（计算机应用技术专业论文）基于soa架构的电子政务门户系统的研究.pdf

摘要 摘要 电子政务是各级政府及政府职能部门将其服务和管理的功能通过互联网实 现，以为企业及公民提供更好的服务。电子政务系统经历了几十年的历程，由 于采用不同的开发语言和平台，导致各个部门的应用系统相互独立、缺乏统一 的标准。s o a 架构和w e bs e r v i c e s 技术的出现有效的解决了这类问题。 本文在深入研究s o a 和w e bs e r v i c e s 技术的基础上，针对当前电子政务系 统存在的问题，提出了基于s o a 的电子政务系统架构。 本文的主要工作包括： 1 ) 介绍了课题的研究背景和s o a 技术的国内外现状。 2 ) 研究了s o a 架构的思想，w e bs e r v i c e s 技术，及w e b 服务的关键技术 ( x 几、s o a p 、w s d l 、u d d i ) 。 3 ) 根据s o a 的思想设计了电子政务系统架构，并采用w e bs e r v i c e s 技术实 现功能服务。 4 ) 结合一个政府公文系统案例，采用s o a 架构和设计。 关键词：电子政务系统；s o a ；政府公文系统；w e bs e r v i c e a b s t r a c t a b s t r a c t a l ll e v e l so f g o v e r n m e n t a n d g o v e r n m e n t f u n c t i o n a l d e p a r t m e n t sp u t e g o v e r n m e n t ss e r v i c e sa n dm a n a g e m e n tc a p a b i l i t i e si n t oa c h i e v et h r o u g ht h e i n t e r n e t ，s oa st op r o v i d eb e t t e rs e r v i c e sf o rb u s i n e s s e sa n dc i t i z e n s e g o v e r n m e n t s y s t e mh a su n d e r g o n eac o u r s eo fs e v e r a ld e c a d e s ，d u et od i f f e r e n c eo fd e v e l o p m e n t l a n g u a g ea n dp l a t f o r m ，l e a d i n g t ov a r i o u s d e p a r t m e n t s o fa p p l i c a t i o ns y s t e m s i n d e p e n d e n to fe a c ho t h e r , t h el a c ko fu n i f o r ms t a n d a r d s s o aa r c h i t e c t u r ea n dw e b s e r v i c e st e c h n o l o g ys o l v es u c hp r o b l e me f f e c t i v e l y b a s e do ni n d e p t hs t u d yo fs o aa n dw e bs e r v i c et e c h n o l o g i e so nt h eb a s i so f v i e wo ft h ec u r r e n te - g o v e r n m e n ts y s t e me x i s t i n gp r o b l e m s ，p r o p o s e db a s e do nt h e s o ae - g o v e r n m e n ts y s t e ms t r u c t u r e t h em a i nw o r ki n c l u d e s ： 1 ) t h ep a p e ri n t r o d u c e st h ep r o j e c t sr e s e a r c hb a c k g r o u n da n dr e a l i t i e so fs o a t e c h n o l o g y 2 ) t h ep a p e rr e s e a r c h e st h ec o n c e p to fs o at e c h n o l o g y , w e bs e r v i c e st e c h n o l o g y a n di t ss o m ek e yt e c h n o l o g i e s ，s u c ha sx m l 、s o a p 、w s d l 、u d d i 3 ) t h ep a p e rd e s i g n ss o a b a s e de g o v e r n m e n ta r c h i t e c t u r e ，a n da d o p t sw e b s e r v i c e st e c h n