（计算机软件与理论专业论文）信息网格中基于服务的副本管理机制研究.pdf

摘要 随着信息技术的发展，信息网格已经成为计算机科学与技术研究的重要领 域。为了在异构、分布式环境中实现信息共享，使用基于s o a 的思想和w e b s c r v i c e s 技术来构建信息网格已经成为一种趋势那些最受消费者关注的信息， 往往由于大量用户的集中访问而给信息提供者结点造成很大负担，同时也会引起 网络拥塞，严重影响到信息网格的质量。通过创建同一信息的多个副本，有助于 改善整个系统的负载平衡，提高系统的可靠性。为了在信息网格中实现副本的动 态管理我们提出了一种信息网格中基于服务的副本管理机制( r e p l i c a m a n a g e m e n tm e c h a n i s mb a s e d o ns e r v i c e s ；r m m b s ) 。 在r m m b s 中，副本管理分为四个模块：副本创建模块、副本定位模块、副 本选择模块和副本注销模块，每个模块都采用服务的方式实现。本文介绍了四个 模块的实现过程中所使用的关键技术，其中最重要的是两级注册。两级注册就是 副本在创建时将副本的本地标识到物理地址的映射注册到副本宿主结点的注册 表中，将副本的访问参数注册到其源信息宿主结点的注册表中。通过两级注册使 副本的管理更加灵活，也使副本的定位更加简单。论文的最后介绍了一个基于该 机制的副本管理系统的设计与实现，证明该机制是可行的。 关键字： 信息网格副本管理w e b 服务两级注册x m l h a b s t r a c t t o d a y , i n f o r m a t i o ng r i dh a sb e e nas i g n i f i c a n tf i e l di nt h ec o m p u t e rs c i e n c ea n d t e c h n o l o g y w eu s u a l l yc o n s t r u c ti n f o r m a t i o n 鲥du s i n gt h ei d e ao fs o aa n dt h e t e c h n o l o g ya b o u tw e bs e r v i c e si nh e t e r o g e n e o u sa n dd i s t r i b u t e de n v i r o n m e n t b e c a u s es o m ei n f o r m a t i o ni sc o n c e r n e da n d i n t e n s i v e l ya c c e s s e db yal a r g en u m b e ro f c o n s u m e r s , i n f o r m a t i o np r o v i d e rn o d e sh a v et ot a k eh e a v yb u r d e n t h i sc a u s e s n e t w o r kj a ma n da f f e c t st h eq u a l i t yo ft h ew h o l eg r i d t h r o u g hc r e a t i n gm u l t i p l e r e p l i c a sf o ras p e c i f i ci n f o r m a t i o n w e 伽i m p r o v et h eb a l a n c ea n dr e l i a b i l i t yo ft h e w h o l es y s t e m ho r d e rt o m a n a g er e p l i c a sd y n a m i c a l l y , w es u g g e s tar e p l i c a m a n a g e m e n tm e c h a n i s mb a s e do rs e r v i c e s r m m b si n c l u d e sr e p l i c ac r e a t i o n , r e p l i c al o c a t i o n ，r e p l i c as e l e c t i o na n dr e p l i c a d e l c t i o na n de a c hm o d u l ei si m p l e m e n t e db a s e do ns e r v i c e s t h i st h e s i si n t r o d u c e s k e yt e c h n i q u e su s e di nt h e s em o d u l e sa n dt h em o s ti m p o r t a n tt e c h n i q u e so ft h e mi s t w o l e v e lm g i s 姆t w o - l e v e lr e g i s t r yc a nb ed i v i d e di n t ot w os t e p s f i r s t , r e g i s t e r