基于嵌入式设备的广域数据交换平台研究
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摘要：研究分析广域数据交换平台有关技术和功能，探讨实现政府部门信息交换与共享的方式。
关键词：数据交换；信息共享
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）07-1497-03
不同政府机构的信息系统采用不同的数据库存储数据，数据格式多种多样。由于数据格式的不统一，给信息资源共享、资源目录编制目带来极大的困难，以致于各地政务信息资源共享、政务信息资源目录的建设很难推进，建设效果较差。因此，构造智能化的数据交换平台，是建设政务信息资源中心和目录体系，打破传统“信息孤岛”、强化政府职能部门间信息共享的基础。采用嵌入式设备构建数据交换平台具有实施灵活快捷、异构数据联通零编码、管理维护方便等特点，可作为政府信息资源中心数据交换平台建设的一种选择。
1 广域数据交换平台组成
用于数据交换平台建设的嵌入式设备，是一套基于JXA P2P数据通信架构的数据交换设备，亦称广域数据交换平台，他可以实现跨部门、跨单位、多层级的数据交换、数据同步，为政府建立信息资源高度共享、深度电子化协作办公提供技术基础。广域数据交换平台包含数据交换总控、数据交换网关、数据桥接器三大部分。具体如下：
1）数据交换总控，是广城资源共享与数据交换网络中的总控管理系统，它具有统一配置、统一监控、统一跟踪、统一管理等功能，是广域资源共享与数据交换网络的中央处理单元CPU，部署在政务信息资源中心。
2）数据交换网关，是广域资源共享与数据交换网络中的节点设备，亦称为数据交换前置设备，部署在政府业务互联部门。
3）数据桥接器，是一种数据抽取、转换、同步软件，主要实现业务互联部门的业务系统与数据交换网关之间的桥接，避免数据交换网关与业务互联部门业务系统的接口开发。
1）数据交换总控
数据交换总控是一种嵌入式设备，它负责对运行在广域资源共享与数据交换网络中的各个数据交换网关进行统一配置、统一监控、统一跟踪、统一管理，是整个广域资源共享与数据交换网络的管理中心。数据交换总控由监控管理中心和配置部署中心组成，同时它还内置一个数据交换网关。
配置部署中心能对数据交换网关进行各种综合配置，具有系统管理、权限管理、定时任务、交换配置、信息统计、订阅分发、数据跟踪等功能。支持采集模式、订阅分发模式、双向同步模式、大数据传输模式、数据对比模式等复杂模式的配置。
2）数据交换网关
数据交换网关是工业级嵌入式设备，是广域资源共享与数据交换网络中的节点设备，亦称为数据交换前置设备，它具有数据交换过程实时监控、数据交换网关配置、数据交换定时任务调度、传输安全管理、数据交换定时任务调度、传输安全管理、数据智能恢复、数据断点续传、数据共享服务生成等功能。政府各业务互联单位均需要部署一台。
3）数据交换桥接器
数据桥接器是一种强大的、灵活的数据提取、转换、推送软件。它提供智能化的桥接适配器，内嵌JS脚本引擎、转换引擎、流程引擎、调度引擎，使各种信息孤岛的数据联通得简易操作，大大提高异构系统互联的工作效率，避免异构系统与数据交换网关的接口开发，实现与异构数据的互联互通“零编码”，即配即用。
1）数据桥接：对用户指定的数据源进行数据桥接，能够支持各种类型的数据源，包括各种类型的数据库，如：Oracle、DB2、SQL Server、Sybase、KingBase、MySQL、H2等，Cube数据集市数据源、XML数据源、EXCEL数据源、CSV数据源、LDAP数据源、EMAIL数据源，等等。同时支持五种数据库数据提取模式，即数据库日志分析、触发器、标示位、全表比对、时间戳。
2）数据转换：提供上百种数据转换的组件供用户选择，用户根据自己的数据转换规则选择相应组件，通过各种不同的数据转换组件的组合可以完成复杂的数据转换需求。主要的数据库数据转换组件有字段折分组件、字段合并组件、数据过滤组件、多字段计算组件、空处理组件、字段映射组件、数据类型转换组件、脚本转换组件等。
3）任务调度：数据桥接器支持实时调度、定时调度、时间间隔循环调度等多种任务调度模式。
