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湖北工业大学硕士学位论文7 y | 享) l 摘要 电子商务由i n t e r n e t i n t r a n e t 技术、i t 技术以及具体的业务处理逻辑构成。 但是，系统的建立面临许多新的问题，包括系统能不能快速的建立起来，能不能 适应大数量的访问用户、高处理量要求，能不能提供高效率、高可靠性、高可用 性等等关键任务的要求，能不能满足安全要求等等。这些问题仅仅靠w e b 技术是 根本不够的。为了很好的解决这些问题，需要以w e b 的底层技术为基础，规划出 一个整体的应用框架，并提供个支持平台，用于i n t e r n e t 应用的开发、部署和 管理，并能借此解决以上的各种问题，于是，出现了中间件技术。 在过去、今天和未来的电子商务中，分布式计算扮演着重要的角色。电子商 务从简单的c s 架构发展到b s 、b 2 c 、b 2 b ，分布式的计算技术层出不穷。由于业 务功能上的不断扩充，使得整个系统要能够应对未来的业务功能上的变化，这样 就对系统各个部分之间的耦合要求也越来越松散，对异构系统之间无缝结合的要 求也越来越高。 c o r b a 、c o m 组件、 2 e e 等分布式计算技术的出现，使得电子商务具有广阔的 发展前景，在构建大型的分布式的系统方面为我们提供了丰富解决方案和技术手 段，这些分布式计算技术也是目前电子商务应用的主流。但是这些技术局限在单 个的电子商务应用中，开发所使用的语言和平台也具有单一性，这样的应用只在 特定的语言范围内具有可通用性，若是要组合彼此独立的异构平台，就显得力不 从心。每个企业的系统可能是不同的语言平台开发的，所以，企业的系统要满足 这种要求，就必须在这些异构平台之间建立一种可以无缝集成的机带0 ：这种集成 机制应浚可以被任何人使用在任何系统之间，而不是为某个系统单独建立的粘胶 代码。 这篇论文将重点研究以h t t p 为传输平台，j 以x m l 为数据载体实现无缝集成的 相_ 琏技术，通过使鼍h 1 t p 和x m l 这两个已经得到广泛使用的技术来实现各种异构 平台之n l j 的无缝集成。另外，这篇论文还通过具体的实现模型来说明这种无缝集 成的实际意义。 关键词：无缝集成、分布式计算、异构平台 湖北工业大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h ee l e c t r o n i cc o m m e r c ei sc o n s t i t u t eb yt h et e c h n i q u e o fi n t e r a c t i n t r a n e t ， t e c h n i q u eo f i ta n dt h ec o n c r e t eb u s i n e s sp r o c e s s i n gl o g i c b u t ，t h ee s t a b l i s h m e n to f t h e s y s t e mf a c e sm a n yn e wp r o b l e m s ，i n c l u d et h es y s t e m w h e t h e rc a nb eb u i l tu pq u i c k l y , w h e t h e rc a na d a p tal a r g es u mo fi n t e r v i e wc u s t o m e r , t h el a r g ep r o c e s s i n gr e q u e s t ， w h e t h e rc a bp r o v i d eh i g h - e f f i c i e n c y ，h i g ha n dd e p e n d a b l e ，h i g hr e q u e s to fu s i n gi te t o t h e s e p r o b l e m si sn o te n o u g hd e p e n d e n t o nt h et e c h n i q u eo fw e b o n l y f o rw e l lr e s o l v e t h e s ep r o b l e m s ，t h ed e m a n dt a k ew e bs u b s t r a t et e c h n i q u ea st h ef o u n d a t i o n ，p r o g r a m a w h o l ea p p l i e df r a m eo fi t ，a n dp r o v i d eas u p p o r tp l a t f o r m ，u s e df o rt h ed e v e l o p m e n to f a p p l i c a t i o no fi n t e r n e ta n dd e p t o ya n dm a n a g e ，a n dc a nb o r r o wt h i st o r e s o l v ea b o v e v a r i