s l o c a li da n dp h y s i c a ll o c a t i o no ft h er e p l i c at ol o c a lr e g i s t r y s e c o n d ，r e g i s t e r s i n f o r m a t i o na b o u tt h er e p l i c at o r e g i s t r yo fi t sc o r r e s p o n d i n gs o u r c en o d e t h e t w o - l e v e lr e g i s t r ym a k e st h em a n a g e m e n to fr e p l i c a sm u c hs i m p l e r f i n a l l y , w e d e s c n b et h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no fas y s t e mb a s e do nt h er m m b s t h et e s t d o n eb yo u rr e s e a r c ht e a mh a sp r o v e dt h ef e a s i b i l i t yo ft h er m m b s k e yw o r d s ： i n f o r m a t i o ng r i d ；r e p l i c am a n a g e m e n t ；w e bs e r v i c e s ；t w o - l e v e lr e g i s t r y ；x m l ； i i i 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个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的地方 外，论文中不包括其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为 获得西北师范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。 签名：鱼型型日期：业少 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西北师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留送交论文的复印件，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，可以采用影印、缩印或其他复制手段保 存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 日期：唧j ，洳 1 1 选题背景和意义 第一章绪论 网格是构造在互联网上的一组新兴技术，它将高速互联弼、高性能计算枧、 大型数据库、传感器、远程设备等融为一体，为科技人员和普通百姓提供更多 的资源、功能和交互性1 1 2 1 。与我们熟知的因特网相比较，网格实际上是继承传 统因特网和w e b 之后的第三代因特网【3 】。简单地讲，传统因特网实现了计算机 硬件的连通，w e b 实现了网页的连通，而网格试图实现互联网上所有资源的全 面连通，包括计算资源、存储资源、通信资源、软件资源、信息资源、知识资 源等。信息网格就是要最大限度地消除信息孤岛。实现信息资源的全面共享。 面向服务的体系结构s o a l 4 j ( s e r v i c eo r i e n t e d a r c h i t e c t u r e ) ，以服务为基础 的设计思想得到了业界的广泛关注 5 1 。服务是具有一定功能的抽象实体，通过 系统定义的访问机制为外界提供功能服务。目前业界最为广泛接受的s o a 技术 就是w e b 服务( w e b s e r v i c e s ) 1 6 】。w e b 服务由四部分组成n 表示数据( x m l ) 、 交换消息( s o a p ) 、服务描述( w s d l ) 、服务发现与发布( u d d i ) 。w e b 服 务提供了服务的动态发现和组织功能，并具有大量相关的开发工具。w e b 服务 与新出现的高级开放标准、服务和工具兼容，并具有广泛的工商业支持。使用 基于w e b 服务的s o a 方式开发信息网格已经成为一种趋势。 w e b 服务的核心是三个角色和三个操作，三个角色分别为【8 j ：服务提供者、 服务消费者和u d d i ，三个操作分别为：服务发布、服务发现和服务调用。在信 息网格中三个角色转化为：信息提供者、信息消费者和信息注册中心；三个操作 分别转化为信息发布、信息发现和信息访问。 随着信息技术的发展，信息网格技术已经成为了计算机科学技术研究的重 要领域。信息网格技术为信息消费者提供了广域范围内的信息共享。但是那些 最受消费者欢迎的信息往往由于大量消费者的集中访问而给信息提供者结点造 成很大负担，同时也会引起网络拥塞，这将严重影响信息网格的质量。通过创 建同一信息的多个副本有助于改善整个系统的负载平衡并提高系统的可靠性。 