（计算机软件与理论专业论文）智能化小区物业管理系统关键技术研究.pdf

哈尔滨工程大学硕士学位论文 摘要 智能化小区是伴随科技发展、顺应市场需求而产生的新型住宅小区。随 着智能化小区的不断发展，如何改进小区物业管理系统，使其在功能上不断 适应新兴的科技设施、满足新的管理需求、提供更加舒适安全的家居环境， 是小区物业管理系统所面临的一个重要的、持续性的问题。 本文从智能化小区物业管理系统面临的具体问题入手，首先分析了w e b s e r v i c e 技术、n e t 技术、多层架构技术，然后在对现代化智能小区物业管理 系统进行功能需求分析的基础上，具体研究了系统中的一些关键问题并提出 改进方案。本文主要工作内容包括： 第一，对于现有的小区有线网络系统难以适应新型智能设备的现状，提 出一种基于c d m a 的小区网络系统改进方案，用以弥补现有有线网络系统的 不足，在加强小区整体网络的功能方面做了有效尝试；第二，提出了一个基 于n e t 平台和w e bs e r v i c e 的b s 模式的三层结构的智能化小区物业管理系 统软件结构设计方案，详细阐述了表示层、中间层和数据层的设计思想和实 现方法，充分体现出多层结构的高效率、低耦合的优点。考虑到智能化小区 和物业管理行业的持续发展，采用可扩充的模块式开发方法，在需要增强系 统功能的时候，随时通过接口接入新的功能模块，实现功能升级；第三，在 系统安全控制方面，对于目前比较新的授权管理技术p m i ，采用改进的x m l 属性证书格式方式，充分的体现x m l 的强大优势，更好地与w e bs e r v i c e 相 融合。 总之，针对目前智能化小区物业管理系统面临的主要问题，本文进行的 深入研究，并设计了有针对性的解决方案，具有一定的参考价值和实用价值。 关键字：智能化小区；物业管理系统；w e bs e r v i c e ；c d m a ；p m i 哈尔滨工程大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h ei n t e l l i g e n tu p t o w nc o m e si n t ob e i n gw i t ht h ed e v e l o p m e n to ft e c h n o l o g y a n dt h ei n c r e a s i n gd e m a n do fm a r k e t a l o n gw i t hu n c e a s i n gd e v e l o p m e n to ft h e i n t e l l i g e n tu p t o w n ，h o wt oi m p r o v et h es y s t e m ，e n s u r ei ts a t i s f yt h ed e m a n do f n e wt e c h n i c a lf a c i l i t i e s ，p r o v i d eam o r ec o m f o r t a b l el i v i n ge n v i r o n m e n t ，a n da d a p t t h en e ws c i e n c ea n dt e c h n o l o g yc o n t i n u a l l yi nt h ea s p e c to ff u n c t i o n w a sa l l i m p o r t a n ta n ds u s t a i n i n gp r o b l e mt h ep r o p e r t ym a n a g e m e n ts y s t e mh a st os o l v e t h i sp a p e rs t a r t sw i t ht h ep r o b l e m sw h i c ht h ei n t e l l i g e n tu p t o w np r o p e r t y m a n a g e m e n ts y s t e mh a st of a c e f i r s to fa l l ，t h ew e bs e r v i c et e c h n o l o g y , t h e n e t t e c h n o l o g y , t h em u l t i l a y e ra r c h i t e c t u r et e c h n o l o g ya r ea n a l y z e d t h e ns o m em a i n t e c h n o l o g i e sa r er e s e a r c h e db a s e do nt h ed e m a n da n a l y s i so ft h ei n t e l l i g e n t u p t o w np r o p e r t ym a n a g e m e n ts y s t e ma n ds o m ei m p r o v e dp l a n sa r ep r o p o s e d t h e p a p e rp r i m et a s ki n c