第7章软硬件系统集成软硬件系统集成是一项将各种信息技术和产品如计算机软件、硬件、网络通信、信息安全、业务应用等按照特定需求组合起来形成一个完整、可靠、经济、高效的信息系统的过程。它不仅仅是技术上的连接更是一种系统化的思想和方法旨在打破“信息孤岛”实现整体效益最大化。7.1 系统集成基础1. 系统集成概念理解系统集成是根据组织治理、管理、业务、服务等场景化需求优选各种信息技术和产品将分离的“信息孤岛”连接成一个协调工作的整体达到整体优化目的。分类一般包括软件集成、硬件集成、网络集成、数据集成和业务应用集成等。新内涵随着信创产业发展系统集成不仅实现信息共享、互联互通还要通过基础设施和网络将硬件、软件、业务、数据、信息、服务、人员有机结合最大化整合信息资源提高投资、管理、经营效率和治理能力。形象比喻系统集成就像组建一支交响乐团各种乐器硬件、软件需要按照乐谱需求协调演奏才能奏出美妙的乐章发挥整体效益。2. 系统集成项目特点典型的系统集成项目具有以下特点队伍庞大且连续性不强设计人员高度专业化需要多元化知识涉及众多承包商分散在多地需要研制或开发一定量的软硬件系统尤其是信创适配采用大量新技术甚至颠覆性技术成果使用友好但实施和运维更复杂。3. 信创与系统集成发展信创产业信息技术应用创新产业是实现科技自立自强、保障网络安全和数据安全的重要手段。关基行业关键信息基础设施行业如通信、能源、交通、金融、电子政务等需加快信创进程。信创集成需关注技术与产品的成熟度选型做好场景匹配快速迭代带来的标准化问题需合理使用利用自主可控优势与厂商共同创新驱动发展。7.2 基础设施集成信息系统基础设施包括通信网络基础设施局域网、5G、物联网等、新技术基础设施人工智能、云计算、区块链和计算基础设施数据中心、超算中心。从工程角度可细分为弱电工程、网络集成、数据中心集成等。7.2.1 弱电工程弱电指交流220V、50Hz以下的用电弱电工程涉及多种系统它们共同构成智能建筑的神经系统。常见弱电系统及其特点系统功能拓扑/介质电话通信系统实现电话、传真等通信星形拓扑三类以上非屏蔽双绞线计算机局域网系统数据传输网络办公网、生产网等星形拓扑五类以上双绞线速率100Mb/s以上音乐/广播系统播放音乐或语音广播多路总线铜芯绝缘导线有线电视信号分配系统分配射频信号到用户点树形结构75Ω同轴电缆视频监控系统监视、报警星形视频总线控制现多采用网络监控消防报警系统火灾探测、联动控制、广播、对讲多路总线信号星形重要设备出入口控制系统/一卡通控制出入口记录状态因产品而异停车收费管理系统感应车辆、收费、控制道闸控制器可独立或联网楼宇自控系统监测和控制空调、给排水、照明、电梯等因产品通信协议而异智能化系统融合通信、计算机、控制技术的智能集合覆盖智能建筑各领域此外还有电视会议、屏幕显示、巡更、楼宇对讲、自动抄表等系统。集成要点弱电工程师不仅要熟悉各系统产品、施工、调试还要了解建筑的其他系统给排水、供配电、空调等并依赖多专业技术人员支持。7.2.2 网络集成网络系统集成是将网络基础设施、设备、软件、服务等组合成一个完整、可靠、安全、高效的计算机网络系统的全过程。它涉及技术和管理两方面。计算机网络集成的一般体系框架包括传输子系统网络的“公路”决定通信质量和带宽。有线传输介质双绞线、同轴电缆、光纤无线传输介质无线电波、微波、红外线交换子系统按覆盖范围分局域网交换共享式如以太网和交换式硬件交换高速转发城域网交换以IP和ATM为基础集数据、语音、视频于一体广域网交换电路交换、报文交换、分组交换、混合交换如ATM安全子系统保护网络资源。防火墙分组过滤、代理、应用网关数据加密对称加密DES、非对称加密RSA访问控制口令、权限网管子系统负责网络监控、性能优化、故障排除。服务子系统提供互联网服务、多媒体检索、远程计算等应用。