（计算机应用技术专业论文）基于soa的电子政务应用集成研究.pdf

摘要 电子政务是政府部门提高办公效率、改善服务质量、进行信息共享的一种 有效手段。随着我国政府信息化建设的广泛开展，根据不同业务需求开发了大 量信息系统，这些系统由于采用了不同的编程语言、不同的运行平台等原因， 彼此独立、很难协同，形成了许多“信息孤岛”，极大的阻碍了电子政务应用的 进一步发展。因此如何集成这些应用系统，实现信息共享、避免重复建设，成 为当前迫切需要解决的问题。 为解决上述问题，需要对电子政务系统进行集成，但是传统集成技术平台 依赖性强、耦合程度高，无法满足电子政务松耦合集成的需要。面向服务体系 结构( s e r v i c e o r i e n t e da r c h i t e c t u r e ，s o a ) 是一种组件模型，它将应用程序的不同功 能单元抽象为服务，并将这些服务通过定义良好的接口和契约联系起来，实现松 耦合集成。在s o a 架构下，以服务或组件形式出现的业务逻辑可以被共享、重 用和配置，能很好的实现电子政务的松耦合集成。 本文结合工商局企业信息异地查询系统业务需求，基于s o a 架构思想，按 照服务发现、服务实现、服务组合以及服务部署的顺序，设计并实现了该系统， 并松耦合的集成了分布于各地市工商局业务系统。通过该系统的设计与实现， 本文总结了面向服务架构开发的一般过程，即首先进行业务需求分析和遗留系 统分析，将业务功能单元抽象成一系列松耦合的基本服务，并使用w e bs e r v i c e 技术进行服务封装，接着根据业务流程使用b p e l ( b u s i n e s sp r o c e s se x e c u t i o n l a n g u a g e ) 流程描述语言组合、编排这些服务，最后使用e s b ( e n t e r p r i s es e r v i c e b u s ) 服务总线集成各服务节点。 这种基于s o a 的电子政务集成方案，实现了系统灵活部署，同时避免了由 于业务流程变更而重构系统甚至重新开发系统带来的不便，能够迅速响应业务 流程变更。 关键词：面向服务架构，w e bs e r v i c e ，电子政务，企业应用集成 a b s t r a c t t h ee - g o v e r n m e n ti sa ne f f e c t i v ew a yt oe n h a n c i n ge f f i c i e n c y , i m p r o v i n g s e r v i c eq u a l i t y , a n ds h a r i n gi n f o r m a t i o nf o rt h eg o v e r n m e n t w i t hw i d e l yc o n s t r u c t i o n o ft h ee - g o v e r n m e n ta f f a i r , as e r i e so fi n f o r m a t i o ns y s t e mi sd e v e l o p e df o ri t so w n b u s i n e s sd e m a n d ，t h e s es y s t e mn o r m a l l yo p e r a t ei n d e p e n d e n t l ya n dc o o p e r a t ew i t h e a c ho t h e rh a r d l yb e c a u s eo fh e t e r o g e n e o u sp l a t f o r ms u c hu s u s i n gd i f f e r e n t p r o g r a m m i n gl a n g u a g e ，d i f f e r e n td e p l o yp l a t f o r m a n de t e t h u s ，i tf o r m sm a n y “i n f o r m a t i o ni s l a n d s ”w h i c hi sb a d l yp r e v e n t i n ge g o v e r n m e n tf u r t h e rd e v e l o p m e n t s oh o wt oi n t e g r a t et h e s ei s o l a t e da p p l i c