（计算机应用技术专业论文）基于异构分布式应用系统通信的研究.pdf

摘要 本文以业界当前流行的s o a 企业架构思想为基础，对异构分布式 应用系统之间的通信进行了广泛的研究。在对x m l 、s o a p 、w s d l 、w e b s e r v i c e 等技术分析和研究的基础上，构建了一个轻量级s o a 架构作 为异构分布式应用系统通信的中间件。合理的将x m l 、s o a p 、w s d l 以 及w e bs e r v i c e 等技术和各种思想成功地运用在轻量级s o a 架构中。 通过利用轻量级s o a 架构的核心轻量级e s b 对消息的处理，以及以 w e bs e r v i c e 桥为直接通信的、平台无关性的接口实现了异构分布式 应用系统之间的通信。 通过对各种部署方案的研究和比较，为w e bs e r v i c e 桥和轻量级 e s b 绑定部署提出了一个合理的多中心服务器部署方案，这种方案大 大提高了轻量级s o a 架构部署的可扩展性、可管理性和可靠性，并获 得了良好的效果。 在对u d d i 研究基础上，提出了自适应w e bs e r v i c e 注册器，它 不仅具有u d d i 作为w e bs e r v i c e 的注册和查询平台的功能，还具有 协助轻量级e s b 完成w e bs e r v i c e 动态调用的功能。 针对s o a p 消息的结构特点，为w e bs e r v i c e 桥设计了一个合理 的、供外部访问的接口原型，同时根据轻量级s o a 整体运作的特点， 为这个接口原型制定了访问协议。 提出采用一种多对多映射定制策略满足分布式应用系统通信中 x m l 文本转化为对象的需求，并针对多对多映射定制策略的特点，提 i 出自适应映射文件下载策略。 为了提高客户端与轻量级s o a 架构的通信灵活性，通过在客户端 使用w e bs e r v i c e 描述文件和w e bs e r v i c e 桥描述文件，使得当w e b s e r v i c e 相关信息被修改时，相关分布式应用系统不需要做相应修改。 本文关于异构分布式应用系统通信研究最大的特点是在深入分 析和研究了开源框架c a s t o r 实现x m l 文本与j a v a 对象转化所采用的 一对一映射策略基础上，指出这种一对一映射策略虽然能够成功实现 x m l 文本到对象的转换，但并不适合作为异构分布式应用系统通信对 于x m l 文本到对象转化需求的解决方案。为此设计出了一种多对多映 射定制策略，极大的提高了x m l 文本到对象转化的映射关系重用性， 同时，针对多对多映射定制策略的特点，结合网络流量和x m l 文本到 对象转化的效率考虑，构思了一个自适应文件下载策略。 关键字：s o a ：多对多映射定制策略；对象转化；分布式应用系统通信。 a b s t r a c t t h isp a p e risb a s e do nt h et h e o r yo fc u r r e n tp o p u l a rs o a e n t e r p r is e a r c h it e c t u r e ，a n d w id e l yr e s e a r c h e s t h e c o m m u n i c a t i o na m o n gh e t e r o g e n e o u sd i s t r i b u t e da p p l i c a t i o n s y s t e m s a f t e rt h et e c h n i c a la n a l y s e sa n dr e s e a r c h o nx m l ， s o a p ， w s d la n dw e bs e r v i c e ，a1 i g h t w e i g h ts o aa r c h i t e c t u r ei s b u i i ta sam i d d l e w a r ef o rt h ec o m m u n i c a t i o na m o n gh e t e r o g e n e o u s d i s t r i b u t e da p p l i c a t i o n i ts u c c e s s f u l l ya n dr e a s o n a b l yb r i n g s x m l ，s o a p ， w s d la n dw e bs e r v i c et oa1i g h t w e i g h ts o a a r c h i t e c t u r e ，a n dm a k e su s eo ft h em e s s a g et r a n s a c t i o nf u n c t i o n b yl i g h t w e i g h te s b 一一t h ec o r eo fl i g h t w e i g h ts o aa r c h i t e c t u r e ， a l s ou s e sw e bs e r v i c eb r i d g ef o rd i r e c tc o m