（计算机软件与理论专业论文）基于web+service的电子政务数据交换平台的研究与设计.pdf

幽北一川p 大学硕十学何论文 摘要 随着信息技术的飞速发展，电子政务成为近几年信息化研究的热点，而信息 共享互联互通已曰益成为当前电子政务建设面临的重大课题。在构建电予政务时 需要解决新构建系统和原有系统之间不同格式的数据交换问题，所以迫切需要为 电子政务系统建立数据交换平台。 在对不同格式的数据进行交换时，需要借助于x m l 这种公共数据格式。w e b s e r v i c e 可以提供方便的w e b 访问接口，同时w e b 服务所采用的s o a p ( 简单列象 访问协议) 协议可以基于h t t p 协议通讯，由于 i t t p 在网络中广泛应用，实际上 为w e b 服务提供几乎无限的互连成为可能。采用基于x m l 、w e b 服务技术实现跨 越网络异构数据交换，成了一种理想的数据交换方式。本文所建立的数据交换平 台就是基于w e b 服务架构的。 本文所研究的数据交换平台能够实现异构数据的交换，在对一系列数据交换 标准研究的基础上，提出了基于x m l 和w e bs e r v i c e 的数据交换体系结构，实现 了基于x m l 的电子公文格式。同时，将网络安全引入数据交换平台，构建了基于 数字签名和身份认证的数据交换平台。实现了不同局域网上数据的传输、共享和 异构数据的整合，并为了方便数据交换过程中资源的管理，提出了多级数据交换 平台，缓解了交换过程中的信息量过多的压力。 基于上面的研究，为某化工园区电子政务系统建立了数据交换平台，可以实 现不同部门之间的数据交换，极大的方便了办公。 关键词：电子政务，数据交换，x m l ，w e b 服务，s o a p ，数字签名 p t i a g ：i 业人学硕+ 学位论文 a b s t r a c t a l o n gw i t ht 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 nt e c h n o l o g y , t h ee g o v e r n m e n t b e c o m et h eh o ts p o tw h i c hs t u d i e di nr e c e n ty e a r s a n dt h ei n f o r m a t i o ns h a r i n ga n d i n t e r c o n n e c t i o n e x c h a n g e s h a sb e c o m e i m p o r t a n t i s s u ew h i c ht h ec u r r e n t e g o v e r n m e n tc o n s t r u c t sf a c e sd a yb yd a y w h e nc o n s t r u c t i n gt h ee g o v e r n m e n t ，i t n e e d st os o l v et h eq u e s t i o no fe x c h a n g eb e t w e e nn e wc o n s t r u c ts y s t e ma n do r i g i n a l s y s t e m t h e r e f o l i ti su r g e n tt oe s t a b l i s hd a t ae x c h a n g ep l a t f o r mf o re g o v e r n m e n t w h e ne x c h a n g i n gd a t af o rd i f f e r e n tf o r m a td a t a ，i tn e e d st h es u p p o r to fx m l ，t h i s k i n do fp u b l i cd a t af o r m a t w e bs e r v i c em a yp r o v i d et h ec o n v e n i e n c ew e ba c c e s s i n g i n t e r f a c e a tt h es a m et i m e ，t h es 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 ) p r o t o c o lw h i c h t h ew e bs e r v i c ea d o p t e d c a nc o m m u n i c a t eb a s e do nh r r pp r o t o c 0 1 b e c a u s eh t t p w i d eu s e si nn e t w o r k ，i tm a k ep o s s i b l ef o rw e bs e r v i c ep r o v i d ec o n n e c t i o n x m la n d w e bs e r v i c et e c h n o l o g yt h ep a p