（计算机软件与理论专业论文）基于uddi规范的信息交换与共享平台的研究与实现.pdf

摘要 摘要 在当前的电子政务中，各种满足不同需求的分布式应用系统不断涌现，但是这些 应用系统之间的信息共享却没有同步发展，形成了信息孤岛：虽然部分应用提出了相 应的共享需求，但在许多方面尚待改进。基于x m l 、w e b 服务和u 叩i 服务等技术的信 息服务平台能够解决上述的问题，并能在异构数据共享、工作流、联合审批方面提供 关键支持。 u d d i 提供w e b 服务的发布与发现服务，为信息服务平台提供了信息共享的一个 规范，从版本1 o 发展到如今的3 o 版本并在市场上已经有支持不同版本的u d d i 服 务器，这些服务器在兼容相应版本的基础上有各自的特色。但由于u d d i 规范的研究 本身是用于商业目的的，因此主要是以商业实体等元素为核心：而对于整个信息服务 平台，特别是应用于电子政务的信息服务平台上，在元数据模型方面以及安全控制方 面有所欠缺。 本文将重点研究u d d i 及与w e b 服务在信息服务平台上的应用，针对其在电子政 务方面的应用及其不足之处，给出了一个基于u d d i v 3 o 规范的扩充的原型实现。该 研究和原型实现具有以下的创新之处： 增强了u d d i 的元数据模型，使之能够表达更为广泛的语义； 在u d d i 原有的核心数据类型的基础上，结合增强的元数据模型，能够很好 的表达与信息服务平台以及电子政务相关的实体： 增强了u d d i 的安全模型，并设计一套基于角色的权限控制系统来增强用户 控制；原有u d d i 规范只通过用户密码机制来检查有无该用户，而并没有对 用户的权限、角色等进行访问控制。 本文还在该原型实现下，通过项目的实施和测试，对其进行了验证。本文的研究 结果可以作为电子政务和信息交换与资源共享平台的一个基础设施。 关键词：信息服务平台；u d d i ；信息交换；电子政务 a b s t r a c t t h e r ea r ev 撕o u sd i s t r i b u t e d 印p l i c a t i o n sb u r s t i n gi i lt o d a y se - g o v b u tm a n yo ft h e m d on o ts h a r ei 缸b r i n 砒i o nw i t he a c ho t h e rs 0t h a te a c ho n eb e c o m ea ni n f o 衄a t i o ni s l a i l d a l t h o u 曲s o m eo f t h e mh a v ei 耐b m l a t i o n s h a r i n gd e m a n d ，m e r ei sn o ta n yi m p l e m e m a t i o n i n f b r n l a t i o ns e i c ep l a t f b 衄，w h i c hi sb a s e do nt e c h n 0 1 0 9 ys u c ha sx m l ，w e bs e i c e u d d ie t c ，p r o v i d e sm e a n st os o i v et 1 1 ea b o v ep r o b l e m s 趾ds u p p o r t si s o m e r o u sd a t a s h a r i n w o r kn o w a 1 1 dc o o p e 洲o no ne x a m i n a t i o na i l da p p r o v a l t h es e i c ep r o v i d e db yu d d ie n a b l e sp u b l i s h i n ga n dd i s c o v e r i n go fw 曲s e r v i c ea n d t l l es p e c i f i c a t i o no fu d d ip r o v i d e sm e a i l so fi n f o r m a t i o ns h a r i n go ni n f b m l a t i o ns e n ，i c e p l a t f o 1 1 w i m 舭d e v e l o p m e n to fu d d i ( f r o m1 ot o3 0 ) ，t h e r ea r em a n yu d d is e r v e r i m p l e m e n t a t i o i l ss u p p o m n gd i 任b r c mv c r s i o n si nn o w a d a ym a r k e t b e c a u s eo fi t si n i t i a l p u r p o s e ，u d d ic o n c e n t r a t e so nb u s i n c s sr e l a t e di s s u e s f o rt h ei n f b r m a t i o ns e r v i c e p l a t f o m l ，e s p e c i a