a t i o ns y s t e mt os h a r ei n f o r m a t i o n ，a v o i d r e d u n d a n tc o n s t r u c t i o nb e c o m et h eu r g e n tn e e do ft o d a y sd e m a n d t os o l v et h ea b o v e p r o b l e m s ，w es h o u l di n t e g r a t et h ee g o v e r n m e n ts y s t e m ，b u t t h et r a d i t i o n a li n t e g r a t e dt e c h n o l o g yi su s u a l l yp l a t f o r m d e p e n d e n t ，s oi tc a n tm a t c h t h er e q u i r e m e n to fl o o s ec o u p l i n gf o re g o v e r n m e n ts y s t e m s e r v i c e o r i e n t e d a r c h i t e c t u r e ( s o a ) i sac o m p o n e n tm o d e lt h a ti n t e r - r e l a t e sa na p p l i c a t i o n sd i f f e r e n t f u n c t i o n a lu n i t s ，c a l l e ds e r v i c e s ，t h r o u g hw e l l - d e f i n e di n t e r f a c e sa n dc o n t r a c t s b e t w e e nt h e s es e r v i c e s ，t h u sr e a l i z ei n d e p e n d e n ti n t e g r a t i o n u n d e rt h i sa r c h i t e c t u r e ， t h eb u s i n e s sl o g i co nt h ef o r mo fs e r v i c eo rc o m p o n e n t ，c a nb es h a r e d ，r e u s e da n d c o n f i g u r e ，t h u sc a nr e a l i z ee - g o v e r n m e n ti n t e g r a t i o nw e l l t h i sp a p e rd e s i g na n di m p l e m e n tt h ee n t e r p r i s ei n f o r m a t i o nq u e r ys y s t e mb a s e d o ns 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 ) i nt h ef o r mo fb a s i cs e r v i c e ，s y n t h e s i ss e r v i c e a n dc o m p o s i t i o ns e r v i c e b yt h ed e s i g na n di m p l e m e n t a t i o no ft h ea b o v es y s t e m ，t h e p a p e rs u m m a r i z eg e n e r a lm e t h o dt ot h ed e v e l o p m e n to fs o a , w h i c ha n a l y z eb u s i n e s s r e q u i r e m e n t sa n de x i s t i n gs y s t e m ，t h e na b s t r a c tb u s i n e s sl o g i cu n i t si n t oan u m b e ro f i n d e p e n d e n ts e r v i c e ，t h u si tf o r m st h eag r o u po fb a s i cs e r v i c e ，p a c k i