（计算机应用技术专业论文）web服务技术在中央电大教务管理系统中的研究与应用.pdf

摘要 摘要 随着全球w e b 应用的不断发展，人们发现在w e b 应用和传统的桌面应用( 比 如企业内部管理系统、办公自动化系统等) 之间存在着连接的鸿沟。而面对这些 开发语言不同、部署平台不同、通信协议不同、对外交换的数据格式也不同的众 多应用系统，如何解决这些差异所带来的高代价的系统集成问题已经成为了亟待 解决的技术难点。 w e b 服务技术的出现，在现有的各种异构平台的基础上构筑了一个通用的平 台无关、语言无关的技术层，各种不同平台之上的应用依靠这一技术来实施彼此 的连接和集成。随着众多系统的集成与互联，大数据量传输时的效率及系统间的 通信安全问题则摆在了我们面前。 本文来源于中央电大教务管理系统。通过采用基于j 2 e e 平台的w e b 服务技术， 方面解决了这一多层、多级大型分布式系统中主干节点间的通信及互操作问题， 在一定程度上实现了应用逻辑的自动化：另一方面外置系统接口，为与其他应用 系统的集成及数据交换奠定了坚实的基础。增加了系统的可集成性、可扩展性及 可适用性。 本文讨论了w e b 服务技术在大型分布式应用系统中的具体应用。在此基础上 进一步讨论了作为真正的应用系统进行w e b 服务开发时应着重考虑的几个重要问 题，包括w e b 服务技术应用的时机、大数据量问题及数据交换的安全问题。 本文涉及的研究工作主要由三部分组成： 第一部分结合分布式应用的技术特点，分析了传统技术方案的不足。 第二部分深入研究w e b 服务技术，在此基础上应用w e b 服务技术对传统系统 进行拓展。 第三部分通过对w e b 服务的核心技术s 0 a p 消息的分析，结合中央电大教 务管理系统的特点对构建w e b 服务的关键环节进行了分析并提出解决方案。 关键词w e b 服务：s o a p ；互操作：数据交换 a b s t r a c t a b s t r a c t w i t ht h eh i 【g hd e v e l o p m e n to f w e b a p p l i c a t i o ni nt h ew o r l d ，w ef i n dt h a tt h e r ei sa g r e a tg u l f f i x e db e t w e e nt h ew e b a p p l i c a t i o n a n dt h e d e s k t o po n e ，s u c ha st h e e n t e r p r i s ei n t r a n e tm a n a g e m e n ts y s t e ma n d t h eo f f i c ea u t o m a t i o n s y s t e m i nt h i s c o n d i t i o n ，w eh a v et of a c et ot h ed i f f e r e n td e v e l o p m e n tl a n g u a g e ，d e p l o y m e n tp l a t f o r m ， c o m m u n i c a t i o n p r o t o c o la n d t h ed i f f e r e n tf o r m a to ft h ee x c h a n g e dd a t a , e t c h o wt o r e s o l v ea l lt h e s el o n g p r i c ep r o b l e m sa b o u ts y s t e mi n t e g r a t i o n ? t h eo c c u r r e n c eo f t h ew e bs e r v i c e ss e e m st ob ea b l et os o l v ea l lt h e s ep r o b l e m s i t c o n s t r u c t sa p l a t f o r mi n d e p e n d e n t a n d d e v e l o p m e n tl a n g u a g ei n d e p e n d e n tt e c h n o l o g y l a y e r b a s e do nt h ec u r r e n td i f f e r e n tp l a t f o r m s a l lt h ed i f f e r e n tt y p e so f a p p l i c a t i o n c a r l b el i n k e da n d i n t e g r a t e dt o g e t h e r t h i st h e s i si sb a s e do n t h e p r o j e c tn a m e d c e n t r a lr a d i oa n dt e l e v i s i o nu n i v e r s i t y e d u c a t i o n a la d m i n