和IMS之上，有的以PRO*C編寫，運行在Unix和Oracle上；這些應(yīng)用雖然以基于主機(jī)終端的界面，但是基于Web和GUI的應(yīng)用也為數(shù)眾多。

近年來，該公司在企業(yè)集成方面也是煞費苦心－已經(jīng)在幾個主要的核心系統(tǒng)之間構(gòu)建了用于信息集成的信息HUB(information HUB)，其他應(yīng)用間也有不少點到點的集成。盡管這些企業(yè)集成技術(shù)在一定程度上增進(jìn)了系統(tǒng)間的信息共享，但是面對如此異構(gòu)的系統(tǒng)，技術(shù)人員依然覺得企業(yè)集成困難重重：

• 因為大部分核心應(yīng)用構(gòu)建在主機(jī)之上，所以Information Hub是基于主機(jī)技術(shù)開發(fā)，很難被開放系統(tǒng)使用；
• Information Hub對Event支持不強(qiáng)，被集成的系統(tǒng)間的事件以點到點流轉(zhuǎn)為主，被集成系統(tǒng)間耦合性強(qiáng)；
• 牽扯到多個系統(tǒng)間的業(yè)務(wù)協(xié)作以硬編碼為主，將業(yè)務(wù)活動自動化的成本高，周期長，被開發(fā)的業(yè)務(wù)活動模塊重用性差；

為了解決這些企業(yè)集成中的問題，該公司決定以Ramp Control系統(tǒng)為例探索一條以服務(wù)為中心的企業(yè)集成道路。本文將以Ramp Control系統(tǒng)中的Ramp Coordination流程為例說明如何用以服務(wù)為中心的企業(yè)集成技術(shù)一步步解決該公司IT技術(shù)人員面臨的企業(yè)集成問題。

為了便于說明，示例中的業(yè)務(wù)系統(tǒng)和業(yè)務(wù)流程都進(jìn)行了必要的簡化。

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2. 業(yè)務(wù)環(huán)境分析

在航空業(yè)中，Ramp Coordination是指飛機(jī)從降落到起飛過程中所需要進(jìn)行的各種業(yè)務(wù)活動的協(xié)調(diào)過程。通常每個航班都有一個人負(fù)責(zé)Ramp Coordination, 這人通常稱為Ramp Coordinator。由Ramp Coordinator協(xié)調(diào)的業(yè)務(wù)活動有，檢查機(jī)位環(huán)境是否安全，卸貨，裝貨，補充燃料等。

圖2是一個Ramp Coordination的業(yè)務(wù)流程圖。由圖可見，Ramp Coordination流程依次有下列活動

1) 從提取協(xié)調(diào)過程中所需要的主要信息，通常會以工作單給Ramp Coordinator;(自動活動)

2) 檢查機(jī)位環(huán)境是否安全；(人工活動)

3) 檢查卸貨；(人工活動)

4) 檢查裝貨；(人工活動)

5) 檢查關(guān)門；(人工活動)

實際上，Ramp Coordination的流程因航班類型的不同，機(jī)型的不同有很大的差異。圖2所示的流程主要針對降落后不久就起飛的航班，這種類型的航班我們稱之為short turn around航班。除了short turn around航班，我們還有其他兩種類型的航班，如圖3 所示，Arrival Only的航班指降落后需要隔夜才起飛的。Departure Only的航班是指每天一早第一班飛機(jī)。這些航班的Ramp Coordination的流程和Short Turn Around類型的流程大部分的業(yè)務(wù)活動是相似的。這三種類型的航班根據(jù)長途/短途，國內(nèi)/國外等因素還可以進(jìn)一步細(xì)分。每種細(xì)分的航班類型的Ramp Coordination的流程都是略有不同。