m u n i c a t i o na n d p l a t f o r m - i n d e p e n d e n t i n t e r f a c e ，t or e a c ht h ec o m m u n i c a t i o n f u n c t i o na m o n gh e t e r o g e n e o u sd i s t r i b u t e da p p l i c a t i o ns y s t e m s b yd o i n gr e s e a r c ha n dc o m p a r is o nf r o mv a r i o u sd e p l o y m e n t s ， t h isp a p e rp u tsf o r w a r dam u lti c e n t e rs e r v e rd e p l o y m e n ts c h e m e ， w h i c hi sr e a s o n a b l ef o rw e bs e r v i c eb r i d g ea n d1i g h t w e i g h te s b b o u n dd e p l o y m e n t 。a n ds i g n i f i c a n t l yi m p r o v e se x t e n s i o n a l i t y ， m a n a g e a b i l i t y a n dr e l i a b i l i t yo f t h e 1 i g h t w e i g h t s o a a r c h i t e c t u r e 。a l s oo b t a i n sg o o dr e s u l t s i nt h i sp a p e r ，as e l f - a d a p t i v ew e bs e r v i c er e g i s t r a t i o n i sp r o p o s e db a s e do nt h er e s e a r c ho fu d d i i tn o to n l yw o r k s a saw e bs e r v i c ew i t hu d d ir e g i s t r a t i o na n ds e a r c hp l a t f o r m f u n c t i o n a l i t y ，b u ta l s oa s s i s t st h el i g h t w e i g h te s bt op e r f o r m d y n a m i ct r a n s f e ro fw e bs e r v i c e a i m i n ga tt h es t r u c t u r a lc h a r a c t e r i s t i c so fs o a pm e s s a g e ， a na p p r o p r i a t ei n t e r f a c ea r c h e t y p ew i t he x t e r n a la c c e s s i b i l i t y i s d e s i g n e d f o r t h ew e b s e r v i c e b r i d g e m e a n w h i l e ， i n a c c o r d a n c ew i t ht h ec h a r a c t e r i s t i c sd u r i n gt h el i g h t w e i g h ts o a o v e r a l lo p e r a t i o n ，a na c c e s sp r o t o c o li sd e v e l o p e dt ot h e in t e r f a c ea r c h e t y p e t h i sa r ti c l e b r i n g sm a n y t o m a n ym a p p i n g c u s t o m iz e d s t r a t e g y t od i s t r i b u t e da p p l i c a t i o n s y s t e mc o m m u n i c a t i o n ， w h i c hc a nt r a n s f o r mx m lt e x tt oo b j e c t a c c o r d i n gt ot h ef e a t u r e o f m a n y t o m a n ym a p p i n g c u s t o m i z e d s t r a t e g y ， ad o w n l o a d s t r a t e g yo fs e l f a d a p t i v em a p p i n gd o c u m e n ti sp u tf o r w a r d i no r d e rt oi m p r o v et h ec o m m u n i c a ti o nf l e x i b i1i t yb e t