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改進(jìn)的企業(yè)服務(wù)總線模型

企業(yè)服務(wù)總線可支撐現(xiàn)有需求規(guī)模下所有集成接口的運(yùn)行與管理。但是隨著集成接口的不斷增多、數(shù)據(jù)傳輸頻度逐步提高、傳輸量逐漸增大，越來(lái)越復(fù)雜的集成需求與場(chǎng)景對(duì)企業(yè)服務(wù)總線性能提出了更高要求，不僅要求企業(yè)服務(wù)總線具備高傳輸能力，并且能實(shí)時(shí)監(jiān)控服務(wù)的運(yùn)行/統(tǒng)計(jì)信息，在服務(wù)出現(xiàn)異常時(shí)能及時(shí)準(zhǔn)確定位異常產(chǎn)生的位置、原因，為解決異常提供參考，同時(shí)需要能夠?qū)Ψ?wù)質(zhì)量進(jìn)行完整、有效的度量以促進(jìn)服務(wù)的重用與持續(xù)優(yōu)化。因此，對(duì)現(xiàn)有企業(yè)服務(wù)總線模型進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，增加服務(wù)帶寬控制模塊、服務(wù)管理模塊（包括異常處理與服務(wù)監(jiān)控）及服務(wù)治理度量與服務(wù)推薦模塊，改進(jìn)的企業(yè)服務(wù)總線模型如圖2所示。

1服務(wù)帶寬控制

服務(wù)帶寬控制采用漏桶（LeakyBucket，LB）算法對(duì)業(yè)務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行流量過(guò)濾和整形。業(yè)務(wù)請(qǐng)求先被放入一個(gè)輸入緩沖隊(duì)列中，漏桶控制組件根據(jù)系統(tǒng)分配給該業(yè)務(wù)的流量帶寬，將業(yè)務(wù)消息放入輸出緩沖隊(duì)列供消息路由組件分發(fā)，并且使用加權(quán)公平隊(duì)列（WeightedFairQueuing，WFQ）算法，以分配給該業(yè)務(wù)的帶寬作為權(quán)重調(diào)度各業(yè)務(wù)流，將消息路由至其他服務(wù)消費(fèi)者組件或服務(wù)引擎組件。WFQ和LB算法共同保證了總線上各業(yè)務(wù)流量的穩(wěn)定。

2服務(wù)管理

異常管理：對(duì)企業(yè)服務(wù)總線的異常情況進(jìn)行細(xì)化、分類(lèi)，根據(jù)不同異常事件提供相應(yīng)的策略、預(yù)警機(jī)制與處理流程，同時(shí)，建立異常處理知識(shí)庫(kù)，并進(jìn)行統(tǒng)一管理，以及時(shí)、有效地處理潛在或發(fā)生的異常情況。服務(wù)監(jiān)控：可通過(guò)Java管理擴(kuò)展（JavaManagementExtensions，JMX）來(lái)監(jiān)控企業(yè)服務(wù)總線以及注冊(cè)于其上的各種服務(wù)的運(yùn)行狀態(tài)。可將基于定制的SLA規(guī)則、QoS指標(biāo)作為衡量企業(yè)服務(wù)總線運(yùn)行環(huán)境的應(yīng)用服務(wù)器及各種資源的指標(biāo)。

3服務(wù)質(zhì)量

度量在根據(jù)業(yè)務(wù)需求對(duì)服務(wù)進(jìn)行選擇時(shí)，不僅應(yīng)考慮服務(wù)的功能屬性，服務(wù)的非功能屬性（即QoS）也至關(guān)重要。業(yè)界對(duì)QoS分類(lèi)的定義各有不同，根據(jù)電力企業(yè)的際情況，并結(jié)合服務(wù)的設(shè)計(jì)時(shí)與運(yùn)行時(shí)管理，將QoS分為：1）設(shè)計(jì)時(shí)QoS：包括規(guī)范性、標(biāo)準(zhǔn)支持性、可重用性等。2）運(yùn)行時(shí)QoS：包括響應(yīng)時(shí)間、吞吐量、可靠性（包括穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性）、可用性（包括可見(jiàn)性、可訪問(wèn)性、可組合性等）、異常處理、事務(wù)完整性、安全性（包括身份驗(yàn)證、授權(quán)、機(jī)密性、統(tǒng)計(jì)性、可追蹤性、可追溯性、數(shù)據(jù)加密性、不可否認(rèn)性等），以及執(zhí)行費(fèi)用、信譽(yù)度等。在此基礎(chǔ)上，能對(duì)QoS度量指標(biāo)進(jìn)行定制與組合，進(jìn)行多維度的統(tǒng)計(jì)與分析，并可輸出用戶友好的自定義報(bào)表。