o u sp r o b l e m ，h e n c e ，a p p e a r e dat e c h n i q u eo fm i d d l e i nt h ee l e c t r o n i cc o m m e r c eo ff o r e t i m e ，t o d a y a n d f u t u r e ，t h e d i s t r i b u t e d c a l c u l a t i o np l a yi m p o r t a n tr o l e t h ee l e c t r o n i cc o m m e r c ed e v e l o p st h eb s ，b 2 c ，b 2 b f r o mt h es i m p l ec ss t r u c t u r e ，t h ec a l c u l a t i o nt e c h n i q u eo ft h ed i s t r i b u t e dc a l c u l a t i o n p i l eu po n ea f t e ra n o t h e r b e c a u s et h eb u s i n e s sf u n c t i o ne n l a r g e dc o n t i n u o u s l y , m a k i n g t h ew h o l es y s t e mw a n tc a nr e p l yf u t u r eb u s i n e s sf u n c t i o ni so fv a r i e t y , t h u sm a t c h i n g t o r e q u e s tt ob em o r e a n dm o r el a xc o u p l i n gb e t w e e nt h es y s t e me a c hp a r t ，d i dn o ts e w t h e r e q u e s tf o rc o m b i n e t oo f t h ed i f f e r e n ts y s t e mo f c o n s t r u c ta l s om o r ea n dm o r eh i g h t e c h n i c a l e m e r g e n c e o fc o r b a ，c o mc o m p o n e n t ，j 2 e ee t q ：d i s t r i b u t e d c a l c u l a t i o n ，m a k et h ee l e c t r o n i cc o m m e r c eh a v et h e v a s td e v e l o p m e n tf o r e g r o u n d ， p r o v i d e da b u n d a n ts o l u t i o na n d t h et e c h n i q u em e a n sf o ru st os e tu pl a r g e rd i s t r i b u t e d s y s t e m t h e s e d i s t r i b u t e dc a l c u l a t i o nt e c h n i q u ei sm a l ni nt h ee l e c t r o n i cc o m m e r c e c u r r e n t l y b u tt h e s et e c h n i q u e sl i m i tt ot h es c o p eo fi nt h es i n g l ee l e c t r o n i cc o m m e r c e a p p l i c a t i o n ，s u c ha p p l i c a t i o ni so n l yi nt h ep a r t i c u l a rl a n g u a g e c a ni ng e n e r a lu s e ，i ft o c o m b i n ee a c ho t h e ri n d e p e n d e n td i f f e r e n tp l a t f o r ms e e mt ob e t ol a c kt h ea b i l i t yt od o t h es y s t e mo fe a c hb u s i n e s se n t e r p r i s em a yb et h ed i f f e r e n tl a n g u a g e ，s ot h es y s t e m o f t h eb u s i n e s s e n t e r p r i s e w a n t sc o n t e n t e dt h i s k i n do fr e q u e s t ，ak i n do fs e a m l e s s c o m p o s i t i o n m u s tb eb u i l t u p b e t w e e nt h e s e d i f f e r