e rb a s e do nc o a l r e a l i z ed a t ae x c h a n g eo fd i f f e r e n t f o r m a t i tb e c o m eap e r f e c ts o l u t i o no f d a t ae x c h a n g e t h ed a t ae x c h a n g ep l a t f o r mt h i s a r t i c l ee s t a b l i s h e sj u s tb eb a s e do nt h ew e bs e r v i c ec o n s t r u c t i o n t h ed a t ae x c h a n g ep l a t f o r mt h i sp a p e rs t u d i e sc a nr e a l i z ed a t ae x c h a n g eo f d i f f e r e n t f o r m a t i nt h eb a s eo fs t u d yas e r i e so fd a t ae x c h a n g es t a n d a r d ，i th a sp r o p o s e dd a t a e x c h a n g es y s t e ms t r u c t u r eb a s e do nx m l a n dw e bs e r v i c e ，a n di th a sr e a l i z e dt h e e l e c t r o n i cd o c u m e n tf o r mb a s e do nx m l a tt h es a m et i m e ，i ti m p o r t sn e t w o r k s e c u r i t yi nt h ed a t ae x c h a n g ep l a t f o r m ，a n dc o n s t r u c t sp l a t f o r mb a s e do nd i g i t a l s i g n a t u r ea n ds t a t u sa u t h e n t i c a t i o n ，i th a sr e a l i z e dt h ed i f f e r e n tl o c a la r e an e t w o r k d a t a s h a r i n ga n di s o m e r i s md a t ac o n f o r m i t y f o rt h e c o n v e n i e n c eo ft h er e s o u r c e m a n a g e m e n ti nd a t ae x c h a n g e ，i tp r o p o s e dt h em u l t i s t a g ed a t ae x c h a n g ep l a t f o r mt o a l l e v i a tt h ep r e s s u r eo fo v e r a b u n d a n ti n f o r m a t i o ni ne x c h a n g ep r o c e s s b a s e do nt h ea b o v er e s e a r c h i th a sb u i l tt h ed a t ae x c h a n g ep l a t f o r mf 、0 r s o m e w h e r ec h e m i c a li n d u s t r yg a r d e na r e ae - g o v e r n m e n ts y s t e m i tc a nr e a l i z ed a t a e x c h a n g eb e t w e e nt h ed i f f e r e n td e p a r t m e n ta n dc a nq u i t ef a c i l i t a t ew o r k k e y w o r d s ：e g o v e r n m e n t ，d a t ae x c h a n g e ，x m i 。，w e bs e r v i c e s o a p ，d i g i g a ls i g n a t u r e 撕北【业大学硕士学位论文第一章绪论 1 1 研究背景 第一章绪论 随着计算机技术、通讯技术以及互联网技术的飞速发展，社会经济的信息 化进程正在逐渐加快，以网络经济为主要特征的新经济形态正在逐渐发展和壮大。 对于网络经济而言，其运行效率由于信息技术的全方位应用而得到显著提高，进 而带动社会生产力的飞速发展。毋庸置疑，信息化时代经济和社会健康发展需要 良好的秩序加以保证，而电子化和信息化的政府将承担对整个信息化社会进行监 督、管理和服务的职能。因此，电子政务正在成为当代社会信息化发展最重要的 领域之一。