很明顯，如此形形種種的流程之間共享著一個業(yè)務(wù)活動的集合，如此多種類型的流程都是這些業(yè)務(wù)活動的不同組裝方式。以服務(wù)為中心的企業(yè)集成中流程服務(wù)就是通過將這些流程間共享的業(yè)務(wù)活動抽象為可重用的服務(wù)，并通過流程服務(wù)提供的流程編排的能力將它們組成各種大同小異的流程類型，來降低流程集成成本，加快流程集成開發(fā)效率的。以服務(wù)為中心的企業(yè)集成通過服務(wù)建模過程發(fā)現(xiàn)這些可重用的服務(wù)，并通過流程模型將這些服務(wù)組裝在一起。

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3. 服務(wù)建模

IBM推薦使用組件業(yè)務(wù)建模(Component Business Model)和面向服務(wù)的建模和架構(gòu)(Service-Oriented Model and Architecture)兩種方法學(xué)建立業(yè)務(wù)的組件模型，服務(wù)模型和流程模型。關(guān)于服務(wù)建模方法學(xué)已經(jīng)超出本文范圍，這里就不在累述。

服務(wù)模型是服務(wù)建模的主要結(jié)果。Ramp Coordination相關(guān)的服務(wù)模型如圖4所示。和Ramp Coordination流程相關(guān)的有兩個業(yè)務(wù)組件：

• Ramp Control：負(fù)責(zé)Ramp Control相關(guān)各種業(yè)務(wù)活動的組件
• Flight Management：負(fù)責(zé)航班相關(guān)信息的管理，包括航班日程，乘客信息等

這兩個業(yè)務(wù)組件分別輸出如下服務(wù)：

1) Retrieve Flight BO: 由Flight Management輸出，主要用于提取和航班相關(guān)的數(shù)據(jù)信息；

2) Ramp Coordination: 由Ramp Control輸出，主要用于Ramp Coordination流程的編排；

3) Check Spot：由Ramp Control輸出，用于檢測機(jī)位安全信息；

4) Check Unloading：由Ramp Control輸出，用于檢查卸貨狀況；

5) Check Loading：由Ramp Control輸出，用于檢查裝貨狀況；

6) Check Push Back：由Ramp Control輸出，用于檢查關(guān)門動作；

在服務(wù)建模確定系統(tǒng)相關(guān)的服務(wù)輸出后，我們還需要確定服務(wù)在當(dāng)前環(huán)境下的實現(xiàn)方式。在我們的案例中，Retrieve Flight BO被實現(xiàn)為信息服務(wù)，Ramp Coordination被實現(xiàn)為流程服務(wù)，通過BPEL4WS方式實現(xiàn)；其他四個服務(wù)都是Staff Service。需要注意的是，因為環(huán)境的不同，和隨著系統(tǒng)的演化，我們可能會改變服務(wù)的實現(xiàn)方式，比如Check Push Back現(xiàn)在通過Staff Service即人工服務(wù)實現(xiàn)。將來隨著自動化程度的增強(qiáng)，Check Push Back完全可能通過自動化的系統(tǒng)實現(xiàn)。到那時，我們只需重新實現(xiàn)這個服務(wù)，而無需改變整個流程。這是服務(wù)的可替換性的一個典型實例。

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4. IT環(huán)境分析

IT環(huán)境分析是調(diào)查現(xiàn)有應(yīng)用技術(shù)特點的重要手段。在我們的示例中，IT環(huán)境分析主要用于調(diào)查現(xiàn)有應(yīng)用，為決定服務(wù)模型中服務(wù)的實現(xiàn)方式提供技術(shù)依據(jù)。同時，它也是架構(gòu)設(shè)計的重要依據(jù)。

如上所述，在構(gòu)建Ramp Control系統(tǒng)之前，該航空公司已經(jīng)有大量IT系統(tǒng)。作為架構(gòu)設(shè)計的重要步驟的現(xiàn)有IT環(huán)境調(diào)研描繪了和Ramp Control相關(guān)的IT系統(tǒng)的狀況，包括周圍應(yīng)用和應(yīng)用提供的接口，這些應(yīng)用和Ramp Control交互的類型和數(shù)據(jù)格式。圖5是簡化的IT環(huán)境視圖，它描繪了Ramp Coordination流程和周圍系統(tǒng)交互狀況。目前，Ramp Coordination流程需要四種類型的外圍應(yīng)用交互：