4服務(wù)推薦

基于用戶反饋評(píng)級(jí)和服務(wù)監(jiān)控分析對(duì)服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，進(jìn)而根據(jù)用戶需求動(dòng)態(tài)選擇最合適的服務(wù)，其中包括：可根據(jù)用戶的不同需求，基于響應(yīng)時(shí)間、可靠性、可用性等指標(biāo)對(duì)服務(wù)能力進(jìn)行評(píng)估，以及基于響應(yīng)時(shí)間、可靠性、可用性、重用性、業(yè)務(wù)規(guī)范或技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)遵從性等指標(biāo)綜合對(duì)服務(wù)分級(jí)進(jìn)行評(píng)估，并進(jìn)行偏差分析，提供服務(wù)推薦列表。

關(guān)鍵技術(shù)

1基于WFQ算法的帶寬分配

通過(guò)對(duì)集成場(chǎng)景進(jìn)行分析匯總，將集成場(chǎng)景中的業(yè)務(wù)類(lèi)型分為3類(lèi)，采用流量調(diào)度算法，根據(jù)各類(lèi)型業(yè)務(wù)的實(shí)際需求動(dòng)態(tài)分配各業(yè)務(wù)流的帶寬。業(yè)務(wù)類(lèi)型分類(lèi)見(jiàn)表1所列。分配算法如下，假設(shè)系統(tǒng)總帶寬為BWtotal，第一類(lèi)所需帶寬BW1r，第二類(lèi)所需帶寬BW2r第二類(lèi)業(yè)務(wù)的最小保證帶寬為BW2m。

1）為第二類(lèi)業(yè)務(wù)分配最低保證帶寬后帶寬余量為BWrest為：BWrest1=BWtotal–BW2m。

2）分配第一類(lèi)業(yè)務(wù)所需所有帶寬，帶寬余量BWrest2為：BWrest2=BWrest1–BW1r。

3）將剩余帶寬繼續(xù)分配給優(yōu)先級(jí)較高的第二類(lèi)業(yè)務(wù)，帶寬余量BWrest3為：BWrest3=BWrest2–(BW1r–BW1m)。

4）將剩余的帶寬按需求分配給第三類(lèi)業(yè)務(wù)。采用動(dòng)態(tài)帶寬分配算法，當(dāng)系統(tǒng)負(fù)載逐漸加大時(shí)，保證第一類(lèi)業(yè)務(wù)的最大分配帶寬，確保第二類(lèi)業(yè)務(wù)帶寬最低保證帶寬，同時(shí)第三類(lèi)業(yè)務(wù)帶寬則較小，甚至趨近于0。

2異常管理與服務(wù)監(jiān)控

在企業(yè)服務(wù)總線現(xiàn)有異常處理的基礎(chǔ)上，捕獲服務(wù)調(diào)用異常、應(yīng)用服務(wù)器內(nèi)部異常、企業(yè)服務(wù)總線內(nèi)部異常、網(wǎng)絡(luò)異常等，對(duì)此進(jìn)行細(xì)化與分類(lèi)，根據(jù)不同的異常事件提供相應(yīng)的策略（如數(shù)據(jù)持久化、消息重發(fā)、拋出詳細(xì)錯(cuò)誤信息等），并且基于不同的業(yè)務(wù)需求，利用定制的SLA、QoS指標(biāo)等監(jiān)控服務(wù)調(diào)用過(guò)程中的消息內(nèi)容大小、調(diào)用頻度、響應(yīng)時(shí)間以及各個(gè)節(jié)點(diǎn)的執(zhí)行時(shí)間（最大、最小、平均）、吞吐量、異常處理時(shí)間、故障率、非授權(quán)調(diào)用等，一超過(guò)指定閾值，即通過(guò)發(fā)送郵件、JMS消息等警告通知指定的處理責(zé)任人，此外，還針對(duì)不同級(jí)別的異常情況提供了應(yīng)急預(yù)案，以及相應(yīng)的自動(dòng)流程與人工流程處理，建立了異常知識(shí)庫(kù)，對(duì)發(fā)生過(guò)的異常情況及其解決方案進(jìn)行記錄，參照第三方經(jīng)驗(yàn)，累積最佳實(shí)踐，以及時(shí)、有效地處理潛在或發(fā)生的異常情況。

