一卡通系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換模式初探

文章出處：http:// 作者：歐陽小建   人氣： 發(fā)表時間：2011年12月03日

一、前言

    一卡通，簡言之即一卡通用，用戶持一張卡可在多個應(yīng)用領(lǐng)域進行使用，最常見的如企業(yè)一卡通、校園一卡通、小區(qū)一卡通、酒店一卡通等等。不同行業(yè)的一卡通系統(tǒng)，其基本架構(gòu)一般都采用平臺+應(yīng)用的模式，即在一卡通平臺之上來構(gòu)筑諸跟卡相關(guān)的應(yīng)用系統(tǒng)，如達實公司自主研發(fā)的C3企業(yè)一卡通系統(tǒng)即由企業(yè)一卡通平臺（人員信息+設(shè)備信息+卡片信息+數(shù)據(jù)庫后臺）外加常見的考勤、消費、門禁等應(yīng)用；而校園一卡通系統(tǒng)一般由校園一卡通平臺外加常見的食堂消費、綜合消費、考勤管理、門禁管理、數(shù)字迎新管理、控水、控電節(jié)能管理以及圖書館管理、機房管理、多媒教學(xué)、重點設(shè)備管理等應(yīng)用。

    IC卡技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，形成了不同行業(yè)中的參差不齊的一卡通系統(tǒng)供應(yīng)商，有的供應(yīng)商面向高端市場，也有的面向中低端市場。我們的終端用戶往往對IC卡的應(yīng)用及其相關(guān)知識缺乏足夠的了解，在選擇適合于自己企業(yè)的一卡通系統(tǒng)時往往選擇了至少2家以上的系統(tǒng)供應(yīng)商，如選擇了A系統(tǒng)供應(yīng)商的考勤管理系統(tǒng)，同時選擇了B供應(yīng)商的消費、門禁管理子系統(tǒng)，因為在用戶看來，這兩家供應(yīng)商各有所專長，且供應(yīng)商答應(yīng)仍可實現(xiàn)所謂的一卡通用。對IC卡系統(tǒng)熟悉的讀者就會知道，這實際上并非是真正意義上的一卡通（卡通、庫通、網(wǎng)通三者缺一不可），因為至少數(shù)據(jù)庫就未真正通起來。這樣的客戶并不少見，在我接觸的許多用戶中就有這樣的案例，我們額外所要做的事就是如何在不同的一卡通系統(tǒng)之間做數(shù)據(jù)交換。

    另外，由于大多數(shù)一卡通系統(tǒng)供應(yīng)商做的是專業(yè)的一卡通系統(tǒng)（如專業(yè)做考勤系統(tǒng)或門禁或停車場系統(tǒng)），從而使得企業(yè)用戶在選擇這些供應(yīng)商時，往往得同時向多家一卡通供應(yīng)商去購買拼湊型一卡通系統(tǒng)。而這些系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)又恰恰來源于企業(yè)的HR系統(tǒng)。這又迫使企業(yè)投入足夠的人力物力去協(xié)調(diào)各系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換及同步問題。

    基于一卡通行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀，如何在各信息系統(tǒng)之間找到一種簡單、通用、高效的數(shù)據(jù)交換機制，就成為一件很有意義的事情。下面我們就來探討一下這個數(shù)據(jù)交換問題。

二、常用數(shù)據(jù)交換模式

    一卡通系統(tǒng)之間需要共享的數(shù)據(jù)一般均為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，如人員信息（包括人員姓名、性別、部門、出生年月、部門以及在職狀態(tài)等）、卡片信息（包括卡ID號、流水號、卡狀態(tài)日期、卡狀態(tài)、卡有效期等）等。而業(yè)務(wù)明細數(shù)據(jù)在這方面則相對要求比較少，除非客戶想基于這些業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)做一些深層次的數(shù)據(jù)挖掘工作。

    基礎(chǔ)數(shù)據(jù)交換的方式一般常見的有以下幾種，外部文件（如Txt、CSV、XML）導(dǎo)入導(dǎo)出、數(shù)據(jù)庫視圖（DataView）方式、數(shù)據(jù)庫觸發(fā)器（Trigger）方式、中間服務(wù)（如Web Service）方式。下面分別作一些簡單介紹。

2.1文件共享模式（TXT、CSV、XML）

    文共享模式是最常見的一種松耦合的數(shù)據(jù)交換模式。文件的數(shù)據(jù)格式事先由系統(tǒng)雙方共同約定，之后由導(dǎo)出系統(tǒng)按約定格式導(dǎo)出，待導(dǎo)入系統(tǒng)接收文件后按約定格式進行解析并導(dǎo)入系統(tǒng)。示意圖如圖1所示。 

