（计算机科学与技术专业论文）基于qos的可信web服务平台的研究及实现.pdf

i 独创性( 或创新性) 声明 y 17 6 0 0 2 4 本人声明所呈交的论文是本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中所罗列的内容以外，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邮电大学或其他 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。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名：丝!日期： 2 0 0 弓。o 关于论文使用授权的说明 本人完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在 校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保留并向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校 可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段 保存、汇编学位论文。 本人签名：日期： 洳| o 、弓。7 0 导师签名： 盘耋 日期： 上鲤芝：三： 立 警童p0j 基于q o s 的可信w e b 服务平台的研究及实现 摘要 w e b 服务是一种新型的w e b 应用程序开发模式，具有开放的通 讯标准，和灵活性、互操作性等特点，成为异构系统集成的主要手段， 其基本理念是：把软件做成服务，且遵从相应的标准，让不同的系统 可以跨越平台，彼此相互兼容，具有无缝通信和数据共享的能力。 由于w e b 服务具有动态与不可预知的特性，所以对于w e b 服务 的质量管理是一项挑战。对不同的服务有不同的服务质量参数需要考 虑。随着w r e b 服务应用的普及，提高w ，e b 服务质量已经成为w e b 服 务技术发展所要解决的问题之一。基于上述情况，研究者们提出在 w e b 服务中加入q o s ( q u a l i t yo fs e r v i c e ，即服务质量) 描述的概念。主 要的方法是在w s d l ( w e bs e r v i c e sd e c e p t i o nl a n g u a g e ) 中引入对q o s 的描述，然后设计一个代理，通过代理来比较w 曲服务提供者提供 的q o s 与w e b 服务请求者要求的q o s ，从而寻找到最佳的w e b 服务。 但是由于w e b 服务提供者提供的q o s 属性数据并没有得到验证，存 在非真实数据的可能性，从而影响到代理的判断以及用户的使用。 为了解决上述问题，本文构思了一种基于q o s 的可信w e b 服务 模型，该模型加入了服务q o s 验证功能，可以通过对w e b 服务的测 试来获取w e b 服务运行时真实的q o s 属性数据；还加入了w e b 服务 的q o s 评价功能，能够获取用户对所使用的w e b 服务q o s 的评价。 通过对测试所得的q o s 属性数据以及用户的q o s 评价的综合分析来 帮助用户选择最佳的w e b 服务。 基于上述研究，本文设计并实现了可信w e b 服务平台，该平台 共包括服务发布平台、服务使用客户端平台、服务注册中心和服务代 理平台。其中详细介绍了服务代理平台的设计与实现，其采用了j 2 e e 平台下的当前流行的s s h 体系架构，采用了a c e g i 、a j a x 等流行框 架及技术。关于w e b 服务的q o s 测试则应用了j m e t e r 、j u n i t 等流行 的开源测试软件。 关键词：w e b 服务服务质量可信性服务平台 摹j 崎l；j r e s e a r c ha n dm l e m 匝n t a t i o no ft r u s t e dw e b s e r v i c e sp l a t f o r mb a s e do nq o s a b s t r a c t w e bs e r v i c ei san e wd e v e l o p m e n tm o d eo fw e bp r o g r a m , i th a so p e np r o t o c o l s t a n d a r d sa n ds o m ef e a t u r e sl i k ef l e x i b i l i t ya n di n t e r o p e r a b i l i t y , b e c o m et h ep l a t f o r m a n dm a i nm e a s u r eo fh e t