（计算机软件与理论专业论文）基于web+services的数据交换系统的应用研究.pdf

摘要 摘要 在经济全球化和信息技术飞速发展的今天，企业信息化是带动各项工作创新 和升级、提升管理水平和竞争实力的有力武器。但是由于实现信息化过程中的各 种因素影响，使得很多企业中的各信息化系统以异构的方式存在，形成了一个个 “信息孤岛”。随着商业竞争压力的增加越来越需要在跨越不同系统的业务流程 之间共享数据；为了使交易更加顺畅，伙伴企业信息系统间传递信息的需求也十 分必要，即集成企业内及企业间的异构系统，而对于国内大多数企业，企业应用 集成的首要问题是在互相独立的计算机系统之间共享信息。 传统的企业数据交换方案往往是基于e d i 的点对点方式，由于其巨额的开销， 成为大的企业、大的银行以及大的合作伙伴之间的专利。在实际应用中存在耦合 程度高、可扩展性差、互操作能力差、灵活性较差等缺点。而w e bs e r v i c e s 有着 良好的互操作性、良好的封装性、松散耦合的结构、协议的标准性，能够做到平 台、语言和发布者相互独立等优点。与e d i 技术相比，其中最主要的优势是将一 个小范围的、局部的、专一的、昂贵的商务概念推广到了一个开放的、公众化的、 普遍适合的、廉价的系统当中去了。因此本文设计了基于w e bs e r v i c e s 的数据交 换方案。 本文在原基于v a n ( 增值网) 或v p n ( 虚拟专网) 的b g d e d i 基础上，设计 了基于i n t e r n e t 的w e bs e r v i c e s 数据交换解决方案。首先介绍了b g d e d i 数据交换 系统及其在企业成功应用的案例，然后阐述了如何利用软件复用技术将原系统改 造封装成w 曲服务。在尽量保证原应用系统平缓升级的前提下，针对企业数据交 换的各种需求，设计了四套基于w 曲服务的解决方案： 1 基于w 曲服务的接收 2 基于w 曲服务的发送 3 拉动方式提取数据 4 推动方式写入数据 其中前两种方案仍延用原系统收发邮箱服务器，采用异步方式进行数据传 输，将原底层基于局域网的数据共享方式改造成通过访问w 曲服务获取数据；而 后两种方案设计中取消了邮箱服务器和邮件的传递机制，采用同步方式进行数据 传输，通过w 曲服务直接从对方数据库提取数据或将数据推入对方数据库。本文 给出了每种方案的实现框架及具体设计模型，并给出了部分实现的代码举例。 关键词w e b 服务；面向服务架构；企业应用集成；电子数据交换；软件复用 北京工业大学工学硕士学位论文 _ _ - - _ _ _ - _ _ _ - _ _ _ _ - _ _ _ - - - _ - - _ - - - - - 一i i _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ - - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - - - - _ - _ _ _ _ - _ - - _ i a b s t r a c t w i t ht h eg l o b a l i z a t i o no ft h ew o r l de c o n o m ya n dt h er a p i dd e v e l o p m e n to fi n f o r m a t i o n t e c h n o l o g y , i tb e c o m e st h ep o w e r f u lw e a p o n t o i n n o v a t e ，u p g r a d e , a n d i m p r o v et h e m a n a g e m e n tl e v e l a n dt h ec a p a b i l i t yo fc o m p e t i t i o n h o w e v e r , m o s t c o m p a n i e sh a v ea h e t e r o g e n e o u se n v i r o n m e n to fd i s p a r a t es y s t e m s ，w h i c hl e a dt om a n y “i n f o r m a t i o ni s o l a t e d i s l a n d s w i t hap r e s s u r ee rac o m p e t i t i v eb u s i n e s se n v i r o n m e n t , t h e r ea r em o r ea n dm o r en e e d s t os h a r ed a t ai nb u s i n e s sp r o c e s s e so v e rd i f f e r e n ts y s t e m s ；i na d d i t i o n ，i th e r m e sn e c e s s a r yt o e x c h a n g ed a t ab e t w e e nb u s i n e s sp a r t n e r s i no