20世紀90年代以來，我國很多企業逐步開展 了現代企業制度建設。在這一過程中，企業的思想觀念、管理方式和生產經營模式等都在發生轉變，信息技術也在這一時期以前所未有的速度快速地滲透、發散到企業的市場、生產、科研及管理等各個領域，從而促進了企業信息系統的大發展。這些信息系統或各自購買，或各自組織開發，所使用的技術新舊不一、架構各異、用戶操作方式各不相同等，使得各種各樣的信息系統存在于企業的各個環節，致使系統的運維與改造成本不斷攀升，甚至有些系統因開發商的原因已難以為繼。如何有效地利用現有系統建設成果，充分發揮其應有價值，避免重復建設和資源浪費，是當前擺在企業信息化建設者面前的一項重大課題。本文從已滲透到企業信息化建設之中的云計算思想出發結合面向服務的體系架構SOA( Service-Oriented Architecture) 技術，提出了基于云計算和SOA 的企業信息系統應用框架，以實現企業信息系統的快速集成與應用，從而滿足企業業務的不斷發展。
1 云計算和SOA介紹
1.1云計算
云計算可以將一組可配置的共享計算資源( 服務器、存儲、網絡、應用及服務等) 通過無處不在的、實時的網絡提供給用戶使用，而且用戶幾乎不用與服務提供方進行任何交互，這就使得用戶可以最小開銷來配置和使用這些資源。實質上，云計算是通過網絡把信息技術當作服務來使用，它是多種技術演變的結果，通過這些技術的結合形成新的方法，改變了現有的信息服務方式。
美國國家標準與技術研究院認為，云計算是一種模型，它可以實現隨時隨地、便捷地、隨需應變地從可配置計算資源共享池中獲取所需的資源，資源能夠快速供應并釋放，使管理資源的工作量和與服務提供方的交互減小到最低限度。實踐證明，這種新型的云計算模式，有利于對企業計算資源進行規范的、統一的、綜合的集成與應用，從而將對企業IT應用產生明顯的優勢。
與傳統IT模式比較，云計算具有以下主要特點：
(1) 資源共享。服務提供方可將存儲、處理、內存、I /O 和網絡等計算資源匯集到資源池中，通過多租戶模式共享給多個用戶，根據用戶的需求對不同的物理資源和虛擬化資源進行動態分配或重新分配。
(2) 動態伸縮。能夠快速而靈活地提供各種功能以實現擴展，并且可以快速釋放資源來完成收縮。
(3) 高可靠性。支撐云計算的是大規模的集群計算系統，它使用了數據多副本容錯、計算節點同構且可互換等措施來保障服務應用的高可靠性。
(4) 可通用性。云計算不針對特定應用，同一個云服務可以同時支撐不同的應用運行。
(5) 按需服務。云計算將應用程序、存儲和網絡資源進行整合，將這些資源能力作為服務向外提供，用戶可在任何時間、任何地點通過網絡環境根據需要自動獲取使用，而無需與每個服務提供方進行交互。
(6) 低成本優勢。云計算需要形成一個龐大 的資源池，因其特殊容錯措施可以采用廉價的節點來構造； 所使用的新型自動化集中式管理方式可使企業降低日益高漲的數據中心管理成本； 其通用性可使其利用率比傳統模式大幅提升。因此，云計算給用戶帶來的是低成本優勢。
(7) 數據共享。由于云數據需向不同云應用 提供不同的數據服務，所以在進行云數據結構設計時，就必須充分考慮數據來源的唯一性、完整性和規范性，以及所涉及到的錄入、修改和刪除等流程，以保障云數據的高共享性。
近年來，云計算通過網絡環境提供的服務類型多種多樣，主要有以下3種：
(1) 基礎設施層。基礎設施即服務( Infrastructureas a Service，簡稱IaaS) ，是指云計算服務商提供虛擬的硬件資源，用戶無需購買服務器、網絡設備和存儲設備等基礎設施，只需通過網絡租賃即可構建自己的應用系統。
(2) 平臺層。平臺即服務( Platform as a Service，簡稱PaaS) ，是指云計算服務方提供應用服務引擎，如應用程序接口( API) 或運行平臺，用戶基于服務引擎來構建服務。