n gt h i ss e r v i c e u s i n gw e bs e r v i c et e c h n o l o g y , t h e nf l e x i b l ea s s e m b l et h e s e b a s i cs e r v i c ea c c o r d i n gt o t h eb u s i n e s sp r o c e s sb yb p e l ( b u s i n e s sp r o c e s se x e c u t i o nl a n g u a g e ) t e c h n o l o g y , a n dc o n f i g u r ee s b ( e n t e r p r i s es e r v i c eb u s ) t oi n t e g r a t es e r v i c en o d ed i s t r i b u t e di n d i f f e r e n tp l a c e t h i se - g o v e r n m e n ti n t e g r a t i o ns o l u t i o nb a s e do ns o 八e n h a n c e st h ef l e x i b i l i t y n o ft h ed e p l o y e ds y s t e m ，a v o i d st h et r o u b l eo fr e - b u i l d i n gs y s t e mo rm a k i n gb i g c h a n g e sc a u s e db yb u s i n e s sc h a n g e ，a n dr e s p o n s et ot h eb u s i n e s sc h a n g er a p i d l y k e yw o r d s ：s o a , w e bs e r v i c e ，e - g o v e r n m e n t ，e a i u i 独创性声明 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，也不包含为获得武汉理工大学或其它教育 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：董驾 日期：2 塑墨笠：圣! 关于论文使用授权的说明 本人完全了解武汉理工大学有关保留、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) 签名：董5 耋导师签名：奎鱼巴翌日期：垫鲨：尘：羔壁 武汉理工大学硕士学位论文 1 1 研究背景 第1 章绪论 电子政务是政府在其管理和服务职能中运用现代信息和通信技术，将政府 的各种公务处理以及服务项目从人工处理转换为网络服务社会各界可以随时 随地通过政府网络查询所需要的信息、互相通信以及办理各种申请手续等，从 而提高政府管理和服务的网络集成度，全方位地向社会提供规范、优质、透明、 高水准的管理和服务【l 】。电子政务是一项覆盖各级政府部门的大型、复杂的系统 工程，它的实现以信息技术作为基础，从政府信息发布、政府网上服务到政府部门 间及政府部门内的信息共享和网络办公，都需要不断发展的信息技术作为保障。 简言之，电子政务可以理解为网络上为民众服务的政府。 电子政务有利于政府的高效办公、科学决策、贴近公众和廉政建设，所以 正在得到各国政府的青睐，把它作为推动政府改革和形象重构的重要途径。创 建一个跨时空的政府办公服务模式、一个无纸化的政府业务流程、一个虚拟的 政府办公境，在世界上正在成为一种潮流。最初的电子政务系统建设强调将地 理空间信息技术和其它如o a ，m i s ，i n t r a n e t n t e r n e t 技术结合起来建立各类应 用。随着各类应用建设的不断推进，以及软件技术的快速发展，人们越来越意 识到，只有充分将电子政务中的各类应用模型化和层次化，并建立一个通用的 电子政务平台，才能保证电子政务系统建设的快速性、灵活性、可持续发展和 保证数字城市应用的丰富性。电子政务已经成为当今世界各国政府发展的必然 趋势，发达国家政府已经基本实现政府业务全面电子化。我国电子政务建设一路 走来已有二十多个年头，从最初八十年代的政府机关普及推广计算机使用，到 九十年代建设国家重点信息化项目“金字工程 ，再n - 十一世纪初的“政 府上网工程”。