基于SOA的军用信息系统集成研究

【摘 要】军用信息系统的综合集成是提高一体化联合作战能力的基础和关键。本文采用面向服务（Service-Oriented Architecture，SOA）的思想对军用信息系统的集成进行了研究，提出了基于SOA的军用信息系统集成框架，并对其面临的挑战进行了分析。

【关键词】SOA；军用信息系统；综合集成

0.引言

在“网络中心战”思想的牵引下，一些发达国家近年来一方面大力推进军队的信息化，对军用电子信息系统进行全面综合的规划和建设，经历了一条不断集成、融合、创新的发展道路，已从原先分立的或“烟囱式”的系统发展成为由各种系统交联在一起而形成的一体化、网络化的系统集成（system of systems，SoS）；另一方面大力发展信息战手段，以对敌方电子信息系统实施信息攻击，阻止、限制敌方作战能力的发挥，瘫痪敌方指挥系统，瓦解其作战体系，已期取得基于信息优势基础之上的决策优势。

为提高信息化战争中的协同作战和联合作战能力，国内在加强作战平台信息化建设的同时，相继研制了各种类型的电子信息系统、增强了部队联合作战的信息共享能力。但由于在建设初期缺乏统一规划，存在体制不统一、结构不一致、信息交换难等“烟筒式”发展造成的问题，给系统的改进和整合造成了极大的困难。作为当前信息系统集成技术不可逆转的发展方向，面向服务架构具有开放性、标准化、结构化、层次化等特点，是实现信息系统集成的理想选择。

1.SOA架构

SOA“本质上是服务的集合。服务间彼此通信，这种通信可能是简单的数据传送，也可能是两个或更多的服务协调进行某些活动。服务间需要某些方法进行连接。所谓服务就是精确定义、封装完善、独立于其他服务所处环境和状态的函数”。根据系统参与者与服务的关系，SOA定义了服务提供者服务提供者（Service provider）、服务请求者（Service consumer）和服务者（Service broker）三种不同的角色，其关系如图1所示。

1）服务请求者。是需要使用服务的应用程序、软件模块或其他的服务，通过服务注册者发现并调用所需要的软件组件或应用程序。2）服务者。集中存储服务信息，以便于服务请求者查找。同时服务提供者可以把所要提供的服务在服务注册者处进行注册。3）服务提供者。提供符合契约的服务，负责将服务信息到服务注册者，响应服务请求者的命令并为之提供高质量的服务。

服务提供者将可用的信息封装成服务，并用独立于平台和语言的标准接口将服务到服务者，一旦有服务请求到达，服务提供者接收并处理这种调用，同时控制服务调用的过程；服务者接受并存储服务提供者的服务，并对已注册的服务进行管理和维护，以方便服务请求者的查找；服务者收到服务请求者发送的服务查询请求后，将请求的描述与已注册的服务描述进行匹配，并返回合适的服务供服务请求者绑定；通过服务者，SOA将服务提供者与服务请求者仅以一种文档形式的服务契约联系在一起，使其以一种松耦合的方式进行协作，有效地降低了两者之间的耦合性。

从设计开发角度讲，SOA屏蔽了复杂的业务逻辑，提供了更加灵活的开发模式，使设计人员角色分工更明确，更易于实现大规模网络环境下跨地域、跨组织、跨部门、跨异构系统大型复杂信息系统的集成与建设；从资源整合角度讲，SOA可以充分利用现有系统构造成组件服务的集合，而不需要重新创建系统，能够充分利用现有在用的遗留系统，有助于实现更多的资源重用、更轻松的管理和更快的开发与部署。

2.基于SOA的军用信息系统集成架构

为实现网络中心战的目标，需要提供一种有效的机制，消除军用电子信息系统内部的“信息孤岛”，充分整合现有军用信息资源，快速对军用电子信息系统进行调整以适应动态变化的作战环境。虽然在信息系统建设的过程中，初步形成一套接口和规范，但在信息系统综合集成过程中依然会存在开放性差、集成复杂度高、成本大、灵活性差等问题。

基于SOA的军用信息系统集成框架在已有的接口和规范的基础上，可以将军事信息系统各功能模块封装成即插即用的服务提供给作战单元，其集成框架如图2所示，主要分为公用核心服务层、服务构建层和服务应用层。

服务构建层包括已有应用系统及封装好的服务构建组成，通过统一的标准规范将可复用的业务功能封装起来，将它们由业务应用提升为业务服务，不仅解决了信息访问不标准、不规范的问题，而且可方便地实现互操作。