l u d e s ： f i r s t ，a c c o r d i n gt ot h es i t u a t i o nt h a tt h eu p t o w nw r i e dn e t w o r ks y s t e md i dn o t a d a p tt ot h en e wi n t e l l i g e n te q u i p m e n t ，an e wu p t o w nn e t w o r ks y s t e mp l a nb a s e d o nc d m ai sp r o p o s e d i tc a nm a k eu pt h ei n s u f f i c i e n c ya n de n h a n c et h ef u n c t i o n o fs y s t e m s e c o n d ，at h r e el a y e ra r c h i t e c t u r ep l a no fi n t e l l i g e n tu p t o w np r o p e r t y m a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do nt h e n e tp l a t f o r ma n dt h ew e bs e r v i c ea n db s p a t t e r ni sp r o p o s e d 。t h ed e s i g nc o n c e p ta n dt h ea p p l i c a t i o no ft h ee x p r e s s i o nl a y e r a n dt h ei n t e r m e d i a t el a y e ra n dt h ed a t al a y e ra r ed e s c r i b e d i tm a n i f e s t st h em e r i t o ft h em u l t i - l a y e ra r c h i t e c t u r e ：h i g h e re f f i c i e n c ya n dl o w e rc o u p l i n g c o n s i d e r e d w i t ht h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to ft h e i n t e l l i g e n tu p t o w na n dt h ep r o p e r t y m a n a g e m e n t ，t h em o d u l et y p e e x p l o i t a t i o nm e t h o dw h i c hm a ye x p a n dc a na d d s o m en e wf u n c t i o na n dr e a l i z ef u n c t i o nu p d a t i n g t h r o u g ht h ei n t e r f a c ea ta n yt i m e t h i r d ，i nt h ea s p e c to ft h es y s t e ms a f e t yc o n t r o l ，t oi m p r o v et h en e wa u t h o r i z e d t e c h n o l o g yp m i ，t h ex m l f o r ma t t r i b u t ec e r t i f i c a t em o d ei su s e d i tc a ni n c a r n a t e 哈尔滨工程大学硕士学位论文 t h ep r e d o m i n a n c eo ft h ex m la n db e t t e rf u s e sw i t hw e bs e r v i c e 。 i nb r i e f , t h es u u e c tm a t t e rw h i c hi sf a c e di nv i e wo ft h ep r e s e n ti n t e l l i g e n t u p t o w np r o p e r t ym a n a g e m e n ts y s t e m ，t h ed e e pr e s e a r c hw h i c ht h i sp a p e rc a r r i e s o n ，a n dh a sd e s i g n e dt h et a r g e t - o r i e n t e ds o l u t i o n ，a n dh a sc e r t a i nr e f e r e n c ev a l u e a n dt h eu s ev a l u e k e y w o r d s ：i n t e l l i g e n tu p t o w n ；p r o p e r t ym a n a g e m e n ts y s t e m ；w e bs e r v i c e ； c d m a ；p m i 哈尔滨工程大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导 下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文 献的引用已在文中指出。