信息化系统功能需求非功能需求性能需求技术路线安全需求运维服务需求数据库架构通用设计.pdf
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1、系统设计通用模块 1.1.1 系统非功能需求 1.1.1.1 系统可靠性“xxxx 项目”采用数据集中处理模式,业务覆盖养护管理各层级,系统可用性要求较高,要求信息系统 724 小时连续运行;系统的可用性(A=MTBF(平均无故障工作时间)/(MTBF+MTTR(平均维修时间)100%)至少为 99.99%。公路交通应急装备物资管理信息系统实现全天候运行维护保障制度,具备 724 小时的系统保障能力,并派驻现场值班人员进行现场 724 小时安全保障。1.1.1.2 系统响应时间 根据项目心理学的相关理论,考虑到不同类型用户对响应时间的忍耐程度,结合业务对系统响应时间的要求,数据统计、决策分析等
2、功能,简单分析平均响应时间一般不超过 3 秒;复杂查询平均响应时间一般不超过 5 秒;信息检索、数据录入、业务流程操作等功能操作,简单功能操作平均响应时间一般不超过 1 秒,复杂功能操作平均响应时间一般不超过2 秒。系统 CPU 平均利用率不超过 70%,内存平均使用率不超过 80%。1.1.1.3 系统存储能力 根据国家、行业的对业务数据存储的最低要求,考虑业务系统生命周期通常为 5 年,确定本次项目业务数据存储 5 年,备份存期 5 年。1.1.1.4 系统兼容性和可扩展性 随着公路管理体制从管理型向服务型转化,公路事业发展势必出现新的管理需求,因此在系统设计开发过程中,应采用模块化设计理
3、念,避免今后由于新增功能导致重新开发。硬件设备不但要考虑到和现有设备的兼容,还应考虑到今后公路网扩展、车辆保有量的增加、流动监测站以及巡查人员单兵设备接入的需要,服务器、交换机、存储备份设备以及网络带宽应具备一定的超前性和兼容性。本项目的页面在设计实现时,需要考虑采用多种浏览器兼容的网页设计技术,保障网站页面支持各种操作系统和多种浏览器在浏览时的无障碍。需要考虑和适配现在多种系统的不同浏览器如 IE、360、谷歌等。1.1.1.5 系统易用性 根据不同层级的用户的管理需求,提供不同的界面。APP 应与 PC 协同工作,优化软件界面、操作逻辑保证软件运行速度。系统应提供友好的人机操作界面,系统设
4、计应以用户为中心,符合不同类型的用户角色固有的管理和使用习惯,能使用户以较快的速度找到自己最关注的功能操作和数据信息,方便用户学习和掌握,提高系统使用效率。1.1.2 项目建设技术路线 1.1.2.1 微服务架构技术路线 SOA 去中心化的实现方式的根本诉求是扩展性,实现方式就是微服务。微服务架构为所有业务系统服务提供统一管理,包括服务注册、服务配置、断路器、链路追踪、日志分析、消息队列等。特别是在异常服务的监控、访问限流、服务故障熔断方面,能有效提升系统的稳定性和可用性,有效解决当前单点故障导致整个系统崩溃的问题。微服务具体技术选型如下:微服务中间件:Spring Cloud Nacos、S
5、entinel、Sleuth、RocketMQ、ES、Kibana、Logstash。微服务架构(Microservice Architecture)是一种架构概念,旨在通过将功能分解到各个离散的服务中以实现对解决方案的解耦。从本质上说其实就是分布式架构,与其说是一种新架构,不如说是一种微服务架构风格。简单来说,微服务架构风格是要开发一种由多个小服务组成的应用。每个服务运行于独立的进程,并且采用轻量级交互。多数情况下是一个 HTTP 的资源 API。这些服务具备独立业务能力并可以通过自动化部署方式独立部署。这种风格使最小化集中管理,从而可以使用多种不同的编程语言和数据存储技术。实现微服务技术架
6、构,现有产品需要进行技术上的改进以及相关配套服务的实现,采用分阶段实施、以及试点产品优先实施的策略,主要包括如下:技术上的改进:1、前后端分离,web 前端通过 Http/Https 协议调用微服务的 API 网关,由API 网关再经过路由服务调用相应的微服务 2、不同微服务之间通过 REST 方式互相调用 3、微服务之间通过消息中间件实现消息交互机制 配套服务与功能实现:1、需要进行相应的自动化服务实现,包括自动化构建、自动化安装部署、自动化测试、自动化平台发布(Docker 实现)2、管理服务,对于微服务架构,必须配套相应的监控与管理服务、日志管理服务等 3、协作服务,运用 DevOps