o l o g yt oa c h i e v ef u n c t i o n a ls e r v i c e s 4 ) c o m b i n e d w i t l lac a s eo fg o v e r n m e n td o c u m e n t s s y s t e m u s i n gs o a a r c h i t e c t u r ea n dd e s i g n m e n t k e yw o r d s ：e - g o v e r n m e n ts y s t e m ，s o a ，g o v e r n m e n td o c u m e n t ss y s t e m ， w e bs e r v i c e i i 学位论文独创性声明 学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，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 为获得南昌大学或其他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己在论文中作了明确 的说明并表示谢意。 学位论文作者签名( 手写) ：飞，黟 签字日期：j 口。年月7 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解直昌太堂有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁 盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将学位论文的全 部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究 所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向 社会公众提供信息服务。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：下车陆 导师签名： f ，t - 象 签字日期：沙7 。年厂月7 日签字日期：。，伊年，月7 日 第l 章引言 第1 章引言 1 1 研究背景 在世界信息化水平不断提高的今天，以开放、共享、多向和交互为特点的 互联网为核心的信息技术的发展，向全球各个角落呈几何级数扩张，渗透到人 类生产生活的各个方面，对国家的政治、经济、社会、军事、文化形态等各方 面产生深远的影响。政府是信息资源的最大拥有者和利用者，又是社会管理者 和协调者，在信息化建设中起着不可替代的作用，政府信息化是社会信息化的 基础。这也就是在世界各国积极倡导的“信息高速公路 建设的五个应用领域 之中，“电子政府”一直被列为第一位的重要原因。电子政务是信息化条件下政府 行政发展的必然范式，是信息技术向生产关系和上层建筑领域渗透和拓展的必 然结果。 我围在2 0 0 6 年就由国家信息中心和国家行政学院就举办过中国电子政务论 坛。在论坛上，国家行政学院公共管理教研部教授汪玉凯指出“只有利用科技 创新手段，打破行政信息壁垒，实现不同业务之间、不同政府机构之间的信息 互联互通、协同应用，才能把电子政务建设向纵深推进，全面提升政府行业的 社会化服务能力。f l 】随着我国的信息化进程不断加快，政府部门利用计算机、 网络等现代信息技术和通信技术，实现政府组织结构和工作流程的优化重组， 建立了各类政府信息管理系统、业务信息管理系统和辅助办公系统。这些系统 基本上实现了各职能部门内部，职能部门与职能部门之间以及政府与社会公众 之间的信息共享、业务联动和科学决策等功能。在随后的2 0 0 8 年里，我国成功 举办奥运会，遭受汶川大地震、毒奶粉事件，尤其是后来出现的全球金融风暴， 我国的电子政务系统在关键时刻都发挥了重要作用。 虽然我国的电子政务取得了许多成绩，但是我们还应清楚的认识到，我国 的政务信息化、电子政务建设应用中还存在许多不尽人意的地方。例如，政府 信息化建设过程中没有统一的规则，甚至在同一部门内部都会出现异构系统， 这对电子政务的发展是非常不利的。 总的来说，我国的电子政务在现阶段的发展中遇到了两个突出的问题： ( 1 ) 信息孤岛问题 产生“信息孤岛 问题的主要原因是缺乏电子政务的统一标准。由于我国 第1 章引言 电子政务是在各级政府部门、不同部门之间分别进行的，各部门之间相互封闭， 这样就导致建立的电子政务系统模式不统一。 ( 2 ) 数字鸿沟问题 数字鸿沟，一般也被称为信息富有者和信息贫困者之间的鸿沟。 要实现电子政务真正有利于推进行政管理体制改革，提高政府工作效率和 公共服务水平，为公众参与经济社会创造条件的目的，就必须解决困扰我国政 府信息化建设的两个问题。 随着w e b 技术的兴起与流行以及分布式应用的进一步提升， s o a ( s e r v i c e o r i e n t e d a r c h i t e c t u r e 面向服务的软件体系架构) 开始备受关注，s o a 是一种组件模型，通过微调接口把不同应用模块( 称为服务) 链接在一起。本 质上，s o a 是一种粗粒度，松散耦合的服务架构，服务的通讯方式既简单又准 确，并独立于底层编程接口和通讯模型。