（计算机应用技术专业论文）对称主动服务平台csp中服务库的设计与实现.pdf

摘要 从服务提供者( s e r v i c ep r o v i d e r ) 和服务对象s e r v e do b j e c t ) 之叫n 0 火系牝 观察，龙传统的智能交通系统( i t s ) 中，汽车充当服务埘象，信息服务一h l 、屯 当服务提供者，而且，这种关系是固定不变的。但这种静态关系没有允分发弘 汽车在信息服务系统中能起的作用，最终会限制i t s 的发展。针刘返弊端， 本文提出了对称主动服务模型，并在支持该模型的信息服务、孚台c s p 晌l ，i 上构建了个高效灵活、易扩展、可重用、丌放性的服务库。 本文以上海大学计算机学院与| 本电装集团( d e n s o c r e a t o r g r o u p j 台住| _ | 困际研究项目c s p ( c o n t e n ts e r v i c ep l a t f o r m ) 为背景，深入探讨了列称i ：础小为 甲台c s p 的整体结构、主要技术和实现细节等，重点研究了c l u b s i t c k 务 的构建方法。本文首先介绍了对称主动服务模型，描述了c s p 的整体裂构，i ! 括结点种类、各结点体系结构与c s p 的网络拓扑。在此基础上，提出存c s p 中建、 个服务库作为服务信息管理中心的方案，然后详细研究了。袭搬务，i | 各个功能模块的设计与实现细节，其中重点解决了以下几个问题：服务分炎怀 准的确定、用d u b l i n c o r e ( 都柏林核心元数据) o n t o l o g y ( 本体论) 杆“ 的方式解决服务的描述、一个通用的服务集成框架的建立、服务集成州。泞构 务的冲突解决策略、利用r b a c ( 基于角色的访问控制) 保证l 刎 i 务扣数 的安仝性等。最后本文介绍了服务库的具体实现环境以及所用技术r 歧” 现了 个服务库原型，实现了服务捕述、服务管理、服务集成以及访问控制h 部分功能，并给出了运行界面并结合实例进行了描述。 关键词：对称主动服务；服务描述；服务集成：基于角色晌访问妒剐j 1 j ： v i 塑笪型兰些丝皇 一 a b s t r a c t o b s e r v i n gf r o mt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e ns e r v i c ep r o v i d e ra n ds e lv e do b i e c c a r sa c ta ss e r v e d o b j e c t sa n di n f os e r v i c ec e n t e r a c t sa ss e r v i c e 1 ) l _ o v i d c t i n t r a d i t i o n a l i n t e l l i g e n tt r a f f i cs y s t e m ，a n df u r t h e r m o r e t h er e l a t i o n s h i pi sf i x e d h o w e v e r ，t h i ss t a t i cs t a t u sd o e s n ts u f f i c i e n t l ya c t u a l i z et h ef u n c t i o n sc a r sc a l lp l a y i ni n f os e r v i c es y s t e ma n df i n a l l yl i m i t si t s d e v e l o p m e n ta i m i n ga ts o n i n gt h i s d e f i c i e n c y , t h ec o n c e p to f “s y m m e t r i c a la n da c t i v es e r v i c em o d e l “( s a s m ) i s b r o u g h tu pi nt h et h e s i sa n da l le f f e c t i v e ，a g i l e ，f l e x i b l e ，r e u s a b l ea n do p e ns e r v i c e b a s ei sc o n s t l u c t e do nt h eb a s i so fc s p a ni n f os e r v i c ep l a t f o r mt h a t s u p p o l t s s a s m w i t ht h eb a c k g r o m l do fc s p ( c o n t e n ts e r v i c ep l a t f o r m ) a ni n t e r n a t i o n a l r e s e a r c hp r o j e c tc o o p e r a t e db yt h ec o m p u t e rd e p a r t m e n to fs h a n g h a il i n i v e l s i t ) a