i s t r a t i o na n dm a n a g e m e n ts y s t e m b ym e a n so f u s i n gw e bs e r v i c e s ， w ec a l lr e s o l v et h ec o m m u n i c a t i o na n di n t e r o p e r a t i o np r o b l e m s a n di m p l e m e n t a u t o m a t i o no f a p p l i c a t i o nl o g i c t os o m ee x t e n t w ea l s oe x p o s et h es y s t e mi n t e r f a c e ，s o t h a to t h e rs y s t e m sc a na c c e s st h ea p p l i c a t i o nl o g i cm e t h o d sa n di n t e g r a t es o m e u s e f u l f u n c t i o n se a s i l y i nt h i st h e s i s ，w ew i l ld i s c u s ss o m e t h i n ga b o u tt h er e a la p p l i c a t i o no f t h ew e b s e r v i c e sb a s e do na l a r g e s c a l ed i s t r i b u t e ds y s t e m f u t u r em o r e ，w e w i l lc o n s i d e rs o m e i m p o r t a n tp r o b l e m sa b o u t w e bs e r v i c e s i n c l u d ew h e nt ou s ew e b s e r v i c e s ，l a r g e s c a l e o fd a t aa n ds e c u r i t y w ew i l lr e s e a r c hi nt h r e ea i a s i nt h ef i r s tp a r t w ew i l la n a l y s i st h es h o r t c o m i n go f t h et r a d i t i o n a lt e c h n o l o g y b a s eo nt h ec h a r a c t e r i s t i co f t h ed i s t r i b u t e ds y s t e m ， i nt h es e c o n d p a r t w e w i l lr e s e a r c ho nw e bs e r v i c e si n d e p t h a n dt h e nu s et h i s t e c h n o l o g y t oe x t e n dt h et r a d i t i o n a ls y s t e m s i nt h et h i r dp a r t w ew i l la n a l y s i st h es o a pm e s s a g e t h a ti sl o o k e da st h ec o r e i i a b s t r a c t t e c h n o l o g yo f t h ew e b s e r v i c e s a n dt h e na n a l y s i st h ek e yp o i n t so f t h i s p r o j e c tr e l a t e t ot h ew e b s e r v i c e s f i n a l l y , w ew i l lg i v es o m ep r o p o s a l k e y w o r d s w e b s e r v i c e s ：s o a p ：i n t e r o p e r a t i o n ；d a t ae x c h a n g e i i i 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：盏国日期：鲨竺互：! 关于论文使用授权的说明 本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部 分内容，可以采用影f - f 、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：猛导师签名：纽缢肇蹴 童! ! 幺：了 第1 章绪论 第1 章绪论 1 1 本课题的学术背景及其意义 随着互联网的蓬勃发展，大量的应用系统都转移到以浏览器为操作界面的详e b 应用上来。而面对大量以成的传统桌面应用，人们不得不重复的将数据由w e b 应 用迁移到传统桌面应用，又从传统桌面应用迁移到w e b 应用，极大的阻碍了应用 系统的平滑运行。