1 概述
軟件即服務(wù)(Software as a Service，SaaS)是在21世紀(jì)初發(fā)展起來的一種創(chuàng)新的軟件應(yīng)用模式.。隨著SaaS的不斷發(fā)展，其應(yīng)用場(chǎng)景不同，業(yè)務(wù)流程也越來越多樣化。業(yè)務(wù)流程管理系統(tǒng)(Business Process Management System，BPMS)是一個(gè)可以設(shè)計(jì)和優(yōu)化流程的軟件。傳統(tǒng)的BPM 套件是在企業(yè)內(nèi)部獨(dú)立部署的，對(duì)于大型企業(yè)來說， 過長(zhǎng)的應(yīng)用開發(fā)周期和復(fù)雜的升級(jí)流程難以適應(yīng)市場(chǎng)需求的快速變更；對(duì)于中小型企業(yè)來說，通常難以負(fù)擔(dān)BPM 套件昂貴的費(fèi)用和相關(guān)IT支持。
SaaS模型可以解決BPM 在以上應(yīng)用的窘境。兩者的結(jié)合產(chǎn)生了一種新的概念：業(yè)務(wù)流程管理即服務(wù)(BusinessProcess Management as a Service，BPMaaS)。BPMaaS是SaaS的一種應(yīng)用，它將軟件限定在業(yè)務(wù)流程的范圍內(nèi)。SaaS中的關(guān)鍵技術(shù)是多租戶技術(shù) J。為此，本文針對(duì)BPMaaS中多租戶問題進(jìn)行研究，在分析國(guó)內(nèi)外發(fā)展的基礎(chǔ)上，提出一種資源獨(dú)占和共享解決多租戶問題的方法，并通過實(shí)例對(duì)該方法進(jìn)行驗(yàn)證。
2 關(guān)鍵問題
一個(gè)多租戶的SaaS應(yīng)用首先需要解決的是數(shù)據(jù)隔離問題 ，軟件即服務(wù)的關(guān)鍵問題之一也是數(shù)據(jù)隔離問題Hj。這需要即保證租戶之間最大化資源的共享，又能夠區(qū)分屬于各自的數(shù)據(jù)0 。
相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)即服務(wù)提供了一些數(shù)據(jù)隔離的方法，目前有3種數(shù)據(jù)的共享和隔離模式可保證數(shù)據(jù)的安全隔離，分別為：獨(dú)立數(shù)據(jù)庫(kù)，共享的數(shù)據(jù)庫(kù)不同的schema，共享的數(shù)據(jù)庫(kù)相同的schema 。
獨(dú)立數(shù)據(jù)庫(kù)的模式開發(fā)成本很低，編程模型不需要很大的改變，但隨著共享模式的引進(jìn)，此時(shí)還要兼顧到共享模式下的數(shù)據(jù)隔離，因此，開發(fā)成本升高。但這幾種模式的選擇需要各個(gè)因素的平衡。針對(duì)單個(gè)應(yīng)用，多租戶的引入會(huì)增加應(yīng)用程序開發(fā)部署和管理的復(fù)雜性，但也有其優(yōu)勢(shì)。隔離級(jí)別的降低也增加了擴(kuò)展能力，可滿足不同租戶對(duì)服務(wù)質(zhì)量的要求目前有2種多租戶的模式：(I)N用多個(gè)應(yīng)用程序支持多租戶；(2)利用一個(gè)應(yīng)用程序支持多租戶。一個(gè)應(yīng)用程序?qū)嵗亩嘧鈶魡栴}較為廣泛。筆者認(rèn)為，如果利用每個(gè)應(yīng)用實(shí)例分派給一個(gè)租戶的做法，只能支持很少的租戶數(shù)量，但在通常情況下，租戶的規(guī)模都不大，筆者期望的是單個(gè)應(yīng)用能夠支持較大數(shù)量的租戶使用，從而提高計(jì)算資源的利用率 。
3 基于中間件的資源獨(dú)占和共享方法
業(yè)務(wù)流程中間件種類繁多，它不同于數(shù)據(jù)庫(kù)具有固定的引擎標(biāo)準(zhǔn)，因此，需要選取一個(gè)流程中間件作為流程引擎進(jìn)行研究。對(duì)不同的流程引擎的研究方法不同。本文選取IBMFileNet架構(gòu)，它是一個(gè)企業(yè)級(jí)業(yè)務(wù)流程管理套件，擁有全面、整合的產(chǎn)品，可以加速企業(yè)內(nèi)部以內(nèi)容為中心的流程應(yīng)用的部署。
圖1是一個(gè)FileNet架構(gòu)完整的應(yīng)用實(shí)例，包含數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例、LDAP實(shí)例、Content Engine實(shí)例、Process Engine實(shí)例和Application Engine實(shí)例。