西北师范大学硕士学位论文第一章绪论 因此，结合s o a 思想，采用w e bs e r v i c e s 技术研究基于服务的副本管理机 制有重要意义。 1 2 国内外研究现状 现有的副本管理模型可以分为两种：集中式副本管理模型1 9 l 和分布式副本管 理模型f l 哪。 集中式副本管理模型如下图所示： 翻1 1 集中式副本管理模型 在集中式副本管理模型中，系统有全局的副本管理服务( r m s ) ，它负责管 理系统中的所有副本，为用户结点的副本请求定位、选择副本，并将用户请求 转发给副本结点。随着应用规模的增大，集中式副本管理服务将会成为系统性 能的瓶颈【1 。 分布式副本管理模型如下图所示： 图1 2 分布式副本管理模型 在分布式副本管理模型中，系统中没有全局副本管理服务，副本管理功能 2 西北师范大学硕士学位论文 第一章绪论 由驻留在用户结点和副本结点的副本管理服务协调实现。分布式副本管理模型 虽然不存在集中式副本管理模型中的瓶颈问题，但是各副本管理服务之间需要 协调，管理的难度和复杂度较大，而且每个副本管理服务都需要对可能用到的 副本管理信息进行维护，管理的通信和信息存储开销较大【1 1 l 。由于集中式副本 管理和分布式副本管理在信息网格系统中的应用都存在不足，需要一个新的副 本管理模型，以便实现对信息网格系统中副本的有效管理。 1 3 课题内容及本人工作 本文在深入研究当前信息网格中的副本管理机制、w e b 服务相关协议和技 术的基础上，提出了一种信息网格中基于服务的副本管理机制( r e p l i c a m a n a g e m e n tm e c h a n i s mb a s e do ns e r v i c e s ：r m m b s ) 。 在r m m b s 中，副本管理分为四个模块：副本创建模块、副本定位模块、副 本选择模块和副本注销模块，每个模块都采用服务的方式来实现。本文介绍了四 个模块的实现过程中所使用的关键技术，其中最重要的是两级注册。两级注册就 是副本在创建时将副本的本地标识与物理地址的映射注册到副本宿主结点的注 册表中，将副本的访问参数注册到其源信息宿主结点的注册表中。通过两级注册 使副本的管理更加灵活，也使副本的定位更加简单。文章的最后介绍了一个基于 服务的副本管理系统的设计与实现，证明我们提出的副本管理机制是现实可行 的 1 4 论文组织 论文共由五章组成，各章节的主要内容为： 第一章绪论 本文的选题背景和意义，介绍目前国内外信息网格副本管理机制的发展和研 究状况，以及本人在课题中的研究工作和论文内容的组织。 第二章w e b j 艮务( w e bs e r v i c e s ) 简介 本章首先从w c b 服务的概念、模型、构件、相关协议、特点、应用领域等方 面比较详细的介绍了w e b 服务，接着介绍了一种w e b 服务的开发工具a x i s ，并通 过一个使用a x i s 开发w e b 服务的实例，指出了使用a x i s 开发w e b 服务的方法，最 后给出了使用w e b 服务开发信息网格的方法。 3 西北师范丈学硕士学位论文第一章绪论 第三章基于服务的副本管理核心思想 本章提出一种适合信息网格应用的副本管理机制基于服务的副本管理 机制( r e p l i c am a n a g e m e n tm e c h a n i s mb a s e d o i ls e r v i c e s ；r m m b s ) 。首先介绍了 该机制的总体模型，副本的访问参数由副本对应的源信息宿主结点统一管理，副 本分布式管理。还简要介绍了副本管理的四个模块：副本创建模块、副本定位模 块、副本选择模块和副本注销模块，及它们所要实现的功能和在该机制中实现它 们所涉及到的服务。 第四章基于服务的副本管理关键技术 本章详细介绍了基于服务的副本管理机制中副本的创建、定位、选择、注 销四个模块实现过程中所用到的关键技术，包括基于两级注册的副本创建机制 等。 第五章基于服务的副本管理系统的设计与实现 本章设计并实现了一个基于服务的副本管理系统，给出了系统实现过程中 的关键部分的核心代码，展示了副本从创建到注销的全过程，最后分析了系统 的特点。 第六章 本章对论文做了总结，并指出有待进一步研究的内容。 4 第二章w e b 服务( w e bs e r v i c e s ) 简介 2 1 w e b 服务的概念 w e b 服务描述了一组操作接口，这些接口可以在网络上通过标准化的x m l 消息 访问，能够通过调用某个w e b 服务的接e l 来将其功能集成到自己的应用程序中去 从深层次上看，w e b 服务是一种新的w e b 应用程序分支，它们是自包含、自描述、 模块化的应用，可以在w e b 中被描述、发布、查找以及被调用【1 2 1 。 第一，w e b 服务是可重用的软件模块，是对软件开发过程中面向对象设计的 发展和升华。 第二，这些软件模块是松散耦合的。传统的应用软件设计模式都是紧密耦合 的，这种连接形式的复杂性要求开发者必须对连接的两端元素有完全的了解和控 制能力。而松散耦合的系统，协调和配置起来更加的自由和简单。 第三，从语义上看，一个w e b 服务就是一个自包含的“小程序”，完成单个的 任务，它使用其它软件可以理解的方式描述自身，其它软件知道它能做什么，如 何调用它以及返回什么样的结果。 