• 從乘務(wù)人員管理系統(tǒng)提取航班乘務(wù)員的信息；
• 從訂票系統(tǒng)中提取乘客信息；
• 從機(jī)務(wù)人員管理系統(tǒng)中提取機(jī)務(wù)人員信息；
• 接收來自航班調(diào)度系統(tǒng)的航班到達(dá)事件；

如圖所示，象航班調(diào)度信息和定票信息都存儲在IMS和TPF這些相當(dāng)封閉的主機(jī)系統(tǒng)之上。盡管主機(jī)系統(tǒng)提供一定的面向開放系統(tǒng)的集成能力，如MQ和Socket。但是因為主機(jī)本身的特殊性，使得這些集成方法的使用都不是那么方便。所以如何方便地集成主機(jī)系統(tǒng)的信息成為Ramp Coordination中一個重要的技術(shù)問題，同時也是整個IT系統(tǒng)集成面臨的主要問題。以服務(wù)為中心的企業(yè)集成為我們提供了更為開放的集成手段。在Ramp Coordination中，我們把這些主機(jī)上的數(shù)據(jù)進(jìn)行了集中，并通過信息服務(wù)的形式輸出給開放系統(tǒng)使用。如圖6所示，來自IMS的航班信息和機(jī)務(wù)人員信息，來自O(shè)racle的乘務(wù)人員信息和來自TPF的乘客信息都被匯集為一個業(yè)務(wù)對象Flight BO。Retrieve Flight BO服務(wù)提供訪問這種業(yè)務(wù)對象的手段。Retrieve Flight BO服務(wù)隔離了底層實現(xiàn)的復(fù)雜性。外面的應(yīng)用系統(tǒng)看到的是前面開放的接口，而不是后面封閉的主機(jī)系統(tǒng)。即使將來后臺主機(jī)被開放系統(tǒng)替代，外面的應(yīng)用依然可以運行依舊。

通過將主機(jī)應(yīng)用中的信息集中為粗粒度的業(yè)務(wù)對象，并通過信息服務(wù)輸出，為該公司的核心系統(tǒng)提供了更加通用的連接能力，同時為IT系統(tǒng)的平滑演進(jìn)提供了必需的條件。

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5. 高層架構(gòu)設(shè)計

根據(jù)需求和設(shè)計階段的業(yè)務(wù)模型和現(xiàn)有IT環(huán)境調(diào)研結(jié)果，再結(jié)合傳統(tǒng)的IT應(yīng)用開發(fā)方法，Ramp Coordination系統(tǒng)的高層架構(gòu)被設(shè)計了出來，如圖7所示。

如下四點簡要介紹了本案例中的主要架構(gòu)元素以及它們間的工作關(guān)系。

1) 信息服務(wù)－Federation Service: Ramp Coordination流程中需要從已有系統(tǒng)中提取四類信息，在Service建模階段這四類信息被聚合為Flight BO（Business Object）。如上文所述，Retrieve Flight BO服務(wù)用于從已有系統(tǒng)中提取Flight BO。它實際上是一個Federation Service，將來自乘務(wù)人員管理系統(tǒng)、機(jī)務(wù)人員管理系統(tǒng)和訂票系統(tǒng)中的信息聚合在一起。從這三個已有系統(tǒng)來的Crew Info, Cockpit Info和Passage Info是在已有系統(tǒng)中已經(jīng)存在的業(yè)務(wù)邏輯或業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，它們屬于可接入服務(wù)(on-ramp service)，接入的協(xié)議分別為JDBC, IMS J2C Connector和socket。乘務(wù)人員管理系統(tǒng)基于Oracle數(shù)據(jù)庫，Crew Info可以直接通過JDBC獲得。機(jī)務(wù)人員管理系統(tǒng)基于S/390上的IMS, IBM已經(jīng)提供了IMS的J2C Connector， 所以Cockpit Info可以通過J2C connector獲得。訂票系統(tǒng)構(gòu)建在IBM TPF之上，由于實時性的要求，socket是比較好的接入方法。Retrieve Flight BO被實現(xiàn)為一個EJB，外部訪問通過RMI/IIOP綁定訪問這個服務(wù)。在Retrieve Flight BO內(nèi)部，F(xiàn)light BO以SDO來表示。

