關(guān)于數(shù)字校園和一卡通集成方案研究

文章出處：http://coolbang.cn 作者：張兆雷 杜炤 佟秋利 人氣： 發(fā)表時(shí)間：2009年03月31日

隨著高校信息化的推進(jìn)，校園一卡通的應(yīng)用越來越廣泛，在一卡通建設(shè)的過程中，不可避免要實(shí)現(xiàn)和數(shù)字校園其他應(yīng)用系統(tǒng)的集成。統(tǒng)觀各高校建設(shè)校園一卡通的過程，這種集成工作主要面臨兩種情形：數(shù)字校園尚未建設(shè)或數(shù)字校園已經(jīng)完善。對(duì)前一種情形，可以將一卡通系統(tǒng)作為校園信息化的基礎(chǔ)，通過推動(dòng)一卡通的建設(shè)，部署和完善網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)、管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用系統(tǒng)，這種開發(fā)方式結(jié)構(gòu)清晰、易于實(shí)施，各校園卡集成系統(tǒng)供應(yīng)商可提供成熟產(chǎn)品。

后一種情形在國(guó)內(nèi)高校中更具有普遍性，這是由于一卡通技術(shù)的成熟相對(duì)較晚。在這種情形下實(shí)現(xiàn)一卡通和數(shù)字校園的集成時(shí)，必須遵循不能破壞現(xiàn)有數(shù)字校園的原則，這給一卡通的實(shí)施帶來許多困難。當(dāng)前主要的集成方案是，在數(shù)字校園提供的硬件和軟件基礎(chǔ)上，建設(shè)各種使用IC卡的應(yīng)用系統(tǒng)，如門禁系統(tǒng)，食堂消費(fèi)系統(tǒng)等。這種方案在不改變數(shù)字校園基礎(chǔ)架構(gòu)的前提下，引入一卡通應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)一卡通和數(shù)字校園的集成提供了一條有效途徑。但是，這種方案有許多內(nèi)在的缺陷。首先，它不能充分發(fā)揮一卡通的功能，例如，不能通過校園卡對(duì)學(xué)校的教學(xué)系統(tǒng)提供支持；其次，各高校的數(shù)字校園基礎(chǔ)架構(gòu)形式多樣，因此，每個(gè)高校開發(fā)一卡通應(yīng)用都是一份新的工作，相互之間無法形成可以借鑒的經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)成本很高。

針對(duì)這些問題，本文提出一種新的數(shù)字校園和一卡通集成的方案。首先明確了校園卡包含的內(nèi)容和校園卡在數(shù)字校園中的定位，然后描述集成方案的具體內(nèi)容和方法，并展示集成后數(shù)字校園的架構(gòu)。

1 一卡通在數(shù)字校園中的定位

一卡通是一個(gè)簡(jiǎn)稱，狹義上它通常指一卡通應(yīng)用，即可以使用IC卡的各種應(yīng)用系統(tǒng)。廣義上是指一卡通體系，這個(gè)體系的主體是提供基于IC卡的管理和應(yīng)用服務(wù)的一卡通平臺(tái)，同時(shí)還包括底層的硬件和軟件基礎(chǔ)架構(gòu)，以及安全體系和運(yùn)行維護(hù)體系。一卡通平臺(tái)提供的管理包括卡務(wù)管理和財(cái)務(wù)管理，提供的應(yīng)用服務(wù)包括身份認(rèn)證類服務(wù)和消費(fèi)類服務(wù)。

數(shù)字校園是校園信息化的主要組成部分，使用信息技術(shù)為高校的日常教學(xué)、科學(xué)研究、校務(wù)管理提供支持。數(shù)字校園的信息建設(shè)分為兩大類，即數(shù)字校園基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)字校園應(yīng)用系統(tǒng)。數(shù)字校園基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)包括網(wǎng)絡(luò)、硬件、基礎(chǔ)軟件和公共平臺(tái)；應(yīng)用系統(tǒng)包括教務(wù)系統(tǒng)、人事系統(tǒng)、科研管理系統(tǒng)、后勤系統(tǒng)等。