而另一方面，由于应用系统的规模不断扩大，不丽应用系统对 于信息资源需要进行大量共享，各个应用系统之间也需要相互的协作，因此应用 与应用之间的数据交换及互操作已经成为了人们开发大型应用系统时必需要考虑 的问题。同时还必需考虑到成本这一重要因素，尽可能的利用己有资源。而开发 语言的不同、部署平台的不同、通信协议的不同以及对外交换的数据格式的不同 等因素使这些问题的解决困难重重。对于这样的情况，传统的分布式应用技术已 经不能有效解决。从1 9 9 8 年开始发展的x m l 技术被证明有可能解决这些问题。而 基于x m l 技术的w e b 服务技术则成为了解决这些问题的最佳解决方案。 w e b 服务技术大规模应用之前人们进行分布式应用系统开发时无一例外的采 用基于复杂连接的、不具备良好集成能力的“独立解决方案”模式来进行开发， 比如早期的e d i 、w e b e d i 、内容服务器、应用服务器、e a i ( e n t e r p r i s ea p p l i c a t i o n i n t e g r a t i o n ) ，以及其他独立的解决方案。这些技术无一例外的都是基于复杂应 用连接的，不具备良好的集成能力及各类用户的定制需求。 基于x m l 的w e b 服务技术摆脱了“独立解决方案”的实现模式，舍弃了复杂 连接的实现方法，成为了解决这些问题的最佳手段【l l 。使用w e b 服务能够统一的 封装信息、行为、数据表现及业务流程，而无需考虑应用所在的环境。并通过抽 象和混合将自身的业务逻辑组件化。便不同应用及平台之间以较低代价实现数据 共享和应用集成。 中央电大教务管理系统一方面自身具备典型的分布式应用的特征，并存在跨 越i n t e r n e t 的通信及数据交换要求；另一方面，面临着与原有o a ( 办公自动化) 系统及电大在线系统的协作及数据共享，这些问题均可以应用w e b 服务技术予以 很好的解决。w e b 服务技术在国内的应用还不算普及，应用深度也多限于理论研 北京工业大学工学硕士学位论文 究及简单应用。中央电大教务管理系统中采用了w e b 服务技术，将这技术具体 的应用到大型分布式系统中来。对相关理论进行了实践探索，为w e b 服务技术的 理论发展提供了素材，对于我国的电子商务、电子政务的大规模应用发展来说也 具有一定的参考价值。 1 2 国内外相关领域的进展及成果 w e b 服务是一种全新的w e b 应用程序分支，它是自包含、自描述、模块化的 应用，可以发布、定位，并通过w e b 进行方便的调用【2 1 。w e b 服务可以执行从简单 的请求到复杂商务逻辑处理的任何功能。一旦部署以后，其它w e b 服务应用程序 就可以通过通用的协议发现并调用它公布的服务。w e b 服务可以把商务逻辑划分 为一个个的组件，然后在整个互联网的范围内被共享。所以，它是构造分布式、 模块化应用程序的最新技术发展趋势口】。 w e b 服务在“技术”上并不是什么了不起的大突破。然而，w e b 服务在软件开 发的思维模式、对软件业界的生态、对企业界完成异构系统整合的模式等方面， 都相当于投下了一颗颠覆现有商业模式的原子弹! 【2 j 基于x m l 的w e b 服务提供了概念上和结构上适用于各种不同平台和产品的基 础设施。现在，开发者可以利用s u n 的j 2 e e 或者m i c r o s o f t 的n e t 技术来开发 完全共通的w e b 服务。无需重新设计或者重构现有的j 2 e e n e t 系统，开发人员 就可以构建复杂而强大的w e b 服务应用。 由于w e b 服务技术的迅猛发展，业界人士普遍认为，w e b 服务是现代信息化 的新的里程碑。 w e b 服务的相关规范陆续出台，使w e b 服务的开发拥有了一个统一的标准。 在早期的x m l 、s o a p ( 简单对象访问协议) 、w s d l ( w e b 服务描述语言) 、u d d i ( 统 一描述、发现与集成) 等规范基础上又添加或融入了w s m e t a d a t a e x c h a n g e ( w e b 服务元数据交换) 、w s i n s p e c t i o n ( w e b 服务探查语言) 、w s a d d r e s s i n g ( w e b 服务寻址) 、w s r o u t i n g ( w e b 服务路由) 、w s s e c u r i t y ( w e b 服务安全性) 、x m l d i g i t a ls i g n a t u r e ( x m l 数字签名) 、x m le n c r y p t i o n ( x m l 加密) 、w s a t t a c h m e n t ( w e b 服务附件) 、w s - r e l i a b l e m e s s a g i n g ( w e b 服务可靠消息传递) 、 w s t r a n s a c t i o n ( w e b 服务事务) 、b p e l 4 w s ( w e b 服务的业务流程执行语言) 等等 第1 苹绪论 相关规范，使w e b 服务整体框架日趋完善。