基于微服務(wù)架構(gòu)的檢驗(yàn)檢測業(yè)務(wù)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

趙云志，楊宇林，李楠

【摘要】 本文提出了基于微服務(wù)架構(gòu)的檢驗(yàn)檢測業(yè)務(wù)系統(tǒng)的總設(shè)計(jì)方案，并對建設(shè)內(nèi)容、系統(tǒng)架構(gòu)、系統(tǒng)功能及安全設(shè)計(jì)進(jìn)行了闡述，以微服務(wù)的形式實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的業(yè)務(wù)需求，從而提升系統(tǒng)的靈活性、擴(kuò)展性，進(jìn)而快速響應(yīng)機(jī)構(gòu)整合和業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。

【關(guān)鍵詞】 微服務(wù);檢驗(yàn)檢測;系統(tǒng)

【DOI編碼】 10.3969/j.issn.1674-4977.2021.06.018

Research and Design of Inspection and Detection Business System Based on Microservice Architecture

ZHAO Yun-zhi，YANG Yu-lin，LI Nan

（Liaoning Inspection，Examination&Certification Center，Shenyang 110036，China）

Abstract： This paper puts forward the design scheme of inspection and detection business system based on micro service architecture，expounds the construction content，system architecture，system function and security design，and realizes complex business requirements in the form of micro service，so as to improve the flexibility and scalability of the system and quickly respond to the needs of institutional integration and business development.

Key words： microservices;inspection and detection;system

隨著社會經(jīng)濟(jì)水平不斷發(fā)展，生活質(zhì)量不斷提高，人們對產(chǎn)品質(zhì)量風(fēng)險意識逐漸增強(qiáng)，從而帶動了檢驗(yàn)檢測行業(yè)的不斷發(fā)展和壯大。檢驗(yàn)檢測行業(yè)需要用信息化手段解決目前業(yè)務(wù)領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型中遇到的流程控制難、管理成本高、人員工作強(qiáng)度大、質(zhì)量管控風(fēng)險高等問題。而檢驗(yàn)檢測業(yè)務(wù)信息化工作的正常開展，除檢驗(yàn)檢測行業(yè)自身的特點(diǎn)外，核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行及能否快速地適應(yīng)業(yè)務(wù)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。單體應(yīng)用曾是主流研發(fā)模式，然而，隨著檢驗(yàn)檢測行業(yè)機(jī)構(gòu)的不斷整合，業(yè)務(wù)的不斷變化，客戶需求的不斷增長，傳統(tǒng)的單體架構(gòu)在業(yè)務(wù)需求功能實(shí)現(xiàn)上呈現(xiàn)出一些弊端。例如，隨著業(yè)務(wù)復(fù)雜度的提升，各業(yè)務(wù)功能之間耦合度高，各服務(wù)調(diào)用關(guān)系復(fù)雜，擴(kuò)展性差，系統(tǒng)難以維護(hù)，效率低下造成業(yè)務(wù)頻繁中斷。而原有的系統(tǒng)設(shè)計(jì)架構(gòu)已不能完全滿足業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，微服務(wù)架構(gòu)技術(shù)的興起解決了傳統(tǒng)單體架構(gòu)無法解決的一些問題，使得各服務(wù)模塊具備高內(nèi)聚、低耦合的特點(diǎn)，整個架構(gòu)靈活輕便，便于擴(kuò)展，各個微服務(wù)應(yīng)用可以單獨(dú)開發(fā)、部署及維護(hù)，快速適應(yīng)業(yè)務(wù)的發(fā)展。

1 微服務(wù)技術(shù)

1.1 微服務(wù)架構(gòu)

微服務(wù)架構(gòu)是一種軟件架構(gòu)模式，可在云中部署應(yīng)用和服務(wù)的新技術(shù)。它圍繞業(yè)務(wù)領(lǐng)域?qū)⒁粋€大型復(fù)雜的應(yīng)用或服務(wù)拆分成多個微服務(wù)，并與業(yè)務(wù)功能相匹配。每個微服務(wù)圍繞具體業(yè)務(wù)進(jìn)行構(gòu)建，可以將業(yè)務(wù)系統(tǒng)完全組件化開發(fā)及部署。服務(wù)之間邊界清晰、接口明確，服務(wù)間采用輕量級的通信機(jī)制互相溝通。各服務(wù)可根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)需要獨(dú)立擴(kuò)展，有熔斷機(jī)制，當(dāng)故障發(fā)生時會被隔離在單個服務(wù)中，不會在進(jìn)程內(nèi)擴(kuò)散，保證了系統(tǒng)其他功能的正常使用，增加了系統(tǒng)的可用性及可靠性。微服務(wù)架構(gòu)如圖1所示。

