（计算机应用技术专业论文）面向服务设计的web服务组合系统中扩展uddi的设计与实现.pdf

东北大学硕士学位论文 摘要 面向服务设计的we b 服务组合系统中 扩展u d d i 的设计与实现 摘要 随着i n t e rn e t 的发展， 基于i n t e rn e t 的b 2 b电 子商务也不断发展。 然而，目 前 大 多 数电 子 商 务的 应用 和 基 于w e b 的 商 业 服务 在 处 理 购买 者、 供 应商、 交易 市 场 和服务提供者之间的操作方式上各不相同，如何将这些应用低代价方便地联结在 一起， 从而实现大范围的跨企业实体的商务应用系统对接，是巫待解决的一个大 问题。近期开始蓬勃发展的w e b 服务技术是基于x ml技术的针对这一问题的最 佳解决方案， 而we b 服务组合则是在we b 服务技术的基础上构建的可以更高程度 上满足用户需求、实现一组特定功能的w e b 服务应用。 我们的研究正是以此应用为中心，以某一特定领域为应用背景，设计并实现 了 面向 服务设计的w e b 服务组合系统。该系统根据对选定领域的分析， 从语法和 语义等角度扩展了u d d i ，为w e b 服务提供者注册w e b 服务提供了更完整的服务 描述模型， 同时更为系统用户提供了 在w e b 服务组合中的从图形化建模设计、 w e b 服务动态选取到执行的一个完整过程。 本文在对该系统进行整体框架分析的基础上，对系统中的扩展 u d d i 子系统 进行了详细地设计与实现。文中介绍了 扩展u d d i 的系统结构，对扩展u d d i 中 w e b服务表示模型进行分析和设计，包括语义扩展、行业本体的分析与设计等， 最后对扩展u d d i 的实现以 及注册、查询等接口的实现作了详细的阐述。 关键词 w e b 服务w e b 服务组合扩展u d d i 本体语义描述o wl 东北大学硕士学位论文 ab s t r a c t t h e d e s i g n a n d i m p l e m e n t a t i o n o f e x t e n d i n g u d d i i n s dow s cs ab s t r a c t t h e b 2 b e - b u s i n e s s b a s e d o n i n t e r n e t k e e p s o n d e v e l o p i n g a l o n g w it h t h e d e v e l o p m e n t o f i n t e r n e t . h o w e v e r , a s m o s t o f a p p l i c a t i o n s o f e - b u s i n e s s a n d w e b - b a s e d b u s i n e s s s e r v i c e s n o w a d a y s a r e d i ff e r e n t i n d e a l i n g w i t h o p e r a t i o n w a y s a m o n g p u r c h a s e r , s u p p li e r , m a r k e t a n d s e r v ic e s u p p li e r , i t b e c o m e s a u r g e n t p r o b l e m o n h o w t o c o u p l i n g t h e s e a p p l i c a t i o n s c o n v e n i e n t l y w it h l o w c o s t in o r d e r t o a c t u a l i z i n g i n t e r c o n n e c t i o n o f d i ff e r e n t b u s i n e s s a p p l i c a t i o n s y s t e m s in w i d e a re a . we b s e r v i c e s t e c h n o l o g y b a s e d o n x ml w h i c h i s q u i c k l y d e v e l o p i n g n o w p r o v i d e s t h e b e s t w a y t o s o l v e t h i s p r o b l e m . a n d w e b s e r v i c e s c o m p o s i t i o n i s a n a p p li c a t io n o f w e b s e r v i c e s w h i c h i s b a s e d o n w e b s e r v i c e s t e c h n o l o g y . i t c a n s a t i s f y t h e n e e d o f u s e r i n h i g h e r l e v e l a n d re a l i z e s o m e s p e c i fi c f u n c t i