（计算机应用技术专业论文）基于web+services网络教学平台的研究与实现.pdf

摘要 摘要 网络教学平台是实现网络教学的支撑工具，它为学生和教师提供授课、学 习、答疑、讨论以及作业处理等功能性的支持。 本论文涉及到的现有网络教学支持平台，在一定程度上实现了教育资源的信 息化、网络化、数字化。不可否认的是，该教学平台同大多数各高校的网络教学 平台一样，存在很多局限性，这些局限性一定程度上阻碍了网络教学的进一步发 展。 为了解决和避免“教学支持平台”中普遍存在的“信息孤岛问题，实现多 个系统和多个平台的互联和数据共享，我们采用面向服务的体系结构( s o a ) ， 对现有的教学平台进行系统的重新构建，由于w e bs e r v i c e s 技术遵循统一、开放 的技术标准，是遵循s o a 理念的技术实施手段，我们把w e bs e r v i c e s 技术作为网 络教学支持平台重构的具体实现技术，来实现平台应用的系统集成。 为了让读者更明确的了解新架构下平台的特点，本文采用自上而下的介绍方 法对新平台进行了剖析，首先从架构方面介绍现有平台，通过新旧架构对比从宏 观上阐述平台改进之处和新架构的优势，新平台层次架构的划分比原有平台层次 架构的划分更加细致。它的划分并不是完全按照新的需求重新构造，很大程度上 还是以原有平台各子系统间的依赖关系作为参照。论文对平台各个功能模块如何 划分做了详细的介绍。通过对比发现，这些模块之间的耦合度比原来各子系统间 的耦合度要松散的多。 本论文详细介绍了网络课程模块和题库模块集成过程，并就平台的实现过 程，以及如何在n e t 下对服务的调用进行了阐述。 关键词w e bs e r v i c e s 技术；n e t ；网络教学支持平台；体系结构 a b s t r a c t a b s t r a c t n e t w o r kt e a c h i n gp l a t f o r mi so n et y p eo fs u p p o r ti n s t r u m e n ti m p l e m e n t i n gn e t w o r k t e a c h i n g ，i ta l s oo f f e rt h es u p p o r to ft e a c h i n g , s t u d y , a n s w e rq u e s t i o n , d i s c u s s i o n a n d s oo nf o rt e a c h e r sa n ds t u d e n t s t ot h ef a u l ta l t h o u 曲t h ep l a t f o r mh a si t s e l fa d v a n t a g e ，i ta l s oh a sm a n yl i m i t s f o r t h i sl i m i t s ，t h ep l a t f o r mw a l kf o r w a r dh a r d l y t os o l v et h ei n f o r m a t i o ni s o l a t e di s l a n dp r o b l e m sa n di m p l e m e n tc o m m u n i c a t i o n a n dd a t ae x c h a n g ea m o n gd i f f e r e n tp l a t f o r m s ，w ei n t e g r a t e dd i f f e r e n ts y s t e m sl o g i c m o d e l s h e r ew ei n t r o d u c ei n t os e r v i c e - o r i e n t e da r c h i t e c t u r et or e c o n s t r u c tt h e t e a c h i n gp l a t f o r m f o rw e bs e r v i c e sc o n f o r m sac o n l m o n , o p e nt e c h n i q u es t a n d a r d , i t i su s e dt or e c o n s t r u c tt h ep l a t f o r ma sad e t a i lt e c h n i q u e h e r ew ei n t r o d u c et h en e w p l a t f o r mf r o mt o pt ob o t t o mf o rt h er e a d e r t ou n d e r s t a n d t h ep l a t f o r ma r c h i t e c t u r ec l e a r l y c o m p a r i n gt h e o r i g i np l a t f o r mf r o mt h ea r c h i t e c t u r e ， r e a d e rc a