1.2 Spring Cloud

Spring Cloud基于Spring Boot技術(shù)實(shí)現(xiàn)的云部署開發(fā)框架，是一系列框架的有序集合，關(guān)注全局的服務(wù)治理。它利用Spring Boot的開發(fā)便利性巧妙地簡化了分布式系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的開發(fā)，提供了一套易于部署和維護(hù)的框架和組件，如服務(wù)發(fā)現(xiàn)注冊、配置中心、消息總線、負(fù)載均衡、斷路器、數(shù)據(jù)監(jiān)控等。基于這些框架和組件，開發(fā)人員可快速構(gòu)建安全的、可擴(kuò)展的、協(xié)調(diào)的應(yīng)用程序。

2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)需求分析

建設(shè)一套完全滿足ISO/IEC 17025、17020及JJF 1069、1033等標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)則要求的檢驗(yàn)檢測業(yè)務(wù)系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室與有檢測需求的政府、企業(yè)、公眾之間有效互通，構(gòu)建檢驗(yàn)檢測信息資源共享平臺。在系統(tǒng)平臺中，一方面為企業(yè)提供豐富的信息查詢以及“零距離”互動交流，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室與企業(yè)間的信息共享與交互，更好地為廣大檢測需求方提供檢測服務(wù)。另一方面使檢驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)符合數(shù)據(jù)完整性、可追溯性、有效性、安全性要求，實(shí)現(xiàn)各機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室的全業(yè)務(wù)流程與實(shí)驗(yàn)室資源的動態(tài)關(guān)聯(lián)和檢驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)閉環(huán)追溯。構(gòu)建實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制“防火墻”，通過在檢驗(yàn)檢測過程中貫穿實(shí)驗(yàn)室資源的質(zhì)量控制，采用物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)自動采集等技術(shù)，減少人工參與，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量監(jiān)督、管理評審等質(zhì)量管理，全面管控各機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量要素，提高各機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室的質(zhì)量管理水平。

2.2 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

系統(tǒng)總體功能設(shè)計(jì)架構(gòu)是基于“云平臺”和微服務(wù)的設(shè)計(jì)理念，嚴(yán)格按照模塊化、構(gòu)件化、分層構(gòu)建的思想加以設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)總體技術(shù)架構(gòu)如圖2所示。

系統(tǒng)采用分層設(shè)計(jì)的思想進(jìn)行架構(gòu)，總體架構(gòu)主要由“五個層次”組成，包括用戶訪問層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層、應(yīng)用支撐層、信息資源層和基礎(chǔ)設(shè)施層。

用戶訪問層，訪問系統(tǒng)的用戶群，通過門戶系統(tǒng)向業(yè)務(wù)應(yīng)用層發(fā)出請求，業(yè)務(wù)應(yīng)用層響應(yīng)用戶層的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)請求，并把處理結(jié)果反饋給用戶;業(yè)務(wù)應(yīng)用層，是系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯處理層，也是系統(tǒng)的核心，構(gòu)建在的應(yīng)用支撐層之上，此業(yè)務(wù)應(yīng)用層可以專注業(yè)務(wù)邏輯的設(shè)計(jì)，并通過綜合集成管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對各子系統(tǒng)的交互整合;應(yīng)用支撐層，是連接基礎(chǔ)設(shè)施和應(yīng)用系統(tǒng)的橋梁，其作用是實(shí)現(xiàn)資源的有效共享和應(yīng)用系統(tǒng)的互聯(lián)互通，為應(yīng)用系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)提供技術(shù)支持及運(yùn)行環(huán)境;信息資源層，該層通過數(shù)據(jù)總線為上層應(yīng)用提供數(shù)據(jù)及資源服務(wù);基礎(chǔ)設(shè)施層，主要是為各類信息完成采集、傳輸、加工處理、存儲和展示提供運(yùn)行所需要的基礎(chǔ)環(huán)境。

3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

應(yīng)用系統(tǒng)從三個維度進(jìn)行建設(shè)，分別是業(yè)務(wù)系統(tǒng)服務(wù)前臺、集中調(diào)度與管控系統(tǒng)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)服務(wù)后臺。系統(tǒng)功能如圖3所示。

系統(tǒng)業(yè)務(wù)服務(wù)前臺需要滿足公眾服務(wù)需求，為企業(yè)、個人、機(jī)構(gòu)等提供辦事指南及服務(wù)，包括服務(wù)外網(wǎng)門戶系統(tǒng)、微信公眾號系統(tǒng)、服務(wù)大廳系統(tǒng)及內(nèi)網(wǎng)門戶系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)在線委托、報告管理、繳費(fèi)管理、進(jìn)度查詢及申投訴等功能。