    文件的格式通常有以下幾種：

    i) TXT格式（Text Document）：純文本文件； 

    ii) CSV格式（Comma Separate Values）：以逗號為分隔符的數(shù)據(jù)交互格式，具體格式定義如下：

    每條記錄占一行；
    以逗號為分隔符；
    逗號前后的空格會被忽略；
    字段中包含有逗號，該字段必須用雙引號括起來；
    字段中包含有換行符，該字段必須用雙引號括起來；
    字段前后包含有空格，該字段必須用雙引號括起來；
    字段中的雙引號用兩個雙引號表示；
    字段中如果有雙引號，該字段必須用雙引號括起來；
    第一條記錄，可以是字段名；

    iii) XML格式（Extensible Markup Language）：XML是一種擴展標記語言，它是一種簡單的數(shù)據(jù)儲存語言，采用一系列簡單的標記來描述數(shù)據(jù)，極易被第三方系統(tǒng)掌握和使用。

    在實際應(yīng)用中，具體選擇哪種數(shù)據(jù)格式并不重要，重要的是看哪一種格式更適合于當(dāng)前雙方之間的系統(tǒng)，即要減少工作量而且要能提高數(shù)據(jù)交換的時效性。

    數(shù)據(jù)文件共享模式的優(yōu)點在于其完全的松耦合性，安全性也比較好，雙方系統(tǒng)之間無需直接通訊，只要系統(tǒng)雙方事先約定好一定的數(shù)據(jù)格式，即可通過一定的介質(zhì)或載體將數(shù)據(jù)傳遞至另外一個系統(tǒng)。

    這種模式的缺點是數(shù)據(jù)傳遞的實時性不好，無法快速響應(yīng)用戶對數(shù)據(jù)實時性要求較高的場合。

2.2數(shù)據(jù)視圖模式（Data View）

    該模式是通過在提供數(shù)據(jù)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫內(nèi)建立一開放數(shù)據(jù)視圖（Data View），專供第三方系統(tǒng)來主動獲取數(shù)據(jù)。我們常見的SQL Server、Oracle數(shù)據(jù)庫均可建立這樣的視圖。示意圖如圖2所示。 

    這種數(shù)據(jù)交互模式下，A系統(tǒng)一般會創(chuàng)建一個單獨的用戶，供B系統(tǒng)獲取Data View專用，該用戶一般只擁有讀取指定視圖數(shù)據(jù)的權(quán)限，所以不必擔(dān)心B系統(tǒng)通過該用戶會對A系統(tǒng)的數(shù)據(jù)造成破壞的可能。

    數(shù)據(jù)視圖模式下的B系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的訪問相對外部文件模式來說更主動和實時一些，只要B系統(tǒng)一有數(shù)據(jù)變動，視圖便會自動反映出來，只要B系統(tǒng)的數(shù)據(jù)獲取機制足夠靈活和實時即可獲得不錯的數(shù)據(jù)交互效果。

    數(shù)據(jù)視圖模式也是一種松耦合型的數(shù)據(jù)接口模式，其優(yōu)點在于提供數(shù)據(jù)方的工作量較少，只要建好視圖、開放用戶即可；另外視圖也可靈活定義，只要保證輸出項不變即可，至于數(shù)據(jù)條件可靈活設(shè)置。缺點是由于其數(shù)據(jù)庫部分對外開放，在數(shù)據(jù)交互量較大的情況下會對數(shù)據(jù)提供方的后臺數(shù)據(jù)庫性能造成一定的影響。

2.3觸發(fā)器模式（Trigger）

    觸發(fā)器模式是一種可解決雙方系統(tǒng)數(shù)據(jù)能實時進行同步的一種模式之一，它是通過在數(shù)據(jù)提供方的后臺數(shù)據(jù)庫中建立一些數(shù)據(jù)觸發(fā)器，達到當(dāng)數(shù)據(jù)一旦發(fā)生異動時能通過觸發(fā)器在第一時間傳遞給第三方系統(tǒng)，從而達到實時的目的。示意圖如圖3所示。 

    該模式下，A系統(tǒng)會在自己的數(shù)據(jù)庫中有針對性地創(chuàng)建一些數(shù)據(jù)表Trigger，通過這些Trigger可以將數(shù)據(jù)表的異動情況及時傳遞出去；而B系統(tǒng)一般會先創(chuàng)建一個單獨的用戶，供A系統(tǒng)的Trigger直接將異動數(shù)據(jù)傳遞到B系統(tǒng)之用，另外，在B系統(tǒng)方一般會創(chuàng)建一個或多個中間數(shù)據(jù)表，供A系統(tǒng)的Trigger通過指定的用戶進行讀和寫。