nk n o ww h e r et h ep l a t f o r mh a sb e e ni m p r o v e da n dw h e r ei st h en e w p l a t f o r ma d v a n t a g e n e wp l a t f o r mh a sb e e nd e v e l o p e da sm o d u l e sf r o mt h eb e g i n n i n g t h e s em o d u l e sc o n t a i n e di nt h en e wp l a t f o r ma r ed i v i d e da c c o r d i n gt ot h er e l a t i o n s a m o n gt h eo r i g i np l a t f o r m ss y s t e m s i nt h ea r t i c l e ，i ti sd e s c r i b e di nd e t a i lt h a th o w t o d i v i d et h e s ef u n c t i o nm o d u l e s t h er e l a t i o n sb e t w e e nt h e s em o d u l e si nt h en e w p l a t f o r ma r el o o s e rt h a nt h eo r i g i np l a t f o r m s i nt h i sa r t i c l e ，w ep a ya t t e n t i o nt ot h em o d u l e so ft h en e t w o r kl e s s o nm o d u l ea n d t h et e s tq u e s t i o n sm o d u l e f i n a l l yt h et w om o d u l e si n t e r f a c e sw h i c h w e r eo f f e rt ot h e c u s t o mt oc o n s u m ew e r ed e s c r i b e di np a r t i c u l a r a tl a s t , t h i sa r t i c l ei n t r o d u c e sh o w t h ep l a t f o r mi sd e v e l o p e da n di n v o k e di nt h e n e tp l a t f o r m k e yw o r d sw e bs e r v i c e s ；n e t ；n e t w o r kt e a c h i n gp l a t f o r m ；a r c h i t e c t u r 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。 签名奎因叁 日期：2 缉组i 因 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，可以采用影印、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：二奎丑导师签名： 搬日期：2 塑尘够 第1 章绪论 1 1 研究背景 第1 章绪论 随着信息技术、通信技术的飞速发展，特别是i n t e m e t 的普及，为各个大学 提升信息化层次提供了良好的条件和机遇。信息技术对高等教育产生了史无前例 的巨大冲击，从教育环境、教育模式到教育理念、教育目标，教育思想都在这场 冲击中发生着变革。高等院校应对这种冲击的积极响应是大规模、高投入地进行 校园信息化建设。当前，我国高校在己经完成了基本的校园网建设阶段和综合信 息系统建设阶段，并逐步开展了以“数字校园 为主题的校园网升级改造建设。 数字校园倡导的一个目标是【l 】：利用计算机技术、网络技术、通讯技术对学 校的教学、科研、管理和生活服务等所有信息资源进行全面的数字化，并科学规 范地对这些信息资源进行整合和集成，以构成统一的用户管理、统一的资源管理 和统一的权限控制；通过组织和业务流程再造，推动学校进行制度创新、管理创 新，最终实现教育信息化、决策科学化和管理规范化；把学校建设成既面向校园， 也面向社会的超越时间、空间的虚拟大学。通俗地讲，就是在校园里实现【2 j ：信 息传输网络化、信息资源数字化、用户终端智能化【5 】。 数字校园最重要的载体之一就是网络教学支持平台，如何改造现有的教学支 持成了当前首要解决的问题。但是，各高校在进行平台升级改造时，遇到了很多 问题。 ( 1 ) 重硬件轻软件，重网络轻数据，重建设轻集成，重投资轻管理【3 】【4 】。由 于在建设过程中，积累了丰富的信息资源的同时，也造成了大量的信息孤岛。而 且这些孤岛由于没有得到有效的管理，正随着数字资源的增大而增大，还不断产 生新的信息孤岛。由于信息孤岛的独立性与封闭性，不仅阻碍了人们对信息的获 取，同时也对资源共享带来了更大的困难。 ( 2 ) 缺乏规划，技术不一【6 】。由于应用系统开发时间不同，开发人员变化， 采用的技术平台不同，因此我们可以看到应用平台的多种架构并存，如有b s 架 构和c s 架构，而所采用的编程语言有采用不同的技术，如基于n e t 技术，或 者j z e e 技术的，采用的数据库有s q ls e r v e r 数据库或者o r a c l e 数据库等，而且 这些应用系统通常只关注一个业务环节或管理功能，整体集成和沟通程度不高， 各应用系统相互独立运行，自成体系、产生的数据分散、独立，缺乏统一规范的 数据格式，各应用系统之间不能进行信息交换，相互之间没有畅通的信息交流与 共享。 ( 3 ) 体制分散，经营独立，无法协同工催7 1 。以往学校在建设校园信息应用 系统的时候，缺乏整体架构的观念，各职能部门实行各自为“战 、独立建设。 北京工业人学工学硕士学位论文 但是随着校园数字化网络建设，问题也逐步出现：各应用系统用户操作繁琐，流 程难以实现自动化，经常会出现信息和数据的更新不同步甚至不一致，从而造成 各个部门之间的矛盾，无法实现真正意义上的协同办公，导致了工作效率低，增 加了管理和工作的难度。 这些原因里面可能还有一些客观原因造成的，如：信息技术发展过快，各信 息技术产业所提供的产品各有所长等。 每种信息系统都能很好地完成某一些功能，但却难以形成一个完整的业务流 程。如果抛弃这些系统重新建立，则不仅成本高而且失去了所积累的宝贵资源， 因此，整合这种“各自为政 的系统、数据就成为当前迫切需要解决的问题。然 而，由于各种原因，这些系统往往开发语言不同、部署平台不同、通信协议也可 能不同，与外界交换的数据格式也存在很大差异。如何去解决语言差异、平台差 异、协议差异、数据差异所带来的高代价的系统集成，则是一个非常困难的问题。 系统应用集成就是为解决上述问题而产生的。它能把各种遗留应用融合起来，发 挥各自应用系统不同的优势。同时，实行了信息系统整合可以统筹规划校园的整 体资源，提高资源的利用率。 w e bs e r v i c e s ( w 曲服务) 是建立在x m l 基础上，为解决应用集成问题而 提出的一种开放式的技术构架。w e bs e r v i c e s 完全屏蔽了不同软件平台的差异， 无论是c o r b a 、d c o m 还是j c a ，都可以通过一种标准的协议进行互操作，实 现了在当前环境下最高的可集成性；而且它也支撑应用系统现存的下层结构，为 实现下层结构的集成提供了一种全新的机制。依靠w e bs e r v i c e s ，通过松散的应 用集成，各应用系统能够实时地访问不同应用、不同平台的信息。 1 2 国内外研究现状 因为w e b 服务几乎就是为了系统应用集成而产生的，并且w e b 服务自身也 处于不断完善之中，所以在研究基于w e b 服务的系统应用集成的同时，也特别 应该关注w e b 服务的研究现状。 1 2 1w e b 服务研究现状 以m i c r o s o f t 、i b m 、o r a c l e 、h p 、b e a 、s a p 等为首的计算机业巨头们无一 例外地将自己的软件产品解决方案全面支持w e b 服务，并共同成立了w e b 服务 互操作组织( w e bs e r v i c e si n t e r o p e r a b i l i t yo r g a n i z a t i o n ，简称w s i ) ，致力于推广 w e b 服务的全面应用。自从该组织2 0 0 2 年2 月成立以来，已有一百七十多个公 司加入了该组织。在2 0 0 3 年8 月，w s 1 发布了w s i 基本概要【3 0 1 ，它包括该组 2 第l 章绪论 织推荐的一系列核心的w e b 服务规范。在参与了w e b 服务及其相关标准制定的 同时，这些计算机业巨头们在w e b 服务的开发和相应的平台和工具支持方面也 走在世界的前列。i b m 、m i c r o s o f t 及b e a 等公司第一时间就在自己的产品中增 加了对w e b 服务的支持，并纷纷推出基于w e b 服务的解决方案。i b m 的w e b s p h e r e ，m i c r o s o f t 的n e t ，e b a 公司的w e bl o g i c 此等产品都把实现w e b 服务 列为自己的目标。为了配合开发人员的使用，m i c r o s o f t 、m m 和s a p 公司分别 构建了全球化的u d d i 站点，以便用于w e b 服务的发布和查找。当前很多公司 都提出了基于i n t e m e t 计算平台的下一代软件的计划，其中最具有代表性的就是 微软的n e t 计划，和s u n 的基于j a v a 和x m l 的智能w e b 服务。i b m 提出了 w e bs p h e r e 和n e t 能够共存的解决方案，其核心就是通过w 曲服务实现基于 w 曲s p h e r e 和n e t 的应用程序之间能够互操作【3 引。其它的大公司也提出了一些 解决方一案，但他们的研究大多在进行中，且保密性比较强，也没有比较详尽的 研究报告。