因此，s o a 可以为电子政务系统之间 服务提供一个标准的架构方法，而这种架构方法对电子政务系统之间是同构系 统还是异构系统的问题是不敏感的。 s o a 并非是崭新的事物，相对于其他架构，s o a 在于大多数软件商接受它 并可以实现s o a 的平台或应用程序。它的优势在于： ( i ) s o a 的应用，使得政府可以在原有的信息化资源上建立应用，而不需要 重新投资，这样为政府的信息化资源提供了很好的重用性。 ( 2 ) s o a 能够避免因电子政务系统的改变而产生的服务实现改变，从而消除 了因此对政府使用者带来的影响。 ( 3 ) s o a 能够升级系统中的单个服务而避免重写整个应用，对于那些不适用 的旧系统，可以直接抛弃。 总而言之，s o a 可以借助现有的系统应用便捷的产生新的服务，给政府的 电子政务提供非常大的灵活性。将s o a 架构应用于门户系统中，可以解决当前 电子政务系统中的存在的问题。 1 2 课题来源 本课题为导师指导下自选。 2 第1 章引言 1 3 国内外研究现状 s o a 概念起源- 丁国外。1 9 9 6 年，g a r t n e r 提出s o a 思想，但在当时并没有得 到大规模应用。2 0 0 4 年4 月m m 公司提出了s o a 的编程模型思想，并发表2 0 0 多篇 文章，引起了国内外业界的广泛注意。越来越多的中间件厂商的推动，使得s o a 成为业界追捧的技术，受关注程度越来越高。2 0 0 5 年，结构化信息标准推动组 织o a s i s 接受6 个被推荐的w 曲服务说明书，以微软，惠普，i b m ，o r a c l e ，s a p ， b e a 为首的计算机巨头合作定义了s o a 标准，并首先在自己产品、解决方案内 添加支持s o a 的功能。其中，i b m 的e s b 、p r o c e s ss e r v e r ，o r a c l e 的s o as u i t e 等 产品都能全面支持s o a 。 国内对s o a 研究起步较晚，企业尚处于早期部署阶段。随着对s o a 的认 识越来越深入，许多组织机构和企业认识到s o a 的巨大优势，推动国内的s o a 研究往更高的水平发展。其中如u d d i c h i n a 致力于推广以u d d i s o a p 为核心 的w r e bs e r v i c e 实现和应用技术。2 0 0 5 年，上海复旦协达软件公司推出了我国首 套s o a 协同软件。总体来说，国内对于s o a 的规模化应用，s o a 架构开发都 处于比较低的阶段，成功的案例不多且实际意义不大，因此对于这方面的研究 和应用工作任重而道远。 1 4 本人主要工作 ( 1 ) 深入研究s o a 架构及其实现技术w r e bs e r v i c e 。 ( 2 ) 分析了当前电子政府系统中存在的问题，为解决这些问题提出基于 s o a 架构的政府公文系统，并给出系统的总体设计方案。 ( 3 ) 深入研究w e bs e r v i c e 技术的概念、属性和特点，并对w e b 服务的关 键技术( s o a p 、w s d l 、u d d i 、x m l ) 进行了研究和分析。 ( 4 ) 设计和实现了该系统，并进行了测试与分析。 1 5 论文组织结构 第l 章引言 本章介绍了研究背景、课题来源、s o a 的国内外研究现状及本人的主要工 作。 第2 章s o a 及相关技术 3 第1 章引言 介绍了面向服务的体系架构s o a 的定义、驱动程序、概念模型和层次结构； 介绍了实现s o a 的w e bs e r v i c e 技术，w e b 服务的性能，特别介绍了w e bs e r v i c e 的关键技术s o a p 、w s d l 、u d d i ；还简单介绍了x m l 语言，x m l 的数据属 性以及基于x m l 的数据交换。 第3 章实例分析：s o a 在政府公文系统中的分析与设计 从功能需求、非功能需求、功能模块设计、系统用例方面对政府公文系统进 行系统分析，同时分析了在政府公文系统中应用s o a 的需求，给出了在政府公 文系统中实现s o a 架构的解决方案。 第4 章s o a 在政府公文系统中的应用实现 本章主要对政府公文系统进行了分层设计，在相应的运行环境下，实现s o a 在政府公文系统中的应用。描述了s o a 架构中服务的实现、发布以及调用，并 通过w e bs e r v i c e 技术实现了政府公文系统与企事业单位系统间的互联互通，实 现系统间的集成。 第5 章总结与展望 对课题进行总结，提出了更深入的研究工作。 4 第2 章s o a 及相关技术 第2 章s o a 及相关技术 2 1s o a 概述 面向服务的体系结构( s o a ) 是一种皋于服务的概念，用来定义集成架构 的方法。应用程序间的互相协作是通过调用彼此的服务来实现的，并且这些服 务可以合并成一个大的业务流以实现商务或政务进程。 2 1 1s o a 定义 s o a 是一种基于服务概念的架构集成的方法。业务和基础设施职能需要建 立在分布式的系统上，该分布式系统以服务的方式提供给公司或个人，并交付 应用功能到最终用户应用程序或其他服务。 