圖1 FiIeNet應(yīng)用實(shí)例
本文要解決的問題是：在FileNet架構(gòu)的基礎(chǔ)上，從資源利用的角度出發(fā)，剖析該架構(gòu)中資源共享和獨(dú)占模式，使FileNet的實(shí)例資源能夠最大限度地被利用，并滿足不同租戶的服務(wù)質(zhì)量要求。在一個(gè)規(guī)模很小，用戶數(shù)不多的企業(yè)應(yīng)用中，讓其獨(dú)占一個(gè)FileNet的實(shí)例是一種對(duì)資源的浪費(fèi)，如果多個(gè)小型企業(yè)能夠共享一個(gè)FileNet實(shí)例，無論從成本還是模型架構(gòu)上來看，都是最優(yōu)的。
3．1 共享和獨(dú)占模式設(shè)計(jì)本節(jié)將分析FileNet體系架構(gòu)下可以共享的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其中每一個(gè)環(huán)節(jié)都直接和數(shù)據(jù)相關(guān)。
(1)數(shù)據(jù)庫(kù)與數(shù)據(jù)庫(kù)緊密關(guān)聯(lián)的是Content Engine中的ObjecStore，多個(gè)Object Store可以同時(shí)指向相同的數(shù)據(jù)庫(kù)，因此，數(shù)據(jù)庫(kù)可以被Object Store獨(dú)占或者共享。
(2)Region多個(gè)租戶可以共享Region。對(duì)于獨(dú)占Region而言，F(xiàn)ileNet本身的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)即可支持?jǐn)?shù)據(jù)的隔離，無需增加編程復(fù)雜度和額外的配置，如果Region過多，嚴(yán)重影響性能，因此，為了支持更多的租戶使用Region，必須引入同一個(gè)Region共享數(shù)據(jù)的方式；對(duì)于共享的Region，必須引入FileNet本身的安全模型，對(duì)Region中內(nèi)容的權(quán)限加以控制，另外對(duì)編程的要求也相應(yīng)增加，Region中的內(nèi)容必須通過BPMAAS 封裝的多租戶應(yīng)用程序接口(ApplicationProgramming Interface，API)獲取，否則會(huì)訪問到自己企業(yè)外部的數(shù)據(jù)，API將在下文討論。
(3)Object StoreObject Store包含的對(duì)象很多，其復(fù)雜度遠(yuǎn)超Region，因此，不能采用共享Object Store的方式，但Object Store可以共享數(shù)據(jù)庫(kù)，而Object Store僅是數(shù)據(jù)庫(kù)上層的一個(gè)邏輯劃分，因此，不共享Object Store的設(shè)計(jì)可以省略。
(4)LDApLDAP是FileNet架構(gòu)中不可或缺的用戶認(rèn)證和授權(quán)中間件，基于FileNet的應(yīng)用程序必須使用LDAP，因此，共享LDAP的解決方案也集成在BPMaaS核心中。
(5)Content Engine和Process Engine在這個(gè)粒度上，獨(dú)立和共享都是可行的，依照目標(biāo)客戶的規(guī)模來決定。
各種情況下的資源共享和獨(dú)占模式如表1所示。不同規(guī)模的租戶對(duì)服務(wù)質(zhì)量的要求和資源的利用是不同的。系統(tǒng)設(shè)計(jì)了4種模式來滿足不同租戶的需求。B、C、D是重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的3個(gè)模式，而A是傳統(tǒng)的應(yīng)用程序離線部署的做法，本文不予討論。
表l FileNet的資源共享和獨(dú)占模式
3．2 多租戶應(yīng)用程序接口本文在FileNet的基礎(chǔ)架構(gòu)上設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)共享模式，這是FileNet本身特性之外的內(nèi)容，如果在沒有經(jīng)過二次封裝的API基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)，可能會(huì)訪問到錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)。為滿足共享和獨(dú)占模式的需求，筆者在一些系統(tǒng)關(guān)鍵點(diǎn)設(shè)計(jì)了使用多租戶API開發(fā)應(yīng)用程序，以保證多租戶應(yīng)用程序的正確性。