o n . o u r r e s e a r c h f o c u s e s o n t h i s a p p l i c a t i o n t o d e s i g n a n d i m p l e m e n t a s e r v i c e d e s i g n o r i e n t e d w e b s e r v i c e c o m p o s i t i o n s y s t e m b a s e d o n s o m e g iv e n fi e l d . w e e x t e n d u d d i i n t h i s s y s t e m fr o m t h e a n g l e o f s y n t a x a n d s e m a n t i c i n o r d e r t o p r o v i d e a m o r e c o m p l e t e d e s c r ip t i o n m o d e l o f w e b s e r v i c e s f o r p r o v i d e r s o f w e b s e r v i c e s . a n d t h e s y s t e m p r o v i d e s t h e w h o l e p r o c e s s o f w e b s e r v i c e c o m p o s i t i o n fr o m d e s i g n i n g w i t h g r a p h i c s t o c h o o s i n g t h e s e r v i c e s d y n a m i c a l ly a n d e x e c u t i n g t h e m f o r t h e u s e r t h i s p a p e r m a i n l y f o c u s e s o n d e s i g n a n d re a l i z a t io n o f e x t e n d i n g u d d i o f t h i s s y s t e m a ft e r a n a l y z i n g t h e w h o l e s y s t e m f r a m e w o r k . 玩t h i s p a p e r , w e i n t r o d u c e t h e s t r u c t u r e o f e x t e n d i n g u d d i , t h e n a n a l y z e a n d d e s i g n t h e d e s c r i p t i o n m o d e l o f w e b s e r v i c e s i n e x t e n d i n g u d d i , i n c l u d i n g s e m a n t i c - e x t e n d e d a n d d o m a i n o n t o l o g y . f i n a l l y w e g i v e t h e d e t a i l d e s c r i p t i o n o f re a li z a t io n o f e a c h p a r t o f e x t e n d i n g u d d i . k e y w o r d s w e b s e r v ic e s , w e b s e r v i c e s c o m p o s i t i o n , s e m a n t i c d e s c r i p t i o n , o wl u d d i , o n t o l o g y , i i i 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取 得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或 撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己 在论文中作了明确 的说明并表示谢意。 学位论文作者签名: 日期:月知， 丁 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学 位论文的规定:即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，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以 将学 位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。 ( 如作者和导师同意网上交流， 请在下方签名; 否则视为不同意。 ) 学位论文作者签名 签字日 期:伪 ” j， 导师签名 签 字 日 期 : z - -v s , 1 - l l 、抓勺产l 外 、牛争口/ 东 北大学 硕士学位论文 第一章 引言 第一章 引言 随着 i n te m e t / i n t r a n e t 上应用的迅速兴起和快速发展，基于 i n t e me t 的b 2 b电 子商务也不断发展，这种发展趋势逐渐由w e b 应用所主导。