w e e n c l i e n ta n dl i g h t w e i g h ts o aa r c h i t e c t u r e ，b yu s i n gw e bs e r v i c e d e s c r i p t i o nf i l ea n dw e bs e r v i c eb r i d g ed e s c r i p t i o nf i l ea t c l i e n t ，t h er e v i s i o ni sa v o i d e da tr e l a t e dd i s t r i b u t e d a p p li c a t i o ns y s t e mw h il ew e bs e r v i c em e s s a g ei sm o d i f i e d i v i nt h i sa r t i c l er e g a r d i n gt h eh e t e r o g e n e o u sd i s t r i b u t e d a p p l i c a t i o ns y s t e mc o m m u n i c a t i o n ，t h es i g n i f i c a n tf e a t u r eo f t h er e s e a r c hi s ，b a s e do n i n d e p t ha n a l y s i s a n ds t u d yo f o p e n s o u r c ef r a m e w o r k - - c a s t o r ， w h i c h i m p l e m e n t s t h e t r a n s f o r m a t i o nf r o mx m lt e x tt oj a v ao b j e c tb yu s i n go n e t o o n e m a p p i n gs t r a t e g y ，p o i n t i n go u tt h a ti ti si n a p p r o p r i a t ea sa r i g h ts o l u t i o nt ob ea p p l i e df o rh e t e r o g e n e o u sd i s t r i b u t e d s y s t e mc o m m u n i c a t i o na l t h o u g hs u c ho n e t o o n em a p p i n gs t r a t e g y e n a b l e st h et r a n s f o r m a ti o nf r o mx m lt e x tt oo b j e c t h e n c e ，a c u s t o m iz e d s t r a t e g y f o rm a n y t o m a n ym a p p i n gisd e si g n e d ， w h i c hg r e a t l yr e u s e st h em a p p i n gr e l a t i o n so ft r a n s f o r m a t i o n f r o mx m lt e x ti n t ol o c a lo b j e c t a tt h es a m et i m e ，i na l l u s i o n t ot h ef e a t u r e so fm a n y t o m a n ym a p p i n gc u s t o m i z e ds t r a t e g y ， c o m b i n i n gt h en e t w o r kt r a f f i ca n dt h ec o n v e r s i o ne f f i c i e n c yo f x m lt e x ti n t ol o c a l o b j e c t ，as t r a t e g y i sc o n c e i v e df o r s e l f a d a p t i v ed o c u m e n td o w n l o a d k e y w o r d s ：s o a ：m a n y t o m a n ym a p p i n gc u s t o m iz e ds t r a t e g yo b j e c t t r a n s f o r m a t i o n ：d i s t r i b u t e da p p li c a t i o ns y s t e mc o m m u n i c a t i o n v 湖南师范大学学位论文原创性声明 人郑重声明：所呈交的学位论问，是本人在导师的指导下独立进 行研究工作所取得的陈果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研 究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完 全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名王稠 2 护。