如今中国电子政务已经经历了起步、推进、发展阶段，正在向高 速发展阶段迈进1 2 1 。 随着我国信息化前进的步伐加快以及互联网技术的迅速发展，电子政务得 到了蓬勃发展。但是在电子政务建设的过程中，各个部门没有统筹规划，标准不 统一，各自为政，缺乏数据沟通机制，形成新的“信息孤岛。电子政务的建设是 武汉理丁火学硕士学位论文 一个分步发展的过程，从电子政务建设的现状和建设目标来分析，既不能把以 前的系统全部抛弃，也不可以把所有的电子政务应用系统一次性做完，所以只 能在对已有的电子政务子系统进行整合的基础上建立新的应用系统。因此，电 子政务建设的当务之急是如何整合现有的信息资源，解决由于信息系统的分散、 异构所导致的信息孤岛问题，而不是对已有信息资源的废弃、重建。 与此同时，面对不断变化的社会需求，政府职能部门需要迅速做出业务调 整，这样会直接导致业务流程的变更和新需求的产生。传统的作法往往需要进 行大的系统改造或重新开发，特别是涉及到跨部门、跨系统的应用时，系统往 往很难重用。传统的体系结构相对静止，一旦业务需求发生变化，初始的相对 静止的体系结构便难以再与之相匹配，特别是在开发周期、开发成本方面很难 适应迅速变化的业务需求。 面向服务架构的兴起为解决上述问题指明了方向，使用s o a 构建电子政务 异构集成，可以避免“信息孤岛”问题，使得异构系统之间实现互联互通，并 且通过业务流程重组，实现对业务流程的迅速响应。面向服务的体系结构 ( s e r v i c eo r i e n t e d a r c h i t e c t u r e ，s o a ) 是一个组件模型，它将应用程序的不同功 能单元( 称为服务) 通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。接口 是采用中立的方式进行定义的，它应该独立于实现服务的硬件平台、操作系统 和编程语言。这使构建在各种这样的系统中的服务可以以一种统一和通用的方 式进行交互 6 1 。s o a 的中心思想就是实现技术和业务的分离，使得企业应用摆脱 面向技术的解决方案的束缚，轻松应对企业业务变化、发展的需要。 1 2 国内外研究现状 近年来，s o a 深受软件业的瞩目，尽管目前s o a 还没有大规模实施，但是 由于国外中间件厂商的推动，使得s o a 受关注程度迅速提升。1 9 9 6 年，g a r t n e r 最早提出s o a 的思想，2 0 0 2 年1 2 月，g a r t n e r 提出s o a 是“现代应用开发领 域最重要的课题”，g a r t n e r 为s o a 描述的远景目标是：在于让i t 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 ) 4 1 。现在， s o a 己从一个虚无飘渺的概念变为业界追捧的技术、客户未来的投资重点，这 不仅仅归功于w e b 服务标准及相关软件技术的成熟，更重要的是众多业内厂商 对s o a 的倾力支持。以m i c r o s o f t ，i b m ，o r a c l e ，h p ，b e a , s a p 等为首的计算机 2 武汉理t 人学硕士学位论文 业巨头们，合作定义相关的s o a 标准，并无一例外地使自己的软件产品、解决 方案能够全面支持s o a 。i b m 推出s o a 产品包括其e s b 、基于w e b s p h e r e 的 p r o c e s ss e r v e r 与b u s i n e s sm o d e l e r 、r a t i o n a l 产品等；b e a 也将其三个主要产品 线，a q u a l o g i c 、w e b l o g i c 和t u x e d o ，调整为基于s o a 架构的m i c r o s e r v i c e s a r c h i t e c t u r eo r a c l e 推出s o as u i t e 包括f u s i o nm i d d l e w a r e 、b p e l 、e s b 、 r u l e s e n g i n e 等众多产品【矧。 s o a 在国内尚处于早期部署阶段，但企业对s o a 的投入却在快速增加。信 息周刊和埃森哲的调查显示，一些国内企业出于业务需要，期望通过部署s o a ， 获得更大的商业价值。调查显示，四分之一的企业己经针对s o a 采取行动，包 括进行内部s o a 相关培训、规划s o a 系统架构蓝图、测试s o a 应用以及把s o a 作为主要流程架构在企业内部署1 2 7 1 。