7.2.3 数据中心集成数据中心集成包括机房建设、机柜、服务器、存储、网络设备、安全设备的安装部署。机柜集成规划空间考虑散热和维护安装前划线、拆箱安装后调试。服务器集成根据方案安装操作系统考虑CPU、内存、磁盘、容错、网络接口等性能因素。存储集成考虑磁盘阵列空间、RAID类型、IOPS、数据传输能力、可靠性冗余电源风扇。网络设备集成根据网络规划拓扑、IP地址、路由、无线等上架连接测试。安全设备集成部署防火墙、入侵检测、漏洞扫描、审计系统、堡垒机、VPN等。7.3 软件集成软件是信息系统的灵魂软件集成将基础软件和应用软件有机融合实现高效运行。7.3.1 基础软件集成基础软件包括操作系统、数据库、中间件、办公软件等。1. 操作系统OS分类桌面、服务器、手机、嵌入式批处理、实时、分时、网络、分布式。功能进程管理、存储管理、设备管理、文件管理、作业管理。网络操作系统调度管理网络资源提供数据共享、设备共享、文件管理、名字服务、网络安全、系统容错、网络互联等功能。分布式操作系统资源分布于多台计算机需搜索资源、保证一致性通信要求高速稳定支持并行处理。虚拟化与安全操作系统虚拟化容器共享宿主机内核安全加固需应对系统漏洞、病毒、木马等。信创集成围绕安装、资源分配、管理以及信创环境的适配、测试、调优。2. 数据库定义有组织、可共享的数据仓库由数据库管理系统DBMS管理。分布式数据库地理上分散逻辑上统一具有自治性和透明性。集成工作安装数据库系统、创建数据库、数据迁移、备份恢复、管理以及信创适配。3. 中间件作用处于操作系统和应用之间屏蔽底层差异提供通信支持、应用支持、公共服务。分类事务式中间件联机事务处理金融电信常用过程式中间件远程过程调用异构支持好面向消息的中间件异步可靠通信面向对象中间件分布对象技术交易中间件简化联机交易系统开发Web应用服务器支持多层应用主流J2EE标准集成工作安装中间件、部署应用、管理以及信创适配调优。4. 办公软件流式软件所见即所得编辑如WPS文档会“跑版”不同环境显示不同。版式软件原样显示打印如PDF、OFD国家标准版式适合电子公文、证照不会跑版。集成工作安装、管理、信创环境适配调优。7.3.2 应用软件集成应用软件集成是将现有软件构件重新组合以低成本高效率满足需求。其趋势是组件化、松耦合组件间高效交换信息适应云计算和虚拟化环境。主要集成方式接口相互调用功能融合单点登录公认的最佳实践是SOA面向服务架构。代表性软件构件标准CORBA对象请求代理ORB为核心提供对象服务、公共功能、域接口、应用接口。COM二进制代码对象语言无关、客户机/服务器、进程透明、可重用包容和聚合。DCOM与COMDCOM支持远程调用COM提供异步通信、事件服务、可伸缩性、易开发。.NET通用语言运行环境CLR、基础类库BCL、ADO.NET、ASP.NET。J2EE多层架构客户端层、服务器端组件层JSP/Servlet、EJB层、信息系统层支持事务、安全、负载均衡。7.3.3 其他软件集成包括外部设备驱动适配优化、安全软件防病毒、防火墙等集成部署、信息系统监控软件、运维软件等。7.4 业务应用集成业务应用集成EAI是将独立的软件应用连接起来实现协同工作提高运营效率。1. 业务应用集成的优势共享信息跨系统统一访问促进协作。提高敏捷性和效率简化流程快速响应变化。简化软件使用统一界面减少学习成本。降低IT投资和成本简化新旧系统集成。优化业务流程近实时数据推动自动化。2. 发展历程20世纪80年代数据层面集成数据库集成。21世纪初SaaS应用出现需要混合集成云本地。现在利用API轻松整合数据打破孤岛。3. 工作原理业务应用集成在工作流层面连接多个应用不存储数据部署在云端、本地或混合环境。核心组件API定义交互方式快速访问其他应用功能。事件驱动型操作触发器启动操作如订单提交后自动计费。数据映射定义数据如何从一个系统映射到另一个系统。