(3) 軟件層。軟件即服務( Software as a Service，簡稱SaaS) ，是指軟件服務提供方將應用軟件統一部署在云端服務器上，用戶根據需要通過網絡環境向廠商訂購應用軟件服務，服務提供方向用戶提供軟件的使用、維護和升級等技術支持，并根據客戶使用的軟件類型、數量和時長收取一定費用。
1.2 SOA
SOA 是一個組件模型，它將應用程序的不同功能單元( 稱之為服務) 通過這些服務之間定義良好的接口和契約聯系起來。接口是采用中立的方式進行定義的，它應獨立于實現服務的硬件平臺、操作系統和編程語言，使得構建在各種這樣的系統中的服務可以一種統一和通用的方式進行交互。
對比傳統的系統架構，基于SOA 架構的系統具有以下主要特點： 以業務為中心、隨需應變、高重用性和統一標準。
SOA 的核心思想就是使得企業應用擺脫面向技術的解決方案的束縛，可以隨需應變地適應企業業務內容變化和企業發展。從實現上看，SOA 將企業應用看成是由一些能夠跨越業務邊界、自我描述、實現某一種特殊功能的服務集合構成。SOA 通過標準化的機制，將這些服務注冊于公共數據庫之中，易被服務使用方所發現，實現服務使用方和服務提供方之間的動態綁定和直接交互，從而完成企業應用中的一定邏輯功能。
從面向云計算模式看，服務中介方和服務提供方都部署在云端，以云計算的形式為服務使用方提供服務。服務使用方既不關心也無需知道這些服務屏蔽的具體細節，只需關心需要什么服務即可。
圖1 標準的SOA體系架構示意圖
2 基于云計算和SOA的企業信息系統應用框架設計
從上述對云計算和SOA 的介紹可以看出，兩者的結合可以很好地契合企業信息化建設永無止境、不斷創新的特點，同時也可兼顧企業應用的高穩定、高復用、易擴展、易維護、低成本策略。為此，筆者提出了基于云計算和SOA 的企業信息系統應用 框架，以實現企業計算資源的共享與重用，減少或消除信息孤島，實現企業信息系統的快捷集成與應用整合，敏捷靈活地提供資源配置和高效開發應用服務，從而滿足快速變化的業務需要，達到支撐企業發展之目的。
企業云框架由云應用和云平臺兩層構成，其中云應用層為SaaS，而云平臺層融合了IaaS 和PaaS。對于企業自己構建云計算模型，該框架分為兩層是合理的，這是因為企業中絕大部分用戶僅使用應用程序而不直接使用其下的基礎設施支撐環境。由于該框架進行了更高層次的抽象，其云服務的單元功能適度且隱蔽了各自功能的具體細節，僅面向接口實現與調用，因此可以大大提高軟件開發人員的生產效率，實現靈活的配置、少量又快速的開發和大量的復用，敏捷定制各種企業應用，從而滿足企業快速發展的需要。
圖2 基于云計算和SOA的企業信息系統應用框架
(1) 云平臺層
云平臺層是由企業中一系列服務器、存儲、網絡、其他硬件以及運行其上的操作系統、開發環境、服務總線、中間件、數據庫管理系統( DBMS) 和應用程序的運行環境等構成，為云應用層提供支撐服務。
云平臺層集成了各種應用程序開發和運行環境的資源，可虛擬出一個面向開發人員統一的、標準的編程接口，軟件開發工程師可很方便地使用身份認證、授權管理、內控審計、共享UI 等已有的服務快速開發出新的應用程序。云平臺層一般不開放給最終用戶，只授權給軟件開發工程師、配置管理員和系統管理員使用，其重要的基本構件包括：
1.基礎資源。通過服務器虛擬化技術可以將一個物理服務器虛擬為若干個云服務器，也可以將多個物理服務器虛擬為一個云服務器； 通過存儲虛擬化技術可以將企業中所有的存儲資源進行統一整合、分割、調度和管理，為用戶、數據庫和應用程序提供一個統一的、規范的云存儲空間； 通過負載均衡管理可將大量的并發訪問或數據流量分擔到多臺云服務器上分別進行處理，以減少用戶等待響應的時間，也可以使單個重負載的云服務器分擔到多臺云服務器上做并行處理，每個云服務器處理結束后，將結果匯總，返回給用戶，這可使系統處理能力大幅度提升； 通過數據備份策略的定義，系統將自動調用備份服務，以確保云服務器所存的數據安全、可靠。
