（计算机应用技术专业论文）基于web+service的数据交换设计和实现.pdf

i i i i i iii i r l ii r i i iii i i iiil 学位论文数据集 y 181017 9 中图分类号 t p 3 9 3 0 9 学科分类号 5 2 0 3 0 3 0 论文编号 1 0 0 1 0 2 0 0 7 0 5 3 7 密级 学位授予单位代码 1 0 0 1 0 学位授予单位名称北京化工大学 作者姓名屠晓云 学 号 2 0 0 4 0 0 0 5 3 7 获学位专业名称 计算机应用技术 获学位专业代码 0 8 1 2 0 3 课题来源自选研究方向计算机应用 论文题目基于w e bs e r v i c e 的数据交换设计和实现 关键词数据交换，x m l ，w e bs e r v i c e ，s o a p ，w s d lu d d i 论文答辩日期 2 0 0 7 - 9 - 1 3论文类型 2 应用研究 学位论文评阅及答辩委员会情况 姓名职称工作单位学科专长 指导教师易军凯副教授北京化工大学计算机科学 评阅入1孙建伟副教授北京理工大学计算机网络 评阅人2 李辉副教授北京化工大学计算机科学 评阅人3 评阅人4 评阅人5 徽员会拂赵瑞莲教授北京化工大学 软件测试 答辩委员1赵瑞莲教授北京化工大学软件测试 答辩委员2 孙建伟 副教授北京理工大学 计算机网络 答辩委员3李辉副教授北京化工大学计算机科学 答辩委员4 答辩委员5 注：一论文类型：1 基础研究2 应用研究3 开发研究4 其它 二中图分类号在中国图书资料分类法查询 三学科分类号在中华人民共和国国家标准( g b t1 3 7 4 5 - 9 ) ( ( 学科分类与代码中 查询 四论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成 1 摘要 基于w e bs e r vic e 的数据交换设计和实现 摘要 实现社区政务信息的集成和共享，解决社区各部门间日益增多的 “信息孤岛 问题，这是计算机研究领域一个需要解决的问题，数据 交换的目标在于实现不同系统之间的数据信息资源，设备资源和人力 资源等的合并和共享。 本文即是以某社区业务系统运行的实际状况为背景，在分析社区 信息化过程中存在的信息孤岛问题的基础上，研究了两种异构数据交 换模型，并在此基础上提出了自己的理论模型，同时结合w e bs e r v i c e 设计了一个基于x m l $ 1 w e bs e r v i c e 技术的w s d e s ( w e bs e r v i c e sd a t a e x c h a n g i n gs y s t e m ) 架构。w s d e s 采用x m l 模式作为数据交换的公共 模型，屏蔽了底层数据源格式的差异；服务以w e bs e r r v i c e 的形式发 布出去供其它使用者调用，不用修改原有应用实现了部门之间的数据 共享和交换，同时规则的引入方便了数据的发布和共享操作，w s d e s 在保证现有业务系统正常使用且不增加现有业务系统复杂性的前提 下，实现了各部门、单位之间数据的交换。文中对服务器端的数据交 换组件和客户端的数据转换组件进行了深入的研究，设计并实现了异 构数据源的数据存取和异构格式的数据的本地化，对服务器端和客户 端的数据信息交互做了分析。 北京化t 大学硕上学位论文 关键词：数据交换，x m l ，w e bs e r v i c e ，s o a p ，w s d lu d d i i i r 一 一 t h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o n o fd a t a e x c h a n g i n gb a s e do nw e b s e r v i c e a b s t r a c t i ti st h eq u e s t i o nw h i c hn e e d st os o l v ei nc o m p u t e rr e s e a r c ha r e at h a t t h er e a l i z a t i o no fi n t e g r a t i o na n ds h a r i n go fg o v e r n m e n ti n f o r m a t i o na n d t h es o l u t i o no f ，t h ei n f o r m a t i o ni s o l a t e di s l a n d s b e t w e e nc o m m u n i t y v a r i o u sd e p a r t m e n t s t h eg o a lo f d a t ae x c h a n g i n gl i e si nt h er e a l i z a t i o no f t h em e r g ea n ds h a r i n go fd a t am e s s a g er e s o u r c e s ，e q u i p m e n tr e s o u r c e s ， h u m a nr e s o u r c e sa n ds oo nb e t w e e nd i f f e r e n ts y s t e m s t h ea r t i c l ew a sb a s e do nt h ec o m m u