n dd e n s oc r e a t o rg r o u p t h et h e s i ss t u d i e st h ew h o l es t r u c t u r e t h en ，i l n t e c h n o l o g ya n dr e a l i z a t i o nd e t a i l so fc s p , m a i n l yc o n c e n t r a t i n go nt h ec o n s t r u c t i t l n o ft h es e r v i c eb a s ew h i c hl o c a t e si nc l u b s i t e t h et h e s i s f i r s t l y i n n o d l i c c s “s y m m e t r i c a l a n da c t i v es e r v i c em o d e l ”d e p i c t st h ew h o l es t r u c t u r eo i 、( 1 刚i i n c l u d i n gt y p e so fs i t e ，a r c h i t e c t u r e so fs i t e ，a n dc s pn e t w o r k t h e n 、t h ed e s i g n l n ( 1 r e a l i z a t i o nd e t a i l so ft h ef u n c t i o nm o d u l ei ns e r v i c eb a s ea r ed i s c u s s e dt h ek e ) p o i n t si n c l u d e ：t h ec a t e g o r i z a t i o no fs e r v i c e t h ed e s c r i p t i o no fs e r v i c e ，ag e n e l ：l l f r a m e w o r ko fs e r v i c ei n t e g r a t i o n ，t h ec o n f l i c ts o l v i n gs t r a t e g yi ns e r v i c ei n t e g r a t i o l a a n dt h ea c c e s sc o n t r o lo ft h es e r v i c eb a s e f i n a l l y w es h o wt h ed e v e l o p m e n a | e n v i r o n m e n ta n dr u n n i n gi n t e r f a c eo fs e r v i c eb a s ew i t ha ni n t r o d u c t i o no lac o n c le t c e x a m p l e k e y w o r d s ：s y m m e t r i c a la n da c t i v es e r v i c e ：s e r v i c ed e s c r i p t i o n ；s e lv i c e i n t e g r a t i o n ；r b a c ； 1 7 原创性声明 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。 除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已发 表或撰写过的研究成果。参与同一工作的其他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t n 意。 本论文使用授权说明 本人完全了解上海大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留论文及送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学 校可以公布论文的全部或部分内容。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：堆导师签名：上吾尘竖盘王日期：兰掣 i i 海大学坝 一学位论立 第一章绪论 1 1 课题背景、研究的目的和意义 i t s ( i n t e l l i g e n tt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m 智能交通系统) 【2 j 是以缓和道路堵蹇和 减少交通事故，提高交通利用者的方便、舒适为目的，利用交通信息系统、通 讯网络、定位系统和智能化分析与选线的交通系统的总称。在i t s 的信息服务 中心中存放着有关交通服务的各种信息( 如道路状况、危险警告、收费地点、 停车场所等) ，同时又可以接收相关的最新信息( 如道路灾害信息、事故发生地 点等) 。所有这些信息，不应是静态的，而应是动态实时更新的，只有这样刊能 在汽车生活中为用户提供优质服务。 