高校信息服務(wù)系統(tǒng)體系架構(gòu)探析

吳銘

摘要：良好的信息服務(wù)系統(tǒng)體系架構(gòu)，是信息服務(wù)系統(tǒng)正常工作的關(guān)鍵。高校信息服務(wù)系統(tǒng)要充分發(fā)揮其作用，應(yīng)設(shè)計和建立基礎(chǔ)承載層、支撐服務(wù)層和應(yīng)用服務(wù)層三層體系架構(gòu)并提供相應(yīng)的服務(wù)。

關(guān)鍵詞：信息服務(wù)系統(tǒng)；體系架構(gòu)

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）11-0018-03

Analysis of the architecture of the college information service system

WU Ming

（The PLA of National Information Academy， Wuhan 430010， China）

Abstract：：A good information service system architecture， is the key to the normal operation of information service system. College information service system to give full play its role， should be designed and built the bearing layer， service layer and application service layer three layer system architecture based， and to provide the corresponding service.

Key words： Information service system； Architecture

信息服務(wù)系統(tǒng)高效、穩(wěn)定運行，是信息服務(wù)系統(tǒng)發(fā)揮作用的基礎(chǔ)和支撐。而良好的信息服務(wù)系統(tǒng)體系架構(gòu)，是信息服務(wù)系統(tǒng)正常工作的關(guān)鍵。高校信息服務(wù)系統(tǒng)要充分發(fā)揮其作用，應(yīng)設(shè)計和建立如下圖1所示三層體系架構(gòu)：

圖1 信息服務(wù)系統(tǒng)體系架構(gòu)

1 基礎(chǔ)承載層

信息服務(wù)系統(tǒng)基礎(chǔ)承載層宜采用云計算數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一交換的體系結(jié)構(gòu)，如圖2所示，能將業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)、存儲網(wǎng)絡(luò)等異構(gòu)資源網(wǎng)絡(luò)集中整合到一個高性能、低延遲、無阻塞的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)交換平臺，提供計算、存儲等硬件設(shè)施的集中接入與統(tǒng)一交換，同時提供對各級信息服務(wù)系統(tǒng)計算資源、存儲資源的多粒度虛擬化管理，將硬件設(shè)施抽象為具有統(tǒng)一邏輯視圖的虛擬資源，為資源的統(tǒng)一調(diào)度提供支撐。

圖2 信息服務(wù)系統(tǒng)基礎(chǔ)承載層結(jié)構(gòu)

1.1 信息服務(wù)系統(tǒng)硬件環(huán)境

信息服務(wù)系統(tǒng)硬件環(huán)境由網(wǎng)絡(luò)、計算、存儲等硬件設(shè)施構(gòu)成。

1）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通常由兩臺統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)交換機組成冗余熱備網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，采用以太網(wǎng)光纖通道FCoE、無丟棄以太網(wǎng)等技術(shù)，構(gòu)建統(tǒng)一交換網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)器采用冗余萬兆鏈路接入，通過虛擬接口技術(shù)提供兩個虛擬網(wǎng)絡(luò)接口，分別運行TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)業(yè)務(wù)信息交換、運行光纖通道FC協(xié)議實現(xiàn)數(shù)據(jù)讀寫訪問；存儲設(shè)備采用冗余光纖通道FC鏈路接入，運行光纖通道FC協(xié)議實現(xiàn)數(shù)據(jù)讀寫訪問。

2）計算系統(tǒng)：計算系統(tǒng)用于承載、托管各類信息系統(tǒng)，同時支撐信息服務(wù)系統(tǒng)的服務(wù)保障和運維管理需要，主要由高性能服務(wù)器、業(yè)務(wù)終端、管理終端、以及打印機等輸入輸出設(shè)備共同構(gòu)成。高性能服務(wù)器可采用通用節(jié)能型刀片服務(wù)器，同時配置少量機架式服務(wù)器以滿足部分應(yīng)用安裝安全卡、保密機等設(shè)備的特殊需要。

3）存儲系統(tǒng)：存儲系統(tǒng)用于各類信息服務(wù)數(shù)據(jù)的集中存儲，信息服務(wù)數(shù)據(jù)本地備份的數(shù)據(jù)存儲，以及各類用戶至信息服務(wù)中心容災(zāi)備份的數(shù)據(jù)存儲，主要由主用數(shù)據(jù)存儲設(shè)備、備份數(shù)據(jù)存儲設(shè)備構(gòu)成。主用數(shù)據(jù)存儲設(shè)備按兩臺（套）雙機熱備架構(gòu)進行配置，保證存儲系統(tǒng)的可靠性和可用性；備份數(shù)據(jù)存儲設(shè)備按單臺（套）進行配置。

