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系统(tǒng)集成的下一代进化:“区块链即集成”

2019-2-8 08:37

来(lái)源(yuán): Odaily星球日报(bào) 作者: Bilgin Ibryam

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多(duō)年以来,让企业/组织(zhī)最为头疼的(de)一个问题就(jiù)是自己的系统没(méi)有较(jiào)强的集成性,而(ér)且(qiě)难以形成一个基(jī)于特定行业的去信任(rèn)网络(trustless network)。

不过现在,区(qū)块链和分布式账本技术(shù)(DLT)可(kě)能成为实现这一颠覆性(xìng)愿景(jǐng)的基础(chǔ)。

企业(yè)级集成
对于一些大(dà)公司(sī)和大(dà)型机构组织而言,他们的应用程序和 APP 大都是在“孤(gū)岛”中独立运行,这些“孤(gū)岛(dǎo)”往往需要共享数据和功能才能“步调一致”地(dì)运行。对于单个(gè)企业而言,如果(guǒ)想要实现数据和业务流程共(gòng)享,就(jiù)必须要与其他系统和应用程序进行对接,而这个过程(chéng)就(jiù)被称为“企(qǐ)业应用程序集成”(EAI:Enterprise Application Integration)。

另一方面,在共享数据和功能的时(shí)候(hòu),企业(yè)/组织往往希望寻求一种能够(gòu)控制方式来管理整个流程,也(yě)只有在这种情况下,他们才能放心地把(bǎ)关键业(yè)务流程(chéng)集成(或自动化)扩展到(dào)组织外部。这其(qí)实是“企(qǐ)业应用程序(xù)集(jí)成(chéng)”的一种扩展,可以通过一种被称为“B2B 集(jí)成”的消息标准交换结构(gòu)化数据来(lái)实现(xiàn)。

从根(gēn)本上(shàng)来(lái)说,“企(qǐ)业应用程序(xù)集成”和“B2B 集成”这两个专(zhuān)业术语都(dōu)是指跨越多个(gè)系统(有时(shí)也涉及(jí)多方)的数(shù)据和(hé)功能集成(chéng)过程。然而(ér)需(xū)要注意的是(shì),企业内部系统(tǒng)和业务流程会不断发展,而支持 B2B 统一化的技术也在不断进步。

企业/组织系统集成技术的进化
到目前(qián)为止,我(wǒ)们似乎很少看到某一个企业/组织的系统集成技术成为(wéi)主流,因为这种技术的发展通常是建立在彼此支持(chí)的基(jī)础之上,而(ér)现(xiàn)实(shí)世界里(lǐ)的商业竞(jìng)争往往让企业/组织之间变得越来越(yuè)封闭。在(zài)此,我们(men)并不(bú)是要专注于某个特(tè)定技术、或是某个特定的年份,而是(shì)尝试(shì)观(guān)察最近几十年来的(de)发展,以便让大家了解为什么说区块链会是下一个(gè)技术迭代的(de)关键要素。

下表是集成技(jì)术的(de)进(jìn)化历史概览(lǎn):

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接下来,我们(men)要探讨上表中列出的每个进化过程中是如何实(shí)现技术进(jìn)步的。

数据(jù)集成
数据集成是最古老的跨系统信(xìn)息(xī)访(fǎng)问机制之一,它具有以下两个主要示(shì)例:

1、通(tōng)用数据库(kù)方法被用于企业内部的系统(tǒng)集成;

2、文(wén)件共享方(fāng)法被用于企业内部和企业之间的数(shù)据交换。借助FTP等通(tōng)用协议,文件共享让应用(yòng)程序数据在不(bú)同设备和操(cāo)作系统之间被交换。

但是这两种(zhǒng)方法都(dōu)不是实时(shí)的,而且只能通过批处理的方(fāng)式才能完成数(shù)据集成操作,因此在(zài)可扩展性和可(kě)靠性方面都存在一定的局限(xiàn)性。

功能集(jí)成
数据集成提供(gòng)了非(fēi)实时的数(shù)据交换(huàn),而(ér)这(zhè)里将要描述的功能集(jí)成(chéng)则(zé)提供了实时的数据(jù)交换和功能交换:

1、远程过程调用(Remote procedure call)通过(guò)“隐藏”了(le)网络和数据编组复杂性(xìng),将基于套接字的低(dī)级别集成(chéng)进行了重(chóng)大优化,但是它其(qí)实(shí)是一个依赖于语言的、早期点对点的客户端-服务器架构(gòu)。