第7章软硬件系统集成软硬件系统集成是一项将各种信息技术和产品如计算机软件、硬件、网络通信、信息安全、业务应用等按照特定需求组合起来形成一个完整、可靠、经济、高效的信息系统的过程。它不仅仅是技术上的连接更是一种系统化的思想和方法旨在打破“信息孤岛”实现整体效益最大化。7.1 系统集成基础1. 系统集成概念理解系统集成是根据组织治理、管理、业务、服务等场景化需求优选各种信息技术和产品将分离的“信息孤岛”连接成一个协调工作的整体达到整体优化目的。分类一般包括软件集成、硬件集成、网络集成、数据集成和业务应用集成等。新内涵随着信创产业发展系统集成不仅实现信息共享、互联互通还要通过基础设施和网络将硬件、软件、业务、数据、信息、服务、人员有机结合最大化整合信息资源提高投资、管理、经营效率和治理能力。形象比喻系统集成就像组建一支交响乐团各种乐器硬件、软件需要按照乐谱需求协调演奏才能奏出美妙的乐章发挥整体效益。2. 系统集成项目特点典型的系统集成项目具有以下特点队伍庞大且连续性不强设计人员高度专业化需要多元化知识涉及众多承包商分散在多地需要研制或开发一定量的软硬件系统尤其是信创适配采用大量新技术甚至颠覆性技术成果使用友好但实施和运维更复杂。3. 信创与系统集成发展信创产业信息技术应用创新产业是实现科技自立自强、保障网络安全和数据安全的重要手段。关基行业关键信息基础设施行业如通信、能源、交通、金融、电子政务等需加快信创进程。信创集成需关注技术与产品的成熟度选型做好场景匹配快速迭代带来的标准化问题需合理使用利用自主可控优势与厂商共同创新驱动发展。7.2 基础设施集成信息系统基础设施包括通信网络基础设施局域网、5G、物联网等、新技术基础设施人工智能、云计算、区块链和计算基础设施数据中心、超算中心。从工程角度可细分为弱电工程、网络集成、数据中心集成等。7.2.1 弱电工程弱电指交流220V、50Hz以下的用电弱电工程涉及多种系统它们共同构成智能建筑的神经系统。常见弱电系统及其特点系统功能拓扑/介质电话通信系统实现电话、传真等通信星形拓扑三类以上非屏蔽双绞线计算机局域网系统数据传输网络办公网、生产网等星形拓扑五类以上双绞线速率100Mb/s以上音乐/广播系统播放音乐或语音广播多路总线铜芯绝缘导线有线电视信号分配系统分配射频信号到用户点树形结构75Ω同轴电缆视频监控系统监视、报警星形视频总线控制现多采用网络监控消防报警系统火灾探测、联动控制、广播、对讲多路总线信号星形重要设备出入口控制系统/一卡通控制出入口记录状态因产品而异停车收费管理系统感应车辆、收费、控制道闸控制器可独立或联网楼宇自控系统监测和控制空调、给排水、照明、电梯等因产品通信协议而异智能化系统融合通信、计算机、控制技术的智能集合覆盖智能建筑各领域此外还有电视会议、屏幕显示、巡更、楼宇对讲、自动抄表等系统。集成要点弱电工程师不仅要熟悉各系统产品、施工、调试还要了解建筑的其他系统给排水、供配电、空调等并依赖多专业技术人员支持。7.2.2 网络集成网络系统集成是将网络基础设施、设备、软件、服务等组合成一个完整、可靠、安全、高效的计算机网络系统的全过程。它涉及技术和管理两方面。计算机网络集成的一般体系框架包括传输子系统网络的“公路”决定通信质量和带宽。有线传输介质双绞线、同轴电缆、光纤无线传输介质无线电波、微波、红外线交换子系统按覆盖范围分局域网交换共享式如以太网和交换式硬件交换高速转发城域网交换以IP和ATM为基础集数据、语音、视频于一体广域网交换电路交换、报文交换、分组交换、混合交换如ATM安全子系统保护网络资源。防火墙分组过滤、代理、应用网关数据加密对称加密DES、非对称加密RSA访问控制口令、权限网管子系统负责网络监控、性能优化、故障排除。服务子系统提供互联网服务、多媒体检索、远程计算等应用。