公用服务层由现有系统的服务化封装和新建系统的服务化封装两部分构建，形成不同粒度等级的服务，包括计算服务、存储服务等。现有系统的系统封装可以把已有的服务进行重组封装，形成新的服务，不仅极大地减少了资源浪费、降低了系统的开发成本，而且提高软件的重用性，可配制性、可裁减性和灵活性等。公用核心服务层主要实现分布数据源的统一管理，提供服务注册、、搜索、服务安全策略及信息存储等公用的核心服务，便于服务的、发现及组织与管理。该层不仅实现了服务的集中、有效管理，以便在应用层的需求。

应用层主要是根据作战任务，按照业务流程对将SOA架构底层提供的复合业务服务、单一应用服务和整合数据服务按照不同的业务需求进行组织、管理和综合集成，实现服务与作战需求相匹配，满足用户的需求。

基于SOA军用系统集成框架具有如下优点：

1）充分利用现有的资源，提高系统开发速度并降低开发成本。SOA集成架构按照统一的标准封装原有的应用功能模块，如需构建新系统，只需将这些构建进行合理组合，而不需要重复建设，从而实现对现有信息资源的保护，而且能够显著提高系统的开发时间，也能够降低整个系统的开发成本。

2）更易于集成和满足动态需求。基于SOA的军用信息系统以服务为基本构件，当服务请求者根据标准接口提出服务需求时，服务者自动检索到满足需求的服务，并把提供者和请求者绑定起来，通过数据交换实现服务的动态调用，真正实现了资源的动态重组和再分配资源，能够提高军用信息系统面向任务的灵活性。

3）基于标准接口，可扩展性增强。SOA集成架构通过开放的标准对服务接口进行精确的标准化描述，屏蔽各种信息系统在数据管理、数据存储格式和数据查询方式上的差异，有效解决军事电子信息系统互通、互连、互操作问题，使得服务可以提供给任何平台和用户使用，而不必考虑所要调用的服务部署于什么机器上，运行于什么操作系统中，或者是由什么编程语言开发，从而实现了真正意义上的信息的融合与共享。

3.基于SOA的军用信息系统集成面临的挑战

作为当前信息系统集成技术不可逆转的发展方向，现有SOA的实现技术主要还是针对互联网环境的，并未考虑在系统设计、组织应用方式、通信网络环境、安全保密要求等方面都有着鲜明领域特征的军用信息系统的需求。因此，随着面向SOA在各种军用信息系统中的广泛应用，其面临着诸多挑战也日益突出。

1）通信环境的复杂性挑战

军用通信网是一个复杂的多系统异构通信网络，既包括光纤、骨干卫星等宽带网，也包括战术互联网、无线电台等窄带通信网。而现有的SOA实现技术主要还是针对互联网环境，并未考虑军用网络环境构成的多样性和通信的复杂性，尤其是其标准体系中的传输协议、消息协议等标准规范难以适应窄带通信信道要求，无法满足军用电子信息系统的要求。

2）网络环境的高可信挑战

为了应对SOA面临的安全问题，国际上一些标准组织已经制定了一系列技术标准，从不同的层次描述SOA的安全管理规范，其框架如图3所示

虽然图3中所述SOA安全框架规范了从传输层到管理层各层次、从机密性到策略管理各方面的安全机制，但军用信息系统与互联网应用相比在组织应用方式、通信网络环境，特别在是安全保密方面有着非常苛刻的要求，无法直接采用商用SOA技术。如何在充分利用SOA在系统集成中带来的松耦合、异构、动态、自治等灵活性的同时，确保军用信息系统的安全是当前急需解决的问题。

3）信息传输的实时性挑战

对军用信息系统来说，保证通信畅通只是一个基本要求。相比而言，战场态势生成处理及作战指挥都有很强的实时性要求，尤其是实时雷达情报、技术侦察情报处理等业务的实时性更加重要，延时大点就没有应用意义。而商用SOA实现技术由于其传输协议、消息协议的松耦合性，消息协议为字符型协议的特点，无法满足指挥控制系统对信息处理、分发实时性的要求。

4.结束语

采用满足开放性、标准化、结构化、层次化的SOA架构对军用信息系统集成是一个理想的选择，增强了军用事信息系统的灵活性，重用性和可扩展性，虽然目前在军用信息系统集成方面存在诸多挑战，但对SOA相关技术进行研究和探索，对加速军用信息化建设大有帮助。

参考文献：

[1]JOSUTTIS N J.SOA in practice： The art of distributed system design [M].California： O'Reilly Media， Inc，2007.

[2]凌晓东.SOA综述[J].计算机应用与软件，2007，24（10）： 122-124.

[3]熊群力，等.综合电子战[M].国防工业出版社，2008.

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