除文中已注明引用的内容外，本 论文不包含任何其它个人或集体已经公开发表的作品成 果。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结果由 本人承担。 作者( 签字) ：磷 日期：加年弓月) 2e t 哈尔滨工程大学硕士学位论文 1 1 课题研究意义 第1 章绪论 2 0 0 1 年，国家建设部住宅产业办公室提出一个关于智能化小区的基 本概念：“住宅小区智能化是利用4 c ( 臣p 计算机、通信与网络、自控和i c 卡) ，通过有效的传输网络，将多元的信息服务与管理、物业管理与安防、 住宅智能化集成，为住宅小区的服务与管理提供高技术的智能化手段，以 期实现快捷高效的超值服务与管理，提供安全舒适的家居环境n 1 。 随着科技的发展和人们意识的提高，智能化小区是今后住宅小区的主 要模式，这是显而易见的，伴随住宅小区发展的还有物业管理水平的提高 和管理意识的提高，这一点从2 0 0 7 年颁布物权法等制度法规健全方 面的进步能深刻感受到，目前的物业管理行业正逐步向行业正规化的方向 发展。因为贴近每个人的生活、关系到社会的具体问题，所以智能化小区 物业管理具有非常现实的社会意义和非常广阔的市场潜力。 一个好的物业管理系统能使物业管理更加方便，使小区业主享受到更 加舒适的服务。本文研究的智能化小区物业管理系统是物业管理行业中的 关键工具，关系整个物业管理过程的各个方面，是实现先进、快捷、高效 的物业管理必不可缺的一个因素。本文从智能化小区和物业管理行业需求 的实际情况出发，在系统软件设计，系统安全控制和小区网络系统改进等 关键问题上进行研究和探讨并作了一些有益尝试。 1 2 研究现状 1 2 1 国内外智能化住宅发展现状 上世纪八十年代初，随着大量采用电子技术的家用电器面市，开始称 之为住宅电子化，( h e ，h o m e e l e c t r o n i c s ) 。八十年代中期，将家用电器、 通信设备与安保防灾设备各自独立的功能综合为一体后，形成了住宅自动 哈尔滨工程大学硕士学位论文 化概念( h a ，h o m e a u t o m a t i o n ) 。八十年代末，由于通信与信息技术的发 展，出现了对住宅中各种通信、家电、安保设备通过总线技术进行监视、 控制与管理的商用系统，这在美国称为智慧屋( w h ，w i s e h o u s e ) 、在欧洲 称为时髦屋( s h ，s m a r t h o m e ) 。日本建设省在推进智能建筑概念时，抓住 用于住宅的总线技术为契机，提出了家庭总线系统概念( h b s ， h o m e b u s s y s t e m ) 。1 9 8 8 年初又在通产省、邮政省和建设省三个部的支持 下成立了日本住宅信息化推进协会，并提出对住宅区内所有住宅的信息管 理采用超级家庭总线技术( s h b s ，s u p e r h o m e b u s s y s t e m ) 。1 9 9 0 年左右， 日本在幕张建立了一个高水平示范性的智能住宅区，美国、新加坡也都建 有基于e i a 在1 9 8 8 年制定的智能化住宅系统( i h s ) 及其通信标准家庭 总线( h d s ，h o m e d i s t r u b u t i o n s y s t e m ) 的智能化住宅。 由于中国的住宅多为成片开发按区域管理，因此顺理称为智能化住宅 小区。我国的智能化小区建设始于上世纪九十年代，1 9 9 9 年4 月建设部 颁布了全国住宅小区智能化系统示范工程工作大纲；1 9 9 9 年1 0 月制 定了全国住宅小区智能化系统示范工程建设要点与技术导则( 试行) ； 2 0 0 0 年3 月批准广州汇景新城、上海怡东花园等7 个小区为国家康居示 范工程智能化系统示范小区。国家科委与建设部共同推进“2 0 0 0 年小康 型城乡住宅科技产业工程”，以科技为先导，提高城乡居民住宅的功能与 质量，改善居住环境，并认定这将成为跨世纪的科技产业工程。 1 2 2 物业管理系统发展现状及存在的问题 小区物业管理系统的设计从低到高经历了三个阶段：第一个阶段为单 项数据处理，模仿手工管理方式，多用于简单的事务性工作，这是目前国 内大多数物业管理公司的计算机应用水平；第二个阶段是数据综合处理， 此时计算机应用呈现网络化和实时处理特点，已经具备部分提高物业管理 效率的特点：第三个阶段是管理信息系统，此时信息论、控制论、系统工 程等优化理论在软件程序中得以运用，计算机网络和数据库的建立，使计 算机由管理某个单一系统发展成全面的管理系统。1 小区智能化技术的发展除了衍生各个子系统分支；更重要的是如何把 哈尔滨工程大学硕士学1 _ 奇= 论文 所有的子系统有效地集成在一个系统管理平台上，利用这个平台把小区智 能化系统形成一个有机的整体，使系统在管理上及对于事件的处理上形成 联动，使所有相关的子系统的功能与其它系统进行匹配，管理者获得更多 处理事件的辅助决策信息及前端设备的实时动作和数据。 