l l yf o re g o v ，i tl a c i ( si nm e t a - d a t am o d e la i l ds e c u r i t yr e l a t e dm n c t i o n s n l i sm e s i s ，w h i c hf o c u s e so na p p l i c a t i o no fu d d i 锄dw 曲s e r v i c eo nm ei n f o n n a t i o n s e i c ep l a t f o r n l ，w i l lg i v ea ne x t e n d e di r n p l e m e m a t i o nb a s e do nu d d iv 3 o t h er c s c a r c h a 1 1 di m p l e m e m a t i o nh a v e 也ef o l l o w i n gi n n o v a t i v ep o i n t s ： e 1 1 h a f l c e so nm e t a d a t am o d e la n dc a ne x p r e s saw i d e rr 趴g eo fs e m a i l t e m e w e l le x p r c s s e s 廿l ee n t i t i e sr e l a t e dt oi n f o 衄a t i o ns e r v i c ep l a t f o r n la n de g o v ， w h i c hi sb a s eo nc o r ed a t at y p e so ft h eu d d ia n dc o m b i n e dw i t he n h a n c e d m e t a d a t a m o ( 1 e l e n h a n c e su d d is e c 嘶t ym o d e la n dl l s e rc o n t r o lm o d e lb yd e v e l 叩i n gar b a c s y s t e m 1 1 1 eo 蟛n a lu d d ij u s tc h c c k sw h e t i l e rm eu s e re x i s t st h r o u 曲s i m p l e u s e r p a s s w o r d1 0 9 i ca n dh a sn ok 肿w l e d g eo f t h eu s e r sp e m l i s s i o n ，r o l e s ，e t c t h i sm e s i sw i na l s ov e r i 母i t s e l fm r o u g ht h et e s to nt h ei m p l e m e n t i o no ft 1 1 ee n h a n c e d s p e c i 6 c a t i o n t h ep m d u c t i o no fr e s e a r c hm a d eb ym i st h e s i sc a nb eaf a c i l i t yf o re g o v a n di n f - o n n a 6 0 ns e i c ep 1 a t f o n t 】 k e yw o r d s ：i n f o r m a t i o n s e i c ep l a t f o 吼；u d d i ；i n f o n n a t i o ne x c h a n g e ；e g o v i i 华南理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研 究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文 不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。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后果由本人承担。 作者签名：袭雅瘁日期：坷年( 月f 日 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、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的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权华南理工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。 保密口，在一年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密口。 ( 请在以上相应方框内打“”) 作者签 导师签 日期：如矿年月j 日 日期出哕年易月日 词汇表 词汇表 发布和发现：发布是指将自身信息包括实体( 本文中一般指政府部门) 信息、服 务、公文、数据等登记在注册中心上；发现是指对上述登记的信息进行查询和获取。 