同时在工业界，尽管w s i 推出了一系列核心的w e b 服务规范，但各 个厂商也有自己的支持w e b 服务的协议规范，如微软的d i s c o 协议等。由 于企业间资源、业务联系日益紧密，w e b 服务的应用集成己成为当前的研究、应 用热点_ 【6 】。 1 2 2 网络教学支持平台研究现状 现在，我国高校在己经完成了基本的校园网建设阶段和综合信息系统建设阶 段，并逐步开展校园网升级改造建设。为了解决教学平台中数据共享问题，近几 年、在数据集成、系统集成、工作流程、非格式化信息管理、信息利用与个性化 等方面出现了很多解决方案。 推翻部分已建信息系统。由于学校己经建立各自不同的应用系统，但是由于 数据资源不能共享，有些学校将重新采用一些新的解决方案，新的软件产品，显 然，这种方案投资巨大，需要废弃已建成的应用系统，造成资金浪费。 建设数据仓库。为了实现信息系统对决策过程的支持，有一种“数据仓库 的解决方案。如果用户有大量的历史数据，这些数据比较稳定，需要长期的、系 统的保存，并且有明确的使用目的，这时数据仓库是一个很好的解决方案。但数 据仓库的使用也有一定的局限性，如保存的多是历史数据，信息的维护成本较高， 对实施人员的技术要求也较高。 开发“点对点”中间件，实现应用系统协同。在信息系统间利用中间件传递 北京t 业大学工学硕士学位论文 信息，实现应用系统集成。 1 3 研究内容 本文就数字教学支撑平台建设中，如何建设一个面向普适的、应用整合与数 据交换平台的研究进行了讨论。主要工作如下： ( 1 ) 对当前校园教学支持平台应用系统当前现状、研究的意义进行深入的分 析与研究。 ( 2 ) 对应用系统集成与数据交换等相关技术进行学习与研究；对企业应用集 成的技术的概念进行扩展，用于教学支持平台系统应用整合；对集成模式进行分 析，采用面向服务的体系结构( s o a ) 用于教学支持平台的应用整合。 ( 3 ) 把面向服务的体系结构与教学支持平台建设相结合，提出面向服务的教 学支持平台。其中对可扩展标记语言( x m l ) ，w e b 服务( w e bs e r v i c e s ) 相关协议， 现有教学平台的结构进行详细描述。 ( 4 ) 实现对教学平台的升级改造，使教学平台成为基于w e bs e r v i c e s 的遵循 开放标准的网络应用系统。 1 4 论文内容安排 论文共分为五章： ( 1 ) 第一章主要介绍了课题的研究背景与国内外的研究现状、论文的研究 内容，最后概括了论文的结构安排。 ( 2 ) 第二章主要介绍了面向服务的集成的架构与相关技术。本章首先浅显 的介绍了w e b 服务的特征和应用，采用逐层深入的描述方法介绍了w e b 服务的 体系结构，传输的协议，w e b 服务的描述协议，以及w e b 服务的发布、发现、 调用的使用流程等。 ( 3 ) 第三章介绍了在w e b 服务在n e t 开发平台上的实现。本章首先简要 的介绍了n e t 的框架，然后介绍了a s p n e t 下的w e b 体系结构，最后介绍了 w e b 服务在n e t 中的应用和实现。 ( 4 ) 第四章是本论文的核心部分，它首先介绍了现有教学平台的架构和数 据的分布，然后介绍了在使用w e b 服务集成后，新教学平台的体系结构，以及 平台内部各模块的相互关系。通过新旧平台结构的对比，我们可以发现新平台的 优越性所在。 ( 5 ) 第五章结论部分，主要叙述了课题研究中存在的不足和对教学平台的 展望。 4 第2 章w e bs e r v i c e s 相天技术 第2 章w e bs e r v ic e s 相关技术 1 9 9 8 年提出的w e b 服务实际上是一种部署在w e b 上的对象组件，具备良好的 封装性，通过i n t e m e t 来展示。其具有一定功能或特性，在不考虑平台和系统的基 础上任何用户或应用程序均可提供或使用w 曲服务，并且直接将其嵌入到应用程 序中调用。 w e b 服务技术与传统的分布式技术( c o r b a 、d c o m 以及j a v a 的r m - r ) 相 比体现其具有下列特性【8 1 1 9 ： 松散耦合性：使用w 曲服务技术的客户端不需要在程序中绑定连接的对象， 而是动态地获取服务端的地址，动态地建立连接和获取服务；w 曲服务的地址 或服务实现的方式的变化对调用者是透明的，提高了w 曲服务架构建立系统的灵 活性和可扩展性。 简单性：w r e b 服务采用x m l 技术定义其协议栈，x m l 是开放环境下数据描 述的标准，其简单性、可扩展性和规范化使w - e b 服务的实现比传统的实现技术更 具有简单高效、更便于设计、开发、集成和维护。 高度的集成性：w 曲服务采用简单易理解的标准w e b 协议作为服务界面和协 议描述的规范，屏蔽了不同平台的差异，同时具有集成c o r b a ，、d c o m 、e j b 等不同技术的组件。 规范性：由于使用规范的x m l 格式描述服务，w 曲服务具有较强的机器可理 解性。便于程序动态的发现、连接和调用异地服务。 开放性和行业支持：w 曲服务是基于x m l ，建立了开放的协议族和技术规范， 并得到了工业界的广泛支持。