（计算机科学与技术专业论文）基于web+services的电子政务系统的设计与实现.pdf

基于w r e bs e i c e s 的电子政务系统的设计与实现 摘要 电子政务是社会信息化的先决条件。一个国家的信息化需要多方 面力量的推进，其中，政府作为国家组成以及信息流的中心节点一， 在社会信息化的进程中起着无可替代的作用。目前，制约我国电子政 务发展的最大障碍是政府各部门错综复杂的电子政务系统形成的相 对孤立的信息孤岛。由于系统的异构性，导致系统间集成能力很差， 数据的有效利用率低，并且维护困难。正是上述因素制约了电子政务 的进一步发展，同时也制约了政府职能的进一步发挥。 本文根据我国电子政务建设的现状和发展趋势，同时根据实际工 作的经验，提出利用w e bs e r y i c e s 实现电子政务的协同整合，以解决 目前电子政务系统各自为政、互不相通、异构系统多等问题，真正达 到信息共享、协同作业的目标。w 曲s e r v i c e s 基于x m l 及其他的互 联网标准协议，具有简单性、开放性、灵活性、动态性等特点，这决 定了它将是解决数据交换和共享的最佳途径。 在电子政务中引入w r e bs e r v i c e s 技术可以实现扩展性强、集成能 力好、松散耦合的电子政务平台，消除信息孤岛。但鉴于电子政务系 统的复杂性，在引入w r e bs e i c e s 时必定存在许多方面的问题，如数 据格式转换、数据一致性保持、数据多源、数据冗余和w r e b 服务的 安全性等，本文将着重于这些问题在实际系统中的解决。 文章首先对w r e bs e i c e s 技术和x m l 技术作简单介绍，然后对 质监系统进行需求分析和总体设计，接下来重点描述w r e b 服务的设 计、实现和w r e b 服务安全性的实现。w r c b 服务设计主要围绕数据的 获取和数据一致性的保持两个方面进行，其中包括数据多源、数据冗 余等问题的解决；w - e b 服务的安全性方面主要通过w s s e c u r i t y 规范 结合x m l 加密和x m l 签名等技术来解决。最后总结w r e bs e r v i c e s 在电子政务应用中的优缺点，以及今后发展趋势。 关键词：电子政务w 曲s e r v i c e sx m lw s s e c u r i t y 信息孤岛 e - g o v e r n m e n ts y s t e md e s i g na n d i m p l e m e n l l a t i o nb a s e do nw e bs e r v i c e s a b s t r a c t e - g o v e m m e n t i sa p r e r e q u i s i t e0 ft h ei n f o 加a t i o ns o c i e t y a c o u n t 眄sn e e df o ri i l f o m a t i o nc o m e s 矗o mt h ev a r i o u sf o r c e s i nt h e d e v e l o p m e n to fl h ei 1 1 f o 姗a t i o ns o c i e t y ，t h eg o v e m m e n t 弱t h e ”c e n t r 甜 n o d e ”o fn a t i o n a l i n f o 咖a t i o nn o w p l a y sa ni r r e p i a c e a b l er o l e a tp r e s e n t ， t h em a i np r o b l e mo fe 9 0 v e m m e n ti st h ei n f o m a t i o ni s l a n d sa m o n g v a r i o u sg o v e m m e n t a ld e p a n m e n t s t h eh e t e r o g e n e i t yo fs y s t e m sl e dt o p o o ri n t e g r a t i o nc a p a b i l i t y ；l o we f f c c t i v eu t i l 娩a t i o no fd a t aa n dd i i i i c u l t y m a i n t e n a n c e t h e s ef a c t o r sh i n d e rt h ed e v e l o p m e n to fe 2 0 v e m m e n t s y s t e m ，a n dr e s t r i c tt h er o l e sg o v e m m e n tp l a y e d i nt h i sp a p e r ，i na o c o r d a n c ew i t ht h ec u n e n ts i t u a t i o ni nb u i l d i n go f e g o v e m m e n ti nc h i n aa i l dt h