a h ( a p p l i c 8 t b n p m g r a m m i n g i m e 曲c e ) ；应用编程接口 p u b l i c a t i o a p i ：发布a p i i n q u i r ya p i ：查询a p i 注册：是登记的同义词，在注册中心登记资料的行为 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 i l t e g r 撕o n ，统一描述、发现和集成 u n d i 规范：统一描述、发现和集成规范，如无特殊指明，是指最新的v 3 o 版本 u d d i 服务器：提供u d d i 服务的服务器 s e g e ：s y s t e mo f e g o v e x c h a n g ，电子政务交换系统，是本文的项目背景 s e g e u d d i ：电子政务交换系统中的u d d i 目录服务 s e g e u d d i 服务器：提供s e g e u d d i 服务的服务器 s e g e u d d i 规范：电子政务交换系统中的u d d 【规范，是对u d d i 规范的扩充 u u i d ( u n i v e r s a l l yu n i q u ei d e m i 6 e r ) ：全球唯一标识，以一个1 6 进制字符串表 不 键( k e y ) ：在u d d i 卜的每个实体都有一个唯一的标识用于区别其他实体，该 标识称为键，用u r j 的形式来表示 消费( c o n s u m e ) ：本文是指w 曲服务的消费，即使用w e b 服务 消费方，者( c o n s u m e r ) ：w e b 服务消费者，又被称为服务请求方者 r p c ( r e m o t ep r o c e s sc a l l ) ：远程过程调用 s o a p ( s i m p l e o b j e c t a c c e s s p r o t o c 0 1 ) ：简单对象访问协议 w s d l ( w e bs e r v i c ed e s c r 岫t i o nl a n g u a g e ) ：w 曲服务描述语言 第一章绪论 1 1 国内外现状分析 第一章绪论 随着计算机科学的不断发展，人们越来越认识到信息化的重要性。无论是政府部 门还是企业团体，都致力于高效的“无纸化”办公，于是各种满足不同需求的分布式 应用系统不断涌现。但是这些应用系统之间的信息共享却没有同步发展，形成了信息 孤岛。因此建立一个通用的信息服务平台成为当前信息化的趋向。信息服务平台如图 1 1 所示： 信息支撑服务 安 匝巫习匡巫习臣回匝亟习 全 服 匝受习医亟圃匝耍习匦亟习 务 基础架构平台 面向过程架构 基础组件得架构面向服务架构i 图卜l 信息服务平台体系参考模型示意图 f i g u r e 卜ls k e t c hd i a g r a mo fi n f o r m a t i o ns e r v i c ep l a t f o r ms y s t e mr e f e r e n c em o d e l 本文所讨论的信息服务平台是针对电子政务而言的。 1 1 1 国外政务信息化现状 从文献 1 】可知，信息技术在政府中的应用，早期沿着两个方向发展，即办公自 动化和政府信息系统。随着2o 世纪8o 年代中期“微机加局域网”技术的迅速发展， 办公自动化和政府信息系统的建设逐渐走向一体化。这种应用信息技术对现有的政府 形态和结构进行信息化改造的过程，就是电子政务形成和发展的过程。从国外情况看， 电子政务的发展大致经历了四个阶段：( 1 ) 起步阶段政府信息网上发布；( 2 ) 政府与用户( 企业和居民) 单向互动阶段：政府主动，用户被动；( 3 ) 政府与用户 双向互动阶段；( 4 ) 网上事务处理阶段。网上事务处理的实现，必然导致政府机构 的结构性调整，也必然导致政府运行方式的改变。因此，电子政务不是将现有的政府 电子化，而是要将原有的政务改造为电子政务。只有这种改造实现了，电子政务才真 华南理工大学硕士学位论文 正趋于成熟了。 当前，电子政务在世界范围内的发展主要有两个基本特征，一是以互联网为基础 设施构造和发展电子政务，二是电子政务的内涵更强调政府服务功能的发挥和完善。 同时，电子政务的发展还呈现出一些特点：以用户为中心，引进“客户关系管理”技 术，不断增加服务的广度和深度，建立门户网站成为主要趋势等。 电子政务日益成为全球关注的热点。根据联合国教科文组织20 0o 年对62 个 国家( 39 个发展中国家，23 个发达国家) 所进行的调查，89 的国家都在不同 程度着手推动电子政务的发展，并将其列为国家级的重要事项。事实上，电子政务已 经被所有工业化国家迅速地列入了政治日程。 1 1 2 国内政务信息化现状 从文献 2 可知我国电子政务在总体上还处于发展的初步阶段，在信息化的过程 中存在一些亟待解决的问题，简单的说就是“重网络、轻内容、轻服务”： 存在大量架构各异的系统，重复建设常见 各政府部门通常已经有了许多应用软件系统，但这些系统之间的整合性不够，如 果要放弃这些投入大量资源开发、运行良好的应用软件而重新设计新的软件系统是不 现实的。