t h e rw o r d s ，t h e s ei n s i d eo ro u t s i d ed i s p a r a t e s y s t e m ss h o u l db ei n t e g r a t e d f o rm a n yc o m p a n i e si nc h i n a , t h eb i gp r o b l e mi ne n t e r p r i s e a p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o n ( e a i ) p r o c e s sl i e si n d a t ae x c h a n g eb e t w e e nt h ei n d e p e n d e n ts y s t e m s p o i n t - t o - p o i n te l e c t r o n i cd a t ai n t e r c h a n g e ( e d i ) i st h et y p i c a l l yt r a d i t i o n a ld a t ae x c h a n g e s o l u t i o n ；h o w e v e r , i ti so n l yu s e di ns i z e a b l ee n t e r p r i s e sa n db a n k sf o rh i g hp r i c e si s s u e s ；b e s i d e s i th a ss o m ed i s a d v a n t a g e ss u c ha st i g h tc o u p l i n g ，p o o re x t e n s i b i l i t y , 0 0 ri n t e r o p e r a b i l i t ya n ，d w e a kf l e x i b i l i t y a st h ea p p e a r a n c eo fw e bs e r v i c e s ，w e b - s e r v i c e s - b a s e dd a t ae x c h a n g es o l u t i o n i sc o m i n gf o r t h b e c a u s eu n d e rt h ea r c h i t e c t u r eo f w e bs o l v i c e s ，p l a t f o r m ，p r o g r a ml a n g u a g ea n d p u b l i s h e rh a v en od e p e n d e n c yo no t h e r s ，t h et e c h n o l o g yo fw e bs e r v i c e sc a nr e a c hn o to n l yl o o s e i n t e g r a t i o nb u ta l s od y n a m i ci n t e g r a t i o na m o n ga p p l i c a t i o n s c o m p a r e dw i t he d is o l u t i o n , 蜘皇 w e b - s e r v i c e s - b a s e dd a t ae x c h a n g es o l u t i o ni m p l e m e n t sa l le x o t e r i c ，p u b l i c , a d a p t i v ea n d l o w - c o s ts y s t e n l t h et h e s i sp u t sa ne m p h a s i s 响t h ew e b - s e r v i c e sd a t ae x c h a n g es o l u t i o nb a s e do ni n t e m e t a n dt h er e u s eo ft h eb g d - e d is y s t e mb a s e do nv a no rv p n i tf i r s t l yi n t r o d u c e st h el e g a d y s y s t e ma n di f ss u c c e s s f u la p p l i c a t i o nc 硼i n e n t e r p r i s e s 。