ed e v e l o p m e n tt r e n d ，b a s e do na c t l l a lw o r k e x p e r i e n c e ，b yu s i n gw r e bs e r v i c e s ，e - g o v e m m e n tc a ni n t e g r a t et h e c u l l r e n tf r a g m e n t e da i l dh e t e r o g e n e o u ss y s t e m s ，a tt h es a m et i m e ，r e s o l v e t h ei n f b m a t i o ns h a r i n ga n dc o n 百b o r a t i o ni s s u e s b a s e do n ) ( m la n d o t h e ri i l t e m e ts t a n d a r dp r o t o c o l s ，w e bs e r v i c e sh a sm a n yc h a r a c t e r i s t i c s ， s u c ha s s i m p l e ， o p e n ， n e x i b l ea n d d y n a i i l i c t h o s e c h a r a c t e r i s t i c s d e t e 加i n et h a tw r e bs e i c e si st h eb e s tw a yi nd a t ae x c h a n g ea n d s h a r i n g b yt h ei n t r o d u c t i o no fw ，e bs e r v i c et e c h o o l o g y ，e - g o v e m m e n tc a n a c h i e v es t r o n gi n t e g r a t i o nc 印a b i l i t i e s ，l o o s e l yc o u p l e dc a p a b i l i t i e s ，a n d r e m o v ei n f 0 珊a t i o ni s l a n d s h o w e v e r b e c a u s eo ft h ec o m p l e x i t yo f e g o v e m m e n ts y s t e m s ，t h ei l l t r o d u c t i o no fw r e bs e r y i c em u s tc a u s em a n y i s s u e s ， s u c h弱d a t af 0 咖a t c o n v e r s i o n ， d a t a c o n s i s t e n c y d a t a m u l t i s o u r c e ，d a t ar e d u n d a l l c ya n dw 曲s e r v i c e ss e c u r i 咄1 i l i sp a d e rw i u f o c u so ns o l u t i o no ft h e s ei s s u e si i lt h ea c t u a ls v s t e m f i r s t l y t h ew r e bs e r y i c e 衄d 沮。t e c h n o l o g yw i l l b es i m p l y i n t r o d u c e d s e c o n d l y ；i h eq u a l i t ys u p e r y i s i o np r o j e c tw i l lb ea n a l y s i s 柚dd e s i 印，w i t haf o c u so nn l ed e s i g i l ，i i i l p l e m e n t a t i o no fw r e bs e i c 锶 锄dt h ei m p l e m e n t a t i o no fw r e bs e r v i c e ss e c i l r i t y ，n l ed e s i g no fw r e b s e r v i c e sf 酏_ i l so nd a t aa c c e s s 锄dd a t ac o n s i s t e n c y ，i n c l u d i n gs e n l e m e n t s o fm u l t i s o u r c ed a t a ，d a t ar e d u n d a n c ya n d o n 1 1 l r o u 曲w s s e c u r i 哆 五隐m ea n dt h ec o m b i n a t i o no fx m ! le n c r y p t i o na n dx m ls i g n a t l l r c t e c h n o l o g i e sw r e bs e r