目前，如何运用先进的信息技术构建电子政府，实现电子政务，以电 子化、信息化的手段来提高政府的行政管理水平、行政效能和决策的准确性，从 而更科学、更有效地为社会、企业和公众服务，这已成为摆在各国政府面前的一 项越来越紧迫的工作。 党中央国务院已经把信息化作为非常重要的战略提出来，并指示我国信息化 的工作首先需要从电子政务入手，带动其他领域信息化的工作。电子政务的建设 对于提高国民经济总体素质、提高现代化管理水平、提高行政效率、提高政府工 作的透明性、开展反腐倡廉等方面都具有重要意义。电子政务的积极意义在于提 高政府对企业和民众的管理服务效率，提高数据信息的响应速度。 电子政务建设是政府在国民经济和社会信息化的背景下，以提高政府办公效 率，改善决策和投资环境为目标，将政府以及相关职能部门的各类业务工作电子 化和网络化的过程。同时也提供了结合政府管理流程再造、构建和优化政府内部 管理系统、决策支持系统、办公自动化系统，为政府信息管理、服务水平的提高 提供强大的技术和咨询支持。但是，在电子政务的实施过程中会遇到诸多的问题， 特别突出的是各级政府机关之前已经开发或购买了满足其使用要求的应用系统 或软件产品。这些系统之间由于体系结构、操作系统平台和数据库平台之间存在 差别，造成系统问难于、甚至无法进行信息交互，从而形成了一个个的信息孤岛。 并且对数据的利用率不高，因为不同系统数掘格式不同，所以需要对数据再加工， 各个应用系统也需要反复、重复录入数据，造成很多冗余数据。 随着电子政务的进一步发展，各个系统在数据共享方面存在的局限性越来越 大，t 要体现在： 西北工业大学硕十学位论文 第一章绪沧 ( 1 ) 无法适应政府发展的需要 随着电子政务的发展，为公众提供一站式服务的要求，就需要解决信息孤岛 问题，实现这些大量的不同位置、不同格式的数据的共享和互相访问，进而集成 相关的业务数据，为企业、公众和内部政务系统提供统一和一致的服务。 ( 2 ) 无法实现真正的协同工作 在应用系统中，根据实际工作的需要，经常要进行数据的交换实现协同工作， 比如公文的流转、单证传递处理等，都需要从一个系统传递数据到另外的系统， 由于系统本身相对独立的建设方式，导致无法合理地将数据传递或交换过去，也 就无法实现真正意义的协同工作。 ( 3 ) 无法实现在线业务处理 由于系统建立的方式，导致因为工作需要发生的业务数据和流程变化而自动 变化的处理能力无法完成。大多数业务系统的过程不是僵化不变的，必须根据实 际的工作情况进行具体问题具体处理，这就要求相关应用系统也必须能够满足这 样的功能要求。 ( 4 ) 存在安全隐患 传统方式应用系统的安全结构无法实现真正的业务整合方式的安全，不能根 据业务的实际情况集成安全机制和方法，达到整个业务过程全面的安全控制和管 理。 ( 5 ) 各个政府职能业务相对独立、大量的业务应用系统和数据信息分散在各 个不同的政府部门，部门之间缺乏信息共享和互联互通，领导决策缺乏准确、完 整、及时的信息作为支持。电子政务建设中普遍存在着信息资源开发利用和共享 程度低等问题。信息孤岛普遍存在，重复建设较为严重。相关标准不健全，新建 一个系统多一个信息孤岛。 在这种情况下，如果不采取一定的措施加以改善，电子政务的实施将无法利 用已有的系统，只能推倒重来，造成前期投资的浪费，从而失去了屯子政务建设 和实施的意义。针对当前电子政务建设中存在的诸多问题，迫切需要建立能够跨 越不同系统在异构平台之间进行数据交换的通用性平台，通过这个平台，可以实 现不同应用的业务整合，将各种应用系统集成起来，满足电子政务发展的需要。 电子政务数据交换平台就是在这种大环境的情况下，为了满足各级政府问以及政 府内部数据交换和信息共享，加快数据信息的交流响应速度的要求而建立的。 电子政务的实质是将数据的需求和服务在应用层上通过数据交换的电子匹 配。一切电子政务活动都可以归结为公众和政府之间、企业和政府之问、政府和 政府之问的数据交换。 【j ：【i 北1 。业大学硕十学位论文 第 章绪论 1 2 研究目的和研究意义 电子政务数据交换平台是要建立有效的数据获取与整合平台，主要目的是通 过先进的数据表示与整合技术，实现对各类政务数据资源的统一共享，提高政府 信息资源的利用率。由于我国政府在前期信息化建设过程中所采用的应用平台、 数据库、数据格式等往往不太相同，大大影响了政务数据信息化的共享和利用。 所以数据交换平台的建设对我国电子政务的发展是极其重要的。 国家电子政务的建设目标是：以信息安全为基础，以数据获取和数据整合为 核心，面向决策支持，面向公众服务”。图卜1 清晰地描述了这四者之间的关系： 图i - 国家电子政务的总体建设目标 从上面的描述可以看出，建立电子政务的目标是为了辅助部门领导的决策支 持，为了满足公众了解国家政务的需要，而将各个部门、各种格式的数据进行融 合，就需要解决数据获取和数据整合的问题，数据获取和数据整合是电子政务建 设的核心和关键，也是本文研究的内容，所以本文主要介绍基于数据获取和数据 整合为核心的电子政务数据交换平台。 数据交换平台选用一个中间件平台，它用统一的方式，实现各系统间不同结 构和格式的数据的相互转换。数据交换平台为各类应用系统提供跨网络、跨操作 系统和跨数据库的异构系统之间的透明的数据交换，可以大大减少应用系统之间 的接口数量，简化应用系统之间互访的复杂度，提高应用数据访问的可伸缩性。 