e n t p l a t f o r m t h i s k i n do f c o m p o s i t i o ns h o u l db ea b l et ou s e di na n ys y s t e ma n db ya n yo n e ，b u tn o ta k i n do f 湖北工业大学硕士学位论文 a d h i n tc o d e t h i sp a p e rs t u d i e se m p h a t i c a l l yt h eh t t pa st ot h ed e l i v e rp l a t f o r m t h ex m la s t h ec a g i e ro fd a t a b yu s i n gt h eh t t pa n dx m lw h i c ha r ea l r e a d yg o te x t e n s i v e ，a k i n do fs e a m t e s s c o m p o s i t i o nc a nb es e tu p ，m o r e o v e nt h i sp a p e rs t i l le x p l a i nt h e p r a c t i c em e a n i n g o f t h i sk i n do f s e a m l e s sc o m p o s i t i o nb ya s p e c i f i cm o d e l k e y w o r d s ：s e a m l e s sc o m p o s i t i o n ，d i s t r i b u t e dc a l c u l a t i o n ，d i f f e r e n tp l a t f o r m 湖北工业大学硕士学位论文 第1 章引言 1 1 电子商务需求的变化 随着经济和信息技术的发展，电子商务以一种全新的商务方式展现在人们眼 目d 。尽管前几年网络经济泡沫的破灭，使电子商务的发展遭受了巨大的打击，但 是不论从哪个角度来讲，电子商务正在稳健地向前发展。 上世纪9 0 年代以来，随着网络、通讯和信息技术的突破性进展，i n t e r n e t 在 全球爆炸性增长并迅速普及。在这一前提下，电子商务应运而生了。电子商务是 基于互联网、以交易双方为主体、以银行电子支付和结算为手段、以客户数据为 依托的全新的商务模式，它可以使商家与供应商更加紧密地联系起来，更快地满 足客户需求，也可以让商家在全球范围内选择最佳供应商，在全球市场上销售产 品。自1 9 9 8 年“电子商务年”以来，电子商务在全球发展迅猛，大约每9 个月交 易额就翻番，全球电子商务交易额( 包括网上贸易额、销售额等) 达到数千亿 美元，电子商务收入剧增2 6 2 。其中金融业、商业零售、运输业和传媒业是电子 商务发展最快的领域”。 来2 5 年世界经济发展的一个重要推动力，对经济的促进将远远超过2 0 0 年前 的工业革命。著名网络经济调查评论家r o b e r tm e t c a l f e 声称：“互联网的价值等 于( 与之向连接的) 网点数量的平方。”。1 电子商务的发展e 在给整个社会带来日益深远的影响。作为一种商务活动过 程，电子商务将带来一场史无前例的革命，其影响将远远超出商务的本身。电子 商务不仅仅存在企业与消费者之间，还存在企业与企业之间和企业内部。电子商 务就是利用电信网络和数字化传媒技术进行商务的数据交换和开展商务的经营活 动，它涉及企业、消费者、政府等各个方面之间通过电子工具( 如e d i 、w e b 技术、 电子邮件等) 进行交易。不仅如此，电子商务还包括利用w e b 进行的企业内外的 全面商业活动，如市场调查分析、财务核算、生产计划安排、物资调配、客户联 系、营销、流通等。 电子商务的发展经过了一个漫长的酝酿过程。粗略划分一下，经历了以下几 个阶段：八十年代前，随着计算机的普及和各种软件的发展，实现了商业数据的 湖北工业大学硕士学位论文 无纸化处理，许多商务数据通过盘片介质进行交换，这是电子商务的准备阶段。 进入八1 年代后，一些专门的数据交换系统，比如电子数据交换( e d i ) 和电子资金 传送( e f t ) 系统，逐渐建成并投入运行。特别是当电信部门推出增值网络服务后， 这样的专用信息交换系统得到了很大发展，出现了海关报关系统、民航订票系统、 港口的航道信息交换系统等一系列应用实例。这时的电子商务已现雏形，在社会 的某些行业中得到了较为广泛的应用。i n t e r n e t 出现后，电子商务得到了前所未 有发展，各类从事电子商务活动的网站和公司层出不穷。更重要的是，i n t e r n e t 为电子商务的发展拓展了广阔的空间。同以往相比，利用i n t e r n e t 发展电子商务 至少有两个优点：技术标准统一，各种系统之问互联简单；范围广泛，不只是局 限于系统内部，并且可以深入到千家万户。正是i n t e r n e t 这种无所不在的强劲渗 透力和网络应用在全球范围内的普及，向人们展示了发展电子商务的无限商机。 我国的电子商务发展始于9 0 年代初期，以国家公共通信基础网络为基础，以国家 “余关”、“金桥”、“金税”和“金卡”四个信息化工程为代表“1 。