a n dt h e ni n t e r p r e t sh o w t ow r a pt h e l e g a c yi n t ow e bs e r v i c e sw i t hs o r w a r er e u s et e c h n o l o g y i no r d e rt oi m p l e m e n tt h eg r a d u a l l y u p g r a d ea n d s a t i s f yt h er e q u i r e m e n t so ft h ec o m p a n i e s ，i tb r i n g sf o r t hf o u rd a t ae x c h a n g e s o l u t i o n sb a s e do nw e bs e r v i c e s ： 1 r e c e i v i n gb a s e do nw e bs e r v i c e s 2 s e n d i n gb a s e do nw e bs e r v i c e s 3 p u l ls o l u t i o nf o re x p o r t i n gd a t a 4 p i l s hs o l u t i o nf o ri m p o r t i n gd a t a 一 i nt h ef i r s tt w os o l u t i o n s ，i tr e u s e st h em a i ls e r v e ro fb g d e d is y s t e ma n dt h e a s y n c h r o n o u sf i l et r a n s f e rm e t h o d , w h i l ec a l l i n gw e bs e r v i c e st or e c e i v eo rs e n dd a t a - i nt h e o t h e rt w os o l u t i o n s ，i tw r a p st h ed a t ar e t r i e v i n ga n dd e a l i n gp a r t , c a n c e l st h em a i ls a r v e ro rt h e m a i lt r a n s f e rm e c h a n i s m ，p u l l sd a t af r o mo t h e rd a t a b a s e so rp u s h e sd a t at oo t h e rd a t a b a s e sw i t h t h es y n c h r o n i z e dm e t h o d f o re v e r ys o l u t i o n , t h ep a p e rd e s i g n st h eo v e r a l lf r a m e w o r ka n dg i v e s o u tt h ei m p l e m e n tc o d ea sa ne x a m p l e k e y w o r d sw e bs e r v i c e s ；s o a ；e a i ；e d i ；s o f t w a r er e u s e 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工业大学或其它教育机构 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：盘甄 日期：独盘：生 关于论文使用授权的说明 本人完全了解北京工业大学有关保留、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) ，争一一矿写 签名：竺l 导师签名： 阿粤 第1 章绪论 1 1引言 第1 章绪论 随着计算机技术与网络技术的飞速发展，社会对信息时效的追求、企业对信 息依赖的加深，全球企业正向着电子商务的运营模式转变。企业内部与外部连接 的逐渐紧密，甚至融为一体，这种变化也深刻影响着企业的组织结构。这种影响 不仅反映在企业如何与客户、合作伙伴、供应商、分销商等进行的商务活动，而 且影响着企业内部的作业流程，业务的信息在比以前广泛得多的范围内流动。 “信息系统集成 并不是一个新话题，但“集成的策略”却随着信息科技的 发展而不断发展。传统“点对点”的集成方法，已无法满足企业的电子商务需求， 并导致集成成本过高、整体效率低等后果。企业迫切需要能够方便地在i n t e m e t 环境下实现跨平台、语言独立、松散耦合的异构应用系统的交互和集成，这对传 统企业应用集成( e a i ) 解决方案提出了新的要求【i j 。 w 曲服务( w 曲s e r v i c e s ) 作为一种新的技术应运而生，提出了面向服务的分 布式计算模式，其主要目标就是在现有各种异构平台上构筑一个通用的、与平台 无关的、与语言无关的技术层，各种不同平台之上的应用系统依靠这个技术层来 实施彼此间的连接和集成，使得w e bs e r v i c e s 成为适应i n t e m e t 环境下企业应用集 成的新一代技术。 使用w e bs e r v i c e s 来实现b 2 b 集成，不但可以实现企业间的数据集成，而且可 以实现企业间异构系统业务流程的集成，使不同的应用系统可以协同工作。近年 来，随着x m l 技术的出现和成熟，基于x m l 的w e bs e r v i c e s 技术又为数据交换增 添了一种新方法，成为人们研究的热点 2 1 。 