    Trigger模式與Data View模式有點相似，都是A系統(tǒng)主動將異動數(shù)據(jù)準備好，由B系統(tǒng)實時或非實時地去讀取。Trigger模式下數(shù)據(jù)交互的實時性取決于B系統(tǒng)，在Trigger模式下，如果B系統(tǒng)中的中間數(shù)據(jù)表也建立相應(yīng)的觸發(fā)器，實時對傳遞過來的數(shù)據(jù)進行解析，則這種實時性就相當(dāng)不錯了；但如果B系統(tǒng)是通過上位應(yīng)用軟件來定時分解中間數(shù)據(jù)表內(nèi)的數(shù)據(jù)，則實時性的效果就不是很明顯了。

    一般常用SQL Server或Oracle數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)均可對表建立觸發(fā)器，所以這種模式對數(shù)據(jù)同步的實時性要求很高的系統(tǒng)來說不失為一種選擇。觸發(fā)器模式是一種緊耦合的模式，它要求被同步的系統(tǒng)開放其部分數(shù)據(jù)表的可寫功能，而這種開放數(shù)據(jù)庫的可寫性是數(shù)據(jù)接口的避諱。所以這種模式在不得已的情況下不建議大家去采用。

2.4中間服務(wù)模式（Web Service）

    中間服務(wù)模式是指由數(shù)據(jù)提供方開放并提供一些中間數(shù)據(jù)服務(wù)，這些服務(wù)與數(shù)據(jù)庫物理分離，數(shù)據(jù)接收方通過這些數(shù)據(jù)服務(wù)來獲取對方數(shù)據(jù)的一種模式。示意圖如圖4。 

    中間數(shù)據(jù)服務(wù)模式對數(shù)據(jù)接口的開放性和安全性方面來說都是最佳的一種模式。數(shù)據(jù)提供方通過建立一系列的中間數(shù)據(jù)服務(wù)，針對不同的第三方系統(tǒng)靈活定制不同的數(shù)據(jù)服務(wù)，同時制定不同的開放策略，靈活性很高。數(shù)據(jù)接收方要獲取數(shù)據(jù)，必須先獲得調(diào)用中間服務(wù)的許可權(quán)，有了許可權(quán)，就可以直接調(diào)用開放的中間數(shù)據(jù)服務(wù)來獲取想要的數(shù)據(jù)。 

    中間數(shù)據(jù)服務(wù)的開發(fā)語言可以有很多種，最常見的有基于.Net或J2EE架構(gòu)下開發(fā)的Web Service服務(wù)。Web服務(wù)（Web Service）是近年內(nèi)興起的另一種基于Internet的技術(shù)，在近幾年受到了極大的關(guān)注。該技術(shù)的出現(xiàn)標志著人類已經(jīng)邁入應(yīng)用程序開發(fā)技術(shù)的新紀元，它使得Internet不僅是傳輸數(shù)據(jù)的平臺，也變成了傳遞服務(wù)的平臺。 

    簡單的說，一個Web服務(wù)（圖5）就是一個能夠使用XML消息通過網(wǎng)絡(luò)來訪問的接口，這個接口描述了一組可訪問的操作。它是由企業(yè)驅(qū)動和應(yīng)用驅(qū)動而產(chǎn)生的；它具有分布性、松散藕合、可復(fù)用性、開放性以及可交互性等特性。

    中間數(shù)據(jù)服務(wù)雖然有以上諸多優(yōu)點，但仍無法滿足對數(shù)據(jù)的實時性要求，即無法做到數(shù)據(jù)的實時同步。 

三、通用數(shù)據(jù)交換模式初探

    前面我們討論了一卡通系統(tǒng)之間一些常用的數(shù)據(jù)交換模式，包括各自的優(yōu)缺點我們也分別進行了一些論述，下面我們來對一卡通系統(tǒng)之間的通用數(shù)據(jù)交換模式來做一個初步的探討。

3.1通用數(shù)據(jù)交換模式的定義

    通用數(shù)據(jù)交換一般必須滿足以下幾個要素：

    1） 支持多個一卡通系統(tǒng)之間進行數(shù)據(jù)交換；
    2） 支持多個異構(gòu)數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)交換；
    3） 實施布署靈活，有較好的人機對話界面；
    4） 采用TCP/IP通訊協(xié)議進行數(shù)據(jù)包的傳遞；
    5） 具備消息通知機制和日志可追查能力；
    6） 具備數(shù)據(jù)交換的授權(quán)接入機制，保證數(shù)據(jù)安全。

