中间件(middleware)是基础软件的一大类,属于可复用软件的范畴。顾名思义,中间件处于操作系统软件与用户的应用软件的中间。中间件在操作系统、 络和数据库之上,应用软件的下层,总的作用是为处于自己上层的应用软件提供运行与开发的环境,帮助用户灵活、高效地开发和集成复杂的应用软件。
在众多关于中间件的定义中,比较普遍被接受的是IDC表述的:中间件是一种独立的系统软件或服务程序,分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源,中间件位于客户机服务器的操作系统之上,管理计算资源和 络通信。
IDC对中间件的定义表明,中间件是一类软件,而非一种软件;中间件不仅仅实现互连,还要实现应用之间的互操作;中间件是基于分布式处理的软件,最突出的特点是其 络通信功能。
中科院软件所研究员仲萃豪形象地把中间件定义为:平台+通信。这个定义限定了只有用于分布式系统中的此类软件才能被称为中间件,同时此定义还可以把中间件与支撑软件和实用软件区分开来。
目前,中间件发展很快,已经与操作系统、数据库并列为三大基础软件。中间件主要分为以下几类:
1.通信处理(消息)中间件
此类中间件能在不同平台之间通信,实现分布式系统中可靠的、高效的、实时的跨平台数据传输(如Tong LINK、BEAe Link、IBM的MQ Series等)。这是中间件中唯一不可缺少的,是销售额最大的中间件产品。
2.交易中间件
在分布式事务处理系统中要处理大量事务,常常在系统中要同时做上万笔事务。例如在北京市就要设置各种运载汽车,完成日常的运载,同时要随时监视汽车运 行,出现故障时,要有排除措施,发生堵塞时要进行调度。在联机事务处理系统(OLTP)中,每笔事务常常要多台服务器上的程序顺序地协调完成,一旦中间发 生某种故障时,不但要完成恢复工作,而且要自动切换系统,达到系统永不停机,实现高可靠性运行;同时要使大量事务在多台应用服务器能实时并发运行,并进行 负载平衡地调度,实现昂贵的可靠性机和大型计算机系统同等的功能,为了实现这个目标,要求系统具有监视和调度整个系统的功能。BEA的Tuxedo由此而 著名,它成为增长率最高的厂商。一个事务处理平台,根据X/OPEN的参数模型规定,应由事务处理中间件、通信处理中间件以及数据存取管理中间件三部分组 成。东方通科技公司的Tong LINK和TongEASY实现了这个参考模型规定。
3.数据存取管理中间件
在分布式系统中,重要的数据都集中存放在数据服务器中,它们可以是关系型的、复合文档型、具有各种存放格式的多媒体型,或者是经过加密或压缩存放的,该中间件将为在 络上虚拟缓冲存取、格式转换、解压等带来方便。
中间件简史
最早具有中间件技术思想及功能的软件是IBM的CICS,但由于CICS不是分布式环境的产物,因此人们一般把Tuxedo作为第一个严格意义上的中间件产品。Tuxedo是1984年在当时属于AT&&T的贝尔实验室开发完成的,但由于分布式处理当时并没有在商业应用上获得像今天一样的成功,Tuxedo在很长一段时期里只是实验室产品,后来被Novell收购,在经过Novell并不成功的商业推广之后,1995年被现在的BEA公司收购。
尽管中间件的概念很早就已经产生,但中间件技术的广泛运用却是在最近10年之中。BEA公司1995年成立后收购Tuxedo才成为一个真正的中间件厂商,IBM的中间件MQSeries也是90年代的产品,其它许多中间件产品也都是最近几年才成熟起来。国内在中间件领域的起步阶段正是整个世界范围内中间件的初创时期。东方通科技早在1992年就开始中间件的研究与开发,1993年推出第一个产品TongLINK/Q。而中科院软件所、国防科技大学等研究机构也对中间件技术进行了同步研究。可以说,在中间件领域,国内的起步时间并不比国外晚多少。
在j2ee中就是tomcat 和 weblogic 等服务器软件
计算机技术迅速发展。从硬件技术看,CPU速度越来越高,处理能力越来越强;从软件技术看,应用程序的规模不断扩大,特别是Internet及WWW的出现,使计算机的应用范围更为广阔,许多应用程序需在 络环境的异构平台上运行。这一切都对新一代的软件开发提出了新的需求。在这种分布异构环境中,通常存在多种硬件系统平台(如PC,工作站,小型机等),在这些硬件平台上又存在各种各样的系统软件(如不同的操作系统、数据库、语言编译器等),以及多种风格各异的用户界面,这些硬件系统平台还可能采用不同的 络协议和 络体系结构连接。如何把这些系统集成起来并开发新的应用是一个非常现实而困难的问题。