当前i t s 所涉及到的主要相关技术有t 】： 现代通信技术的应用：主要解决路车之间的通信、车车之间的通信和区 ( 局) 域内的通信： 数据仓库、联机分析和数据挖掘技术的应用： 网络技术的应用：主要包括局域网以及网络互联在智能运输系统中的运 用： 电子技术和检测技术的应用。 i t s 涉及的多种技术并不只是简单的合成和堆砌，而是彼此间有着紧密的 联系。未来i t s 的研究目的是在i t s 这个多输入、多输出、多干扰、多变量的 复杂巨系统中将提供给汽车的各种类型的服务有机的组合在一起，在实现信息 融合的基础上实现服务融合，向各种类型的汽车用户高效、准确、及时地提供 服务。要理解服务融合与信息融合的区另，必须首先分清服务与信息的区别。 信息是用语言、文字、数字、符号、图像、声音、情景、表情、状态等方式传 递的内容，而当我们说到服务时，指的不仅仅是服务的内容，而且包括了服务 提供的方式。信息融合指的是相互联系的信息的有机组合，这些联系有结构上 的联系，也包括语义上的联系；而服务融合则是则是指服务内容和胀务提供方 海犬学坝l 学位论义 式的有效整合，融合后的服务，不仅在服务内容上优于融合前的服务，而且提 供了多种灵活、高效的服务方式。 要实现服务的融合，必须解决以下几个与服务提供有关的问题 w h ot og e t ：服务提供给谁； w h ot op r o v i d e ：服务由谁提供： w h e n ：何时提供服务： w h e r e ：从哪里得到服务( 服务传递的方式) ； h o w ：怎样提供服务。 从服务提供者( s e r v i c ep r o v i d e r ) 和服务对象( s e r v e do b j e c t ) 之l 日j 的关系 来观察，在传统的智能交通系统中，汽车充当服务对象，信息服务中心充当戕 务提供者，而且，这种关系是固定不变的。但这种静态关系没有充分发挥汽车 在信息服务系统中能起的作用，最终会限制i t s 的发展。 在实际的汽车生活中，汽车具有身份双重性、移动性和动态加入性，汽车 可以实时地向信息服务中心提供信息服务，也就是说，服务对象汽车本身义 可以是服务提供者。因此，要实现服务的融合，不能不充分高效地发挥汽车的 这种特性。 美国i n d i a n a 、i l l i n o i s 和w i s c o n s i n 的a d v a n c ec o r r i d o rt r a n s p o r t a t i o n i n f o r m a t i o nc e n t e r 是一个大型的i t s 项目，a d v a n c e 把车辆作为探针( p r o b e ) 来使用。日本本田公司也于2 0 0 3 年1 0 月在全球首次将“p r o b ec a r ”概念付睹 实施。这些研究结论都是对上述传统静态关系的突破。 从2 0 0 2 年1 0 月份起，上海大学与日本电装公司( d e n s oc r e a t o rg r o u p ) 合 作丌展了国际研究项目c s p ( c o n t e n t ss e r v i c ep l a t f o r m s ) ，该项目旨在扩展传 统智能交通系统( i n t e l l i g e n t t r a n s p o r t a t i o ns y s t e m ) 的研究和应用范围，以构建 一个适合未来的汽车生活服务平台。作者从2 0 0 3 年5 月开始参与该项目，至今 为止，该项目的主要成果已经整理成论文【1 ，发表在2 0 0 4 年1 0 月于_ _ l 本名古 屋召丌的第1 1 届国际i t s 大会上。在该项目的研究过程中，我们提出了一个全 新的i t s 框架一c s p ，建立浚框架的主要目标是：运用各种计算机技术，建i z 一个较为通用的i t s 框架，实现服务融合，从而为汽车用户提供全方位的服务。 ：海人学坝l 学位论文 针对传统网络服务的不足之处，该框架实现了一个全新的服务模型“剥称主 动服务模型”，我们对该模型中服务的描述、发布、管理与维护等服务流程中的 关键步骤进行了深入研究。 1 2 研究内容 为了实现对称主动服务模型，我们需要构建一个灵活、易扩展、n 1 重用、 开放性的信息服务平台，以解决服务的管理问题，并能在这个平台上为服务请 求者与服务提供者之间的交互提供一个有效的手段。因此，在c s p 中，建立一 个支持对称主动服务模型并能对大量服务信息进行高效管理的服务库是十分必 要的。 在c s p 中服务库被定义为存放服务信患的服务器。这里要强调的是，服务 库并不存放具体的服务，它类似于u d d i 中的服务注册中心 2 5 】，只是为服务发 布者和服务使用者之间提供一个中介。 一个服务库除了存放服务信息之夕f ，还提供了顾客和服务提供者之蚓的界 面。服务库不但是用户( 包括服务使用者和服务提供者) 与系统之闯的接n 而且也是许多不同的异构服务之间的接口。服务提供者希望服务的发布过程简 单、直观；服务使用者也希望简便地查询和获取市场上提供的各类服务，而无 需了解复杂的技术细节。因此，服务平台成功与否在很大程度上取决于服务的 描述和服务库的管理方式【2 0 。