1 2 国内外发展 2 0 世纪6 0 年代末期，e d i ( e l e c t r o n i cd a t ai n t e r c h a n g e ，电子数据交换) 产生 于美国，人们开始尝试在贸易伙伴之间的计算机上使数据能够自动交换p j 。e d i 是商业伙伴之间，按照标准、协议规范化和格式化的经济信息通过电子数据网络 ( v a n ) ，在系统之间进行自动交换和处理。e d i 通过开发统一的标准来实现业 务数据交换，因此它具有交易时间短和错误率较低的优点。但由于它需要较高的 开发和维护成本，以至很多中小型企业无法承担。 到了9 0 年代，分布式对象模型c o r b a ，d c o m ，r m i 得到了广泛的应用。 c o r b a 是在异构系统之间进行可靠通信而制定的一种协议，该协议具备运行于 北京工业大学工学硕士学位论文 完全不同的操作系统，并且使不同语言编写的对象之间进行通信的能力，在客户 程序与远程目标会话时，对象请求代理软件( o r b ) 提供所需要的接口；部件对象 模型d c o m 是微软的一种规范，用于在应用系统内进行部件集成，这种通信属于 底层通信，但允许不同平台上的部件通过网络相互通信，这种交互本质上是远程 过程调用；r m i 是在分布式系统中实现对象之间通信的最简单的方法，它允许程 序员对待远程对象就像对待本地对象一样，程序员所要做的仅仅是决定远程对象 使用的公共接口。然而这些技术不能很好的解决防火墙问题，只能运用于企业内 部，这无疑限制了它在互联网上的应用【4 】。 ， 面向服务架构( s o a ) 有着集成能力强，可扩展性高、封装性好、简单灵活、 开放式的标准、松散耦合等优点，成为企业信息平台集成的新方向，而w e b s e r v i c e s 正是实现面向服务架构的最佳技术。w e bs e r v i c e s 是一种可命名的网络资 源，是用于创建开放的分布式系统的构件，作为一种部署在w e b 上的可复用构件， w e bs e r v i c e s 具备良好的封装性，可以通过标准协议描述并与其它构件集成组装 为新的应用系统。 主要的w 曲服务供应商和产品如下： i b m w e b s p h e r e m i c r o s o f t n e t s u n m i c r o s y s t e m ss u n o n e n o v e l lo n e n e t o r a c l e hp bea s y s t e m s 根据信息周刊和埃森哲公司2 0 0 7 年对国内上千家企业机构的问卷调查， 拥有s o a 应用的企业比例为8 8 ，在大中型企业中，比例可达n 1 0 。四分之三 的被调查企业未对s o a 采取任何行动。而在早期已开始s o a 部署的企业中，6 0 的大中型企业和超过一半的小型企业都表示，将增加在s o a 上的投入。数据表明： 尽管s o a 在中国尚处于应用启蒙阶段，但企业在s o a 上的投入却在快速增加。可 以预计未来1 2 年，s o a 在中国将进入快速发展期。目前，在国内的很多行业， 例如政府、电信、金融、医疗等等，都需要实施s o a 5 1 。 然而在国内实施s o a 与在国外实施s o a 存在一定的差异。中国i t 应用成熟的 企业已经建设了大量的生产型系统，目前正在尝试着整合；而更多的企业正在进 行系统新建或改造优化，大量的服务性系统仍有待新建。对已有系统的改造优化 主要是系统升级、新建功能模块或新开发周边系统并集成到已有系统。在金融、 电信等行业，已经建设了近9 0 的生产性系统，但仍然缺乏大量的服务性系统。 而外国的重量级产品大都庞大而繁杂、实用性和解决客户需求能力差。引进国外 第l 章绪论 产品的价格高昂，企业实际都应用不蛩j 3 0 的功能，这对于国内各行业来说是一 种极大的浪费。因此，外国的s o a 软件平台并不一定可以完全适应中国市场的需 求。 1 3 课题背景 随着科技的发展，信息的价值已经逐渐被人们所认识，而及时准确的信息更 是一个企业要立于不败之地的必然条件。信息之间的共享从原来一个企业不同部 门之间，发展到现在众多企业间，到未来的全球化企业信息共享。企业未来要发 展壮大，必然要提供自身的数据交换平台，提出符合公共标准的自身数据标准， 提供与上下游企业集成的方案，使企业间联系得更紧密，发展更迅速。 随着互联网迅速普及，其便捷、廉价和庞大的用户群使得以互联网为平台的 电子商务模式迅速普及和发展，基于互联网的电子商务逐渐被大多数企业尤其是 中小企业所接受，而且如e d i 一样的便捷，这对e d i 造成了很大的冲击。最显著 的例子是2 0 0 3 年沃尔玛宣布与i b m 合作，建立全球采购和物流控制的互联网统一 平台，这意味着它从传统的e d i 改用更便宜的互联网技术。 随着企业的不断发展壮大，客户逐渐增多，随之而来的是更多合作伙伴的加 入，以前基于e d i 的点对点式的数据交换已经不能适应企业新的需求。现代化的 企业供应链中的各个环节之间的联系日益紧密，企业间的合作关系逐渐多样化， 全球化的经济背景促使国内企业走出国门，与不同地域不同国家的企业合作。