什么是企业应用集成?

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企业应用集成的定义

企业应用集成 (EAI) 是指通过 API中间件等技术连接异构系统与软件应用的过程,实现可扩展性提升、数据孤岛最小化及业务流程优化。

客户关系管理 (CRM)、业务流程管理 (BPM)、企业资源规划 (ERP)、数据库管理和供应链管理等业务系统通常难以相互通信。它们可能采用不同的编程语言、操作系统数据格式,并部署在隔离的环境或架构层级中。

EAI 助力这些系统交换关键数据点,消除可能阻碍业务运营的不兼容性。集成解决方案还能让组织沿用遗留系统,既保留关键历史数据,又无需在每次引入新服务时重构应用。

最终,EAI 使系统能够共享自动化流程,从而加速并简化跨部门的工作流。以电商场景为例,组织可利用集成平台在客户每次下单时自动处理支付、更新库存并生成物流标签——即便这些流程跨越不同系统或环境。

EAI 架构可助力构建分布式网络,使应用程序与服务实现松耦合与独立运行。传统 EAI 平台通常是本地部署的服务器端中间件(如企业服务总线),由组织 IT 团队内部安装运维。如今,许多组织也采用集成平台即服务 (iPaaS) 解决方案来促进和管理集成。

iPaaS 提供类似服务,属于企业应用集成解决方案的一种,但其交付与运营模式有所不同——iPaaS 由外部托管并通过云端交付。实践中,许多组织(尤其是大型企业)会同时采用两种方案:核心本地系统沿用传统 EAI,云端和 SaaS 集成则使用外部 iPaaS。​

同步处理与异步处理

EAI 常借助面向消息的中间件 (MOM) 来建立并管理服务间的连接。MOM 负责接收和传输称为消息的数据包,支持异步数据共享——传入消息会暂存于 队列或缓冲区,待接收服务(消费者)准备就绪后再行处理。

例如,当消费者服务宕机时,队列可保存消息直至其恢复在线。 消息代理负责管理队列并将消息路由至正确服务。消息代理还可区分轻重缓急,优先处理高优先级消息。基于 MOM 的系统使服务能在不感知具体消费者身份的情况下共享信息,从而简化数据流。

异步集成通常最适合不依赖实时数据的后台任务——这类场景可容忍短暂延迟。常见用例包括管理非时效性系统集成,如 ERP 与 CRM 系统间的数据交换

当 CRM 持续向 ERP 发送客户更新、需求预测等数据时,ERP 可选择在非高峰时段处理这些数据。以此提升系统性能与资源利用率。但异步方案可能不适用于客户期望即时响应的前端应用。

其他 EAI 平台采用同步数据流:应用程序向服务发起 API 调用或请求后需等待响应。这种处理方式更即时、更直接,部分原因在于没有队列延缓请求。

但同步处理在高并发场景下易受延迟影响,因为任务必须按顺序完成。服务间也存在紧密耦合,降低了独立性。同步方案常用于前端服务及实时业务应用,尤其是需要即时响应的服务(如在处理订单前查询库存管理系统)。

许多现代 EAI 平台同时整合同步与异步数据流,满足不同集成需求。

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什么是企业集成架构或模式?

EAI 架构是一种蓝图,定义了应用与服务在集成生态中的通信方式,包括采用何种模型、组件和协议来建立连接。 EAI 模式通常描述更细粒度的设计方法,涵盖特定的路由、端点和消息结构。

软件架构师 Gregor Hohpe 与 Bobby Woolf 在 2003 年出版的著作中确立了  65 种集成模式,为开发者提供了关于集成类型及实现方法的通用语言。 但由于现代 EAI 平台已对多数模式进行抽象化处理,本概述将聚焦于更宏观的架构风格。 

企业通常会整合多种架构方式,分别支撑系统内的不同层级或功能。 常见集成架构包括:

点对点集成

点对点集成通过 API、中间件或自定义代码连接两个或多个应用,使其无需集中管理平面即可直接交换数据。这种架构在仅包含少量服务的系统中表现良好,因其设置和维护相对简单。

但在大规模应用中,点对点连接会变得错综复杂,形成所谓的“面条式集成”。由于缺乏中间环节管理数据交换,性能瓶颈难以识别和排查。加之对每个连接的监督有限,点对点方案易面临安全与优化问题。