n i t ys y s t e mo fo n ed i s t r i c t i t a n a l y s e d t h ei n f o r m a t i o ni s o l a t e di s l a n d s p r o b l e mi n t h ec o m m u n i t y i n f o r m a t i o np r o c e s sa n dp r e s e n t e da m o d u l ei nb a s eo ft h ea n a l y s i so f t h et w od a t ae x c h a n g i n gm o d u l e s i nt h es a m et i m e ，w s d e s ( w e b s e r v i c e sd a t ae x c h a n g i n gs y s t e m ) w a sd e s i g n e dw h i c hu s e dw e b s e r v i c e a n dx m l t e c h n o l o g y t h eu n i f i e dd a t ae x c h a n g i n gf o r mx m l s h i e l d e d t h ed i f f e r e n c eo fh e t e r o g e n e o u sd a t a s o u r c e s e sa n ds e r v i c e s w e r e p u b l i s h e d i nw a yo fw e bs e r r v i c et or e a l i z e d a t as h a r i n ga n dd a t a i n t e g r a t i o n b e t w e e nc o m m u n i t yv a r i o u sd e p a r t m e n t s w i t h p r e v i o u s m 北京化t 人学硕l ：学位论文 a p p l i c a t i o n sm a k i n gn oc h a n g e b e s i d e s ，r o l e sw e r eu s e dt om a k ed a t a p u b l i s h i n ga n ds h a r i n gc o n v e n i e n t w s d e sw a ss u r et oa c h i e v et h eg o a l o fd a t ae x c h a n g i n ga m o n gd e p a r t m e n t sa n du n i t s ，a sw e l la st op r e s e r v e t h e e x i s t i n gs y s t e m st o t h em o s t d e g r e e t h ea r t i c l ea n a l y s e d a n d d e s i g n e dd a t ae x c h a n g i n gc o m p o n e n ti nt h es e r v e ra n dd a t ac o n v e r s i o n c o m p o n e n ti nt h ec l i e n tt or e a l i z ed a t aa c c e s so fh e t e r o g e n e o u sd a t a s o u r c e s e sa n dd a t ac o n v e r s i o nb e t w e e nh e t e r o g e n e o u sd a t af o r m i t a n a l y s e dd a t ai n t e r a c t i v a t i o nb e t w e e ns e r v e ra n dc l i e n t k e yw o r d s ：d a t a e x c h a n g i n g ，x m l ，w e bs e r v i c e s ，s o a p , w s d l u d d i i v 一 - 一 北京化工大学硕： ：学位论文 c o n t e n t s c h a p t e ri i n t r o d u c t i o n 1 1 1r e s e a r c hb a c k g r o u n d 1 1 2r e s e a r c hc o n t e n t s 2 1 3t h es t r u c t u r eo ft h ea r t i c l e 3 c h a p t e r 2t e c h n o l o g yr e l a n t e dt ot h ea r t i c l e 5 2 1d a t ae x c h a n g i n g 5 2 1 1c o n c e p to fd a t ae x c h a n g i n g 5 2 1 2t h er e q u i r e m e n to fd a t ae x c h a n g i n g 5 2 2 w e bs e r v i c e 6 2 2 1w e bs e r v i c ea r c h i t e c t u r e 一6 2 2 2t h r e eb