如大型软件公司m 微软等均提供免费工具供开 发者快速创建和使用w r e b 服务。 2 1w e b 服务描述 w 曲服务是基于接口查询使用的。因此w 曲服务具有更广泛的适应性和应用 背景，现在根据w 曲服务的特性，分别来对w - e b 服务进行不同侧面的描述： 按功能描述w 曲服务：w 曲服务是基于t c p i p ，h w 瞪，x m l 等规范而定义 的，具备w e b 上链接文档的浏览、事务的自动调用、服务的动态发现和发布。 按组成框架及实现目标描述w 曲服务：认为w 曲服务作为一种网络操作，能 够利用标准的w e b 协议及接口进行应用间的交互。 按语义描述w e b 服务：为w 曲服务是语义w e b 的一种应用，由于考虑了语义 信息的描述及表示，w 曲服务能更准确地被执行，服务组合能够按所期望的目标 5 北京_ t 业大学工学硕士学位论文 进行。 2 1 1w e b 服务的特征 w 曲服务组件是部署在互联网上的对象或组件，且又与其他组件技术有所 不同，与其它组件相比它具有如下特征i l o 】： ( 1 ) 应用的分布式：具备处理分布式的数据源和服务提供者，具备分布式服 务响应、松散耦合和分布透明性。 ( 2 协服务具有可描述性和可管理性：w 曲服务所提供的功能是用标准的描 述语言( 如w s d l ) 来描述，便于发现，并且可以延伸到其他w e b 服务、服务的集 成、跨w 曲服务的事务处理和工作流等。 ( 3 ) w 曲服务具备一定的服务质量( q o s ) 的保障：如授权认证、数据完整性( 如 签名机制) 、消息源认证以及事务的不可否认性( 反抵赖) 。 ( 4 ) 应用到应用的交互：分布式环境下集中控制方式的服务器有较大的负载， 缺乏健壮性。而w e b 服务能实现应用到应用的交互，具有更好的伸缩性。 ( 5 ) 平台的无关性：w 曲服务的界面、跨w 曲服务的事务、工作流、消息认证、 安全机制均采用规范的协议和约定，使用标准w e b 协议作为组件接口和协同描述 的规范，完全屏蔽了不同软件平台的差异，提高了w 曲服务集成能力。 2 1 2w e b 服务的应用 w 曲服务为系统间互操作和系统集成提供了实现的可能，因此各i t 企业支持 和开发w 曲服务并把w 曲服务作为未来发展的一个重点。微软公司把w 曲服务作 为n e t 的核心技术；s u n 公司把w 曲服务作为互联网架构可置换的标准零部件； m m 把w e b 服务作为电子商务应用的基础设施；其他r r 企业认为w e b 服务具备充 分发挥分布式业务的潜力。所以从w 曲服务的应用领域来分析，主要有以下几种： 面向商务的w 曲服务 面向设备的w 曲服务 面向客户的w 曲服务 面向系统的w 曲服务。 2 2w e bs e r vic e s 体系架构 w e bs e r v i c e s 是一个可以被u r l 识别的软件应用，它的接口和绑定被x m l 描 6 第2 章w e bs e r v i c e s 相关技术 述和发现，并可通过基于i n t e r a c t 的协议直接支持与基于x m l 消息的软件应用交 互。其体系结构如图2 1 所示 ( w s d l 、u d d i ) p u b l i s h ( w s d l 、u d d i ) 、。 图2 1w e bs e r v i c e s 体系架构【1 0 】 f i g u r e 2 - 1w e bs e 州c 髑a r c h i t e c t i 】托【1 0 1 基于w e bs e r v i c e s 的体系结构的w e b 服务具有下列组件和功能，它是由w e b 服务提供者、w 曲服务请求者和w e b 服务注册中一i , ( u d d i ) z 个角色来发布 ( p u b l i s h ) 、发现( f r e d ) 、绑定( b i n d ) 构建的。w 曲服务提供者设计实现w 曲服务，并 将测试正确后的w 曲服务发布到服务代理( u d d i ) 的一个目录上；w 曲服务请求者 需要调用该w 曲服务时，需要在服务代理提供的目录中去查找到满足条件的w e b 服务，并获得该w 曲服务的描述信息( w s d l ) ，再根据描述信息去调用服务提供 者发布的服务，实现与该服务的绑定；最后服务请求者与服务发布者间直接进行 通信。 2 3w e b 服务的协议栈 w 曲服务体系架构中使用了一系列的标准和协议来实现相关的功能，如使用 w s d l ( w 曲s e r v i c ed e s c r i p t i o nl a n g u a g e ) 描述服务，使用u d d i ( u n i v e r s a ld e ：s c r i p t i o n d i s c o v e r yi n t e g r a t i o n ) 发布、查找服务，使用s o a p ( s i m p l eo b j e c ta c c e s sp r o t o c 0 1 ) 调用w 曲服务。而且在服务请求者与服务发布者之间的数据用x m l 来表示，各 协议和核心技术也都基于x m l 的开放标准的，并且协议间有一定的层次关系， 因此w 曲服务主要用于应用程序问的通信和协作。