7 年钐月f7 日 湖南师范大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留和使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文复印件和电子版，允 许论文被查阅和借阅。本人授权湖南师范大学可以将本学位论文的全 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 等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 保密口，在年解密后适用本授权书。 2 不保密彤 ( 请在以上相应的方框里打“ ) 作者签名： 导师签名 一 、门 上j 剐 1 七 q 涉 ：翥：葛差兰胃： 日期加7 年g 月“日 | 基于异构分布式应j j 系统通信的研究 1 绪论 1 1 课题的背景和意义 随着多年信息化建设，很多中小型企业逐步构建了o a ( o f f i c e a u t o m a t i o n ) 、h r ( h u m a nr e s o u r c e ) 、c r m ( c u s t o m e r r e l a t i o n s h i p m a n a g e m e n t ) 、e r p ( e n t e r p r i s er e s o u r c ep l a n n i n g ) 等分布式应用系统以 支持企业的发展。由于信息化建设初期缺乏整体规划的考虑，这些分 布式应用系统因受开发商不同、构造时间不一样、所采用的具体技术 存在差异、数据格式没有得到统一规划等因素的影响，使得它们之间 很难实现相互通信、信息共享。这种现象严重阻碍了企业信息化建设 的整体进程，使企业在进行新一轮投入时瞻前顾后、难以决断。 因此，分布式应用系统通信已经成为企业信息化建设和改革的必 然选择和技术方向。企业迫切需要设计一个科学的、跨平台的企业架 构作为中间件把企业遗留的分布式应用系统和将来可能构建的分布 式应用系统无缝地整合起来，从而使得企业各个部门能够快速有效的 沟通和协作，有利于减少企业后期的信息化投入，帮助企业迅速响应 市场的变化需求，提升企业市场竞争力。 1 2 目前的研究动态 异构分布式应用系统通信指的是不同平台，不同语言，不同环境 的分布式应用系统之间的信息共享，业务组件重用。 为解决分布式应用系统之间的通信，业界研究者对此进行了深入 硕+ 学位论文 的研究，目前解决分布式应用系统通信的集成技术很多，比较有代表 性的技术有如下几种： 1 2 1 消息中间件 消息中间件( m o m ：m e s s a g e o r i e n t e dm i d d l e w a r e ) 是解决异构分 布式应用系统通信问题的最重要的中间件之一。它屏蔽了网络硬件平 台的差异性和操作系统与网络协议的异构性，能在不同平台之间通 信，实现分布式系统中可靠的、高效的、实时的跨平台数据传输，使 分布式应用软件能够平滑地运行于不同平台上，实现互连互通。另外， 一般的m o m 还为开发人员提供了简单而直接的方法，为业务人员提 供丰富的可视化部署管理工具，使得分布式应用系统可以在不同的操 作平台之间相互交换信息。 虽然m o m 提供了应用松耦合连接能力，但是这需要在单独的分 布式应用系统中插入相关代码。同时，由于缺少对智能路由的支持， 这使得业务逻辑和应用逻辑之间相互交织在一起，带来的问题是无法 支持跨物理网络的企业业务整合。 1 2 2c o r b a 系统集成 c o r b a 是另外一个分布式应用系统集成技术。为了解决分布式 计算环境( d c e ，d i s t r i b u t e dc o m p u t i n ge n v i r o n m e n t ) 中不同硬件设 备和软件系统的互联，增强网络问软件的互操作性，解决传统分布式 计算模式中的不足等问题，对象管理组织( o m g ) 提出了公共对象 请求代理体系结构( c o r b a ) ，以增强软件系统间的互操作能力。 c o r b a 的缺点足庞大而复杂，技术和标准的更新相对较慢，并 基丁异构分布式应用系统通信的研究 且不被大多数开发者所接受。 1 2 3 面向服务的企业架构 面向服务的企业架构【是当前国际研究的热点之一。 二十世纪九十年代后期，企业开始考虑使用s o a l l l 即面向服务的 企业架构实现分布式应用系统之间的通信。s o a 思想使得任何分布 式应用系统都以服务的形式表现出来，并以这些服务接口进行网络通 信。 s o a 的出现使得复杂的分布式应用系统以服务的形式按照一定 的规则整合起来，既可以同步调用组合这些服务，也可以异步组合这 些服务口1 。通过这种整合服务的方式，s o a 完全不用理会业务组件的 复杂性以及业务组件相关的体系接口和开发语言。 s o a 架构成为当前解决异构分布式应用系统通信的主流思想。 1 3 本文的主要工作和内容安排 本文主要围绕“异构分布式应用系统通信”这一主题展开，结合 在实验中构建的轻量级s o a 架构原型，探讨了异构分布式应用系统 通信相关方面的问题，这主要包括轻量级s o a 架构、轻量级e s b 实 现、自适应w e bs e r v i c e 注册器、采用多对多映射思想实现x m l 文 本到对象的转化等方面。 