但是由于这些规范推出不久，其中一 些规范由某些供应商单独支持，没有成为业界标准，同时配套开发包及应用还没 有能够完全的跟上，因此w e b 服务技术还未正式的、大规模的应用于商业系统。 由此得出，w e b 服务技术的发展还处在一个蓬勃发展、逐步完善的阶段。这对整 个业界来说既是一个难得的机会也是一个巨大的挑战。 1 2 1 国外发展状况 w e b 服务技术发展相当迅速，w e b 服务正在迅速渗透到企业当中。根据e v a n s 调查公司2 0 0 2 年1 0 月份对4 0 0 个企业开发经理调查的结论，毫无疑问，对大公 司( 1 0 0 0 人以上) 的开发者来说，w e b 服务已经深入人心。调查显示，8 0 的回答 者已经在把w e b 服务标准x m l ，w s d l ，s o a p 和u d d i 集成到应用软件中去。 这比e v a n s 一年前的调查结果4 2 几乎增长了一倍。9 8 的用户希望在未来的两年 中使用w e b 服务。已经形成了使用基于j 2 e e 和使用n e t 开发环境的两大阵营。 而对于e v e n s 最近一次的调查得出，3 4 的开发者普遍开展w e b 服务的应用 开发，相比半年前提高了2 5 。s o a p 仍旧成为w e b 服务开发中应用最为广泛的技 术。( p c o n l i n e c o m c n2 0 0 4 0 4 2 1 ) 一段时间以来，w e b 服务还处在理论研究及探索阶段。现今，在国际上，业 界更加关注w e b 服务短期的、更加现实的价值。人们发现w e b 服务可以用于替代 企业应用集成( e a i ) 技术，而且它的成本低，又是建立在工业标准基础之j ： 4 l 。 w e b 服务在集成企业内部和企业之间的应用方面会有显著增长。具有关方面预测： 采用w e b 服务进行系统集成的市场将从2 0 0 1 年的4 3 5 亿美元猛增到2 0 0 6 年的 6 2 亿美元。 w e b 服务技术可以应用到人们生活的各个方面，使得整个互联网提供的服务 都是我们的p c 系统中可随时调用的后台服务。因此将会更新整个互联网的体系结 构。 国外各大厂商已经投身于w e b 服务技术发展及应用的热潮，纷纷将w e b 服务 技术集成到自己的主流产品当中，或者在开发新的产品时把w e b 服务作为一项核 心技术重点考虑。在这当中，i b mw e b s p h e r e 、m i c r o s o f t n e t 、s u nm i c r o s y s t e m s s u n o n e 、n o v e l lo n en e t 、o r a c l e 、h p 、b e as y s t e m s 七家供应商被认为是最具 北京工业大学工学顿士学位论文 有显著影响力的企业。 i b m 有自己的w e b 服务定义并且提供了支持w e b 服务的全面软件产品，通过 与w 3 c ( t h ew o r l dw i d ew e bc o n s o r t i u m ) 的共同努力，包括d b 2 、l o t u s 、t i v o l i 和w e b s p h e r e 在内的所有i b m 软件都实现了对s o a p 、w s d l 、u d d i 、l i n u x 、x m l 、 j 2 e e 等开放技术和标准的全面支持。其w e b 服务策略最核心的产品就是 w e b s p h e r e 。w e b s p h e r e 是互联网基础设施软件，亦称做中间件。它的作用是使用 户借以开发、部署和集成新一代的电子商务应用，它支持从简单的网页发布到企 业级的交易处理应用程序，它转变了商业企业机构处理与客户、业务伙伴和雇员 之间关系的方式，这使得w e b 服务不再是梦。 m i c r o s o f t 则已经把其下一步战略重点转移到w e b 服务上来。推出了n e t 框 架及配套开发工具v i s u a ls t u d i o n e t 。甚至把对w e b 服务的支持集成到w i n d o w s 操作系统中来。并且积极与i b m 、h p 等厂商进行合作，力求开发出核心技术规范， 成为业界标准，而使自己处于w e b 服务技术革命的领导地位。 s u n 公司推出的m i c r o s y s t e m s 可以被看作是w e b 服务的另一个领导产品。s u n 公司紧紧结合j 2 e e 技术，推出s u no n e 整体架构，力图实现任何信息接入端都可 以在任何时间、地点对网络进行访问，享受网络针对用户本人提供的智能化w e b 服务。 第三方w e b 服务管理和应用软件的开发也如火如荼。第三方独立软件开发商 i s v 是w e b 服务产品开发的先锋。i s v 提供了数百种w e b 服务产品。 b i n d v i e w ：这家公司位于德克萨斯州休斯敦市，公司以它们生产的管理包而 著称。随着w e b 服务的出现，b i n d v i e w 针对微软的n e tv 7 0 产品开发了b v a d m i n m i g r a t e 。