如图卜2 所示，建立了以数据交换平台为中心的星型互连结构，可以很方便的实 现数据的共享和交换。这种连接方式实现了数据的无缝交换和共享访问，保证了 各业务系统的有效协同，同时又能保证各应用系统的相互独立性和低祸合性，从 整体。卜提高了系统运行效率和安全性。另外，如果没有共享平台，那么m 个业务 端和r 1 个业务端之间进行数据交换，需要定义和没计的接口数量级为m n ，而有了 数据交换平台，接口数量可以降低到m + n 的数量级，极大的降低了系统设计的复 篁型；些尘兰堡塑鎏垒圣，。，。，。，。，二塞堂尘 杂性1 。 厂弋 。1 改进 图1 2 两种数据交换的比较 研究数据交换平台的目的是完成一个信息交换、资源共享、业务协同的平台， 这个平台能够支持跨越不同网络进行信息交换、可靠的信息传输；能够解决数据 的异构性问题，使不同格式、不同系统中的数据能够相互交流和转换；具有很好 的可扩展性和适应性，能够适应电子政务应用需求、业务流程及数据流程的不断 变化。 我们所架构的某地化工园区的电子政务可以实现该园区信息资源的管理。园 区管理委员会可以很方便地管理该园区的所有企业，管委会借助于我们这个综合 管理平台可以实时进行网上文件的审批、办公事务管理、文件下发以及人事管理 等，真正实现无纸办公。 园区管委会经常需要给各企业发布一些调查文件，企业需要定期向园区汇报 一部分数据，这就需要园区的政务内网和企业网之间进行交互，实时传输文件或 资料等信息。而这些信息在两个网络上的数据格式有可能是不相同的，并且双方 的应用体系结构有可能也是不同的。所以，需要跨越网络，跨越异构平台实现不 同格式数据的交换。基于以上原因，我们课题组研究建立数据交换平台来传输、 整合、共享电子政务中的数据和资源。 建立数据交换平台可以避免电子政务重复建设，同时可以有效地消除电子政 务“信息孤岛”。因此，建立一个高效的数据交换平台成为电子政务和企业应用 集成越来越广泛的需要。 1 3 国内外研究成果 数据交换技术到同前为止大致经历了三个发展阶段： ( 1 ) v r e d i ( 电子数据互换，e l e c t r o n i cd a t ai n t e r c h a n g e ) 技术为基础的 电子数据交换。 西北j 业人学硕士学位论文 第一章绪论 ( 2 ) 以多层结构w e b 技术为基础的信息发布。 ( 3 ) 以x m l 等第二代w e b 技术为代表的数据交换。 数据交换的研究包括采用传统传输协议f t p 、e m a i l 等，或编写专用传输接 口如w e b 七传等。近年来提出采用分布式组件方式如d c o m e j b 、r m i 、c o r b a 方 式，这些方案均在某一方面拥有独特的优势，但不可避免的存在这样和那样的问 题，其中共有的问题包括系统耦合性强，不适于松散系统的集成。连接成本较高， 多数方案需要专门配置以穿越网络防火墙实现互连，个别情况下甚至需要专用线 路或者特殊连接方式如v p n 才能实现互连，其高昂的成本抑制了应用范围，特别 是在异地环境下的应用。1 。 x m l 、w e b 服务技术的出现，为人们寻找一种廉价、简单、有效的交换方式提 供了可能的技术基础。其中x m l 数据规范为运行于广域网不同节点的应用系统问 进行数据交换奠定了基础；w e b 服务又使这些应用程序间进行功能的调用成为可 能。而w e b 服务采用s o a p 协议可以基于h t t p 协议通讯，由于h t t p 在网络中广 泛应用，实际上为w e b 服务提供几乎无限的互连成为可能，使其可以轻松地穿越 绝大多数的防火墙。而与x m l 结合使其具有了数据交换的能力。采用基于x m l 、 w e b 服务技术实现跨越网络异构数据交换，也就成了理想的数据交换方式，使建 设跨网络的协同工作环境成为可能。因此基于w e bs e r v i c e 技术和x m l 数据结构 的数据交换方法其先进性毋庸置疑。 当前许多国际知名的大公司进军数据交换领域，在这一方面已经出现了一批 成熟的产品。 i b m 提出了w e b s p h e r ei n f o r m a t i o ni n t e g r a t o r 数据整合方案。 s y b a s e 提出了s y b a s ed x p 数据交换平台，s y b a s ed x p 数据交换平台为电子 政务系统内及系统间的信息交互和共享提供了一个集成化数据交互和共享空间， 具有较好的开放性，可同时满足用户各类平台、数据源及应用问的数据交换需求。 d x p 数据交换平台充分考虑到日前我国各地通信发展不平衡的状况，平台内的数 据交换不受限于特定的网络状况，可支持m o d e m 、i s d n 、d d n 、无线等各种通信 网络。在保证数据安全的前提下，d x p 数据交换平台还为用户提供了灵活的个性 空间，用户可根据需求，合理地定制数据交换方式“】。 鼎天软件提m 了基于j 2 e e 平h x m i 技术的数据交换平台，根据政府行业的应用 特点，存通用的消息中间件上封装面向应用系统的功能软件，旱现给用j o 的是。 f l l a p l 接口”1 。 