第四，w e b 服务是部署在i n t e r n e t 上的，它使用i f f t p 协议，不需要调整现有 的i n t e r n e t 框架，就可以实现跨越防火墙的通信。 2 2 w e b 服务模型 w e b 服务的标准实现模型是：服务提供者拥有一个可以通过网络访问的软件 模块( 即w e b 服务的实现) ，它为这个模块定义服务说明，并将此说明发布到信息 注册中心。服务消费者查找信息注册中心得到服务描述，利用服务描述中的信息 与服务的提供者实现绑定，与w e b 服务交互，调用服务。在w e b 服务体系中，所有 的应用实体都被抽象成服务，其中包括三种角色、三个操作和两种构件。w e b 服 务的体系结构如图2 1 所示1 8 j ： 5 西北师范大学硕士学位论文第二章w e b 服务( w e bs e r v i c e s ) 简介 2 3 w e b 服务中的角色 从图2 1 中可以看到，实现一个w e b j i 务，涉及到三个角色： 图2 1w e b 服务结构示意图 l 、服务提供者：提供服务功能的一方。从商业的角度来看，它是开发服务 的商业实体：从构架看，他是托管访问服务的平台，也可以说是服务的运行环境。 2 、服务消费者：要求满足特定功能的一方。从体系结构的角度看，这是寻 找并调用服务的应用程序。服务消费者可以是浏览器，也可以是应用程序。 3 、信息注册中心：可搜索的服务描述信息注册中心，服务提供者在此发布 它们的服务描述。对于静态的服务使用者，信息注册中心是结构中的可选角色， 因为服务提供者可以把描述信息直接发送给服务消费者，或者服务消费者可以从 信息注册中心以外的其它来源得到服务描述。 2 4 w e b 服务中的操作 l 、发布：为了使服务可以被访问，服务提供者需要发布服务描述以使服务 消费者可以查找到这个服务。 2 、发现：在发现过程中，服务消费者有时可以直接得到服务的描述，也可 以通过在信息注册中心查询来得到服务的描述。 3 、绑定：在绑定操作中服务消费者利用服务描述中的绑定细节来定位、联 系和调用服务，从而在运行时调用或启动与服务的交互。 6 西北师范丈学硕士学位论文第二章w e b 服务( w e bs e r v i c e s ) 简介 2 5 w e b 服务的构件 1 、服务：w e b 服务是由服务描述定义的接口，这个接口的实现就是服务本身。 服务被服务提供者部署在可以通过网络访问的各种平台上，服务的消费者可以调 用它。当服务的实现过程中用到了其它的服务时，它自身也是服务的消费者。 2 、服务描述：包含服务的实现细节，如数据类型、操作、传输协议、访问 入口等，为了协助服务消费者发现和使用服务，服务描述也可能包含其它元数据 信息。服务提供者可以将服务描述直接发送给服务消费者，也可以发送到信息注 册中心。 2 6 w e b 服务的相关协议 2 6 1 x m l 可扩展标记语言( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ；x m l ) 由s g m l 发展而来， 现已成为一种人们广泛接受的用于描述数据和创建标记语言的标准【1 3 l 。】( i l 的应 用范围从早先的w e b 信息描述，发展到后来数据交换的开放标准，乃至目前的服 务集成和服务交互的开发技术，x g l 已经成为开放环境下描述数据、描述信息的 标准技术。在w e b 服务时代，全部的规范、技术同样都是以x m l 为底层核心和架 构基础。在w e b 服务体系中，无论是调用( s o a p 技术) 、描述( w s d l 技术) 、 还是发现( u d d i 技术) ，都是使用x m l f l ；为最底层的标准。 x m 陇开始设计时的主要目的是用来弥补h 聊l 在h l t c m e t 上描述数据的不 足。h t m i 弄口x m l 都是从s g m 嵫化而来的，这三种标注语言的相互关系可以描 述为：x m l 是s g m l 的一个子集，m m l 是s g m l 的一个具体应用实例，h t m l 也 是x m l 的一个应用实例。x m l 和h t m l 有以下本质区别： 1 、h t m l ：是面向表示的，而x m l 是面向内容的。h t m l 只能反映一部分结 构信息，并且这些结构信息是脱离内容的；而x m l 文档更多地反映了文档的内 容和逻辑结构信息。 2 、h t m l 的标注是有限的，x m l 的标注是可扩展的。用h t m i 有限的标注 不可能表示复杂的内容，而在x m l 中，用户可以自由地定义标注来表示自己想 要的结构和内容。 3 、h t m l 文档不能提供关于整个文档内容、结构的信息，除非扫描整个文 7 西北师范大学硕士学位论文第二章w e b 服务( w e bs e r v i c e s ) 简介 档，而x m l 3 档可以通过d t d 或者x m l s c h e m a 来说明文档的限制结构。 4 、h t m i 措重描述w c b 页面的显示格式，而x m 晡重描述数据的内容及其 结构，更深层次地看，它描述的是i n t e m e t 上共享交换的数据。 