这是第一个可有效帮助企业直接迁移到w i n d o w s n e t 系统的工具。 m a c r o m e d i a ：这家位于旧金山的公司以成功的开发了d r e a m w e a v e rw e b 设计 包而闻名。m a c r o m e d i a 将公司的目标定位于w e b 服务领域，开发出一系列有实力 的产品。这家公司提供的最重要的产品是m a e r o m e d i as t u d i om x ，这套综合性工 具能够使开发者建造一个范围广泛的因特网解决方案，包括从简单的h t m l 到新兴 的i n t e r n e t 应用程序。m a c r o m e d i as t u d i om x 系列产品包括m a c r o m e d i a d r e a m w e a v e rm x 、m a c r o m e d i af l a s hm x 、m a c r o m e d i af i r e w o r k sm x 、m a c r o m e d i a f r e e h a n di 0 、以及一个c o l d f u s i o nm x 开发者版本。同样使m a c r o m e d i a 公司引 第1 章绪论 以为豪的是它们拥有许多大客户，例如c i s c os y s t e m s 和p a r a m o u n td i g i t a l e n t e r t a i n m e n t ，这些公司都采用了m a c r o m e d i am x 系列产品的最新版本。 s o f t w a r ea g ：这家公司希望被公众认可为一家x m l 公司。它们提供的t a m i n o x m l 服务器是针对x m l 管理和e n t i r e x 集成组的产品。在传统的关系数据库管理 系统中，每次进行存储或接收都需要对x m l 数据进行修正和重建。与之相比较， t a m i n ox m l 服务器能够更简单、更快捷的对x m l 数据进行存储、处理和接收；并 且能够自动处理x m l 文档。 s t r e a m s e r v e ：位于列克星敦的s t r e a m s e r v e 公司提供的商业通信平台，能够 避免对基于纸张通信的需求。s t r e a m s e r v e 软件包能够交付各种格式的数据，并 且使用一个单一的通信平台就能够替换点对点链接。 一些演示性的服务也已经在网上出现：x m e t h o d s n e tw e b 站点提供f e d e x 公 司的包裹追踪，货币转换和查询加里福利亚州高速公路路况信息的服务：集成工 具销售商c a p ec l e a r 软件公司提供机场的天气预报：c o n t i n e n t a la i r l i n e s 航空 公司提供飞行状态信息：而a c t i v e s t a t e 公司提供股票交易信息。 a d o b e 推出了a l t e r c a s t 影像服务器产品，将影像产生与处理的流程标准化。 通过i b m 的协助，a d o b e 引入了w e b 服务相关的协议如x m l 、s o a p 、j 2 e e 、e j b 等 等，建立了a l t e r c a s t 影像服务器w e b 服务机制，进行影像与图案的产生与后期 处理。通过上述工作，a d o b e 为客户带来双重的益处：节省影像产生与后期制作 所耗费的成本，让影像沟通的效果能充分发挥，同时与客户公司内其它相关应用 系统相连接，提高运作效率。 而m i c r o s o f t 则推出了一个以用户为中心的架构和一组x m lw e b 服务，称为 “h a i l s t o r m ”。使得已有信息的整合变得更加方便。h a i i s t o r m 是一个高度的分 布式系统，它能够帮助我们组织协调各种各样的应用程序、设备和服务。 目前已有多家公司提供可以使用的u d d io p e r a t o rs i t e ，包括i b mb u s i n e s s r e g i s t r y 、m i c r o s o f tb u s i n e s sr e g i s t r y 、i b mb u s i n e s sr e g i s t r y b e t a 、 m i c r o s o f tb u s i n e s sr e g i s t r yb e t a 、h pb u s i n e s sr e g i s t r yb e t a 及s a p b u sin e s sr e g i s t r yb e t a 。 由此我们看到，国外对于w e b 服务技术的发展，从规范制定、供应商开发平 台及解决方案制定、具体商业应用等方面均在快速向前推进。 北京工业大学工学硕士学位论文 1 2 2 国内发展状况 由于w e b 服务技术还处于逐步完善阶段，国内对此技术的研究也只是n i j n l j 起 步。国内的整体应用开发环境仍处于较为独立和封闭的状态，配套设施的发展较 为滞后。