e r o g g n c o u ss y s t e m si n t e g r a t i o n i t sp r i n c i p l ei s ：m a k e s o f t w a r et os e 耐c e ，c o n f o r mt h er e l e v a n ts t a n d a r d s ，m a k ed i f f e r e n ts y s t e mc o u l dc r o s s t h ep l a t f o r m , a n dm u t u a lc o n s i s t e n c y , h a sa b i l i t ya b o u ts e a m l e s sc o m m u n i c a t i o na n d d a t as h a r i n g w e bs e r v i c eh a st h ef e a t u r e so fd y n a m i e i t ya n du n p r e d i c t a b i l i t y , s oi ti sa c h a l l e n g et os e l v et h eq u a l i t yc o n t r o lp r o v i d i n gs e r v i c et op o i n t - t o - p o i n tw e b h a v i n g d i f f e r e n ts e t v o eq u a l i t yp a r a m e t e r sd i f f e r e n ts e r v i c e sn o g d sc o n s i d e r i n g w i t ht h e p o p u l a r i z a t i o nt h a tw e bs e r v i c e su s e d , i m p r o v i n gw e bs e r v i c e ss o l v i c eq u a l i t yh a s a l r e a d yb e c o m eo n eo ft h ep r o b l e m sh a dt os o l v ei nt e c h n o l o g i c a ld e v e l o p m e n to f w e b s e r v i c e a c c o r d i n gt h i sc o n d i t i o n , r e s e a r c h e r sg i v eac o n c e p t i o nt h a ta d d i n gq o s d e s c r i p t i o ni n t ow e b s e r v i c e t h em e t h o di sa d d i n gq o sd e s c r i p t i o ni n t ot h ew s d l , a n dt h e nd e s i g n sap r o x y , t h r o u g ht h ep r o x yt oc o m p a r et h eq o sf r o mp r o v i d e r p r o v i d i n ga n dt h eq o st h a tu s e rr e q u i r e d , t h e ns e a r c ht h em o s ts u i t a b l ew e bs e r v i c e b u tt h eq o sf r o mp r o v i d e rp r o v i d i n ga r en o tv a l i d a t e d , m a y b eh a v es o m ef a k ed a t a , i t w i l li m p a c tp r o x y sj u d g e m e n ta n du s e r su s e f o rs o l v et h i sp r o b l e m ，t h i sp a p e rg i v eaq o s - b a s e dt r u s t e dw e bs e r v i c em o d e l ， t h i sm o d e la d ds e r v i c eq o sv a l i d a t i o nf u n c t i o n ，t h r o u g ht e s t i n gw e bs e r v i c et og e t w e bs e r v i c e sr e a lq o sd a t a ；i ta l s oa d dw e bs e r v i c e sq o se v a l u a t i o nf u n c t i o n , a c q u i r