另有6 7 8 的企业虽尚未采取行动，但他 们表示正在了解和研究s o a 。上述中国企业中，有8 0 9 的公司表示将采取积 极态度部署s o a ，7 3 7 的公司表示在未来两年内有s o a 项目的部署计划【2 3 1 。 可以预计未来一两年内，s o a 在中国将进入快速发展期期。 1 3 本课题的目的及意义 本课题重点解决当前电子政务应用集成中广泛存在的三个问题： 1 如何松耦合集成电子政务异构平台； 2 如何充分利用现有遗留系统，降低1 1 r 成本 3 如何快速响应业务流程变更。 s o a 对分布式的电子政务应用集成有很强的现实指导意义，使i t 环境可以 更加灵活更快的响应不断改变的业务需求，同时使异构系统尽可能无缝的进行 通信，达到减低开发成本和最大重用现有遗留系统的目的。 本文引入s o a 架构思想，解决电子政务异构集成问题具有以下重要意义： 1 将s o a 思想用于业务逻辑设计，专注于以业务为中心的服务设计，而非 底层1 1 r 基础结构设计，实现业务与技术实现的分离 2 使用s o a 架构使得电子政务应用能充分利用现有遗留系统，消除了由于 电子政务系统庞大产生的“信息孤岛 。 3 消除了不同通信协议、软硬件平台及开发方式带来的信息整合问题，实 现异构系统松耦合集成。 3 武汉理t 人学硕士学位论文 1 4 主要研究工作及本文组织结构 本论文重点研究了使用s o a 的分析设计方法，综合运用相关技术实现基于 s o a 的电子政务集成。首先介绍了s o a 的相关理论基础知识，及s o a 的相关 应用技术，并对比分析了传统集成方案在解决电子政务集成存在的不足。通过 企业信息异地查询项目的分析和设计，探讨了s o a 在电子政务集成中的实际应 用。论文由以下七章组成： 第一章绪论。阐述目前电子政务面临的问题和引入s o a 的初衷，并对s o a 的国内外发展现状进行阐述，并介绍了本文的研究内容和论文组织结构。 第二章面向服务架构( s o a ) 的理论研究。主要介绍了s o a 的基本理论、 基本特征及其优势，同时也介绍了s o a 的相关应用技术w e bs e r v i c e 、b p e l 、 e s b 等。 第三章电子政务应用集成的研究。主要介绍了企业应用集成及电子政务集 成面临的问题，并对比分析了几种常见集成技术，提出基于s o a 的电子政务集 成解决方案。 第四章企业信息查询系统分析与设计。分析了企业信息查询系统的业务需 求，并提出总体解决方案。 第五章s o a 在企业信息查询系统的应用。先总结了s o a 的一般设计原则 和开发方法，接着分析实现了基本服务，使用b p e l 流程编排服务，使用e s b 集成服务接点，实现了企业信息查询系统，并总结了在实际开发过程中所遇到 的问题。 第六章总结。对全文进行总结，并对以后的研究工作进行展望。 4 武汉理： 人学硕士学位论文 2 1s o a 概述 第2 章s o a 相关理论技术 在过去的四十年里，软件的复杂性在不断增加，开发过程中需求的变化越来 越频繁。随着复杂性的增加，在提高新业务反应速度、减少开发成本、及时响应 客户需求变更以及接受、集成新的伙伴或客户等方面提出越来越高的需求，而传 统的i t 组织结构已经不能满足新的需求。虽然新兴的分布式计算技术结合跨平 台的编程语言，能够在一定程度上减少实现时间、降低集成和开发成本，但是无法 及时应对需求的变化，降低系统的复杂性，所以依然没有找到根本的解决办法。为 了建立高度松散和可扩展的管理系统，提出了使用以松耦合为基础的、面向基于 标准的服务的体系结构( s e r v i c e o r i e n t e da r c h i t e c t u r e ，s o a ) 作为软件体系结构中 新的解决方案。 2 1 1s o a 概念 s o a 本质上是服务的集合，服务间彼此通信，这种通信可能是简单的数据 传送，也可能是两个或更多的服务协调进行某些活动，服务间需要某些方法进 行连接。所谓服务就是精确定义、封装完善、独立于其它服务所处环境和状态 的函数。服务只能通过一致的已发布的接口进行访问，通过一个粗粒度的、可 以被发现和绑定的软件实体实现，并通过松散耦合的基于消息通信模型来与应 用程序和其它服务交互【5 1 。s o a 是一种粗粒度、松耦合服务架构，服务之间通 过简单、精确定义接口进行通讯，不涉及底层编程接口和通讯模型，因此，s o a 是一种架构模型，它可以根据需求通过网络对松散耦合的粗粒度应用组件进行 分布式部署、组合和使用。 