v i c e ss e c u r i 坤w i l lb er e s o l v e d f i i l a l l y t h ea n i c l e p o i i l t st h ea d v a n t a g e s 觚dd i s a d v a n t a g e so fw r e bs e r v i c ca p p l i c a t i o ni n e g o v e m m e n t ，a sw e l l 弱t h e 如t l i r ed e v e l o p m e n tt r e n do fe g o v e m m e n t k e yw o e r d s ： e g o v e m m e n t ，w r e bs e r v i c e s ，) m 叱w s - s e c u r i t y ， i n f o 咖a t i o ni s l a n d s 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的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。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，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邮电大学或其他 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 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 4 本人签名：二茎查日期：趔：12 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名：蔓垒 导师签名：抱= 】垂： 日期：丝璺：墨：! ! 日期：塑8 _ 1 7 北京邮电大学硕士学位毕业论文 l - l 课题背景 第一章。绪论 随着全球化和信息技术的快速发展，互联网日益渗透到社会生活的各个领 域，电子政务在世界范围内得到了广泛的重视和推进，深刻的改变着政府传统的 管理和服务模式。在新一轮的竞争中，政府形象与政务水平将成为决定国家或地 区综合竞争力的重要因素。作为提高政府办事效率、改进政府服务水平和促进政 府职能转变的重要手段，电子政务的实施推广必将加速国民经济发展和社会信息 化进程，最终实现以信息化带动工业化，以工业化促进信息化的目标，推动经济 社会全面协调的发展。 自2 0 世纪8 0 年代末期，中央和地方各级党政机关开展办公自动化工程以来， 经过近2 0 年的发展，我国电子政务建设在1 9 9 3 年“三金工程一和1 9 9 9 年“政府上 网工程一的推动下己经取得了阶段性的成果1 1 j ：信息网络基础设施明显改善，信 息技术应用日益广泛，电子政务建设稳步推进，信息安全工作得到加强，信息化 法制建设和发展战略研究也取得长足的进展。但是目前国内外电子政务发展的趋 势都是趋于一站式、交互式、协作式电子政务的方向发展【2 1 1 3 l ，因此国内电子政 务系统面临着严峻的考验。目前，国内的电子政务系统都是各自为政，无法互通， 多个电子政务系统根本无法集成在一起来提供服务，从而导致大量信息孤岛出 现。但是，值得欣喜的是w e bs e i c c 技术的出现为我们解决这些问题提供了一条 捷径。 w 曲s e r v i c e 是一种在i l l t e m e t 上共享数据和功能的手段，它的调用遵循特定 的技术标准，如x m l 协议、s o a p 协议、w s d l 协议、u d d i 协议等，w 曲s e i c c 为组织间的交互提供了一种标准“接口一方式，并通过x m l 消息及i n t e m e t 协议 完成与其他应用系统的直接交互。w 曲s e r v i c e s 以其跨平台、跨数据库、开放性 和标准性等特点成为数据整合的首选，利用w r c bs e i c 髓作为实现技术可以实现 扩展性强、集成能力好、松散耦合的电子政务平台。 在电子政务迅猛发展的今天，各个地区的各个部门都强烈要求打破系统封闭 和孤立的状态，实现系统之间的互联互通和数据共享。在这种情况下，海淀区发 展了以w 曲s e r v i c e 技术为基础的信息交换共享平台，区政府领导下的各个委办局 都需要通过这个平台进行数据共享与交换。区质监局是委办局中的一员，当然也 不例外，因此从整个系统的角度来讲，本文所述系统即质监系统是信息交换共享 平台的一部分，是对此平台的有益补充。质监系统以g i s ( 地理信息系统) 技术、 北京邮电大学硕士学位毕业论文 w 曲s e r v i c c 技术、数据库技术为支撑，通过与质监部门现有信息管理系统结合， 借助w 曲s e r v i c e 技术与数据中心相联系，通过g i s 独有的空间分析能力和可视化 表达能力，对监管、稽查等方面进行可视化管理，此举大大加强了质监部门的工 作效率。 1 2 问题提出 通过背景研究，我们可以知道目前电子政务的发展方向是提供统一的电子政 务交互平台，这样可以给政府部门办公带来很大的方便。