i n gu s e r se v a l u a t i o nf o rt h ew e bs e r v i c e a n a l y s et h eq o sd a t at h a tf r o m t e s t i n ga n du s e r se v a l u a t i o n ，h e l pu s e r t os e l e c tt h em o s ts u i t a b l ew e bs e r v i c e a c c o r d i n ga b o v er e s e a r c h ，t h i sp a p e rd e s i g na n di m p l e m e n tt h et r u s t e dw e b s e r v i c ep l a t f o r m ，t h i sp l a t f o r mi n c l u d es e r v i c ep u b l i s hp l a t f o r m ，s e r v i c eu s ec l i e n t p l a t f o r m ，u d d ir e g i s t e rc e n t e ra n ds e r v i c ep r o x yp l a t f o r m d e t a i l e di n t r o d u c et h e d e s i g na n di m p l e m e n to ft h es e r v i c ep r o x yp l a t f o r m ，w h i c ha d o p tj 2 e ep l a t f o r m s p o p u l a rs s ha r c h i t e c t u r e ，a n du s ea c e g i ，a j a xt h e s ep o p u l a rt e c h n o l o g y a b o u tt h e t e s t i n go ft h ew e bs e r v i c e , t h i sp a p e ru s ej m e t e r , j u n i tt h e s ef a m o u so p e ns o u r s et e s t k e yw o r d s ：w e b s e r v i c e ，q o s ，t r u s t e d ，s e r v i c ep l a t f o r m j 目录 第一章绪论1 1 1 课题背景及意义1 1 2 国内外研究现状2 1 2 1q o s 的评价和计算2 1 2 2 基于q o s 的w 曲服务选择3 1 3 论文主要工作3 1 4 论文结构。4 1 5 本章小结4 第二章w e b 服务相关概念5 2 1w e b 服务概览一5 2 1 1w e b 服务的概念5 2 1 2w 曲服务的体系结构5 2 1 3w 曲服务的特征。7 2 2w e b 服务组成技术8 2 2 1x m l 9 2 2 2s o a p 9 2 2 3w s d l 1 1 2 2 4u d d i 1 2 2 3 本章小结13 第三章基于q o s 的可信w e b 服务体系结构的研究1 4 3 1 改进的w e b 服务体系结构1 4 3 2w e b 服务的q o s 描述l5 3 3 基于q o s 扩展w s d l l8 3 4 服务代理的具体设计2 0 3 4 1 服务评测模块2 l 3 4 2 用户反馈管理模块2l 3 4 3 信誉评价模块2 1 3 4 4 服务选择模块2 2 3 5 本章小结2 3 第四章可信w e b 服务平台的需求及设计2 4 4 1 可信w e b 服务平台需求分析2 4 4 1 1 业务描述2 4 4 1 2 功能需求2 4 4 1 3 非功能需求2 5 4 2 可信w e b 服务平台概要设计2 6 4 2 1 服务代理平台总体结构设计2 6 4 2 2 服务代理平台架构设计。2 7 4 3 可信w e b 服务平台详细设计2 9 4 3 1 服务代理平台各模块的详细设计2 9 4 3 2 服务代理平台数据库设计。3 6 4 4 本章小结。3 8 第五章可信w e b 服务平台的实现3 9 5 1 可信w e b 服务平台的搭建3 9 5 1 1 服务发布平台搭建3 9 5 1 2 服务使用客户端平台搭建4 3 5 1 3 服务注册中心搭建。4 5 5 1 4 服务代理平台搭建4 7 5 2 服务代理平台架构的实现一4 7 5 2 1 数据持久层的实现4 7 5 2 2 业务逻辑层的实现。5 0 5 2 3 表示层的实现5 3 5 3 服务代理平台各模块的实现。5 7 5 3 1 登录模块的实现5 8 5 3 2 服务发布模块的实现5 9 5 3 3 服务评测模块的实现6 2 5 3 4 服务选择模块的实现6 4 5 4 本章小结6 7 第六章结束语：6 8 6 1 论文工作总结6 8 6 2 问题和展望。