4）实时监控：数据桥接器提供桥接监控、流程统计、过程监控、事件预警，用以展示桥接的系统接入情况、流程的运行状态、数据桥接过程中发生的事件情况。
5）日志管理：数据桥接器提供对数据桥接过程的日志管理，可以展现数据桥接的日志情况，便于管理员查询在桥接系统运行过程中的各种信息。
3 广域数据交换平台关键特性分析
1）数据交换过程实时监控
具有数据传输过程、网络状况以及系统运行的实时监控功能。运行在各个政府机房内的数据交换网关能够通过总控设备进行远程控制，能够捕获数据传输异常、网络异常和运行异常，记录网关实时运行日志等。运行时的监控信息通过网关的总控客户端传输到交换总控服务端并进行展现，方便维护人员及时发现和处理问题，降低整个交换网络运行故障和维护风险。
2）一站式配置和管理
提供基于B/S的配置管理工具，能对数据交换网关内各个组件的运行情况进行配置和管理。通过配置可以和广域数据交换平台总控设备建立连接，能够自动从总控服务端下载广域数据交换平台数据交换的流程和规则。在总控服务端可以针对广域数据交换平台按照业务需求制定不同的交换模式。广域数据交换平台主要支持的交换模式包括数据采集模式、数据分发模式、双向请求模式等。多个广域数据交换平台根据配置组成交换网络，配置工具提供数据结构信息和网关配置信息的管理，支持大文件传输的配置。
3）支持数据交换定时任务调度
可以对交换情况进行各种任务的调度，通过总控管理端配置的调度规则，可以从时间、频率上对广域数据交换平台的交换传输、数据恢复、数据清理进程进行调度，保障广域数据交换平台在合理的环境中健康运行。
4）支持多通路并行传输
采用国际标准的JXTA P2P数据通信架构，端到端之间根据网络带宽，自动创建多条传输通路及测算每条通路的流量，根据每条通路的流量自动完成对数据包的大小进行分割、封装和传输，这样既增强端到端交换的性能，又能提升数据交换的可靠性。即使一条通路出现故障，流量小的通路能自动接管数据包的传输。
5）支持数据交换智能恢复
具备智能恢复功能。智能恢复提供两种模式：一种是实时恢复，在一次交换数据过程中，接收端和发送端会经过二次校验来确认数据准确性和合法性，数据校验失败后会进行自动恢复。第二种是定时恢复功能，根据定时任务配置恢复规则，定时启动全面自动和智能恢复功能，排查数据交换过程中遗漏数据和交换失败的数据。
4 广域数据交换架构设计
采用基于嵌入式设备的广域数据交换平台，通过电子政务外网，以数据交换与服务调度方式，解决同级政府职能间、上下级政府之间的数据交换，实现政府信息资源共享。
1）同级职能部门之间数据交换设计
同级政府职能部门之间可实现任意数据交换节点之间的端到端数据交换，如图1所示。
由于广域数据交换与服务调度解决方案是一种去中心化的端到端（Peer-to-Peer）的数据交换方案，只要在同级的政务信息资源中心的数据交换总控上配置相应的交换规则，即可实现同级职能部门数据交换网关之间的端到端的双向交换，再通过数据桥接器自动将数据同步到数据库服务器；即使政务信息资源中心的数据交换总控出现故障，也不影响两个交换节点之间的数据交换。
2）两级职能部门之间数据交换设计
两级政府之间的数据交换实际指上下级之间的数据交换，即省与市、市与县之间数据交换，如图2所示。
上级政务信息资源中心向下级政务信息资源中心群发数据，通过数据桥接器，将数据同步到数据交换总控，再数据交换总控分发到下级政务信息资源中心的数据交换网关，再通过数据桥接器自动将数据同步到数据库服务器。
下级政务信息资源中心向上级政务信息资源中心上报数据，通过数据桥接器，将数据同步到数据交换总控，再由数据交换总控上报到上级政务信息资源中心的数据交换网关，再通过数据桥接器自动将数据同步到数据库服务器。
在政务信息资源中心的数据交换总控上配置相应的交换规则，即可实现上级政府职能部门与下级政府职能部门数据交换网关之间的端到端的双向交换，即使政务信息资源中心的数据交换总控出现故障，也不影响两个交换节点之间的数据交换。
参考文献：
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[3] 钱勇，谭献海.基于JMS和XML的异构数据交换平台的研究[J].铁路计算机应用，2012（7）.