但是，传统的电子政务 系统都不具备集成的能力，况且电子政务系统的平台、语言和实现技术的不同， 使它们很难集成在一起，从而很难解决信息孤岛【l l 以及互操作性等问题。 现在总结传统电子政务系统缺点如下： “信息孤岛一问题 政府部门各个系统之间，都是一个单独的应用系统，它们对应有自己的数据 库，有时各个系统之间存在着重复数据，并且这些数据有可能是不一致的，但是 由于系统的孤立性，而无法进行一致性维护，也无法进行系统之间的交互，最终 形成“信息孤岛”。 互操作性差 目前的电子政务系统之间相互独立，互不通信，形成信息孤岛。由于他们本 来就是为自身的系统服务的，没有考虑到互操作性问题，所以要想对两个系统进 行交互，还需要开发一个单独的系统，这样会花费很大代价而且也很难维护。 平台、语言多样性 由于电子政务系统是由多种语言实现( 如j 2 e e 和m 玎，c + + 等) ，它们都基 于不同的标准，生成的组件很难结合使用，同样也很难集成到一起。 针对异构的电子政务系统，当前的工作重点就是要把它们整合到一起，最大 限度的发挥数据信息的作用。当前几种比较流行的数据整合技术如下： 联邦数据库 联邦数据库是早期人们采用的一种模式集成方法。联邦数据库中数据源之间 共享自己的一部分数据模式，形成一个联邦模式。联邦数据库系统按集成度可分 为两类【4 l ：采用紧密耦合联邦数据库系统和采用松散耦合联邦数据库系统。紧密 耦合联邦数据库系统使用统一的全局模式，将各数据源的数据模式映射到全局数 据模式上，解决了数据源间的异构性。这种方法集成度较高，用户参与少；缺点 是构建一个全局数据模式的算法复杂，扩展性差。松散耦合联邦数据库系统比较 特殊，没有全局模式，采用联邦模式。该方法提供统一的查询语言，将很多异构 2 北京邮电大学硕士学位毕业论文 性问题交给用户自己去解决。松散耦合对数据的集成度不高，但其数据源的自治 性强、动态性能好，集成系统不需要维护一个全局模式。 中间件集成 中间件集成方法【5 l 是另一种典型的模式集成方法，它同样使用全局数据模 式，但与联邦数据库不同，中间件系统不仅能够集成结构化的数据源信息，还可 以集成半结构化或非结构化数据源中的信息。基于中间件的数据整合系统主要包 括中间件和包装器，其中每个数据源对应一个包装器，中间件通过包装器和各个 数据源交互。用户在全局数据模式的基础上向中间件发出查询请求。中间件处理 用户请求，将其转换成各个数据源能够处理的子查询请求，并对此过程进行优化， 以提高查询处理的并发性，减少响应时间。包装器是对特定数据源进行了封装， 将其数据模型转换为系统所采用的通用模型，并提供一致的访问机制，中间件将 各个子查询请求发送给包装器，由包装器来和其封装的数据源交互，执行子查询 请求，并将结果返回给中间件。中间件注重于全局查询的处理和优化，相对于联 邦数据库系统的优势在于：它能够集成非数据库形式的数据源，有很好的查询性 能，自治性强；中间件集成的缺点在于这些分布式技术动态可扩展性差，与应用 环境紧密绑定。 p 2 p 方式 p 2 p ( p e e r - t o p e e r ) 数据整合方法是在新兴的p 2 p 计算技术的基础上，对原有的 模式集成方法的扩展。p 2 p 是一种基于对等网络的架构，是计算机系统的结构从 传统的集中式发展为松散耦合分布式的新模式。p 2 p 系统具有如下的特征【6 l ：( 1 ) 节点之间通过直接的交互而实现资源共享：( 2 ) 资源分布在各个节点中，而不是 集中在一个服务器中管理；( 3 ) 节点具有动态性和即时性；( 4 ) 纯粹的p 2 p 系统没 有任何集中控制机制，系统中各结点运行的p 2 p 系统软件功能相同，各结点之间 的交互对称。在p 2 p 数据整合方法中，参与集成的各个数据源节点分别被视作一 端( p e c r ) ，每个节点可以将自己的一部分本地数据模式映射成为端共享模式，向 其它节点共享自己的数据。纯粹的p 2 p 数据整合方法没有全局数据模式，各节点 可以直接通过p 2 p 映射使用其它节点共享的数据模式，从而形成各节点之间对等 的数据共享与访问机制。p 2 p 数据整合方法已成为当前数据集成研究的一个热点 w 曲s e i c e s 方式 w 曲s e i c e s 作为一种分布式的计算技术，其中主要的目标就是使用标准的 ) ( m l 协议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。这些应用通过包装成w 曲s e r v i c 器，使用x m l ，s o a p ，w s d l 和u d d i 等技 术把它们的函数或方法作为w - e bs e r v i c c s 接口来显示，s 吼心、u d d i 、w s d l 都 3 北京邮电大学硕士学位毕业论文 是在x m l 基础上定义的。w 曲s e i c c s 以一种松散的w 曲服务捆绑集合形式能够 快速、低价地开发、部署、发现和动态绑定应用，其优越性主要表现在：简单性、 开放性、灵活性、低价性；缺点是效率稍低。 