集群应用服务的研究与实现

李 娜

（南京高达软件有限公司，南京 210012）

0 引言

与普通移动通信系统相比，集群通信主要用于专用移动通信领域，如大型企业、港口、轨道交通、出租车行业、应急通信等；通过功能整合，提供了多种功能选择和创新融合，为生产和指挥提供专业的指挥和协调。集群通信系统中，行业应用作为重要发展方向，受到了越来越多的关注。集群应用服务给用户提供了方便灵活和专业化的服务，充分发挥了集群通信系统快捷、高效的特点。但是，众多的功能应用服务直接作用于调度系统，造成了集群调度系统的庞大和繁杂，也带来的部署和选择的不灵活，因此应用服务的实现需要得到改进。

1 应用服务实现的三个阶段

1.1 分而治之的应用服务

集群通信的应用，除基本的通话外，还包括地图定位、视频功能、门禁业务、警务综合业务、加密服务等等，业务类别的不断增加，系体积日益庞大。为了降低系统内多功能的耦合度，首先需要分治的独立应用服务程序，每个业务程序实现一种功能，如划分为短信服务，定位服务，门禁、视频业务服务等，分别独立的和集群通信系统协同工作完成其主要的业务流程和功能。以多个独立应用服务为基础，提供可裁剪和定制的应用服务的合集。通过选配应用服务程序，为集群用户提供定制化服务和特色功能。

1.2 增加透明通道化的接入中转服务

在独立的应用服务的基础上，第二阶段考虑将独立的应用组装起来满足各有不同的行业应用，即增加透明通道化的接入中转服务。

接入中转服务一个必须具备的基础能力是完成在各个具体应用服务间的转发需要。如果对这个转发基础的能力进行细分，那么消息会需要处理请求和与请求相对应的响应对或与某条请求消息对应通知、上报消息，这么几大类的消息。集群通信系统中，不同的业务逻辑目前是以消息驱动的方式触发流程进行，因此接入中转服务，保持对外统一的接口消息定义方式；通过制定不同的消息处理策略，应对不同的中转流程。接入中转服务的接口转发策略，目前有以下几种：一是端点处理策略。比如心跳消息，比如认证消息，由接入服务进行管理和维护接入服务作为端点不需要进行下级转发，自身处理完毕后返回结果。二是固定端点转发策略。比如按照消息中指定的端点标志，往既定的端点应用转发，不需要校验业务处理单元和消息匹配。比如接收短信发给目标方的消息等。异步的通知类消息，我们可以将其看作特殊的响应类消息，是由于前期流程的请求消息的最终响应。三是请求响应匹配策略。此种策略是最常用策略，在处理需要同步或者异步等待结果的消息时使用，比如定位请求。同时也在处理一次业务逻辑结束时和业务处理单元匹配时使用通道化的应用接入服务为多定制化的行业应用提供了便捷、灵活、可扩展的方式接入集群服务，为其在多行业中的应用提供了基础。

1.3 提供服务总线的应用服务

应用服务的日渐增加，服务之间的交互的增加对集群应用服务提出了新的要求，比如按照内容路由、数据可靠性支持、以及基本的安全验证和流量控制等功能。第三阶段在透明接入服务的基础上提供服务总线的框架。

服务总线按照逻辑划分为如下几个分层：

端点服务接入层：端点服务可以通过配置文件新增或者修改，注册在接入服务器中。各活动端点应用信息，通过心跳信息和配置文件得知。接入服务保持和其他应用的心跳，并且将其他端点应用的服务状态通知到所有其他端点。

路由转发层：消息中含有端点标志。消息中的端点标志代表了消息的来源和去向，通过节点标志找到下游处理单元。动态模块化模型，提供了不同的行业应用的组合和分离。作为一个通用的行业应用业务通道，不能因为有新的行业应用就频繁修改接口，同时新接口的应用也需要兼容旧接口。尽量做到可扩展和兼容性，实现统一管理，统一验证，灵活配置。

安全保护层：作为对外的接入服务器，对于消息的安全性和完整性需要进行校验。安全验证信息不需要在各端点服务见互相配置，而在端点服务和接入服务中互配。消息中含有安全验证码，提供消息的有效性验证，可以通过通用的MD5算法对原始消息进行加密，接入服务器校验有效性后才进行转发。同时接入层提供服务中节本元素，如集群用户、群组的鉴权，提供初级的数据安全验证。

业务处理层：消息中含有唯一消息索引和业务单元索引。消息唯一索引ID标志一条消息，而业务处理单元索引作为一次业务逻辑的处理单位将多次交互组织和整合起来，并且区分与其他的业务处理单元。这种异步消息处理机制，可以实现业务系统之间真正的松耦合的结构。

监控和流量控制层：统一服务接入总线可以监控所有应用服务的消息流通和业务频度可以形成流量控制和告警等统计类业务。

以一个圈选摄像头发起视频功能为例进行说明：集群客户端首先通过服务总线发起定位圈选业务，定位服务器处理该业务并将圈选的结果返回给服务总线，回送客户端。集群客户端再次通过结果中的位置信息和摄像头信息发起视频上拉，结果通过服务总线返回客户端，即完成一次交互。

不同行业通过选配应用服务，统一接入服务总线，配合完成行业特色应用。

2 结束语

集群应用服务在集群系统中提供了多功能的整合使用，将应用服务独立划分并通过服务总线接入集群系统中，为集群系统中的多种特色行业应用提供了灵活的框架，在实际应用特别是行业应用中得到了好评。