6 8 北京邮电大学硕士研究生学位论文 1 1 课题背景及意义 第一章绪论 随着w e b 应用的不断发展，人们发现w e b 应用以及传统桌面应用，比如数 字图书馆、企业内部管理系统、办公自动化系统等不同系统之间存在着连接的鸿 沟，统一r r 平台已成为市场的一大呼声，而w e b 服务技术正顺应了这一市场的 需求【1 1 。w e b 服务是一项新兴的技术，它将机器与机器连接起来，让系统与系统， 程序与程序之间有一个在网络上能够跨越异构环境或平台，并能相互沟通与互动 的新通道。这项技术可应用于各种领域，例如可以透过w r e b 服务技术在企业的 各系统之间做整合，因此w 曲服务技术越来越受到各界的欢迎并且快速地发展。 据i d c 预测，作为i n t e r n e t 的下一个革命性进步，w e b 服务必将是分布式应用程 序的主导架构，市场需求平均以9 4 速度增长，在未来l o 年，w e b 服务项目的 总投入将达到1 8 4 0 亿美元。目前，w e b 服务在国外许多领域得到广泛应用，如 政府、金融、电信、证券、教育以及服务行业。2 0 0 2 年4 月，g o o g l e 宣布它将 让开发者能够使用w s d l 2 】和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 0 1 ) p 】技术从他们 自己的应用程序上直接查询2 0 亿个以上w e b 文档，这就说明使用w e b 服务来 提供实际的应用程序的想法已经真正开始在开发者的头脑中扎根了，因此它的服 务质量( q u a l i t yo f s e r v i c e ，简称q o s ) 就显的尤为重要。 由于w e b 服务具有动态与不可预知的特性，所以对于点对点的w e b 服务提 供服务的质量管理是一项挑战。对不同的服务有不同的服务质量参数需要考虑 【4 】，例如一个股票查询服务我们所要考虑的是它的响应时间与正确性，而电子银 行交易系统所要考虑的则是安全性，此外服务本身的性能，系统资源和下层网络 所能提供的服务质量等因素也必须进行考虑。当前存在的服务注册中心d d i ) 瞪】 均可让每个人自由注册其所提供的服务。造成质量的参差不齐，导致反而必须花 更多时间搜寻所需服务，更有可能找到不能用的服务链结，根据统计在u d d i 注册中心有高达4 8 的链接是不能用的。w e b 服务的服务质量存在许多问题。 考虑到商业上的应用，需要有确定的标准来描述w e b 服务提供者所提供的服务 质量。此外，如何描述连接的状态、怎样表达商业过程等也应在考虑之中。 总之，随着w e b 服务应用的普及，提高w e b 服务服务质量已经成为w e b 服 务技术发展所不得不解决的一个重要问题。 北京邮电大学硕士研究生学位论文 1 2 国内外研究现状 w e b 服务包含大量的标准和技术，己经有了一个完整的体系。其中q o s 是 一个新兴的组成部分。评估w e b 服务，将评估结果作为服务选择的标准，是w e b 服务研究的热点之一。很多研究将服务质量作为服务评估的标准，基于q o s 的 服务选择和评估，也一直是人们研究的重点。w e b 服务的服务质量是一个非常复 杂的问题，当今对于w e b 服务质量的研究主要关注用户的需求，用户的需求和 偏好决定了w e b 服务质量的标准。因此，w e b 服务的查找和发现也由寻找“最 优一服务转化为寻找“最适 服务。 1 2 1q o s 的评价和计算 q o s 分为若干属性，作为服务评估的若干标准，比较常用的属性有响应时间、 费用、可靠性、声誉、可用性，通常也允许用户自定义评估标准作为q o s 属性。 前人对q o s 做出了不同的定义 6 - 9 ，著名学者j o r g ec a r d o s o 指导性地给出了服务 质量评价模型中应包括的因素，具体包括费用、时间、可靠性和可信性。在a g f i o w 系统中选择以下5 个通用的服务属性来评价q o s 服务：服务运行成本、运行时 问、信任度、成功率和可用性。m e d j a h e d 提出了把服务属性分成多类，并扩大 到加密、安全等属性方面【l o l 。文献【1 1 】把q o s 分为通用领域q o s 和特定领域q o s ， 通用领域q o s 适合于任何一个w e b 服务，是一个可调整、可扩展的属性集合， 特定领域q o s 是领域内专门的属性，如一个餐馆的位置、价格等，领域属性也 是一个可扩展的属性，由领域专家根据具体的服务类别设定出相关的属性。 虽然目前不同标准和研究组织( 如r r u ，e t s i ，i s o ，i e t f 等) 对q o s 的认识 仍然有一定差别，但国际标准i s 0 8 4 0 2 1 2 1 和i t u 8 0 0 1 3 】对q o s 的定义更好的反映 了w 曲服务q o s 的特点。