1.2 資源虛擬化管理系統(tǒng)

資源虛擬化管理包括計算資源虛擬化和存儲資源虛擬化兩部分內(nèi)容。

1）計算資源虛擬化管理：計算資源虛擬化管理可采用原生虛擬化方式進行實現(xiàn)。原生虛擬化管理方式下，虛擬化平臺直接運行在硬件之上，而不需要宿主操作系統(tǒng)，虛擬機運行在虛擬化平臺上，虛擬化平臺提供指令集和設(shè)備接口，以提供對虛擬機的支持。相對于完全依賴于宿主操作系統(tǒng)的寄宿虛擬化方式，原生虛擬化具有較高的性能。

2）存儲資源虛擬化管理： 存儲資源虛擬化管理采用網(wǎng)絡(luò)層帶內(nèi)存儲虛擬化技術(shù)進行實現(xiàn)，該管理方式下，虛擬化平臺位于主機和存儲設(shè)備之間，通過創(chuàng)建虛擬頭文件，與磁盤Index建立映射關(guān)系，進行統(tǒng)一編址后，實現(xiàn)對物理存儲的統(tǒng)一邏輯視圖管理，形成邏輯上一體的虛擬存儲資源池，為存儲資源的統(tǒng)一按需調(diào)度提供物質(zhì)基礎(chǔ)。

2 支撐服務(wù)層

2.1 計算和存儲服務(wù)

計算和存儲服務(wù)在計算、存儲資源虛擬化管理的基礎(chǔ)上，通過資源動態(tài)調(diào)度，按需建立承載運行環(huán)境，支撐各類信息系統(tǒng)在信息服務(wù)系統(tǒng)的部署及組織運用，實現(xiàn)信息服務(wù)保障體系的可靠運行。

1）資源管理調(diào)度：資源管理調(diào)度由資源集中管理系統(tǒng)、資源信息數(shù)據(jù)庫、部署引擎三部分組成。資源集中管理系統(tǒng)識別虛擬計算和存儲資源、物理資源，以及虛擬計算環(huán)境和虛擬存儲環(huán)境，定義屬性、狀態(tài)等資源描述，并將描述信息存入后臺資源信息數(shù)據(jù)庫，同時對資源狀態(tài)進行監(jiān)控；根據(jù)應(yīng)用承載運行對資源的使用需求，結(jié)合資源狀態(tài)監(jiān)控結(jié)果，部署引擎調(diào)度合適資源，裝配成供應(yīng)用系統(tǒng)訪問的虛擬計算環(huán)境、虛擬存儲環(huán)境，并提供執(zhí)行接口。

2）資源負載平衡：資源負載平衡實現(xiàn)對各類資源負載的統(tǒng)一管理，基于資源狀態(tài)監(jiān)控，提供自動化負載均衡機制，將負載從高服務(wù)節(jié)點轉(zhuǎn)移到低服務(wù)節(jié)點，使所有資源在整體負載和整體利用率上趨于均衡。系統(tǒng)包括兩個層次的負載均衡管理，按照實現(xiàn)粒度分為信息服務(wù)系統(tǒng)內(nèi)的單點負載均衡、信息服務(wù)系統(tǒng)之間的全網(wǎng)負載均衡。資源負載均衡主要通過動態(tài)遷移進行實現(xiàn)。

2.2 目錄服務(wù)

目錄服務(wù)是各類服務(wù)資源統(tǒng)一組織和面向用戶按需提供的基礎(chǔ)。目錄服務(wù)通過對輕量級目錄訪問協(xié)議（LDAP）進行擴展，建立全網(wǎng)目錄服務(wù)體系，提供對各類服務(wù)資源和用戶的準確定位、名稱解析和狀態(tài)掌控，并能夠根據(jù)用戶位置、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)、服務(wù)資源運行狀況等綜合信息，確定為用戶提供服務(wù)的最佳位置。目錄服務(wù)通過明確全網(wǎng)資源命名機制、確定分層目錄結(jié)構(gòu)、標識網(wǎng)絡(luò)中全部資源及其屬性信息，建立全網(wǎng)各類資源目錄，實現(xiàn)對全網(wǎng)資源信息的規(guī)范命名、目錄式表示、地址/名稱解析、資源定位和屬性查找等功能。