随着智能化小区的普及和物业管理行业向着商业化、正规化方向的发 展趋势，物业管理公司将管理越来越多的智能化小区，不仅存在与新技术 设备集成的问题，而且管理范围的增加还带来数据量的激增和跨平台、跨 地域的问题。 由于计算机技术和通信技术的限制，过去的物业管理系统大多采用集 中式管理模式，只能在一个低水平层次上进行简单的信息共享和系统互 联，无法实现一个实时性、健壮性及扩展性良好的基于i n t e r n e t 的小区物 业管理系统，难以适应形势和需要，开发新型的面向智能化小区的物业管 理系统势在必行。 1 3 论文的主要内容 本文在分析研究了目前智能化小区物业管理总体需求和目前技术状 况的基础上，主要研究探讨了智能化小区物业管理系统中的一些关键问 题，并提出解决方案。 主要内容包括： 1 、针对智能化小区配套设备不断技术更新的趋势和目前小区有线网 络系统难以满足需要的问题，提出了一个基于c d m a 的无线网络系统的 改进方案，来弥补现有网络的不足，增强网络的容量和功能。 2 、在参考大量文献的基础上，根据系统具体需求和当前信息技术现 状，指出当前系统的不足，并关注于更新更高的需求和新技术的不断发展， 提出采用基于n e t 平台实现w e bs e r v i c e s 的b s 模式的物业管理系统的 设计方案，并阐述具体设计内容。 3 、在系统安全控制方面，引入授权管理技术p m i ，并采用x m l 对 属性证书的格式加以描述，可以更好地与w e bs e r v i c e s 相融合，解决面临 的跨平台、跨地域等问题，体现强大优势。 3 哈尔滨工程大学硕士学位论文 1 4 论文结构安排 论文的组织结构如下： 第一章是论文的绪论部分，从物业管理行业在社会生活中的地位说明 课题的研究意义。分析了国内外智能小区的发展状况及智能化小区物业管 理系统面临的问题并介绍了论文的主要内容和结构。 第二章介绍设计方案中使用的主要技术，包括w e bs e r v i c e s 技 术、n e t 技术、多层结构技术。 第三章对智能化小区的智能系统组成进行分析，从而明确智能化小区 物业管理系统的需求并进行了功能模块的分析与设计。 第四章对系统中的关键问题进行研究，并提出了总体设计方案，包括 构建了基于n e t 框架的w e bs e r v i c e s 软件系统设计方案并对系统的安全 控制问题进行研究和设计，针对目前小区有线网络系统难以满足新需求的 问题提出基于c d m a 的小区无线网络系统改进方案，用来改善现状，增 强小区整个网络系统的功能。 结论部分对论文工作进行了总结，并展望了智能化小区物业管理系统 下一步需要进行的工作。 4 哈尔滨工程大学硕士学位论文 第2 章技术分析 2 1w e bs e r v i c e s 技术 w e bs e r v i c e s ，又称w e b 服务，是松散耦合的、可复用的软件模块， 从语义上看，它封装了离散的功能，在i n t e r n e t 上发布后能够通过标准的 i n t e r n e t 协议在程序中访问它n ，。它是自包含的、模块化的应用程序，它可 以在网络中被描述、发布、查找以及调用n ，。它是基于网络的、分布式的 模块化组件。它执行特定的任务，遵守具体的技术规范，这些技术规范使 得w e bs e r v i c e s 能与其它兼容的组件进行交互操作。它是指由企业发布并 完成特别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 r n e t 来访问并使用这项应用服务1 。w e bs e r v i c e s 是为了能够在i n t e r n e t 上不同的操作系统、硬件平台和编程语言之间集成应用软件。 2 1 1w e bs e r v i c e s 的特点 采用w e bs e r v i c e s 技术构成的应用系统具有两个主要的优点： ( 1 ) w e bs e r v i c e s 允许在不同的平台上，以不同语言编写的各种程 序以基于标准的方式互相通信； ( 2 ) w e bs e r v i c e s 使用标准的w e b 协议一x m l 、h 1 v r p 和t c p i p ( t r a n s m i s s i o nc o n t r o lp r o t o c o l i n t e r n e tp r o t o c 0 1 ) 等。 w e bs e r v i c e s 统一了d c o m ( d i s t r i b u t e dc o m p o n e n to b j e c tm o d e l ) 、 c o r b a ( c o m m o no b j e c tr e q u e s tb r o k e ra r c h i t e c t u r e ) 、r m i ( r e m o t e m e t h o di n v o c a t i o n ) 等技术，通过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 ) 在w e b 上提供的软件服务，使用w s d l ( w e bs e r v i c e sd e s c r i p t i o n l a n g u a g e ) 文件进行说明，并通过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 y ， a n di n t e g r a t i o n ) 进行注册。