s o a 规定，在任何特定的架构中，应该有一个一致的服务机制进行通信。 这种机制应该松散耦合，应支持明确的接口使用。 s o a 在企q k 级的水平上带来一个好处，即松散耦合和封装一体化。它提供 了一个成功的设计概念，这个概念得到i t 系统集成的架构方法中面向对象的开 发、基于组件和企业应用集成技术的证明。 服务是s o a 的基石，提供了建立分布式系统外的其他职能。服务可以被内 部或外部服务消费者独立调用，以处理简单的职能，这些服务也可以被链接在 一起，形成更为复杂的功能，这样一个新的功能又产生了。 通过采用s o a 方法和使用支持技术实现s o a 方法，公司可以建立灵活的 系统，该系统可以实现业务流程的快速转变，并利用可重用的组件被人们广泛 使用。 s o a 的关键是“服务”。那么，服务的概念是什么? s o a 被描述成基于服务的用于定义集成架构的一种集成方法，为了充分描 述s o a 并了解通过使用s o a 可以达到的效果，在上下文中对服务内容的定义 是很尤为重要的。服务可以被定义为任何离散的功能提供给外部消费者使用。 这个功能可以是个人业务功能或是一系列的功能，这一系列的功能集合在一起 形成一个进程。采用s o a 的方法定义一个服务，需要考虑服务中的许多附加方 面。服务中最常见的一些情况如下： 1 、封装可重用业务功能。 5 第2 章s o a 及相关技术 2 、定义明确，能够独立实施的接口。 3 、通过调用通信协议强调操作的透明性和互操作性。 服务有如下三个特点： a 、可熏用业务功能 一个服务可以具有任何商务功能。在s o a 中，然而，一个完美的服务它的 功能是真正可重复使用的。s o a 中服务的目标是可以在一个或多个系统中使用 和重用，以使服务参与到体系架构中。例如，当重用一个j a v a 记录a p i ，可以被 描述为设计时问( 当作出决定重新使用一个可用的软件包，并将它绑定到应用 程序代码) ，s o a 的目标是要实现服务的重用在以下两个方面： a 、运行时间 每个服务部署在一个地方，并且这个地方只能在必须使用它的时候去远程 调用。这种方法的好处是，对于服务的变化( 例如，计算算法或参考相关的数 据) 仅需要在一个单一的地方被提供。 b 、部署时间 每个服务一旦被建立，但可以被必须使用服务的每个系统或一套系统本地 重复部署。这种方法的优点是增加灵活性以实现业绩目标或自定义服务( 可能 是根据地理) 。 b 、明确独立实施的接口 使用明确的接口定义和封装一个服务功能，这个功能极其重要的一点是使 得服务真正可重复使用。该接口应该封装进程中的特定内容和行为中使用的服 务消费者和服务提供者之问的互动。一个明确接口的定义，或合同，是用来绑 定服务消费者和服务提供者。它应该只指定必要互动的相互行为，并不应该指 定消费者或服务者的实现方法。 通过这种方法明确定义互动，任何一个系统的那些方面( 例如它们所依据 的平台) ，不属于部分互动的可以自由的改变，而不会影响其他系统。这个独立 实施的接口允许任何一种系统改变实施方案或自由身份。 c 、通信协议强调本地透明性 s o a 没有规定任何具体协议可以用来提供访问服务。s o a 的一个关键原则 是服务不是通过通信协议定义的，而是通过允许不同协议用于访问相同服务的 独立协议方式定义的。理想情况下，通过服务接口，服务只应该被定义一次， 并应该有很多不同的访问协议的实现方法。这种类型的定义有助于提高任何服 6 第2 章s o a 及相关技术 务定义的可重用性。 2 1 2s o a 驱动程序 s o a 的主驱动程序就是定义一个架构方法，致力于灵活的集成的i t 系统。 世界各组织花费了相当的时间和金钱，并通过商业周期的所有元素努力实现一 个快速、灵活的集成的i t 系统。为了实现这个系统，s o a 的驱动程序包括以下 六方面的内容： 1 、提高商业运转的速度可以实现新的产品和进程，可以改变现有的产品和 进程，甚至可以用新的方式重新组合它们。 2 、降低i t 系统和i t 系统问的集成系统的实现和使用成本。 3 、在交易量的基础上，通过购买比以前更多的非常细致的元素或通过固定 价格到可变价格的转变来建立一个灵活的定价模式。 4 、在兼并和收购的要求下需要简化集成工作。 5 、达到更高的i t 利用率和投资回报率。 6 、在一定水平上实现业务流程，该业务流程独立于应用程序和用于支持平 台的进程。 s o a 定义了一套设计原则和一个体系结构方法来实现这种快速灵活的集 成。在下面的部分简单介绍用以实现这一目标的s o a 中的一些内容概述。 2 1 3s o a 概念模型 s o a 是一种组件模型，通过微调接口把不同应用模块( 称为服务) 链接在 一起。本质上，s o a 是一种粗粒度、松散耦合的服务架构。服务通过既简单又 准确的方式进行通讯，它独立于底层编程接口和通讯模型。s o a 定义了三个角 色：服务提供者、服务消费者和服务注册中心【8 1 。 服务提供者：它负责提供服务的具体实现，其服务发布到注册中心并执行 服务请求。 服务请求者：它是服务请求的发起者，根据需要在服务注册中心查询特定 服务，然后根据服务说明调用该服务程序。 服务注册中心：它提供的注册服务，用来更好地为消费者提供服务分类和 搜索功能。 