根据标准的定义，q o s 由一些非功能性属性组成，包 括网络开销、调用时间、服务的可靠性、声誉度和可用性等，这些属性都反映了 用户的需要，而且直接影响用户的满意度。 在w e b 服务质量中各个质量属性的评价方法不同，即有些属性的值是越小 越好 1 4 - 1 6 ，例如，网络开销和调用时间；另一些质量属性的值是越大越好，例如 服务的可靠性、声誉度及可用性。因此为了选择出质量最高的w e b 服务，就必 须对w e b 服务的q o s 模型中的质量属性进行处理和总体评价。现今所流行的算 法 1 1 9 】，大多是基于权值的简单加权算法s a w ( s i m p l e a d d i t i v e w e i s h t i n g ) 。文献 【2 0 建立了w e b 服务q o s 模型的处理和评价方法，包括两个阶段，规范化和加 权阶段。规范化是基于服务质量比较的目的来对服务质量属性的数值进行处理 2 u ，使它们的值可以处在一个特定的区间，把不同量纲的质量属性转换为无量 2 鼍 i 一 北京邮电大学硕士研究生学位论文 纲的质量属性。不同的用户需求，对w e b 服务的q o s 也就有不同的要求，即不 同的用户对于w e b 服务q o s 的各项质量属性有不同的偏好及重视程度。根据需 求的不同，可以给每个质量属性确定不同的权重，由此确定该需求的q o s 值。 此处权重可以由用户根据需要指定。如果用户没有指定q o s 中各质量属性的权 重，则使用默认的权重，即这几项质量属性的权重是一样的。 文献 2 2 1 提出了面向服务计算中q o s 的参考矩阵，给出了q o s 特性，参考 矩阵的提出，方便了服务提供者及服务使用者的q o s 相关情况的调整，可以快 速便捷地评估一项服务的性能好坏。文献 2 3 1 提出了服务的二维q o s 模型，从客 观和主观两个维度对w e b 服务进行q o s 建模。客观维度表示服务是否正常，最 近一段时间内是否正常，而主观维度 2 4 - 2 5 是一个可扩充量。文献 2 6 1 提出了一种 新q o s 综合评估算法模型，能够对q o s 进行合理的综合度量、选择，避免了评 估失真的信息丢失问题，同时给予用户更多的参数，来表达用户的q o s 的具体 要求。 1 2 2 基于q o s 的w e b 服务选择 由于w e b 服务标准协议w s d l ，u d d i c l l n i v e r s a ld e s c r i p o nd i s c o v e r ya n d i n t e g r a t i o n ) ，s o a p 等缺乏对q o s 的描述，目前主要通过2 种方式来实现对q o s 的支持，一是对现有协议进行扩展和改进，二是不改变现有协议，由第三方来提 供对q o s 指标的捕获、存储与查询。文献 2 u 采用第一种方式，通过d a m l s 语言对w e b 服务的功能和行为语义进行描述，建立了扩展u d d i 系统，用逻辑 推理的方法实现支持q o s 的w e b 服务选择。文献 2 7 】采用第二种方式，提出了 一种支持q o s 约束的w e b 服务发现模型，定义了一组描述w e b 服务质量的分量 t m o d e l ，支持携带q o s 信息的服务发布以及基于q o s 约束的服务选择。 文献 2 8 1 提出一种支持服务质量的w e b 服务选择模型( w s s m q ) 。该模型定 义了一组描述w e b 服务q o s 指标的分类t m o d e l ，用q o s 量化值描述服务提供者 的q o s 通告，用约束型需求和偏好型需求描述服务消费者的q o s 需求，采用四 阶段选择算法选择满足消费者需求的w e b 服务。文献 2 9 1 提出了一种基于服务质 量的语义w e b 服务选择算法，其基本思想是首先将含有语义信息的服务请求者 和提供者双方进行相似度匹配，并记录下相似度达到一定要求的服务提供者，然 后在这个结果集中进行q o s 评价，选择出一个q o s 值最大的服务。 1 3 论文主要工作 本论文在深入研究w e b 服务技术架构的基础上，探讨它目前存在的技术上 北京邮电大学硕士研究生学位论文 的不足之处，并对传统的w e b 服务模型进行了改进，构思了一种新的基于q o s 的可信w e b 服务模型，并进行了基于q o s 的可信w e b 服务的模型的具体设计及 实现，解决了目前w e b 服务存在的缺少q o s 非功能描述的问题，能满足为不同 q o s 需求的服务使用者提供适合服务质量的服务的要求，并且对w e b 服务进行 了q o s 的评测，验证了其可信程度。同时方便部署、维护和升级。具体完成的 工作主要有： l 、分析已有的w e b 服务q o s 实现的方法和理论，并提出基于q o s 的关于 w s d l 的扩展机制，让w s d l 变得更加完善。 