本文章节安排如下： 第一章：绪论，介绍本文的研究背景和主要工作。 第二章：异构分布式应用系统通信涉及的基础知识。主要介绍了 s o a ，w e bs e r v i c e ，w s d l ，s o a p ，x m l ，负载均衡等主要技术和 硕十学何论文 思想。 第三章：轻量级s o a 架构。讲述了轻量级s o a 的基本结构，并 为w e bs e r v i c e 桥的部署提出了一个比较合理的方案，同时为w e b s e r v i c e 桥指定了一个原型接口和相关协议。 第四章：轻量级e s b 的基本实现。主要讲述了轻量级e s b 的消 息引擎是如何在自适应w e bs e r v i c e 注册器的协助下完成w e bs e r v i c e 的动态调用的。 第五章：多对多映射策略。在深入分析c a s t o r 框架的x m l 文本 和对象之间转换的一对一映射思想的基础上，指出这种一对一的映射 不适合作为异构分布式应用系统通信中对于x m l 文本到对象转换的 需求解决方案，因此提出了多对多映射策略。实验证明，这种多对多 映射策略极大的提高了映射关系的重用性，是非常有效的。 第六章：异构分布式应用系统通信的实现。客户端通过w e b s e r v i c e 桥代理和轻量级s o a 中间件进行连接，同时通过使用w e b s e r v i c e 描述文件和w e bs e r v i c e 桥描述文件，提高了客户端和轻量 级s o a 架构通信的灵活性。 第七章：结束语。 基丁异构分布式应用系统通信的研究 2 异构分布式应用系统通信涉及的基础知识 s o a 架构思想是异构分布式应用系统通信的指导方针和策略。目 前s o a 架构思想可以通过很多种技术进行实现，不同的支持厂商提供 了不同的解决方案。但是从技术的基础层面来说，s o a 架构具有自己 常用的一组技术。 2 1s o a s o a 架构是面向服务的体系架构。普遍认为，s o a 是面向全部i t 资产的一种体系架构，通过以特定的规格将这些资产以服务的形式 进行描述，可以实现服务的重复应用，从而提高i t 资产的适应能力 并更好地发挥效用。 2 1 1s o a 的优点 从技术角度看，使用s o a 矛h w e b 服务可以使得不兼容计算机系统 可以互相联系，而没有以前的技术复杂度和高维修成本。s o a 可以 通过复用企业现有的i t 资产和整合流程，帮助企业实现敏捷性。s o a 使业务资产服务和i t 资产服务的结合变得更容易，从而具备了可度 量性。 s o a 突出特点主要如下。 ( 1 ) 易于集成：s o a 提供了一个抽象层，通过这个抽象层，企业 只要将现有的应用包装成抽象业务功能的服务，提供针对异构系统构 建的现有资源和资产的服务规范，集成变得更加容易； 硕十学位论文 ( 2 ) 更快地响应业务变化：从现有的服务和组件中组合新的服 务，可以减少完成软件开发生命周期( 包括收集需求、进行设计、开 发和测试) 所需的时间，从而快速地开发出新的服务以应对频繁的业 务变化； ( 3 ) 减少成本和增加重用：针对以松散耦合的方式公开的业务服 务，企业可以根据业务要求更轻松地使用和组合服务； ( 4 ) 容易满足需要：s o a 的架构由可重用的服务组成，带有定义良 好且符合标准的可发布接口，可以更轻松地进行创建、修改和管理。 从一个高的层次看，企业通过复用“构件”和s o a 的灵活性，可以节 省资金、时间和精力；通过灵活的解决方案和更短的部署时间，避免 了i t 的失败；通过i t 与业务服务的紧密结合，使得i t 投资更为合理。 2 1 2s o a 架构的通关系统信息模型 s o a 架构的通关系统信息模型s o a 架构可以使用任何平台之间 的功能，而与编程的语言、操作系统和计算机类型等无关。就内部而 言，应用程序的重复使用是一项关键优势，因为它可以降低开发成 本。服务的重复使用，其长期作用在于减少企业中冗余的功能，简 化基础架构，从而降低维护代码的成本。通过按服务的使用者来组织 应用程序，与传统的编程技术相比，我们获得一个要灵活敏捷得多的 集成模型，使我们可以迅速修改业务流程模型。 2 2w e bs e r vic e 基础知识 2 2 1w e bs e r vic e 的概念及架构 日前，w e bs e r v i c e s 没有严格与统一的定义。不同的组织和部门 基丁异构分布式应川系统通信的研究 对w e bs e r v i c e s 的定义都有些差异。以下是对w e bs e r v i c e s 的一些 定义：国际标准化组织w3 c 认为w e bs e r v i c e 是一个通过ur l 识别 的软件应用程序，其界面及绑定能用x m l 文档来定义、描述和发现， 使用基于i n t e m e t 协议上的消息传递方式与其他应用程序进行直接 交互。m i c r o s o f t 的w e bs e r v i c e 是为其他应用提供数据和服务的应 用逻辑单元，应用程序通过标准的w e b 协议和数据格式获得w e b s e r v i c e ，如h t t p 、x m l 和s o a p 等，每个w e bs e r v i c e 的实现是 完全独立的。