针 对现代企业的快速发展潮流对企业间数据交换提出的新需求，本文以北工大自行 开发并在企业成功应用多年的数据交换系统b g d e d i 为基础，借鉴了m i c r o s o f t b i z t a l k ，o r a c l eb p e l 等国外产品的先进技术，精心设计了一个基于i n t e m e t 网络 传输、具有可扩展性、灵活性的数据交换解决方案，同时给出了对原e d i 应用系 统进行平滑升级改造的实施方案。 1 4 本论文的工作 本论文的主要目标是在介绍w 曲服务和b g d e d i 系统基础上，根据企业发展 中新的需求，设计了四种基于w e bs e r v i c e s 的数据交换系统的改进方案，并对各 个方案进行了比较与分析。 本文的章节结构如下： 第一章，绪论，介绍了本文的研究背景，国内外发展，以及本文的工作。 第二章，相关概念介绍，首先对企业应用集成的概念进行了介绍，接着对 w e bs e r v i c e s 中所用到的协议和技术进行了较详细的介绍，最后分析了w 曲服务 与s o a 的区别和联系。 北京工业大学工学硕士学位论文 第三章，企业数据交换系统简介，主要介绍了课题组前期开发的b g d e d i 数据交换平台和自定义的数据交换格式b g d x m l ，并给出了使用m i c r o s o f t b i z t a l k 和o r a c l eb p e l 两种成熟中间件来解决企业数据交换问题，最后对上述几 种方法进行了比较和分析。 第四章，基于w e bs e r v i c e s 的数据交换系统，在b g d e d i 系统基础上，结合 w e bs e r v i c e s 技术，对原系统各个模块进行改进，形成了四套解决方案。 最后是结论，对所研究的内容进行了归纳和总结。 第2 章相关概念介绍 2 l 企业应用集成简介 企业应用集成( e n t e r p r i s e a p p l i c a t i o ni n t e g r a t i o n ，简称e a i ) 是指对企业中完 成不同业务功能的应用系统进行集成，在它们之间建立起可供数据交流和应用沟 通的中枢系统，实现企业内部、企业与企业之间，以及企业与客户之问端1 4 端的 业务集成。通过对企业现有系统的集成，可以使它们像一个整体一样进行业务处 理，提高企业的业务流程效率极大地增加了每个单一应用系统的价值，减小了 r r 开销，降低运营成本，从而提高企业的竞争力】。在信息技术高速拉展的今天， e a i 已经成为实现企业战略目标的必需手段和捷径。 e a i 的基本思路不是一一编制被连接系统间的接口，而是为系统连接准备一 个核心( c o r e ) 部分( 般叫做e a i 软件) ，各个系统通过连接适配器，对核心实 现连接，如下图所示。这样，就可以大量减少花在系统连接上的开发工作量。 圈2 1e a i 概念图 f i g2 一lc o n c e p to f e a i 从实施范围上e a i 可分为企业内部e a i ( i n t r a e a i ) 和企业问e a i ( i n t e r - e a i ) 两大领域。l m r a - e a i r p 企业内部各应用之间的集成，也称a 2 a 集成。i n t e r - e a i 即 企业之间的应用集成，也称b 2 b 集成【7 】。 从技术角度来说e a l 可以看作许多不同集成方法的集合，例如数据适配器、 消息代理和其它类型的中间件等等。e a i 通过将一系列的方法、技术和工具组织 到一起柬，实现对不i 司应用的合并与协调，从而实现企业信息系统的集成。 e a i 的最终目的是为已存在的应用提供统一的数据交换中心，并为新的开发 提供基础。由于对集成的各种方法不做限制，所以e a i 所支持的集成范围相当广 泛，按集成应用层次e a i 可划分为：面向信息的集成、面向过程的集成和面向服 务的集成口i 。 北京工业大学工学硕士学位论文 面向信息的集成( i n f o r m a t i o no r i e n t e di n t e g r a t i o n ，简称i o i ) ，简称为数据集 成，重点解决不同应用和系统之间接口级的转换以及数据交换，特点是低成本和 点到点固定应用集成。这是目前企业集成应用的常用方法。该方法又分成三个层 次，重点解决数据流程和数据的一致性的问题。第一个层次：数据复制，特点是 简单，低成本，易于实施，但是需要对系统业务内部深入了解，固定应用。第二 个层次：数据绑联，将多数据库集成为一个统一视图的虚拟数据库，特点是通过 单一的预定义的绑联接口访问各类应用d b ，仍然使用方便的操作语言，而无须 改变源数据和应用。第三个层次：面向接口级，主要用来集成企业通用套件，如 p d m 、e r m 、s c m 等，其缺点是缺少一个集成框架，提供有限服务。 面向过程的集成( p r o c e d u r eo r i e n t e di n t e g r a t i o n ，简称p o d ，通过元应用或 业务过程和其它应用进行绑定，是信息集成的一种抽象，重点面向供应链网络企 业解决业务流程。 