最终,版本部署也面临挑战——系统内每次集成都需单独配置。组织可能从点对点集成起步,但随着业务规模扩大,会逐步演进到更成熟的集成方式。

中心辐射型集成

在中心辐射型模型中,多个系统或服务(辐射端)连接到中心枢纽。枢纽负责管理服务之间的连接,使它们无需直接交互。

中心枢纽通常采用 企业服务总线  (ESB) 的形式,这是一种更高级别的中间件解决方案,负责指导和管理数据交换。枢纽的职责可能包括路由、 治理、 认证、 监控 和数据转换。当 ESB 处理管理任务时,集成的 MOM 通常使用 JMS 或 MQTT 等协议传输数据。或者,中心辐射型方法可以使用  API Gateway  进行 API  编排 (网关作为中心,API 作为辐射端),从而实现通常 使用 HTTP 作为传输机制的同步通信。 

与点对点方法相比,中心辐射型方法通常更高效、更具弹性,尤其是在包含数十或数百个服务的复杂部署中。由于每次交互都通过共享管理平面进行,这些系统也更容易维护和治理。最后,添加新应用时不会影响已集成的服务。

不过,一个主要缺点是,由于所有服务都依赖集中式管理平面,中心枢纽的故障可能会影响整个系统。

面向服务的架构

面向服务的架构 (SOA) 中,服务围绕共享的策略和标准进行组织,但保持松耦合和自包含,从而提升了可复用性和互操作性。服务通过契约共享其功能和能力,而不暴露运行所需内部代码和数据,提高了可发现性

例如,组织的支付处理服务可以添加到新的应用程序中,而开发者无需从头重建该服务。缺点包括实施和维护成本高,以及系统复杂性增加,这可能会影响性能并造成安全漏洞。

作为一种与平台无关的设计理念,SOA 可以用于任意数量的架构。例如,当应用于中心辐射型模型时,中心枢纽继续管理交互,但服务可以描述其业务功能,使开发者无需预先了解其能力即可无缝组合和复用它们。

微服务

微服务建立在 SOA 的核心原则之上,但采用了更新的云原生特性。 SOA 要求每个服务共享严格定义的标准,使得系统灵活性降低且更容易变慢。 

而微服务则优先考虑轻量级传输(通常通过使用 API),由端点本身实现业务逻辑和处理请求。 这种方法赋予每个服务更多自主权,允许各个团队自主决定其所管理服务的内部治理、部署和存储方式。 这两种方法在范围上也存在差异:SOA 通常处理企业级应用,而微服务通常更细粒度,将单个服务拆分为更小的组件。

最后,SOA 常使用 ESB 来促进服务间通信,而微服务更常依赖 API Gateway 或服务网格。微服务正迅速成为主流:根据  Gartner 2023 年的一份报告,74% 的企业目前正在使用微服务架构,另有 23% 的企业表示计划在未来使用

事件驱动架构

如果说消息可能包含操作或请求,那么事件则是表明已发生某个值得关注行为的静态指示。事件驱动架构使服务能够高效、安全地交换 Event Notifications。

通常,应用程序将事件发送给事件代理,由事件代理负责将其分发给相应的服务。消费者可以自行选择订阅哪些事件,从而只接收与其自身功能或业务需求相关的记录。

例如,电商公司可能会利用事件,在每次客户购物时通知邮件服务。当电子邮件服务收到表明已发生销售的 Event Notifications 时,便可自动向购买者发送订单确认。同时,分析数据库可能会订阅与停机或性能相关的事件,收集相关数据点。

事件驱动框架的一个优点是,服务无需了解其事件被如何使用、或被哪些消费者使用——它们只需知道如何向事件代理报告事件即可。事件驱动方法也更易于扩展,因为开发者可以复制或移除服务,而不会干扰事件报告机制。

但若管理不当,事件驱动平台可能会过度报告或无意中发送重复事件,使消费者难以理解。此外,随着组织规模扩大,通常会增加更多消费者实例以提升性能。但这种服务的激增可能会让开发者更难隔离错误和排查故障。