另外，电子政务不应仅仅能访问本部门的内部资源，还应能与其它部门的系 统进行交互，以提高政务效率。因此，保护现有资源，让新的系统能够和现有的系统 应用交互整合，提高互连互通政务效率，避免资源浪费，实现这些系统之间的整合是 目前电子政务的必走之路。 资源分散，系统的整合性有待提高 除了应用程序需要整合外，各政府部门本身还有其他的资源需要进行整合和共 享，例如公文、数据等，并且这些资源需要在各级政府部门之间进行传输。因此，需 要有一种统一的目录结构以及相关的描述和发现机制，以便各部门能够将自身的资源 以公文或者数据的形式进行发布，同时能够使得其他部门可以查找并获取。 公文共享化程度低 公文流转是政府部门工作流的重要一部分，它涉及信息系统的多个方面，其中在 共享和安全性方面必须取得一个平衡点，使得公文在必要的足够的安全性保障下，系 统能获得最大限度灵活性的共享。这就要求在安全传输、加密、签名等方面有必要保 障的前提下，能够实现部门之间的公文流转。 存在大量的异构数据，难以共享 我国政府的信息化建设已初具规模，已形成了庞大而多级分渠的通信网络。根据 有关资料统计，我国各级党委、政府部门已建立了3 0 0 0 多个大型或超大型数据库。 但一个明显的问题是这些数据分散而且异构，很难在不同的政府部门中进行共享，造 第一苹绪论 成各部门对数据需要重复录入，降低了政府工作效率。因此如何利用好庞大的数据资 源，高效、安全的实现资源共享，有效利用先进的系统整合技术实现电子化办公已是 刻不容缓的问题。 由于不同的政府部门对数据有着不同的存储方案，可能是数据库，也可能是文本 文件；假设各部门都使用数据库进行存储，也会因采用不同的数据库而导致数据的传 输变得很复杂；即使采用同一数据库系统，但由于不同的部门对于数据的侧重点有所 不同，可能采用不同的数据表结构，这样也会导致数据的异构。这就需要引入数据模 板对异构的数据进行转换。而这些数据模板也需要发布以便需求方能够获取并利用它 对数据进行转换。 基于上述问题，并结合对服务发布和资源共享的需求，采用基于w e b 服务与u d d i 的信息服务平台来实现资源共享是一种可行的方案。u d d i 是由微软和i b m 共同发布 的一个开放的、可扩充的规范( 现在的版本为3 0 ) ，但由于u d d i 是提供给一般目的 的商业应用，如果只是照搬u d d i 的规范，要适应上述电子政务的需求并不合适，这 也是当今u d d i 在电子政务上应用存在局限性的一个重要原因。具体来说具有以下不 足之处： 用户系统的不完善。 u d d iv 3 0 规范中只是规定了需要通过验证用户来实现信息的发布，对查询的请 求却没有作安全方面的限制，但电子政务则必须具有特定的安全性要求，因为对政府 部门的任何公文和数据都需要授权访问，u d d iv 3 0 规范中的这部分设计需求并不适 合，因此必须改进用户系统：不仅仅对任何的请求需要进行身份认证，还需要进行权 限检查。 功能单一 由于u d d i v 3 o 规范是用于一般目的的商业应用，因此在功能上只是从一般应用 出发，许多技术细节并没有提供进一步的接口进行操作。比如对于更新目录，则需要 对整个目录包括其下的所有细项进行更新，如果细项数量巨大，那么这个请求就需要 占用更多的资源甚至无法完成。另外对于某些功能需要整合若干个a p i 才能够完成。 结构单一，不灵活 u d d i v 3 0 规范只规定了5 种实体，虽然其中的t m o d e l ( 技术指纹) 实体可以扩 充并可自定义其所代表的意义，但是却不能反映更多的细节。而且，由原有的t m o d e l 来表达元数据模型是远远不足的。 所以，我们需要在u d d i 规范的基础上进行适当的扩展，使之能够满足信息服务 平台所需。 华南理t 大学硕士学位论文 1 1 3 国内应用w e b 服务的电子政务 当前，国内已经出现多种u d d i 在电子政务中的应用，但是这些应用都是局限于 某个领域中，如g e n g r 掣仅局限于水利部门，而且在u d d i 方面只是提供w e b 服务的 发布和发现，并没有对其他数据的整合；或者仅仅用于部门内部的w e b 服务目录架构， 或者只是简单的对原有应用的集成，并没有将公文和数据进行有效的整合以达到部门 之间的共享的目的。而大多数只是提出了一个使用u d d i 的建议，其中具体如何利用 u d d i 却没有具体的规范。 国务院办公厅最近颁布了电子政务信息共享互联互通平台总体框架技术指南 ( 试行) ( 以下简称指南) 。指南对电子政务的现状进行了分析，指出了当前 电子政务信息共享互联互通的主要任务“在网络建设基本完成，应用系统和数据库初 具规模的条件下，以信息共享互联互通平台建设为基础，对不同数据库和应用系统进 行集成和整合，形成基于共享的新的应用体系，提供电子政务信息共享和业务协同的 能力及水平。”这点明了数据库和应用系统的集成是核心所在，“同时，充分利用已有 的信息资源，最大限度地包含政府信息化建设的原有投入，缩短信息化建设周期，避 免重复建设和资源浪费”。 