l f - 因的电子政务需要建立符合中国国情的电子l 收务基 i f | 设施，制定有巾因特 也了政务应用机制，统一制定中罔电子政务数 ! ( i ：变换系统f ，j 再种技术标准干l j 西北l 业大孑硕十学位论文第一苹绪论 规范，建立一种共享、共融的电予政务生态合作链和共赢的商业模式。 国家投入了大量的人力、物力开展电子政务标准化的研究工作。2 0 0 2 年初， 国务院办公厅和科技部共同组织实施了电子政务试点示范工程，选择了十六家单 位送行墩子玻务建设试点示菠，设立了电子政务信息共享、互联互遴可实施性 战略磷究，逶过毖结戮茬的疆究成果和毫予政务建设戆成功经验，裁订了信 息共享互联互通平台总体稳絮技术指南，它是研究建立电子政务交换平台的基 础和标凇。国家标准化管理羹员会和国务院信息化工作室委托电子政务标准化总 体组编写了政务信息资源翻录体系和政务信息资源交换体系系列标准。 在磅究以上解决方案鄹标准弱基础上，本文提蹬了一种基于l m l 秘w e b s e r v i c e 瓣数据交换方式，爰：实凌了一耱墓予涮l ，戆毫子公文辏式，觚褥遴过鼗据 集成和数据交换解决了电予政务中“信息孤岛”的问题。 1 4 本文研究内容 本论文夔主要内容是在垒嚣分辑慧结现畜鼗摄交接鼓拳黄提下，从客漫戆螽 度来审浚强前电子政务数攥交换平台的基本开发方式与框架结梅。探索将w e b 服 务技术威用于电子政务数据交换的可行性，及其对系统开发与集成所带来的影 响，并髂台具体项目，阐述w e b 服务在具体电予政务应用中的设计和实现方法。 本文实现的数据交换平台提供了异构数据的整合、共享等功能，接入该数据交换 手台豹蒜痰弱系统霹戮实孵黥订耀、发毒痿惠。 1 5 论文的组织结构 本论文主要分以下几个章节来组织： 第一露分绍该顼强貔礤瓷骛景，由于电子致势发震辩异稳数据麓交换蓑求越 来越广泛，越琵数据交换平螽懿建设藏显褥越来越重要了。 第二鬻介绍数据交换平台所需要的相关技术，介绍x m l 的基本概念和作为数 据交换，“泛标准的格式，介绍w e b 服务的基本概念，介绍简单对象访问协议s o a p ， w e bs e r v i c e 描述语言w s d i ，以及通用描述、发现和集成服务u d d i 等。 第三章设汁了电子政务数糖交换平台的体系结构，主要包括应羽遣黻器技术、 应塌蘩成羧零等，莠分嗣详缫缝疆述f 各巾模块敬墩圣 藤赠器实瑷编节。 第四章介绍数据交换平台在某化工园区电子政务系统中的应用。详绑举例介 绍在电j ：政务两个j 、目7 t 体之刚的数据交换，该系统大大的方便了政府办公以及 硝北t 业大学硕士学值论文第一章绪论 政府和企事业单位之间的信息共享和互通。 第五章详细介绍了在建立电予政务数据交换平台时所用到的一些关键技术。 在研究规范公文格式的基础上，实现了一种基于xm 【| 的电子公文格式。同时对于 大流量信息交换，提出了多级数据交换平台，缓和了交换压力，提高了交换速度。 另外，还分析了数据交换过程中的核心问题关系数据库同x m l 文档之间的映 射。 柏此r 业大学硕士学位论文 第二章数据交换的相关技术 第二章数据交换的相关技术 2 1 数据交换介质：x 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w 3 c ( w o r l dw i d ew e b c o n s o r t i u m ) 组织的x m l i 作组于1 9 9 8 年定义的一个s g m l 的一个受限子集。它的出 现给基于i n t e r n e t 的网络计算注入了新的活力。x m l 具有如下重要特性和优点。 x m l 文件由称为实体的存储单元组成，实体可以包含已析( p a r s e d ) 数据或未 析( u n p a r s e d ) 数据。己析数据由字符组成，其中一些字符组成字符数据，另一些 字符组成标记。标记中包含了对文件存储格式( s t o r a g el a y o u t ) 和逻辑结构的描 述。x m l 提供了一种机制用于约束存储格式和逻辑结构。x m l 有如下优势： 1 ) x m l 直接用于i n t e r n e t ，它的主要设计目标是在w e b 上保存和传递信息。 2 ) x m l 易于设计，x m l 文档容易编写，设计证式且简洁，可读性强。 3 ) 随着s o a p 的引入，x m l 可支持各种分布式应用程序。 4 ) x m l 具有灵活性，x m l 提供了一种结构化的数据表示方式，使得用户界面 与结构化数据相分离。在x m l 中，可以使用样式表，如x s l ( e x t e n s i b l es t y l es h e e t l a n g u a g e ，可扩展样式语言) 将数据呈现到浏览器中。另外，x m l 文档之问的超链 接功能由独立的x 1 i n k ( e x t e n s i b l el i n k i n gl a n g u a g e ，可扩展链接语言) 来支持。 所有这些方面都可以相互独立地改进并同时发展。所以，w e b 用户所追求的许多 先进功能在x m l 环境下更容易实现。 5 ) x m l 具有自描述性。