通过对以上几种异构数据整合技术的比较分析，w 曲s e n ，i c 鹪以其跨平台、 跨数据库、开放性和标准性成为数据整合的首选，利用w 曲s e r y i c 骼作为实现技 术可以实现扩展性强、集成能力好、松散耦合的电子政务平台。 1 3 论文的主要工作 w 曲s e i c e 技术是解决复杂网络环境中消息传递的有效技术。w 曲s e r v i 作为一种在i n t e m e t 上共享数据和功能的手段，它的调用遵循特定的技术标准， 如x m l 协议、s q 协议、w s d l 协议、u d d i 协议等，它为组织间的交互提供 了一种标准“接口 方式【7 1 ，通过) ( m l 消息及i i l t 啪e t 协议完成与其他应用系统的 直接交互。总的来说，w 曲s e r v i c c 的目的和作用就是提供一种国际统一的规范和 技术，统一h l t e m e t 上各种应用的描述和共享，为功能集成和信息交换提供实现 基础。 w 曲s e r v i c c s 应用到电子政务系统当中，解决了系统的跨平台能力等一系列 问题，但在应用过程中还存在不少的问题，如数据格式转换问题、数据一致性问 题、数据多源问题、数据冗余问题和w e b 服务安全性问题等。 针对上面提出的问题，本文将从下面几个方面进行讨论： 数据格式转换问题：由于不同的业务系统所在应用领域和应用范围不同，或 者是当初构建系统时采用的技术不同，导致各个异构数据源数据的数据格式、命 名规则是不一样的。这种情况下，必须有明确的规则和算法来支撑数据的转换。 数据转换的主要任务是完成从各种异构数据源模式到信息中心数据模式的转换 和从数据中心模式到各个异构数据源模式的转换。 质监系统根据自身的要求，对企业信息的管理和对特种设备信息的管理等都 有着自己的命名方式和存储方式，与数据中心的命名方式和存储方式是不相同 的，为了两者的交互，我们需要设计合理的数据格式转换方式。 数据一致性问题：企业作为一种社会组织，它的信息是经常变化的，如名称、 地址、法人等的变更，更是时常有企业诞生和消亡。当企业信息变更时，它可能 不会通知所有委办局，而是通知一些关键部门，这样其他部门信息就不正确了， 数据一致性遭到破坏，必须通过数据中心获取更新的信息，因此各个部门的信息 必须要以某个周期进行更新。 质监系统管理着的企业的各种信息，但是企业的基本信息，如企业名称、注 4 北京邮电大学硕士学位毕业论文 册代码等是来源于数据中心的，为了保持两个系统中数据的一致性，必须要研究 有效的数据更新机制。 数据多源问题：各个委办局对同一企业收集的信息必定会出现交集，由于各 个委办局使用的系统的异构性，这些信息将会以不同的形式存储在各个部门系统 当中，有些是结构化的，有些是非结构化的。它们被集中到了数据中心，这样， 在数据中心对企业的同一个信息将存在多个描述，这些描述甚至是不完全一样 的当另外的委办局要用到这些信息时候，要读取哪种信息是一个重要的问题。 质监系统中需要管理企业的基本信息，如：企业名称、注册号、注册地址等。 这些信息可以来源于工商局，可以来源于环保局，还可以来源于税务局，最终要 从那个部门获取数据是一个问题。 数据冗余问题：多个委办局对同一个地区的同一个企业收集了丰富多样的数 据资料，这些海量的数据之间存在着一致性和互补性，但同时也存在着大量冗余。 当某个政府部门要从数据中心获取需要的数据时，为避免冗余数据的传输，造成 网络繁忙，必须对数据进行有选择的读取、存储。 质监系统原有的数据存储方式存在大量的冗余，我们将通过对数据库表结构 进行合理设计减少冗余；同时还对通过w e b 服务获取的信息进行选择性的读取， 减少冗余信息的处理和存储。 w e b 服务安全性问题：基于w 曲s e i c c 的电子政务系统是将传统的政务活动 移到网络环境中来，特别是建立在互联网上的政务活动，其安全问题倍受关注。 所谓电子政务的安全，主要是网络安全的问题，需要从电子政务对网络系统的安 全需求分析出发，采取相应的安全措施，提供可靠的安全服务，以满足电子政务 的各种安全需求。 质监系统是通过w e b 服务方式与数据中心进行数据交换的，由于这些数据是 政府所有，属于保密数据，所以为了防止数据外泄，必须要选择好的安全策略。 1 4 论文的组织结构 文章的组织结构如下： 第一章绪论介绍本文所涉及项目的相关背景情况，分析当前电子政务存 在的问题，指出问题的解决方向，还介绍了文章的工作重点和文章的结构安排。 第二章x m l 与w 曲s e r v i c c s 技术简介介绍x m l 技术基本情况，x m l 文档 的结构、特点和相关应用。介绍、bs c r y i c c s 技术的基本情况，如w ，e bs e r y i c c s 特征，协议栈和关键技术，其中关键技术又包括s o a p 协议、w s d l 协议、u d d i 协议。 5 北京邮电大学硕士学位毕业论文 第三章系统整体结构设计首先给出整个系统的结构，然后重点描述作为 整体系统一部分的质监系统的的结构，包括它的数据处理逻辑、平台层次结构和 功能等方面。 第四章w 曲服务的设计与实现首先给出了服务的注册和发现及w e b 服务 的运行过程，然后描述了元数据的表示和发现、基本数据传输服务和数据传输的 格式，其后重点分析了通过w 曲s e r y i c e 获取、更新数据的流程中的一些关键性问 题，即数据格式转换、保持数据一致性、数据多源和数据冗余的问题，给出了这 些问题的解决方案和具体实现。 