在许多系统中，已将w e b s e r v i c e s 作为应用程序集成的新平台，而能够实现这一平台的关键就是各种协议 如w s d l 、s o a p 和u d d i 。 可靠的w 曲服务通信是通过协议来保证，由许多协议组织在一起构成协议栈 如图2 2 。在w e b 服务协议栈的各层次结构中，每一个横条表示协议栈上的一个 层次，上面的协议在下面各层所提供功能的基础之上，垂直条表示协议栈的各层 都需实施的要求，其最左边列的文字表示协议栈各层技术标准。 协议栈中底层是网络层，该层根据w 曲服务的需要选择适当的网络协议，可 7 北京工业大学工学硕r 上学位论文 以是哪s m t p 等等，并提供远程调用和传输功能，并对用户是透明的；x m l 消息层提供了远程过程调用的标准，提供了应用程序问结构化数据的交换机制： 服务描述层使用w s d l 提供了接口描述标准，具备降低服务提供者和请求者之间 的耦合度，并实现动态绑定、自动集成的应用。这二层是w 曲服务平台的基础。 以 r r rp 作为传输控制协议的w 曲服务，以s o a p 作为x m l 的消息机制，以 w s d l 作为服务描述的标准。服务发现和发布是紧密结合的，由u d d i 提供服务 描述、发布、发现和集成机制。同时在此基础上通过组合w e b 服务生成新的更高 层次的w 曲服务，服务流也可以组合到其他的应用环境中实现其工作流程。 w 曲服务的协议栈保证了w 曲服务具有如下的安全性特征： 机密性：可以防止非法的信息存取和信息在传输过程中被非法的窃取， 保证没有经过授权的用户、实体或进程无法窃取信息。 授权：授权确定用户的操作权限，可以将不同的授权给不同的用户。 数据完整性：防止未经授权的用户更改或删除信息，保证信息在传输的 过程中不会被偶然或故意破坏，保持信息的完整性和唯一性。 原始性证明：对信息或数据的发送者给予标识，保证信息或数据是由发 送者所传送。 防止抵赖：信息的发送者在发送前进行安全的认证，发送后不能抵赖或 否认所发送的信息。在传输过程中并提供了可靠的标识和说明。 燃弼磁鬣獭鬣鬈矧篱戮滋要篡楚嘴u s 虬m ”e s 俐si i s s 谳瑟溺 w s f ls e r v i c ef l o w s t a t i c - u d d is e r v i c ed i s c o v e r y 售 d i r e c t u d d is e r v i c ep u b l i c a t i o n孓 量 w s d ls e r v i c ed e s c r i p t i o n 管 基 象 o 曼 。 s o a px m l - b a s e dm e s s a 2 沁g g x m ls c h e m a d a t am o d e l i n g 1 乏 x m ld a t ap r e s e n t a t i o n h 1 限，f 1 阳，s m t p t r a n s p o r t f i g u r e 2 2w e bs e r v i c 鹤s t a c k 1 5 】 2 3 1w e b 服务描述语言( w s d l ) w s d l ( w e bs e r v i c ed e s c r i p t i o nl a n g u a g e ) 是w e bs e r v i c e s 技术的重要组成部 分，描述了分布在互联网环境中服务操作的抽象定义接口和服务的具体实现端 口。 在w s d l 的文档中定义了一套基于x m l 的语法，将w 曲服务描述为能够进行 消息交换的服务访问点的集合。w s d l 通过端点元素( ) 8 第2 章w e b s e r v i c e s 相关技术 定义一个或多个服务( 如图2 - 3 所示) ，每个端点元素( 怫0 定一个u r l ，用户可以访问这个u r l 以访问w 曲服务。每个端点元素对应一 个相关的端口，不同的端口对应于访问服务使用的特定协议。 只有端点元素是不够的，还需要规则来规定如何通过一个端口访问每个服 务。规范采用绑定的形式，把w 曲服务能够执行的操作和端口关联起来，并制定 使用什么协议访问这个操作。 把绑定( ) 映射到端口决定了端口类型( ) ，因为一个给定的绑定是和制定的端e l 类型相对应的。端口类型包括 每个操作( ) 的格式规范，用于定义的w 曲服务访问的方法， 如图2 3 所示。 尹? 。：， “：7 ；1 ， ：? ；。1 。 w s d l 文椭 服务 o # 端f l ( s o a p ) ， 一 璇点 - - - | 缆定s o a ph 避瓷氍l 辔溃k 蹋霸( h 聊g e t ) 1 璐点 卜_ - l 帅a th 瑞h 簧搿l 。， 澎瑟 l 。筮：篷毽蕊。消息 l 。ipnl ， 彩势l l 黼分| |巴兰三 二一 l 龆分l 回i 撰塑l ， 。 ： e ， + 、 一 o ：一。