这三个角色之间的关系构成了s o a 的概念模型。如图2 1 所示。 7 第2 章s o a 及相关技术 图2 一ls o a 概念模型旧儿1 0 1 “服务 一词在w e b 服务中指的是面向服务的架构。事实上，s o a 是一种 分布式计算的最新发展，使得应用程序可以通过网络调用其他应用程序的功能。 在s o a 技术中，功能性服务在网络上进行“服务发布 ，还有另两个重要的操 作分别是“服务发现”和“服务绑定”，“发现”用来查找功能服务，“绑定”用 来与查找到的功能服务进行连接。以上介绍的三种角色，服务提供者、服务请 求者和服务注册中心分别对应于“服务发布”、“服务发现 、“服务绑定”。 2 1 4s o a 需求描述 当i t 管理人员一直面临着削减成本和最大限度地利用现有技术的两大挑 战，在所有的困扰后面存在两个潜在的问题：异构性和不稳定性。为了减轻异 构性、互操作性和不断改变需求等问题，面向服务的体系结构是一个很好的解 决方案。面向服务的体系结构为创建应用程序服务提供了一个平台。 面向服务的体系结构由模块组成，这些模块可以根据功能服务进行分类。 服务是由服务提供者提供的一套操作，用来达到服务消费者想要的结果。面向 服务的体系结构的服务合作遵循“发布”、“发现”、“绑定 模式，在该模式下， 服务消费者通过查询服务注册中心查找出符合其标准的服务以实现动态服务调 用。如果此服务存在，注册中心为服务消费者提供一个接口，这个接口用来和 服务建立连接。除了动态服务发现和服务接口通信的定义，在面向服务的体系 结构的服务还具有以下特点： ( 1 ) 服务是独立的和模块化的。 8 第2 章s o a 及相关技术 ( 2 ) 服务支持互操作性。 ( 3 ) 服务是松散耦合的。 ( 4 ) 服务具有本地透明性。 ( 5 ) 服务是由复合模块构成的。 为了给s o a 提供切实有效的描述，此方案必须至少满足以下三个要求： ( 1 ) 高度抽象。 ( 2 ) 高精确度。 ( 3 ) 易于理解。 2 3w e bs e r v i c e w e b 服务的发展和标准化依赖于万维网联盟( w 3 c ) ，它提供了以下的定义 “w e b 服务是一个软件系统，旨在通过网络支持机器和机器问的可互操作。它 具有在机器可处理的格式中的接口描述( 特别是w s d l 接口) 。与w e b 服务交 互的其他系统可以通过描述使用s o a p 消息规定的方式，通常使用h t t p 和一 个x m l 序列化与其他网络结合的相关标准传输。”在定义的开头，“w e b 服务 是软件应用”传达了一个要点：w e b 服务是一个可以用于在网络上执行特定功 能的软件系统。其目的是通过网络支持可互操作的机器对机器的交互。 2 3 1w e bs e r v i c e s 的核心技术 w e b 服务是独立的，是模块化的应用，可以被描述、发布、注册和通过网 络调用。w e b 服务封装业务功能，从一个简单的请求应答到完整的业务进程交 互。这些服务可以是新的或覆盖现有的应用程序。 以下是w e b 服务的核心技术。 s o a p ：简单对象访问协议( s o a p ) 是一个包含网络、运输、编程语言和 中立平台的协议，它允许客户调用一个远程服务。s o a p 的消息格式是x m l 文 档。根据相关规范，s o a p 着重于传输信息的基本形式，而不考虑传输协议。由 于大多数的互联网上的信息需要通过共同的通话模式传输协议，自然的想法是 认为这些s o a p 信息协议的内容，即传输s o a p 信息。考虑到大多数应用程序 都是通过h t t p 协议，s o a p 信息和h t t p 协议的组合无疑是最实际和最广泛使 用的方式，以实现服务的互连。采用这种方式，基于h r r p 协议的s o a p ，它支 持自己的r p c 接口，从而变成自然的应用程序协议，这个默认的传输模式为获 9 第2 章s o a 及相关技术 取管理信息提供了一套标准。 w s d l ：w e b 服务描述语言( w s d l ) 是一种基于x m l 接口和实现服务描 述的语言。服务提供者使用一个w s d l 文档，以指定服务提供者的操作和这些 操作中的参数和数据类型。w s d l 文档还包含了服务访问信息。 采用w s d l 文档形式描述一个w e b 服务，并采用w s d l 提供的机制，用元 素 和 来描述一个模块化的w r e b 服务的方式，实现模块化。关 于w s d l 文档的分配，我们采用由j s l o t e ne t a l 建议的“三个独立的w s d l 定 义 ，因为它是根据每个元素的功能特点，所以这样更加合理。它包含了一个 抽象的部分：消息和接口。它还包含了两个具体的部分：绑定，服务与w s d l 文档的接口机制。 元素在w s d l 文档中可以省略，如果没有，就有两个 由x m l 模式的方式类型： 和 元素。 元 素用于描述正在进行w e b 服务提供和w e b 服务请求之间的交换信息。它由零个 或多个 元素组成，这些元素可以认为与定义类型 元素有关联。 元素描述交换数据，主要用于两个方面： w e b 服务的参数，这些参数分透明的( 参数透明度使得协议层的信息变得 抽象) 和非透明的，非透明的参数使得操作容易理解和进行。 