2 、研究传统的w e b 服务体系结构，建立了一个新的w e b 服务体系结构， 在传统体系结构的基础上增加了一个服务代理的角色 3 、在理论可行性的基础上，搭建模拟实验环境，设计和实现了基于q o s 的 可信w e b 服务平台。 1 4 论文结构 本文的组织结构和各章主要内容如下： 第一章是绪论。介绍了论文的背景、国内外研究情况、论文主要工作。 第二章是w e b 服务相关概念。介绍了w e b 服务的体系结构和相关技术等， 如s o a p ，u d d i ，w s d l 。 第三章是基于q o s 的可信w e b 服务体系结构的研究介绍了改进之后的 w e b 服务的体系结构，详细阐述了服务代理的一些具体实现方法。 第四章是可信w e b 服务系统的需求及设计。介绍了基于改进后的w e b 服务 体系结构构建的一个系统，阐述了系统的需求分析，概要设计及详细设计。 第五章是可信w e b 服务系统的实现。对系统开发实现过程中的平台选择、 设计框架模式应用、开发工具、环境配置、结构部署等系统实现的步骤做了详细 说明，并对重要的功能模块的实现进行了细致的说明。 第六章是总结与展望。对可信w e b 模型的研究，以及对整个系统从分析、 设计、实现的工作和取得的经验进行了总结和分析，并展望了进一步的工作。 1 5 本章小结 本章首先指出了论文研究的背景和意义，接着综述了国内外相关领域的研究 现状，分析了这些领域有待深入研究的内容，在此基础上就本论文研究工作的内 容进行了阐述，最后给出了本论文内容结构的详细安排。 4 l 一 北京邮电大学硕士研究生学位论文 第二章w e b 服务相关概念 2 1w e b 服务概览 2 1 1w e b 服务的概念 简单来说，w e b 服务就是一个应用程序，它向外界提供一个能够通过w e b 进行调用的a p i 。这就是说，你能够用编程的方法通过w e b 调用来实现某个功 能的应用程序。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，可以在网络( 通常为w e b ) 中被描述、发布、 查找以及通过w e b 来调用 3 0 1 。 首先，w e b 服务是可重用的软件模块，是对软件开发中面向对象设计的发展 和升华。 其次，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，这种连接形成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，协调和配置起来会更加的自由和简单。 再次，从语义上看，一个w e b 服务就是一个自包含的“小程序一，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， 如何去调用它，以及返回什么样的结果。 最后，w e b 服务是部署在i n t e m e t 上的，它使用与传输w e b 内容相同的并且 广泛使用的协议，不需要调整现有的i n t e m e t 架构，就可以跨越防火墙进行通信。 2 1 2 w e b 服务的体系结构 w e b 服务的一个主要思想，就是未来的应用将由一组应用了网络的服务组合 而成。只要两个等同的服务使用统一标准和中性的方法在网络上宣传自己，那么 从理论上说，一个应用程序就可以根据价格或者性能的标准，从两个彼此竞争的 服务之中选出一个。除此之外，一些服务允许在机器之间复制，因而可以通过把 有用的服务复制到本地储存库，来提高允许运行在特定的计算机( 群) 上的应用程 序的性能。 w e b 服务体系结构是面向对象分析与设计的一种合理发展，同时也是电子商 务解决方案中，面向体系结构、设计、实现与部署而采用的组件化的合理发展。 这两种方式在复杂的大型系统中经受住了考验。和面向对象系统一样，封装、消 息传递、动态绑定、服务描述和查询也是w e b 服务中的基本概念，而且，w e b 5 北京邮电大学硕士研究生学位论文 服务另外一个基本概念就是：所有东西都是服务，这些服务发布一个a p i 提供 给网络中的其他服务使用，并且封装了实现细节。 下面我们就来看一下w r c b 服务的体系结构：面向服务的体系结构( s o a ) 【3 l l ， 见图2 1 所示。 注册 u d d l 注册中心 服 囹2 - i 面向服务的体系结构( s o a ) 从上图可以看出，s o a 结构中共有三种角色： l 、服务提供者( s e r v i c ep r o v i d e r ) ：提供并在u d d i 上发布自己的服务，并且 对使用自身服务的请求进行响应。 