在此過(guò)程中，可根據(jù)實(shí)際需求，基于XMLSchema，XSLT，XQuery等對(duì)服務(wù)交互過(guò)程中的消息格式與內(nèi)容進(jìn)行校驗(yàn)，確保符合相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型如公共信息模型（CommonInformationModel，CIM），以及消息中所傳遞的XML數(shù)據(jù)的格式良好與正確，一旦不符合規(guī)范要求，則提示警告信息。對(duì)服務(wù)的監(jiān)控結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析，提供基于Ajax，F(xiàn)lex等的可定制、多樣化的圖表展示（如餅圖、趨勢(shì)圖、柱狀圖、表格等），并生成HTML、Excel或PDF等格式的報(bào)表文件，為服務(wù)質(zhì)量的度量提供依據(jù)。

3服務(wù)質(zhì)量度量與服務(wù)推薦

服務(wù)的功能與性能評(píng)價(jià)是以用戶滿意度為目標(biāo)，以服務(wù)質(zhì)量為衡量標(biāo)準(zhǔn)的。在對(duì)QoS進(jìn)行度量時(shí)，應(yīng)考慮到其整體性與可擴(kuò)展性，便于用戶根據(jù)各自領(lǐng)域的不同特點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)展,因此，需要從以下方面實(shí)現(xiàn)。

1）定義QoS模型：根據(jù)用戶所處的特定領(lǐng)域定義相應(yīng)的QoS指標(biāo)、QoS指標(biāo)之間的關(guān)系、QoS指標(biāo)的度量方法。相應(yīng)地，企業(yè)服務(wù)總線中，能導(dǎo)入或?qū)С鱿鄳?yīng)的QoS模型，以對(duì)指定的服務(wù)交互進(jìn)行監(jiān)控并采集QoS信息。

2）采集QoS信息：對(duì)于QoS信息的采集應(yīng)確保其真實(shí)性、實(shí)時(shí)性與完整性，因而不能依靠單一的數(shù)據(jù)源，而應(yīng)分別從以下方面獲取：①服務(wù)提供者：包括服務(wù)提供者在服務(wù)之前進(jìn)行服務(wù)測(cè)試與評(píng)估時(shí)的QoS信息，以及對(duì)已服務(wù)的QoS信息的及時(shí)更新，從而實(shí)時(shí)反映QoS的持續(xù)優(yōu)化。②服務(wù)監(jiān)視器：通過(guò)服務(wù)監(jiān)視器對(duì)經(jīng)由企業(yè)服務(wù)總線進(jìn)行的服務(wù)交互進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，根據(jù)定制的QoS模型獲取相應(yīng)的QoS信息，一旦超出QoS指標(biāo)的閾值，則發(fā)送警告通知并啟動(dòng)相應(yīng)的異常處理流程。③服務(wù)消費(fèi)者：在服務(wù)交互完成后，由服務(wù)消費(fèi)者根據(jù)服務(wù)是否滿足其特定領(lǐng)域的需求對(duì)服務(wù)進(jìn)行分別評(píng)價(jià)反饋，為服務(wù)提供者進(jìn)行QoS的持續(xù)優(yōu)化提供參考信息。