x m l 文档通常包含一个文档类型声明，因而x m l 文档巾 的数据可以被任何能够对x m l 数据进行解析的应用程序所提取、分析和处理，并 以所需格式显示。 6 ) x m l 表示数据的方式真正做到了独立于应用系统，并且这些数据能被重用， 所以x m l 适合开放系统。因为它的自描述性，文档里的数据可以由支持x m i ，的应用 来创建、查询和更新，与处理传统的关系数据库和面向对象数据库罩的数据相似。 x m i ，甚至还能用来表示那些以前不被看作文档但是对传统的数据库来说过于复杂 而难以处理的数据。 7 ) x m l 具有可扩展性。f 女d j a v a i k 使用者声明他们自己的类一样，x m i 。让使 用者创建和使用他们自己的标记，而不是仪限于使用有限词汇表。i ，_ 扩展性是至 关亟要的，因为0 、仅企、l p 希望用xm 1 为电子商务和供应链集成等应川定义自己的 生些些垡尘璧篁坠耋尘塑型型呈垄婆 记语言，甚至各个行业也希望能够定义它们所在行业的标记语言，以作为行业的 信息共享和数据交换的标准。 8 ) x m l 具有简明性。作为s g m l 的一个子集，它只有s g m l 的2 0 的复杂性，但 具有s g m l 约8 0 的功能。同完整的s g m l 相比，x m l 简单得多，易学、易用并容易实 现。 9 ) x m l 的诞生也吸收了人们多年来在w e b 上使用h t m l 的经验。x m 采用u n i c o d e 字符编码系统，可以支持世界上几乎所有的主要语言，并且不同语言的文本可以 在同一文档中混合使用。支持x m l 的软件能处理所有这些语言的任何组合。 正因为上面所提到的x m l 的优势，所以x m l 正在迅速成为标志i n t e r n e t 文档结 构和内容的标准语言，数据交换无疑是x m l 最令人激动的应用。数据交换的核心 是信息的标准化，主要解决信息的可理解性。x m l 的出现为信息标准化提供了有 力的工具“。 x m l 的关键技术是将数据内容和显示处理分开以提高效率。将需要交换的数 据转换为x m l 文档在各个应用系统之间传递。只要数据交换中各参与方采用统一 的】( m l 标签和格式生成x m l 文档，不同应用系统中不同语言编写的应用程序就可正 确识别和解析文档中的数据，实现数据的动态交换“。 x m l 作为一种可扩展标记语言，其自描述性使得x m l 本身非常适用于异构应用 间的数据交换，而且这种交换不以预先规定的数据结构定义为前提，因此具备很 强的开放性和广阔的应用前景。而现有的几乎所有大型应用系统都是和数据库相 关联的，所以以x m l 中性载体进行数据交换和信息共享必然要和数据库相联系， 同时，基于x m l 的数据交换，实现数据库的x m l 数据双向存取，才能将x m l 数据同 具体应用程序集成，进而使之同现有的业务规则相结合，最后真正实现基于x m l 的分布式数据交换与信息共享。所以，x m l 技术和数据库技术的结合就成为必然 的趋势，在x m l 文档和数据库之间实现数据的双向传输就成为x m l 技术应用研究的 热点之一。 2 1 1x m ls c h e m a 和d i d 文档类型定义( d t d ，d o c u m e n tt y p ed e f i n i t i o n ) 就是用x m i 表示特定类 型文档的规则集。“。d t d 实际上可以看作一个或多个x m l 文件的模板，这些x m l 文件中的元素、元素的偶性、元素的排列方式、顺序、元素能够包含的内容等， 都必须符合d t d 中的定义。x m l 文件中的元素，即我们所创建的标记，是根据我 们应用的实际情况来创建的。下丽是一个d t d 的实例： 似北工业大学硕士学位论文第二章数据交换的相关技术 g r e e t i n g d t d 模式( s c h e m a ) 表示图解、计划或框架。在) ( m l 中，它指描述x m l 文档的文档。 在进行数据交换时，需要清楚数据的格式，x m l 数据的格式需要用x m ls c h e m a 来 表示。x m ls c h e m a 的基本意思是说为x m l 文档制定的一种模式。s c h e m a 相对于 d t d ( 文档类型定义) 的明显好处是x m ls c h e m a 文档本身也是x m l 文档，而不像d t d 那样使用自成一体的语法。这就方便了用户和开发者，因为可以使用相同的工具 来处理x m ls c h e m a 和其他x m l 信息，而不必专门为s c h e m a 使用特殊工具。s c h e m a 简单易懂，懂得x m l 语法、规则的人都可以立即理解它。x m ls c h e m a 的文件后缀 是x s d 文件，一个x m ls c h e m a 中的定义分为两部分，型( t y p e ) 定义和元素 ( e l e m e n t ) 定义。 异构系统之间要进行数据交换，必须有双方都能理解的共同约定的x m l 消息 结构。这个消息结构可以用d t d 或者s c h e m a 定义。 