多租戶API為開發(fā)支持多租戶的BPM 應(yīng)用程序提供了基本透明的、標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)訪問和編程接口。多租戶API類圖如圖2所示。
圖2 多租戶API類圖
API結(jié)構(gòu)包含了3個(gè)主要的接口類(IContentEngine、IProcessEngine、ILDAP)和2個(gè)實(shí)體對(duì)象類(ContentEngineEntity、LDAPEntity)。IContentEngine主要封裝了FileNetContentEngine中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)訪問接I：1；IProcess Engine主要封裝了Process Engine中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)訪問接I：1；ILDAP主要封裝了LDAP的主要數(shù)據(jù)訪問接I：1；contentEngineEnticy和LDAPEntity主要是2個(gè)對(duì)象復(fù)雜結(jié)構(gòu)的實(shí)體類。
4 實(shí)例與驗(yàn)證
樣例應(yīng)用程序是從一個(gè)利用BPMaaS技術(shù)實(shí)現(xiàn)的企業(yè)資源計(jì)劃(EntERPrise Resource Planning，ERP)項(xiàng)目中，抽取出的人力資源系統(tǒng)的一個(gè)業(yè)務(wù) 流程的實(shí)現(xiàn)實(shí)例。應(yīng)用程序的核心思想未使用傳統(tǒng)的基于數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序開發(fā)方式，而是基于業(yè)務(wù)流程和內(nèi)容管理進(jìn)行開發(fā)，對(duì)于“簡(jiǎn)歷”，這正是非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)。
樣例業(yè)務(wù)流程的UML活動(dòng)圖如圖3所示，該圖描述了樣例應(yīng)用程序的業(yè)務(wù)流程。流程中首先由應(yīng)聘者在門戶界面上搜索查詢招聘信息，并提交自己的簡(jiǎn)歷，由人事部門和面試人員分別面試審批之后，最終進(jìn)行錄用和作廢處理。
圖4 樣例業(yè)務(wù)流程的UML活動(dòng)圖
該應(yīng)用程序由5家企業(yè)同時(shí)使用，這5家企業(yè)的規(guī)模都較小，數(shù)據(jù)量不大，因此，本文采用表1中模式D的資源分配方式，即ObjectStore共享數(shù)據(jù)庫(kù)、共享Region的方式。
數(shù)據(jù)暴露點(diǎn)主要為以下環(huán)節(jié)：
(1)ObjectStore每一個(gè)企業(yè)都獨(dú)立分配了ObjectStore，雖然ObjectStore共享了數(shù)據(jù)庫(kù)，但基于FileNet的安全模型，ObjectStore只能訪問到數(shù)據(jù)自己的數(shù)據(jù)庫(kù)表，不存在安全問題。
(2)RegionRegion中的內(nèi)容已經(jīng)被訪問控制列表(Access ControlI ist，ACL)的嚴(yán)格控制。基于FileNet的ACL安全模型，不屬于自己權(quán)限的內(nèi)容是無法訪問的，不僅是在界面這個(gè)級(jí)別，在API級(jí)別也是被嚴(yán)格控制，Region的內(nèi)容雖然被共享，但ACL的設(shè)定已經(jīng)在應(yīng)用程序被訂閱時(shí)完成，因此，也不會(huì)存在安全問題。
與以往企業(yè)內(nèi)部的應(yīng)用程序不同，在該程序中，用戶登錄時(shí)不但需要錄入登錄的用戶名和密碼，還要輸入有效的企業(yè)ID，即租戶ID來隔離不同企業(yè)的數(shù)據(jù)，只有三者同時(shí)匹配，才能成功登錄。
JUnit是一個(gè)編寫和運(yùn)行自動(dòng)化測(cè)試的框架。本文將使用JUnit對(duì)測(cè)試用例進(jìn)行測(cè)試，并給出測(cè)試結(jié)果，說明整個(gè)應(yīng)用程序的部署和使用達(dá)到了安全隔離的要求。
