面向服务的企业架构

曾森等：面向服务的企业架构面向服务的企业架构*曾森，范玉顺(清华大学自动化系国家CIMS工程技术研究中心，北京100084)摘要：定义了面向服务的企业架构、业务过程和活动类型，分析了企业架构内涵的演化、概念框架和服务视角，并在传统企业建模、IT规划和企业架构的基础上提出了面向服务企业架构及其规划过程，为分析面向服务环境下企业的业务、IT及其一致性提供了公共的理解和交流基础，有助于企业实时监控IT架构运营状况，进而预测、评估和优化企业业务过程性能，实现企业间的业务过程协作建模和执行。关键字：服务；面向服务；企业架构；面向服务企业架构；面向服务业务过程；服务视角；网络化的服务；业务性能中图法分类号:TP393文献标识码:AService-OrientedEnterpriseArchitectureZENGSen,FANYushun(NationalEngineeringResearchCenterforCIMS，DeptofAutomation,TsinghuaUniversity,Beijing100084）Abstract:Service-orientedenterprisearchitecture(SOEA),service-orientedbusinessprocess(SOBP)andactivitytypesaredefinedfirstly,thentheevolutionofmeaning,theconceptframeworkandserviceviewofenterprisearchitectureareanalyzed,andanSOEAanditsplanningprocessisproposedbasedonthetraditionalenterprisemodeling,ITplanningandenterprisearchitecturewhichisthecommonunderstandingandcommunicationfoundationoftheanalyzingofservice-orientedbusiness,ITandtheiralignment.IthelpstomonitortheoperationstateofenterpriseITarchitecture,thenpredict,accessandoptimizeenterprisebusinessperformance,andrealizeinter-enterprisebusinessprocessescollaborationmodelingandenactment.Keywords:Service；Service-Oriented；EnterpriseArchitecture；Service-OrientedEnterpriseArchitecture(SOEA);Service-OrientedBusinessProcess(SOBP);ServiceView;NetworkedService;BusinessPerformance1企业架构（EnterpriseArchitecture，EA）研究如何把业务功能与需求映射到IT系统，并为选择、设计、开发和部署企业所有的IT系统提供一种符合企业战略和业务功能需求的平衡的方法，从而避免采用单一的、难以动态变换的解决方案来驱动技术。同时，EA也为如何构造满足战略目标的系统提供了理解和交流的公共基础。随着企业经营和管理模式逐步从“以产品为中心”转向“以客户为中心”，服务已经成为众多企业审视内部业务流程和企业与外部环境关系的新视角。企业内各部门之间不再仅仅是业务过程上的联系，还应该从服务提供和服务使用的角度来更加紧密的相1*收稿日期：2006-12-28；修返日期：基金项目：国家“863”高科技(2006AA04Z151)；国家自然科学基金（60674080）互协作。正是在这样的背景下，面向服务架构（SOA）、IT服务管理和服务科学管理与工程（SSME）近年来逐渐受到人们的重视和推崇。从信息系统整个生命周期来看，SOA主要是关注网络化环境下信息系统的分析、设计与实施，IT服务管理则侧重于信息系统的运行、维护和整个IT架构的规划与维护，而SSME将研究广义的服务问题。由于这些都处于发展和研究之中，面向服务环境下的各种概念、内涵及其影响都有待进一步研究。面向服务的企业架构正是这样一个研究课题。此外，业务过程性能一直是企业管理层非常关注的一个问题。企业业务过程性能与企业内部众多信息系统的高效运行密切相关，而企业信息系统的性能优劣又与企业的IT基础设施是分不开的。传统的业务过程建模中基本没有考虑IT对业务性能的影响，那是因为传统环境下企业IT的粒度计算机应用研究和层次太低，尚难以把IT直接与业务挂钩，而且IT与业务是紧耦合的，IT对业务的影响比较固定，但随着SOA的提出和应用，“服务”这个概念大大拉近了业务与IT的关系，而且SOA的松耦合性使业务对IT的选择性大大增强，分析IT对业务的影响可以改善业务性能。本文提出面向服务的业务过程，将在定义和描述企业业务级服务（BS）、应用级的网络化的服务（NS）和IT技术级服务（TS）的基础上，从“服务”的视角出发，描述面向服务的企业架构，并建模和可视化面向服务的企业业务过程、企业IT架构（包括企业内部众多应用系统、数据、IT基础设施等）及其相互联系。从服务的角度建模和可视化两者之间的内在联系，不但可以帮助企业实时监控IT架构运营状况，进而预测、评估和优化企业业务过程性能，还可以实现企业间的业务过程协作建模。1企业架构的内涵企业是任何具有共同目标的组织的集合。它可以是一个政府机构、整个公司、公司的一个事业部或部门，或地理上相距很远但属于同一个所有者的多个组织的集合。在进行扩展企业的集成时，企业可以包括合作伙伴、供应商、客户和内部的业务单元。