2.服務總線。實現SOA 體系結構的基礎構件，用來管理企業各種服務的邏輯關系。通過統一的標準接口提供服務注冊、服務查找、服務綁定和調用等核心功能，完成服務之間的交互。主要功能包括： 描述服務的元數據和服務管理； 在服務提供方和服務請求方之間提供數據轉換、傳遞的功能，支持多種基本模式，如同步與異步、發布與訂閱等； 發現服務、路由、匹配和選擇服務的功能。它的運行方式是： 當檢測到某一服務請求時，服務總線可以進行服務查找和匹配，其任務調度內核將服務請求轉發到服務提供方，在服務提供方完成任務后再將其返回的結果消息轉發到服務請求方，實現服務之間的交互。
3.身份認證。對企業用戶帳號和密碼進行統一認證。用戶使用框架內所有應用都基于其首次身份認證，即實現了“統一認證，單點登錄”。考慮到使用各種應用所需認證方式不一，企業內部需要建立包括AD、LDAP 和自建等認證服務以供其調用，這些認證方式的數據需確保實時一致。
4.授權管理。授權用戶可以使用應用、功能( 服務) 、控制點、數據范圍等服務。
5.內控審計。包括用戶帳號申請、審批、注銷等服務； 用戶登錄、數據增加、查詢、修改、刪除等數據操作日志記錄等服務； 系統內容變更、審計等服務。
6.元數據庫。為企業建立、修改、刪除元數據，以及合規性審查流程而開發的服務。為了確保有效管理企業各個業務數據庫結構的規范性，以及保障存放數據的唯一性、一致性和完整性，需要建立一個企業級業務元數據庫，用于存儲企業所有業務數據庫的元數據庫結構，規范定義各個業務數據庫的庫名、表名、字段名、源頭、數據類型及其他屬性，確保每個業務元數據的唯一性、規范性及完整性。
7.業務邏輯。支持各種業務活動的功能單元以服務的形式為其他服務共享式調用。建立時既要考慮服務的功能單元顆粒的適應度，同時還要兼顧到其可復用性。
8.中間件。為支撐企業應用所需的工作流程引擎、報表生成器、office 控件、基礎應用件及其他接口服務等。
9.數據操作。用于直接對各種業務數據庫操作的服務，一般包括增加、修改、刪除數據等服務。數據操作服務屏蔽了底層業務數據庫，供其他服務直接調用。
10.應用管理。用于注冊、查找、注銷和管理應用及其功能的服務。
11.共享UI。一些可共享的且規范的網頁、ActiveX 控件和applet等，便于為多個應用程序所復用。
12.業務數據。包括業務數據庫及其所支撐的數據庫管理系統( 簡稱DBMS) 。業務數據庫是由支持業務數據結構、關系及其數據實體所組成。本層的業務數據操作服務對其進行直接管理，包括增、刪、改、查以及數據庫內定義的函數、存儲過程、觸發器、約束條件等。DBMS 是用來建立、使用、維護和刪除業務數據庫的，它對企業數據庫進行統一的管理和控制，以保證其安全性和完整性。
13.操作系統。管理計算機系統硬件、軟件和數據等全部資源的且通常最靠近硬件的一層系統軟件，它為其他軟件系統提供了最底層、最重要的支持，如Windows、UNIX、LINUX 等。
(2)云應用層
云應用層是一個基于企業各種應用的虛擬應用平臺，可以提供面向不同終端的UI 集合，用戶可通過網絡環境方便地使用具有足夠處理和顯示能力的不同終端設備訪問其子集。從用戶使用角度看，該層是一個完整的應用系統，包括了待辦工作、電子郵件、文件管理、HR 應用、崗位所要求的各種報表和各種業務系統、信息檢索等等。從實現技術角度看，該層集成了企業信息系統的全部用戶界面，它把應用程序對底層系統和硬件的依賴進行了抽象，從而解除了應用與操作系統和硬件的耦合關系，也對UI及其應用環境與其所支持的終端設備進行了解耦，在云平臺上保存了每個用戶的完整應用環境配置。因此，用戶可使用臺式電腦、筆記本電腦、移動設備和手機等各種終端設備，通過標準Web 瀏覽器且基于高度安全、穩定可靠的網絡環境進行使用。如果出現了新的業務需求，開發人員可基于平臺層的服務池很快就能配置或經少許開發就可形成新的應用服務及其UI，并且很方便地完成部署而投入使用，這一切無需與用戶進行再交互。
3 應用展望——以中海油研究總院為例