2、对象请求(qiú)代管者体系结构(Object request broker architecture)使用(yòng)公用对象请求代管者体系结构(CORBA)、分布式组件对(duì)象模式(shì)(DCOM)、以及(jí)远程方法调用(RMI)实现,并引入了(le)代管者组件,该组件(jiàn)允(yǔn)许不同语言的多个应用程序(xù)重复使(shǐ)用相同的基础结构并(bìng)以(yǐ)P2P的(de)方式相互通信。此外,公用对象请求代管者体系结构模型(xíng)还具有命名、安全性、并发性、事务性、注册表、预计与语言无关的接(jiē)口定(dìng)义概念。

3、消息传递在应用程序之间(jiān)引(yǐn)入了时间解(jiě)耦(temporal decoupling)的概念,并确(què)保异步消息传递。(耦合是指(zhǐ)两个或两(liǎng)个(gè)以上的体系或两种运(yùn)动形(xíng)式间(jiān)通过相互作用而(ér)彼此影响以至联(lián)合起来的现象。 解耦就是用数学方法将两种(zhǒng)运动(dòng)分离开(kāi)来处理问题,常用解耦方法就是忽略或简化对所研(yán)究(jiū)问题影响较小的一种运动,只分(fèn)析主要的运动。)

到目前为止,我们已经(jīng)看(kàn)到(dào)了许(xǔ)多技术进步,但是他(tā)们主要关注(zhù)的是(shì)系统集(jí)成而不是应用(yòng)程(chéng)序集成(chéng)。从批处理(lǐ)到实时数据交换、从点对点到 P2P、从同步到异(yì)步,所有这(zhè)些方法都不关(guān)心、或(huò)是不控制他们交换的数据类型(xíng),也不(bú)会强制(zhì)验证(zhèng)数(shù)据。尽管如此,这种(zhǒng)早期的集成基础设施通过交换(huàn)基于电子数据(jù)交换(EDI)格(gé)式的数据来实(shí)现 B2B 集(jí)成,但是他们其实并不了解企(qǐ)业数据(jù)和(hé)业(yè)务流程,或者(zhě)只(zhī)了解了(le)其中的一部分。

使用公用(yòng)对象请求代管者体系结构,我们可以(yǐ)更早地(dì)尝试应用程序接口、以及对应(yīng)用程序集成(chéng)有用(yòng)的服务。

面向服务架构
面向服务架构(SOA)的(de)主要目的,其实是推出一系列 Web 服务标准:

1、XML 提(tí)供了与语言无关的数据交换格式;

2、SOAP 提(tí)供了通用消息格式;

3、WSDL 提供(gòng)用于描述服务接口的独立格式。

这一(yī)切都是构成Web服务的基础,这些(xiē)标准与企业(yè)服务(wù)总线(ESB)和业(yè)务(wù)流程(chéng)管(guǎn)理(BPM)相结合,使集成更专注于(yú)业务集(jí)成语言。相比之下,之前(qián)的技术更多地(dì)是在系统(tǒng)层面进行(háng)集成。

ESB 全称为 Enterprise Service Bus,即企业服务(wù)总线。它是传统中间件技术与(yǔ) XML、Web 服(fú)务等(děng)技术结合的产物(wù)。ESB 提供了(le)网(wǎng)络中最基本的连(lián)接中枢,是构筑企业神(shén)经系统(tǒng)的(de)必要(yào)元素。ESB的出现改变了(le)传统的软(ruǎn)件架构(gòu),可以提(tí)供比传统中间件产品(pǐn)更为廉价(jià)的解决(jué)方(fāng)案,同(tóng)时(shí)它还可以消除(chú)不(bú)同应用之间(jiān)的技术差异,让不同的应用服务器协调运作,实现了(le)不同服(fú)务之间的(de)通信与整合(hé)。从功能上看,ESB 提供了事件(jiàn)驱动和文档导向的处理模式,以及(jí)分布式的运行管理(lǐ)机制,它支持基于内容的(de)路(lù)由和过滤,具(jù)备(bèi)了复(fù)杂(zá)数据的传输(shū)能力,并可以提供一系列的标准接口;另一方面,BPM,即业务流(liú)程(chéng)管理,是一种以规(guī)范化的(de)构造端到端(duān)的卓越业务流程为中心,以持(chí)续(xù)的提高组织业(yè)务绩(jì)效为目的的系统(tǒng)化方(fāng)法,常见商业(yè)管理教育如 EMBA、MBA 等均将 BPM 包(bāo)含在内。