指南提出了若干核心技术，包括：业务流程管理( b u s i n e s sp r o c e s m a n a g e m e n t ) ，应用集成( a p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o n ) 和应用适配器( a d a d t o r ) 以 及x m l 和w e b 服务技术等；提出了“三横两纵”的基础架构，即流程管理系统、应用 集成系统和引用适配器系统的“三横”，以及管理监控系统和安全支撑系统的“两纵”， 并分析了这几个系统的体系结构以及主要功能：在这个基础架构上提出了两种部署模 式和三种平台内部系统应用模式，另外还举出若干典型案例。 指南中提到了应用集成系统的基础服务中应该要“提供u d d i 目录服务，实 现服务的注册、查询、检索等功能”。但是由于指南的重点是从技术角度和应用 层面展开，侧重对技术框架标准和规范的表述，并没有对所涉及的相关技术作深入阐 述，因此，如何在电子政务中实现u d d i 是一个值得研究的问题。 具体到某些应用，尚未能实现指南所提出的要求：虽然使用p o r l e t 和p 。r t a l ， 但仍然停留在建立门户网站的阶段：通过报表的输出来将数据呈现给用户，对异构数 据的整合力度不够，并没有实现异构数据的交换。 1 2 课题背景 本文所基于的课题针对的是信息服务平台中的电子公文和数据交互，而本文的重 点是其中的目录服务。目录服务是在网络环境中，用于定位和标识各种资源并提供搜 索和权限管理功能。我们要实现的信息服务器平台的系统组成如图卜2 所示。 第一章绪论 图1 2 信息服务平台系统组成示意图 f 咖r cl - 2s k e t c hd i a g r 帅o fi n f o r m a i i o s e r v i c ep l a t f o n ns y s l e mc o m p o s i n g 在该平台上，u d d i 目录服务器提供目录服务。延续了u d d i 在w e b 服务中的概念， 提供w e b 服务的发现、发布和统一集成平台，是各部门信息以及服务的注册中心：同 时，对传统的u d d i 服务器进行扩展，提供公文和数据的注册。系统中的各节点( 政 府部门) 通过各自的传输模块直接与u d d i 目录服务器交互，从而发布或者发现相关 的登记信息。这个过程采用s o a p 的打包方式，并结合传输模块和加密模块进行w e b 服务方式的数据交换。 总的来说，u d d i 服务器提供以下几个功能： 华南理_ 大学硕士学位论文 各政府部门基本信息的发布和发现功能 w e b 服务的发布和发现功能 公文的发布和发现功能 数据的发布和发现功能 数据模板的发布和发现功能 这里简单介绍一下模板的概念。由于各部门的数据来源是多方面的，尽管我们这 里只考虑数据库，但各部门仍然可以采用不同的数据库产品，另外其数据表结构也是 多样的，如何在不同部门之间的不同数据库、不同数据表之间传递数据成为系统设计 的一个关键问题，我们便引入了模板这一个概念。 模板是对数据提取、转换的结构化定义，其中包括发送模板和接收模板。发送模 板是发送方根据本地数据库的表结构和某一发送需求而设计的，以便在发送某一类数 据时可以采用该模板提取本地数据库中的这一类数据，并进行发送。接收模板则是接 收方根据发送方的发送模板以及本地数据库的表结构而设计的，以便能够对所接收的 某一类数据进行相应的转换并存入本地数据库。 在数据传输过程中，发送的数据是以文档的形式进行传输的，而该数据文档需要 在u d d i 服务器上进行登记，登记的内容主要有发送方、所在目录、标题、所使用的 模板、模板的版本等进行登记。其中发送方表明该数据文档由哪个部门发出的，比如 税务部；而所在目录指发送方的目录，比如“通知”；标题是指数据文档的标题，起 提示性作用，比如“部分法人数据”；而这里的模板是指发送方的发送模板。 1 3 本文研究内容 基于上述的分析，本文拟在原有项目的基础上实现一个基于信息服务平台的 u 叻i 扩展规范( 以下简称s e g e u o d i 规范) 。 虽然u d d i 舰范开始是由i b m 和m i c r o s o f t 等为主的几个公司开发，但随着u d d i 应用的深入和规范的发展，越来越多的专家和公司加入到新版本规范的制定，这些公 司除了传统的i b m 和m i c r o s d f t 之卦，还有s y s t i n 缸公礼s ”公司等等。 u d d i 可以看作是一个定位w e b 服务的“元服务”，由文献 5 可知u d d iv 3 o 规 范对版本1 0 和2 o 做了如下的改进： 第一个改进是发布者分配键。对于u d d i 注册中心中的每一种实体都有一个在本 注册中心唯一的键。但在以前的版本中，键的分配是由注册中心指定的，所以不可以 在保留键不变的情况下实现实体在不同注册中心之间的复制。在版本3 中改进了键的 生成方式，完全可以实现上述的情况，而且这种复制方式被称为“鲫t i t yp r o m o t i o n ”。 另外，在旧版本中键采用u u i d 形式，而新版本并没有做此限制，而是建议使用一种 类似命名空间形式的可读的有意义的字符串，比如：u d d i ：e x a m d l e c o m ：1 。 第一章绪论 第二个改进是支持数字签名。在新版本中，每一种实体都可以加上数字签名，因 此，查询者就可以对查询进行过滤，能够保证返回的结果是对应发布者所发布的；同 样，发布者能够保证所发布的实体不是他人所发布的。 