随着网络的发展 和企业及大众上网的进一步普及，国内的电子商务正呈现蓬勃发展的趋势。 1 2 电子商务应用的发展 电子商务的应用是广泛的、多方面的。如果按照参与商务活动双方对象的范 围来划分的话，可分为企业内部商务，企业对企业问商务和企业与消费者之间的 商务。 企业内部商务：其实这就是i n t r a n e t ，通过i n t r a n e t 企业内部完成信息共享、 工作流程管理、资金调度管理等商务活动。目前国内大部分企业都有构造i n t r a n e t 的需求和能力，可以说这是国内电子商务应用的开端。 企业对企业间的商务：即所谓的bt ob ( b u s i h e s st ob u s it e s s ) ：不同企业 之问通过l 礓| 络连接起来，完成重要的商务交易，包括合同洽谈、购买、资金转帐 等。这些传统上是由e d i 完成的。随着i n t e r n e t 的发展，基于i n t e r n e t 的电子 商务应用会大大降低e d i 的成本，目前国外大多数公司都在原有的e d 系统基础 上做了改进。 企业与消费者之间的商务：即所谓的bt oc ( b u s i n e s st oc o n s u m e r ) 。企业 通过i n t e r n e t 和自己的应用系统为最终用户提供商务服务。通过对客户直接的电 湖北工业大学硕士学位论文 子商务服务，企业可以获得更多的商业机会，改善对客户的支持和服务。 如果按照应用层次划分，电子商务可分为国际间的、国内企业间的及企业对消 费者的电子商务。与以上划分方法不同的是国际间的电子商务。后两种与前面方 法足相同的。如果按照功能划分，电子商务应用又可以分为广告宣传、信息收集、 网上定购、网上支付、电子帐户等类型。 电子商务系统是个综合的系统，它集合了计算机技术、网络通信技术、金融 信息处理技术等各个方面，其中涉及的关键技术主要是w e b 技术，特别是w e b 数 据库技术。主要用于网上商品信息的发布、检索及后台数据库的相关数据操作。 作为现代企业信息系统的电子商务离不开w e b 数据库技术，它为企业面向互联网 的新型经营模式提供了强大的技术基础。电子数据交换，即e d i 技术。企业与企 业之问的交易谈判、交易合同传送、商品定货单的传送都需要e d i 技术。在线支 付技术，包括电子支票、信用卡的使用管理、电子资金转帐、银行资金清算等。 主要是解决付款方式，需要和银行处理系统协同工作。信息安全技术。这是电子 商务系统的关键技术，主要包括防火墙、信息加密解密、数字签名等。计算机虚 拟现实，即v r 技术。虚拟电子商厦的建立、虚拟顾客商品浏览、商品外貌的展示 都要用到v r 技术。 现在，w e b 浏览技术已经广泛的应用于i n t e r n e t ，并被广大用户所接受。w e b 服务器采用h t t p 协议来传送h t m l 文件，w e b 浏览器使用h t t p 检索h t m l 文件。w e b 浏览器从w e b 服务器上获取信息，然后以静态和交互( 如文本、图像等) 的方式 呈现在用户面前。电子商务仍然是一种商务模式，在进行电子商务过程中，需要 在商家与客户以及其他相关角色之间交换信息，此时就要使用w e b 浏览技术。随 着电子商务的发展，仅仅使用h t m l 表示信息已经不能满足需求，为此x m l ( 可扩 展标记语言) 和c x m l ( c o m m e r c ex m l ) 相继开始发展起来。 当今世界对电子商务的需求正在急剧增长，与此同时，降低企业成本了人们 考虑的重点，如何使用电子商务最大限度的降低企业成本成为电子商务发展的潮 流和趋势”3 。目前，很多企业都在一定程度上实现了信息化，但是这些单个的系统 大都只是为一个企业的内部管理之用，或者仅仅只是实现某一功能，与外界的系 统彼此独立，几乎没有任何的信息交换，就算有也不能实现无缝集成。现在的企 业不可能各自独立起来，需要与很多不同的其他企业建立联系和商务上的往来， 这些往来是企业生存之本。这样一来，就要求企业目前所建立的各种系统之间或 湖北工业大学硕士学位论文 者不同企业的系统之间实现数据共享与数据通讯，而且，随着这些往来的不断深 化和商务形式的转变，越来越要求各自独立的系统之间进行自动的信息交换，实 现无缝集成，从而提高企业系统的运行效率。相互交换信息的两个或者若干个独 立的系统可能是不同的语言开发的，这给高效的信息交换带来了很多障碍。 另外，企业与企业之间的商务往来是多元化的，每个企业可以与其他任意的 企业建立商务往来，同时也可以更换任意的商务往来的对象。这种高度松散的商 务往来就产生了一个需求：我公司的系统能不能像水和电样按照使用计费呢， 能不能像电视频道一样随意转换呢? 这种按照需求变化的电子商务就是“随需应 变”的电子商务，将会是未来电子商务的发展方向。然而，企业的系统是使用特 定语言开发的弛立的系统，而商务对象企业的系统可能是使用与之不同的语言开 发的独立系统，如何才能让一个企业的系统随时可以迅速地应对企业商务上的变 化呢? 这就需要在这些异构平台之间建立一种可以无缝集成的机制，这种集成机 制应该可以被任何人使用在任何系统之间，而不是为某个系统单独建立的粘胶代 码。 