w e b 应用已经成为各 领域的主要应用，多层构架也逐渐被许多系统所采用， we b 分布式应用系统己经 成为事实而且是愈来愈多应用系统使用的主流技术。 w e b应用技术从使用编辑器 编辑h t ml文件的文件导向阶段，经过自 动生成w e b内容的w e b 程序导向阶段， 目 前己 经 进入了以w e b 服务为核心的 服务导向 阶段【 1 。 但是， 随 着各 种新的w e b 服务的出现，we b 的发展又将开始进入下一个应用阶段，即w e b 服务设计阶段， 其目的是提供机制供用户选择想要使用的服务，再加上组合，设计并且提供用户 最 终的w e b 服 务 和w e b 信息 2 1 1 . 1课题的背景和意义 现有的we b服务技术和体系结构关注于如何开发使用 x ml技术和互联网的 集成应用，其核心是用标准的信息和协议来提供w e b 服务的发布、定位和调用等 交互功能。 但是， 完成由 各种不同的w e b 服务提供者提供的各种w e b 服务组成的 w e b服务组合工作，实现真正的跨越企业边界集成业务流程，仅仅使用标准的 信 息 和协议 提供简单的 交互 功能 是远远不能 满 足要 求的 1 1 o w s d l 基本上是与 状态 无 关的，因为该语言不知道操作之间的状态。它所提供的状态的概念是在请求一响 应或者请求一响应操作中发送和接受消息之间的状态。任何支持we b 服务组合的 技术都将必须为过程记录状态，只有记录状态，才能确定下一步将要做什么，这 将比简单的请求一响应复杂得多。 在 we b服务设计阶段，包含由各种不同的 w e b服务提供者提供的各种 w e b 服务组成的we b服务组合，对消费者来说越来越有用，而软件开发人员必须面对 如何从各种现有的w e b 服务或w e b 应用系统中根据用户的要求摘取出 数据， 再加 上 运算、 集成并返回 给用 户 12 1 。 因 此， 迫切需 要 有关技术来解决如何开 发一 个集成 运算的w e b 应用问题，以便能够建筑在原来的w e b 服务之上，提供集成的服务， 而不需要使用特定的开发工具或是程序语言， 也不需要重复的开发。这样， 对集 成各种异构动态的w e b 服务的w e b 服务组合技术的需求将显得尤为突出12 1 为解决w e b 服务组合问题，一些研究者和系统开发商使用一些商业的协议来 建 立w e b 服务 组合 1 1-3 1 ， 如i b m的w s f l , 微 软的x l a n g , i b m , 微软以 及b e a 东 北大学 硕士学位论文 第一章 引言 第一章 引言 随着 i n te m e t / i n t r a n e t 上应用的迅速兴起和快速发展，基于 i n t e me t 的b 2 b电 子商务也不断发展，这种发展趋势逐渐由w e b 应用所主导。w e b 应用已经成为各 领域的主要应用，多层构架也逐渐被许多系统所采用， we b 分布式应用系统己经 成为事实而且是愈来愈多应用系统使用的主流技术。 w e b应用技术从使用编辑器 编辑h t ml文件的文件导向阶段，经过自 动生成w e b内容的w e b 程序导向阶段， 目 前己 经 进入了以w e b 服务为核心的 服务导向 阶段【 1 。 但是， 随 着各 种新的w e b 服务的出现，we b 的发展又将开始进入下一个应用阶段，即w e b 服务设计阶段， 其目的是提供机制供用户选择想要使用的服务，再加上组合，设计并且提供用户 最 终的w e b 服 务 和w e b 信息 2 1 1 . 1课题的背景和意义 现有的we b服务技术和体系结构关注于如何开发使用 x ml技术和互联网的 集成应用，其核心是用标准的信息和协议来提供w e b 服务的发布、定位和调用等 交互功能。 但是， 完成由 各种不同的w e b 服务提供者提供的各种w e b 服务组成的 w e b服务组合工作，实现真正的跨越企业边界集成业务流程，仅仅使用标准的 信 息 和协议 提供简单的 交互 功能 是远远不能 满 足要 求的 1 1 o w s d l 基本上是与 状态 无 关的，因为该语言不知道操作之间的状态。它所提供的状态的概念是在请求一响 应或者请求一响应操作中发送和接受消息之间的状态。任何支持we b 服务组合的 技术都将必须为过程记录状态，只有记录状态，才能确定下一步将要做什么，这 将比简单的请求一响应复杂得多。 在 we b服务设计阶段，包含由各种不同的 w e b服务提供者提供的各种 w e b 服务组成的we b服务组合，对消费者来说越来越有用，而软件开发人员必须面对 如何从各种现有的w e b 服务或w e b 应用系统中根据用户的要求摘取出 数据， 再加 上 运算、 集成并返回 给用 户 12 1 。 因 此， 迫切需 要 有关技术来解决如何开 发一 个集成 运算的w e b 应用问题，以便能够建筑在原来的w e b 服务之上，提供集成的服务， 而不需要使用特定的开发工具或是程序语言， 也不需要重复的开发。