2 、u d d i 注册中- 已, ( u d d ir e g i s t r y ) - 注册已经发布的s e r v i c e ，对其进行分 类并进行搜索服务 3 、服务请求者( s e r v i c er e q u e s t o r ) ：利用u d d i 注册中心搜索自己所需的服 务，然后使用该服务。 s o a 体系结构中的组件必须具有上述一种或多种角色。在这些角色之间使 用了三种操作： l 、发布操作( p u b i l s h ) ：使服务提供者可以向u d d i 注册中心注册自己的 功能及访问接口。 2 、发现操作( f i n d ) ：使服务请求者可以通过u d d i 注册中心查找特定种类 的服务，服务请求者描述要找的服务，u d d i 注册中心返回要找的结果。 3 、绑定操作( b i n d ) ：在服务请求者和服务请求者之间绑定，这两部分协商 以使请求者能够真正访问和调用提供者的服务。 为支持结构中的三种操作( 发布，发现，绑定) ，s o a 需要对服务进行一定的 描述，这种服务描述应具有下面几个重要特点：必须要声明服务提供者的语义特 征，u d d i 注册中心使用语义特征将服务提供者进行分类，以帮助具体服务的查 找，服务请求者根据此来匹配那些满足要求的服务提供者。服务描述应该声明接 口特征，以访问特定的服务，接口特征可以用来帮助服务请求者对服务提供者的 查找。 注意，服务描述和服务实现是分离的，这使得服务请求者可以在服务提供者 的一个具体实现正处于开发阶段，部署阶段或完成阶段时，对其( 具体实现) 进行 6 北京邮电大学硕士研究生学位论文 绑定。 另外，s o a 中的组件相互之间必须能够进行交互，才能进行上述三种操作。 所以w e b 服务体系结构的另一个基本原则就是使用标准的技术，包括服务描述、 通讯协议以及数据格式等。这样一来，开发者就能开发出平台独立、编程语言独 立的w 曲服务，从而能够充分利用现有的软硬件资源和人力资源。 最后，s o a 体系结构没有对w e b 服务的粒度进行限制，因此一个w e b 服务 既可以是一个组件( 小粒度) ，该组件必须和其他组件结合才能进行完整的业务处 理，w e b 服务也可以是一个应用程序( 大粒度) 。 从图中，我们还可以看出一个w e b 服务的生命周期是： 1 、实现一个w e b 服务，使其能够接受和响应s o a p 消息( 现在有好多工具 都可以帮助实现) 。 2 、撰写一个w s d l 文件用于描述w e b 服务( 现在有好多工具都可以自动生 成w s d l 文件) 。 3 、将此w s d l 发布到u d d i 上。 4 、其他的应用程序( 客户端) 从u d d i 上搜索到你的w s d l 。 5 、根据你的w s d l ，客户端可以编写程序( 现在有很多工具都可以自动生成 调用程序) 调用你的w e b 服务。 2 1 3w e b 服务的特征 从外部的使用者角度而言，w e b 服务是一种部署在w e b 上的对象组件，它 具备以下特征： 1 、完好的封装性：w e b 服务是一种部署在w e b 上的对象，因而具备对象良 好的封装性，对于使用者而言，他能且仅能看到该对象提供的功能列表。 2 、松散藕合：这一特征也是源于对象组件技术，当一个w e b 服务的实现发 生变更的时候，调用者是不会感到这一点的，对于调用者来说，只要w e b 服务 的调用界面不变，w e b 服务的实现任何变更对他们来说都是透明的，甚至是当 w e b 服务的实现平台从j 2 e e 迁移到了n e t 或者是相反的迁移流程，用户都可 以对此一无所知。对于松散耦合而言，尤其是在i n t e m e t 环境下的w e b 服务而言， 需要有一种适合i n t e m e t 环境的消息交换协议。而x m l ( e x t e n s i b l em a r k u p l a n g u a g e ) s o a p 正是目前最为适合的消息交换协议。 3 、使用协约的规范性：这一特征从对象而来，但相比一般对象其界面规范 更加规范化和易于机器理解。首先，作为w e b 服务，对象界面所提供的功能应 当使用标准的描述语言来描述( 比如w s d l ) ；并且由标准描述语言描述的服务界 面应当是能够被发现的，因此这一描述文档需要被存储在私有的或公共的注册库 7 北京邮电大学硕士研究生学位论文 里面。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 曲服务的事务、工作流等，而这些又都需要服务质 量( q o s ) 的保障。其次，我们知道安全机制对于松散耦合的对象环境的重要性， 因此我们需要对诸如授权认证、数据完整性( 比如签名机制) 、消息源认证以及事 务的不可否认性等运用规范的方法来描述、传输和交换。最后，在所有层次的处 理都应当是可管理的，因此需要对管理协约运用同样的机制。 4 、使用标准协议规范：作为w e b 服务，其所有公共的协约完全需要使用开 放的标准协议进行描述、传输和交换。