综合起来考虑，一个高效的服务库应浚能满足以 下几个要求： 服务的提供者应具有在系统中方便的进行发布、修改和撤销其提供的服 务的权力； 服务使用者需要有查询、选择、评价和跟踪服务的权力； 服务库需解决服务的异构性问题，所有异构的服务经过服务库的处理， 都可以用同一种方式来表示； 在解决服务异构问题的基础上，实现同源或异源服务( 这里的同源服务 是指出同一个服务提供者提供的服务) 的集成； 服务库支持服务使用者和服务提供者身份的动态改变，同时要保征服务 海入学坝卜学位论文 信息的安全性； 服务库必须是开放的、可扩展的，以满足服务系统不断变化的要求。 本文在介绍c s p 平台和对称主动服务模型的基础上，提出了在c s p 中建立 一个服务库作为服务信息管理中心的方案，然后详细研究了改服务库中各个功 能模块的设计与实现细节，针对服务库构建中的几个关键问题提出了相应的斛 决方法。这些关键问题包括： 如何对c s p 中存在的大量服务进行分类和描述； 如何实现服务的发布，查找，更新和撤销： 如何对服务库中韵大量服务信息进行高效管理： 能否建立一个通用的服务集成框架，对服务库中的大量异构服务进行集 成，并提出一套冲突解决策略，解决服务集成时异构服务之间存在的各类语义 或结构上的冲突； 怎样建立一套高效的访问控制机制，以保护服务信息的安全性和r ：i ：露 性： 1 3 论文结构 本论文共分为七章，各章的内容如下： 第一章：绪论。从i t s 的发展、研究目标以及最新的研究情况，介绍了c s p 项目的研究目标和主要成果，引出了对称主动服务模型。为构建一个支持该模 型的信息服务平台，提出了在c s p 中的c l u b s i t e 上建立一个服务库的方案，说 明了该服务库存在的必要性和在整个c s p 平台中的重要作用，并提出了构建该 服务库的过程中要解决的主要问题。 第二章：i n t e r n e t 市场和网络服务。主要介绍了i n t e r n e t 市场的特点，网络 服务的发展，当今流行的网络服务技术及其各自的不足之处，这些不足之处也 f 是服务库构建中要解决的主要问题。 箱三章：“对称主动服务模型与”c s p 。详细介绍“对称主动服务模型” 的特点、c s p 的结构和s i t e 关系图，重点在于分析服务库所在的c l u b s i t e 的功 能与结构。 4 f i 海人学坝- 学位论文 第四章：对称主动服务模型中服务库的构建。详细阐述了基于“埘称妇巩 服务模型”的服务库的构建细节，首先介绍了服务库主要功能模块的结构和助 能，然后详细介绍了服务的分类标准，服务的描述方式，服务管理策略，个 通用的服务集成框架以及服务集成时异构服务的冲突解决策略等。 第五章：服务库中的访问控制机制。本章在介绍和分析常用的几种防问摔 制策略和服务库对数据访问控制的要求的基础上，介绍了用r b a c 作为服务库 的访问控制策略的关键问题，包括：服务库中角色的划分和继承关系、权限铂 各个s i t e 之间的通用描述、访问控制的流程、子角色私有权限问题的解决方法 等。 第六章：服务库原形实现及运行实例。说明了系统的开发环境和运行环境， 详细介绍t n 务库原形的设计与实现过程中所用的主要技术并结合实例进行了 具体描述。 第七章：结论和未来工作。提出系统的不足之处和改进思路，总结向己往 毕业论文撰写过程中的收获。 街上学坝l 学位论文 第二章i n t e r n e t 市场和网络服务 在介绍c s p 框架和对称主动服务模型之的，我们先来看看传统网络服务彬 研究现状和存在的闻题。 2 1i n t e r n e t 市场中的服务 随着分缸式数据库的发展口“，用户通过网络获取远程资源来建立 1 威刖 系统成为可能。为解决一个复杂的应用问题，用户可能先从一“或多个数据服 务的提供者之处获取其所需要的数据，然后将这些数据传给一系列的计算性凇 务的提供者，由它们来进行集成处理。这些活动都是通过i n t e m e t 市场 1 9 j 完成 的。 i n t e m e t 市场提供了一种应用系统从位于i n t e m e t 上的远程服务结点获取数 据和计算性服务并进行集成处理的机制。i n t e m e t 市场主要有服务发布、服务发 现和定位、服务集成、任务计划编制、命令转换和任务执行等几个关键性行为。 型2 1 描述了个h x t e m e t 市场模型的结构。 图2 1 描述了一个i m e m e t 市场模型的结构。 图21个i n t e r n e t 市场的结构 k 海人学坝】一学位论义 第二章i n t e r n e t 市场和网络服务 在介绍c s p 框架和对称主动服务模型之前，我们先来看看传统网络服务的 研究现状和存在的问题。 2 1i n t e r n e t 市场中的服务 随着分布式数据库的发展【2 0 ，用户通过网络获取远程资源来建立个应0 系统成为可能。为解决一个复杂的应用问题，用户可能先从一个或多个数据服 务的提供者之处获取其所需要的数据，然后将这些数据传给一系列的计算性服 务的提供者，由它们来进行集成处理。这些活动都是通过i m e r n e t 市场”完成 的。 i n t e m e t 市场提供了一种应用系统从位于i n t e r n e t 上的远程服务结点获取数 据和计算性服务并进行集成处理的机制。i n t e r n e t 市场主要有服务发布、服务发 现和定位、服务集成、任务计划编制、命令转换和任务执行等几个关键性行为。 