这样， 对集 成各种异构动态的w e b 服务的w e b 服务组合技术的需求将显得尤为突出12 1 为解决w e b 服务组合问题，一些研究者和系统开发商使用一些商业的协议来 建 立w e b 服务 组合 1 1-3 1 ， 如i b m的w s f l , 微 软的x l a n g , i b m , 微软以 及b e a 东北大学硕士学位论文 第一章 引言 s y s t e m s 等公司 将 其流 程语言 合并成为的 一 种新的 协议b p e l 4 ws 。 这些 协议 通常 都基于现有的产品 ( 例如: w s f l 凡乎就是i b m的f l o w m a r k / m q s e r i e s w o r k fl o w 语言的一个拷贝) ，像组合语义、表现力以及适用性等更加基本的论点及问 题在其 中没有获得其应有的关注。另一些研究者从服务模型角度研究we b 服务组合技术 4 -5 1 ， 如e f l o w , c m i 等， 这些研究主 要 针对组 合服务的 可 配置性以 及从服务 实 现 中分离出服务接口的技术，对w e b 服务动态组合的语义异构性和w e b 服务动态性 关注不够，而且缺少对w e b 服务进行语义搜索的 支持。 还有一些研究者以 传统的 工 作 流 集成 技 米为 基 础 来 研 究w e b 服务 组 合 技术 6 -7 1 ， 如i n t e r w o r k , w i s e , f i o w j e t 等，但工作流和面向服务设计的we b 服务组合面向的目 标是不同的，工作流描绘 出一个服务所作的工作，而we b 服务组合需要模型化一个服务从外部可见的互操 作，实现服务的商务功能，需要提供松散棍合的互操作。 对于正在兴起和即将广泛应用的服务设计而言，如何集成各种 w e b服务和 w e b 资 源 来提 供新的 组 合服务以 满足客户的 需 要将是成败的 关 键2 1 。 当 然， 服务设 计也必须在这些集成的组合服务中提供增值的功能。而在服务设计应用领域，最 新趋势是渐渐脱离紧密祸合系统而朝着松散祸合、 动态组合成员部件的系统发展。 不论是针对简单的w e b 服务合成应用还是针对复杂的w e b 服务组合应用， 所做的 工 作 可以 分 为 语 法和 语 义二 个 层次 (4 1 : 在 语 法 或 者 实 现 层( 低 抽象 层) 上， 主 要 考 虑的是程序设计者的需求。而在语义层 高抽象层)上，需要从w e b 服务的语义 或者概念方面的层次上考虑通过隐藏低级别的技术细节来更好地为业务用户提供 服务。本文提出的系统是以已有的语法层面的研究成果和软件产品为基础，主要 是为语义层上的应用开发提供必要的技术手段和软件。针对 i n t e m e t的易变性和 i n t e rn e t 上 w e b服务的自 治性、异构性和动态性，该层的用户希望拥有新一代的 w e b 服务组合技术和工具以帮助其快速、动态地创建和维持组合的w e b 服务，这 些技术和工具可以帮助用户在语义层面上发现和组合自治的、异构的、动态的基 本w e b 服务或者组合服务， 并且是以 模型化w e b 服务从外部可见的互操作来实现 组合w e b 服务商务功能的w e b 服务互操作机制为荃础， 而不是以描绘出一个组合 w 七 b 服务所作工作的工作流机制为基础。这样，企业就可以在多源w e b 服务组合 的 基础上， 以协同 工作的方法集成由 不同企业提供的自 治的、 异构的、 动态的w e b 服务，构建分布式的we b 应用。我们认为支持语义层上构建和集成以 服务为向导 的新一代w e b 应用系统的一个很有希望的方式之一是: 以支持we b 服务设计为目 标，以语义级的w e b 服务互操作机制为基础，以 通过标准数据表示形式和协议来 存取的服务代理机制为平台，按照用户自己 的习惯和知识、以统一的w e b 服务视 图为用户提供自 治的、 异构的、动态的组合w e b 服务。由于we b 服务技术的 应用 东北大学硕士学位论文第一章 引言 正在渐渐脱离紧密祸合系统而朝着松散祸合、动态组合成员部件的系统发展，我 们认为提供一个以标准数据表示形式和协议为基础的语义级的、动态的we b 服务 互操作机制是必要的， 以此在语义层上提供对w e b 服务动态组合的支持。 由于w e b 服务设计所针对的基本 we b 服务具有很强的自治性和语义异构性，而其面对的用 户又具有非常强烈的个性化需求，为了能够集成和按不同的用户视点来组合 w e b 服务， 为用户提供统一we b 服务视图， 需要提供模型化w e b 服务从外部可见的互 操作语义的能力， 进而生成组合w e b 服务，在生成组合we b 服务的过程中， 可以 实现we b 服务的发现、语义描述、智能选取、定义组合规则、w e b 服务组合等功 育 g o 面向w e b服务设计的 w e b服务组合技术是正在兴起和即将广泛应用的新技 术， 它将 彻底改 变提供电 子商务和客户软件 应用的 方式 i 1 ， 是国内 外在信息 集成、 软件工程等领域关注的焦点， 也是w e b 服务技术的主要发展方向之一2 1 。在当 今 的网络时代， 在各个领域中， 对面向we b 服务设计的we b 服务组合技术的需求无 处不在，下面是几个典型的领域应用实例: .