(1)測(cè)試l測(cè)試用例：測(cè)試ObjectStore的隔離性，獲取列表用戶的ObjectStore列表，按應(yīng)用程序的邏輯設(shè)定，每個(gè)租戶只可能有一個(gè)ObjectStore，并且原始名稱為HRStore，經(jīng)過平臺(tái)應(yīng)用程序部署加上前綴后，應(yīng)該變成類似Txxxxx—HRStore的形式。如果測(cè)試失敗，用戶應(yīng)該訪問到不止一個(gè)ObjectStore，或ObjectStore的名稱不正確。
輸入數(shù)據(jù)：租戶的企業(yè)ID eFuture，登錄的用戶名herry和密碼123。
預(yù)期結(jié)果：獲取到ObjectStore的數(shù)量是1，名字是T2ep1 95r—HRStore。
實(shí)際結(jié)果：獲取到ObjectStore的數(shù)量是1，名字是T2ep1 95r— HRStore。
結(jié)論：經(jīng)過多組數(shù)據(jù)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果都是正確的。因此，證明了ObjectStore的安全隔離性。
(2)測(cè)試2測(cè)試用例：測(cè)試共享Region中對(duì)WorkQueue的訪問。
WorkQueue可以理解為FileNet工作流的任務(wù)節(jié)點(diǎn)上的執(zhí)行角色，應(yīng)用程序中有名為ResumeDistribution的WorkQueue，用于定義簡(jiǎn)歷分發(fā)這一步驟的執(zhí)行角色。由于是多家企業(yè)共享Region，因此WorkQueue的名字在部署時(shí)變?yōu)轭愃芓xxxxx— ResumeDistribution的形式。如果測(cè)試失敗，用戶可能會(huì)訪問到多個(gè)同名的WorkQueue或者是錯(cuò)誤的名字。
輸入數(shù)據(jù)：租戶的企業(yè)ID eFuture，登錄的用戶名herry和密碼123。
預(yù)期結(jié)果：獲取到以ResumeDistribution為結(jié)尾名稱的WorkQueue的數(shù)量是1，名字是T2epI95r ResumeDistribution。
實(shí)際結(jié)果：取到以ResumeDistribution為結(jié)尾名稱的WorkQueue的數(shù)量是1，名字是T2ep195r_ResumeDistribution。
結(jié)論：分幾組數(shù)據(jù)測(cè)試后，測(cè)試結(jié)果都是正確的。因此，證明了共享Region的安全隔離性。
(3)測(cè)試3測(cè)試用例：可強(qiáng)行訪問不屬于企業(yè)自己的Object Store，科技行政管理中建立公眾代表聽證制度按ACL的設(shè)定，應(yīng)該返回空，如果不是空，則說明隔離數(shù)據(jù)失敗，用戶仍然可以通過非法的數(shù)據(jù)訪問訪問到不屬于自己的ObjectStore。
輸入數(shù)據(jù)：租戶的企業(yè)ID：eFuture，登錄的用戶名herry和密碼123，強(qiáng)行訪問的不屬于自己的ObjectStore名字T 1 0cdsco— HRStore。
預(yù)期結(jié)果：獲取到的ObjectStore為null。
實(shí)際結(jié)果：獲取到的ObjectStore為null。
結(jié)論：分幾組數(shù)據(jù)測(cè)試后，測(cè)試結(jié)果都是正確的。因此，證明了用戶無法從非法途徑訪問數(shù)據(jù)。
5 結(jié)束語(yǔ)
本文研究FileNet的核心架構(gòu)，提出一種基于中間件的資源獨(dú)占金融危機(jī)后人力資源管理的策略探究和共享方法，以解決多租戶技術(shù)中資源隔離問題，并通過設(shè)計(jì)提供多租戶API接口來簡(jiǎn)化多租戶BPM應(yīng)用程序的開發(fā)。本文研究了多租戶技術(shù)中的安全隔離問題，下一步工作將研究性能隔離問題，例如當(dāng)一個(gè)租戶的應(yīng)用程序發(fā)生故障時(shí)，不能影響到其他租戶的可用性，或者當(dāng)服務(wù)器故障時(shí)，如何應(yīng)對(duì)服務(wù)器當(dāng)中所有租戶的故障轉(zhuǎn)移等。
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本文標(biāo)題：業(yè)務(wù)流程管理（BPM）即服務(wù)中的多租戶問題研究
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