Web 服务让系统不再盲(máng)目地交换数据,而(ér)是按照机器可读的合约(yuē)和接口定(dìng)义来交换数据(jù),此(cǐ)类(lèi)合约能够让某个系统和其(qí)他系统(tǒng)进行交互之前理解、并验证(zhèng)数据。

这里还包含了微服(fú)务架构,就其核心而言,微服(fú)务架构(gòu)构建、并改进了面向服务架(jià)构和企业服务总线——此阶段的(de)主要进化,是围绕分布式系统(tǒng)从Web 服务向基于(yú)表(biǎo)述性状态传递(dì)的交互过渡。

表述性(xìng)状态传递(英文:Representational State Transfer,简称REST)是 Roy Fielding 博士在 2000 年他的博士论文中提出来(lái)的一种软(ruǎn)件(jiàn)架(jià)构风格,它是一种(zhǒng)针对(duì)网络应用的设计和(hé)开发(fā)方式(shì),可以降低开发的复杂性,提高系(xì)统的可伸缩性。目前在三种主(zhǔ)流的 Web 服务实现方案中,因为(wéi) REST 模(mó)式的Web 服(fú)务(wù)与复杂的 SOAP 和(hé) XML-RPC 对比来讲明(míng)显的(de)更加简洁,越来越多的 Web 服务开始采用(yòng) REST 风格设计和实现。例如,Amazon.com 提供接(jiē)近 REST 风格的 Web 服务(wù)进(jìn)行图书查找;雅虎提供的(de) Web 服(fú)务也是 REST 风格的。

总之,这个阶段中,在通用(yòng)协议(yì)基础上,分布式系统(tǒng)也能获得(dé)通(tōng)用标准和合约定义(contracts definitions)。

基于(yú)区(qū)块链的集成(chéng)
虽然利用通用协议和(hé)标准对交换数据有一定帮助,但服务合(hé)约却无法提供隐藏(cáng)在合(hé)约背(bèi)后、并(bìng)在远程系统上运行的业务流程信息。一(yī)个(gè)业务请求可能(néng)在合约层面上有(yǒu)效,但在(zài)业(yè)务(wù)流程的某(mǒu)个状态下无效,这种(zhǒng)情况会在两(liǎng)方之间进行集成的时候——比(bǐ)如在客户端(duān)-服务器模型(xíng)、以(yǐ)及在 P2P 模型中多个(gè)参(cān)与方之间进行集成的时候产生很多问题。

有时多个(gè)参与方也会是同一(yī)业务流(liú)程的(de)一部分,有时业务流(liú)程也会被其中一方而非所有各(gè)方(fāng)拥有。而这种能够让(ràng)多方互动正(zhèng)常运作的先决条件,就是(shì)要确(què)保(bǎo)共同业务(wù)流(liú)程(chéng)及其当前状(zhuàng)态的透明(míng)度。所有这一切,都让能够(gòu)在多方之(zhī)间实施分布(bù)式业务流(liú)程的区块链技术(shù)变得极具吸引(yǐn)力。

通过共享业务流程和包含状态,基于区块链技术(shù)的集成模型扩展了(le)共享协(xié)议(yì)和服务合约,而(ér)且所有参(cān)与实体都(dōu)能以智能合(hé)约(yuē)的形式共享同(tóng)一业务流程。但是(shì),为了验证(zhèng)业务请求(qiú)、处(chù)理并得出相同的结论,业务流程(chéng)也需要(yào)保持相(xiàng)同的状态,而这只有通过分(fèn)布式账本才能实现。共享智能合约过去(qù)的全(quán)部状(zhuàng)态并不是实现这(zhè)一目标的手(shǒu)段,而是共享(xiǎng)业务(wù)流(liú)程(chéng)运行的先决条件。

从这个角(jiǎo)度来可,区块链可以被看(kàn)作是系统集成进化的下一个阶段(duàn)。正如我们接下来(lái)将会深(shēn)入解释的(de)那样,区块链网络(luò)可以充当一种分布式企业服(fú)务(wù)总(zǒng)线和业(yè)务流程管(guǎn)理机制(zhì),它不会包(bāo)含在某(mǒu)个单(dān)独的(de)业务实体之中,而是跨(kuà)越覆盖(gài)到多个企业组织内。下图(tú):集成技术开始从封闭(bì)系统进化(huà)到共享系统(tǒng):