在供应链领域，可借助于本领域的研究成果和产品快速获得商机，即时集 成，按需提供最好的服务。 . 在网络化制造领域，可借助于本领域的研究成果和产品，通过竞争，寻找 最佳合作伙伴，通过优化配置，提供最好的产品。 .全球信息检索领域，根据消费者的不同需求，动态查询，提供优质服务给 消费者。 在该系统上进一步扩展和研究，就可以使该系统研究具有广阔的应用前景。 对于各企业开发基于i n t r a n e t 的信息系统， 特别是对于那些已经良 好地运行了一种 或多种信息系统的大型企业;在新的网络和数据库的支持下开发、合并、集成新 的i n t r a n e t 上的 信息系统具有更加重要的意义和应用价值。 1 .2研究的主要问题与论文的组织 基于以 上的分析， 我们在依据一定的领域应用背景的基础上研究建立了 面向 服务 设计的w e b 服务组 合系 统 ( s e r v i c e d e s i g n o r i e n t e d w e b s e r v i c e c o m p o s i t i o n s y s t e m , s d o ws c s ) 。 该系统主 要由以 下几 大部 分组成: 扩展u d d i 子系 统， 它建 立了一套完整的we b 服务表示模型， 实现了w e b 服务的注册，基于语义的查找以 及具有推荐功能的查找等功能;图形化建模工具子系统，它提供了一整套简单并 有效的图元和操作方法使得用户可以根据自 身的需求设计个性化的w e b 服务组合 东北大学硕士学位论文第一章 引言 正在渐渐脱离紧密祸合系统而朝着松散祸合、动态组合成员部件的系统发展，我 们认为提供一个以标准数据表示形式和协议为基础的语义级的、动态的we b 服务 互操作机制是必要的， 以此在语义层上提供对w e b 服务动态组合的支持。 由于w e b 服务设计所针对的基本 we b 服务具有很强的自治性和语义异构性，而其面对的用 户又具有非常强烈的个性化需求，为了能够集成和按不同的用户视点来组合 w e b 服务， 为用户提供统一we b 服务视图， 需要提供模型化w e b 服务从外部可见的互 操作语义的能力， 进而生成组合w e b 服务，在生成组合we b 服务的过程中， 可以 实现we b 服务的发现、语义描述、智能选取、定义组合规则、w e b 服务组合等功 育 g o 面向w e b服务设计的 w e b服务组合技术是正在兴起和即将广泛应用的新技 术， 它将 彻底改 变提供电 子商务和客户软件 应用的 方式 i 1 ， 是国内 外在信息 集成、 软件工程等领域关注的焦点， 也是w e b 服务技术的主要发展方向之一2 1 。在当 今 的网络时代， 在各个领域中， 对面向we b 服务设计的we b 服务组合技术的需求无 处不在，下面是几个典型的领域应用实例: .在供应链领域，可借助于本领域的研究成果和产品快速获得商机，即时集 成，按需提供最好的服务。 . 在网络化制造领域，可借助于本领域的研究成果和产品，通过竞争，寻找 最佳合作伙伴，通过优化配置，提供最好的产品。 .全球信息检索领域，根据消费者的不同需求，动态查询，提供优质服务给 消费者。 在该系统上进一步扩展和研究，就可以使该系统研究具有广阔的应用前景。 对于各企业开发基于i n t r a n e t 的信息系统， 特别是对于那些已经良 好地运行了一种 或多种信息系统的大型企业;在新的网络和数据库的支持下开发、合并、集成新 的i n t r a n e t 上的 信息系统具有更加重要的意义和应用价值。 1 .2研究的主要问题与论文的组织 基于以 上的分析， 我们在依据一定的领域应用背景的基础上研究建立了 面向 服务 设计的w e b 服务组 合系 统 ( s e r v i c e d e s i g n o r i e n t e d w e b s e r v i c e c o m p o s i t i o n s y s t e m , s d o ws c s ) 。 该系统主 要由以 下几 大部 分组成: 扩展u d d i 子系 统， 它建 立了一套完整的we b 服务表示模型， 实现了w e b 服务的注册，基于语义的查找以 及具有推荐功能的查找等功能;图形化建模工具子系统，它提供了一整套简单并 有效的图元和操作方法使得用户可以根据自 身的需求设计个性化的w e b 服务组合 东北大学硕士学位论文 第一章 引言 模型;w e b 服务动态选取子系统，它根据w e b 服务组合模型文档提取用户约束， 向u d d i 发出查询请求，并根据具体的w e b 服务组合流程从查询结果中按一定规 则动态选取最佳的w e b 服务，形成b p e l 4 ws文档以供执行;组合w e b 服务执行 引擎子系统，对 w e b 服务动态选取子系统形成的b p e l 4 ws文档解析，同时进行 串行化，形成执行队列，按顺序调度执行每步操作并返回结果。 本文研究的主要问题是s d o ws c s中扩展u d d i 子系统的设计和实现，通过 在公共u d d i 的基础上加入语义等描述信息，根据行业本体和w e b 服务本体相关 内 容扩展u d d i ， 建立w e b 服务表示模型，以 此来实现w e b 服务注册的完整性以 及基于语义的查找等功能，并将根据 w e b服务执行日 志的内容评估 w e b服务的 伽s 指标来实现w e b 服务推荐功能。 