图2 1 描述了一个i n t e m e t 市场模型的结构。 图2 1 一个i n t e r n e t 市场的结构 6 海人学坝l 学位论文 在i n t e r n e t 市场中存在着一个或多个服务注册服务器剐，服务提供者向这 些注册器发送服务发布请求，得到同意之后，将自己的服务发布( 注册) 在这 些服务器上。服务使用者则可以在这些服务注册器查询自己需要的服务，再向 其选择中的服务提供者发送请求以申请该服务。这里的服务使用者与第一章提 到的服务对象的区别在于，服务对象可以是潜在的，即有服务需求但是还没有 将需求转化为行动，而服务使用者则已经在进行服务获墩或使用的。 i n t e r n e t 市场的消费者可以借助现代信息技术和网络技术快速搜寻其需要 的网络服务并使用，但这些大量的服务也带来很多消极的影响，而i n t e r n e t 市 场的效率随之降低。这些消极的影响是由于i n t e r n e t 市场中的网络服务具有以f 特点而形成的【2 6 】： 服务数量巨大，来源广泛； 服务的表现形式多种多样：除传统的文本形式外，还有声音、图像、动 画、表格、超文本及三维立体展示等； 服务的传播速度快，更新快：在i n t e r n e t 市场上对于服务的修改很方便， 不少商业站点的服务几乎每同更新，提供最新的资讯。而从另一方面来看，如果 站点维护不利，则会产生很多老化过时的服务： 服务发布自由，质量良莠不齐：i n t e r n e t 市场是一。个松散、缺乏管理、 不成熟的市场，服务提供者发布服务时缺乏管理、监督和控制，具有相当大的随 意性和自由度。在数量庞大的服务中，有一些恶意发布的虚假服务，一些经过仅 简单拼凑就再次传播的冗余重复的服务，这些服务不仅不能帮助消费者的购买 决策，反而会误导消费者做出不正确决策，或者浪费大量的资源去处理这些光 效服务； 服务分散、无序，缺乏组织：i n t e m e t 市场中服务的分散性表现在大量 的服务没有一个中心点进行管理，也没有全面的权限。服务大都是横向组织但 缺乏纵向深入，处于一种散乱的无序状态，而服务信息量的巨大和自由的快速 的传播又加剧了这种分散无序的状态，因此i n t e m e t 市场中的大多服务都缺乏组 织性和系统性； 服务的安全性不能得到保障 l ：海大学坝j ：学位论文 现在，大量的研究人员对如何提高i n t e r n e l 市场中的服务使用效率和安全性 进行了深入的研究，一些新的技术也相继出现，这些新的技术旨在解决i n t e r n e t 市场中服务的描述、发布、管理和安全使用等问题，如w e bs e r v i c e 技术【2 5 1 、 u d d l 技术、数字证书技术等。其中，w e bs e r v i c e 技术得到了广泛的研究与应 用。下面我们简单了解一下w e bs e r v i c e ，并对w e bs e r v i c e 的不足之处进行分 析。 2 2 、bs e r v i c e 随着网络技术的发展，w e b 不仅仅是信息发布平台，也可以作为一个服务 平台。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 s e r v i c e ，这些服务可以集成就为一个新的应用系统。w e bs e r v i c e 的兴起意味着 计算模式的转变。计算模式正在从单机、客户机服务器和w e b 网站的方式转 向松耦合的、动态集成的新的分布式计算方向发展。网络应用正从面向对象的 架构向面向服务的架构( 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 ) 方向转变。 2 2 1w e bs e r v i c e 的定义 w e bs e r v i c e 是封装成一个单一实体并通过网络发布给其它程序使用一系 列功能集【2 9 1 。它允许在w 曲站点放置可编程元素，使得基于w e b 的分御式计算 和处理得以进行。独立的应用程序部件以一种标准的方式发布到w e b 站点上、 其它w e b 应用程序可以方便地定位并通过w e b 调用使用它们，从而协同完成某 个商业逻辑。换言之，w e bs e r v i c e 是由企业发布的完成其特定商务需求的在线 应用服务，其它公司或应用软件能够通过i n t e m e t 来访问并使用它。 2 2 2w e bs e r v i c e 的架构 在w e bs e r v i c e 架构中，包括三类基本操作：发布( p u b l i s h ) 、查找( f i n d ) 和绑定( b i n d ) 和三类角色：服务提供者( s e r v i c e p r o v i d e r ) 、服务代理t s e r v i c e b r o k e r ) 、服务请求者( s e r v i c er e q u e s t e r ) 。服务提供者向服务代理发布服务 卜海人学坝j ? 学位论文 服务请求者向服务代理查找服务并与服务绑定。如图2 2 所示 冈。