1 3 课题来源 课题：“基于x m l 的w e bs e r v i c e 研究” 来源：自选 这篇论文的选题选自“联想人口信息管理系统”在实际开发过程中遇到的一 些问题。由于公安部要求该系统能够在全国范围内使用，而有些的地方政府已经 在某种程度上实现了办公的信息化，而且做的比较好，需要“人口系统”能够与 现有的政务系统相互兼容，实现数据的共享，而且在项目的开发与实施过程中不 能修改原来的政务系统，影响正常办公。因为地方政府的政务系统的开发平台各 不相同，这样就需要有一个比较灵活的方式来实现异构系统之间的无缝集成。 1 4 课题意义 目前，实现分布式应用的技术很多，从最开始的简单c s 结构发展到后来的 c o m d c o m c o m + 、c o r b a 、j 2 e e 和n e t 等，再到今后的网格计算。众多的分布式实 现技术为我们建立满足特定需求的分布式应用提供了方便。随着电子商务需求的 湖北工业大学硕士学位论文 不断变化，越来越要求各种平台之间可以无缝集成。本论文主要针对实现各种异 构平台之间的无缝集成进行相关研究。 湖北工业大学硕士学位论文 第2 章分布式计算的发展及现状 2 1分布式应用的发展 什么是分布式计算? 所谓分布式计算是一门计算机科学，它研究如何把一个 需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分，然后把这些部分分 配给许多计算机进行处理。在两个或多个软件互相共享信息，这些软件既可以在 同一台计算机上运行，也可以在通过网络连接起来的多台计算机上运行。分布式 计算比起其它算法具有以下几个优点： - 1 ) 稀有资源可以共享。 2 ) 通过分布式计算可以在多台计算机上平衡计算负载。 3 ) 可以把程序放在晟适台运行它的计算机上。 其中，共享稀有资源和平衡负载是计算机分布式计算的核心思想之一。今天 的企业级产品中，不断发展的平台技术，如j 2 e e 和n e t ，为开发基于分粕式计算 结构的应用提供了强大的支持。企业应用的计算模型从基于主机的计算到c s 体 系到多层体系、w e b 计算、再到今天的s o a 体系，分布式计算的发展动机在于：使 企业应用更加的便宜和高效，表现在更易构建、更易维护、更易伸缩、更易演进。 在其中，最基本的模式应当是分层( l a y e r i n g ) 。分层也是在其它应用领域中几乎 都能够发现的设计模式。因为系统通常是复杂的，复杂系统能够不断演化的关键 一点是对复杂性的有效管理，而分层是应用复杂性管理原则“分而治之”的基本 技术。有效的分布式计算设计，第一个要考虑的原则是j 谨慎的规划分布。哪些 组件之间可以分布，哪些组件不合适进行分布而是需要集中的。分布式计算是有 开销的，必须谨慎的对分布方案进行规划“3 。 网格计算也是分布式计算的一种。如果我们说某项工作是分布式的，那么， 参与这项工作的一定不只是一台计算机，而是个计算机网络，显然这种“蚂蚁 搬山”的方式将具有很强的数据处理能力。网格计算的实质就是组合与共享资源 并确保系统安全。 网格是高性能计算机、数据源、因特网三种技术的有机组合与发展，它把分 布在各地的计算机连接起来，使用户分享网上资源，感觉如同个人使用一台超级 6 湖北工业大学硕士学位论文 ! 竺! ! = = 竺= = = = ! i i = 一一i i m = ! ! = ! 计算机一样。从数量上来说，网格的带宽更高，计算速度和数据处理速度大幅提 高，结构体系比现有的网络更能有效地利用信息资源。简而言之，网格是一种信 息社会的网络基础设施，它将实现互联网上所有资源的互联互通。 网格计算( g r i dc o m p u t i n g ) 是伴随着互联网的发展而迅速发展起来的，是 种专门针对复杂科学计算的新型计算模式“1 。这种计算模式是利用互联网把分敞 在不同地理位置的电脑组织成一个“虚拟的超级计算机”，其中每一台参与计算 的计算机就是一个“节点”( n o d e ) ，而整个计算是由成千上万个“节点”组成的 “一张网格”，所以这种计算方式叫网格计算。这样组织起来的“虚拟的超级计 算机”有两个优势：一是数掘处理能力超强；二是更能充分利用网上的闲置处理 能力。 实际上，网格计算是分布式计算( d i s t r i b u t e dc o m p u t i n g ) 的一种”。如果 我们说某项工作是分布式的，那么参与这项工作的一定不只是一台计算机，而是 一个计算机网络，显然这种“蚂蚁搬山”的方式将具有很强的数据处理能力。 网格计算环境的构建层次一般为网格结点、中间件、开发环境和工具层、应 用层。而网格计算环境的设计需要兼顾管理层次、通信服务、信息服务、名字服 务、文件系统、安全认证、监视系统等因素。网格计算中的网格软件包括网格操 作系统、网格编程和使用环境以及网格应用程序。网格软件提供单一的系统映象、 透明性、可靠性、负载平衡和资源共享等功能，实现各种资源的无缝连接是网格 计算的基本要求，从而可以合理而有效地将远程资源高效地组织起来，形成“网 络虚拟计算机”，以获得超强的能力。网格计算模式已经发展成为连接和统一各 类不同远程资源的一种基础结构“1 。 2 2 网格计算的发展现状 国外对网格的研究始于九十年代中期。