外部接口

外部接口（peripheral interface）是1993年發布的電子學名詞。

一、基本要求：

二、接口通訊方式：

三、接口安全要求：

四、傳輸控制要求：

五、接口技術：

六、接口技術比較

基本介紹

• 中文名：外部接口
• 外文名：peripheral interface
• 所屬學科：電子學
• 公布時間：1993年
• 審定機構：全國科學技術名詞審定委員會

公布時間

1993年經全國科學技術名詞審定委員會審定發布。

一、基本要求

為了保證系統的完整性和健壯性，系統接口應滿足下列基本要求：

1、接口應實現對外部系統的接入提供企業級的支持，在系統的高並發和大容量的基礎上提供安全可靠的接入；

2、提供完善的信息安全機制，以實現對信息的全面保護，保證系統的正常運行，應防止大量訪問，以及大量占用資源的情況發生，保證系統的健壯性；

3、提供有效的系統的可監控機制，使得接口的運行情況可監控，便於及時發現錯誤及排除故障；

4、保證在充分利用系統資源的前提下，實現系統平滑的移植和擴展，同時在系統並發增加時提供系統資源的動態擴展，以保證系統的穩定性；

5、在進行擴容、新業務擴展時，應能提供快速、方便和準確的實現方式。

二、接口通訊方式

接口基本採用了同步請求/應答方式、異步請求/應答方式、會話方式、廣播通知方式、事件訂閱方式、可靠訊息傳輸方式、檔案傳輸等通訊方式：

1、同步請求/應答方式：客戶端向伺服器端傳送服務請求，客戶端阻塞等待伺服器端返回處理結果；

2、異步請求/應答方式：客戶端向伺服器端傳送服務請求，與同步方式不同的是，在此方式下，伺服器端處理請求時，客戶端繼續運行；當伺服器端處理結束時返回處理結果；

3、會話方式：客戶端與伺服器端建立連線後，可以多次傳送或接收數據，同時存儲信息的上下文關係；

4、廣播通知方式：由伺服器端主動向客戶端以單個或批量方式發出未經客戶端請求的廣播或通知訊息，客戶端可在適當的時候檢查是否收到訊息並定義收到訊息後所採取的動作；

5、事件訂閱方式：客戶端可事先向伺服器端訂閱自定義的事件，當這些事件發生時，伺服器端通知客戶端事件發生，客戶端可採取相應處理。事件訂閱方式使客戶端擁有了個性化的事件觸發功能，極大方便了客戶端及時回響所訂閱的事件；

6、檔案傳輸：客戶端和伺服器端通過檔案的方式來傳輸訊息，並採取相應處理；

7、可靠訊息傳輸：在接口通訊中，基於訊息的傳輸處理方式，除了可採用以上幾種通訊方式外，還可採用可靠訊息傳輸方式，即通過存儲佇列方式，客戶端和伺服器端來傳輸訊息，採取相應處理。