最后,由于事件驱动平台可能存在延迟,因此并不适合实时数据交换。

EAI 与 iPaaS

广义而言,iPaaS 属于 EAI 范畴,是一种较新的、基于云的企业应用集成模式。集成平台即服务 (iPaaS) 指通常由外部供应商管理的云集成工具。例如 IBM 的 webMethods Hybrid Integration、Salesforce 的 MuleSoft 以及微软的 Azure Integration Services。

iPaaS 平台常使用生成式能力、预构建连接器、低代码或无代码开发工具、物联网 (IoT) 及其他现代创新技术。iPaaS 平台通常运行在无服务器容器化架构上,由于不依赖本地部署的 ESB(可能庞大且易出错)来建立连接,因此往往灵活且轻量。

其主要吸引力在于,组织无需花费时间和资源构建定制连接,而是可以直接使用 iPaaS 平台提供的底层基础设施。iPaaS 有时会与 ERP 或 CRM 软件等其他 SaaS 产品打包提供。

EAI 是一种较老的传统方法,通常通过本地部署或混合架构进行管理。EAI 的一个主要优势是企业对其集成拥有完全控制权。在高度监管的行业(如法律或医疗保健)中,由于 IT 团队需要比第三方 iPaaS 平台更深入的定制和监管能力,这种方法可能更受青睐。

根据《财富》商业洞察 2024 年的一份 报告,尽管 iPaaS 日益普及,仍有 80% 的企业至少会自行构建部分集成。在大型组织中,EAI 和 iPaaS 通常结合使用,实现不同编排层的自动化。

EAI 与 EDI

EAI 平台主要帮助企业进行内部数据共享,而电子数据交换 (EDI) 则是在组织之间实现信息(如发票、成绩单或发货通知)传输的标准化和便利化,用以替代实体纸质文件。EDI 交易可追溯至 20 世纪 60 年代,当时政府和企业开始实现数据交换自动化,减少了对人工数据录入的依赖。

EDI 通过专用协议帮助企业在遵守法规与国际标准的前提下进行数据交换。例如,美国医疗数据交换需遵循《健康保险流通与责任法案》(HIPAA) 采用面向安全的 X12 协议,而国际商贸往来则通常采用 EDIFACT 全球标准。

EAI 与 ERP

企业资源规划通过集中式共享数据库,将人力资源、Product Lifecycle Management、财务等业务流程整合,提升内部系统间的连接性与数据一致性。ERP 平台通常由多个企业级模块构成,每个模块对应不同业务功能。这些模块既能独立执行特定任务,又能协同实现共同业务目标。

EAI 与 ERP 虽都支持集成,但作用于企业技术栈的不同层面。EAI 充当单个应用间的桥梁或连接器,而 ERP 则提供统一界面,使组织能够访问多项业务功能。

由于每个企业模块都与集中式应用套件紧密绑定,更新或替换 ERP 系统在操作上既具挑战性又成本高昂。相比之下,EAI 依赖中间件或 API,通常可在不中断数据流的情况下重新配置,因此能够分阶段逐步实施。

组织常将 EAI 与 ERP 平台结合使用:ERP 系统管理核心业务功能,EAI 平台则负责处理 ERP 平台与分析平台、CRM 等其他组件之间的连接。

EAI 的优点

当业务系统相互隔离、无法通信时,可能出现安全漏洞、数据孤岛和不兼容等问题。若没有 EAI 策略,组织可能需依赖大量定制编码、持续维护和人工数据录入来维持连接,导致集成架构脆弱易损。EAI 系统可通过以下方式帮助克服这些障碍:

改善数据流,消除数据孤岛

EAI 通过在整个组织内实现实时(或近乎实时)的数据同步,帮助改善数据流与可见性。它 使服务能够在保持自主性的同时,访问组织内各处的工具和数据源。 

这种同步使团队能够跨多个服务开发自动化流程,从而加速工作流、减少人为错误,提升了流程自动化水平。 数据集成有助于团队从不同来源收集并分析相关信息,进而改进决策质量。