    如圖6所示。 

3.2通用數(shù)據(jù)交換架構(gòu)模型 

    根據(jù)前面的定義，我們可以初步設(shè)想一下通用數(shù)據(jù)交換的架構(gòu)模型。

    首先，該數(shù)據(jù)交換要能同時支持多個系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)進行交換（或稱之為同步），它必須要有一套完整的數(shù)據(jù)收集及數(shù)據(jù)分發(fā)系統(tǒng)，我們暫時稱其為“通用數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)”，如圖7所示。 

    圖7可以簡單地看出“通用數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)”的基本功能及工作原理，從第三方系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全性考慮，數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)盡量避免直接對第三方的數(shù)據(jù)庫進行操作。由此，我們可以引出“通用數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)”中間件的概念。

    中間件(MiddleWare)，是基礎(chǔ)軟件的一大類，屬于可復(fù)用軟件的范疇。顧名思義，中間件處于操作系統(tǒng)軟件與用戶的應(yīng)用軟件的中間。中間件在操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫之上，應(yīng)用軟件的下層，總的作用是為處于自己上層的應(yīng)用軟件提供運行與開發(fā)的環(huán)境，幫助用戶靈活、高效地開發(fā)和集成復(fù)雜的應(yīng)用軟件。

    中間件分為兩大類：一類是底層中間件，用于支撐單個應(yīng)用系統(tǒng)或解決單一類問題，包括交易中間件（TPM）、應(yīng)用服務(wù)器（WAS）、消息中間件（MOM）、 數(shù)據(jù)訪問中間件（UDA）等；另一類是高層中間件，更多用于系統(tǒng)整合，包括企業(yè)應(yīng)用集成中間件（EAI Suites）、工作流中間件（Workflow）、門戶中間件（Portal）等，它們通常會與多個應(yīng)用系統(tǒng)打交道，在系統(tǒng)中的層次較高，并大多基于底層中間件運行。

    數(shù)據(jù)交換中間件既包括底層中間件，用來與特定的第三方系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換，也包括高層中間件，用來整合多個第三方系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互。 

    有了數(shù)據(jù)交換中間件，我們可以對數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)架構(gòu)模型進行細化，如圖8所示。 

    我們將數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)的中間件分兩部分，位于數(shù)據(jù)中心方（即待同步數(shù)據(jù)方）的中間件稱之為中間件服務(wù)端，位于第三方系統(tǒng)（即待接收數(shù)據(jù)方）的中間件稱之為中間件用戶端。這樣從數(shù)據(jù)中心出來的數(shù)據(jù)經(jīng)過中間件才到達第三方系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中，我們就可以將很多數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)邏輯、安全檢查以及數(shù)據(jù)處理規(guī)則等放在中間件端，從而減輕了數(shù)據(jù)庫方的壓力。 

    “通用數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)”采用了流行的中間件技術(shù)，重點加強了數(shù)據(jù)交換的靈活性、傳輸?shù)陌踩裕约耙讓嵤┬缘戎T多優(yōu)點。

四、篇尾總結(jié)

    隨著各行各業(yè)對一卡通系統(tǒng)的要求越來越高，除了穩(wěn)定性、可擴展性被視為重要因素之一外，各一卡通產(chǎn)家之間的信息數(shù)據(jù)共享也顯得越來越重要，客戶不希望買了一堆信息相互孤立的系統(tǒng)。所以數(shù)據(jù)交換和共享成了一卡通廠家要優(yōu)先考慮的事情。

    本文粗略對一卡通系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換模式進行了枚舉式的講解，并大膽提出“通用數(shù)據(jù)交換模式”的概念。由于篇幅有限原因，本文只能先簡單對“通用數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)”作拋磚引玉式的講解，作者將會在后期的文章中繼續(xù)對“通用數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)”在用戶端授權(quán)、用戶端加密策略及加密字等方面展開討論，希望有興趣的讀者可以一起來加以補充和完善。 (作者:達實智能,軟件工程部經(jīng)理歐陽小建)

    參考文獻

    1. 《CSV文件格式介紹》，http://blog.iyi.cn/billy/2006/06/csv.html.
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    3. 《中間件的定義、分類以及典型產(chǎn)品》，http://www.51testing.com/77492/action_viewspace_itemid_19488.html