面向服务的集成( s e r v i c eo r i e n t e di n t e g r a t i o n ，简称s o t ) ，主要是通过框架、 事务、分布式对象以及其它机制，目前主要方向是通过“w e bs e r v i c e s 机制来 提供企业内外应用集成业务，是基于服务的集成，允许动态的应用集成，具有公 共业务逻辑的大规模伸缩性，可以通过i n t e m e t ，或者分布式服务器、中心服务器 提供访问的方法【9 j 。 无论是面向过程的还是面向服务的集成都是以面向信息的集成为基础的，无 论企业应用业务逻辑如何整合，数据安全可靠地传输是基本要求。 2 2w e bs e r v i c e s 技术概述 在w 曲s e r v i c e s 技术出现以前，为了开发分布式应用程序，不同的平台上提 供了不同的分布式组件系统，如w i n d o w s 平台上的d c o m ，j a v a 平台上的j a v a r m i ，以及具有一定跨平台能力的c o r b a 。但这些技术都无法实现不同平台上 的不同应用程序之间的互用，因为他们总是把开发者限制在特定的操作系统、组 件模型或者编程语言上【1 0 】。 w e bs e r v i c e s 的出现解决了这个问题，w e bs e r v i c e s 允许用不同语言编写的运 行在不同平台上的应用程序使用一种标准的方式来相互通信，是建立可互操作的 分布式应用程序的新的技术体系【i 。它利用了近年来被广泛使用的h 1 t p 协议， 以及开放的x m l ，s o a p 等技术，定义了应用程序如何在w e b 上实现互操作性的 一系列标准。 2 2 1w r e b 服务的概念 w e bs e r v i c e s 技术是在x m l 基础上发展起来的，是一种革命性的分布式计算 善 第2 章相关概念介绍 技术。它使用基于x m l 的消息处理作为基本的数据通信方式，消除使用不同组 件模型、操作系统与编程语言系统之间存在的差异，使异构系统能够作为计算网 络的一部分协同运行。可以将w 曲服务定义为：w 曲服务是一段位于i n t e r n e t 上的 业务逻辑，可以通过标准的i n t e r n e t 协议( 如h t t p 或s m t p ) 访l 司【1 2 】。 w 曲服务可以单独或同其他w 曲服务一起用于实现复杂的商业交易。从外部 使用者的角度而言，w 曲服务是一种部署在w e b 上的对象组件，它具有以下特征： 1 ) 基于x m l 通过使用订l 作为所有w 曲服务协议和新技术的数据表示层， 这些技术能够在核心层具备互操作能力。在数据传输过程中，x m l 可以忽略网 络、操作系统及平台的限制【l 引。 ( 2 ) 松散耦合对于调用者来说，只要w 曲服务的调用接口不变，w 曲服务实 现的任何变化对他们来说都是透明的。采用松散耦合体系结构使软件系统更加便 于管理，并且使不同系统间的集成更加容易【1 4 】。 ( 3 ) r 步或异步的能力在同步调用中，客户在继续执行前要阻塞并等待服务 完成其操作，在服务结束的时候获取其结果。异步操作允许客户激活服务后运行 其他功能，并在稍后的时间点获取其结果。异步能力是松散耦合系统的一个关键 因素。 ( 4 ) 支持远程过程调用( r p c ) w 曲服务允许客户使用基于x m l 的协议调用 远程对象上的过程、函数和方法。远程过程暴露w e b 服务必须支持的输入和输出 参数。e j b ( e n t e r p r i s ej a v a b e a n s ) 和n e t 通过一些r _ p c 机制使软件成为分布式的和 可访问的。w e b 服务通过提供自己的服务或将传入的调用转化成对e j b 或者n e t 组件的调用来支持r p c 。 ( 5 ) 支持文档交换x m l 不仅仅是数据的通用表示方式，也是复杂文档的通 用表示方式。w e b 服务支持文件的透明交换，极大地方便了业务集成。 2 2 2w r e b 服务的体系结构模型 w 曲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、查找和绑定三种操作。这些角色和操作一起作用于 w e b b 艮务构件( 包括w 曲服务软件模块及其描述) 。服务提供者定义w 曲服务的服 务描述并把它发布到服务请求者或服务注册中心【l5 】。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 曲服务。 图2 2 显示了这些操作、提供这些操作的组件及它们之间的交互。 北京工业大学工学硕士学位论文 图2 2w e b j 报务体系结构模型 f i g 2 - 2a r c h i t e c t u r eo f w e bs c r v i c e s 2 2 2 1w 曲服务体系结构中的角色 ( 1 ) n 务提供者从企业的角度看，这是服务的所有者。从体系结构的角度看， 这是托管访问服务的平台。 ( 2 ) l i t 务请求者从企业的角度看，这是请求特定功能的企业。从体系结构的 角度看，这是寻找并调用服务，或启动与服务的交互的应用程序。 ( 3 ) t 务注册中，厶这是可搜索的服务描述注册中心，服务提供者在此发布他 们的服务描述【l 6 1 。 