例如,CRM 可将历史销售数据发送至集成的库存管理 平台,帮助团队确定特定时段应订购的库存量。

延长旧应用生命周期

停用或替换旧系统可能会中断关键业务功能、造成系统失配,并导致成本失控。

高度监管行业的组织可能依赖旧应用来维持对法律及行业标准的合规性。 此外,存储在老旧数据库中的关键数据可能难以迁移至新系统。

EAI 有助于延长旧应用的生命周期。它通过将旧协议转换为兼容的现代格式,并将旧系统与新系统相连接,使组织能够继续使用这些应用和平台。

降低集成复杂性

EAI 平台有助于降低集成复杂性。组织无需构建和维护众多点对点连接,而是可以使用集成平台(如 iPaaS 方案或 ESB),通过集中式集成层连接应用程序。这些解决方案中常包含的预构建连接器和可复用集成模式,也有助于更快地连接系统。

提升灵活性与可扩展性

最后,EAI 能够提升可扩展性与灵活性。松耦合使得替换应用或采用新技术更加容易。组织可以在无需完全重构集成架构的情况下,更换其 CRM 系统或新增电商平台。

EAI 还能帮助团队更好地协调版本部署,因为它能更清晰地展现更新不仅如何影响各自负责的服务,更会如何影响整个系统。

EAI 的挑战

虽然 EAI 能够简化业务功能,但也可能引入系统复杂性和操作障碍。常见挑战包括:

安全漏洞

由于 EAI 平台暴露了以往无法访问的服务,维护安全生态变得更加困难。配置错误可能导致敏感数据在传输过程中暴露,而 API Gateway 和 ESB 可能成为单点故障,错误会级联影响所连接的服务。

解决方案包括纳入强大的访问控制、认证授权协议、加密标准和网络安全。全面的治理(每个团队都有明确定义的职责)和快速的事件响应也有助于提升安全性。

迁移问题

由于 EAI 平台可能触及企业几乎所有的业务领域,组织可能会对其产生依赖。迁移到新的 EAI 平台成本可能高得令人却步,并且在过渡期间可能导致数据丢失。

为应对这些挑战,组织可以优先采用模块化、灵活的集成模式,如微服务和事件驱动架构,这些模式通常更易于定制、重新配置和复用。同时,数据虚拟化可以帮助组织在服务和其管理平面不断变化的情况下保留关键数据。

系统复杂性

EAI 平台在服务之间引入了新的连接,这可能使治理、监督、可追溯性和故障排查变得更加困难。

维护需要专业知识,且与传统点对点架构方法相比成本更高。虽然现代系统与旧系统之间的集成开启了新的数据洞察,但这些系统间的版本管理在操作上可能颇具挑战。

组织可以通过将服务划分为不同的域来应对这种复杂性,使应用程序仅与相关服务共享数据。现代的无代码自动化和明确定义的数据契约也有助于简化操作,使团队无需预先了解即可交换数据。

扩展性与性能限制

依赖 ESB 和 API Gateway 的 EAI 平台可能遇到数据流问题,因为所有交换都必须通过共享路由层汇集。

例如,组织可能需要增加更多端点以应对更高流量或新功能,但这些更新可能无意中引发延迟等性能问题,给系统带来压力。

组织可通过实施缓存和根据实时数据调整规模的自动扩缩来降低瓶颈风险。分布式水平架构、异步数据共享以及在数据源附近处理数据的边缘框架,也有助于实现更快、更具弹性的集成。

EAI 未来趋势

尽管 EAI 是有数十年历史的概念,但如今的 EAI 平台正越来越多地融合现代创新,以提升互操作性、性能和网络弹性。团队现在使用生成式 AI 自动标记失配与故障,或在问题扰乱通信流之前主动修复。机器学习还能编排复杂的自动化流程,减少工作负载和失配问题。

EAI 作为一门学科也变得更加易于应用,使团队能够通过低代码、预构建连接器来设计集成。无服务器系统赋予组织在云、混合和本地环境间灵活切换的能力。而面向 API 和微服务的架构则提升了可发现性与可复用性。

iPaaS 解决方案的出现和普及意味着组织可以仅订阅所需的集成服务,从而降低成本,并将自身从耗时的管理任务中解放出来。

Nick Gallagher

Staff Writer, Automation & ITOps

IBM Think

Michael Goodwin

Staff Editor, Automation & ITOps

IBM Think

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