这样以w e bs e r v i c e s 方式提供现有应用程序服 务，可以构建新的、更强大的应用程序。 ) 哈尔滨丁程大学硕士学位论文 2 1 2w e bs e r v i c e s 的模型 w e bs e r v i c e s 采用了面向服务的体系结构s o a ( s e r v i c e so r i e n t e d a r c h i t e c t u r e ) ，通过三种角色服务提供者( s e r v i c e sp r o v i d e r ) 、服务 请求者( s e r v i c e sr e q u e s t o r ) 和服务注册中心( s e r v i c e s r e g i s t r y ) 之间的交互实现服务调用，i b m 公司提供的模型清楚地描述了w e b s e r v i c e s 体系结构中各角色之间的交互，如图2 1 所示1 。 图2 1w e bs e r v i c e s 的体系结构面向服务的体系结构( s o a ) 服务提供者：是服务的提供者，主要是定义要提供给他人访问的服务， 生成接口文件( w s d l 文件) 并把这个服务接口和自己相关的一些信息以 x m l 的格式通过s o a p 注册到u d d i 上。总的来说，服务提供者主要执 行了两个方面的操作：新服务的生成和新服务的注册。从企业的角度看， 它是服务的所有者；从体系结构的角度看，它是托管访问服务的平台。 服务请求者：是调用服务的个体，也就是w e b 服务的使用者。它可 能是某个使用w e b 浏览器的人，也可能是一个软件，甚至可能是另外一 个w e b 服务部件。其通过搜索服务注册表进行查询，服务注册表根据查 询处理流程进行处理，把用户需要的消息，也就是查询结果返回给服务请 求者，然后服务请求者根据得到的服务接口信息执行绑定操作，与服务提 供者建立联系，运行所需的w e b 服务。 服务注册中心：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，以便服务请求者可以发现和使用w e b 服务部件。当 然它并不是必须的，服务描述也可以通过其它方式获得，例如w e b 站点、 6 哈尔滨工程大学硕士学位论文 f t p 网站、本地文件、广告和服务发现( a d s ，a d v e r t i s e m e n ta n dd i s c o v e r y o fs e r v i c e s ) 或者其它的信息来源。在静态绑定开发或动态绑定执行期间， 服务请求者在服务描述中查找服务并获得服务的绑定信息。对于静态绑定 的服务请求者，服务注册中心是体系结构中的可选角色，因为服务提供者 可以把描述直接发送给服务请求者。 上述三种角色之间主要通过三个操作进行交互服务，分别是发布 ( p u b l i s h ) 、查找( f i n d ) 和绑定( b i n d ) 。这些角色和操作一起作用于 w e b 服务构件：w e b 服务软件模块及其描述。 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，其提供w e bs e r v i c e s 注册或者宣传的功能，是服务提供者和服务注 册中心之间的交互。发布服务描述的位置可以根据应用程序的要求而变 化。 查找：为计算机或者程序查找和了解w e b 服务的内容、所在地和连 接方法，提供查找已发布的w e bs e r v i c e s 的功能，是服务请求者和服务注 册中心之间的交互。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。 绑定：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服务，是服务请求者和服务提供者的交互。 绑定操作使得w e b 服务部件能够被服务请求者所用。 服务描述：服务描述包含服务的接口和实现细节。其中包括了服务的 数据类型、操作、绑定信息和网络位置，还可能包括可以方便服务请求者 发现和利用的分类及其它元素。服务描述可以被发布给服务请求者或服务 注册中心。 2 1 3w e bs e r v i c e s 的技术架构 把w e bs e r v i c e s 的各种典型操作与它使用的技术标准一一对应，就形 成一个技术间相互依赖的阶梯架构，如图2 2 所示，在这个架构中，上层 的功能必须依靠下层的支持，垂直条的要求表示每层必须满足。 7 匪叵厂 厂 厂 动态的一1 l竺苎! 苎 i | fl 旧1 w 溉一劁薹 s 。肿臣叵 ! l ”l 哪，m ，l 网络层 l 图2 2w e bs e r v i c e s 的技术架构 w e bs e r v i c e s 架构的基础是网络传输协议，包括h t t p ，s m t p ，f t p 等。