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首先是协议(比如(rú) FTO),然后(hòu)是应(yīng)用程序(xù)接口合约(比如 WSDL、SOAP),接下(xià)来是业务(wù)流程本身(比(bǐ)如智能合约),最后数据(jù)会移(yí)出到封闭系统之外,进入(rù)公共共享(xiǎng)空间,并成为集成基础设施(shī)的一部分。在某(mǒu)些方面(miàn),这(zhè)种趋(qū)势(shì)类似于微服务的横切责任(cross-cutting responsibilities)从服(fú)务内部转(zhuǎn)移(yí)到(dào)支持平台。

通过区块链(liàn),通用数据模(mó)型(xíng)和当前业(yè)务流(liú)程可以(yǐ)从企业内部转移到共享业务(wù)网络上。但(dàn)需要注意的是,这种(zhǒng)方法并非普(pǔ)遍使用(yòng),甚至不(bú)太可能成(chéng)为一种主流系统集(jí)成机制(zhì)。因为只有(yǒu)当网络中的(de)所有参与方对数据模型和业务流程具有相(xiàng)同的理解时,才有可能采取这种行动。所以,基于区块(kuài)链(liàn)技术(shù)的系(xì)统集成只适用于(yú)那(nà)些(xiē)有标(biāo)准化业务流程的行业,比(bǐ)如金融(róng)供应链、医疗保健等。

系统集成(chéng)迭代
至此(cǐ),我们已经(jīng)按(àn)照(zhào)时(shí)间顺序了解了集成技术的进化,现在可以更全面(miàn)地了解B2B集成进(jìn)化的各个(gè)主要阶(jiē)段:

第(dì)一代(dài):系统(tǒng)集成协议

这其实是在公用对象请求代管者体系结构(CORBA)和(hé)面向服务结构(SOA)之前的集成技术,主要(yào)利用(yòng)通用协议(yì)进行数(shù)据交换,这种方式并不会理解数(shù)据、合(hé)约和(hé)业务(wù)流程:

1、集成(chéng)模式(shì):客户端-服务器,其中(zhōng)服务器组件(jiàn)仅由一(yī)方控制,典型(xíng)的(de)示(shì)例(lì)有(yǒu)数据库、文件服务器、消(xiāo)息代(dài)理等;

2、显(xiǎn)式共享基(jī)础架(jià)构(gòu):低级系统协(xié)议(yì)、以及诸如FTP这样的应用程序(xù)接口;

3、隐式非共享基础架(jià)构(gòu):应(yīng)用程序合约、数据(jù)格式、以及不支持通(tōng)用基础基础架构(gòu)的业务流(liú)程。

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第二代:应用程序集成合约

第一代系统集成(chéng)技术(shù)使用的是(shì)几(jǐ)年前的系(xì)统协议,允(yǔn)许应用程(chéng)序以通用合约的形式共享应用程序接(jiē)口(kǒu)。而第二代系统集(jí)成技(jì)术已经能够让应用程序了解(jiě)数据、以及数据结构和潜在错误条件(jiàn)了,不过这一代(dài)技(jì)术仍然(rán)无法了解系(xì)统中的业务(wù)流程和当前状态:

1、集成模式:利(lì)用合(hé)约描述应用程序接口的客户端-服务器模(mó)型(xíng);

2、显式共(gòng)享基础架构:协议、应用(yòng)程(chéng)序合约和应用程(chéng)序接口定(dìng)义;

3、隐式非共享基(jī)础架(jià)构:业务流程和远程状态仍是私(sī)有的。

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第三代(dài):分布式业务流程

第三(sān)代(dài)系统集成技术是基于区(qū)块链技术的(de)一代,并且又(yòu)向前迈进了一步,但该技术仍然需要证明是一个可行的(de)企(qǐ)业级系统集成架构。区块链系统集成(chéng)技(jì)术使(shǐ)用 P2P 协(xié)议(yì),并且(qiě)能够在多(duō)个系统之间共享业务流程,这些系统都是由去信任(rèn)的各方控制的。之(zhī)前的系统集成技(jì)术需要对共享协议(yì)和应用程序接口的理解,但这需要依赖对完整(zhěng)业务流程及其当前状态的(de)共同理解,也(yě)只有这样才能形成(chéng)有意义(yì)的跨组织分布式业务流程网络,并从中获(huò)得回(huí)报:

1、集成(chéng)模式:通过与(yǔ)分布式(shì)业务流程形成业务往来(lái),实(shí)现多(duō)方(fāng) P2P 集成(chéng);

2、显式共享基础架构:业务流程(chéng)及其所需的状态;