2) 企業(yè)服務(wù)總線中的事件服務(wù)－ Event Service: 在檢查機(jī)務(wù)環(huán)境安全(Check Spot)前，Ramp Coordiator需要被通知航班已經(jīng)到達(dá)。這個業(yè)務(wù)事件由航班調(diào)度系統(tǒng)激發(fā)，F(xiàn)light Arrival是典型事件發(fā)現(xiàn)服務(wù)(Event Detect Service)，它通過MQ將事件傳遞給Message Broker, 通過JMS的Pub/Sub，這個事件被分發(fā)給Check Spot。這里的Event Service是本例中ESB的重要組成部分。通過ESB上的通用事件服務(wù)，現(xiàn)有Information Hub的缺陷得到了克服。應(yīng)用程序間的事件集成不再需要點到點的方式，而是通過ESB的事件服務(wù)完成訂閱發(fā)布，應(yīng)用程序間的耦合性得到了極大的緩解。

3) 流程服務(wù)－ Process Service: Ramp Coordination被實現(xiàn)為一個Process Service，它被WBI SF的BPEL4WS容器執(zhí)行，BPEL4WS容器提供Choreograph Service, Transaction Service和Staff Service支持。Ramp Coordination通過RMI/IIOP協(xié)議調(diào)用，在BPEL4WS容器中WSIF被用于通過各種協(xié)議調(diào)用服務(wù), 它成為ESB中Transport Service的一部分。Ramp Coordination中的人工動作被實現(xiàn)為Staff Service而集成到流程中。這里Staff Service通過Portlet實現(xiàn)，運行在Websphere Portal Server上。Portal Service實現(xiàn)部分Delivery Service支持PDA設(shè)備，Ramp Coordinator通過PDA設(shè)備訪問系統(tǒng)。

4) 企業(yè)服務(wù)總線中的傳輸服務(wù)－RCMS是即將新建系統(tǒng)用于提供包括Ramp Coordination在內(nèi)的Ramp Control的功能。RCMS通過由WSIF實現(xiàn)的Transport Service以SOAP/HTTP調(diào)用Ramp Coordination服務(wù)。

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6. 開發(fā)過程

盡管以服務(wù)為中心的企業(yè)集成在開發(fā)階段和普通的應(yīng)用開發(fā)并沒有本質(zhì)的區(qū)別，但是它在角色，職責(zé)、工具和方法還是有不少自己的特色。下圖匯總了本文示例中開發(fā)角色，職責(zé)，開發(fā)方法和工具，僅供大家參考。

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7. 結(jié)束語

本文通過一個簡單的案例，講解了以服務(wù)為中心的企業(yè)集成的主要步驟和涉及的技術(shù)。這些集成的技術(shù)，無論是方法學(xué)，體系結(jié)構(gòu)，還是編程模型都在不斷的發(fā)展中。隨著這些技術(shù)的不斷完善，以服務(wù)為中心的企業(yè)集成方案的實施將更加簡單高效。

參考資料

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• IBM Process Integration Homepage, http://www-306.ibm.com/software/sw-bycategory/subcategory/SW920.html
  
  
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• WebSphere Business Integration Server Foundation V5.1 Handbook , IBM Redbook, http://www.redbooks.ibm.com/abstracts/sg246318.html?Open
  
  
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• Enterprise Application Integration, William A. Ruh
  
  
• Enterprise Interation, Beth Gold-Bernstein, William Ruh, ISBN 0-321-22390-X
  
  
• Next Generation Application Integration, David S. Linthicum, ISBN 0-201-84456-7