本文的内容分为六章，第一章简要介绍了有关w e b 服务组合的发展现状以及 本文研究的主要问 题及意义。 第二章介绍了 论文研究所涉及到的相关知识的介绍。 第三章概述了s d o ws c s 的总体设计框架。 第四章描述了扩展u d d i 中we b 服务 的表示模型及行业本体的建立。第五章主要描述对扩展 u d d i 子系统的具体设计 和实现。第六章对本文进行了总结。 东北大学硕士学位论文 第二章 研究 基础 第二章 研究基础 w e b最初的成功归功于它的简单性，它提供了一种很直观的方式可以把全球 范围内的静态信息发布出去，并且可以 把这些信息互相连接起来。在互联网的发 展对全球商务产生了巨大的影响的过程中，we b大部分时候仅仅是一个信息发布 平台， 随着技术的发展， w e b 不 仅仅是信息发布平台， 也可以作为一个服务平台18 1 在这个服务平台中，任何应用对外提供的都是一种可编程的服务即we b 服务，它 可以主动并有效地把需要计算的对象添加到以往的w e b中的静态信息里，这样就 通过网络提供了分布式的服务能力，这些服务可以集成为一个新的应用系统，既 能 够 使软 件的 性 能 有 所 延 伸， 也 能 够为网 络 企 业 所 进行的 贸易 提 供模 型 19 1 。 本 文中 提出的w e b 服务组合系统是基于对w e b 服务及其相关技术研究的基础上进行的， 因此本章将对we b服务的相关知识及技术以及本文中涉及的相关知识和技术进行 简单的介绍。 2 . 1 w e b 服务及其技术概述 电子商务需要摆脱独立解决方案的实现模式，需要舍弃复杂系统连接的实现 方法。 对于电子商务而言， 冗长的串 行的开发循环应当被即时的，快速的 应用装 配所取代，我们需要做的就是将传统的商业概念延伸到电子商务中去。 基于x m l 技 术的w e b 服务 正 是 解 决 这一问 题的 最 佳 手 段 1 10 1 . w e b 服务的 使 用将改 变目 前的 开发模式和应用部署的费用规模。 各种w e b 服务分别实现了一定的电子商务功能， 通过将w e b 服务进行组合和集成以创建动态电子商务应用。w e b 服务能够统一地 封装信息、行为、数据表现以及商务流程，而无需考虑应用所在的环境是使用何 种系统和设备。通过使用 we b 服务，企业能够通过抽象和混合将自身的电子商务 组件化。当一个企业的核心竞争力被组件化之后，那么这些核心竞争力就能够很 方便地在不同的企业之间共享，同时架构跨企业的电子商务应用。 2 . 1 . 1 w e b 服务的基本概念及相关知识 2 . 1 . 1 . 1 w e b 服务的定义及发展状况 w e b服务是使应用程序可以 用与平台无关和与编程语言无关的方式进行相互 _ 5_ 东北大学硕士学位论文 第二章研究基础 第二章研究基础 w e b 最初的成功归功于它的简单性，它提供了一种很直观的方式可以把全球 范围内的静态信息发布出去，并且可以把这些信息互相连接起来。在互联网的发 展对全球商务产生了巨大的影响的过程中，w e b 大部分时候仅仅是一个信息发布 平台，随着技术的发展，w e b 不仅仅是信息发布平台，也可以作为一个服务平台i s 。 在这个服务平台中，任何应用对外提供的都是一种可编程的服务即w e b 服务，它 可以主动并有效地把需要计算的对象添加到以往的w e b 中的静态信息里，这样就 通过网络提供了分布式的服务能力，这些服务可以集成为一个新的应用系统，既 能够使软件的性能有所延伸，也能够为网络企业所进行的贸易提供模型【9 1 。本文中 提出的w e b 服务组合系统是基于对w e b 服务及其相关技术研究的基础上进行的， 因此本章将对w e b 服务的相关知识及技术以及本文中涉及的相关知识和技术进行 简单的介绍。 2 1w e b 服务及其技术概述 电子商务需要摆脱独立解决方案的实现模式，需要舍弃复杂系统连接的实现 方法。对于电子商务而言，冗长的串行的开发循环应当被即时的，快速的应用装 配所取代，我们需要做的就是将传统的商业概念延伸到电子商务中去。基于x m l 技术的w 曲服务正是解决这一问题的最佳手段【1 0 1 。w 曲服务的使用将改变目前的 开发模式和应用部署的费用规模。各种w e b 服务分别实现了一定的电子商务功能， 通过将w e b 服务进行组合和集成以创建动态电子商务应用。w e b 服务能够统一地 封装信息、行为、数据表现以及商务流程，而无需考虑应用所在的环境是使用何 种系统和设备。通过使用w e b 服务，企业能够通过抽象和混合将自身的电子商务 组件化。当一个企业的核心竞争力被组件化之后，那么这些核心竞争力就能够很 方便地在不同的企业之间共享，同时架构跨企业的电子商务应用。 2 。1 ，1w e b 服务的基本概念及相关知识 2 1 - 1 1w e b 服务的定义及发展状况 w e b 服务是使应用程序可以用与平台无关和与编程语言无关的方式进行相互 5 东北大学硕士学位论文 第二章研究基础 通信的一项技术】。w e b 服务是一个软件接口，它描述了一组操作，可以在网络 上通过标准化的x m l 消息传递来访问这组操作。