第五章w e b 服务的安全性首先给出了w 曲服务的安全性需求，并总结了现 有安全技术及其缺陷，提出以w s s e c u r i t y 框架结合x m l 力口密和x m l 签名技术来 解决w r e b 服务的安全性问题，最终实现了w r e b 服务的身份验证、数据完整性和数 据保密性。 第六章总结与展望总结w r c bs e n ，j c 船在电子政务系统中的应用情况以及 应用中所解决的问题，提出其中的不足之处，并指出了改进的方向。 6 北京邮电大学硕士学位毕业论文 第二章删l 与w e bs e r v i c e s 技术简介 2 1x m l 简介 x m l 是一种用于能够在i n t e m e t 环境下描述数据和交换数据的标准方式。 ) 【m l l 8 l 是从s g m l 演化而来，继承了s g m l 的强大功能而消除了s g m l 的繁琐定 义。x m l 弥补了h t m l 的不足，己经开始被广泛采用，并且得到越来越多的数据 库、i n t e m c t 厂商的支持。 2 1 1x m l 文档结构和特点 x m l 文档有三个部分组成： ( 1 ) 一个可选的序言。 ( 2 ) 文档的主体。由一个或者多个元素组成，其形式为层次树状结构，其中 可能也包含了一些字符数据。 ( 3 ) 可选的信息，包括注释、处理指令和紧跟在元素树后面的空白。 其主要特点如下： ( 1 ) 自描述性：这个特性是差异性可以存在，使计算机可以在没有人为干涉 的情况下，理解数据的含义。 ( 2 ) 可扩展性：文档通过d t d 或x m l s c h e m a 来定义文档结构，使其他信息 系统自动了解文档的内容。 ( 3 ) 可校验性：用户可以通过d t d 或x m ls c h 锄a 来校验x m l 文档的格式是 否满足黟巾或x m ls c h e m a 的约束。 ( 4 ) 层次结构：能够保证信息的层次性描述。比如，一个商品可以有品名、 代码和价格，价格又可以有基本价格、商品税和运输费等。 ( 5 ) 丰富的链接定义：对应于 r r m l 单一的单向单通道链接，) 【l l 提供各种 不同的链接，如一对多、多对一和双向链接。 ( 6 ) 多样的样式表支持：x m l 把数据内容与它们的表现形式分开。这样既 可以只关心数据的逻辑结构，也可以通过样式表来格式化数据的表现。 2 1 2x m l 相关应用 随着x m 魄l i l t e m e t 应用中的不断普及，x m l 从w 曲网站的内容管理、内容 描述起步，逐步发散到其他基于i n t 啪e t 的应用中。这些x m l 相关的应用如下： 7 北京邮电大学硕士学位毕业论文 ( 1 ) 内容管理发布：人们依靠删l 的可自定义可扩展的能力来描述整个w 曲 世界上种类繁多、样式丰富多彩的数据内容，依靠一次描述、多次表现的x m l 标准应用模式使得基于x m l 的内容能够以多种形式进行信息发布。这些发布方 式包括w r c b 网站内容发布、电子出版内容发布以及其他出版业内容发布等。 ( 2 ) 电子商务应用：在这个领域中，x m i ，_ 般承担了以往e d i 所承担的角色， 人们依靠x m l 来描述交换商务事务信息，实现分布式的电子商务应用的交互。 ( 3 ) 数据层集成：对于当代电子商务而言，商务数据的交换是应用的关键环 节，随着在电子商务应用中商务信息交换的应用模式不断为主流应用开发所接 受，面向通用领域的数据集成数据交换应用也成为了一个重要的x m l 应用领域， 在这方面，不少电子商务应用领域的解决方案在陆续进入这一更为泛化的领域。 ( 4 ) 应用层的集成：当x m l 在经历了电子商务应用的经验之后，人们逐渐 地不仅在数据层上完成应用系统( 尤其是商务系统) 的连接，同时希望能在业务层 或者函数层上完成系统的互联，这也就是人们常说的i n t e m e t 环境的应用的广泛 互联，这方面的技术主要是以x m l 为技术基础的w 曲s e r v i c e s 系列技术。 ( 5 ) 系统配置信息描述：随着x m l 在各种各样应用中的延伸，原先系统软 件、应用软件中使用文本文件、p r o f i l e 文件或者是i n i 文件形式进行系统、应用 配置信息管理的方式逐渐被使用x m l 文档的管理方式所替代。 2 2w e bs e r v i c e s 简介 2 2 1w 曲s e r v i c 姻的特征 w 曲s e i c e s 是一种部署在w 曲上的对象、组件，是可以通过网络访问的应 用程序接口，它具备以下特征【9 l ： ( 1 ) 完好的封装性：服务是一种部署在w 曲上的对象，自然具备对象的良好 封装性，对于使用者而言，能且仅能看到该对象提供的功能列表。 ( 2 ) 松散耦合：当一个w 曲服务的实现发生变更的时候，调用者是不会感到 这一点的，对于调用者来说，只要服务的调用接口不变，服务实现任何变更对他 们来说都是透明的。 ( 3 ) 使用标准协议规范：作为w 曲服务，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、传输和交换。这些标准协议具有完全免费的规范，以便 由任意方进行实现。 ( 4 ) 高度可集成能力：由于服务采取简单的、易理解的标准协议作为组件接 口描述规范和协同描述规范，完全屏蔽了不同软件平台的差异，无论是 8 北京邮电大学硕士学位毕业论文 c o 认( 通用对象代理架构) ，d c o m ( 分布式组件对象模型) 还是町b ( e n t e 巾r i s c j 钾a b c 卸s ) 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。 2 2 2w 曲s e i c 酷协议栈 实现一个完整的w e b 服务体系需要有一系列的协议来规范来支撑，图2 1 展 示了当前投入使用的w 曲服务协议栈【埘。 ”，it o 巍。0 ”! 。，善，：二：毛1 ，l 毒y 皇i r ，：j 彝。? 暑：i ：；，i 。=8 v i n e s i i 亭i u e s i u e s- ：。j ! j j ：i ， ，7“ f， r 、 - p ： f ， 、： t s p l 。 s t t i c ef l o - s t t l c u d d l s e r l r i c d i 3 c o f o r y d l r e c l u d 口is e r y i c ep 0 b i i c - t i o n 霎 孚 s r t i c td c r l p t i o 矗： 一 参 - s d ls f ，i c i - 口l e _ n l t l o 丑 霉 s e r ，j c i n t r f a c 曼 s o px i l b i e d 誓i s s 童l i a 暑 x - ls c h 蕾-o - t - 麓o d li n i ld 童t - p r 骞n t t i o n h 丁t p ，f t p d t t p r - a t t i o s m l p - o 图2 1w 曲服务协议栈 网络传输层是w 曲服务协议栈的基础；数据表现层描述了整个w 曲服务中， 用于交换的数据信息；数据模型层定义了w 曲服务中数据结构的元数据。在数据 模型层上是基于x m l 的消息层，使用的是消息协议s o a p 。服务描述层为调用 w r e b 服务提供了具体的方法，采用的规范是w s d l ，它包括服务实现和服务接口 两个方面的描述。服务的发布层和服务发现层定义了如何通过u d d i 发布和发现 服务的过程。服务工作流程针对的是商务流程建模和工作流，采用的标准是 w s f l 。 2 2 3w 曲s e r v i c 姻关键技术 s o a p 协议 s o a p ( s i m p l eo b j e c ta i c c c s sp r o t o c o l ；简单对象访问协议) 是一个基于x m l 的、在分布式的环境中交换信息的、简单的协议。它为在一个松散及分布式环境 中使用x m l ，对等地交换结构化和类型化的信息，提供了一个简单且轻量级的 机制。 9 北京邮电大学硕士学位毕业论文 s q 廿消息的格式是基于x m i 标准的，所以s q 心可以用来在不同的计算机 体系结构、不同的技术平台、不同的语言和不同的操作系统之间通信。w c b 服务 就是使用s q 廿作为它的标准通信协议口。 s o a p 本身是一个无状态的、单向的消息交换机制，但是应用程序可以在此 基础上通过结合单向交换与底层传输协议的特性或应用程序信息来创建更加复 杂的交互模型。例如，请求响应和请求多重响应掣1 1 l 。 s q 廿组成 s o a p 规范包含四个主要部分： 第一部分是s o a p 信封，它描述s o a p 消息的格式，它是s o a p 消息的x m l 文档的最顶层或者根元素，其包含两层信息：一层是有关该消息的信息、供接收 消息的结点所使用的解析指令以及安全信息。另一层是有关该消息的目的，即为 接收应用程序而准备的数据或者指令。 第二部分定义了一组对数据类型进行编码的规则。数据类型即消息中所发送 的信息的结构或者表示。s 吼心规范提供了一些规则，描述在s q 廿消息中特定 种类的数据可以如何表示。这些规则就是s o a p 编码，它使接收s q 心消息的应 用程序能够识别消息中数据的格式，然后对其加以处理。 第三部分定义了s 伽巾消息如何执行远程过程调用( r p c ) ，s q 蛆消息的一个 目标是跨网络执行一个过程，因此向w 曲服务发送的一条s o a p 消息即代表一个 r p c 请求当使用传统的r p c 调用规则时，s o a p 规范要求s q 廿消息主体包含要 调用的w e b 服务方法、该方法的参数以及目标过程的u l u 。当r p c 执行完后，该 w 曲服务可以向调用程序传递信息；于是，它向应用程序发送另一条包含有过程 调用结果的s q a p 消息。应用程序既可以同步传送s o a p 消息，又可以异步传送 s q ”消息，不同的应用背景可以选择不同的传送方式。 第四部分涉及到s o a p 绑定框架，它定义向应用程序传送s o a p 消息是通过 何种协议。