基于XML和消息中间件的信息交换模型研究
时间：2020-09-18 07:57:59 来源：达达文档网 本文已影响 人 
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摘 要：针对程序开发者各应用程序间没有统一数据传输标准，很难实现程序间的交互这一问题，提出了基于 XML 和消息中间件的统一的信息交换模型，实现了各区域间信息的共享与交互。
关键词：信息交换模型；消息中间件；XML
引言
信息交换是指不同计算机应用程序之间互相交流有用信息，便于跨平台、跨数据库进行数据交换，主要应用于电子商务、远程服务、数据集成等领域。信息交换的前提条件是进行信息互换的应用程序间有着统一的数据传输标准，但是，目前不同的应用程序由于采用的开发技术或者开发平台不同，导致各个应用程序均使用自身的专有信息通信格式，很难实现各应用程序之间的信息交互。
针对以上问题提出了一种基于XML和消息中间件的信息交互模型，有效提取出各信号机提供的数据，实现系统控制区域的动态划分和合并，以及各区域间数据的共享与交互。
1 XML与消息中间件
1.1 XML技术
1998年，互联网联合组织（W3C，World Wide Web Consortium）发布XML（eXtensible Markup Language，可扩展标记语言），该语言将SGML（标准通用标记语言）的功能和HTML的易用性结合在了 Web应用中，扩展性和可验证性较好，而且易于使用和易于移植。因此，XML在一些中间件、电子商务等领域大受欢迎[1]。
XML单独处理文档的三个要素（数据、结构和显示格式）。显示方式主要通过在StyleSheet（样式表文件）中保存，改变文档显示方式只需要通过修改StyleSheet即可，许多复杂的数据关系都可以通过XML 的自我描述性表现[2]，方便基于XML的应用程序准确查找XML文件中的数据，XML可以作为数据交互标准实现不同系统间的通信[3]。
1.2 消息中间件技术
中间件位于操作系统和应用程序之间的一类软件，封装了一类应用程序的共性并且提供相应的API进行二次开发，最终完成一个应用程序。中间件主要分为底层中间件和高层中间件。前者主要为了解决某一类问题或者支持单个应用程序；后者侧重于整合应用程序，和若干个应用程序都有交互，一般运行时都是基于底层中间件的。
消息中间件实现的信息交互的主要特点是消息传递机制是高效可靠而且平台无关的。基于消息排队以及传递模型，消息中间件可以支持多通信协议，实现了分布式系统的集成。MOM的基本组成包括消息和MOM提供者、客户端，前者主要指的是管理工具和相关API。由于MOM中提供的路由体系结构不同，所以MOM可以应用于集中式消息服务器上也可以由各客户端实现路由功能。ActiveMQ就是其中的一种。
2 信息交换模型设计
信息交换是指不同信息实体之间信息交互的过程而信息交换模型狭义是指服务于不同信息实体间信息交互的模型，广义是指连接多个应用程序的接口模型。信息交换模型主要运用于开发基于异构数据库的应用程序，完成跨平台的信息访问。信息实体间的信息共享或者信息交换过程一般都分为三个步骤：生成信息、传输信息和处理信息。不同信息实体有不同的需求和规范，所以各信息实体涉及的技术和处理流程均有差别。
2.1 模型研究
基于 XML /消息中间件的信息交换系统主要包括三部分：XML处理器、消息中间件以及信息交换终端[4]。XML处理器和各异构信息源连接，主要负责信息的采集、转换或者信息的解析；消息中间件负责完成网络环境下信息的传输；信息交换终端主要负责信息的加密和解密、信息的处理、信息的路由管理等。系统的总体结构如图1所示。
2.2 模型设计
2.2.1 信息交换逻辑。整个信息交换模型包括三部分：源终端信息交换系统，中间信息交换网络和目的终端信息交换系统，如图2所示。
源终端信息交换系统是信息交换过程中的发起方，比如交通信号控制系统中的后台软件管理员想配置某路口信号机的执行方案，此时负责发送信息的后台管理软件是源终端信息交换系统，被配置的路口信号机系统是目的终端信息交换系统。中间信息交换网络负责把信息通过适当的通信链路转发到目的终端信息交换系统。发送端应用程序发送信息时，首先源业务应用程序负责对原始信息进行处理和格式转换，然后将信息提交至源终端信息交换系统进行信息的封装，最后通过源终端信息交换系统把信息提交给中间信息交换网络。接收端应用程序接收信息时，中间信息交换网络负责将信息转发至目的终端信息交换系统，目的终端信息交换系统首先对信息进行验证，然后将正确而完整的信息发送至目的应用程序，目的应用程序根据需求对信息进行解析并且进行相应的业务处理。
2.2.2 信息交换网络环境配置。信息交换网络的集成主要是基于消息中间件的信息服务功能完成的。文章选用Apache 的Active MQ，Active MQ提供的标准、可靠、跨语言的信息传输系统，主要是提供了一个信息交换平台，负责管控和完成一个集成系统的各子应用程序间的通信过程[6]。Active MQ主要实现了信息的路由、转发以及基于主题的发布/订阅等功能。信息交换网络组成一个信息服务域，在该信息服务域中要求安装和配置Active MQ。
2.2.3 消息路由机制。信息交换的消息路由机制是基于主题实现的，以交通信号控制系统为例，消息路由机制如图4所示，交通信号控制系统和各路口的信号机控制平台的信息交换是通过消息中间件Active MQ实现的。Active MQ 属于发布/订阅型的消息中间件，交通信号控制系统作为发布端时的主题为“Teleseme Signal Messages”，信号机控制平台作为发布端时的主题为“Signal Teleseme Messages”。交通信号控制系统主动向信号机控制平台发送消息时，将消息发送至“Teleseme Signal Messages”队列中，作为订阅者的信号机控制平台便从该队列读取消息，信号机控制平台主动向交通信号控制系统发送消息时，将消息发送至“Signal Teleseme Messages”队列中，作为订阅者的交通信号控制系统从该队列读取消息。
3 结束语
文章设计的基于XML和消息中间件的信息交换模型，实现了各信号机提供的数据的有效提取，以及系统控制区域的动态划分和合并，但由于不同应用系统间数据量差异大，且有很多实时数据，如何进一步完善更加通用、可移植的信息交换系统，使其能够应用在更多的领域有待更深入研究。
参考文献
[1]Eric Jui-Lin，Ru Hui-Tsai.An empirical study of XML/EDI[J].The Journal of Systems and Software，2011（58）：271-279.
[2]赵一雪.基于XML数据库的数据查询优化的研究[D].哈尔滨工程大学，2006.
[3]王晓玲，栗金峰，董逸生.基于演化计算的XML数据的关系存储[J].计算机研究与发展，2003，7，40（7）：1110-1116.
[4]牛德雄，武友新，江恭和.基于统一信息交换模型的信息交换研究[J].计算机工程与应用，2005（21）.
[5]邹盟军，黄炜.基于消息机制和XML的数据交换中心的设计[J].电力系统及其自动化学报，2004（4）.
[6]史小平，赵玮.消息队列中间件技术研究与功能分析[J].内蒙古科技与经济，2009（2）.
作者简介：郭小丹（1980-），女，硕士，实验师，主要研究方向：计算机网络及单片机。