2 1 2x s l x s l ( e x t e n s i b l es t y l es h e e tl a n g u a g e ，可扩展样式语言) 的一大特点是 可以向多种格式文档进行转换。比如，从一种逻辑结构的x m l 向另一种逻辑结构 的x m l 转换，或是转换为可浏览的h t m l 文档等。这种x m l 文档的数据结构转换功能 由可扩展样式语言( x s l ) 完成。数据格式转换的重要思想是把x m l 文档视为一种树 结构，转换的过程就是从源树生成结果树的过程。x s l 定义了源树和结果树总对 应部分的转换规则，每条规则中包含一个模板，并对应着一种模式。模板定义了 转换的规则，而模式则规定了需要进行转换的元素或属性对象。x s l 的格式转换 功能在复杂的数据交换方案中大有用武之地。一个删l 文件可以对应多个显示格 式的x s l 文件，多个x s l 可事先放在服务器上。当有客户读取x m l 文件时，服务器 根据客户终端的种类选择适当格式的x s l 文件传送到客户端。这点对于数字电视、 携带终端等非常方便。服务器还可以判断浏览器的种类和版本，当确认不支持x m l 时，可以将其转换为h t m l 格式送到客户端。 x s l 语言是一种可以用来把x m l 转化为其它形式文档的工具。如果需要将x m l 文档转化为另外的具有不同s c h e m a 的x m l 文档，就需要在两个文档之l n j 建立一 种映射关系。这种映射关系可以使用一个x s l 文件来拙述。然后利用x s l t 处理 1 n 砖北工业大学硕士学位论文 第二章数据交换的相关技术 器输入要处理的x m i 。文档和表示了转化规则的x s i 文件，输出就是己经转化的 x m l 文档。 x m l 技术用于在异构系统问传输数据，当数据通过x m l 文件从一个系统传输到 另一个系统后，由于用户的不同，其所想得到的数据表示方式也刁；同，如有的客 户想将数据转换成h t m l 格式方便浏览器阅读，有的希望转换成p d f 格式方便打印。 x m l 在数据表示转换方面提供了很好的解决方案，o p x s l t 技术“。 x s l t 本身就是一个x m l 文档，它是通过x m l 进行定义的，遵守x m l 的语法规则， 是x m l 的一种具体应用。因此系统可以使用同一个x m l 解释器对x m l 文档及其相关 的x s l t 文档进行解释处理。 x s l t 的原理：x s l t 主要的功能就是转换，它将一个没有形式表现的x m l 内容 文档作为一棵源树，将其转换为一个有样式信息的结果树。在x s l t 文档中定义了 与x m l 文件中各个逻辑成分相匹配的范本，以及匹配转换方式。它可以很好地描 述x m l 文档向任何一个其它格式的文档转换的方法，例如转换为另一个逻辑结构 的x m l 文件、h t m l 文档、x h t m l 文档、v r m l 文档、s v 6 文档等等。转换过程如图2 1 所示： 2 ，1 。3d o m 和s a x 图2 - 1 数据转换图 d o m 文档对象模型( d o c u m e n to b j e c tm o d e l ) 是公认的w 3 c 标准，它提供了一 套应用程序接口a p i ，为创建、处理和操作x m l 文档内容、结构和样式提供了灵 活而有效的方法。d o m 采用对象模型和一一系列的接口来描述x m l 文档的内容和 结构，即利用对象把文档模型化。 d o m 对结构化的x m l 文档进行解析，文档中的指令、元素、实体、属性等所 有个体都可以用对象模型表示， 整个文档的逻辑结构类似一棵树，生成的对象 模型就是树的节点，每个对象同时包含了方法和属性。 利用d o m 开发人员可以动态地创建x m l 文档，遍历结构，进行添加、修改或删 西北t 业人学硕1 二学位论文第二苹数据变换的相关技术 除内容等操作。d o m 面向对象的特性，使开发人员在处理s n x m l 解析桐关的事务时 非常方便，但另方而，在内存中构建x m l 树需要大量的开销，处理一些大型文 件时往往会超出系统的能力。 另一种操作x m l 文档的方法是使用s a x ( s i m p l ea p if o rx m i ，) 。s a x 是基于事 件的处理器a p i ，解析器将事件发送给处理信息的事件处理程序，然后应用程序 自己可以处理数据。因此s a x 允许f 在读取文档的同时开始处理该文档，避免了 在采取操作之前需要等待存储文档的所有内容。由于应用程序简单地检查流过的 数据，所以不需要将数据存储在内存里。当遇到大文档时，这是一个突出的优势， 一般来讲s a x = l d o m 快。但另一方面，由于应用程序不以任何方式存储数据，所以 使用s a x 时，不可能对数据进行更改，或者返回至数据流中前面的数据“。 2 2w e bs e r v i c e 的基本概念 w e b 服务( w e bs e r v i c e s ) 是一种部署在w e b 上的对象，可提供程序到程序的 交互。w e b 服务使公司可以降低进行电子商务的成本、更快的部署解决方案以及 开拓新机遇。 将不同架构的子系统整合、或者将若干系统连接成功能强大的复杂系统，需 要相应的实现方法。