w e bs e r v i c e 具有基于组件的开发和w e b 开发两者的优 点，是m i c r o s o f t 的d o tn e t 程序设计模式的核心。i b m 认为w e b 服 务是一种自包含、自解释、模块化的应用程序，能够被发布、定位、 并且从w e b 上的任何位置进行调用。w e b 服务可以执行从简单的请 求到错综复杂的商业处理过程的任何功能。理论上来讲，一旦对w e b 服务进行了部署，其他w e b 服务应用程序就可以发现并调用已部署 的服务。s u n 认为w e b 服务是一种软件构件，这类构件具有被发现、 可组合和重组合的特性，用于解决用户的问题或要求，j a v a 语言和 x m l 是w e b 服务的最重要技术之一。 2 2 2w e bs e r v i c e 体系结构 w e b 服务【3 1 采用了面向服务( s e r v i c e o r i e n t e da r c h i t e c t u r e ，s o a ) 的体系结构，如图2 1 所示。 硕十学位论文 图2 1w e bs e r v i c e 体系结构 w e bs e r v i c e 体系结构中包括w e b 服务提供者( w e bs e r v i c e p r o v i d e r ) 、w e b 服务请求者( w e bs e r v i c er e q u e s t e r ) 和w e b 服务注 册中一i 二, ( w e bs e r v i c eb r o k e r ) 三个角色和发布( p u b l i s h ) 、发现( f i n d ) 、 绑定( b i n d ) 三个动作而构建的。w e b 服务提供者就是w e b 服务的创 建者，为其他服务和用户提供某种功能服务。w e b 服务请求者就是 w e b 服务功能的使用者，利用s o a p 给服务提供者发送消息以请求 服务。w e b 服务注册中心是把一个w e b 服务请求者与合适的w e b 服 务提供者联系起来，充当第三方管理者的角色。 2 2 3w e bs e r vig e 优势 2 2 3 1w e b 服务促进互操作性 因为服务提供者和服务请求者不矢| i 道彼此所使用的平台或语言， 基丁异构分布式应心系统通信的研究 这就要求提供互操作性。所以一个服务提供者和服务请求者之间的交 互需要被设计成完全独立于任何平台和语言。该交互需要一个w s d l 文档，随同网络协议一起( 通常是h t t p 协议) 来定义接口和描述服务。 2 2 3 2w e b 服务促使即时集成 当服务请求者通过服务代理查找到服务提供者时，发现服务就 动态地产生了。一旦服务请求者和服务提供者发现了彼此，提供者的 文档将被用来将服务请求者和服务绑定在一起。所有这些要求服务请 求者、提供者和代理共同工作来创建可自我配置、适应的、强健的系 统。 2 2 3 3w e b 服务通过封装减少了复杂程度 服务请求者和提供者只关注相互进行交互的必要接口。结果服务 请求者不知道服务提供者如何实现它的服务，而服务提供者对于服务 请求者如何使用他的服务也是一无所知。这些详细信息将由服务被请 求者和提供者封装起来，封装对于减少复杂程度是非常关键的。 2 3w e bs e r vic e 相关技术及标准 2 3 1x m l ( e x t e n sibiem a r k u pl a n g u a g e ) x m l 4 1 被形象地称为是“简单的s g m l 方言”。然而，更确切 的说，它是s g m l 的一个子集。由于x m l 对s g m l 进行了精简，重 新定义了s g m l 的某些内部数值及参数，并略去了许多s g m l 中复 杂而少用的部分，而在语言的易用性、易懂性及其对we b 的适应性 方面做了较大改进，因而，x m l 将使用户更加容易地定义自己的文件 类型，并且能让程序员更易编写出对这种文件进行处理的程序。当然， o 硕十学位论文 x m l 仍然合乎s g m l 标准，它保存了所有的s g m l 结构化性能，所 有的x m l 文件仍然可以像其它s g m l 文件一样被应用程序解析和 校验。 x m l 追求最大限度的表现力、易懂性和易用性。尽管它不对 h t m l 文件向下兼容但符合w3 c 的h t m l3 2 规范的文件可以 非常容易地被转换成x m l 文件，其它普通的s g m l 文件及从数据 库中生成的文件也可被转成x m l 文件。 x m l 利用标识来描述数据对象，x m l 为w e b 应用的开发提供 了强大支持，其灵活性、易用性也极大地方便了开发者和应用者。纵 观x m l ，它的优势主要表现在以下几个方面： ( 1 ) 引入了结构的概念，使得对数据的标记和查询更为方便 由于x m l 支持结构化的数据，因而它可以更加详细地定义某个 数据对象的数据结构。例如为了描述某一本书，我们可以详细地定义 出这本书的作者、标题、i s b n 号、出版社等等信息。这不但为标记 这本图书提供了方便，而且由于这种x m l 的数据很容易按作者，标 题等等排序，因而也使查询更为方便。 ( 2 ) x m l 支持灵活多变的w e b 应用 这意味着我们可以从不同的来源集成或组合数据，可以将多个 应用程序所生成的数据纳入同一个x m l 文件。一旦x m l 文件被传 送到客户机上，被解析出来的x m l 数据就可以在本地被编辑或操 纵。也就是说，本地用户可以非常容易地实现对x m l 数据进行更有 效的利用，而不像h t m l 文件一样，仅仅只能在浏览器中显示。由于 基丁异构分布式应川系统通信的研究 x m l 描述的是数据本身，而不像h t m l 那样描述的是数据的显示， 因而，当数据传输到客户机之上后，本地用户可以改变客户机配置， 来选择各种不同的显示方式。另外，x m l 支持数据的细微变化。当 结构中的某一小部分数据改变了的时候，服务器只需输出改变了的 那一部分数据，而不必重新输出结构中的所有数据。同样地，当服务 器向客户机追加小部分数据时，只需送出需要追加的数据，而且在客 户机上，新增加的数据项可以不改变原有数据的视图。 ( 3 ) x m l 利用标准的h t t p 协议传输数据 由于x m l 采用一种开放的、以文体为基础的格式，因而与 h t m l 一样，它可以利用h t t p 协议进行数据传输。x m l 允许在 结构数据中嵌入有关怎样生成不同视图的描述，可以使用户在客户 端就可以从同角度查看数据，从而避免了过多的网络传输，节省了用 户交互时间。另外x m l 支持h t t p1 1 中的压缩标准，可以将x m l 文件压缩之后，再传输到客户机上。 ( 4 ) x m l 是一个开放式的标准 x m l 所采用的标准技术被证明是最适合w e b 开发的。最基本 的x m l 包括三个相互联系的标准- x _ i v i l ( 可扩展的标记语言， e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ) ，x s l ( 可扩展的式样语言，e x t e n s i b l e s t y l el a n g u a g e ) 和x l l ( 可扩展的链接语言，e x t e n s i b l el i n k i n g l a n g u a g e ) 。这三个标准，相辅相成，使得x m l 语言在数据标记、显 示风格及超文本链接方面都不但具有强大的功能，而且还具有无比 的灵活性，数据的交换和集成都十分便利。 硕十学位论文 ( 5 ) x m l 得到了业界的大力支持 除了w3 c 之外，我们所熟悉的许多著名公司都参与了x m l 标 准的制定。如m i c r o s o f t ，s u n ，h p ，d a t a c h a n n e l ，n e t s c a p e ，a d o b e ， a r b o t t e x t 等等。正如前文所提到的，在m i c r o s o f t 的i e 4 0 及 n e t s c a p e 的c o m m u n i c a t o r 5 0 中，都加入x m l 的解析器，可以将 x m l 数据转换为多种h t m l 显示格式。 ( 6 ) x m l 带来了更多的机会 作为一个描述结构化数据的产业标准，x m l 为软件开发者，w e b 站点维护及终端用户都带来了益处。由于结构化的数据非常适用于数 据库检索，联机银行、医疗、法律咨询、电子商务等等领域，因而x m l 的应用，能为这些产业带来更多的机会h 1 。 2 3 2s o a p ( sim pleo b j e c ta c c e s s p r o t o c o1 ) 协议 s o a p t 5 1 是一种通用的、独立的、基于x m l 标准的与平台无关的 访问协议。它为一个松散的、分布的环境中使用x m l 点对点之问对 等地交换结构化和类型化的信息提供一个简单的轻量级机制。在此协 议下，软件组件或应用程序能够通过标准的h t t p 协议进行通信。 s o a p 是一个无状态的通信协议，这有助于大量异构程序和平台之间 的互操作性，从而使存在的应用程序能够被更多的用户访问。使用 h t t p 作为网络通信协议，接受和传递参数采用x m l 作为数据格式， 使得它成为平台和环境无关的协议【1 2 1 。 2 3 2 1s o a p 消息 基丁异构分布式应用系统通信的研究 s o a pe n v e l o p s o a ph e a d e r h e a d e rb l o c k h e a d e rb l o c k s o a pb o d y s o a pm e s s a g e 图2 2s o a p 消息结构 s o a p 的消息结构是以s o a p 信封( s o a pe n v e l o p e ) 为根元素， 内含s o a p 头( s o a ph e a d e r ) 和s o a p 体( s o a pb o d y ) 子元素的一 个x m l 文档，s o a p 头和s o a p 体则有若干s o a p 块( s o a pb l o c k ) 子元素组成。 s o a p 信封是表示该消息的x m l 文档的顶层元素，元素名为 e n v e l o p e 。