我国网上用户的结构合理化还有待提高，企业上网的数量和质量也有待 改进，所以w e b 服务技术的实际应用在国内还较少。 少数科研机构已经开始了对w e b 服务技术的深入研究。同时，一些软件公司 也开始了对此技术的初期尝试。 佳软公司是国内厂商中较早研究n e t 技术的。由佳软公司设计开发的商 霸n e t 是完全支持当今互联网标准、基于x m l 设计的供应链管理软件，并已经被 许多大企业所认可、实施。比如同仁堂药店就采用了此系统。” 用友、金蝶、佳软等公司已经开发出了基于n e t 平台的产品。用友最核心的 产品线u 8 管理软件，是中国企业应用的主流e r p 产品。该产品就是基于微软n e t 平台开发的。 金蝶研发中心着手投入大量的资源对n e t 进行研究并试用。并于2 0 0 2 年2 月成功推出国内第一套基于微软n e t 技术、工作流技术的人力资源系统解决方 案。 国家信息中心北京方位捷讯科技有限公司开发的地理空间信息共享服务体 系。系统兼容了当今最先进的w e b 服务体系( w e b 服务) 、网格体系( g r i d ) 、c + + 、 j a v a 、x m l 等主流技术。 由此看出，国内研究开发的范围非常有限。由于国内微软的视窗操作系统在 市场中占据主导地位，所以研究开发大多局限于视窗平台，而且相对国外较为滞 后。对于n e t 的精华所在即w e b 服务技术并没有深入的应用与开发。而j 2 e e 作 为n e t 的有力竞争者，以其完善的架构，拥有了越来越多的支持者，成为了主流 技术之一。而国内对于j 2 e e 的研究与应用深度也有限，对于j 2 e e 上的w e b 服务 技术更是极少问津。而本文就是对j 2 e e 上w e b 服务技术的一次很好的尝试。 另一方面，我国互联网即将发展到一个新的阶段，企业上网是主角，电子商 务将成为互联网上的主流业务，我们有必要行动起来，迎接互联网新阶段的到来， 使它更加健康的发展。我们应在w e b 服务技术的发展初期抓住机遇，在紧跟国际 技术发展的同时加紧国内的应用开发与研究，拓宽研究菹围，加大研究力度，充 第l 章绪论 分利用新兴技术为社会带来效益。 1 。3 本课题的来源及主要研究内容 本课题来源于中央电大教务管理系统。系统构建于j 2 e e 平台之上。以中央电 大为顶层节点，下设4 4 个省级节点，其下又分别涉及到几个至几十个分校级节点。 业务范围遍及全国，物理实现构建在i n t e r n e t 体系之上。各个节点既完成本身职 能范围的工作，同时节点与节点之间存在着密切的协作及信息共享。而同时，系 统与外部系统之间也存在着资源共享与数据交换的要求，部分情况下还存在着密 切的业务协作。 针对此系统，w e b 服务技术在其中成为了节点之间相互联结的纽带。而对于 这一跨i n t e r n e t 的应用来说，数据交换效率及安全性是其必需考虑的问题。 本文的重点即是在应用w e b 服务技术实现分布式系统集成及互操作的基础之 上，着重研究从w e b 服务对数据交换及信息安全的处理方面改善系统运行效率及 保证系统安全的问题。 1 4 本文结构 本文将分为四个部分来阐述： 第一部分：( 第一章) 对与本课题相关的背景知识进行介绍，对国内外相关领 域的研究和进展进行综述。介绍本课题的来源及主要研究内容。 第二部分：( 第二章) 主要介绍传统分布式应用技术，并对应用传统技术解决 系统集成及互操作所遇到的困难及满足需求的技术应具有的特征 进行了分析。 第三部分：( 第三章) 重点讨论w e b 服务技术组成及技术，作为w e b 服务技术 在中央电大教务管理系统中应用的理论依据。 第四部分( 第四章) 讨论了w e b 服务技术在中央电大教务管理系统中的具体 应用，以及在大数据量传输和w e b 服务安全方面的解决方案。 第2 章传统分布式应用 第2 章传统分布式应用 2 1分布式系统体系结构的发展 传统的应用系统模式是“主机终端”或“客户机朋务器”。客户机服务器 系统( c 1 l e n t s e r v e rs y s t e m ) 的结构是指把一个大型的计算机应用系统变为多 个能够互相独立的子系统，而服务器便是整个应用系统资源的存储与管理中心， 多台客户机则各自处理相应的功能，共同实现完整的应用。随着i n t e r n e t 的发 展壮大，这些传统模式已经不能适应新的环境，于是就产生了“浏览器服务器” 分布式应用系统，即所谓的“b r o w s e r s e r v e r ”结构、“瘦客户机”模式。这种模 式将客户端的复杂性降低，业务功能完全由服务器端予以实现。而服务器端则通 常分为w e b 服务器层与数据库服务器层。随着应用系统规模的扩大，为了提高系 统的吞吐率和应用的实现效率，于是将w e b 服务器中的应用逻辑部分分离出来， 形成应用服务器层，形成了三层架构，实现了表现层、逻辑层和数据层的分离。 而后又将中间处理最为复杂的商业逻辑的逻辑层进行进一步的细分，使得那些更 复杂的、吞吐率要求更高的w e b 应用能够更有效的实施和部署。形成了n 层体系 结构。n 层结构已经成为架构w e b 服务端应用的标准模式【”。 