2.3 容災(zāi)服務(wù)

容災(zāi)服務(wù)包括本地容災(zāi)服務(wù)和異地容災(zāi)服務(wù)兩部分內(nèi)容。

1）本地容災(zāi)服務(wù)：本地容災(zāi)服務(wù)是為信息服務(wù)保障中心承載運行的各類信息服務(wù)系統(tǒng)提供容災(zāi)服務(wù)，保障信息服務(wù)的持續(xù)運行；本地容災(zāi)服務(wù)為各類信息系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)兩個層面的容災(zāi)保護機制。

2）異地容災(zāi)服務(wù)：異地容災(zāi)服務(wù)是在本地容災(zāi)服務(wù)的基礎(chǔ)上，將本地容災(zāi)系統(tǒng)同時作為“服務(wù)”提供給全體用戶，為用戶建立異地容災(zāi)機制，保障用戶信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全和業(yè)務(wù)持續(xù)運行。

各級信息服務(wù)系統(tǒng)面向用戶按需提供異步、或者同步的異地數(shù)據(jù)容災(zāi)服務(wù)，用戶通過配套適應(yīng)性改造，建立至信息服務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)容災(zāi)備份機制，保障信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全和業(yè)務(wù)持續(xù)運行。

2.4 注冊發(fā)布服務(wù)

注冊發(fā)布服務(wù)通過建立多級的信息服務(wù)目錄體系，提供信息服務(wù)注冊、審核、發(fā)布、匹配和路由等功能，支持信息服務(wù)之間受控的動態(tài)交互，主要包括信息服務(wù)注冊、信息服務(wù)發(fā)現(xiàn)、信息服務(wù)目錄信息管理三個部分。

1）信息服務(wù)注冊。提供注冊申請和審核發(fā)布兩個功能。服務(wù)提供者通過注冊申請按照服務(wù)描述規(guī)范提交服務(wù)描述信息。管理人員對申請的服務(wù)進行注冊審核驗證，只有審核通過的服務(wù)才可以寫入目錄完成注冊。

2）信息服務(wù)發(fā)布。提供資源統(tǒng)一描述、發(fā)布與撤收功能。對不同種類的資源建立統(tǒng)一描述規(guī)范，根據(jù)資源的實現(xiàn)類型，提供相應(yīng)的發(fā)布工具，支持各類資源的發(fā)布或撤銷發(fā)布。

3）信息服務(wù)目錄信息管理。提供信息目錄分類管理功能，支持創(chuàng)建、導(dǎo)入和管理目錄分類架構(gòu)，對多級服務(wù)目錄結(jié)構(gòu)提供數(shù)據(jù)同步功能，支持上下級服務(wù)目錄的數(shù)據(jù)同步，支持多級服務(wù)目錄之間拓撲關(guān)系展現(xiàn)，支持對目錄數(shù)據(jù)的備份和恢復(fù)。

2.5 元數(shù)據(jù)管理服務(wù)

元數(shù)據(jù)管理服務(wù)主要通過元數(shù)據(jù)注冊服務(wù)、元數(shù)據(jù)注冊管理，實現(xiàn)全網(wǎng)共享信息的元數(shù)據(jù)標準化管理，以及元數(shù)據(jù)的存儲和共享。

1）元數(shù)據(jù)庫。按目錄方式組織元數(shù)據(jù)的分類存儲，充分利用目錄存儲的讀操作性能優(yōu)勢，優(yōu)化元數(shù)據(jù)的分類查詢和檢索速度。

2）元數(shù)據(jù)注冊。包括XML目錄映射、高速緩存、本地服務(wù)接口、遠程服務(wù)接口和元數(shù)據(jù)同步服務(wù)組成，主要面向用戶提供元數(shù)據(jù)的提交、維護、發(fā)布、查詢和檢索以及基于發(fā)布/訂閱模式的元數(shù)據(jù)同步功能。

3）元數(shù)據(jù)注冊管理。包括元數(shù)據(jù)提交維護、元數(shù)據(jù)標準審批、機構(gòu)授權(quán)管理和元數(shù)據(jù)查詢檢索，主要支持元數(shù)據(jù)管理機構(gòu)對于元數(shù)據(jù)的提交、版本、審批、發(fā)布、權(quán)限等方面的管理，支持元數(shù)據(jù)的分類查詢和全文檢索。