该元素必须在s o a p 消息中出现，一般是根元素，并且 e n v e l o p e 的直接子元素h e a d e r 和b o d y 必须排列在最前面。s o a p 头元素为s o a p 信封元素的第一个直接子元素，元素名为h e a d e r ，该 元素可以在s o a p 消息中不是必须出现，如果出现，它必须是s o a p 信封元素的第一个直接子元素。s o a p 体元素名为b o d y , 提供一个简 单的用于与消息的最终接收者交换信息的机制。s o a p 体元素必须在 s o a p 消息中出现，同时必须是s o a p 信封元素的一个直接子元素。 硕十学位论文 如果有s o a p 头元素，s o a p 体元素必须直接跟在s o ap 头元素之 后，否则就必须是s o a p 信封的第一个元素。 2 3 2 2s o a p 消息处理 s o a p 消息常以请求应答的方式实现从发送方到接收方的单向 传送过程，可以开发以h t t p 应答的方式进行s o a p 消息传输，并使 用同一个连接返回请求。s o a p 消息通过采用“消息路径 发送的方 式，使在终节点之外的任何一个中间节点均可以处理消息。s o a p 应 用程序处理接收消息顺序如下： 第l 步，通过h t t p 协议或其他网络协议接收s o a p 消息； 第2 步，识别应用程序需要的s o a p 消息的所有部分； 第3 步，检验应用程序是否支持第2 步中识别的部分，若支持，则处 理此部分消息，若不支持，则丢弃此部分消息。在不影响处理结果的情 况下，处理器可能忽略第2 步中识别出的部分消息。如果这个s o a p 应用程序不是消息的最终目的地，则在转发消息之前删除第2 步中识 别出来的所有部分p 1 。 2 3 3w s d l ( w e bs e r vic e sd e s c rip tio nl a n g u a g e ) w s d l 9 l 是一种描述w e bs e r v i c e s 的x m l 语言，它定义了描述 w e bs e r v i c e s 接口规范的标准格式。w s d l 文件中的描述信息包括： 数据类型定义、服务所支持的操作、输入输出信息格式、网络地址 以及协议绑定等【1 3 l 。其中的信息可分为两个组，即顶级组( t o pg r o u p ) 和底级组( b o t t o mg r o u p ) ；5 个部分，即类型( t y p e s ) 、消。包, ( m e s s a g e s ) 、 端口类型( p o r t t y p e s ) 、绑定( b i n d i n g s ) 和服务( s e r v i c e s ) 。其中顶级组 基丁异构分布式应用系统通信的研究 由抽象定义( a b s t r a c td e f i n i t i o n s ) 组成，包括类型、消息和端口类型3 个 部分；底级组由具体描述( c o n c r e t ed e s c r i p t i o n s ) 组成，包括绑定和服 务两个部分。 2 3 4u d di ( u niv e r s ald e s c rip tio n ，dis c o v e r y ，a n din t e g r a tio n ) 统一描述、发现和集成相当于w e bs e r v i c e 的一个公共注册表，通 俗点说它就是电子商务应用与服务的网络黄页。它旨在以一种结构化 的方式来保存有关各公司及其服务的信息。通过它，人们可以发布和 发现有关某个公司及其服务的信息，然后就可以根据这些发布的信 息，通过统一的调用方法来享受这些服务了。技术的功能包括两方 面：注册和查询【1 0 】。 u d d i 计划的核心是商业注册，它使用一个附加文档来描述企业 及其提供的服务。注册所提供的信息包括三个部分： “白页”包括了地址、联系方法和己知的企业标识； “黄页”包括了基于标准分类法的行业类别： “绿页”则包括了关于该企业所提供的服务的技术信息，其形 式可能是一些指向文件或u r l 的指针，而这些文件或指针是为发现 机制服务的。 u d d i 共定义了五种主要数据类型：商业实体信息、商业服务信 息、绑定模板信息、技术规范信息和发布者声明信息1 0 】。 2 4 负载均衡( l o a db aia n c e ) 负载均衡【1 1 1 建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价有效的 方法扩展服务器带宽和增加吞吐量，加强网络数据处理能力，提高网 硕十学何论文 络的灵活性和可用性。它主要完成以下任务：解决网络拥塞问题，服 务就近提供，实现地理位置无关性；为用户提供更好的访问质量； 提高服务器响应速度；提高服务器及其他资源的利用效率；避免了网 络关键部位出现单点失效。 在负载均衡的思路下，多台服务器为对称方式，每台服务器都具 有同等的地位，可以单独对外提供服务而无须其他服务器的辅助。通 过负载分担技术，将外部发送来的请求按一定规则分配到对称结构中 的某一台服务器上，而接收到请求的服务器都独立回应客户机的请 求。 提供服务的一组服务器组成了一个应用服务器集群( c l u s t e r ) ，并