(1)集中式整合,是将其它所有数据“剪切”或复制到一个数据库,集中到一个中心数据库进行管理。虽然整合采用最简单形式进行信息集成,但其实最难以实现。因为它要求把其它系统的所有数据都移动到一个数据库中,再进行集中管理。所以旧系统程序可能需要重新写代码,或因数据平台的改变,要完全放弃旧系统而开发新的应用系统(蓝永健,2008)。

(2)联合式整合,该模式将数据保留在原地进行更新与维护。表面上,集成数据在一个虚拟的数据库中,但实际数据仍然保存在原来的位置。Oracle数据库联合解决方案允许访问Oracle和非Oracle数据,同时隐蔽了应用程序数据的实际物理位置。此方式无须移动任何数据,因此联合是信息集成的最快方式。然而,由于是异地保存数据,访问异构数据库必然带来时间上的消耗,所以它难满足热点数据在访问性能与速度上的要求。

(3)共享式整合,该模式是指在多个应用程序数据存储器和数据库中同时维护多个信息副本。Oracle提供了许多信息共享功能,使用这些功能可搜索到经常访问的数据,从而减少响应时间,消除对远程数据存储的依赖性。

上述3种整合方法都涉及到异构数据库之间的连接,目前连接方式有普通连接和基于Oracle的透明网关,两种方式实际是异构服务中代理的两种类型,其大部分强大处理能力皆已融合在本身数据库中,并提供了能够完全利用Oracle数据库功能的信息集成的有效解决方案。

普通连接是通用的解决方案,透明网关是一种专为非Oracle数据库系统进行编码、量身定制的解决方案。它提供一种比普通连接拥有更好性能与更多功能的优化解决方案。普通连接依赖于业界标准,而透明网关使用它的本地接口访问非Oracle系统。透明网关亦经过端到端的认证。Oracle拥有的透明网关可以连接许多非Oracle数据源,如Informix,Sybase,My sql,Microsoft SQL server等。

共享式整合思想核心是在不影响现运行应用系统和数据的情况下,将现有不同数据库数据进行整合,达到异构数据库间的互连与互通,访问多个不同类型数据库像是访问同一种类型数据库,大大降低多个不同数据库数据整合难度,Oracle透明网关技术已经提供了成熟的解决方案。如图1所示,即通过Oracle访问、操作远程非Oracle数据库,该技术的实现包括三部分:第一部分,异构服务模块是Oracle数据库的内核部分,负责大部分异构连接的处理; 第二部分称为“代理”,由代理通用代码和驱动组成,其中代理通用代码是对所有基于异构服务产品的通用代码。而驱动是指与非Oracle系统直接交互的模块,实现从异构服务API到特定非Oracle系统API的映射。代理的位置可以与非Oracle系统在同一台机器上,或与Oracle Server在同一台机器上,或者单独在一台机器上; 第三部分是指非Oracle系统的远程数据库。这样就实现了通过透明网关操作Oracle数据库,操作其他远程非Oracle数据库数据。

图1 Oracle数据库异构服务模块
Fig.1 Oracle database heterogeneous services module

透明网关解决了异构数据库的互连互通问题,本文讨论的是异构数据库数据整合,且前提不能影响现有不同数据库平台上的应用系统,这些应用系统可能是B/S、C/S结构,运行的操作系统可能是Linux、Windows平台,开发语言可能是C⁺⁺、C#、Java等,因此,我们需要一种跨平台、跨语言且与具体实现无关的中间件,通过它实现数据与业务之间的松耦合,数据与业务分离,互不影响; 只改变中间层的实现即可自适应数据与业务的变化。ICE中间件可以轻易做到这些,这也是将其引入用来解决数据异构服务整合目的之所在。

ICE(Internet Communications Engine)简写是一种现代的面向对象中间件,可用于替代像CORBA或COM/DCOM/COM+这样的中间件(Henning,Spruiell,2009a,b)。它为各种有着苛刻的技术要求的应用提供了强大的网络基础设施; ICE 3.4 已实现对C⁺⁺,Java,Python,PHP,C#及VB的支持,ICE定义了自己的规范语言Slice,它用于使对象接口与其实现相分离的基础性抽象机制; 客户和服务器可以用不同的编程语言编写,可以运行在不同的操作系统和机器架构上,并且可以使用多种网络协议进行高效通信。

相比其它的中间件技术,ICE在架构上有如下的一些优势(刘裕,吴坚,2004):

(1)面向对象的语义。ICE是完全建立在面向对象模型基础之上。

(2)支持多个接口。对象可以提供多个不相关的接口,同时又跨越这些接口、保持单一的对象标识。

(3)支持同步和异步的消息传递。ICE提供了同步和异步的操作调用和分派,并且通过ICE Storm提供了发布—订阅消息传递机制。这样,可以根据应用的需要来选择通信模型。