这些标准协议具有完全免费的规范，以便 由任意方进行实现。一般而言，绝大多数规范将最终有w 3 c 或o a s i s ( 结构化信 息标准促进组织，o r g a n i z a t i o nf o rt h ea d v a n c e m e n to fs t r u c t u r e di n f o r m a t i o n s t a n d a r d s ) 作为最终版本的发布方和维护方。 5 、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，无论是 c o r b a ，d c o m 还是e j b 都可以通过这一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。 2w e b 服务相关技术 w 曲服务的主要优越性在于它实现的组件互操作性。为此，w e b 服务平台 必须解决以下问题【3 2 】： l 、数据格式：要使一个系统能与另一个系统交流，首先必须定义一种这两 个系统都能够解析的数据格式。而且考虑到系统的复杂性和使用的灵活性，这种 数据格式必须是独立于平台和编程语言的，同时应该具有可扩展性。 2 、协议：定义了数据格式以后，系统之间只是在数据层上有了集成的能力。 但这仅仅完成了应用领域中最低层次的集成，数据层集成。集成的双方还必须根 据数据之外的系统细节达成一致，例如必须了解对方的接受方式，网络协议，访 问入口，安全性要求等。为了让模块层能够以一种开放的，自说明的，统一的方 式进行集成和交互，必须定义一种协议，而且这种协议必须得到现今广泛使用的 网络协议的很好支持。 3 、动态集成：w 曲服务承诺让企业之间的系统集成是动态的。也就是说， 任何一家符合要求的企业应该可以很方便的进入现有系统，同时，现有系统也应 该可以很容易地调用任何一家符合要求的企业，而这家企业可能是潜在的、不确 定的。 w e b 服务技术如何解决这三个问题呢首先，在数据格式方面，w e b 服务 以x m l 作为底层数据传输格式；第二，在传输协议方面，使用了s o a p 协议； 北京邮电大学硕士研究生学位论文 关于动态集成的问题，w e b 服务引入了注册中心的概念，规范了服务发布和发现 的实现方式。 2 2 1x m l x m l 是万维网协会b v 3 c ) 设计的一种可扩展标记语言，使其能够将s g m l 的灵活性和强大功能和已经被广泛采用的h t m l 结合起来。正像h t m l 一样， 可扩展标记语言x m l 也是一种标记语言，但x m l 是可扩展的标记语言。它着 重描述的是数据本身，而h t m l 着重描述的是w e b 页面的显示格式。另外在 h t m l 中所有的标记和文档结构都是预先定义的，而x m l 不再是固定的标记， 而是提供了一个标准，利用这个标准，x m l 允许用户创建自己的标签，以此来 标识文档的结构，可以根据实际需要定义自己的新的标记语言，并为这个标记语 言规定它特有的一套标签。x m l 因具有更多的语义、良好的可扩展性、简单易 用、自描述等特点而特别适用于w e b 上的数据交换。 x m l 具有以下主要特性： 1 、简单性：x m l 经过精心设计，整个规范简单明了，它由若干规则组成， 这些规则可用于创建标记语言 2 、可扩展性：x m l 允许开发者创建自己的d t d ( d o c u m e n tt y p ed e f i n i f i o n ， 文档类型声明) 或x m ls c h e m a ，有效地创建可被用于多种应用的可扩展标记集。 企业可以用x m l 为电子商务和供应链集成等应用定义自己的标记语言，作为该 领域信息共享与数据交换的基础。 3 、互操作性：x m l 可以在多种平台上使用，而且可以用多种工具进行解释。 4 、自描述性：x m l 文档通常包含一个d t d 或x m ls c h e m a ，因而x m l 文档是自描述的。x m l 文档中的数据可以被任何能够对x m l 数据进行解析的 应用所提取、分析和处理，并以所需格式显示。x m l 表示数据的方式真正做到 了独立于应用系统，并且这些数据可以被重用。 2 2 2s o a p s o a p 简单对象访问协议是在分散或分布式的环境中交换信息的简单的协 议，是一个基于x m l 的协议。s o a p 是w e b 服务的标准通信协议。它是一种标 准化的传输消息的x m l 消息格式。s o a p 请求消息将客户端的服务请求消息发 给服务器，如需要调用什么样的服务接口方法，以及接口参数值等等。s o a p 答 复消息是从服务器返回给客户端的消息，如服务实现后的结果返回值或者调用服 务时发生的错误信息等。 w e b 服务标准规定，可以采用多种开放协议作为其服务对象的传输协议，比 9 北京邮电大学硕士研究生学位论文 如s o a p 、c o r b