其中美国自然科学基金会( n f s ) 资助 的网格项目n c s a 、n p a c i 和t e r ag r i d ，美国宇航管理局( n a s a ) 构造的网格计划 p g ( i n f o r m a t i o np o w e rg r i d ) ，美国国防部( d o d ) 的h p c m p 网格，美国能源部 ( d o e ) 的d o es c i e n c eo r i d 网格和连接三大国家实验室( l l n l 、l a n l 、s n l ) 的 a s c ig r i d 网格以及于2 0 0 0 年1 2 月由欧盟提供一千万欧元资金启动的欧洲数据网 格e u r o p e a nd a t ag r i d ( e d g ) 、日本的n i n f 等，都是有影响的网格研究计划”1 。 湖北工业大学硕士学位论文 美国】9 9 2 年提出的概念设计，现己成为研究热点，目前基于p c 的分布式计算网 格技术正走向成熟。建立大规模礴格系统的关键技术是网格系统软件+ 特剐是阚 格操作系统，其核心技术包括网格资源的管理、信息优化使用技术、网格中作业 调度技术和网络安全技术等。现在著名的网格软件有g l o b u s 、l o g i o n 等。i b m 正 在实施一项名为“g r i dc o m p u t i n g ”的计划，它借助因特网把分散在各地的个人 电脑连接起来，这样不仅可以使每台个人电脑通过充分利用相互间闲置的电脑能 源，达到提升各自电脑处理能力的目的，还能使成千上万的用户在大范围的网络 上共享电脑处理功能、文件以及应用软件。另一个业界巨人s u n 也积极致力于促 进网络计算的发展。2 0 0 1 年1 1 月，s u n 推出了s u ng r i de n g i n e 企业版5 3 版软 件的b 版，继续提升它的网络技术计算水平。该软件推出以来，s u no r i de n g i n e 5 2 3 版软件的用户已经增长了2 0 倍。目前全球有1 1 8 0 0 0 多颗c p u 都是采用s u n g r i de n g i n e 软件管理。除此之外，一批围绕网格计算的软件公司也逐渐壮大并只 益受到关注，如e n t r o p i a 、a v a k i 、n o e m i x 、d a t as y n a p s e 等”。 随着国外网格计算的不断发展，中国科技界也开始向新一代互联网大潮逝军。 1 9 9 9 年，中科院计算所联合江南计算所、国仿科大等十几家科研单位，共同承担 了8 6 3 重点项目“国家高性能计算环境( n h p c e ) ”的研发任务。该项目旨 在建立个计算资源广域分布、支持异构特性的计算网格示范系统，把我国8 个 高性能计算中心通过i n t e r n e t 连接起来，进行统一的资源管理、信息管理和用户 管理，并在此基础上开发了多个网格应用系统，并取得了一系列研究成果。由教 育部资助、清华大学牵头的重点项目“先进计算基础设施( a s i ) ”也进行了部门 内的网格计算试验。为达到提供高性能计算、资源共享、协同工作的能力的目的， “中国国家网格”( c h i n an a t i o n a lg r i d ，简称c n g r i d ) 项目于2 0 0 2 年4 月启 动。它将在科学研究、环境资源、制造业、服务业中建设若干大型行业应用网格， 并研制面向网格计算且具有良好应用开发环境的高性能计算机，能装备网格结点， 以促进我国商性能计算机的研究和产业化。2 0 0 3 年1 2 月9 日，科技部在北京正式 向社会宣布。在国家8 6 3 计划和中国科学院知识创新工程的共同支持下，联想计 算机公司研制的峰值运算速度每秒5 3 2 4 万亿次的国家网格主结点“深腾6 8 ” 超级计算机于2 0 0 3 年1 1 月研制成功。不久，上海超级计算中心和曙光公司联合 宣布，1 0 万亿次曙光4 0 0 0 a 将于2 0 0 4 年落户上海超级计算中t l , 。中国也将成为继 美国、日本后第三个能制造1 0 万亿次商品化高性能计算机的国家。教育部与l b m 在2 0 0 3 年1 0 月1 3 日联合宣布双方将合作共建“中国教育科研网格”工程，这 8 湖北工业大学硕士学位论文 项前期投资高达2 0 0 0 万元人民币的工程，将极大地推动我国高校科研的发展1 。 目前网格( g r i d ) 研究砸变成计算机网格发展的新热点。p p a r c 的首席教授哈 勒代认为d a t ag r i d 会成为i t 发展史上的分水岭，它将席卷科学研究、电子商务 以及社会的方方面面。i b mg r i dc o m p u t i n g 的总经理t o mh a w k 于2 0 0 2 年6 月 1 7 日在圣何塞召开的g r i dc o m p u t i n gp l a n e tc o n f e r e n c ea n de x p o 大会上这 样说：“i b m 认为网格最终会成为因特网上的一个实用模型在这个模型中，客 户机就像获取电力一样获得计算机的计算能力。i t 预算的6 0 多都花在了维护和 集成上，这个百分比还在继续上升，降低复杂度和管理需求这种需要就成了当务 之急。”