竺，冈 i 提供者il 请求者i 涂区圊名 图2 2 ：w e bs e r v i c e 的架构 2 2 3w e bs e r v i c e 的技术基础 构建w e b 服务的三大技术基础是【2 7 】： w e b 服务描述语言w s d l ( w e bs e r v i c ed e s c r i p t i o n l a n g u a g e ) ； 统一描述、发现和集成协议u d d i ( 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 ya n d i n t e g r a t i o n ) 4 4 1 ； 简单对象访问协议s o a p 。 w s d l 是一种程序员可用之来描述w e b 服务编程接口的语自”】；u d d i 为 w e b 服务提供注册表以注册它们的特性，方便其它应用程序查询；s o a p 则为 w e b 服务和客户应用程序提供了一种简单而便捷的通信手段。 2 2 4w e bs e r v i c e 的面临的问题与挑战 w e bs e r v i c e 是多项技术共同发展的结果，涉及的相关技术包括：分布式训 算和组件技术、网络通信、x m l 和w e b 、软件中蚓件等等。w e b 服务为企业应 用提供了一个松散耦合的分布式计算环境，同时由于其具有的语言无关性和平 台无关性的优点，为企业应用集成提供了一个方便有效的途径。但是甭使用 w e bs e r v i c e 技术构建i t s 网络就能够实现我们第一章中提出的服务融合的目标 呢? 这要从w e bs e r v i c e 技术方面的不足和设计目标上的缺点两方面来讨论。 在丌放的网络环境下，w e bs e r v i c e 技术中还有许多问题需要解决。如怎样 防止恶意的访问，如何保证多个不同的w e bs e r v i c e 的事务一致性，以及如何列 用户访问进行计费等一系列问题。总结起来说，主要问题如下口5 j ： 9 海大学蛳l 学位论立 ( 1 ) 可靠性问题：网络上不同主机的可靠性不同，如何衡量和表达这种叫 靠性，当某一w e bs e r v i c e 的主机临时离线时该如何处理，是等待还是更换个 提供商? 以及如何避免这种不可靠性带来的损失，如何保证系统的容错能力。 ( 2 ) 安全性问题：包括私有、敏感数据保护，服务访问的信任机制，以及 防止恶意入侵等问题。s s l ( s e c u r es o c k e tl a y e r ) 能提供一些基本的安全手段， 但w e bs e r v i c e 需要粒度更高的保障。如w e bs e r v i c e 如何对用户授权，以及划 不同的用户授予不同的安全级别。 ( 3 ) 事务( t r a n s a c t i o n ) 一致性问题：传统的事务保证通过两个阶段提交 来实现，但在丌放的网络环境下，一个事务的生存周期可能很长，并且是异步 的，如何保证事务的一致性。微软提出了补偿事务( c o m p e n s a t i o n t r a n s a c t i o n ) 模式来保证分布式事务处理。 ( 4 ) 可管理性问题：在s o a 中，系统是高度分散的，通过什么机制来管理 这样的系统，如何协调不同的w e bs e r v i c e 。 ( 5 ) 汁费问题：包括如何限定用户访问w e bs e r v i c e 的时长，如何计费等。 ( 6 ) 测试问题：一个s o a 应用是由许多分布在不同地域的w e bs e r v i c e 组成的动态系统，如何测试和保证系统的响应等都是需要解决的问题。 除去这些技术方面的不足之处，w e bs e r v i c e 一个不容忽视的弱点在于其静 态性，一个企业发布服务之后，只是被动地等待用户的使用，同时w s d l 虽然 提供了一套服务描述机制，但其对语义的支持不够，u d d i 作为服务信息中心， 对服务信息的管理能力仍有欠缺。因此，在未来汽车生活服务中，使用w e b s e r v i c e 构建信息服务平台不是一个好的选择。 2 3 本章小结 本章分析了i n t e m e t 市场中服务的特点，介绍了w e bs e r v i c e 这种厂受关 注的网络技术的定义，特点和技术基础，分析了w 曲s e r v i c e 的不足之处。这 些不足之处难是我们在c s p 中要重点研究力图解决的。 r 海火学坝i j 学位论文 第三章“对称主动服务模型”与c s p 本章首先介绍对称主动服务模型，再描述了c s p 的总体构架，最后介绍的 是充当信息服务中心的c l u b s i t e ，重点介绍了c s p 中各个s i t e 的功能利结构。 3 1 对称主动服务模型 传统的i n t e m e t 市场中【2 ，提供服务的节点只是被动地等待服务请求的到 来，随着服务市场竞争的同益加剧，这种服务方式已经不能满足用户的需求。 而另一方面，处于同一网络系统上的节点之问的服务被服务关系是相对而言 的，节点在这种关系中担当的角色是动态变化的，即某节点既可以成为服务提 供者，也可以成为服务使用者。通过对服务市场发展趋势的分析，在c s p 项目 的仞期，我们便确定了将“动态变化”和“主动提供”作为服务系统的主要目 标，这也是未来信息服务系统的两个关键需求。