返回的数据。 元素使用 元素和 元素两个元素定义 输入和输出信息，而 元素仅仅是一套 元素。 操作粒度，在粗操作和精细操作间的水平变化，总是要考虑网络管理中的 实际问题，从实质上看，它仅仅只是一个“权衡”问题。 元素提供用 于w e b 服务协议的具体信息，并为数据是如何编码和运输提供具体信息。因为 它提供了w e b 服务的“风格功能，文档的标准化可以使一个默认协议可用于 操作和信息的编码标准，这使得拆分“消息和接口”部分更为合理。 元素指定位置用于访问特定的w e b 服务以及为达到此目的所使用的协议，然而 元素只是- - 组 元素，这意味着，每个w e b 服务可以通过终端 被访问。 u d d i ：通用描述、发现和集成( u d d i ) 既是客户端的a p i ，又是基于s o a p 的服务器实现，u d d i 可以用来存储和检索服务提供者和网络服务的相关信息。 2 3 2w e b 服务的性能 所有w e b 服务都具有以下的属性： 1 0 第2 章s o a 及相关技术 1 、w e b 服务的自足性 在客户端，不需要额外的软件。采用客户端支持x m l 和h 1 曙的编程语言 足够让你开始一个工程。在服务器端，仅仅只需要一个h t t p 服务器和一个s o a p 服务器。它可能赋予w e b 服务一个现有的应用程序而不需要写单行代码。 2 、w b e 服务的自描述性 消息格式的定义和消息本身交往甚密。不需要外部元数据和代码生成工具。 3 、w e b 服务可以通过网络发布、定位和调用 该技术使用己建立轻量级的互联网标准，如h t t p 协议。它利用现有的基 础设施。一些附加标准必须包括s o a p 、w s d l 和u d d i 协议。 4 、w e b 服务的模块化 通过使用工作流技术或调用来自w e b 服务实现的低层w e b 服务，把简单 的w e b 服务汇集成比较复杂的w e b 服务。w e b 服务能够链接在一起以实现更 高层次的业务功能。这样能缩短开发时间，并使得最好的品种得到实现。 5 、w e b 服务的语言独立性和互操作性 客户端和服务器端可以在不同的环境中实施。现有的代码不需要为了w e b 服务的启动而去改变。基本上，可以使用任何语言来实现w e b 服务客户机和服 务器。 6 、w e b 服务在本质上开发和基于标准 x m l 和h t t p 是w e b 服务的主要技术基础。大部分的w e b 服务技术是通 过使用开源项目建立的。因此，供应商的独立性和互操作性是现实的目标。 7 、w e b 服务的松散耦合性 传统上，应用程序的设计一直依赖于两端的严格互连。w e b 服务需要一个 简单的协调水平，为了有关服务的整合，允许更灵活的配置。 8 、w e b 服务的动态性 动态电子商务可以通过使用w e b 服务成为现实。因为使用u d d i 和w s d l ， w e b 服务的描述和发现能够实现自动化。此外，w e b 服务可以在不影响客户使 用的情况下实施和部署。 9 、w e b 服务提供编程访问 这种方法没有提供图形用户界面；它运行在代码级。服务消费者需要知道 w e b 服务的接口，但不需要知道服务的实施细节。 1 0 、w e b 服务提供覆盖现有应用程序的能力 第2 章s o a 及相关技术 w e b 服务作为一个接口，通过采用w e b 服务可以很容易地将现有的独立 应用程序集成到面向服务的架构中。 1 1 、w e b 服务通过实践建立，是一种成熟的技术 与其他分布式计算框架一样，w e b 服务有很多的共同点，当然也有一些根 本性的分歧。 2 3 3w e b 服务和s o a 的关系 s o a 代表了一个如何整合应用程序的概念架构。w e b 服务一套明确的标准 和规范，这些标准和规范是实现s o a 架构的一种方法。 w e b 服务和s o a 之问有许多逻辑联系，这些逻辑联系是相辅相成的。体现 在以下三方面： l 、w e b 服务为建立明确的，独立执行的服务接口描述提供了一个开放的标 准和机读模型。 2 、w e b 服务提供本地透明性和可互操作性的通信机制。 3 、通过业务流程执行语言，w e b 服务正在逐渐形成。w e b 服务，文档样 式的s o a p 和w e b 服务定义语言及相关技术，比如w e b 服务的开源框架来支 持精心设计的服务的技术实现，这些精心设计的服务用来封装和用灵活的方式 模块化可重用的功能。 由此可以看出，通过w e b 服务和s o a 的配合使用，在试图建立一个特定 的环境时，w e b 服务和s o a 有可能解决很多技术问题 2 4x m l 相关技术 x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ，可扩展标记语言) 是一种标记语言，是 w e b 服务使用的最基础的格式。x m l 是一种通用的语言，它可以用结构化的方 式描述种类的内容，并将它的表示和特定的设备进行分离。 x m l 可以使因特网变成一个基于知识仓库的全球性的计算机平台。最终的 环境可以被视为功能强大的基础框架来实现电子数据交换。当使用x m l 来表示 元数据时，相关的x s l 文件被汇编成定义元数据的显示模式。