；： 图2 3w s d l 文档结构【1 2 】 f i g u r e 2 3w s d ld o c u m e n ts t r u c t u r e f 1 2 】 端口类型的规范是基于更抽象的消息( ) 的定义，如输入 消息( ) 和输出消息( ) 。它们对w 曲服务操作的数据格式进行定义，与端口类型无关。一个消 息由一个或多个部分( ) 组成，每个部分是模式定义的一个类型 ( ) ，对于w 曲服务的w s d l 文档来说，模式( ) 也许是内部的，也许是外部的。 9 北京工业大学工学硕士学位论文 2 3 2 统一描述、发现和集成协议( u d d i ) 统一描述、发现和集成协议u d d i ( u n i v e r s a ld e s c r i p t i o n , d i s c o v e r ya n d i n t e g r a t i o n ) 是一套基于分布式和注册中心注册的标准规范，由m m 、a r i b a 、 m i c r o s o f t 、i n t e l 等公司共同推出，于2 0 0 0 年9 月正式发布，包含了一组企业服 务注册的信息，使得其它w e b 服务企业能够发现访问协议实现的标准。2 0 0 1 年 6 月发布了v 2 版本，目的在于建立一个全球化的、平台无关的、开放式的架构， 通过创建和使用一个全球化的商务注册中心，共享信息，实现交互式网络中查询 和调用的w e b 服务，加速电子商务的应用。 u d d i 注册中心由u d d i 规范的一种或多种实现组成，相互操作、共享注册 中心的数据，形成了u d d i 业务注册中心。u d d i 注册中心提供了w e b 服务的全 球目录，所有的信息是基于x m l 格式的，并通过x m l s c h e m a 来定义，其定义 了四种主要信息类型：商业实体信息( b u s i n e s se n t i t y ) 、服务信息( b u s i n e s s s e r v i c e ) 、绑定信息( b i n d i n gt e m p l a t e ) 和服务调用规范( t m o d e l ) ，其中描述信 息的注册中心是u d d i 的一个核心组件，用户可以利用注册中心去发布信息和调 用w e b 服务。 2 3 3w s f l 协议 w e b 服务的目的是将应用环境程序通过网络实现无缝集成，而不局限于编程 语言和运行环境。w e b 服务流语言( w s f l ) 是m m 定义的一种建立在w e b 服 务描述( w s d l ) 和x m l 语法的基础上的语言。通过w s f l 可以在w e b 服务架 构的框架内定义软件的工作流过程，以达到商业流程与w e b 服务在交易生命周 期中实现同样的无缝集成。 w s f l 中每一个活动都是一个w e b 服务，活动之间通过控制链和数据链机制贯通。 w s f l 的核心是定义工作流程，主要包括流程模型( f l o wm o d e l ) 和全局模型 ( g 1 0 b a lm o d e l ) 两种形式，流程模型用x m l 表示的一对商业流程建模的指使性 图标，用于多个w 曲服务组成的工作流，而每个w 曲服务由各自的描述文档定义； 全局模型用来制定在整个过程中w - e b 服务相互之间如何实现预期的交互作用以 及实现必须的链接。 2 3 4 简单对象访问协议( s o a p ) s o a p ( s i m p l eo b j e c ta c c e s sp r o t o c 0 1 ) 简单对象访问协议是一个专门用来设 l o 第2 章w e bs e r v i c e s 相关技术 计使用w 曲服务和x m l 来改进跨平台的相互协作的行业标准，是基于x m l 无 状态、单向、轻量级的消息传递协议，适用于无中心、分布式远程过程的调用， 使用x m l 定义的消息有助于实现多平台信息的交换。 s o a p 提供了在一个松散的、分布的环境中使用x m l 对等地交换结构化的 和类型化的信息，它是一个轻量级的机制，其本身不定任何应用语义，只是定义 了一种简单的机制，通过一个模块化的包装模型和对模型中特定的格式编码的数 据的重编码机制来表示应用语义旧。这种机制被系统应用于从消息系统到r p c ( r e m o t ep r o c e d u r ec a l l ) 的延伸。s o a p 技术规范中包含有下列四个部分： ( 1 ) s o a pe n v e l o p e ( s o a p 信封) ：定义了消息的框架，封装定义了一个描述 消息中的内容及其相关信息，并以s o a pe n v e l o p e 为根元素，同时又包含s o a p h e a d e r 和s o a pb o d y 子元素的x m l 文档。其结构如下图2 - 4 所示。 黟一s o a j p “e n 琴4 鼍 虢to 2： s o a ph e a d e r h，j s o a p 条目 j ， o o j s o a p b o d y ， s o a p 条目 # 溉 w _ ：。? _ ? 。