三、接口安全要求

為了保證系統的安全運行，各種接口方式都應該保證其接入的安全性。

接口的安全是系統安全的一個重要組成部分。保證接口的自身安全，通過接口實現技術上的安全控制，做到對安全事件的“可知、可控、可預測”，是實現系統安全的一個重要基礎。

根據接口連線特點與業務特色，制定專門的安全技術實施策略，保證接口的數據傳輸和數據處理的安全性。

系統應在接入點的網路邊界實施接口安全控制。

接口的安全控制在邏輯上包括：安全評估、訪問控制、入侵檢測、口令認證、安全審計、防惡意代碼、加密等內容。

四、傳輸控制要求

傳輸控制利用高速數據通道技術實現把前端的大數據量並發請求分發到後端，從而保證套用系統在大量客戶端同時請求服務時，能夠保持快速、穩定的工作狀態。

系統應採用傳輸控制手段降低接口網路負擔，提高接口吞吐能力，保證系統的整體處理能力。具體手段包括負載均衡、伸縮性與動態配置管理、網路調度等功能：

1、負載均衡：為了確保接口服務吞吐量最大，接口應自動地在系統中完成動態負載均衡調度；

2、伸縮性與動態配置管理：由系統自動伸縮管理方式或動態配置管理方式實現佇列管理、存取資源管理，以及接口套用的恢復處理等；

3、網路調度：在雙方接口之間設定多個網路通道，實現接口的多數據通道和容錯性，保證當有一網路通道通訊失敗時，進行自動的切換，實現接口連線的自動恢復。

五、接口技術

5.1 J2EE/EJB

5.1.1. 技術描述

Enterprise JavaBean (EJB) 是可重用的、可移植的 J2EE 組件。EJB 包括三種主要類型：會話 bean、實體 bean和訊息驅動的bean。會話bean執行獨立的、解除耦合的任務，譬如檢查客戶的信用記錄。實體bean是一個複雜的業務實體，它代表資料庫中存在的業務對象。訊息驅動的bean用於接收異步JMS 訊息。

圖 5.1.1 J2EE/EJB 描述

EJB 由封裝業務邏輯的方法組成，眾多遠程和本地客戶端可以調用這些方法。另外，EJB 在容器里運行，這樣開發人員只要關注bean裡面的業務邏輯，不必擔心複雜、容易出錯的問題，譬如事務支持、安全性和遠程對象訪問、高速快取和並發等。在EJB規範中，這些特性和功能由EJB容器負責實現。

容器和服務提供者實現了EJB的基礎構造，這些基礎構造處理了EJB的分散式、事務管理、安全性等內容。EJB規範定義了基礎構造和Java API的為了適應各種情況的要求，而沒有指定具體實現的技術、平台、協定。

EJB的上層的分散式應用程式是基於對象組件模型的，低層的事務服務用了API技術。EJB技術簡化了用JAVA語言編寫的企業套用系統的開發、配置和執行。

5.1.2. 技術特點

優點：基於規範的平台，不受限於特定的作業系統或硬體平台；基於組件體系結構，簡化了複雜組件的開發；提供對事務安全性以及持續性的支持；支持多種中間件技術。

缺點：與特定於某個作業系統或平台的實現技術相比，性能還有待進一步提高，且資源占用量較大。

5.2 Web Service

5.2.1. 技術描述

Web Service是一種自包含、模組化的套用，是基於網路的、分散式的模組化組件，它執行特定的任務，遵守具體的技術規範，這些規範使Web Service能與其它兼容的組件進行互操作。可以在網路上(一般是Internet)上被描述、發布、定位和調用。

Web Service體系主要由以下三部分組成：傳輸協定、服務描述和服務發現，由一系列標準組成，主要有：XML（可擴展的標記語言）、SOAP（簡單對象訪問協定）等。

圖 5.2.1 Web Service描述

上圖顯示了Web Service（中央）、客戶端軟體應用程式（左側）及其使用的資源（包括資料庫、其它Web Service等）（右側）之間的關係。Web Service通過使用標準協定（如 HTTP）交換XML訊息來與客戶端和各種資源進行通信。在Web Server上部署Web Service後，由Web Server負責將傳入的XML訊息路由到Web Service。Web Service 將導出 WSDL 檔案，以描述其接口，其它開發人員可以使用此檔案來編寫訪問此Web Service的組件。

5.2.2. 技術特點

Web Service使用標準技術，應用程式資源在各網路上均可用。因為Web Service基於HTTP 、XML和SOAP等標準協定，所以即使以不同的語言編寫並且在不同的作業系統上運行，它們也可以進行通信。因此，Web Service適用於網路上不同系統的分散式套用。

優點：適用於網路上不同系統的分散式套用、標準性好、擴展性好、耦合度低；內容由標準文本組成，任何平台和程式語言都可以使用；格式的轉換基本不受限制，可以滿足不同套用系統的需求。

缺點：當XML內容較大時，解釋程式的執行效率較低，一般不適合用於實現大批量數據互動的接口。

5.2 交易中間件

5.3.1. 技術描述

交易中間件是專門針對在線上交易處理系統而設計的。在線上交易處理系統需要處理大量並發進程，涉及到作業系統、檔案系統、程式語言、數據通訊、資料庫系統、系統管理、套用軟體等多個環節，採用交易中間件技術可以簡化操作。