基于x m l 的应 用程序包括计算( 处理和管理系统) 、在分布式计算机环境中的应用程序、半结 构化信息处理和移动计算平台、x m l 存储。 1 2 第2 章s o a 及相关技术 2 4 1x m l 简介 x m l 语言是一种由w 3 c 定义的元标记语言。它是在网络上描述数据内容 和结构的标准。在x m l 发布之前，互联网的发展受到以下问题的限制： 1 、h t m l 无法描述一些数据内容，这些数据内容对于数据检索和电子商务 是必不可少的。 2 、h t m l 描述数据的能力太弱。例如，h t m l 不能描述矢量图形对象，科 学符合等。目前，他们只能通过图象呈现。 3 、h t m l 标记语言不能满足新发展的特性需求。 x m l 的出现，使得上述所有问题得到很好的解决。x m l 包含三个元素： d t d 文件类型定义或x m l 模式概要、可扩展样式语言和可扩展链接语言。d t d 和x m l 模式提供了x m l 文档的逻辑结构，定义了x m l 文档中的元素、元素 的属性以及元素和元素属性间的关系。x s l 语言提供了x m l 文档的编排形式。 x l i n k 将进一步扩大在网络上现有的简单链接。x m l 的出现提供了一种全新的、 开放的电子数据交换方式。这将证明x m l 及相关技术是进行电子数据交换数据 最完美的技术。 x m l 语言正成为组织数据和交换数据的实现标准，大量的x m l 数据已经 在网络上出现。同时，作为一种基础技术，x m l 在很多领域，如在知识管理、 通信管理、数据传输域和数据处理域等方面发挥重要的作用。不同应用程序间。 的数据交换是非常重要的，特别是在分布式系统的发展和电子商务的弹性要求 中显得尤为重要。 2 4 2x m l 的属性 万维网联盟( w 3 c ) 使用x m l “用常见的语法来表达数据结构”。结构化 数据是指被标记为其内容、意义或使用的数据。x m l 是一种公用的格式：它不 是任何公司的专利产品。x m l 允许用户组或组织创建他们自定义标记的应用程 序，这些应用程序用于交换他们x m l 域中的信息。x m l 被称为信息经济中的 “全球货币”，它的一些主要属性如下： ( 1 ) 用人类的可读格式描述数据。此外，x m l 可以被计算机很容易地解析 和处理。 ( 2 ) x m l 文档具有自述性。x m l 是一种以标记和属性的方式描述数据的 元语言。 1 3 第2 章s o a 及相关技术 ( 3 ) 可以根据需求，轻松地创建其他x m l 标记。换句话说，x m l 并内没 有一套固定的标签。x m l 一种元标记语言。它可以使我们定义自己的标记语言。 ( 4 ) 可以灵活和有效的处理任何所需的数据类型，并且可以将现有的数据 结构映射到x m l 中。在数据搜索中，x m l 可以大大减少搜索时间，从而使搜 索结果更精确更有效。 ( 5 ) 独立于开发平台、编程语言和供应商，用于数据和文档格式交换的标 准。 ( 6 ) 作者识别与版本控制元素级别任何x m l 标记可以包括确定作者 或版本信息所需的属性。 ( 7 ) 支持多语言文档- x m l 文档可以采用统一码编写，这个统一码包括 来自所有已知的书面语言的字符。 ( 8 ) 统一码的支持对互联网服务是非常有用的。 2 4 3 基于x m l 的数据交换优点 ( 1 ) x m l 可以描述数据交换的语义。 ( 2 ) 因为x m l 格式是开放的标准的，所以软件设计的成本低。 ( 3 ) x m l 技术可以加密x m l 文档中的一部分信息，这大大增加了数据加 密和解密的速度。 ( 4 ) x m l 技术支持s o a p 协议，w e b 服务和网格服务。 1 4 第3 章实例分析：s o a 在政府公文系统中的分析 第3 章实例分析：s o a 在政府公文系统中的分析 3 1 系统需求分析 3 1 1 功能需求 本系统用于实现政府内部各部门业务管理信息化，同时向企事业单位提供 业务接口功能，是基丁政府内部局域网和外部网络、多种不同操作平台的多用 户和多层次应用系统。这个系统是一个基于用户权限的系统，该系统的用户分 为3 个级别。管理员可以添加修改公文、领导可以审批公文、普通职员只能查 询查看系统中已公开的公文，管理员还可以对用户的级别和其他信息进行管理。 公文有二级分类，用户可以分类或者按关键字方便的查阅公文。本系统的界面 简单明了，从功能上讲完全可以满足现代政府的内部和外部传阅公文的要求， 从公文的提交到审批查看非常符合政府的办公程序。 3 1 2 非功能需求 ( 1 ) 开放性：电子政府系统采用s o a 思想和w e bs e r v i c e s 技术，把系统 的功能以服务的形式交付，实现系统的开放性和通用性。 ( 2 ) 规范性：系统在开发过程中要严格遵守软件业一套标准的规范，采用 国际标准的软件开发技术x m l 、s o p a 、w s d l 、u d d i 等，保证电子政府系统 的规范性。 ( 3 ) 可靠性：电子政府系统与企事业单位的其他业务集成后，如果系统瘫 痪会直接影响其他系统的使用，所以电子政府系统必须具备数据备份与恢复能 力、系统容错能力。 ( 4 ) 安全性：系统对信息安全性要求很高。