第三个改进是增加了策略( p o l i c y ) 规范。由于新版本支持多个中心共享，而规 范中的一些条文并不都必须实现的，因此各注册中心在实现上是可以有所不同的。在 这种情况下，定义不同的策略，使得各注册中心可以实现不同的策略，比如在键的生 成、值集( v a l u es e t ) 判定、订阅、用户策略等。 第四个改进是增加了订阅功能。从文献 4 可知，订阅使用户可以通过基于查询 地订阅来同步或者异步地对感兴趣的实体进行追踪，如果对应的查询结果集发生了变 化，那么用户就可以被通知。另外，用户还可以通过订阅来得到关于新的商业实体或 者新的服务的通知，还可以监视已存在的商业实体和服务的编号等。 第五个改进是在一些结构和a p i 上的改进，使得查询更加方便和功能更加强大， 比如可以通过组合查询减少通讯的次数。 但是，u d d i 是在不断的变化和改进当中，而且，在实际的电子政务中运用中， 我们还是发现应该做更进一步的改进。具体来说，u d d iv 3 o 规范中在以下方面存在 需要改进的地方以适应电子公文与数据交换的应用： 第一是元数据的不完善。u d d i 使用t m o d e l ( 技术指纹) 实体来表示元数据。t m o d e l 可以被其他实体进行引用，也可以被其他的t m o d e l 引用( 关于t m o d e l 的详细介绍请 看第二章) 。u d d i 规范中提供了以下几类的t m o d e l ：用于分类系统、标识系统和关系 系统的t m o d e l ：用于标识注册中心a p i 的t m o d e l ；用于标识传输和协议的t m o d e l ； 用于标识查找类别的。但对于电子公文和数据交换系统来说，需要另外定制一些元数 据来表达更为准确的分类和标识信息。比如，公文和数据是电子政务中的两个很重要 的元素，如何在u d d i 中表达这两种元素是一个值得研究的问题，这涉及到要确定应 该通过哪一种实体来表示。但不管采用哪一种实体来表示，对于公文和数据的元数据 必须存在。 第二是基于角色的权限管理系统。u d d i 规范并没有规定每一个具体的注册中心 应当如何实现用户系统，而仅仅是在策略摘要( p o l i c ya b s t r a c t i o n s ) 中，提到关 于用户系统方面策略。从文献 6 町知，是否要实现一个用户系统以及如何实现一个 用户系统，在u d d i 规范中并没有做明确的要求。而对于电子政务来说，用户系统是 必须的，而且要确定一个较为完善的用户系统。 第三是大数据量的问题。在以前的规范当中，如果一个查询a p i 返回的数据量很 大，比如某个b u s i n e s s e n t i t y 拥有成千上百的b u s i n e s s s e r v i c e ，允许具体的实现 自定义一些参数来限制返回的最大数量，并在返回结果( x 札结构) 的根节点中将属 性t r u n c a t e d 设为t r u e 来表明返回的数据已做截取。而3 o 规范则在返回结果当中 增加了一个称为l i s t d e s c r i p t i o n 的结构，用于表明返回的结果是否被截取外、结果 华南理工大学硕士学位论文 集的大小、本次返回的大小以及当前的索引位置。但本人认为这还不足够，因为如果 查询者需要得到所有的结果或者由于结果集太大而造成传输耗时过多，在这两种情况 下，3 o 规范都没有做相关的规定。 本文将会重点解决上述的第一个和第二个问题，即扩充u d d i 规范，设计电子公 文和数据交换所必须的元数据，并弓l 入一个基于角色的权限管理系统；而由于时间关 系，本文不对第三个问题做深入研究。 1 4 本文创新点 本课题所要研究的是电子公文和数据交换平台的统一描述发现和集成规范。该规 范除了能在最大程度下兼容于u d d iv 3 0 规范外，还对u d d iv 3 0 规范进行扩展，使 之能够满足以下的需求： 增强元数据模型，使各政府部门能够发布和发现服务外，也可发布和发现公 文和数据； 提供模扳数据结构以及相应的发布和发现结构，使得各政府部门之间的异构 数据可以通过模板进行转换； 引入基于角色权限控制的用户系统，支持用户认证和权限验证，加强安全性。 1 5 本文组织结构 第一章：绪论 即本章，指出了本文的课题背景为一个信息服务平台的公文与数据交换项目，并 对课题所涉及的国内外现状进行了研究，提出了相关的研究内容和创新点。 第二章：基本理论与相关技术 该章研究本文所涉及的相关技术，如w 曲服务和u d d i 等，并着重剖析u d d i 当前版本的框架、结构以及设计思想。 第三章：s e g e u d d i 规范及其设计 该章在前面对u d d i 规范分析的基础上，指出其应用于信息服务平台上，在元数 据模型和基于角色的权限控制的用户系统方面的不足，着重研究u d d i 扩展规范的设 计。 第四章：s e g e u d d i 规范的原型实现 该章结合课题项目，在第三章的u d d i 扩展规范的研究基础上，给出了在项目中 该u d d i 扩展规范的一个原型实现，包括了服务器端和客户端的实现 第五章：实验验证 该章结合项目的运行和测试数据，对第四章所实现的s e g e u d d i 规范原型进行验 证，通过图文结合的方式给出具有代表性的a p i 调用的完整过程。 