2 2 2 2w 曲服务体系结构中的操作 对于利用w 曲服务的应用程序，会发生以下三个行为：发布服务描述、查询 或查找服务描述以及根据服务描述绑定或调用服务。这些行为可以单次或反复出 现。w 曲服务体系结构中包含的这些具体操作如下： ( 1 ) 发布为了使服务可访问，需要发布服务描述以使服务请求者可以查找 它。发布服务描述的位置可以根据应用程序的要求而变化。 ( 2 ) 查找在查找操作中，服务请求者直接检索服务描述或在服务注册中心中 查询所要求的服务类型。对于服务请求者，可能会在两个不同的阶段中涉及到查 找操作：在设计时为了程序开发而检索服务的接口描述，而在运行时为了调用而 检索服务的绑定和位置描述。 ( 3 ) 绑定最后需要调用服务。在绑定操作中，服务请求者使用服务描述中的 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【1 7 】。 2 2 3w 曲服务的关键技术 从体系结构的角度w e bs e r v i c e s 是这样一种应用组件： 8 第2 章相关概念介绍 使用开放的通信协议( h r t p ，s m t p 等) 使用s o a p 协议来封装x m l 消息 使用x m ls c h e m a 来描述消息的数据类型 使用w s d l 来描述提供给终端用户的服务 通过u d d i 来注册和发现 2 2 3 1x m l x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ，可扩展标记语言) 是由w 3 c 组织于1 9 9 8 年2 月制定的一种通用语言规范，是s g m l ( s t a n d a r dg e n e r a l i z e dm a r k u p l a n g u a g e ) 的一个简化子集。它以一种开放的自我描述方式定义数据结构，在描 述数据内容的同时能突出对结构的描述，从而体现出数据之间的关系【1 8 】。 x m l 是一种界定文本数据的标准方法，它允许用户创建用来描述数据信息的 标记，并可以通过d t d ( 文档类型定义) 或者瑚ls c h e m a 来进行有效性的验证 1 1 9 。x m l 和h t m l 不同，它不注重可视化的表现形式，而更注重数据本身。x m l 文档具有高度结构化的特点，结构化层次中的描述标记表达了数据本身的信息， 所以x m l 文档集合了文本文档和纯数据文档的优点，成为统一数据及其意义的 载体。x m l 给出了一个不与平台相关的规范，为不兼容的各种平台提供了一种 有效的中间体，减少了移植的麻烦。 x m l 的主要的特性有： 跨平台的通用数据访问方法 纯文本，基于u n i c o d e 的元语言 可以用来操作，构造，转换和查询数据 易于扩展【2 0 】 2 2 3 2s o a p s o a p ( s i m p l eo b j e c t a c c e 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 的简单协议，它为在一个松散的、分布的环境中使用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。s o a p 本身并不定义任何应用语 义( 如编程模型或特定语义实现) ，它只是定义了一种简单的机制，通过一个模 块化的包装模型和对模块中数据的重编码机制来表示应用语义。 s o a p 由以下四部分组成： ( 1 ) s o a p 信封( s o a pe n v e l o p ) 封装定义了一个整体的表示框架。用于描 述消息中的内容是什么，是谁发送的，谁应当接收并处理它以及如何处理。 ( 2 ) s o a p 编码规9 ) j ( s o a pe n c o d i n gr u l e s ) 它定义了一个数据的编码机 制，用于表示应用程序需要使用的数据类型的实例。 1 3 ) s o a pr p c 表示( s o a pr 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 程过程调用和应答的约定。 北京工业大学工学硕士学位论文 ( 4 ) s o a p 绑定( s o a pb i n d i n g ) 它定义了一个使用底层传输协议来完成在 节点间交换s o a p 信息的约定【z 。 s o a p 是在x m l 基础上定义的，完全继承了x m l 的开放性和描述可扩展性。 s o a p 使用现有基于t c p i p 的应用层协议h t r p ，s m t p ，p o p 3 等，可以获得与现 有通信技术最大程度地兼容。s o a p 的消息路径机制和可扩充的h e a d e r 和b o d y 机 制又为分布式计算提供了很好的支持。 2 2 3 3w s d l s o a p 可以实现分布式的w e bs e r v i c e s 的调用，但首先需要明确调用对象的接 口，这个任务就要用w s d l 来实现。