只要发送和接收消息的应用程序理解的协议，就可以用来交换s q 心 消息。m t p 是在因特网上传送数据最常用的协议，绝大多数的计算机系统都可 以接收和处理h t r p 传送，因此它成为了s o a p 消息的主要传输机制。 s o a p 特点 s q 廿的设计目标之一，在于能在各种环境下对所传内容进行解析、处理， 它没有像以前的技术那样，需要调用响应双方都遵守某种特定的应用语义，而 是将语义信息由一个模块化的包装模型和对模块中的特定格式编码数据的重编 机制表示。由于使用x m ls c h e m a ( 是一种x m l 环境下的数据建模工具) 对这个 包装模型和重编机制进行定义，各个处理结点都能容易地理解由s o a p 消息传达 的语义信息，并且由于s o a p 信息中的数据完全采用x m l 格式，就避免了以前 l o 北京邮电大学硕士学位毕业论文 采用二进制编码传送，导致不同系统间难以相互理解。s q 的这种特性，最终 将会取代其它分布式技术的底层通信协议( 如d c o m ) ，因而它也成为了w 曲 s c i c c s 的核心协议。 i s d l w s d u w 曲s e r v i c cd e s c r i p t i l a n g u a g e ) 是一种基于x m l 、用来描述w 曲服 务所提供的方法、以及方法如何调用的语言。这也正是w 曲服务具有自描述性特 点的原因。 w s d l 文档描述了服务的功能、服务在w 曲上的位置，以及些有关如何对服 务进行访问的指令。w - e b 服务所发送和接收的消息的结构也在w s d l 文档中描 述。通过使用这些信息，w 曲服务的请求者可以对w s d l 文档进行分析，从而调 用所需的w 曲服务。 w s d l 规定了如何组织文档结构，以便使w 的服务通信能够自动化。每个 w s d l 文档都包含对一个w 曲服务的特性和功能进行定义的x m l 元素。主要元素 可分为两类：抽象定义和具体定义。抽象定义则定义了一些能应用于多个实例的 一般概念；而具体实例则定义了应用于实际交互的特定示例。 w s d l 文档在w 曲s e r v i c e 的定义中使用下列元素【1 2 l 【1 3 l ： ( 1 ) t y p e s ：数据类型定义的容器，它包含了在与实际的w 曲s e r v i c c 交互中 使用的消息相关的数据类型定义。 ( 2 ) m e 豁a g c ：通信消息的数据结构的抽象类型化定义。使用t y p e s 所定义的 类型来定义整个消息的数据结构。 ( 3 ) o p e m t i 蚰：对服务中所支持的操作的抽象描述，一般单个0 p e r a t i o n 描述 了一个访问入口的请求响应消息对。 。 ( 4 ) p o n t y p e ：对于某个访问入口点类型所支持的操作的抽象集合，这些操 作可以由一个或多个服务访问点来支持。 ( 5 ) b i i l d i n g ：特定端口类型的具体协议和数据格式规范绑定。 ( 6 ) p 0 n ：定义为协议数据格式绑定与具体、) v r e b 访问地址组合的单个服务访 问点。 ( 7 ) s e r v i c c ：相关服务访问点的集合。 2 3 本章小结 本章简要介绍了x m l 和w 曲s e r v i c e s 技术。包括x m l 文档结构和特点，x m l 相关的应用；w 曲s e r v i c e s 的主要特征、协议栈，以及s q 廿协议、w s d l l 办议等 w 曲s e r v i c c s 的关键技术，为w 曲s e r v i c 髂在质监系统中的应用打下基础。 1 1 北京邮电大学硕士学位毕业论文 第三章系统整体结构设计 随着电子政务的发展，各个委办局都强烈要求打破封闭和孤立的状态，实现 系统互联互通，数据共享。在这种情况下，以w 曲s e n ，i c c 技术为基础的信息交换 共享平台的建立刻不容缓了。本章将对信息交换平台的整体结构进行分析说明， 并在此基础上详细介绍作为信息交换端节点的质监系统的结构，包括数据处理逻 辑、平台层次结构和平台功能三部分。 整体系统采用星型结构，中心节点由区政府信息共享平台、区政府信息交换 平台组成，信息交换节点由各个委办局系统组成。质监系统作为其中一个信息交 换节点连接到中心节点，它们通过w 曲s e n r i c c 进行数据交换。 3 1 整体系统结构 信息交换平台是进行数据交换、数据共享的平台。其通过建立统一的信息交 换模式，对各个已有或将有的应用系统，包括办公自动化系统、关系数据库应用 系统及其他应用系统中的数据进行交换和处理，将数据从一个系统传递到另一个 系统中去，从而消除信息孤岛。 信息交换平台可以有两种结构【1 4 l ：一种是系统之间两两直接相连的网状结 构，另一种是建立数据中心的星型结构。 网状结构中只存在一种节点，即信息交换节点，结构中的每两个节点之间均 是连通的。它只适用在信息交换节点很少的情况，当节点数量增加后，任意两个 节点之间的交换协议以及数据格式的不同使系统的复杂度呈指数增长，因此本系 统不采用这种结构。 星型结构( 如图3 1 所示)