笙三主茎查翌笙兰塑茎垫查 一一一 第二章基本理论与相关技术 本文研究的重点是如何在信息服务平台特别是电子公文和数据交换中应用u d d i 技术，而w e b 服务是u 叻i 的基础，因此，w e b 服务和u d d i 的提出以及相关规范的研 究是对u d d i 扩展规范研究的基础。 2 ，l w e b 服务 w e b 服务是描述一些操作( 利用标准化的x m l 消息传递机制可以通过网络访问这 些操作) 的接口。w e b 服务是用标准的、规范的x m l 概念描述的，称为w e b 服务的服 务描述。这一描述囊括了与服务交互所需的全部细节，包括消息格式( 详细描述操作) 、 传输协议和位置。该接口隐藏了实现服务的细节，允许独立于实现服务基于的硬件或 软件平台和编写服务所用的编程语言使用服务。这允许并支持基于w e b 服务的应用程 序成为松散耦合、面向组件和跨技术实现。w e b 服务履行一项特定的任务或一组任务。 w e b 服务可以单独或同其它w e b 服务一起用于实现复杂的聚集或商业交易。 2 1 1 w e b 服务的特点 w e b 服务依赖业界原有的技术，并将这些技术进行整合，从另外一个角度来说， w e b 服务偏重于一种概念或者说一种服务协议，从文献 7 中可知具有以下的几个特 点： 面向服务的架构 在w e b 服务的世界里面，其核心的元素是服务：消费方请求的是服务，提供方提 供的是服务，在注册中心注册的也是服务。w e b 服务所要解决的是如何将各企业自身 所提供的功能以服务的形式发布，使得对应方可以查询并进行消费。 基于x m l 技术 w e b 服务使用x m l 作为其数据表示层。因为w e b 服务提出的初衷就是能够让不同 的企业在不同的平台下可以将其各种形式的服务能够在相互之间能够互相访问，也就 是能够提供一个通用的标准，使得各方能够在不改变其已有的系统而进行相互沟通。 x m l 正是这么一种技术，使用x m l 可以使得w e b 服务能在不同的平台、不同的操作系 统下通过网络传输，具有通用性。 松耦合 w e b 服务的提供方以及w e b 服务的消费方之间是松耦合的，也就是说消费方无需 理会提供方在服务的实现方面的变化，只要根据w e b 服务的协议及其登记的内容即可 进行访问。即使服务的接口变了，消费方也可以自动从注册中心中获知而变得对客户 华南理工大学硕士学位论文 湍透明。 粗粒度 面向对象的技术如j a v a 语言是通过一个个独立的方法来表达相关的功能，这可 以看作是一个个细粒度的服务，而w e b 服务对这些独立方法进行整合，从而提供粗粒 度的服务。 同步和异步交互方式 w e b 服务既支持同步交互也支持异步交互。 支持r p c 由于以往的系统一般都是基于e j b 组件或者n e t 组件的系统，为了使这些系统 能够访问w e b 服务，通过r p c 进行交互是一个不错的选择。而w e b 服务能够支持这种 交互方式。 支持文档交换 由于w e b 服务是基于) ( m l 技术的，而) ( m l 在这里不仅仅可以代表数据，还能够代 表文档，而且w e b 服务也支持通过x m l 进行透明的文档交换。 2 1 2w e b 服务中的主要标准 从文献 7 可知，w e b 服务主要采用以下标准： s o a p w e b 服务是通过s o a p 传输) ( m l 数据，这是由于s o a p 能够提供一种标准的打包方 式来传输x m l 文档，而且s o a p 支持h t t p 、s m t p 、f t p 等多种网络协议 w s d l w s d l 使用一种标准的方式( ) ( m l 文档) 来对w e b 服务进行描述，它描述了w e b 服务的接口，包括w e b 服务的调用参数以及返回参数、调用的协议、函数的结构等等。 通过w s d l ，消费方可以知道如何去访问和使用一个w e b 服务。 u d d i 图2 1 中的服务注册中心是通常意义上讲的u d d i 中心，通过提供一个目录结构 来允许不同的机构发布自身的信息以及相关的服务，同时消费方可以在u d d i 中心上 通过查找来获取所感兴趣的w e b 服务。下面的章节将会详细介绍u d d i 。 2 1 3w e b 服务的体系架构 w e b 服务体系结构基于三种角色( 服务提供者、服务注册中心和服务请求者) 之 间的交互。交互涉及发布、查找和绑定操作。这些角色和操作一起作用于w e b 服务组 件：w e b 服务软件模块及其描述。在典型情况下，服务提供者托管可通过网络访问的 软件模块( e b 服务的一个实现) 。服务提供者定义w e b 服务的服务描述并把它发布 第二章基本理论与相关技术 到服务请求者或服务注册中心。服务请求者使用查找操作来从本地或服务注册中心检 索服务描述，然后使用服务描述与服务提供者进行绑定并调用w e b 服务实现或同它交 互。服务提供者和服务请求者角色是逻辑结构，因而服务可以表现两种特性。图2 1 图示了这些操作、提供这些操作的组件及它们之间的交互。 