3）存儲(chǔ)QoS信息：此時(shí)，需要接收并匯聚由各個(gè)采集端發(fā)回的QoS信息并將其存儲(chǔ)，并提供外部訪問(wèn)的查詢接口，具體涉及以下方面：①高效的QoS信息采集：由于在企業(yè)服務(wù)總線上注冊(cè)并交互的服務(wù)數(shù)量眾多，QoS信息接收端必須高效地處理大量請(qǐng)求，如利用基于JavaNIO技術(shù)的開(kāi)源框架XSocket4，可對(duì)內(nèi)存緩沖區(qū)直接操作，提高I/O效率，實(shí)現(xiàn)高吞吐量的QoS信息接收接口；②高效的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與訪問(wèn)機(jī)制：應(yīng)支持大容量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)機(jī)制，將所有歷史數(shù)據(jù)較好地組織和保存，并提供很好的訪問(wèn)效率。傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)提供了較好的結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)于CRUD（增刪改查）效率，但這里需要存儲(chǔ)的QoS信息為統(tǒng)一的格式，且其操作多為“增加”和“查詢”，一旦查詢的數(shù)據(jù)量過(guò)大，會(huì)帶來(lái)性能瓶頸，并且很少用到傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)所提供的并發(fā)、事務(wù)處理等功能，因此，可考慮使用分布式文件系統(tǒng)（如Hadoop）來(lái)存儲(chǔ)大量的QoS信息，并提供高吞吐量的數(shù)據(jù)訪問(wèn)。同時(shí)，由于各個(gè)服務(wù)的重要性和調(diào)用頻率不一，查詢請(qǐng)求在各個(gè)服務(wù)間的分布也不同，因此，可利用內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)將調(diào)用頻率較高的服務(wù)的索引信息和QoS信息緩存到內(nèi)存中，以提高訪問(wèn)效率。

4）QoS度量：在對(duì)QoS進(jìn)行度量時(shí)，應(yīng)盡可能準(zhǔn)確、全面地考慮特定時(shí)間段以及不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、硬件、基礎(chǔ)軟件，不同用戶所處環(huán)境及其特征所造成的影響。因此，除了利用QoS模型進(jìn)行靜態(tài)度量，還應(yīng)根據(jù)QoS屬性的變化規(guī)律和將來(lái)的趨勢(shì)，對(duì)服務(wù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)度量，授權(quán)用戶可根據(jù)時(shí)間、環(huán)境、用戶因素等對(duì)QoS模型中的度量方法進(jìn)行適時(shí)的維護(hù)與調(diào)整，以得到QoS的綜合評(píng)估值。服務(wù)推薦模塊對(duì)基于統(tǒng)一描述、發(fā)現(xiàn)和集成（UniversalDescription，Disco-very，andIntegration，UDDI）的服務(wù)注冊(cè)中心進(jìn)行擴(kuò)展，支持注冊(cè)并驗(yàn)證帶有QoS度量信息的Web服務(wù)，按其功能進(jìn)行分類(lèi)存儲(chǔ)。基于服務(wù)推薦模塊，用戶可利用關(guān)鍵字的邏輯組合（NOT，AND，OR等）、語(yǔ)義描述以及QoS指標(biāo)范圍查詢，獲取服務(wù)推薦列表，并從中選擇符合其需求的服務(wù)或服務(wù)組合；同時(shí)，用戶亦可根據(jù)其需求進(jìn)行預(yù)訂，一旦有適合的服務(wù)或服務(wù)組合，服務(wù)推薦模塊會(huì)自動(dòng)發(fā)送通知給用戶。

結(jié)語(yǔ)

改進(jìn)的企業(yè)服務(wù)總線模型可有效地解決電力企業(yè)信息化中大規(guī)模集成的問(wèn)題，主要體現(xiàn)在以下方面：1）通過(guò)基于WFQ算法的服務(wù)帶寬調(diào)度控制，確保服務(wù)調(diào)用時(shí)帶寬分配的公平性與最小時(shí)延性，避免了高并發(fā)、數(shù)據(jù)量大時(shí)的消息擁堵問(wèn)題；2）對(duì)服務(wù)的運(yùn)行狀態(tài)基于定制的QoS模型及SLA指標(biāo)等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并基于企業(yè)服務(wù)總線的現(xiàn)有異常處理，進(jìn)一步細(xì)化與分類(lèi)，建立統(tǒng)一的異常管理，為QoS度量提供重要參考信息；3）通過(guò)對(duì)不同數(shù)據(jù)源的QoS信息的采集、存儲(chǔ)與綜合分析，盡可能全面、準(zhǔn)確地進(jìn)行QoS度量，為滿足用戶需求進(jìn)行服務(wù)推薦，并為促進(jìn)服務(wù)的重用與持續(xù)優(yōu)化提供了重要手段。

作者：李曙光蘇勝劉迪單位：北京中電普華信息技術(shù)有限公司