w e bs e r v i c e s 描述语言( w s d l ，w 曲s e r v i c e s d e s c r i p t i o nl a n g u a g e ) 是一种x m l 语法，它将w 曲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式上，以最终定义具体部署的服务访问点瞄】。 w s d l 是一种以标准方式描述w 曲服务接口的x m l 技术。w s d l 对w 曲服务 如何表示外部调用所需的输入输出参数、函数结构、调用特性以及服务的协定绑 定进行标准化。w s d l 允许不同的客户自动理解该如何与w 曲服务发生交互。 w s d l 文档在w e b 服务的定义中使用下列元素【2 3 】： t y p e s ：数据类型定义的容器，它使用某种类型系统( 一般使用x m l s c h e m a 中的类型系统) 。 m e s s a g e ：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 ：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 r t t y p e ：对于某个访问入口点类型所支持操作的抽象集合，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 ：特定端口类型的具体协议和数据格式规范的绑定。 p o r t ：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 c e ：相关服务访问点的集合。 2 2 3 4u d d i 目前的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联系方式上各不相同。如果没有对底层基础架构技 术的巨大投资，仅使用目前现有的体系，那么，商业实体在面对自身的贸易伙伴 实施全球性的贸易活动的时候，只能发现那些和他们使用相同的应用或相同的基 于w e b 的商业服务的商业实体。针对这一挑战，由技术领域和商业领域的领导者 第2 章相关概念介绍 组成的开发小组开发了统一描述、发现与集成协议( 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 di n t e g r a t i o n ，简称u d d i ) 标准【2 4 1 。这是一个彻底的全新的计划，目 的是建立一个全球化的、平台无关的、开放式的构架，使得实现商务应用的w e b 服务能够通过统一的方式被发现和集成。 u d d i 提供一个全世界范围的注册中心，以便于w 曲服务的宣传、发现和集成。 通过搜索名字、标志符、分类或f l | w e b 服务提供的规范，业务分析师和技术人员 可使用u d d i 发现可用的w 曲服务u d d i 规范在x m l h * 毒i s o a p 的基础之上定义了新 的一层，在这一层次，u d d i 提供了一种基于分布式的商业注册中心的方法，该 商业注册中心维护了一个企业和企业提供的w 曲s e r v i c e s 的全球目录，而且其中 的信息描述格式基于通用的x m l 格式。有了u d d i 注册中心，用户能够直接发布 与服务和企业相关的信息，同时还可以进行相关的请求和更新。服务发布一般是 指把服务描述( 即w s d l 文档) 存储到u d d i 注册中心，以便其他用户查找和使 用。 u d d i 具有技术上的简单性，为w 曲服务在技术层次上提供了三个重要的支 持： 标准化的、透明的、专门描述w 曲服务的机制 调用w 如服务的简单机制 可访问w 曲服务注册中心【2 5 】 2 3 面向服务架构( s o a ) 2 3 1s o a 的基本概念 自从“软件危机 促进软件工程的开创以来，盯界一直在努力寻求解决怎样 才能使i t 环境更灵活且更快地响应不断改变的业务需求。软件的设计开发从最初 面向过程到面向对象，然后到面向组件，现在又出现了面向服务的软件设计开发 1 2 6 j o s o a ( s e r v i c eo r i e n t e da r c h i t e c t u r e ，面向服务架构) 被誉为下一代w 曲服务 的技术架构，它不是一个新事物，早在1 9 9 6 年，o a r t n e r n 早提s o a 的预言，2 0 0 2 年1 2 月，g a r t n e r 又提出了s o a 是“现代应用开发领域最重要的课题”，并预计到 2 0 0 8 年，s o a 将成为占有绝对优势的软件工程实践方法，主流企业现在就应该在 理解和应用s o a 开发技能方面进行投资。b e a ，m m 等厂商看到了它的价值，并 且纷纷跟进，已经成功建立并实施了s o a 应用软件【2 7 1 。s o a 的目标在于让r r 变得 更有弹性，以更快地响应业务单位的需求，实现实时企业( r e a l t i m ee n t e r p r i s e ， 这是g a r t n e r 为s o a 描述的远景目标) 。 北京i , l k 大学工学硕士学位论文 2 3 2s o a 的组成元素 s o a 协议栈由两部分内容组成：功能( f u n c t i o n s ) 和服务质量( q u