2 1 2s o a 基本特征 s o a 是一种架构模型，它可以根据需求通过网络对松散耦合的粗粒度服务 组件进行分布式部署、组合和使用。本质上说，s o a 体现的是一种新的系统架 构，该系统架构具有以下基本特征： 5 武汉理工大学硕士学位论文 ( 1 ) 松耦合 松耦合是指系统或组件之间相互依赖程度低。服务组件自身是完全自治、 自包含、模块划的，服务之间的调用通过接口定义实现。服务内部如何实现、 如何修改，与服务请求者无关，当业务逻辑发生变化时，只需要修改业务逻辑 的实现部分，不会引起联动修改。 ( 2 ) 明确定义接口 服务交互的接口是明确定义的，并通过服务接口的标准化描述，使得该服 务可以提供给任何异构平台的任何用户接口使用。该接口隐藏了实现服务的细 节，与具体开发语言和运行平台无关。通过接口的定义使模块具有更好的可维 护性，当业务逻辑发生变化时，只需要修改业务逻辑的实现部分，不会引起联动 修改。 ( 3 ) 位置和传输协议透明 与面向组件编程不同，当客户端请求服务时，不必明确服务提供者的物理 位置( u r l ) 及传输协议。s o a 架构通过服务总线对组件接口进行统一封装， 服务总线提供路由映射、传输协议绑定，提高集成应用的灵活性。 2 1 3s o a 的优势 与传统的组件化模式相比，s o a 从过去的技术组件改变为业务组件( 又叫 服务) ，强调的是技术无关性，关注的是实现怎样的业务功能，即在业务请求与 响应之间随时搭建快速通道；同时，从过去的紧耦合改变为松耦合，既保证系 统弹性，又不失系统效率，进而实现重复利用软件资源。概括起来，采用面向 服务的体系结构具有如下比较优势： ( 1 ) 实现松耦合 服务请求者到服务提供者的绑定与服务之间是松耦合的。这意味着服务请 求者不必知道服务提供者的技术实现细节，如程序设计语言、部署平台等，通 过消息调用操作即请求消息和响应完成服务调用。松耦合将分布计算中的参与 者隔离开来，各个模块之间的依赖性和制约比较小，更改一个模块较少甚至完全 6 武汉理工人学硕士学位论文 不会影响到其它的模块。在灵活性方面，能够适应不断变化的业务变更，在可 维护性方面，当组成整个应用程序的每个服务内部结构和实现发生改变时，仍能 够继续存在。 ( 2 ) 遗留系统支持 s o a 架构以服务为中心，通过一系列规范定义，可以方便的将现有遗留系 统封装打包，提供平台中立的对外接口。通过对这些服务应用的集成，满足新 业务需求，而不必完全重新建设系统，从而利用现有投资，节省开发成本。 ( 3 ) 迅速响应业务变更 更快响应业务变更，服务组件可以动态组合成新的服务，因此能更快响应 业务流程的变更。在当前的激烈商业环境下，为了适应市场变化，企业需要随 时因需变更自己的业务流程，s o a 架构能通过重组服务适应业务流程变化。 ( 4 ) 平台无关性 由于s o a 架构具有语言独立的优点，因此通过s o a 能将不同语言和不同版 本的企业应用系统集成起来。s o a 能集成不同网络环境下的企业应用系统，能 够保护原有网络资源，减少开销。 2 2w e bs e r v i c e 概述 s o a 只是一种概念模型，要实现该模型则需要一种与之对应的具体技术手 段。目前基于w e b 服务的体系结构是比较理想的s o a 实现方式。 2 2 1w e bs e r v i c e 概念 s o a 只是一种概念模型，要实现该模型则需要一种与之对应的具体技术手 段。目前基于w e bs e r v i c e 的体系结构是比较理想的s o a 实现方式。对于w e b s e r v i c e ，i b m 的定义是：w e bs e r v i c e s 是新一代的w e b 应用，它们是自包含、自 描述的模块化应用，能够通过w e b 被发布、定位和调用。一旦一个w e bs e r v i c e s 被发布，其他应用或者其他w e bs e r v i c e s 就可以发现和调用【3 6 i 。m i c r o s o f t 给出的 定义则是：一个w e bs e r v i c e s 是为其他应用提供数据和服务的逻辑应用单元。 7 武汉理工人学硕士学位论文 应用程序通过统一的w e b 协议和数据格式( 例如：h 1 曙、x m l 和s o a p ) 访问 w e bs e r v i c e s ，不需要关心任何实现细节1 1 4 1 。 