基于x m l 技术的w e b 服务e 是解决这一问题的最佳手段。从数 据流到w e b 服务相关协议都是基于x m l 标准的，因此x m l 是w e b 服务的基石，没有x m l w e b j 报务架构就荡然无存。w e b 服务也是基于面向对象的，能够统一地封装信息、 行为、数据表现以及事务流程，而无需考虑应用所在的环境是使用何种系统和设 备。w e b j 9 务是一种无需购买并部署的组件，所有应用只需要能够连入i n t e r n e t ， 就可以使用和集成w e b 服务。通过采用- w e b 服务，开发的代价显著降低了，程序员 无需与多种平台进行交互，他只需要与一种组件进行交互即可实现。w e b b 艮务的 凋用界面更是完全采用标准的x m l 及相关技术，在代码实现上代价有显著下降。 同时随着新的w e b 服务技术，如w s d l u d d i w s f l 的大量使用，w e b j 务在运行时进 行动态装配将成为现实，同时每个用户甚至可以应用户的需要而实时装配。 从外部使用者的角度来看，w e b n 匣务是一种部署在w e b 上的对象组件，它具 备这些特征：完好的封装性，松散耦合，使用标准协议规范，高度可集成能力。 协议规范标准是w e b 服务的骨架，其结构如图2 2 所示： 阳北一i 业大学硕上学位论文第二章数据交换的相关技术 路由、可靠性以及事务协议 w e b 服务的相关标准协议( s o a p 、1 _ s d l 、u d d i 、w s f l ) 安全、q o s 、管理 i n t e r n e t 和传输标准( i e 、h t t p 、s i t p ) 图2 2 规范协议结构图 结构图左边部分最下层是先前已经定义好的并且广泛使用的传输层和网络 层的标准：i p 、h t t p 、s m t p 等。左边中间层是目前开发的w e b 服务的相关标准协议， 包括服务调用协议s o a p 、服务描述协议w s i ) l 和服务发现集成协议u d d i ，以及服 务工作流描述语言w s f l 。左边顶层描述的是更高层的待开发的关于路由、可靠性 以及事务等方面的协议。右边部分是各个协议层的公用机制，这些机制一般由外 部的正交机制来完成。 就目前电子政务的现状来看，绝大部分网络构架不是基于w e b 瑕务的。但是， 相信随着w e b 服务技术的推广以及电子政务的发展，电子政务的外网中将会首先 出现基于w e b 服务的应用，雨最终w e b h 殴务将遍及整个电子政务系统。1 。 w e b 服务是一种可以接收从i n t e r n e t 上的其它系统中传递过来的请求，轻量 级的独立的通讯技术。这种技术允许网络上的所有系统进行交互。在交互的过程 中，系统的一方可以将内部功能组件或业务服务按w e b n 务标准( x m l ，w s d l ) 打包 成w e b 服务组件，然后，将其向服务黄页( 白页或绿页) 注册，服务请求者查找服 务，返回服务具体的u r l 地址并按使用协议将服务绑定到自己的业务流程里，从 而实现功能的调用。 2 2 1w e b 服务的定义 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 曲服务是用标准的、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需要的全部细节，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 n 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 j 眼务履行一项 特定的任务或一组任务。w e b n 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。 西- i l ：i ：业大学硕士学位论文 第一二章数据交换的相关技术 2 2 2w e b 服务模型 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 服务构件：w e b f j e 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( w e b 服务的一个实现) 。服务提供者定义w e b j j e 务的服务描述 并把它发布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 月e 务实现交互。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 - 3 显示了这些操作、提供这些操作的组件及它们之间的交互。 w s n lu d d l 、p u b l b h w s n l u d n l 图2 3w e b 服务体系结构图 w e b 服务体系结构中的角色： ( 1 ) 服务提供者：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 ) 服务请求者：从企业的角度看，这是要求满