e h a v i o r sa n dp r o t o c o ls t a c ko fw e bs e r v i c e 7 2 2 3e s s e n t i a lt e c h n o l o g yo fw e bs e r v i c e 8 2 2 3 1t e c h n o l o g yr e l a n t e dt ox m l 9 2 2 3 2s o a p 1 1 2 2 3 3 w s d l ( w e bs e r v i c e sd e s c r i p t i o nl a n g u a g e ) 1 2 2 2 3 4u d d i ( u n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e ) 1 3 2 2 4t h ew o r k f l o wo fw 色bs e r v i c e 1 5 2 2 5f e a t u r e so fw e bs e r v i c e ：1 5 2 2 6t h ep r o s p e c t so fw e bs e r v i c e 1 6 2 3u n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g eu m l 1 7 第三章t h ed e s i g no f s y s t e mp l a t f o r mw s d e s 1 9 3 1e x i s t i n gp r o b l e m si nt h ep r e v i o u ss y s t e m 1 9 3 2f u n c t i o n a lr e q u i r e m e n t s 2 0 3 3d e t e r m i n e dp l a t f o r ma r c h i t e c t u r eo fd a t ae x c h a n g i n g 2 1 3 3 1t h ea r i t e c t u r eo fd a t ae x c h a n g i n g 2 1 i v 日录 5 2 功能介绍5 8 5 3 客户端主要组件的设计5 8 5 3 1 客户端与注册中心的注册和查询服务：5 9 5 3 2 数据转换组件的设计6 0 5 3 3 加解密运算6 3 5 - 3 3 1 r i j n d a e l 算法：6 3 5 3 3 2 r i j n d a e l 算法实现6 6 5 4 客户端的实现7 0 5 4 1 客户端类图7 0 5 4 2 客户端实现7 3 5 4 2 1 客户端主界面7 4 5 4 2 2 注册w 曲s e r v i c e 服务7 4 5 4 2 3 新建共享数据集7 5 5 4 2 4 创建数据视图7 8 第六章w s d e s 与相关工作比较8 0 6 1 国外信息整合方案8 0 6 1 1i b m 信息整合解决方案8 0 6 1 2s y b a s e 数据集成套件8 0 6 2 国内相应产品8 0 6 2 1 清华同方提供的信息整合解决方案8 0 6 2 2w s d e s 的优势8 1 第七章结论8 2 7 1 总结j 8 2 7 2 进一步研究的方向8 3 致谢8 4 参考文献8 6 研究成果及发表的学术论文明 i i i 北京化工大学硕上学位论文 3 3 1 2 分布式交换2 2 3 3 2 系统交换方案的确定。2 3 3 4w s d e s 系统平台的架构2 3 3 5 数据共享交换的过程2 5 3 6 核心数据结构。2 7 3 6 1 数据交换的格式2 7 3 6 2 规则的说明。2 8 3 7 本方案的特点。2 9 第四章w s d e s 系统服务器端的设计和实现3 1 4 1 服务器端用例图3 1 4 2 功能介绍3 2 4 3 服务器端设计3 3 4 3 1 服务器端的结构3 3 4 3 2 处理流程3 4 4 4 主要w e b 服务的设计和实现3 4 4 4 1 数据源w 曲s e r v i c e 3 4 4 4 1 1 数据源w e bs e r v i c e 的功能和交互流程3 4 4 4 1 2 数据交换组件的设计3 5 4 4 1 3 数据源w e bs e r v i c e 的实现3 8 4 4 2 规则管理w e bs e r v i c e 4 2 4 4 2 1 规则管理w 曲s e r v i c e 功能4 2 4 4 2 2 规则管理w e bs e r v i c e 的接口。4 4 4 4 3 数据发布w e bs e r v i c e 5 1 4 4 3 1 数据发布w e bs e r v i c e 功能5 1 4 4 3 2 数据发布w 曲s e r v i c e 接口5 2 4 5 后台管理系统5 3 4 5 1 授权管理模块5 4 4 5 2 日志管理模块5 5 第五章w s d e s 系统客户端的设计和实现5 7 5 1 客户端用例图5 7 目录 目录 第一章绪论1 1 1 研究背景。1 1 2 课题研究内容2 1 3 本文的组织结构3 第二章本课题相关技术5 2 1 数据交换5 2 1 1 数据交换的概念5 2 1 2 数据交换的要求。