7、思想提升开发、测试、运维的高效沟通与协作,实现开发与运维的一体化 在微服务治理体系下,各个微服务交付期间也是各自独立交付的,从而使得每个微服务从开发到交付整条链路上都是独立进行,这大大加快了微服务的迭代和交付效率。服务交付之后需要部署运行,对微服务来说,它们运行期间也是各自独立的。实现基于微服务的技术架构,并采用业务流程管理 BPM、单点登录SSO、商业智能 BI 等成熟、先进的技术,构建一个架构灵活、功能实用、界面友好、便于扩展、安全可靠的公路事业发展综合管理平台。1.1.2.2 应用系统层技术路线 业务应用层的设计应服从于目标架构与业务架构,有利于各项业务功能的实现;业务应用层要基于统一支
8、撑平台建设,应采用构件的设计方法,便于功能的复用;业务应用层应注重考虑使用便捷、协同快捷、功能人性化等方面因素。基于目前各业务单位应用系统建设现状,新建业务应用系统统一采用微服务柔性敏捷开发技术路线;已建系统升级改造时应综合评估,具备条件的应用系统应统一过渡至微服务技术架构。1.1.2.2.1 业务应用层建设基本要求(1)业务应用层的建设要基于统一的网络基础设施、数据环境、应用支撑平台开发部署部门业务系统,充分利用支撑层资源。(2)开放与政务信息共享平台的互操作接口,满足信息交换和业务协同需要。(3)严格按照标准组织建设;结合项目建设应用需要,完善制定相关标准;支持开放标准,开发开放支持互操作
9、的标准接口,确保互联互通和集成应用。1.1.2.2.2 业务应用层建设规范(1)业务应用层应采用成熟的、通用的技术进行建设,以便于应用系统与统一支撑平台联通,以及各部门应用系统之间协同。(2)业务应用层在设计建设时应充分复用服务构件库所提供的服务构件,对于服务构件库已经提供的服务构件不得再自行建设,服务构件未能完全满足的功能需求应向统一支撑平台提交需求,由统一支撑平台完善服务构件功能。(3)统筹全系统的业务需求,充分考虑基层应用需求,统一开发全系统都能够使用的应用软件,避免基层单位重复开发应用系统。1.1.2.2.3 应用系统整合技术路线 对目前已建、在建的各类普通公路行业应用系统进行整合,实
10、现统一应用;实现统一的用户管理、权限管理、身份认证、审计管理、单点登录以及信息综合展示。其中,公路事业发展综合管理门户可在计算机、显示大屏、移动设备等终端上展现和访问,实现“三屏合一”。(1)功能整合 已建系统基于统一用户管理实现基于某一用户的功能整合;新建系统基于统一的微服务、数据中台等技术规范进行功能服务开发。(2)统一用户管理 建立统一用户管理平台,对接公内外网统一身份认证系统,实现对市 xxxxx单位内部组织机构信息、用户信息、角色信息的统一管理。(3)统一授权管理 根据不同业务功能的访问要求,通过平台可为用户分配相应角色和权限,所有用户须经过授权才可以访问业务系统和功能。(4)统一认
11、证管理 集中管理用户帐号和相关审批、操作流程,实现“组织-用户-角色-权限”的统一管理,为实现“单点访问权限授权、多点使用权限授权和一点清权”提供基础,所有用户登入平台都须通过统一认证才能够办理相关业务。(5)统一审计管理 对平台用户使用平台的过程进行全生命周期的管理,所有用户操作都应有日志记录,留迹存痕。(6)统一界面展现 为市 xxxxx 单位人员等提供统一的门户展现界面,实现统一访问入口、统一菜单展现、统一工作台栏目和综合信息展示发布等功能。公路事业发展综合管理统一访除可以计算机上访问外,还可在路网指挥中心大屏幕和移动设备上进行访问。1.1.2.3 应用支撑层技术路线 1.1.2.3.1