7.2.3 数据中心集成数据中心集成包括机房建设、机柜、服务器、存储、网络设备、安全设备的安装部署。机柜集成规划空间考虑散热和维护安装前划线、拆箱安装后调试。服务器集成根据方案安装操作系统考虑CPU、内存、磁盘、容错、网络接口等性能因素。存储集成考虑磁盘阵列空间、RAID类型、IOPS、数据传输能力、可靠性冗余电源风扇。网络设备集成根据网络规划拓扑、IP地址、路由、无线等上架连接测试。安全设备集成部署防火墙、入侵检测、漏洞扫描、审计系统、堡垒机、VPN等。7.3 软件集成软件是信息系统的灵魂软件集成将基础软件和应用软件有机融合实现高效运行。7.3.1 基础软件集成基础软件包括操作系统、数据库、中间件、办公软件等。1. 操作系统OS分类桌面、服务器、手机、嵌入式批处理、实时、分时、网络、分布式。功能进程管理、存储管理、设备管理、文件管理、作业管理。网络操作系统调度管理网络资源提供数据共享、设备共享、文件管理、名字服务、网络安全、系统容错、网络互联等功能。分布式操作系统资源分布于多台计算机需搜索资源、保证一致性通信要求高速稳定支持并行处理。虚拟化与安全操作系统虚拟化容器共享宿主机内核安全加固需应对系统漏洞、病毒、木马等。信创集成围绕安装、资源分配、管理以及信创环境的适配、测试、调优。2. 数据库定义有组织、可共享的数据仓库由数据库管理系统DBMS管理。分布式数据库地理上分散逻辑上统一具有自治性和透明性。集成工作安装数据库系统、创建数据库、数据迁移、备份恢复、管理以及信创适配。3. 中间件作用处于操作系统和应用之间屏蔽底层差异提供通信支持、应用支持、公共服务。分类事务式中间件联机事务处理金融电信常用过程式中间件远程过程调用异构支持好面向消息的中间件异步可靠通信面向对象中间件分布对象技术交易中间件简化联机交易系统开发Web应用服务器支持多层应用主流J2EE标准集成工作安装中间件、部署应用、管理以及信创适配调优。4. 办公软件流式软件所见即所得编辑如WPS文档会“跑版”不同环境显示不同。版式软件原样显示打印如PDF、OFD国家标准版式适合电子公文、证照不会跑版。集成工作安装、管理、信创环境适配调优。7.3.2 应用软件集成应用软件集成是将现有软件构件重新组合以低成本高效率满足需求。其趋势是组件化、松耦合组件间高效交换信息适应云计算和虚拟化环境。主要集成方式接口相互调用功能融合单点登录公认的最佳实践是SOA面向服务架构。代表性软件构件标准CORBA对象请求代理ORB为核心提供对象服务、公共功能、域接口、应用接口。COM二进制代码对象语言无关、客户机/服务器、进程透明、可重用包容和聚合。DCOM与COMDCOM支持远程调用COM提供异步通信、事件服务、可伸缩性、易开发。.NET通用语言运行环境CLR、基础类库BCL、ADO.NET、ASP.NET。J2EE多层架构客户端层、服务器端组件层JSP/Servlet、EJB层、信息系统层支持事务、安全、负载均衡。7.3.3 其他软件集成包括外部设备驱动适配优化、安全软件防病毒、防火墙等集成部署、信息系统监控软件、运维软件等。7.4 业务应用集成业务应用集成EAI是将独立的软件应用连接起来实现协同工作提高运营效率。1. 业务应用集成的优势共享信息跨系统统一访问促进协作。提高敏捷性和效率简化流程快速响应变化。简化软件使用统一界面减少学习成本。降低IT投资和成本简化新旧系统集成。优化业务流程近实时数据推动自动化。2. 发展历程20世纪80年代数据层面集成数据库集成。21世纪初SaaS应用出现需要混合集成云本地。现在利用API轻松整合数据打破孤岛。3. 工作原理业务应用集成在工作流层面连接多个应用不存储数据部署在云端、本地或混合环境。核心组件API定义交互方式快速访问其他应用功能。事件驱动型操作触发器启动操作如订单提交后自动计费。数据映射定义数据如何从一个系统映射到另一个系统。