交易中間件是一組程式模組，用以減少開發在線上交易處理系統所需的編程量。X/OPEN組織專門定義了分散式交易處理的標準及參考模型，把一個在線上交易系統劃分成資源管理（RM）、交易管理（TM）和套用（AP）三部分，並定義了應用程式、交易管理器、多個資源管理器是如何協同工作的。資源管理器是指資料庫和檔案系統，交易管理器可歸入交易中間件。

5.3.2. 技術特點

優點：開放的體系結構，滿足大用戶量與實時性的要求，提供交易的完整性、控制並發、交易路由和均衡負載的管理。

缺點：處理大數據量交易效率不高。

5.4. 訊息中間件

5.4.1. 技術描述

基於訊息中間件的接口機制主要通過訊息傳遞來完成系統之間的協作和通信。

通過訊息中間件把套用擴展到不同的作業系統和不同的網路環境。通過使用可靠的訊息佇列，提供支持訊息傳遞所需的目錄、安全和管理服務。當一個事件發生時，訊息中間件通知服務方應該進行何種操作。其核心安裝在需要進行訊息傳遞的系統上，在它們之間建立邏輯通道，由訊息中間件實現訊息傳送。訊息中間件可以支持同步方式和異步方式，實際上是一種點到點的機制，因而可以很好的適用於面向對象的編程方式。

訊息中間件可以保證訊息包傳輸過程的正確、可靠和及時。

訊息中間件提供以下基本功能：訊息佇列、觸發器、信息傳遞、數據格式翻譯、安全性控制、數據廣播、錯誤恢復、資源定位、訊息及請求的優先權設定、擴展的調試功能等。

5.4.2. 技術特點

訊息中間件能夠在任何時刻將訊息進行傳送或者存儲轉發，不會占用大量的網路頻寬，可以跟蹤事務，並且通過將事務存儲到磁碟上實現網路故障時系統的恢復。

優點：為不同的企業套用系統提供了跨多平台的訊息傳輸；除支持同步傳輸模式外，還支持異步傳輸，有助於在套用間可靠地進行訊息傳輸。

缺點：與其它中間件技術一樣，存在高流量的性能瓶頸問題。

5.5. SOCKET

5.5.1. 技術描述

Socket（套接字）用於描述IP位址和連線埠。應用程式通過Socket向網路發出請求或應答網路請求。

Socket使用客戶/伺服器模式，服務端有一個進程（或多個進程）在指定的連線埠等待客戶來連線，服務程式等待客戶的連線信息，一旦連線上之後，就可以按設計的數據交換方法和格式進行數據傳輸。客戶端在需要的時刻發出向服務端的連線請求，然後傳送服務申請訊息包，服務端向客戶端返回業務接口服務處理結果訊息包。

5.5.2. 技術特點

此類接口不需要其它軟體支持，只要接口雙方做好相關約定（包括IP位址、連線埠號、包的格式）即可；包的格式沒有統一標準，可以隨意定義。

優點：實現簡單、性能高。

缺點：標準性差、擴展性差。

5.6. CORBA

5.6.1. 技術描述

CORBA即公共對象請求代理體系結構，是一個具有互操作性和可移植性的分散式面向對象的套用標準。

CORBA標準主要分為3個層次：對象請求代理、公共對象服務和公共設施。最底層是ORB（對象請求代理），規定了分布對象的定義（接口）和語言映射，實現對象間的通訊和互操作，是分布對象系統中的“軟匯流排”；在 ORB之上定義了很多公共服務，可以提供諸如並發服務、名字服務、事務（交易）服務、安全服務等各種各樣的服務, 同時ORB也負責尋找適於完成這一工作的對象，並在伺服器對象完成後返回結果；最上層的公共設施則定義了組件框架，提供可直接為業務對象使用的服務，規定業務對象有效協作所需的協定規則。

客戶將需要完成的工作交給ORB，由ORB決定由哪一個對象實例完成這個請求，然後激活這個對象，將完成請求所需要的參數傳送給這個激活的對象。除了客戶傳送參數的接口外，客戶不需要了解其它任何信息，不必關心伺服器對象的與服務無關的接口信息，這就大大簡化了客戶程式的工作。ORB需要提供在不同機器間應用程式間的通信，數據轉換，並提供多對象系統的無縫連線。