進入21世紀以來，中海油研究總院立足于核心業務，圍繞科研生產活動和管理過程，建立了20多個信息系統，主要包括： 為支持科研生產及綜合管理等工作的科學性、規范性及高效性建設，開發建立了科研綜合管理平臺、360度績效考核、會議管理、人員動態、電子周月報、行政事務管理和國家重大課題財務決算管理等系統； 針對各專業領域的研究工作，開發建立了地震數據庫、測井數據庫、地化數據庫、開發設計專業應用數據庫、GIS 應用平臺、海上三低油田數據庫、海外勘探數據庫和聚合物驅施工信息庫等系統； 為公共信息和基礎架構提供統一、規范的服務，開發建立了研究總院OA、科技信息門戶、檔案圖書管理、文件管理和統一認證及分級授權管理、研究總院門戶等系統。
考慮到中海油研究總院各系統的應用現狀，應遵循在不停產的情況下逐步完成企業云框架的建立，否則將會影響到研究總院科研生產和管理等業務的正常開展。具體思路是： 首先，要單獨建立一個與現有在線系統隔離的云應用框架； 其次，在充分分析現有系統的基礎上，進行高度抽象和封裝，構建云平臺層； 最后，將現有系統的業務功能逐一剝離、封裝并入新的框架，使所有系統的業務功能服務可以隨需組裝成面向最終用戶的虛擬應用，在確保業務工作無中斷的情況下，實現所有業務系統安全、有序、平穩地轉移到企業云框架中運行。具體操作步驟是：
第一步是建立云平臺層。首先，中海油研究總院現在的基礎設施層已有很好的應用基礎，共有3臺物理服務器經VMware 虛擬化出30多臺虛擬服務器供在線系統使用，如果需要部署一套新的應用系統，按現在的架構可以在很短的時間里就能提供所要求的計算處理能力、內存、存儲、IP 及其操作系統和數據庫管理系統等的新虛擬服務器。其次，為了保證有效的注冊、尋找、調用和管理云服務，需要部署一套服務總線，可以自主設計開發，或者從市場上選擇一款技術成熟的、支持開放標準的且具生命力的產品來構建。再次，分析中海油研究總院現有各個信息系統涉及的身份認證、權限管理、日志管理、內控審計、工作流程、報表設計等部分，同時充分考慮未來擴展需求，從更高層次抽象、分離、重構、封裝成面向SOA 架構的統一的、規范的、顆粒適度的、高復用的和易管理的標準服務，主要包括身份認證、授權管理、內控審計、元數據庫、業務邏輯、中間件、數據操作、應用管理、共享UI 等，通過服務總線進行發布和管理。最后，逐一梳理每個系統的有關模塊，使之無縫地與新的框架融合，原來系統各式各樣的類似功能和共享UI，在云框架內最低限度實現統一的功能和操作界面，以便于用戶學習和掌握。
第二步是建立云應用層。將各個信息系統的UI 進行分析、梳理、重構，建立UI 集合，為確保受權用戶通過不同終端進入時所使用的用戶界面的一致性，還需考慮用戶虛擬應用配置參數的持久化。
經過上述2個步驟，可初步完成中海油研究總院的信息系統應用框架的建立，這將為中海油研究總院信息系統建設提供一個堅實的基礎平臺，有利于消除信息孤島，實現基礎資源、數據、服務及應用等各個層級的共享，真正使系統應用隨需應變，敏捷地支撐中海油研究總院業務發展，進而滿足總公司“二次跨越”戰略對其不斷創新的要求。
4 結束語
隨著我國企業的做大做強，支撐其業務發展的企業信息系統也要隨之快速適應其變化，基于云計算與SOA 的企業信息系統應用框架將會是未來一段時間企業信息化建設的一種發展趨勢。
核心關注：拓步ERP系統平臺是覆蓋了眾多的業務領域、行業應用，蘊涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業務管理理念，功能涉及供應鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業務領域的管理，全面涵蓋了企業關注ERP管理系統的核心領域，是眾多中小企業信息化建設首選的ERP管理軟件信賴品牌。
轉載請注明出處：拓步ERP資訊網http://m.hanmeixuan.com/
相關文章