[@more@] 中间件概况
信息系统综合集成的水平反映了一个企业、一个部门,乃至整个国家信息化建设的水平。面对复杂多变的 络世界,中间件已经成为信息系统综合集成的利器。
中间件是继操作系统和数据库管理系统之后随着 络的兴起和发展而新兴的一种基础软件,可以视为位于 络各结点操作系统之上、 络应用系统之下的一层支撑软件。
与单机应用相比, 络应用所面临的问题是开放的、演变的,分布性、自治性和异构性。作为支持 络应用的中间件,必须支持随需而变,适应 络世界及其应用的发展与变化,把分布在 络各处自治、异构的信息系统有效地集成为一个一体化的系统。
计算机信息系统是利用计算机采集、存储、处理、传输和管理各类信息,并以人机交互方式提供信息服务的计算机应用系统,是由计算机硬件、软件和相关的应用人员组织而成的一体化系统。上述信息系统的各部分都是分布在 上的。
为支持信息系统的综合集成,新一代中间件通常采用分布对象技术,以及软总
线加软构件的总体结构,通过对象代理、消息代理、适配器和包装器等机制,并围绕信息系统的上述基本结构,在基础设施之上建立基础中间件,进而深入应用软件的资源层、业务层和表现层建立应用中间件,最终面向具体应用领域建立领域应用框架(或平台),从而全方位支撑信息系统的综合集成。
中间件是继操作系统、数据库管理系统之后,随着 络技术的发展和应用而不断深入的一种基础软件。中间件可以划分为基础中间件、应用中间件和领域应用框架三类。其中,应用中间件主要有数据资源集成、应用资源集成、业务流程集成、门户集成等中间件。
中间件市场三点关键
一、2007年国内中间件市场上,传统单一功能的中间件如安全中间件、交易中间件产品出现萎缩。
随着企业信息化的不断深入,传统单一功能的中间件逐渐不能满足企业用户的综合复杂的业务需求。提供完整综合功能的中间件产品,成为必然要求。如市场上常用的Java应用服务器平台产品,多数已经集成了传统中间件的功能,如交易事务处理、安全认证功能。但是在传统行业,如银行、电信,这些行业对某些业务的功能和性能有特殊要求,因此,传统单一功能的中间件如交易中间件的需求会长期存在。
二、传统工作流技术(WorkFlow)和CORBA相关技术结合。
随着SOA概念推广及产品和市场发展,Web服务相关规范逐渐成熟,其对应产品、技术和开源实现也得到了迅速发展。服务的创建、调用及服务编排(BPEL)也都有了成熟可靠的产品,这对传统工作流产品及CORBA相关技术产品造成强烈冲击。
三、在Web开发技术上面,Java和 。Net都得到了很大的发展,Java方面如Struts+Hibernate+Spring,JSP+Servlet+EJB,JSF等,。NET方面如ASP、COM、C#等。这些技术的快速发展,必将逐渐淘汰传统的PHP、CGI等Web开发技术。
电子政务建设的整合大潮
随着企业信息化的深入及技术的发展,在2007年,一些原本“曲高和寡”的技术和产品会逐渐为客户和市场所接受,如企业应用集成(Enterprise Application Integration,EAI)开发平台,Web服务相关技术和实现产品,人工智能软件如专家系统、决策支持系统等等。而新的技术和产品也会不断涌现,来切实满足市场和客户需求,如面向B2B应用与集成的开发平台和工具、面向服务组件架构(Service Component Architecture,SCA )协议的产品等。
以农业部“信息资源库”和“全国信息联播”项目为例。在以前,由于受限于建设初期技术的成熟度,以及各个部属单位在信息系统搭建时间、应用技术以及规划上的不统一,农业部的整体信息环境内异构、信息孤岛现象普遍存在。
而传统的信息共享及交换是通过电子邮件进行,不但工作量大、重复劳动且效率不高、时效性不强,影响信息服务的效果。而通过采用消息中间件数据交换平台后,农业部“全国农业 站信息资源库”和“全国信息联播”频道的建设真正实现了跨系统的、统一的数据模型构建,实现了其IT环境中的信息资源的整合,不但解决了手工录入等繁重而重复的工作,而且加速了全国农业信息的流通和各地特色资源的互补,保证在分布式环境下实现信息共享的安全性、高效性、完整性和可靠性,也保证了业务的完整性。