我们提出的“对称主动服务模 型”解决了服务需求的潜在发现和服务的主动推销，从而使得c s p 中的服务 具有“动态性”、“主动性”和“对称性”三大区剐于传统网络服务的特征。 3 1 1 服务的动态性、主动性和对称性 服务的动态性 如果系统设计时就确定由某些节点向另一些节点提供预定的服务，那么提 供者和请求者之间形成了一种静态关系；如果并不事先确定由谁提供服务，或 者并不预先规定提供什么服务，那么提供者和请求者之矧形成了一1 种动念关系 ( 见图3 2 ) 。相对于静态关系，现实世界更普遍存在的是动态关系，企业之闷 如此，企业和个人之间、甚至个人之间也同样如此。当这些企业和个人成为同 一网络系统上的多个节点时，必然会提出支持提供者和请求者具有动态关系的 需求。支持静态关系的系统比较容易设计，而支持动态关系的系统的设计要困 难得多，至少要考虑服务和服务提供者的动态增加、删除、查找和绑定等问题。 图3 1 表示出了静态服务与动念服务的区别。 讯人学顺卜学位论义 服务的主动性 现有服务系统中一般的做法是：服务提供者公布服务目录和请求方式然 后等待服务对象提出服务请求。图3 2 的( a ) 中用编号表示出了服务对象获得 服务的步骤，对服务提供者来说，这是一种被动行为，本文称之为被动服务。 相对地，如果服务提供者能够找到服务对象并向其提供服务，那么可称为是主 动服务。图3 2 的( b ) 中用编号表示出了服务提供者主动向服务对象提供服务 的步骤。被动服务中，服务对象查找( 见图3 2 中的( a ) ) 的是合适的服务：主 动服务中，服务提供者查找( 见图3 2 中的( b ) ) 的是可能的服务对象。 ：d： 二；一：、 一二：4 j 一 ( a ) 静态服务关系 ( b ) 动态服务关系 圈3 1 静态服务和动态服务 原有的服务 动态加入的服务 ( a ) a 被动地为b 服务( b ) a 主动向b - 提供服务 幽3 2 被动服务和土动服务 服务的对称性 在特定的两个节点之间，如果固定地由一个节点向另一个节点提供服务， 那么称之为单向服务关系；如果两个节点都能够向对方提供服务( 不管是否同 时) ，那么称之为双向服务关系。能够动态并双向提供服务的关系称为对称服务 关系。 海人学顺卜学位论文 卜原有的服务- 动态加入的服务 臣 _ ( a ) 单向服务 臣 每 ( b ) 般向服务 图3 3 对称服务关系 3 1 2 对称主动服务模型的定义和特征 疆 ( c ) 对称服务 能够描述对称和主动服务的模型称为对称主动服务模型。对称主动服务模 型具有如下特征： 允许服务提供者和服务对象的身份动态地变化； 允许动态地添加和改变服务： 服务对象能够主动寻找服务提供者，而且服务提供者也能够主动发现需 要服务的服务对象。 在服务系统中引入对称主动服务模型，有利于更好地吸引服务对象和服务 提供者，从而增强和拓展系统的效能和规模，使系统的发展形成良性循环。 为了实现对称主动服务模型的这三个特征，我们引入了服务港在需求的发 现和服务的主动推销这两种新的服务思想。服务潜在需求的发现指的是服务提 供者( s e r v i c ep r o v i d e r ) 主动发现需要服务的服务对象( s e r v e do b j e c t ) ，该过 程不仅指主动查找潜在服务使用者，而且包含了服务提供者主动分析出服务列 象的潜在需求。而另一方面，服务提供者希望尽量多的服务对象接受自己提供 的服务。其采用的主要措施之一是推销。在服务系统中，所谓主动推销，包括 扩充和组织服务描述内容，广泛掌握服务对象信息、主动采用有效的推销方式， 以及主动收集推销实例等方面。 3 1 3 对称主动服务模型中建立服务库的必要性 对称主动服务模型只是从服务提供者和服务请求者问的关系这个角度来阐 述，而作为一个完整高效率的服务系统，还需要存在一个服务信息提供方作为 ，海大学f i ! i ! l 学位论文 第三方，为服务提供者和服务请求者提供中介服务。因此，在c s p 项目中，我 们建立了个信息服务平台( 该平台也被称为c s p ) ，在该平台中有专门机构担 当这种中介，我们称之为服务库。 建立服务库的目的之一是要为实现服务潜在需求的发现和服务的主动推销 提供必要的支持。因为在无论是服务潜在需求的发现，还是服务的主动推销， 都需要c s p 平台提供一系列明确表示的服务属性，包括：服务的服务领域、服 务的适用对象、服务的有效期等，这就需要我们建立一套高效的服务描述方式， 从语义上描述具体的服务。另一方面，服务潜在需求的发现和服务主动推销的 目的是提高用户获取和使用服务的成功率，但大量的服务由于各自的提供者和 发向者不同，服务描述在结构上和语义上存在的冲突在所难免。如果在服务推 销之前不进行必要的冲突处理，必然会影响用户获取和使用服务的成功率。凼 此，在c s p 中的服务库除了担当服务信息提供方之外，还必须具有对大量服务 信息进行管理的能力。因此，可以毫不夸张地说，一个高效、灵活、通用性和 丌放性强的服务库是对称主动服务模型设计和实现的关键。 在第四章中，将会详细介绍该服务信息管理机构的构建细节，在那之前， 让我们先来看一下c s p 这个信息服务平台的结构和服务库在整个服务流程中的 作用。 