总体来说，x m l 比h t m l 提供了更多的对于内容和结构的说明及限制机制， 它使用一个简单而又灵活的标准格式，为基于w e b 的应用提供了一个描述和交换 数据的有效手段t 1 4 1 ，其主要特点如下： l 、自描述性 这个特性使差异性可以存在，使计算机可以理解数据的含义。 2 、可扩展性 x m l 文档可以自定义标签，来达到结构上的扩展。 3 、可校验性 x m l 文档通过d t d 或者x m ls c h e m a 来校验文档格式是否符合规定。 4 、层次结构 x m l 3 档保证了信息的层次性。例如一个商品可以有商品产地、商品代码 和价格。而价格又可以包括基本价格、商品税和运输费等。 5 、丰富的链接定义 对应于h t m i 弹- - 的单向单通道链接，x m l 提供各种不同的链接，如一对多、 多对一和双向链接。 6 、丰富的样式表 x m l 把数据内容和其表现形式分开，用户可以定义不同的个人样式来显示 相同的x m l 数据。 2 6 2 s o a p 1 、s o a p 的定义 简单对象访问协议( s i m p l eo b j e c ta c c e s sp r o t o c o l ，s o a p ) 是一种结点问交 换数据的协议f u ，6 1 。它的目的是使分布于网上的各个系统之间能够进行数据传 输。当一个应用程序与一个w e b 服务进行通信的时候，s o a p 消息是这两个系统 之间交换数据的最常用方式。一个发送给、b 服务的s o a p 消息会调用此服务所 提供的一个方法，然后w e b 服务使用s o a p 消息中所包含的信息执行其功能，如 果消费者要求返回结果，w e b 服务还会通过另一个s o a p 消息返回结果。 借助x m l 和s o a p ，集成和交互的问题将从层次上被简化。x m l 提供了跨平 8 西北师范大学硕士学位论文第二章w e b 服务( w e bs e r v i c e s ) 简介 台的数据编码和组织方法，而s o a p 建立在x m t 之_ 上，定义了一种跨系统跨平台 信息交互的简单包装方法。 2 、s o a | 规范 s o a p 规范主要由以下三部分组成【1 7 1 ： ( 1 ) s o 越 信封( e n v e l o p e ) 它定义了一个整体的s o a p 消息表示框架，可 用于表示消息中的内容是什么，是谁发送的，谁应当接受并处理它，以及这些处 理操作是可选的还是必选的等。 ( 2 ) s o a p 编码规则( e n c o d i n gr u l e s ) 定义了数据的编码机制，通过这样一 个编码机制来定义应用程序中需要使用的数据类型，并可用于交换由这些应用程 序定义的数据类型所衍生的实例。 ( 3 ) s o a p r p c 表示( r p cr e p r e s e n t a t i o n ) 定义了一个用于表示远程过程调 用和响应的约定，例如怎样使h n p 或s m t p 协议与s o a p 绑定，如何传输过程调 用，在具体传输协议的哪个部分传输过程响应。 这三部分在功能上是彼此独立且正交的。特别的，信封和编码规则是被定义 在不同的x m i _ 命名空间中，这样有利于通过模块化获得定义和实现的简明性。 3 、s o a p 消息结构 s o a # s j 消息由信封( e n v e l o p e ) 、标题( h e a d e r ) 和主体( b o d y ) 组成， 如图2 2 。 ( 1 ) s o a p 信封( s o a pe n v e l o p e ) s o a p 信封是表示消息的s o a px m l 文 档中的顶元素。s o a p 信封的元素名称必须是e n v e l o p e 。 ( 2 ) s o a p 标题( s o a ph e a d e r ) s o a p 信封包含零个或一个标题。s o a p 标 题的元素名称必须是h e a d e r ，h e a d e r 元素为s o a p 信封元素的第一个直接子元素。 ( 3 ) s o a p 主体( s o a pb o d y ) s o a p 还必须包括一个主体。主体包括消息 的有效负载及寄送给消息接收器的必需的信息，s o a p 主体的元素必须是b o d y 。 圈z 2s o a p 消息结构图 9 西北师范大学硕士学位论文 第二章w e b 服务( w e bs e r v i c e s ) 简介 2 6 3 w s d l w 曲服务描述语言( 、bs t ：r v i c e sd e s c r i p t i o nl a n g u a g e ；w s d l ) 1 1 8 l 提供了 定义抽象服务的能力，并将服务发布到服务代型8 l 。它是这样一种描述语言：定义 了一套基于x m l 朐语法，将w e b 服务描述为能够进行消息交换的服务访问点的集 合，满足了对w e b 服务的调用通信的详细描述需求。w s d l 定义为分布式系统提 供了可供机器识别的s d k 文档，并且可用于描述服务调用过程中所涉及的细节。 1 、w s d l 文档结构 同s o a p 一样，w s d l 也是一种x m l 实例文档。