它使用基于x m l 语苦的协议 来描述要执行的操作或者要与另一个w e b 服务交换的数据。一组用这种方式相互 作用的w e b 服务在面向服务的体系结构( s e r v i c e o r i e n t e d a r c h i t e c t u r e ，s o a ) 中 定义了特殊的w e b 服务应用程序l l “。 跨多个操作系统、编程语言和硬件平台集成软件应用程序不可能由任何一个 专门的环境来解决。传统上，这个问题一直是一个紧耦合问题，调用远程网络的 应用程序通过自己发出的函数调用和请求的参数与远程网络紧密地联系在一起。 w e b 服务所使用的x m l 可以用真正与平台无关的方式来描述任何( 所有) 数据， 以跨系统交换数据，因此转向了松耦合应用程序f 1 2 l 。而且，w e b 服务可以在较抽 象的层面上工作，较抽象层面可以按照需要动态地重新评估、修改或处理数据类 型。所以，从技术层面上讲，w e b 服务可以更方便地处理数据，允许软件更自由 地进行通信。这里借用汽车引擎来作类比，业务流程架构设计师考虑将整个汽车 引擎与汽车框架、车身、变速器和其它系统组合在一起，而不是研究每个引擎内 的各个部件。而且，动态的平台意味着引擎可以与其它汽车制造商的变速器或龆 件一起工作。 所以，w e b 服务试图解决的主要问题是数据和应用程序集成的问题，是将技 术性的功能转换成面向业务的计算任务的问题。这两个方面使商业人员可以就流 程或应用程序层面与他们的合作伙伴进行交流，同时为适应新形势或按照需要与 不同合作伙伴进行合作留有动态的余地。 综合当今w e b 应用以及w e b 服务的特点，w e b 服务实旄的领域可分为四类【】： b u s m e 蟠- o r i e n t e dw e bs e r v i c e ：该类服务针对的是那些面向企业应用服 务，包括企业内部的e r p 系统，企业间的s c m c r m 等系统。当这些系 统以w e b 服务的形式在网络中出现时，企业内的应用集成将更未容易，而 在企业间的众多合作伙伴的系统对接也将不再是无法完成的任务。目前现 有的解决方案和产品的提供商有b o w s t r e e t 、e p i c e n t r i c 等。 c o n s u m e r - o r i e n t e dw e bs e r v i c e ：此类服务针对的是那些原先的b 2 c 的 网站的改造，为这些b r o w s e r - o r i e n t e d 的w e b 应用增加了w e b 服务的应 用界丽，使得第三方的桌面工具或其自身提供的增值的桌面工具能够利用 更优秀的用户界面提供跨越多个b 2 c 服务的桌面服务。这将使得用户使用 i n t e m e t 更为方便，能够获得更加便捷的服务。比如我们完全就可以在个人 理财桌面系统中集成( 调用) i n t e m e t 上的股票价格查询w e b 服务、机票 预定w e b 服务等，使得个人理财应用的自动化程度更高。 6 东北大学硕士学位论文 第二章研究墓女 d e v i c e o r i e n t e dw e bs e r v i c e ：此类服务的使用终端一般是手持设备和日 用家电，对于前者而言，可以在不用修改网络服务的体系架构的前提下， 令先前的网络服务支持除p c 以外的各种终端，比如p a l m 、p o c k e t p c 、手 机等。如此，那些天气预报服务、e m a i l 服务、主动信息服务等将更为有 效和便捷。而后者对于日用家电，则可能是一个市场的启动期，有了w e b 服务作为基础框架，智能型的日用家电将真正获得标准的支持，从而有了 广泛使用的可能。 s y s t e m o r i e n t e dw e bs e r v i c e ：一些传统意义上的系统服务，比如用户权 限认证，系统监控等，如果被迁移到全球范围的i n t e m e t 上，或者企业内 部的i n t r a n e t 上，其作用范围将从单个系统或局部网络拓展到整个企业网 络或整个i n t e m e t 。如此，基于同一系统服务的不同应用将得以在整个 i n t e m e t 环境中韶署，譬如跨国企业的所有在线服务可以使用同一个用户权 限认证w e b 服务。 下图2 1 表示了w e b 服务的发展状况，由图中我们可以看出w e b 服务可以说 是当今技术的最亮点。 图2 1w e b 服务的当前发展状况 f i g 2 1 c u r r e n t d e v e l o p m e n to f w e bs e r v i c e s 以上这幅图是g a r t n e rg r o u p 在研究了所有i t 主流对尚技术的发展道路后，作 出的抽象模型。y 轴表明技术的受关注程度，而x 轴则表示技术的应用的成熟度。 每一项技术在从出现到成熟的整个过程都将沿着图中的曲线前进。 7 东北大学硕士学位论文 第二章研究基础 2 1 1 2w e b 服务体系结构 w e b 服务体系结构最重要的优点之一就是允许在不同平台上使用不同编程语 言以一种基于标准的技术开发程序，来与其它应用程序通讯。