(4)语言无关性。客户和服务器可以分别部署,所用语言也可以不同。

(5)无关性。客户及服务器与底层的机器架构屏蔽开来。

(6)操作系统无关性。ICE API完全是可移植的,同样的源码能够在Windows和UNIX等操作系统上编译和运行等。

(7)异步方法分派(AMD)是AMI 的服务器端等价物,AMD 操作通常会把请求数据(也就是回调对象和操作参数)放入队列,供应用的某个线程(或线程池)随后处理用。这样,服务器就使分派线程的使用率降到了最低限度,能够高效地支持大量并发客户。

总之,ICE中间件使开发人员可以专注于提高应用程序的质量及开发效率,可完成系统基础设施的部分任务(汤晓燕,徐竞,2009),其通信示意如图2所示。

图2 ICE中间件通信示意图
Fig.2 Schematic diagram of the ICE middleware communication

本系统模型主要给出了在Oracle环境下如何

无缝连接SQL Server的实现,当考虑DB2、Informix、Mysql和Sybase等其它异构数据库系统时,因系统模型的实现原理也是相同的,这里就不一一详述,整个系统的架构如图3所示,从图可以看出,以Oracle DB为中心,其上建立有连接Ms-SqlServer透明网关,左边的现有的应用系统和新的应用皆通过ICE中间件访问各种新老业务接口,这些接口通过Oracle DB透明网关操作oracle便可以方便快捷地访问远程的Sql Server DB,以此实现异构数据服务的跨平台、跨语言整合。

所有的服务皆定制在服务器端,通过如图3中间件接口向各种客户端应用(服务客户C/S模式、基于浏览器的B/S模式)提供新旧业务服务(前兆分析预报数据服务、测震地震目录服务、共享信息网站服务等),旧业务按旧业务定义服务接口,新业务按新要求定义提供新的服务接口,为此,新旧服务皆可通过该接口访问,从而统一提供服务,这样就可有效将各种分散的应用服务整合至一起。

从图3可以看出,欲在整合的数据拓展业务应用,两个关键点至关重要,分别是透明网关的配置和ICE业务接口实现,下面分别作具体实现介绍。

(1)透明网关的配置流程

①在Oracle Database中附加安装Oracle Transparent Gateway for Sql Server服务,且配置数据库别名;

②安装Ms-SQL Server客户端,并添加别名;

③安装Oracle Transparent Gateway for Ms-Sql Server后,可以在$Oracle_HOME下看到ora4msql

图3 系统构架图
Fig.3 System architecture diagram

目录,编辑$Oracle_HOME/ora4msql/admin/initora4msq1.sql文件确认以下代码:EQ_CONNECT_INFO=别名.数据库名。如“EQ_CONNECT_INFO=SqlServer_Listener.DB_EQ”,其中SqlServer_Listener是②中配置的别名信息,DB_EQ 是①配置中的数据库名;

④编辑Oracle数据库相关文件参数。注意配置两个文件; $Oracle_HOME/network/admin/listener.ora,该文件是Oracle监听器进程的配置文件,$Oracle_HOME/network/admin/tnsnames.ora,该文件的配置主要提供的tnsname到主机名或者ip的对应。

⑤在Oracle上创建Db Link。

(2)ICE定义并实现接口流程

实现流程:①编写ICE接口文件; ②选择开发语言,生成相关类和接口; ③开发Server端; ④开发Client端; 最后部署Server端、运行Client端。几个关键部分实现介绍如下:

①Slice 定义

第一步是编写一个Slice 定义,其中含有应用所用的各个接口,具体可参阅ICE官方文档说明,定义的文件命名为EQDBGateway.ice。

② Slice定义编译映射至目标语言

Slice定义编译可以映射至多种语言,本文以映射到C⁺⁺为例,编译上节的Slice 定义,生成C⁺⁺代理和骨架。在UNIX 上,编译定义为:$ slice2cpp EQDBGateway.ice。slice2cpp 编译器根据这个定义生成两个C⁺⁺源文件:OperatorDB.h 和OperatorDB.cpp。

OperatorDB.h 头文件含有与OperatorDB接口的Slice 定义相对应的C⁺⁺类型定义。在客户和服务器源码中必须包括这个头文件; OperatorDB.cpp 文件含有OperatorDB接口的源码。所生成的源码同时为客户和服务器提供针对特定类型的运行时支持。例如,它包含了在客户端整编参数数据的代码,以及在服务器端解编数据的代码。必须编译OperatorDB.cpp 文件,并把它链接进客户端和服务器。

③ 用目标语言实现服务器接口

因这部分接口的实现开发语言是可选的,实现的方式也不尽相同,每种语言实现方式的已经比较成熟,相关参考资料也比较详尽,具体实现代码在此省略。