5 2 2 w e bs e r v i c e 6 2 2 1w e bs e r v i c e 体系结构6 2 2 2 w e bs e r v i c e 的三个行为和协议栈7 2 2 3w e bs e r v i c e 关键技术8 2 2 3 1 x m l 相关技术9 2 2 3 2s o a p 1 1 2 2 3 3 w s d l ( w 曲服务描述语言) 1 2 2 2 3 4u d d i ( 统一描述、发现和集成协议) 1 3 2 2 4 w e bs e r v i c e 工作流程。1 5 2 2 5 w e bs e r v i c e 的特点：1 5 2 2 6 w r c bs e r v i c e 发展前景。1 6 2 3 统一建模语言u m l 。1 7 第三章系统平台w s d e s 的设计1 9 3 1 现有系统存在的问题1 9 3 2 功能需求2 0 3 3 数据交换平台的体系结构确定2 1 3 3 1 数据交换的体系结构2 1 3 3 1 1 集中式交换。2 1 3 3 1 1t h ea r c h i t e c t u r eo fg e n e r a l i z e dd a t ae x c h a n g i n g ”2 1 3 3 1 2t h ea r c h i t e c t u r eo fd i s t r i b u t e dd a t ae x c h a n g i n g 2 2 3 3 2t h es e l e c t e da r c h i t e c t u r e 2 3 3 4t h ea r c h i t e c t u r eo fs y s t e mp l a t f o r mw s d e s 2 3 3 5t h ep r o c e s so fd a t ae x c h a n g i n g 2 5 3 6t h ec o r ed a t as t r u c t u r e 2 7 3 6 1t h ef o r mo fd a t ae x c h a n g i n g 2 7 3 6 2t h ei l l u s t r a t i o no fr u l e 2 8 3 7t h ef e a t u r e so ft h es y s t e m 2 9 c h a p t e r4t h e a r c h i t e c t u r eo fw s d e si nt h es e r v e r 3 1 4 1t h eu s ec a s ei nt h es e r v e r 。3 1 4 2t h ei n t r o d u c t i o nt of u n c t i o n s 3 2 4 3d e s i g no ft h es e r v e r 3 3 4 3 1t h es t r u c t u r eo ft h es e r v e r 3 3 4 3 2p r o c e s s i n gf l o w 3 4 4 4t h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fi m p o r t a n tw e bs e r v i c e s 3 4 4 4 1d a t as o u r c ew e bs e r v i c e 3 4 4 4 1 1f u n c t i o n sa n di n t e r a c t i v ep r o c e s s e so fd a t as o u r c ew e bs e r v i c e 。3 4 4 4 1 2d e s i g no fd a t ae x c h a n g i n gc o m p o n e n t 3 5 4 4 1 3t h ei m p l e m e n t a t i o no ft h ed a t as o u r c ew e bs e r v i c e 3 8 4 4 2t h er u l em a n a g i n go fw e bs e r v i c e 4 2 4 4 2 1f u n c t i o n so ft h er u l em a n a g i n go fw e bs e r v i c e 4 2 4 4 2 2t h ei n t e r f a c eo ft h er u l em a n a g i n go fw e bs e r v i c e 4 4 4 4 3t h ed a t ar e l e a s i n go fw e bs e r v i c e 5 1 4 4 3 1f u n c t i o n so ft h ed a t ar e l e a s i n go fw e bs e r v i c e 5 1 4 4 3 2t h ei n t e r f a c eo ft h ed a t ar e l e a s i n go fw e bs e r v i c e ”5 2 4 5t h ea d m i n i n s t r a t i o no fb a c kp l a t f o r m 5 3 4 5 1a u t h o r i z e dm a n a g e m e n tm o d u l e 5 4 4 5 2l o gm a n a g e m e n tm o d u l e 5 5 c h a p t e r5t h e a r c h i t e c t u r eo f w s d e si nt h ec l i e n t 5 7 v 北京化丁人学硕十学位论文 