3 2c s p 总体结构 3 2 1u s e r s i t e 与c l u b s i t e c s p 这个信息服务平台中存在着大量的节点，每一个节点就是一个功能节 点，提供了用户与c s p 进行交互的接口。这些节点按其在服务流程中作用的不 同被分为两类： ( 1 ) u s e r s i t e f u s l u s e r s i t e 既是服务提供者又是服务使用者的节点，它的主要功能包括： 发布撤消服务：用户在提供服务之前需要把服务注册到c l u b s i t e ，电町 l 坶大学坝j j 学位论文 以把已经发布的服务撒消： 提供服务：能完成新服务的包装和发布，并能响应其他u s e r s i t e 发i 出的 服务请求； 请求服务：能从c l u b s i t e 得到服务描述信息，并发出服务使用请求。 图3 4 表示出了一个u s 的结构： 幽3 4u s e r s i t e 结构示意幽 ( 2 ) c l u b s i t e ( c s ) c s p 中的c l u b s i t e 最重要的功能是作为管理服务信息，在服务提供者和服 务使用者之间起中介作用。僵c l u b s i t e 的功能并不仅限于此，归纳起来，c s 的 功能包括如下几点： 服务信息管理：服务信息的收集、处理、更新等，这也是c i u b s i t e 叫j 务库的主要作用： 用户管理：用户的注册、登录、注销等： u s 管理：u s 的注册、发现，多u s 的协作等。 由于本文的重点在于介绍服务库的设计与实现，对用户管理和u s 管理就 不多介绍了。 图3 5 表示出了一个c l u b s i t e 的结构。 海人学坝l 学位论文 3 2 2c s p 网络拓扑结构 图3 5c l u b s i t e 结构示意剀 c s p 中全部节点处于物理上连通的网络系统中，在条件具备时，允许任意 两个节点( 不论是c l u b s i t e 还是u s e r s i t e ) 之间直接通信。但一般情况下，若 干个u s e r s i t e 以一个c l u b s i t e 为中心，构成一个局部网络，其中，c l u b s i t e 与 u s e r s i t e 之间的通信采用的是c s 形式，而u s e r s i t e 与u s e r s i t e 之间的通信则采 用p 2 p 通信的方式。p 2 p 就是点对点的通信方式，u s e r s i t e 之间的通信采用这 种方式口 以实现服务提供者和服务使用者的身份动态地变化，也可以实现动态 地添加和改变服务。不同的c l u b s i t e 之间的通信也采用p 2 p 通信。c s p 网络的 整体结构可以用3 6 表示。 p 海人学坝l 学位论文 3 3 本章小结 通过上文的介绍，我们知道，在c s p 中，c l u b s i t e 担当着服务信息中心的 角色，它将特定应用域的众多服务集成在一起，组成方便、高效的孥用服务系 统。在这个系统中，众多的u s e r s i t e 通过一个c l u b s i t e 组合在一起实现刈称 i 动服务模型。c l u b s i t e 主要功能是为其成员提供服务信息的服务。“服务信息f | j 服务”这个短语中，前面的服务是指广义的服务，包括汽车交易、车辆维修、h 行规划、车载导航、紧急求援、旅游联络、信息查询、车上订购、车内娱乐， 等等；后面的服务专指信息服务。为实现服务信息中心的功能，在c l u b s i t e 中 设置了一个高效灵活、开放性强的服务库，对大量的服务信息进行管理，其卜 要功能包括服务注册、服务分类、服务集成、服务管理等。在第四章中，我们 将详细讨论服务库的构建细节。 l 海火学坝l 学位论文 第四章对称主动服务模型中服务库的构建 对称主动服务模型的实现需要一个高效的服务库支持，该服务库必须完成 服务信息注册，服务分类，服务集成以及服务管理等多项功能。本章将对c s p 中位于c l u b s i t e 上的服务库构建细节作详细描述。 4 1 服务库的整体结构和主要功能模块 一个典型的服务库由用户接口、身份认证模块、访问控制模块、服务注) ：| j j 模块、服务查询继承模块、服务管理模块、服务信息数据库、领域本体数掘库 组成，整体结构如下： 图4 1 ：服务库结构 下面我们对该服务库中各个功能模块的具体功能进行简要介绍： 用户接口：提供一个图形用户界面。对于服务提供者和服务使用者，根 据它们在一个服务流程中担当的角色和信用等级的不同，提供的界面会有所f 叉 卜海人学f m ! | ：学位论文 别。 身份认证模块：身份认证主要用于验证某用户的合法身份。 访问控制模块：访问控制的目的是保证服务库中服务信息数据库的安全 性。动念性、群体性和对称性是对称主动服务模型的主要特点，这也决定了c s p 中访问控制的复杂性。这里使用的访问控制策略应该在满足以下两个特殊要求： 支持用户身份的动态改变： 提供对访问客体细粒度的访问权限授权。 基于角色的访问控制( r b a c ) 是一种流行的访问控制策略o 5 1 ，为了在服 务库中运用i 亥策略，必须解决诸如子角色的私有权限n 权限信息的共享7 i 、 r b a c 信息的存放与管理等问题。 服务注册模块：该模块由三个子模