h t t p ( h y p e r t e x tt r a n s f e rp r o t o c o l ，超文本传输协议) 凭借其普遍性 成为i n t e r n e t 环境下w e bs e r v i c e s 使用的标准网络协议。同时在某些扩展 应用领域也支持s m t p ( s a m p l em a i lt r a n s f e rp r o t o c o l ，简单邮件传输协 议) 和f t p ( f i l et r a n s f e rp r o t o c o l ，文件传输协议) 。 w e bs e r v i c e s 涉及的最基本的技术规范包括x m l ，w s d l ，s o a p 和 u d d i 。w s d l 是程序员描述w e bs e r v i c e s 的编程接口，w e bs e r v i c e s 可 以通过u d d i 来注册自己的特性，其它应用程序可以通过u d d i 找到需要 的w e b 服务，s o a p 则提供了应用程序和w e b 服务之间的通信手段，而 w s d l ，s o a p 和u d d i 都建立在x m l 基础之上。 2 1 3 1 x m l 可扩展标记语言 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 ) 是一套定义语义标记的规则，这 些标记将文档分成许多部件并对这些部件加以表示。它也是元标记语言， 即定义了用于定义其它与特定领域有关的、语义的、结构化的标记语言的 句法语言1 。它提供了一种描述结构化数据的方法，是一种简单、与平台 无关并被广泛采用的标准。x m l 使用标记来界定内容，允许用户定义任 意复杂度的结构，具有良好的扩展性；它具有自描述性，适合数据交换和 共享：x m l 另一个优点是无关性，独立于具体的平台和厂商，确保了结 构化数据的统一。目前x m l 已成为丌放环境下描述数据信息的标准技术， 8 哈尔滨工程大学硕士学位论文 也是w e bs e r v i c e s 中信息描述和交换的标准手段。 x m l 使用x m ls c h e m a 作为建模语言，它具有丰富的数据类型，支 持类型继承，能对x m l 文件进行严格的合法性检查；使用与x m l 完全 一致的文法，统一了分析和处理方式：引入了命名空间的概念，解决了可 能的名称重复问题。 x m ls c h e m a 和d t d ( d o c u m e n tt y p ed e f i n i t i o n ，文档类型定义) 一 样负责定义和描述x m l 文档的结构和内容的模式，它可以规定元素和属 性的数据类型( 包括简单类型和复杂类型) ，还可以定义x m l 文档中允 许存在的元素以及元素之间的关系，x m ls c h e m a 的优点是其本身也是基 于x m l 的，可以像其它x m l 文档一样解析和处理，支持命名空间和属 性组。x m ls c h e m a 是w e bs e r v i c e s 中协议制定的标准语言，它和x m l 共同构成w e bs e r v i c e s 的基石。 面向服务的架构体系是以x m l 为基础的，x m l 技术贯穿于整个面向 服务体系之中。面向服务的架构之所以能够具有跨平台、跨应用系统的功 能，也是得利于x m l 技术的不断发展 1 、x m l 文档结构和特点 x m l 文档通常包括以下几部分： ( 1 ) x m l 声明 x m l 声明一般是x m l 文档的第一行。声明主要包括以下各个部分： v e r s i o n ：x m l 文档的版本信息。 e n c o d i n g ：文档字符编码集合，默认是“u t f - 8 ” s t a n d a l o n e ：它有两个值“y e s ”，“n o ”，表示文档是否在一个文件 内定义。 ( 2 ) 处理指令 处理指令用于x m l 解析器传递信息到应用程序。 ( 3 ) x m l 元素 x m l 元素是组成x m l 文档的主体，元素包含开始标签和结束标签。 标签之间的信息称为元素的内容。x m l 文档中的标签表示数据的含义而 不是数据的显示形式。 ( 4 ) 注释 9 哈尔滨1 = 程大学硕十学位论文 x m l 中的注释只是为了增加文件的可读性而设置的标签，不会被程 序解释或在浏览器中显示。 x m l 文档具有如下的特点： ( 1 ) 自描述性 这个特性使计算机可以在没有人为干涉的情况下， ( 2 ) 可扩展性 文档通过d t d 或x m ls c h e m a 来定义文档结构， 动了解文档的内容。 理解数据的含义。 使其它信息系统自 ( 3 ) 可校验性 用户可以通过d t d 或x m ls c h e m a 来校验x m l 文档的格式是否满 足d t d 或x m ls c h e m a 的约束。 ( 4 ) 层次结构 能够保证信息的层次性描述。 ( 5 ) 丰富的链接定义 对应于h t m l 单一的单向单通道链接，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 ) 多样的样式表支持 x m l 把数据内容与它们的表现形式分开，这样既可以只关心数据的 逻辑结构，也可以通过样式表来格式化数据的表现。