5 1t h eu s ec a s ei nt h ec l i e n t 5 7 5 2t h ei n t r o d u c t i o nt of u n c t i o n s 5 8 5 3d e s i g no fi m p o r t a n tc o m p o n e n t si nt h ec l i e n t - 5 8 5 3 1t h er e g i s t r a t i o na n di n q u i r ys e r v i c e sb e t w e e nt h ec l i e n ta n dr e g i s t r a t i o nc e n t e r5 9 5 3 2d e s i g no fd a t ac o n v e r s i o nc o m p o n e n t 6 0 5 3 3e n c r y p t i o na n dd e c r y p t i o no p e r a t i o n s 6 3 5 3 3 1 r i j n d a e la l g o r i t h m ：6 3 5 3 3 2t h ei m p l e m e n t a t i o no fr i j n d a e la l g o r i t h m 6 6 5 4t h ei m p l e m e n t a t i o no ft h ec l i e n t 7 0 5 4 1t h ec l a s sg r a p hi nc l i e n t 7 0 5 4 2t h ei m p l e m e n t a t i o no ft h ec l i e n t 7 3 5 4 2 1t h em a i ni n t e r f a c eo ft h ec l i e n t 7 4 5 4 2 2r e g i s t e r i n gw e bs e r v i c e 7 4 5 4 2 3c r e a t i n gs h a r i n gd a t as o u r c e 。7 5 5 4 2 4c r e a t i n gd a t av i e w 7 8 c h a p t e r6t h e c o n t r a s to fw s d e sa n dr e l a t e ds y s t e m 8 0 6 1t h er e l a t e ds y s t e ma b r o a d 8 0 6 1 1i b m i n t e g r a t e di n f o r m a t i o np l a n s 8 0 6 1 2s y b a s ed a t ai n t e g r a t e ds u i t s 8 0 6 2t h er e l a t e dd o m e s t i cp r o d u c t s 8 0 6 2 1t h ei n t e g r a t e ds y s t e mp r o v i d e db yq i n g h u a t o n g f a n g 8 0 6 2 2t h ea d v a n t a g e so fw s d e s 8 1 c h a p t e r7c o n c l u s i o n s 8 2 7 1c o n c l u s i o n s 8 2 7 2f u t u r ew o r k s 8 3 a c k n o w l e d g e m e n t s 8 4 r e f e r e n c e s 8 6 v i 目录 【。1 。1 。 r e s e a r c hr e s u l t s & p u b l i s h e da c a d e m i cd i s s e r t a t i o n 8 8 i 北京化工人学硕i ? 学位论义 l i 符u 说明 x m l d t d x s l d o m w s d l u d d i s o a p u m l w s d e s 符号说明 e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e d o c u m e n tt y p ed e f i n i t i o n e x t e n s i b l es t y l es h e e tl a n g u a g e d o c u m e n to b j e c tm o d e l w e bs e r v i c e sd e s c r i p t i o nl a n g u a g e 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 y , a n di n t e g r a t i o n s i m p l eo b j e c ta c c e s sp r o t o c o l u n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e w e bs e r v i c e sd a t ae x c h a n g i n gs y s t e m 可扩展标记语言 文档类型定义 可扩展样式语言 文档对象模型 w e b 服务描述语言 统一描述、发现和集 成协议 简单对象访问协议 标准化建模语言 服务数据交换系统 第一章绪论 1 1 研究背景 第一章绪论 互联网和计算机技术的发展促进了社会各个方面的发展，信息化时代经济和 社会需要良好的良好的秩序加以保证，而电子化和信息化的政府将承担对整个信 息化社会进行监督、管理和服务的职能。