3 如果说，装国7 0 年代关于i n t e r n e t 网络的研究导致了今天网络的繁荣，那 么可以预言，几年后的网格将和今天的i n t e r n e t 一样，遍及国民经济和社会生活 的各个领域。i n t e r n e t 的作用是将各种计算机连接起来，网格的作用则是将各种 信息资源( 内容) 连接起来。作为网格重要分支的计算网格、信息网格和知识网 格的思想来源于电力网格，它能把计算能力和信息资源像今天的电力一样方便地 送到每一用户。传统的因特网实现了计算机硬件的连通，w e b 网实现了网页的连通， 目前的网格正试图实现互联网上所有资料的垒面连通，包括计算、存储、通信和 软件等。 2 3 基于h i t p 的w e ds e r v ig 6 网格计算是一种新型的分布式计算技术，可以利用网络中的各种资源来完成 同一个计算任务，实现各种平台之间的无缝集成是网格计算的基本技术要求。 w e bs e r v i c e 这个名词并不新鲜，以前的w e bs e r v i c e 都是些小范围的应用。 与现在流行的分布式解决方案类似，并没有采用开放的规范，与特定语言平台相 关。从表面上看，w e bs e r v i c e 应该是一个应用程序，它向外界暴露出一个能够通 过w e b 进行调用的a p i 。这就是说，能够用编程的方法通过w e b 调用来实现某个功 能的应用程序。例如，创建一个w e bs e r v i c e ，它的作用是查询某公司某员工的基 本信息。它接受该员工的编号作为查询字符串，返回该员工的具体信息。可以在 浏览器的地址栏中直接输入h t t pg e t 请求来调用罗列该员工基本信息的a s p 或者 j s p 页面，这可以算作是w e bs e r v i c e 了。从深层次上看，w e bs e r v i c e 是一- 利t 新 湖北工业大学硕士学位论文 的w e b 应用程序分支，它们应该是自包含、自描述、模块化的应用，可以存网络( 通 常为w e b ) 中被描述、发布、查找以及通过w e b 来调用。并且是开放的，语占无关、 平台无关的。而且，w e bs e r v i c e 还应该具备以下特征： 1 ) 完好的封装性： w e bs e r v i c e 应该是种部署在w e b 上的对象，应该是对象组件技术在 i n t e r n e t 中的延伸，具备对象的良好封装性，对于使用者而言，他能且仅能看到 该对象提供的功能列表。 2 ) 松散耦合： 这一特征也是源于对象组件技术当一个w e bs e r v i c e 的实现发生变更的时 候，调用者是不应该感到这一点的，对于调用者来说，只要w e bs e r v i c e 的调用 界面不变，w e bs e r v i c e 的实现任何变更对他们来说都是透明的，甚至是当w e b s e r v i c e 的实现平台从j 2 e e 迁移到了n e t 或者是相反的迁移流程，用户都可以对 此一无所知。对于松散耦合而言，尤其是在i n t e r n e t 环境下的w e hs e r v i c e 而言， 需要有一种适合i n t e r n e t 开放环境的消息交换协议。 3 ) 使用协约的规范性： 虽然一般的对象也要求使用协约的规范性，但相比一般对象其界面规范应该 更加规范化和易于机器理解。首先，作为w e bs e r v i c e ，对象界面所提供的功能应 当使用标准的描述语言来描述，以便使用者可以很容易的理解；其次，由标准描 述语言描述的服务界面应当是能够被发现的，因此这描述文档需要被存储在私 有的或公共的注册库里面。同时，使用标准描述语言描述的使用协约将不仅仅是 服务界面，它将被延伸到w e bs e r v i c e 的聚合、跨w e bs e r v i c e 的事务、工作流 等，而这些又都需要服务质量( q o s ) 的保障。其次，我们知道安全机制对于松散耦 合的对象环境的重要性，因此我们需要对诸如授权认证、数据完整性( 比如签名机 制) 、消息源认证以及事务的不可否认性等运用规范的方法来描述、传输和交换。 最后，在所有层次的处理都应当是可管理的，因此需要对管理协约运用同样的机 制。 4 ) 使用标准协议规范： 作为w e bs e r v i c e ，其所有公共的协约完全需要使用开放的标准协议进行描述、 湖北工业大学硕士学位论文 传输和交换。这些标准协议具有完全公开和免费的规范，以便由任意方进行实现。 5 ) 高度可集成性： w e b 服务应该采取简单的、易理解的标准w e b 协议作为组件界面描述和协同描 述规范，应该完全屏蔽不同软件平台的差异，无论是c o r b a 、d c o m 还是e j b 都可 以通过这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 且这种集成是无缝的。 在软件系统的开发过程中，系统集成主要实现系统的各部分( 模块) 之问的 通讯和整合，将相对分散的子系统组成一个统一的整体，实现子系统间的功能控 制和信息交互与共享。