x m l 文档自身也较 为开放，任何人都可以对一个结构良好的x m l 文档行语法分析。 2 、x m l 优点 x m l 技术的发展和流行，主要是因为它在技术上展现出了强大的优 势，这些优点主要包括： ( 1 ) 良好的可扩展性 ( 2 ) 遵循严格的语法要求 ( 3 ) 内容与形式的分离 ( 4 ) 便于不同系统之间信息的传输 ( 5 ) 数据的多样显示 ( 6 ) 数据的本地处理 1 0 哈尔滨t 程大学硕十学位论文 2 1 。3 2s o a p 简单对象访问协议 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 ) 是w e bs e r v i c e s 角色间交换 x m l 消息的标准协议幢，。它是一种用x m l 封装信息的机制。它提供i n t e r n e t 中交换结构化信息的轻量级机制，实现异构应用之间的互操作性。对于 w e bs e r v i c e s 来说，s o a p 主要用来通过x m l 文档传递方法参数，进行 w e b 调用。 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特定 格式编码的数据重编码机制来表示应用语义。s o a p 的这项能力使得它可 以被很多类型的系统用于从消息系统到r p c ( r e m o t ep r o c e d u r ec a l l ) 的 延伸。 s o a p 规范介绍如下： ( 1 ) s o a p 信封( e n v e l o p ) s o a p 信封定义了一个整体的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 是可选的还是必须的等等。 ( 2 ) s o a p 编码规则( e n c o d i n gr u l e s ) s o a p 编码规则定义了一个数据的编码机制，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 pr p c 表示( r p cr e p r e s e n t a t i o n ) s o a pr p c 定义了一个用于表示远端过程调用和响应的约定。例如， 如何使用h t t 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，如何在h t t p 响应的时候传递过程响 应。 ， ( 4 ) s o a p 关联( b i n d i n g ) ，使用底层协议交换信息。 虽然这四部分是作为s o a p 的不同部分作为一个整体定义的，但他们 在功能上是正交的、彼此独立的。 s o a p 简单的理解就是一个开放协议，即s o a p = r p c + h t t p ( 或 哈尔滨工程大学硕士学位论文 s m t p ) + x m l ，采用h t t p ( 或s m t p ) 作为底层通讯协议，r p c 作为一 致性的调用途径，x m l 作为数据传送的格式，允许服务提供者和服务客 户经过防火墙在i n t e r n e t 进行通讯交互。 s o a p 的分散式消息系统有着很多不同的特点： ( 1 ) s o a p 是平台独立的； ( 2 ) s o a p 易于集成到分散的系统中： ( 3 ) s o a p 降低了安全风险； ( 4 ) s o a p 不依靠特定的对象模型。 用x m l 作为编码形式，提供了更高层次上的抽象，与平台和环境无 关。s o a p 消息传送模型如图2 3 所示。 w e b 服务用户w e b 服务服务器 l 序列化 一么肿 序列化 t0，= y 咄响应十 f代理：二：启用 千十0 l 方法调用 处理 图2 3s o a p 消息传送模型 客户端发送请求时，不管客户端是什么平台的，首先把请求转换成 x m l 格式，s o a p 网关可自动执行这个转换。为了保证传送时参数、方 法名和返回值的惟一性，s o a p 协议使用了一个私有标记表，从而服务端 的s o a p 网关可以正确的解析，转化成x m l 格式后，s o a p 终端名( 远 程调用方法名) 及其它的一些协议标识信息被封装成h t t p 请求，然后发 送给服务器。如果应用程序要求，服务器返回一个h t t p 应答信息给客户 端。与通常对h t m l 页面的h t t pg e t 请求不同的是，此请求设置了一 些h t t ph e a d e r ，标识着一个s o a p 服务激发，和h t t p 包一起传送。 哈尔滨工程大学硕士学位论文 2 。1 3 3w s d l w e b 服务描述语言 w s d l ( w e bs e r v i c e sd e s c r i p t i o nl a n g u a g e ) 是一种描述w e b 服务的 规范，其宗旨是为描述w e b 服务制定的通用x m l 框架。它使用x m l 语法定义了用于描述w e b 服务各个方面的元素，包括w e b 服务所在的位 置、支持的传输协议、其中包含的接口、接口中的方法及方法的参数类型 等。