5.6.2. 技術特點

CORBA具有模型完整，獨立於系統平台和開發語言，被支持程度廣泛的特點。

優點：以一種中間件的方式為不同程式語言提供協同工作的可能；對作業系統沒有特殊的要求和依賴；與主流的體系架構（如J2EE）關係密切。當需要集成的兩個企業套用軟體互為異構，由不同的程式語言實現時（如Java與C++），CORBA可以實現兩種語言的協同工作。

缺點：龐大而複雜，並且技術和標準的更新相對較慢；性能與具體業務實現有關。

5.7. 檔案

5.7.1. 技術描述

檔案接口定義了服務端與客戶端檔案存放路徑、檔案名稱命名規則和檔案格式，並開放相應的讀/寫操作許可權。

接口的通訊過程包括三種：

 同一主機內可以共享一個路徑；

伺服器端向客戶端開放路徑，客戶端定時查看此路徑下是否有新的檔案，可以採用FTP等方式取走服務端開放的路徑下的檔案；

客戶端向伺服器端開放路徑，由服務端將檔案寫入，客戶端定時查看此路徑下是否有新的檔案。

網路傳輸方式應支持對通信機的IP位址、帳戶、口令、存取目錄的驗證。

接口應支持以下主流網路協定：FTP、FTAM等。

數據傳輸應支持：

 實時、高效和安全可靠地傳送批量數據；

 斷點續傳功能；

 數據壓縮傳輸；

 傳輸過程中的差錯控制。

5.7.2. 技術特點

優點：檔案接口不需要其它軟體支持，只要接口雙方約定好路徑、格式、處理方式即可，實現簡單、傳輸批量數據效率較高。

缺點：格式沒有統一標準，標準性差；需要開放檔案系統許可權，安全性差。

5.8. 過程調用和共享數據表

5.8.1. 技術描述

過程調用和共享數據表技術實現了服務端向客戶端開放可直接調用的過程和可直接進行讀寫操作的共享數據表，客戶端直接調用服務端過程和對共享數據表進行讀寫操作。

接口支持各種資料庫連線方式，如Login、DB Link等。

接口的通訊過程包括兩種：

客戶端直接調用服務端開放的過程或對服務端開放的共享數據表進行增、刪、改和查詢操作，完成業務處理；

客戶端向開放的共享數據表中寫入服務請求數據，服務端定時掃描共享數據表並作出回響，根據服務請求數據中的接口服務類型代碼，進行不同的業務邏輯處理，然後向共享數據表中寫入處理結果數據；客戶端定時掃描共享數據表，根據處理結果數據並作出回響，進行業務後續處理。

5.8.2. 技術特點

此類接口不需要其它軟體支持，只要接口雙方做好相關約定即可；但接口沒有統一標準，而且需要開放資料庫許可權，安全性差。

優點：實現簡單、傳輸批量數據效率較高。

缺點：標準性差、適用場合有限、安全性差。

六、接口技術比較

接口技術 主要優點 主要缺點 對接口類型適用程度

同步 異步 批量 頻繁

J2EE/EJB 開放標準

跨平台

提供事務、

安全性的支持 性能一般

資源占用多 ★★★ ★★★ ★★ ★★★

Web Service 標準性好

擴展性好

耦合度低 性能一般 ★★★ ★★ ★ ★★

交易中間件 開放的體系結構

提供事務、

安全性的支持

提供佇列的管理

支持並發管理 大數據量交易

效率不高 ★★★ ★★★ ★ ★★★

訊息中間件 開放的體系結構

滿足大用戶量與實時性的要求

支持並發管理 大數據量交易

效率不高 ★★ ★★★ ★★★ ★★

SOCKET 實現簡單

性能高 標準性差

擴展性差 ★★ ★★ ★★ ★★

CORBA 開放標準

跨語言

跨平台 開發複雜

產品成熟度低

性能一般 ★★★ ★★ ★★ ★★★

檔案 實現簡單

傳輸批量數據

效率較高 標準性差

安全性差 ★ ★★ ★★★ ★

過程調用

和共享表 實現簡單

傳輸批量數據

效率較高 標準性差

安全性差

適用場合有限 ★ ★★ ★★★ ★★

出處

《電子學名詞》第一版。