信息在传输中的安全性，信息 存放的安全性以及信息获取与查询的安全性都要充分考虑。 ( 5 ) 可扩展性：系统要适应不同开发平台、编程语言、操作系统。 3 1 3 系统功能分析 根据前一节的功能需求确定系统要实现的主要功能，划分实现具体功能的 模块，本系统的总体模块设计图见图3 1 ： 1 5 第3 章实例分析：s o a 在政府公文系统中的分析 图3 - 1 政府公文系统功能模块图 ( 1 ) 用户登录 首先出现的是用户登录界面，该界面用于接收用户输入的帐号和密码，并 且验证这些帐号和密码的合法性。如果登录信息正确，则将会显示整个系统的 主界面，在系统的主界面中，根据用户所具有的权限的不同，所显示的选项也 不同。 ( 2 ) 修改用户个人资料 所有的用户均能够使用该模块，也就是说任何用户都能够对自己的个人资 料进行修改，也可以修改自己的登录密码，但是登录帐号是唯一而且固定的， 用户不能对此进行更改。 ( 3 ) 公文管理 系统管理员可以进入此模块。在该模块中，管理员可以提交公文，也可以 编辑和删除尚未审核通过的公文。同时管理员也可以对公文的目录信息进行管 理。 ( 4 ) 审查公文 只有领导可以进入“审查公文”模块。在该模块中，可以对公文进行审查。 只有经过审查的公文，才能够被公布。 1 6 第3 章实例分析：s o a 在政府公文系统中的分析 ( 5 ) 查阅公文 系统的所有注册用户可以进入“查阅公文 的模块。在该模块中，能够按 照所要求的条件查询和查看系统中所有的经过了审查的公文。 ( 6 ) 用户管理 系统管理员可以进入“用户管理模块。在该模块中，不仅能够添加或者 删除用户，而且能够对现有的用户的权限和资料进行变更。 3 1 4 系统用例分析 根据对系统功能的需求和模块的设计，下面给出了系统的三个主要用例分 析： ( 1 ) 系统管理员 系统管理员在系统中的权限最高，其用例图见图3 - 2 。 注册用户：注册新的用户，登记名字、登录密码等信息。 用户密码修改：修改用户的臀录密码。 用户权限控制：分配、更改用户的使用权限。 删除用户：取消用户，删除用户的基本信息。 ( 2 ) 领导 图3 - 2 系统管理员用例模型 1 7 第3 章实例分析：s o a 在政府公文系统中的分析 审核公文：对公文进行审核，只有通过的公文才能被公布。 用户密码修改：修改用户的登录密码。 查看公文：查看已公布的公文。 图3 3 领导用例模型 ( 3 ) 普通职员 用户密码修改：修改用户的臀录密码。 查看公文：查看已公布的公文。 图3 - 4 普通职员用例模型 3 1 5 主要数据的工作流 政府公文系统的主要数据的工作流包括以下三方面： ( 1 ) 公文信息 公文信息的提交。 1 8 第3 章实例分析：s o a 在政府公文系统中的分析 未公开的公文信息的删除和修改。 未公开的公文信息的审核公开。 已公开的公文信息的浏览和查询。 ( 2 ) 用户帐号信息的管理 管理员对用户帐号的增加、删除和修改。 每个人对自己的密码的修改。 ( 3 ) 公文目录信息 增加、删除和修改一级公文目录。 增加、删除和修改二级公文目录。 3 2s o a 在政府公文系统中的应用设计 3 2 1 应用需求 随着政府、企事业单位各类办公信息的复杂化，对系统的设计、性能和扩 展性的要求也越来越严格。如何实现电子政务系统与企事业单位系统的互联互 通是我们需要考虑的重点问题。 企事业单位和当地政府有着密切的业务联系，但是，由于政府公文系统和 企事业系统是采用不同的开发平台、编程语言和操作系统开发设计的，所以， 在进行系统架构设计时要克服这一难题，从而保证信息的准确性，保持政府数 据与企事业单位数据的一致性。 s o a 架构的出现实现了这些需求。系统将由不同开发平台和不同编程语言 实现的功能模块以服务的形式交付，基于不同操作系统的客户端可以调用这些 服务，通过这样的方式解决了不同系统间的异构问题。图3 5 给出了基于s o a 思想的系统架构概念设计图。 1 9 第3 章实例分析：s o a 在政府公文系统中的分析 图3 5s o a 系统架构概念设计图 3 2 2 解决方案 基于上一节的应用需求，使用s o a 的思想设计系统架构，并使用w e b s e r v i c e s 技术实现该系统。由于用户的需求和权限不同，所以用户界面层提供给 用户不同的客户端界面，这些界面往往是以网页的形式存在的。客户端界面专 为用户提供w e b 服务的接口。由于用户的需求和权限的不同，所以客户端界面 为不同的类别提供了相应的w e b 服务调用接口【3 1 1 。图3 - 6 给出了政府公文系统 的解决方案。 2 0 第3 章实例分析：s o a 在政府公文系统中的分析 u d d i 注册中心 0 1 姗 o卜o 表示层 s o a p l w e b 服务层 业务逻辑层数据层 请求 应 ， ， y d c o m i _ 用 d c o m 政府 呻 | 公文 i n t e r n 数 s o l 系统 本 d c o m 地 e t i n t r 据o d b c 代 a n e t | d c o m 封 企事 理 i _ 装c o r b a o r a c l e _ 卜 业单一 1 w e b 服务 【 位系 s o a p 新系统l 统 d a o 凹应 x m l n 服务请求者服务提