它将w e b 服务描述定义为一 组服务访问点，客户端可以通过这些服务访问点对包含面向文档信息或面向过程 调用的服务进行访问( 类似远程过程调用) 。w s d l 首先对访问的操作和访问时 使用的请求响应消息进行抽象描述，然后将其绑定到具体的传输协议和消息格 式上以最终定义具体部署的服务访问点。相关具体部署的服务访问点，通过组合 就成为抽象的w e b 服务。即w s d l 由两部分组成，第一部分是抽象定义，第二部 分是具体描述。w s d l 文档在w e b 服务的定义中使用下列元素1 1 9 l ： t y p c s 一数据类型定义的容器，它使用某种类型系统( 一般地使用x m l s c h e m a 中的类型系统) 。 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。 o p e r a t i o n 一对服务中所支持的操作的抽象描述，一般单个o 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。 p o n l 卯e 一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。 b i n d i n g _ 带定端口类型的具体协议和数据格式规范的绑定。 p o 一定义为协议数据格式绑定与具体w e b 访问地址组合的单个服务访 问点。 s e r v i o e 一相关服务访问点的集合 其中，t y p e s 、m e s s a g e 和p o r t t y p c = 种结构与具体w e b 服务部署细节无关， 是可复用的描述。到底对象是用哪种语言实现，遵从哪种平台的细节规范，被部 署在哪台机器上则是b i n d i n g , p o r t 和s e r v i c e 三种结构描述的，也就是w e b 服务的 具体描述f 2 0 l 。 1 0 西北师范大学硕士学位论文第二章w e b 服务( w e bs e r v i c e s ) 简介 2 6 4 u d d i 1 、u d d i 简介 x m l 为w e b 服务提供了数据描述能力，s o a p 解决了w e b 服务的传输问题， w s d l 赋予了w e b 服务描述自身的能力，通用描述、发现和集成( u n i v e r s a l d e s c r i p t i o nd i s c o v e r ya n di n t e g r a t i o n ：u d d i ) 【2 1 剀技术的出现和发展让动态集成 成为可能。集中式服务发现机制的典型代表是u d d i 。利用该机制，服务发布者 把服务注册到u d d i 中心，服务消费者到u d d i 中心去找自己需要的服务u d d i 是世界上最大的服务发现中心，目前己经有i b m ，m i a - o s o f t , h p 等公司提供u d d i 韵访问入口u d d i 定义了一种基于x m l 胸格式，服务提供者可以使用这种格式 描述其提供的服务以及相关信息。同时，u d d i 规范还提供了一种可以对网络上 这些描述信息进行注册和查找的标准化的方法。因此，它的主要组成是一个中心 和访问该中心的协议及a p i 2 、u d d i 商务注册 u d d i 的核心部件是商务注册，即一种描述商务实体及其w e b 服务所使用的 x m i ，文件，它所提供的信息由3 个部分组成1 8 l ： ( 1 ) 白页( w h i t ep a g e ) ：内容包括了公司名称、公司联络信息、公司地址、 企业标识等有关企业信息的易读描述。 ( 2 ) 黄页( y e l l o wp a g e ) ：包括基于标准分类法的行业类别、服务和产品索 引、工业代码、地理索引等内容。 ( 3 ) 绿页( g r e e np a g e ) ：包括关于该企业所提供的w e b 服务的技术信息， 其内容形式有电子商务规则、服务描述、应用的调用方法、数据绑定等，其发布 形式可能是一些指向文件或u r l 的指针，而这些文件或u r l 是为服务发现机制服 务的。 3 、u d d i 信息模型 u d d i 注册所使用的核心信息模型是由x m l s c h e m a 所定义的，共定义了四种 主要的信息类型，它们是技术开发人员在需要使用合作伙伴所提供的w e b 服务时 必须了解的基础技术信息。 ( 1 ) 商业实体信息( b u s i n e s s e n t i t y ) ：这可以被看成是一个关于商业机构的 标准描述元数据，作为注册和发现的核心。 ( 2 ) 商业服务信息( b u s i n e s s s e r v i c e ) ：作为“绿页”服务，对w e b 服务进 行商业业务描述，是b u s i n e s s e n t i t y 的子结构，一个b u s i n e s s e n t i t y 可以有多个 西北师范大学硕士学位论文第二章w e b 服务( w e bs e r v i c e s ) 简介 b u s i n e s s s e r v i c e 。 ( 3 ) 技术绑定信息( b i n d i n g t e m p l a t e ) ：对于每一个b u s i n e s s s e r v i c e ，存在 一个或多个技术实现方式，这些方式的技术描述通过b i n d i n g t e m p l a t e 来实现。 ( 4 ) 调用规范( t m o d e l ) ：本身提供一种引用机制，它包括服务名称、发布 服务的组织以及指向有关技术规范的u r l 指针( u d d i 定义了一个利用u r 泖 w e b 服务的框架。使每个企业能够集中地维护自己的调用规范) 。 ( 5 ) 关联声明( p u b l i s h e r a s s e r t a t i o n ) ：用以描述两个商务实体之问的关联 信息。 ( 6 ) 操作信息( o p e r a t i o n a l i n f o ) ：u d d i 数据结构的操作信息，它通过查 询a p i 获得。 4 、u d d i 服务接口 为了支持自动的发布和检索u d d i 定义了程序员a p i 规范，查询a p i 和发布 a p i 是主要部分，前者主要用于访问登记系统并从登记系统读取有关信息，后者 用于应用程序和登记系统之间发布、存储和修改登记信息的互操作。发布a p i 必 须通过授权，每个操作入口站点都负责选择和实现一种与发布a p i 兼容的授权协 议，同时提供新用户的注册，使用查询a p i 功能不需要经过任何授权，二者都使 用基于h t y p 的s o a p 消息机制的协议实现。 2 7 w e b 服务的特点 w e b 服务虽然是一个新的概念，但它的系统架构和实现技术却是完全继承了 已有的技术，同时它也是现有应用面向i n t e r n e t 的一个延伸。w e b 服务作为下一代 分布式系统的核心，具有以下特点。 1 、自描述性如果发布一个新的w e b 服务，应该为该服务提供公共接口。 至少，该服务应该包括可读性的文档，这样其他开发人员可以更方便地集成这个 服务。 2 、互操作性w e b 服务通过s o a p 实现相互之间的访问，任何w e b 服务都 可以与其他w 曲服务进行交互，避免了不同协议之问的相互转换。w e b 服务可以 用任何语言编写，因此开发者不需要更新开发环境就能开发新的w e b 服务，同时 还可以在新的w e b 服务中使用已有的w e b 服务，而不必考虑w e b 服务的实现语言、 运行环境等具体实现细节。例如，用d e l p h i 编写的w e b 服务，也可以调用由v i s u a l c + + 编写的w 曲服务，反之也是一样的。 西北师范大学硕士学位论文第二章w e b 服务( w e bs h v i c e s ) 简介 3 、良好的封装性w 曲服务是部署于网络上的对象，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。至于内部的 实现细节对用户都是透明的。 4 、使用协约的规范性相比一般对象而言，w e b 服务的接口规范更加规 范并且易于机器理解。首先，作为w e b 服务的对象接口所提供的功能应当使用标 准的描述语言来描述( 如w s d l ) ：其次，由标准描述语言描述的服务接口应当 能够被发现，因此这一描述文档需要被存储在私有的或公共的注册库中。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 b 服务 的聚合、跨w c b 服务的事务、工作流等，而这些又都需要服务质量o o s ( q u a l i t yo f s e r v i c e ) 1 2 5 ，矧的保障。另外，对于松散耦合的系统环境安全机制非常重要，因此 需要对授权认证、数据完整性、事物处理的不可抵赖性等用规范方法来描述和交 换，以提高系统环境的安全性。 5 ，松散耦合当一个w e b 服务的实现过程发生变更时，调用者是不会感 到这一点的。对于调用者来说，只要w e b 月i 务的调用接口不变，w e b 服务实现的 任何变更对他们来说都是透明朐，甚至当w e b 服务的实现平台从j 2 e e 迁移到n e t 或者反向迁移时，用户都可以对此一无所知。 6 、高度可集成能力由于w e b 服务采取简单的、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，完全屏蔽了不同软件平台的差异，因此，无论 是c o r b a , d c o m 还是e j b ( e n t e r p r i s ej a v a b e a n s ) ，都可以通过这种标准的协议 进行互操作，实现了在当前环境下最高的可集成性。 7 ，普遍性、c b 服务使用 盯r p 和x m l 进行通信，任何支持这些技术的设 备都可以拥有和访问w 曲服务。w e b 服务不仅在计算机网络上出现，而且将在电 话、汽车、家用电器等设备中出现。现在各主要设备和软件供应商都己宣布支持 s o a p 和周边w 曲服务技术，相信未来w e b 服务将普遍存在于社会生活的各个领 域。 