2 2 传统多层分布式应用系统中常用技术分析 传统多层体系中，各层次按照瘦客户、业务服务、数据服务进行划分，实现 明确分工。目前比较成熟的分布式应用程序逻辑采用的是基于组件的分布式对象 模型，如微软的分布式组件对象模型( d c o m c o 斛) 、o m g 的公共对象请求代理程 序体系结构( c o r b a ) 和s u n 的企业j a v ab e a n ( e j b ) 。通过使用这些基于组件的 分布式对象模型，开发人员可以很方便的使用本地模型所提供的丰富资源，并可 将服务置于远程系统中。 但应用以上技术实现的系统有一个共同的缺陷，就是它们要求客户端与系统 提供的服务本身之间必须紧密耦合，即要求具有同类基本结构，这就使其无法扩 展到互联网上。这样的系统往往十分脆弱，如果一端的执行机制发生变化，那么 北京工业大学工学硕士学位论文 另一端便会崩溃，再加上厂商们在系统通信协议上存在竟争，标准无法统一，因 此很难实现互操作。 下面列出了c o m + 、c o r b a 、j 2 e e 的相关技术信息( 见表2 1 ) 。 表2 1 传统分布式组件技术对照表 服务框架基本组件模型通信协议接口描述服务发现方法 c o m +c o m d c o mo r p cm i d l注册表 c o r b ac o r b a 组件i i o pi d l c o r b a 发现服务 j 2 e ee j b r m i j a v aj d i 2 。2 1c o m + c o m + 不再局限于c o m ( 组件对象模型) 组件技术，它更加注重于分布式网络 应用的设计和实现，已经成为m i c r o s o f t 系统平台策略和软件发展策略的一部分。 我们可以把c o m + 理解为c o m 的新发展，或者是c o m 更高层次上的应用。c o m + 的底 层结构仍然以c o m 为基础，它几乎包容了c o m 的所有内容。可以认为c o m + 是c o m 、 d c o m 和m t s ( m i c r o s o f tt r a n s a c t i o ns e r v e r ) 的集成( 见图 2 _ 1 ) ，因为c o m + 确实综合了这些技术要素。 图2 - 1c o m + 组成结构阉 但更重要的一点是，c o m + 倡导了一种新的概念，它把c o m 组件软件提升到应 用层而不再是底层的软件结构( 见图2 2) ，它通过操作系统的各种支持，使 组件对象模型建立在应用层上，把所有组件的底层细节留给操作系统，因此，c o m + 第2 章传统分布式应用 与操作系统的结合更加紧密。它只能应用在w i n d o w s 2 0 0 0 以上的w i n d o w s 系统。 鳆 心磐贼莲爹唧， 雾! _ ；_ ”。蠢。 、 辫鬻辫黧骥i 擎* j 。 11 1 纂爨黼基1 | | ，羔j 冀、 麓：；“、 滗爨鬻蘩jj 羔 。j 鬻9 躺譬，。i * 转- 嚣懑i ，o o m 中；量i 。j j _ ，” 誊囊j l ， - 争 、 s t o r a g e + t a ) ：层结构技术1 1 ：【成模型 ( bjw i n d o w sd n a 结构 剀2 - 2c o m + 系统柴构 2 2 2c o r b a c o r b a ( c o m m o no b j e c tr e q u e s tb r o k e ra r c h i t e c t u r e ，公共对象请求代理 体系结构) 是由o m g ( 对象管理组织，o b j e c tm a n a g e m e n tg r o u p ) 提出的应用软 件体系结构和对象技术规范：c o r b a 是分布计算机技术的发展结果，c o r b a 技术的 成功在于，它除了能够解决由于多个系统层次上的异构带来的“孤岛”问题，还 在理论和技术上扩展了客户服务器的模式，使系统具有良好的可伸缩性，便于系 统的开发与升级，保护已有投资。其核心是一套标准的语言、接口和协议，以支 持异构分布应用程序间的互操作性及独立于平台和编程语言的对象重用。 c o r b a 体系的主要内容包括以下几部分： 夺对象请求代理o r b ( o b j e c tr e q u e f i tb r o k e r ) ：负责对象在分布环境中透 明地收发请求和响应，它是构建分布对象应用、在异构或同构环境下实 北京工业大学工学硕士学位论文 现应用间互操作的基础。 令对象服务( o b j e c ts e r v i c e s ) ：为使用和实现对象而提供的基本对象集 合，这些服务应独立于应用领域。主要的c o r b a 服务有：名字服务( n a m i n g s e r v i c e ) 、事件服务( e v e n ts e r v i c e ) 、生命周期服务( l i f ec y c l e s e r v i c e ) 、关系服务( r e l a t i o n s h i ps e r v i c e ) 、事务服务( t r a n s a c t i o n s e r v i c e ) 等。