从技术上讲,面向服务的软件架构SOA将成为新一代 络服务的基础框架,基于SOA体系架构的中间件是中间件的一个重要发展方向。在SOA架构下,中间件各层可供共享的每个基础构件和业务功能构件均可包装成一个Web服务,以支持跨越集成与协同功能。
从市场上看,中间件发展的一个显著特征是国产中间件的崛起。国际巨头一统天下的格局正在被打破,一大批拥有自主知识产权的国内中间件厂商的兴起给我国中间件市场的发展带来了生机。
事实上,中间件是一个既注重共性,同时也注重个性的领域,厂商对行业的了解程度对于客户相当重要。而随着以东方通科技为代表的国内中间件厂商的崛起,特别是电子政务建设对中间件的需求高潮的到来,民族厂商已经在市场格局中迎来发展的拐点。
更为重要的是,电子政务建设的整合大潮,给国内中间件厂商带来全新机遇。据相关资料显示,2005年我国电子政务市场规模达到了478亿元,比上年增长了16。3%;部委、省级、地级和县级政府 站的拥有率分别达到了93。4%、90。3%、93。1%和69。3%。据分析,电子政务的投入规模今年有望突破500亿,其中,中间件的比例约为3%。
国内中间件实力与国外还存在差距
因此,仅电子政务领域中间件的需求市场就有15亿以上的规模,这里还不包括中间件的需求大户中小企业。还有一点不容忽视的是,政府一直鼓励民族软件厂商的发展,电子政务也是敏感领域,在同等性价比的条件下对国产中间件厂商有所倾斜几成必然趋势。
目前,在电子政务开始的实践中,已经有200多个政府行业项目从国产中间件中受益。这些项目,打破时空限制及条块分割的制约,为政府管理科学化和现代化提供了强有力的技术支持。
今天,我国的信息化建设开始走向应用阶段,将各类信息资源之间进行关联、整合、协同、互动和按需服务,这为中间件的发展提供了巨大空间。目前, 络应用中间件逐渐在基础中间件、应用中间件、应用框架等三个层面形成激烈的产品竞争和市场竞争格局。
整体来看,国内中间件厂商的整体实力与国外厂商还存在很大的差距。尽管说国内中间件产品的成熟度没问题,但要市场普遍接受国产中间件产品,却还有一个相当长的过程。当然,国内中间件厂商及其产品也具有非常明显的优势,更贴近国家信息化的现实需求,积累了丰富的中间件应用经验,国产中间件产品可以在实用性和易用性方面更加贴近本地化市场需求,在技术支持和服务方面也具有相当的优势。可以看到,国产中间件已经广泛成功应用于我国政府、交通、金融、证券、保险、税务、电信、移动、教育等行业或领域的信息化建设,并成为大型应用系统建设不可缺少的一环。
在基础软件中,如果说在自主操作系统和数据库管理系统研发方面,我们已丧失了不少机遇,那么中间件为我们提供了切入基础软件的良好契机。这是因为中间件技术是一种开放性的技术,介于操作系统和 络应用之间的广袤疆域都是中间件驰骋的领地。
到目前为止,世界上尚未出现起垄断作用的中间件产品,而我国在中间件技术起步较早,进展也较快。在国家863等计划的支持下,国防科技大学、中科院软件所、北京大学和北京航空航天大学等国内研究机构已开发出产品化程度较高的、与国际先进技术同步发展的中间件成果;国内已涌现出中创软件中间件、东方通科技、金蝶中间件等一批从事中间件产品开发的专业公司,并在金融、电信、交通、政务、军事等领域获得大量成功应用,取得了明显的 会效益和经济效益。
在研究机构与软件企业中,至少已有四项成果取得国家科技进步奖。随着国家信息化建设的不断深入,我们有理由相信:具有自主知识产权的国产中间件成果与产品一定会在我国信息化建设中发挥越来越关键的作用。
随着Internet的发展,新一代ERP系统不仅仅是将原有的ERP应用在Web上简单延伸,于是应用服务器成为ERP系统新的中间件需求。
中间件在ERP中的作用
传统的ERP系统从功能上看,有财务管理、销售管理、产品计划管理、采购库存管理、产品数据管理(宏观/微观)、生产作业管理、人力资源管理等。从系统体系结构上看,ERP系统包括了业务模型、数据模型、对象模型、处理模块、管理模块、工作流模块、通信模块和安全模块等。