4 国 图2 - 4s o a p 消息的封装模型【1 0 】 f i g u r e 2 - 4s o a pe n v e l o p em o d e l 1 0 】 s o a p 条目是一个句法上的结构，它用于包含一个逻辑上的单一元素，这一 元素是需要被s o a p 结点处理的。一个s o a p 条目是由一个局部和一个命名空间 u r i 组成的。封装在s o a ph e a d e r 中的条目称为h e a d e l 条目，而封装在s o a p b o d y 中的s o a p 条目称为b o d y 条目。 ( 2 ) s o a pe n c o d i n gm l c s ( s o a p 编码规则) ：它定义了一个数据的编序机制， 通过这样的一个编序机制来定义应用程序中需要使用的数据类型，并可用于交换 由这些应用程序定义的数据类型所衍生的实例。 ( 3 ) r p cr e p r e s e n t a t i o n ( s o a pr p c 表示) ：表示远程过程调用和应答的协议。 使用s o a p 调用机制来实现通信系统客户机、中间件服务器、数据库服务器间的 通信，通常使用两种通信方式【参】“消息传递和“请求响应消息传递系统 。 s o a p 的消息传送机制如图2 - 5 【1 0 】。 “) s o a p 绑定( s o a pb i n d i n g ) ：定义了使用底层传输协议来完成结点间交换 s o a p 信封的约定。 2 4 本章小结 黜麟弼 7 阿鬲匠用司 -。 ! u p - 喀s l l a l i n g i 爿姒蝴器 ，z ? l ： 娩：。，| 。鼻“缓 s o a i e n v c l o p e 一匦2 。渊 图2 - 5s o a p 传递机制图【1 0 】 f i g u r e 2 5s o a pt r a n s f e rm e c h a n i s m 【l o 】 本章主要介绍了w 曲s e r v i c e s 技术的相关理论知识，首先对w e b 服务进行了 简单的介绍了，然后介绍了w 曲服务体系结构，体系结构中的角色和操作，以及 与相应操作所对应的w 曲服务协议栈，然后概述了w 曲服务的核心技术( v 几、 s o a p 、w s d l 、u d d i ) 。 1 2 第3 章n e t 框架下的w 曲服务的解决方案 第3 章n e t 框架下的w e b 服务的解决方案 m i c r o s o f t n e t 是m i c r o s o f t 所提供的目前最完善的w e bs e r v i c e s 技术框架， 支持s o a p , w s d l ，u d d i 等w e bs e r v i c e s 核心技术。在m i c r o s o f t n e t 上可以使 用目前最优秀的w e bs e r v i c e s 集成开发环境v i s u a ls t u d i o n e t 进行开发设计。 3 1 n e t 框架 微软开发的n e t 技术是微软推出的开发w 曲服务的整体的技术框架。n et 框架是开发、部署、运行) ( 1 l w 曲服务和网络应用程序的编程模型。( 框架如图 3 - 1 ) 图3 1 n e t 框架图 f i g u r e 3 - 1 n e tf r a m e w o r k n e t 框架中最低层是c o m m o nl a n g u a g er u n t i m e ( 公共语言运行环境) 和上层 的c l a s sl i b r a r i e s ( 类库) 。c o m m o nl a n g u a g er u n t i m e ( c l r ) 提供了一个支持中间 代码的统一运行平台，是n e t 架构中解决跨平台和可移植性的核心。v b ，v c 以 及c 撑等各种编程语言均可以编译成c o m m o nl a n g u a g er u n t i m e ( c l r ) 能够执行 的中间代码，c o m m o nl a n g u a g er u n t i m e ( c l r ) 提供了运行时语言的集成、安全、 内存、过程管理、线程管理等服务。并实现了开发过程中的生命管理、异常处理、 动态绑定、类型系统转换等。采用这种方式，一方面提高了函数库、运行库等组 件的重用性，降低了开发工具和平台支持的代价：另一方面提高了系统的平台无 关性和可移植性。而c l a s s 类库提供了简化编程工作的一些重要的类。如提供输 入、输出、字符串操作、安全管理、网络通信等b a s ef r a m e w o r kc l a s s e s ，支持数 据一致性管理的d a t aa n dx m l 类。x m l w e bs e r v i c e 提供开发w e b 服务相关的类。 1 3 北京工业大学t 学硕上学位论文 m i c r o s o t t n e t 提出的架构是一种新的网络使用方法，体现在其互用性，多 系统间的无缝连接以及数据交换。并将网络、操作系统和应用程序合为一，使每 个程序都能够通过网络存取远端的服务。同时将w e bs e r