2 2u d d i 及其规范 2 2 1 什么是u d d i 圈2 一1w e b 服务体系结构 f i g u r e2 一lt h ea r c h i t e c to f w e bs e r v i c e 从文献 8 一1 1 中得知，u d d i 是一组基于w e b 的注册中心，这些注册中心存储了 描述商业或者其他实体( 例如政府部门) 的信息及其提供的服务的相关技术调用。这 些注册中心通过多个u 叻i 操作入口点( o p e r a t o rs i t e ) 运作，同时这些服务可以被 所有想注册自身信息、查询他人信息的商业实体使用。通过访问任意一个公共的u d d i 操作入口点，任何人可以查询商业实体提供的或者代表商业实体的w e b 服务的相关信 息。获得这些服务描述信息的好处在于提供了一种让他人找到与该商业实体进行直接 交互( 如电子商务) 所需要的编程接口。 而u d d i 规范则主要由i b m 和m i c r o s o f t 共同建立的，目的是为了统一这种注册 中心的结构组成、访问接口以及复制关系等，主要用于对w e b 服务的描述和发现。其 v l 版本于2 0 0 0 年9 月正式发布并在2 0 0 1 年6 月发布了v 2 版本，意图建立一个全球 化的、平台无关的、开放式的架构，通过创建、使用一个全球性的商务注册中心，以 共享信息在定义的i n t e r n e t 交互方式下使得企业能对外发布自己的服务并且轻松快 华南理丁大学硕士学何论文 捷地寻找到所需要地w e b 服务，从而加速全球b 2 b 电子商务的应用。 u d d i 的核心组件是u d d i 注册中心，从概念上说，u d d i 注册中心所提供的信息包 含白页、黄页和绿页三个部分： 白页( w h t t ep a g e ) ：主要是指实体的基本信息，包括公司名称、联系方式、 描述、企业标识等； 黄页( y e l l o wp a g e ) ：主要疆用于查询的元数据，包括了基于标准分类法的 行业类别、服务和产品索引、工业代码、地理索引等内容； 绿页( g r e e np a g e ) ：主要指w e b 服务的技术信息，包括w e b 服务的规则、描 述、调用方法、数据绑定等。 2 2 2u d d i 核心数据 u d d i v 2 o 规范包含五种核心数据，如下图所示： 图2 2u d d iv 2 0 规范核心数据结构 f i g u r e2 2c o r ed a t a s t r u c t u r eo fu d d iv 2 0 川 在u d d i v 3 o 规范中引入了一种新的核心数据订阅( s u b s c r i d t i o n ) 。 这几种数据类型组成了u d d i 服务描述框架中所提供的所有信息。每一个这样的 x m l 结构都包括了一些数据字段用于商业或者技术的信息描述。 ( 1 ) b u s i n e s s e n t i t y ( 商业实体信息) 提供w e b 服务的企业或者其他组织，对关于企业的信息进行建模，包括基本的企 第二章基本理论与相关技术 业信息( 例如企业名称和联系方式信息) 、分类信息( 例如这是何种类型的企业) 以 及标识信息。一个商业实体信息可以包含若干个商业服务信息( b u s i n e s s s e r v i c e ) 。 这个描述结构类似于“白页”登记，是商业机构专属信息集的最高管理者。所有 商业实体中的信息支持黄页分类法。因此u s i n e s s e n t i t y ”可以执行这样的搜索：可 以定位属于某个行业分类或提供某种产品的企业，也可以定位处于某个地域范围内的 企业。 ( 2 ) b u s i n e s s s e r v i c e ( 商业服务信息) 商业服务是对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 的予结构，可以 被看作是“绿页”。一个b u s i n e s s e n t i t y 可以有多个b u s i n e s s s e r i v c e s 。 b u s i n e s s s e r v i c e 通过商业服务标识、商业实体标识、名称、描述、绑定模板、分类 集等元素，对特定企业所提供的特定服务进行描述。这些商业服务可加以分类，使其 按不同的行业、产品、服务类型、地域等来划分。 ( 3 ) b i n d i n g t e 叩l a t e ( 技术绑定信息) 技术绑定信息描述了使用一个w e b 服务的技术信息。一般来说，仅知道服务所在 的地址是不够的。例如，某企业知道其合作伙伴提供一个服务来给其w e b 下订单，同 时也知道这个服务的u r l ，但是假如不知道一些u r l 具体的信息，如订单的具体格式、 应该使用的协议、需要采用的安全机制、调用返回的响应格式等，通过服务将两个系 统集成起来仍然是非常困难的。当一个程序需要调用某个特定的服务时，必须根据 w e b 应用要求得到足够充分的调用规范等相关信息，才能使调用被正确地执行。因此， 每一个服务都包含若干b i n d i n g t e m p l a t e ，每一个b i n d i n g t e m p l a t e 包含了一个列表， 列表的每个