无论是模块之间的互通、互操作,还是应用构件的搭建与跨环境( 络、数据库等)的部署和管理,都需要基础层次的支撑,其中的基础支撑环境需求之一就是中间件。概括地讲,ERP系统所应集合的中间件,目前涉及如TongLINK/Q、MQSeries一类的消息中间件;TongEASY、Tuxedo、MTS一类的交易中间件;新一代ERP系统还将用到基于EJB、CORBA或DCOM技术的Web应用服务器。从技术上看,中间件可以为ERP系统提供以下好处:
■ 可靠性:提供一个坚固的系统运行环境,具有强大的故障恢复能力、系统重新启动和恢复能力、数据可靠传输能力等。
■ 可扩展性:提供动态部署能力,涉及交易方式、应用程序配置、对象服务嵌入等。
■ 可管理性:系统要实现有效的管理,管理内容包括应用服务器、操作系统进程和线程、数据库连接,以及 络会话等。
■ 数据一致性:交易完整性保障。
■ 应用安全性:包括最终用户身份认证、节点连接的安全认证、应用程序的安全认证、管理界面的访问权限控制、数据加密/解密功能、安全事件 警等。世界著名的Giga组织的研究 告,对ERP系统的中间件需求进行过深入分析。Giga组织认为,中间件可以在以下几个方面为ERP系统提供帮助:
■ 语义(Semantics)的通用标准:由于ERP厂商都有各自的接口API,对象的属性、类别、关系等缺乏通用标准,不同厂商的ERP应用不能互操作,服务对象不能即插即用。而中间件作为ERP的底层设施,可以屏蔽不同厂商ERP系统在API上的差异,为上层的ERP应用提供统一的接口。
■ 处理操作(Processes)的透明性:ERP系统的服务对象的操作接口通常没有与对象实体分离。对同一个服务对象的不同操作,必须在了解对象内部代码的前提下才能实现,处理操作的透明性不够。
■ 工作流(Workflow)与服务对象的静态绑定:工作流指一个业务操作从开始到结束的整个过程。由于企业业务流程的变化,ERP系统不得不重新对服务对象进行编译,其中大量工作是重复劳动,增加了ERP系统实施的难度。
■ 基于消息的应用集成机制(Message-based application):ERP系统在面对企业应用集成(Enterprise Application Intergration,EAI)需求时,中间件可以在服务对象之间的消息传递、远程进程按需启动管理、数据可靠传输和异步通信机制方面,为ERP系统提供基础服务设施。
■ 服务对象管理(Object management):服务对象状态管理、分布对象处理管理等,也是中间件可以发挥作用的地方。
■ 安全性(Security)问题:中间件也能起到一定作用,如身份认证、应用访问权限控制、数据加密等。
ERP对中间件的新需求
90年代以来,国外许多大型企业相继开始新一轮的业务流程重组(BPR)活动和企业资源规划(ERP)系统的建立。到90年代末的今天,Internet和Internet相关技术蓬勃发展,从根本上改变了企业的商业经营模式。新一代ERP系统应运而生。新一代ERP系统的核心特征是在原有基础上,加入了基于Internet的客户关系管理(CRM)与价值链管理(VCM)。从企业内部的生产流程来看,ERP本身并没有实质的变化,令人耳目一新的是企业对外经营方式的更新。
所谓客户关系管理(CRM),指的是使用从Internet上广泛收集的信息来识别和评估单个客户,分析其价值,并制订基于目标价值的战略,从而吸引并保持一个忠诚、有丰富回 的客户群。这是一个复杂、繁重,并且需要做大量客户化整理的过程。
价值链是一种基于Internet的新型商业模式,所连接的活动包括供应方关系、本地后勤、产品处理和需求方活动等。价值链管理所带来的价值是改善库存和供应链管理,同时完善风险管理,从而实现资金的有效使用。
国外一些著名的厂商,如Oracle、SAP、PeoleSoft、Baan、JDE、I2、Siebel等,都及时地推出新一代的ERP系统。国内的一些厂商,如用友、金蝶、利玛和博通等,也相继以Internet技术亮相。由于国内企业自身发展的局限,至今为止,ERP系统在国内实际上并没有真正得到普及。而新兴的客户关系管理(CRM)与价值链管理(VCM)系统的推广,也就成为众多国内企业的下一步计划。
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