IC卡作為在校師生的身份標(biāo)志和電子錢包，不僅可以應(yīng)用于門禁、食堂等一卡通應(yīng)用系統(tǒng)，也可以用于教務(wù)注冊(cè)、科研費(fèi)用管理、圖書館管理等已有的數(shù)字校園應(yīng)用系統(tǒng)。一卡通平臺(tái)對(duì)IC卡進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)IC卡的各種功能，為使用IC卡的應(yīng)用系統(tǒng)提供公共服務(wù)，因此，一卡通應(yīng)當(dāng)作為數(shù)字校園的基礎(chǔ)設(shè)施，而不是簡(jiǎn)單的應(yīng)用系統(tǒng)。

2 集成方案

一卡通建設(shè)面臨的現(xiàn)實(shí)情況是：首先，數(shù)字校園本身已經(jīng)非常完善，其次，一卡通應(yīng)當(dāng)作為數(shù)字校園的基礎(chǔ)設(shè)施，完成和數(shù)字校園的集成。因此，新的集成方案應(yīng)當(dāng)遵循以下原則：

1.一卡通的建設(shè)不能破壞現(xiàn)有數(shù)字校園的架構(gòu)
2.一卡通的建設(shè)能夠提升現(xiàn)有數(shù)字校園的應(yīng)用，同時(shí)要提供完備和標(biāo)準(zhǔn)化的公共服務(wù)。

除此之外，還應(yīng)當(dāng)遵循一卡通建設(shè)本身的一些原則。

基于上述原則的一卡通和數(shù)字校園的集成方案，主要內(nèi)容包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、一卡通平臺(tái)、一卡通應(yīng)用和數(shù)字校園的集成。下面以清華大學(xué)一卡通建設(shè)過程為例，說明這種新的集成方案。

2.1 一卡通專網(wǎng)和校園網(wǎng)的結(jié)合

在完善的數(shù)字校園中，校園網(wǎng)是校內(nèi)應(yīng)用和數(shù)據(jù)交流的基礎(chǔ)。一卡通的身份認(rèn)證業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)可以通過校園網(wǎng)來傳輸。由于一卡通具有消費(fèi)的功能，需要處理大量的財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)。相對(duì)與采用基于校園網(wǎng)的虛擬專網(wǎng)，一卡通物理專網(wǎng)能夠更好的保證財(cái)務(wù)應(yīng)用和數(shù)據(jù)的安全。
一卡通體系的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖1所示：

圖1 一卡通體系網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

一卡通專網(wǎng)和校園網(wǎng)之間是物理隔離的，一卡通體系中，凡是涉及消費(fèi)、轉(zhuǎn)賬等財(cái)務(wù)功能的應(yīng)用，部署在一卡通專網(wǎng)內(nèi)，可以保證財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)的安全；完成對(duì)身份的認(rèn)證、查詢等的應(yīng)用，部署在校園網(wǎng)內(nèi)，可以方便的和數(shù)字校園其他應(yīng)用進(jìn)行對(duì)接。財(cái)務(wù)應(yīng)用包括一卡通消費(fèi)數(shù)據(jù)庫(kù)、消費(fèi)交易流水處理前置機(jī)和銀行交易流水處理前置機(jī)。由于一卡通消費(fèi)數(shù)據(jù)庫(kù)需要從校園網(wǎng)中獲取校園卡的黑白名單信息，同時(shí)要向校園網(wǎng)用戶提供對(duì)財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)的查詢，所以在一卡通專網(wǎng)和校園網(wǎng)之間通過設(shè)置網(wǎng)關(guān)和防火墻實(shí)現(xiàn)跨網(wǎng)的服務(wù)器之間的雙向通訊。防火墻只允許兩種服務(wù)通過：數(shù)據(jù)同步服務(wù)和Web Services轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)。數(shù)據(jù)同步服務(wù)處理校園網(wǎng)中的各數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和一卡通專網(wǎng)中的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)同步，這些服務(wù)器對(duì)普通用戶都是不可見的。Web Service轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)處理校園網(wǎng)用戶對(duì)財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)的查詢請(qǐng)求，為保證一卡通專網(wǎng)的安全性，可以在校園網(wǎng)端新設(shè)一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)代理服務(wù)器，屏蔽網(wǎng)關(guān)設(shè)備的可見性。