大型的公司或政府机构可以包含多个企业，甚至可以把所有政府机构总体上看成一个企业（如FEAF[1]，DoDAF[2]），所以企业可以分层（Hierarchical）和自包含（Self-Contain）。为了对领域范围和内容无比宽广且丰富的企业这个复杂系统进行分析，我们必须采用不同的领域范围、不同的抽象层次和不同的视角，这样才能降低其复杂度，但随之而来的一个问题是如何分析它们之间的相互关系和一致性。1．1架构和架构框架对于系统专家来说，最重要的是定义系统的架构。系统架构是创建它的专家们对系统的最高层次的共同理解，包括对系统、组件、组件间、组件与系统间及组件、系统与外部环境间的关系的理解。因此，架构（Architecture）是系统在组件级的形式化描述（即架构描述），及其规划和随时间演化（即架构过程）的原则和指南，以指导系统的实现，但它不牵涉具体的方法、工具、产品和过程。架构框架（ArchitectureFramework）则是可用于开发不同架构的工具——它描述了根据组件设计系统、组件间如何相互匹配的方法，还包含用于实现组件的一系列工具、公共词汇表、推荐标准列表和合适的产品以及开发和维护架构的过程。只要系统还在被使用，系统的架构就不可避免的将随着系统需求的变化而改变。架构框架能加速和简化架构的开发和改变，并使所设计的架构覆盖面更全面、能更好的适应环境的变化及其未来需求。在IT领域存在很多架构，它们具有不同的层次范围。最常见的是软件系统架构。当在企业最高层次考虑整个企业时，这就是企业架构（EA）；当关注企业的所有IT错误！未找到引用源。问题时，这就是企业的IT架构（ITA）；当关注企业的应用系统时，则称其为应用系统架构（ASA）；如果关注应用系统运行的硬件、底层软件和通信技术的话，那就是IT技术基础设施架构（TA）。1．2企业架构内涵的演化随着信息系统实施规模和复杂性的增加，Zachman[4]在1987年提出了使用逻辑结构来定义和控制系统组件的接口和集成的方法，采用与信息系统独立的描述性框架定义了信息系统的架构，并指明业务战略和信息系统战略的开发及其方法并不包含在架构框架中。Zachman框架对后来的框架研究有重要的影响。1996年美国的CCA－96错误！未找到引用源。提出了“IT架构（ITA）”的概念，美国管理与预算办公室（OMB）在M-97-16[5]中详细定义了ITA的内容和范围——ITA包括“企业架构（EA）”、技术参考模型和标准两部分。2000年11月，OMB在CircularA-130[6]中废除了M-97-16，也不再使用“IT架构”的说法，而把M-97-16中定义的ITA的内容全部归并到EA中。美国政府和国防部在企业架构及企业架构框架（EAF）方面的研究起了重要作用，促进了政府信息化和国防信息化的发展，使所有联邦政府机构的信息、资源共享和所有国防甚至跨国军事信息共享和系统互操作成为可能。随着EA的应用，很多从事EA的公司和组织应运而生，ZIFA[7]、Gartner[8]、IBM和TOGAF[9]是其中著名的代表，它们都有各自的EA、EAF和实践方法。总体上，EA的范围不断扩大。多数早期的企业架构集中在企业范围的技术基础设施架构（即EA＝TA），如早期的METAGroup和TOGAF。采用这种狭义的EA的项目集中于建立技术标准和原则，并常扩展为编制企业使用的各种技术的目录，以获取企业当前架构。但TA不足以说明企业的IT目标。显然，企业架构的目标必须在更大的范围进行处理，包括数据架构（DA）和应用系统架构，而不仅仅是技术架构（即EA＝TA＋DA＋ASA＝ITA）。这样可以处理诸如“客户的单一视图”这些问题，并能通过提升应用组合管理以减少交叉项目的冗余。但ITA难以保证业务和IT的一致性。现在很多组织的架构（如Microsoft和IBM的EA、DoDAF、FEAF等）强调把业务架构（BA）也包含到企业架构定义中来（即EA＝BA＋ITA）。甚至有的EA或EAF中还包括了对以上各个架构进行集成的集成架构、架构运营和维护框架及架构治理框架等[10]。企业架构范围的扩展是经济全球化、企业组织形式不断扩大、企业IT技术能力不断增强和企业间协作越来越广泛和深入的必然结果。曾森等：面向服务的企业架构2面向服务企业架构的服务视角面向服务的企业架构（SOEA）是考虑了SOA、SSME和服务的EA。相应的把SOEA中的业务过程称为面向服务的业务过程（SOBP），SOEA中研究的企业称为面向服务的企业（SOE）。和传统的EA一样，SOEA可以采用各种各样的格式和媒介来进行描述，但强调从服务的视角（SV）进行。服务是一个很宽泛的概念，它与产品相对应，是非物质化的，具有提供者和消费者，并且消费者参与到其实现过程中。可以从概念、逻辑和实现三个抽象层次把SOEA中的服务分为三类，即业务级服务（BS）——它是业务过程中业务功能的表示；应用级服务（即网络化了的服务，NS）——它是采用SOA理念和技术进行了服务化封装，能直接实现业务功能并可暴露的供服务消费者使用的IT系统（如Web服务等）；底层的技术架构级服务（即TAS）——它们不直接实现业务功能，表现形式上可以是传统的技术应用（TLA），也可以是对技术应用进行了服务化封装的可在网络上发布和使用的服务(TLS）。服务视角（SV）强调的利益相关者包括客户、购买者、所有者、用户、操作者、架构师、系统工程师、开发者、设计者、建立者、维护者、服务提供者、提供商、承包商和规划者等。在同一个视角下，不同的利益相关者关注的视图层次范围（视图尺度）是不同的，例如企业的客户和经营者关注的是BS，企业的技术基础设施维护人员关注的是TAS，而企业架构师则会关注BS、NS和TAS三个层次的服务及其相互关系（如图1）。图1服务视角显然，图4中的各利益相干者的关注范围只是一种示意图，由于架构的层次性，不同层次的规划者、架构者、设计者和维护者等会有不同级别的关注点。此外，各个级别间的服务是有关联的，例如安全服务就涉及到三个层次，当然在不同的层次会有不同的关注点、关注内容和表现形式。而且，不同的利益相