2 8 w e b 服务的应用领域 1 、面向商务的w e b 服务( b u s i n e s s o r i e n t e dw e bs e r v i c e s ) ：该类服务主要针 对面向企业的应用服务，包括企业内部的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 ) 系 统，企业问o q s c m ( s u p p l yc h a i nm a n a g e m e n t ) c r m ( c u s t o mr e l a t i o n s h i p m a n a g e m e n t ) 等等。当企业将这些系统以w 曲服务的形式发布在网络中时，无论 西北师范大学硕士学位论文第二章w e b 服务( w e bs e n , i c e s ) 简介 是企业内部还是企业问的应用集成都将变得更为容易，该领域中w e b 服务也促成 了动态电子商务的形成。 2 ，面向消费者的w e b 服务( c o n s u m e r - o r i e n t e dw e bs e r v i c e s ) ：此类服务针 对的是那些旧网站的改造，为这些面向浏览器的w e b 应用增加w e b 服务的应用界 面。这将使得用户使用i n t e r n e t 更为方便，能够获得更加便捷的服务。比如完全可 以在个人理财桌面系统中集成i n t e r a c 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。 3 、面向设备的w e b 服务( 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体系构 架的前提下，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。这样，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符合标准的支持，从而有了广泛使用的可能。 4 、面向系统的w e b 服务( s y s t e m o r i e n t e dw e bs e r v i c e s ) ：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 r n e t 上，其作用的范围将从单个系统或局部网络扩展到整个i n t e r n e t 环境，譬如跨国企 业的所有在线服务可以使用同一个用于用户权限认证的w e b 服务f 8 l 。 2 9 使用a x i s 实现基于w e b 服务的信息网格 2 9 i a x i s 简介 实现w e b 服务最常用的开源软件是a x i s ( a p a c h ee x t e n s i b l ei n t e r a c t i o n s y s t e m ) ，a x i s 是a p a c h e 组织推出的s o a p 引擎。它还包括：一个独立运行的 s o a p 服务器；一个s e r v l e t 引擎的插件。这个s e r v l e t 引擎可以是t o m c a t ；对 w s d l 的扩展支持；一个将w s d l 的描述生成j 趟，a 类的工具；还有一个监控 t c p i p 包的工具s o a pm o n i t o r 和t c pm o n i t o r p t , 2 s l 。 2 9 2 a x i s 实例 a x i s 提供了两种服务发布方式，一种是即时发布( i n s t a n td e p l o y m e n t ) ， 一种是定制发布( c u s t o md e p l o y m e n t ) 。即时发布的优点是简单，每次添加新 的w e b 服务时，不需要重新启动t o m c a t 服务器，缺点是w e b 服务采用执行时 1 4 西北师范大学硕士学位论文第二章w e b 服务( w e bs e r v i c e s ) 简介 解释机制，每次执行这个w e b 服务，服务器都将重新编译执行这个提供服务的 程序。此外，即时发布技术并不灵活，无法进行更多的服务配置，这使得它并 不能满足一些特定系统的需求。定制发布在每次添加新的w e b 服务时都要重新 启动t o m c a t 服务器，并且不仅要编写部署程序，还需要执行特定的程序来完成 部署，但是它的优点是采用了s e r v l e t 机制，s e r v l e t 机制的最大特点是采用了多 线程机制，当这个服务第一次被调用的时候，即s e r v l e t 首次被装载到服务器环 境时，服务器负责对这个s e r v l e t 进行初始化。初始化后这个s e r v l e t 实例就常 驻在了内存中，在生命周期内保持活跃或持续的状态，在生命周期内这个服务 再被调用的时候，只是从内存中生成一个新的线程i 矧，这样服务调用的速度就 非常快了。这里只介绍定制发布的情况。 l 、服务器端提供服务 清单1 1 服务器端程序 攀l 一。 一。二+ 5 、一。t ” ：p u b l i cc l a s sc a p a c i t y ： p u b l i cd o u b l ec o n v e r t g a l l o n 2 l i t r e ( d o u b l eg a l l o n ) r