这些服务几乎包括分布式系统和面向对象系统的各个方面， 每个组成部分都非常复杂。 夺公共设施( c o m m o nf a c i l i t i e s ) ：向终端用户提供一组共享服务接口，例 如系统管理、组合文档和电子邮件等。 夺应用接口( a p p l i c a t i o ni n t e r f a c e s ) ：由销售商提供的可控制其接口的 产品，相应于传统的应用层表示，处于参考模型的最高层。 夺领域接口( d o m a i ni n t e r f a c e s ) ：为应用领域服务而提供的接口。如o m g 组织为p d m 系统制定的规范。 c o r b a 的产生有其特定的背景，它是在面向对象的技术兴起，客户n 务器模 式普遍得到应用的前提下，为屏蔽通信和实现细节的需求，继承已有系统，消除 “孤岛”现象而产生的。他弥补了传统分布处理系统的不足( 如r p c 等) ，具有很 多新的特色： 夺引入代理( b r o k e r ) 概念( 参见图2 ) 。代理起到如下作用：完成对 客户方提出的抽象服务请求的映射；自动发现和找到服务器：自动设定 路由，实现服务方程序的执行。 图2 - 3o r b 通信 夺客户端程序与服务端程序完全分离。与传统的客户机服务器方式有很大 的不同，客户将不再与服务端发生直接的联系，而仅需要与代理发生联 第2 章传统分布式应用 系，客户与服务器端都可方便升级。 夺提供“软件总线”机制。任何应用系统只要提供符合c o r b a 系统定义的 一组接口规范，就可以方便的集成到c o r b a 系统中，这个接口规范独立 于任何实现语言和环境。如此，客户应用于服务对象之问可以透明地交 互运行，实现应用软件在“软件总线”上的“即插即用”。 夺分层的设计原则和实现方式。c o r b a 系统的底层核心是个精练的系统， 各种复杂系统和应用可以由核心扩展和延伸。 c o r b a 技术是先进技术发展的结果，它将面向对象的概念揉合到分布计算中， 使得c o r b a 规范成为开放的、基于客户服务器模式的、面向对象的分布计算的工 业标准。 c o r b a 的目的是定义一套协议，符合这个协议的对象可以互相交互，不论它 们是用什么样的语言写的，不论它们运行于什么样的机器和操作系统。 2 2 3e j b e n t e r p r i s ej a v a b e a n ( e j b ) 1 1 规范定义了开发和部署基于事务性、分 布式对象应用程序的服务器端软件组件的体系结构( 见图2 - ) 。 图2 一年e j b 体系结构图 企业组织可以构建它们自己的组件，或从第三方供应商购买组件。这些服务 器端组件称作e n t e r p r i s eb e a n ，它们是e n t e r p r i s ej a v a b e a n 容器中驻留的分 北京工业大学工学硕士学位论文 布式对象，为分布在网络中的客户机提供远程服务。 e n t e r p r i s ej a v a b e a n ( e j b ) 是可移植分布式组件。e j b 编程模块可以让 开发人员创建安全的、事务性的和持久的商业对象( e n t e r p r i s eb e a n ) ，该对象 使用非常简单的编程模块和声明属性。e j b 根据一种称作“部署描述符”的特性 文件中的声明将这些服务自动应用到e n t e r p r i s eb e a n 。这个模型确保了b e a n 开发人员可以集中精力编写商业逻辑，而容器会自动管理更复杂但又必要的操作。 由于e j b 规范颁布了一组明确的e j b 容器( 供应商服务器) 和e j b 组件 ( 商业对象) 之间的契约，因此e j b 中实现了可移植性。e n t e r p r i s ej a v a b e a n 简 化了分布式对象的开发、部署和访问。e j b 分布式对象( 一种e n t e r p r i s eb e a n ) 的开发人员只需依照为e n t e r p r i s ej a v a b e a n 建立的契约和协议实现对象。支持 e j b 的应用程序服务器可以使用多种分布式网络协议，包括本地j a v ar m i 协议 ( j r m p ) 、专有协议或c o r b a 的网络协议( i i o p ) 。不管在某个特定产品中使用 的基本网络协议是什么，e j b 使用相同的编程a p i 和语义以j a v ar m i i i o p 访 问分布式对象。协议的细节对应用程序和b e a n 开发人员隐藏；对于所有供应商 来说，定位和使用分布式b e a n 的方法是相同的【6 j 。 2 3 应用传统技术解决系统集成及互操作所遇到的困难 随着电子商务与电子政务的迅速发展，独立的应用系统解决方案已经无法满 足客户需求，多系统之间的集成及互操作已经成为亟待解决的问题。 传统的分布式应用中所采用的技术如c o m + 、c o r b a 及e j b 有一个共同的缺陷。 由于其都采用了自身的通信协议，它们要求客户端与系统提供的服务本身之间必 须紧密耦合，即要求具有同类基本结构，这样的系统往往十