因此，电子政务正在成为当代社会信息 化发展最重要的领域之一。目前，如何运用先进的信息技术构建电子政府，实现 电子政务，以电子化、信息化的手段来提高政府的行政管理水平、行政效能和决 策的准确性，从而更科学、更有效地为社会、企业和公众服务，这己成为摆在各 国政府面前的一项越来越紧迫的工作。社区信息化建设是城市信息化的重要组成 部分，良好的社区系统能为社区居民提供各类信息服务，加强信息技术在日常生 活中的应用，让广大人民群众充分享受信息化带来的效率与方便。社区信息化主 要包含下面内容，一方面，它是电子政务的延伸：户籍政策、社会保障、医疗、 公积金等，政府部门的各项管理内容通过社区信息化平台，纵向延伸到每个社区， 通过社区信息化，可以把这些管理内容进行整合，便利政府管理；另一方面，社 区信息化的目的在于它的服务性，即便民利民，给市民带来生活上的便利和生活 质量的提高，比如，图书馆之间的远程借书服务开通，使公共图书馆的资源能为 百姓所用，很好地满足了人们的文化需求。 在参与某社区信息化建设的过程中发现，由于历史原因，政府各个部门现在 基本上都有自己专用的业务系统，甚至有的部门有多套这样的系统。这些系统大 多数是由不同的软件公司开发，其应用的编程语言、数据库和运行环境也是多种 多样，且大部分都没有考虑到今后的数据共享问题，这样就导致了一个个的数据 孤岛，各部门相互独立，信息不能互相流通。 而社区信息化系统是一个综合的政府业务系统，涉及的范围非常广泛，它需 要用到各个部门的数据来开办业务、进行数据统计，而各个部门也需要从社区信 息系统中取得自己所需要的数据。在实际应用中，以社区信息系统全部取代原有 的系统是不现实的，而且各个系统经过多年使用，累积了大量的数据，这些都是 宝贵的财富，需要加以利用。所以自然而然提出了这样一个设想：在保证原有的 北京化丁人学硕i ：学位论义 业务系统继续使用，且不需要重复录入的前提下，把各个业务系统连接起来，达 到有效共享数据的目的。 可扩展标记语言x m l 的产生引发了互联网的一次革命，在数据交换领域则 出现了基于x m l 的i n t e m e t 数据交换，x m l 是可扩展的的标记语言，它提供了 一个标准，利用这个标准，人们可以根据商务活动的需要用x m l 来描述类型多 样而数据种类复杂的商业信息并交换，对基于i n t e m e t 的商业数据交换具有更强 的实用意义。当今的计算机世界中，不同企业、不同的数据库软件之间传输信息， 不得不使用一些特殊的软件，非常不便。x m l 便于不同系统之问信息的传输， 不但简单易读，而且可以标注各种文字、图像甚至二进制文件，只要有x m l 处 理工具，就可以轻松地读取并利用这些数据。因此x m l 数据交换成为新型的数 据交换模式。 w e b 服务是一类软件组件，使用x m l , s o a p , u d d i ，w s d l 以及其他协议和 机制，可以通过i n t e m e t 实现跨域且独立于平台的交互作用。w e bs e r v i c e s 的系 统架构和实现技术继承已有技术的，是现有应用的面向i n t e m e t 的一个延伸。 w e bs e r v i c e s 技术正是为了解决分布式计算如何在i n t e m e t 上高效率的运行这个 闯题而产生的。w e bs e r v i c e s 通过简单对象访问协议s o a p 进行通信，s o a p 是一种轻量级的通信协议，使用x m l 语言来定义其格式，并且在通信传输上是 基于h t t p i n t e m e t 上使用的最为广泛的协议，凡乎任何连接在i n t e r a c t 上的 计算机都能用h t r p 进行良好的通信，这一点决定了w e bs e r v i c e s 这种分布式计 算技术能够很好的在i n t e m e t 上运行1 1 1 。w c bs e r v i c e s 的主要目标就是在现有的各 种异构平台的基础上构筑一个通用的、与平台无关、语言无关的技术层，各种不 同平台之上的应用依靠这个技术层来实施彼此的连接和集成。 1 2 课题研究内容 本文从数据交换的概念和发展的现状和w e bs e r v i c e s 的技术角度出发以社 区数据共享和集成交换为目的，详细论述其体系结构，相关协议、标准和实现方 式，并以某社区业务系统运行的实际状况为背景应用w e bs e r v i c e s 技术解决一些 关键问题，探讨了如何针对具体情况建立基于w e bs e r v i c e s 数据交换平台 w s d e s ( w e bs e r v i c ed a t ae x c h a n g i n gs y s t e m ) 系统，设计出了基于w e bs e r v i c e s 技术的数据交换平台w s d e s ，并对服务器端和客户端的设计和实现给与了详细 的研究。系统在保证现有业务系统正常使用且不增加现有业务系统复杂性的前提 下，实现了各部门、单位之间数据的交换。 主要内容有以下几个方面： 2 第一章绪论 1 、根据当今数据交换的两种模式体系的分析提出了本文数据交换模型的交 换模式。 2 、在分析社区信息化过程中存在的信息孤岛问题的基础上结合w e bs e r v i c e s 提