这样，因特网上的 任何分布式系统就有可能被整合到一个用户定制的应用程序中。由于w e b 服务不 需要人工干预，自动进行系统绑定和数据交换，因此它被称为w e b 应用的一场革命。 为了支持w e b 服务，w o f l d w i d e w e b c o n s o r t i u m 和一些有影响的大公司联合，制 定了一系列和w e b 服务相关的标准，它们是：x m l ( e x t e n s i b l e m a r k u p l a n g u a g e ) ， 即w e b 服务的基础语言。它是w o r l d w i d e w e b c o n s o r t i u m 制订的用于进行数据交 换和表示的标准语言，在w e b 服务中用来表示服务请求和应答的内容。 u d d i ( u n i v e r s a ld e s c r i p t i o nd i s c o v e r ya n di m e g r a f i o n ) ，用于w e b 服务注册和查找。 w s d l ( w e b s e r v i c ed e s c r i p t i o nl a n g u a g e ) ，用于描述w e b 服务的接口和功能。 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 ) ，用于构建w e b 服务和服务请求之间的通 讯。整个w e b 服务的体系结构如图2 2 所示。 图2 2w e b 服务的体系结构 f i g 2 2 a r c h i t e c t u r eo f w e bs e r v i c e s 下面简单说明这几种标准在w e b 服务中的作用。 ( 1 ) 作为w e b 服务基础的) 。讧l x m l 是w o r l d w i d e w e b c o r t s o r t i u m 制订的作为i n t e r a c t 上数据交换和表示的标 准语言，是一种允许用户定义自己的标记语言的元语言。x m l 语言的主要特性体 现在4 个方面，即结构化、自描述性、可扩展性和测览器自适应性1 1 5 。 结构化。x m l 是一个极端标准化的语言规范，它一般利用d t d ( d o c u m e n t t y p ed e f i n i t i o n ) 规范来定义x m l 文件的语法、句法和数据结构。 8 东北大学硕士学位论文 第二章研究基础 自描述性。在x m l 文档中，自描述性是可选的，但使用自描述性可以增强 w e b 的检索功能。 可扩展性。x m l 的一个中心特性就体现在它的可扩展性中。在x m l 中， 标签( t a g ) 是由d t d 定义的，标签定义了文档中数据的属性。 浏览器自适应性。一个结构化的文档能够适应各种不同的浏览模式。x m l 在w e b 浏览器上得到了广泛的支持。 w e b 服务所提供的服务接口、对w e b 服务的请求、w 曲服务的应答数据都是 通过x m l 描述的。而且，u d d i 、s o a p 、w s d l 等标准也都是通过x m l 来描述 的。所以，x v i l 构成了整个w e b 服务的基础。 ( 2 ) u d d i 提供了注册和检索w e b 服务的机制 u d d i 的目标是建立标准的注册中心( r e g i s t r y ) 来加速互联网环境下电子商 务应用中企业应用系统之间的集成，它是一个面向基础架构的标准。u d d 使用一 个共享的目录来存储企业用于彼此集成的系统界面及服务功能的描述，这些描述 都是通过x m l 完成的。 u d d i v l 的注册中心在所支持的u d d i 商业注船中，使用一个x b i l 文档来描 述企业及其提供的w e b 服务。从概念上来说，u d d i 注册中所提供的信息包含3 个部分：自页( w h i t e p a g e ) 包括了地址，联系方法和企业标识；黄页( y e l l o w p a g e ) 包括了基于标准分类法的行业类别；绿页( g r e e n p a g e ) 则包括了该企业所提供的 w e b 服务的技术信息，可能是一些指向文件或是u r l 的指针，而这些文件或u r l 是为w e b 服务发现机制服务的。 u d d i 主要由b q 3 d i 概要( u d d i s c h e m a ) 和u d d i 应用程序接口( u d d i a p i ) 两部分构成。u d d i 概要构成了w e b 服务的注册入口( r e g i s t r y e n t r y ) ，u d d l a p i 描述了用于发布注册入口或查找注船入口所需的s o a p 消息f 1 6 1 。 ( 3 ) w s d l 提供了对w e b 服务接口的描述 w s d l 通过定义一套x m l 语法来描述w e b 服务，w s d l 把w e b 服务定义成 一个能交换消息的通讯端点集( c o m m u n i c a t i o n c o l l e c t i o n ) 。w s d l 提供了w e b 服 务的帮助文档，同时也可作为自动实现应用问通讯的解决方案。