w s d l 文档由w e b 服务的开发者提供，是对一个w e b 服务位置、协 议和接口的详细又明确的说明。 w s d l 是基于x m l 的文件格式，它不但描述了这些w e b 服务接口的 细节，而且描述了抽象接口是如何与给定的传输协议和编码结合在一起 的。 w s d l 提供了一种语法，用于将服务描述成一组交换消息的端点。 w s d l 文档充当一个或多个服务的描述，这种描述是与语言和平台无关 的。除了描述服务的类型、如何访问它们、以及期望的响应类型，w s d l 还描述了消息、操作、端口类型、位置和协议绑定。另外对于每一个操作 方法而言，w s d l 还描述了客户端要求这些服务时，必须遵循的事项及传 输数据的格式等。 总而言之，w s d l 将w e b 服务描述成一组对消息进行操作的端点， 一个w s d l 协议实例描述五项内容，如下所示： ( 1 ) t y p e s ：w e b 服务接口的数据类型( 其参数和返回类型) 。 ( 2 ) m e s s a g e ：将数据类型变量分组以进行网络传输。 ( 3 ) p o r t t y p e ：将消息分组成逻辑操作。 ( 4 ) b i n d i n g ：描述如何将p o r t t y p e 映射成传输消息传递协议。 ( 5 ) s e r v i c e ：列出某个特定绑定的连接信息。 一个服务的描述( w s d l 文件) 就好像是客户端和服务器端之间的协 议，因为客户端和服务器端在初始化服务时都需要w s d l 文件。当客户 端根据w s d l 送出合约式的s o a p 消息服务请求时，服务器端必须提供 w s d l 中要求的服务项目给客户端。 哈尔滨工程大学硕士学位论文 2 1 3 4u d d i 统一描述发现与集成协议分析 u d d i ( u n i v e r s a ld e s c r i p i 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 ) 是一套基于 w e b 的、分布式的、为w e b 服务提供的信息注册中心的实现标准规范， 同时也包含一组使企业能将自身提供的w e b 服务注册以使得别的企业能 够发现的访问协议的实现标准b ，。其包括了基于s o a p 消息的x m ls c h e m a 和u d d i 规范a p i 的描述，两者结合在一起，具有发布各种w e b 服务描 述信息的能力。 通过u d d i ，人们可以发布和发现有关某个公司及其w e b 服务的信 息。这些数据使用标准的分类法进行分类，因此可以按分类来查询信息。 由于u d d i 包含有关公司服务的技术接口的信息，通过一套基于s o a p 的 x m la p i 调用，用户可以在设计和运行时与u d d i 进行交互以发现服务 细节，从而调用和使用这些服务。通过这种方法，u d d i 可以用作基于 w e b 服务的软件系统的基础结构。 u d d i 的核心组件是u d d i 注册中心，用于存储和发布基于w s d l 的 信息，提供对u d d i 注册表访问的软件服务。同时可以执行多种其它活动， 如身份验证和授权注册表请求、记录注册表请求、负载平衡请求等。u d d 一 注册中心分为两种：公共注册中心( p u b l i cr e g i s t r y ) 和私有注册中心( p r i v a t e r e g i s t r y ) 。公共注册中心可以是基于多个u d d i 注册表节点的单个逻辑系 统，它们是对等的。私有u d d i 注册表由一个组织或一组协作组织操作， 以使信息仅限于成员组织共享。私有u d d i 注册表可以添加更多的安全性 控制，以保证注册表数据的安全，防止未经授权的用户对进行访问。 u d d i 注册中心使用一个x m l 文档来描述企业及其提供的w e b 服务。 从概念上说，u d d i 注册中心所提供的信息包括三个部分： ( 1 ) 自页( w h i t ep a g e ) ：按照名称将企业组织起来，包括了地址、 联系方法和己知的企业标识。 ( 2 ) 黄页( y e l l o wp a g e ) ：按照类别将企业组织起来，包括了基于 标准分类法的行业类别。 ( 3 ) 绿页( g r e e np a g e ) ：按照服务将企业组织起来，包括了关于该 企业所提供的w e b 服务的技术信息，其形式可能是一些指向文件或u r l 1 4 哈尔滨工程大学硕士学位论文 的指针，而这些文件或u r l 是为服务发现机制服务的。 这三种规范类型都属于u d d i 规范，它们很好地概述了可以存储在注 册中心的不同类型的数据。 在u d d i 的使用上，u d d i 包括了提供在互联网络对于业务注册的信 息访问的操作方式。在大部分u d d i 的应用程序上，程序或是开发程序的 设计师使用u d d i 的业务注册信息去找到所要的服务。而程序员还可以利 用u d d i 的服务接口集成u d d i 的服务，设计出可以让自己发布的、更加 广为人知的w e b 服务系统，将服务描述的更详尽，从而更容易让其它互 联网用户找到自己