3、隐式非共享基础(chǔ)架构(gòu):其他(tā)非流程相关的状态。

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实际上(shàng),有许多基于区块链(liàn)项目采(cǎi)用了不同的(de)方法也解决业务集成难题,在(zài)此我(wǒ)们列举一些 B2B 集成领域里最(zuì)受(shòu)欢迎、也(yě)是最(zuì)有趣的许可开源(yuán)区(qū)块(kuài)链项目:

1、Hyperledger Fabric 是目前最受欢迎(yíng)、也(yě)是最先进的区块链框架(jià)之一,最初(chū)由 IBM 公司(sī)开发,现在已经(jīng)是 Linux Foundation 项目的一部分了;

2、Hyperledger Sawtooth 最初是由英特(tè)尔公司开(kāi)发(fā)的项目,现在也(yě)归入了 Linux Foundation 旗下(xià)分布(bù)式项目,它(tā)以可(kě)更换的模(mó)块化和完整组件而广受欢迎(yíng);

3、Quorum 是一个基于以太坊区块链的企(qǐ)业级(jí)分布式系统解决方案;

4、Corda 是另一个基于Java虚(xū)拟机中间件技术的(de)技术,能够让企业利(lì)用合约交易、交换价值。

现阶段,已经由很多企(qǐ)业/组织使用上述系统框(kuàng)架构建了业(yè)务(wù)网(wǎng)络(luò),使(shǐ)网络中(zhōng)的成员组(zǔ)织(zhī)能够利用这(zhè)种新型集成模式互相(xiàng)集成和交互。当然(rán),除了(le)上述(shù)提供网络节点的全(quán)栈区块链项目之外,还有一些“混合(hé)”解决方(fāng)案。举(jǔ)个(gè)例子(zǐ),Unibright 项目旨在利用自动生成的智能合约,将熟悉(xī)的标准(比如(rú) BPMN)中定(dìng)义的内(nèi)部业务流(liú)程与现有区块链网络连接起来。这种智(zhì)能合约(yuē)可(kě)以有公有链(liàn)和私有链生成,并且成(chéng)为企业之间另一个系统(tǒng)集成支柱(zhù)。

实(shí)际上,区块(kuài)链技术已(yǐ)经(jīng)开始尝试在我(wǒ)们现实生活中的很多领域里应用。一些(xiē)公有链(liàn)项目(mù)声称将利用这一新兴技术来改变(biàn)世界,相比之下,私有(yǒu)链和许可区块链并没(méi)有做出太多这样(yàng)的承诺,而是在稳步向(xiàng)前发展。

总结
企业(yè)级的集(jí)成往往(wǎng)具有很多细节上的问题,比如所有系统都是由一家实体所控制、参与(yǔ)者之间具有某种程度的信(xìn)任等等。就目前而(ér)言(yán),这些问题仍(réng)然(rán)由现代(dài)企(qǐ)业服务总(zǒng)线、业务流程管(guǎn)理和微服务架构(gòu)来解决的。

但是,当我们谈(tán)到多方参与的 B2B 集成时,和传统(tǒng)企业级集成所遇到的问题就不太一样了。这(zhè)些系(xì)统基本上会由多个企业/组织控制,单独一方无(wú)法(fǎ)查看业务流程,互相也不(bú)信任——在这种场景下(xià),我们(men)看到企(qǐ)业/组(zǔ)织开始尝试(shì)一种全(quán)新的、基于区块链(liàn)的集成(chéng)技(jì)术,这种技术不仅依赖于协议与合约的(de)共享,还依赖于(yú)端到端的业务流程和(hé)状态共享。

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需要说明的(de)是(shì),“区(qū)块链即集成”(Blockchain as Integration)这种趋势与区块链(liàn)行业(yè)内(nèi)多年来不断发(fā)展(zhǎn)的总体(tǐ)方向是一(yī)致的,即从共(gòng)享最低限度的协议(yì),到以(yǐ)合(hé)约、应用程序接口和(hé)现有业务流程和状态的(de)共享。

这种共享集成基础架构能够支持全新的(de)、透明(míng)集成模型——其中(zhōng),先前那些(xiē)不公开的(de)业务流程现在将在开源协(xié)作模(mó)型下被共(gòng)同拥有(yǒu)、共同拟定、共(gòng)同构建(jiàn)、共同(tóng)维护、形成标准化。也只有在这种情况下,才能(néng)够让企业/组织获得激励、共享业务流程并(bìng)形成(chéng)一个互利互(hù)益的网络(luò),促进联合(hé)创(chuàng)新(xīn)、标准化、以及更深层次的集成。
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