集中調(diào)度與管控系統(tǒng)需要滿足統(tǒng)一調(diào)度、集中管理的業(yè)務(wù)需求，建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，提供集中管理與監(jiān)控功能，能夠滿足客戶資源的集中管理與再開發(fā)，實(shí)現(xiàn)移動業(yè)務(wù)辦公，形成數(shù)據(jù)中心，并建立大數(shù)據(jù)分析駕駛艙。通過優(yōu)化調(diào)度算法實(shí)現(xiàn)智能管控財(cái)務(wù)調(diào)度、物流調(diào)度、業(yè)務(wù)調(diào)度等。各檢測業(yè)務(wù)子系統(tǒng)與集中調(diào)度管控系統(tǒng)實(shí)時開展業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)相關(guān)的交互共享，及時將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)共享到數(shù)據(jù)中心，為數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計(jì)、決策提供支撐。采用微服務(wù)、微應(yīng)用等技術(shù)，支持前后端分離，便于部署維護(hù)和彈性擴(kuò)展。

業(yè)務(wù)系統(tǒng)服務(wù)后臺，涉及計(jì)量、質(zhì)檢、特種設(shè)備、食品、藥品、農(nóng)產(chǎn)品、醫(yī)療器械等多領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)室檢測業(yè)務(wù)。利用容器化技術(shù)，將各領(lǐng)域檢測業(yè)務(wù)獨(dú)立運(yùn)行在容器中，做到錯誤隔離，避免單點(diǎn)故障導(dǎo)致系統(tǒng)整體的故障，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。采用物聯(lián)網(wǎng)、自動識別等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)開展服務(wù)過程中數(shù)據(jù)的自動采集、智能識別、智能處理，檢測設(shè)備智能化管理，設(shè)備狀態(tài)的自動化監(jiān)控，檢驗(yàn)檢測自動化流轉(zhuǎn)，樣品管理，人員管理，標(biāo)準(zhǔn)管理等，嚴(yán)格按照ISO/IEC 17025、17020及JJF 1069、1033等標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量管控，提高檢驗(yàn)檢測效率的同時降低服務(wù)成本。

4 系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件嚴(yán)格遵循國家網(wǎng)絡(luò)安全等級保護(hù)制度，采用多種安全機(jī)制來保證系統(tǒng)應(yīng)用的安全性。軟件設(shè)計(jì)方面，通過角色授權(quán)管理建立安全員、審計(jì)員、管理員分權(quán)制度，采用數(shù)據(jù)加密、強(qiáng)化密碼管理、身份驗(yàn)證、審核跟蹤、系統(tǒng)日志及訪問控制等技術(shù)保障系統(tǒng)安全。網(wǎng)絡(luò)安全方面，為保證數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中的安全，防止出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失、泄密事故發(fā)生，系統(tǒng)將在數(shù)據(jù)傳輸過程中通過加密、解密算法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)密碼傳輸。并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)層安全隔離系統(tǒng)、防火墻、VPN網(wǎng)絡(luò)控制等一系列措施保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。?shù)據(jù)安全方面，采用安全可靠的數(shù)據(jù)庫，制定安全有效的備份策略，防止數(shù)據(jù)丟失。

5 結(jié)語

“互聯(lián)網(wǎng)+檢驗(yàn)檢測”是未來檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)發(fā)展的核心動力，“人、機(jī)、料、法、環(huán)、測”的多維度發(fā)展，需要檢驗(yàn)檢測業(yè)務(wù)系統(tǒng)做支撐，而系統(tǒng)的建設(shè)是一個不斷探索、改進(jìn)、創(chuàng)新的過程?；谠破脚_的微服務(wù)架構(gòu)優(yōu)勢明顯、易于部署、擴(kuò)展性強(qiáng)、方便維護(hù)管理，尤其適用于綜合性檢測機(jī)構(gòu)的運(yùn)行特點(diǎn)，能夠適應(yīng)業(yè)務(wù)靈活多變的需求。

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【作者簡介】

趙云志，男，1978年出生，高級工程師，碩士，研究方向?yàn)樾畔⒒c標(biāo)準(zhǔn)化。

楊宇林，男，1972年出生，高級工程師，學(xué)士，研究方向?yàn)闄z驗(yàn)檢測。

李楠，男，1984年出生，工程師，碩士，研究方向?yàn)樾畔⒒?/p>