2.6 信息投送服務(wù)

信息投送服務(wù)為各類信息資源的描述、發(fā)布、訂閱、分發(fā)提供一套通用的運行環(huán)境，包括信息資源的描述與發(fā)布、實時信息投送服務(wù)、流媒體信息投送服務(wù)和信息分發(fā)運行管理等組成。

1）信息發(fā)布。包括信息資源發(fā)布構(gòu)件和信息資源撤銷發(fā)布構(gòu)件兩個部分。信息發(fā)布服務(wù)支持對實時、流媒體、結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化等不同種類信息資源的描述與發(fā)布，并提供相應(yīng)的信息發(fā)布工具；針對已經(jīng)發(fā)布的信息資源，為管理者提請刪除資源的相關(guān)發(fā)布信息，撤銷信息資源的發(fā)布提供實現(xiàn)能力。

2）實時信息投送。包括通用實時信息接入控制、實時信息分發(fā)控制、實時按需訂閱。支持可擴展的多種格式實時信息通用接入、用戶的并發(fā)控制、分發(fā)隊列的監(jiān)控管理以及用戶按時間、空間及屬性等條件的訂閱。

3）流媒體信息投送。包括通用流媒體信息接入控制、流媒體信息分發(fā)控制。流媒體信息投送服務(wù)結(jié)合信息分發(fā)監(jiān)控管理和信息轉(zhuǎn)換服務(wù)，共同構(gòu)建一套針對實時音/視頻流信息的處理環(huán)境，支持可擴展的多種格式標準流媒體信息通用接入、用戶的并發(fā)控制、分發(fā)隊列的監(jiān)控管理、用戶按信息源點播和用戶組管理。

4）信息分發(fā)運行管理。包括分發(fā)策略管理、日志和歷史記錄查詢、分發(fā)狀態(tài)監(jiān)控和服務(wù)狀態(tài)監(jiān)控。主要實現(xiàn)對信息資源在在線運行時的管理和監(jiān)控，并提供運行后的歷史情況查詢。

3 應(yīng)用服務(wù)層

主要包括電子郵件服務(wù)、信息搜索服務(wù)、內(nèi)容管理服務(wù)、實時信息服務(wù)、流媒體服務(wù)、軟件資源服務(wù)。

1）電子郵件服務(wù)。電子郵件服務(wù)采用標準郵件傳輸協(xié)議，構(gòu)建郵件收發(fā)體系。面向用戶提供一種方便快捷的交流手段；同時還可以實現(xiàn)文件傳輸、電子雜志訂閱、參與學(xué)術(shù)論壇、電子新聞發(fā)送等其它服務(wù)。

2）信息搜索服務(wù)。信息搜索服務(wù)由數(shù)據(jù)采集處理、數(shù)據(jù)檢索、檢索接口、用戶檢索工具等模塊組成，為用戶提供基于信息內(nèi)容的精確搜索、模糊搜索、關(guān)聯(lián)搜索和分類導(dǎo)航搜索能力。

3）內(nèi)容管理服務(wù)。提供構(gòu)建門戶的各個信息板塊；對信息的采集、加工、組織和發(fā)布進行管理；整合網(wǎng)絡(luò)信息資源，進行統(tǒng)一的導(dǎo)航、分類和引用關(guān)聯(lián)；支持架設(shè)子網(wǎng)站，并提供后臺支撐和管理能力。

4）實時信息服務(wù)。包括實時信息接入模塊、實時信息存儲模塊、實時信息點播模塊和實時信息監(jiān)控模塊?；赟OA的架構(gòu)，提供對多種信息類型的接入、解析以及分發(fā)能力，提供對實時信息的定制、申請、發(fā)布和訂閱等功能。

5）流媒體服務(wù)。包括流媒體內(nèi)容管理、流媒體分發(fā)、流媒體編解碼和流媒體傳輸協(xié)議棧。提供流媒體業(yè)務(wù)的發(fā)布、保存、編輯、格式轉(zhuǎn)換等。

6）軟件資源服務(wù)。包括軟件資源庫、資源使用工具、資源管理工具和資源使用接口。為各類軟件資源使用人員提供合法的、可按需獲取軟件資源的途徑，支持多種分類和檢索策略，對管理系統(tǒng)本身和軟件資源提供維護和管理手段。

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