12、 服务接口技术路线 应用支撑层是是整体系统建设核心。沿用 WebService 技术来定义数据库元数据,使用基于 XML 的消息处理作为基本的数据通信方式,以解决使用不同组件模型、操作系统和编程语言的系统之间存在的差异。建议采用的技术路线归纳如下:(1)采用多层架构的 B/S 结构;(2)采用 Web Service 技术;(3)利用 XML 作为系统接口的数据交换标准,进行信息资源整合;(4)采用应用服务器和模块组件化技术,提高系统的灵活性和可扩展性;(5)支持不同的数据库:Oracle、SQL Server 和 My SQL 等;(6)采用信息开放等级划分、权限许可和角色认证的方法,建立系
13、统安全机制,基于 PKI/CA 基础安全服务机制,提供基于安全 XML 技术的 PKI 基础安全服务和 PKI/PMI 证书服务的统一调用接口。(7)采用工作流引擎技术提供系统的快速开发和更新。1.1.2.3.2 服务构件技术路线 系统的技术方针可概括为“业务驱动、持续治理;资源池化、弹性伸缩;协同交换、物联整合”,技术方针的技术实现策略简略地阐述如下:业务驱动、持续治理 这主要针对业务应用开发部署环境。业务应用开发应遵循业务驱动原则,技术实现可以自主研发的“业务建模及服务转换平台”和“业务服务集成及治理环境”等为核心。资源池化、弹性伸缩 这主要针对交通云计算平台的运行和运行管理环境。“多租户
14、、共享的资源池、弹性、动态伸缩、自服务、按需使用、基于 Internet、快速供应、IT 资源利用率等”是云计算的常见关键字。协同交换、共建共享 这主要针对 SaaS 层的业务应用领域。协同交换是本期数据中心项目建设的主要内容,包括业务协同和数据交换两大部分。建设充分借鉴协同交换设计,为上层的各类应用服务提供业务协同、数据交换服务。1.1.2.4 数据层技术路线设计 1.1.2.4.1 数据存储和交换格式类型 本系统数据交换采用 XML 数据格式。XML 提供了一种连接关系数据库和面向对象数据库以及其它数据库管理系统之间的纽带。XML 文档本身是一种由若干节点组成的结构,这种特点使得数据更适宜
15、于用面向对象格式来存储,同时也有利于面向对象语言(C+、Java 等)调用 XML 编程接口访问 XML 节点。1.1.2.4.2 数据库开发技术 本项目将采用云计算架构来开发,由于平台的数据库服务器将要承载极大的用户访问量,数据库不仅要保证数据的安全性,稳定性,还要保证性能,以足够支撑应用服务器的访问量。建议本项目的数据库管理系统采用 Oracle l1g,依靠Oracle 提供的强大软件与技术支持,来保证数据库服务器的访问效率以及数据的安全。采用 PL/SQL 进行数据查询开发,JOB 调用存储过程实现数据同步。采用 Java EE 多层构架来开发本项目,与数据库的交互,现在比较流行的方式
16、有:Hibernate,Spring JDBC Template(或是 JDBC)和 ibatis。在实际设计开发过程中,可以根据具体的需求,选择其中之一。1.1.2.4.3 数据资源目录和交换系统对接技术方案 数据交换服务、行业公共服务和行业专业服务相关的服务接口注册在服务注册中心,行业公共服务、行业专业服务,通过数据交换服务在服务注册中心注册的服务进行相应的数据校验、协议转换、安全验证、路由转发,以完成相应数据交换,并驱动相应业务流程,以实现交通业务协同服务。逻辑架构图如下:图:逻辑结构图 接口描述:数据交换服务行业公共服务行业专业服务交通业务协同服务服务注册中心SaaS应用服务PaaS层
17、服务SaaS 层应用软件服务间的数据交换通过采用统一的数据交换标准以及应用与数据存储的隔离,实现 SaaS 层的不同业务应用软件服务之间和同一业务应用软件服务的不同企业实例之间的数据的无缝交换和共享访问,保证各服务之间的有效协同。接口设计:模块接口提供 Java API(Java 接口)和 WSDL(Web Service 接口)两种方式。1.1.3 系统接口开发联调设计 1.1.3.1 数据接口设计内容 本项目建设过程中,本着充分利用现有数据资源、网络资源、通信资源、存储资源等已有设备,需要制定各类接口和这些已经建设完成的信息系统或资源进行信息共享、业务互通;另外本项目对上负责向市局报送相关
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