基于网络的系统集成技术已有了很多，如：d c o m ( d i s t r i b u t 矗c o m p o n e n to b j e c tm o d e l ，分布式组件对象模型) 、c o r b a ( c o m m o n o 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 ，公用对象请求代理程序体系结构) 和j a v a r g i ( j a v ar e m o t em e t h o di n v o c a t i o n ，j a v a 远端方法调用) 等。但是这些传统 的集成技术在很大程度上受到网络环境的限制，大多使用专有协议通过特别的端 口进行远程通信，不能很好的支持客户段和服务器通过i n t e r n e t 进行通信。w e b s e r v i c e 能在很大程度上解决原有集成技术在i n t e r n e t 远程通信方面的问题。w e b 服务基于x m l 文档进行服务描述，服务请求和反馈结果，可以在i n t e r n e t 上通过 h t t p 协议进行传递，很容易的被访问和返回结果。同时，由于w e bs e r v i c e 的相 关标准都是w 3 c 的开放协议，与平台和操作系统无关，这就使异构平台上应用的 集成变得很容易。此外，过去使用的基于r p c ( r p c r e m o t ep r o c e d u r ec a l l ， 远程过程调用) 和a p i ( a p p l i c a t i o np r o g r a m m i n gi n t e r f a c e ，程序编程接口) 的集成技术都是一种函数级的静态解决方案( 即使它们在客户机和服务器通讯时 使用x m l ) ；w e bs e r v i c e 则是一种动态的集成方案，所有的服务都可以通过u d d i 标准动态地被发现、绑定和使用，容易适应系统的变动，提高系统的灵活性和伸 缩性”。 2 4w e bs e r v i c e 的技术支持 w e bs e r v i c e 是基于网络的、分布式的模块化组件，它执行特定的任务，遵守 具体的技术规范，这些规范使得w e bs e r v i c e 能与其他兼容的组件进行互操作。 w e bs e r v i c e 平台需要一套协议来实现分布式应用程序的创建。任何平台都有它的 湖北工业大学硕士学位论文 数据表示方法和类型系统。要实现不同平台之间的互操作性，w e bs e r v i c e 平台必 须提供一套标准的类型系统，用于沟通不同平台、编程语苦和组件模型中的不嘲 类型系统。 w e bs e r v i c e 应该使用标准的互联网协议，像超文本传输协议h t l p 和x m i ， 将功能体现在互联网和企业内部网上。w e bs e r v i c e 平台是一套标准，它定义了应 用程序如何在w e b 上实现互操作性。开发者可以用自己喜欢的任何语言平台上写 w e bs e r v i c e ，服务提供者和使用者之间应该是语言无关和平台无关，做到“一经 发布，谁都可用”“。 2 4 1x m l 、 x m l ( e x f 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i n t e r n e t 上数据表 示和数据交换的标准格式。除了易于建立和易于分析外，x m l 主要的优点在于它既 与平台无关，又与厂商无关。x m l 是由万维网协会( w 3 c ) 创建，w 3 c 制定的x m l s e h e m a x s d 定义了一套标准的数据类型，并给出了一种语言来扩展这套数据类型 ( 1 舢 + x m l 可以用来在不同的数据类型系统之间相互转换。当用某种语言如j a v a 、 v b n e t 或c # 来构造一个w e bs e r v i c e 时，所使用的数据类型都可以被转换为x s d 类型，满足了w e bs e r v i c e 要求开放标准的要求。x m l 是i s o ( i n t e r n a t i o n t 0 1 o r g a n i z a t i o nf o rs t a n d a r d i z a t i o n 国际标准化组织) 的s g m l ( s t a n d a r df o r g e n e r a lm a r k u pl a n g u a g e ，通用标记语言标准) 的一个简化子集。x m l 关注信息 本身，是w e b 上表示结构化信息的- 3 十标准文本格式。与传统的注重页面信息显 示的h t m l ( m y p e r t e x tm a r k u pl a n g u a g e ，超文本链接标示语言) 相比，关注于内 容的x m l 具有以下诸多优点“”： 1 ) 良好的可扩展性，语言简单有效，可自行定义标记。 2 ) 内容与形式的分离，主要刻画数据内容，不考虑显示效果。 3 ) 有严格的语法要求，便于分析统一和与数据库信息转换。 4 ) 便于传输。为纯文本形式，可通过h t t p 协议直接传输，可跨越防火墙。 x m l 的出现和发展对于i n t e r n e t 和i n t f a n e t 产生了巨大的影响。w e b 服务使 用基于x m l 的消息处理作为基本的数据通讯方