w e bs e r v i c e 应用与电子政务异构集成具有以下优点： ( 1 ) w e bs e r v i c e 提供完整的封装性，可以保留遗产系统，实现渐进式开发， 从而降低实施跨企业应用的风险和成本，提高实施跨企业应用集成的效率； ( 2 ) 整个框架基于x m l 技术，x m l 是文本形式而非二进制形式，从而提供 了跨操作系统平台、跨应用平台的能力： ( 3 ) 消息传递通过s o a p 实现，s o a p 是一种基于x m l 的轻量级对象访问 协议，它使用h t r p 、s m t p 等作为传输协议，从而可以跨越防火墙，使跨企业应用 成为可能； ( 4 ) w e bs e r v i c e 提供统一的界面，可以在第三方机构注册，可以被潜在的商 业伙伴发现。在任何地点，使用任何设备，通过任何方式都可以访问w e bs e r v i c e 提供的服务，从而提高了跨企业应用的效用。 2 2 2w e bs e r v i c e 相关技术 w e bs e r v i c e 是一种使用s o a p 、w s d l 、x m l 等i n t e r n e t 协议与标准，通过 i n t e m e t i n t r a n e t 输出可编程功能接口的服务程序，提供了一个基于松散连接的、 面向消息和平台无关的分布式计算模型1 1 3 1 ，其实现的主要关键技术如下： ( 1 ) 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) 是一个基于文本的 w o r l dw i d ew e b 组织( w 3 c ) 规范的标记语言，目前正逐步成为网络数据交换的 标准。x m l 能将信息以一种结构化的、基于文本格式的方式来进行描述、传输、 转换和解析，已发展成一种用于系统或应用间数据交换的标准，可用于信息交 换、文档类型定义、信息说明等方面【埽i 。由于x m l 是以文本形式描述的，所以 适合于各种平台环境的数据交换；同样由于使用文本来描述内容，可以越过不同 平台的障碍进行正常的数据交换。 作为一种标记语言，x m l 具有以下特性： 开放性，x m l 的规范和标准是开放的，它允许在任何平台上读取和处 理数据，允许通过和其他传输协议交换数据。 8 武汉理t 大学硕士学位论文 自描述性，是标记语言的元语言，x m l 文档通过或来d t d 或s c h e m a 定义文档自身结构，使得文档不仅可以被人所理解，而且可以被其它的 应用程序解析。 可扩展性，允许个人、组织根据自己的需要建立适合自己的标记集 合，从而创建在用户领域内信息共享和交换的基础。 简单性，x m l 是基于纯文本的，由于各种应用都提供了对纯文本最好 的支持，使得x m l 成为不同应用系统之间进行数据交换的最简单方 式。 具有结构化特性：x m l 文档的实现是一种树形的结构，通过标签的 嵌套，x m l 可以描述任意层次的文档结构。 平台无关性：x m l 是一种自描述的语言，数据本身就己经包含了元数 据。另外，x m l 是基于纯文本的语言，能够被各种平台支持。 基于以上特性，x m l 很适合s o a 平台中立性的需要，w e bs e r v i c e 中的数 据表示和消息描述等规范都是基于x m l 形式描述和表达。 ( 2 ) s 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，用于在分布式环境下交换信息的轻量级协议。s o a p 在请求者和提供者对 象之间定义了一个通信协议，这样，在面向对象编程流行的环境中，该请求对 象可以在提供的对象上执行远程方法调用。因为s o a p 是平台无关和厂商无关 的标准，因此尽管s o a 并不必须使用s o a p ，但在带有单独i t 基础架构的合作 伙伴之间的松耦合互操作中，s o a p 仍然是支持服务调用的最好方法。s o a p 的 优点在于它完全和厂商无关，相对于平台、操作系统、目标模型和编程语言可 以独立实现。另外，传输和语言绑定以及数据编码的参数选择都是由实现决定 的。 s o a p 消息格式基于x m l ，协议基于h 1 曙，方便在不同计算机平台间通 信交互。s o a p 本身是一个无状态的、单向的消息交互机制。并且s o a p 可以自 定义，传输和语言绑定以及数据编码格式，从而创建复杂的交互模型。服务请 求端和服务提供端通过s o a p 消息调用实现请求应答1 3 3 l 。 s o a p 规范规定了在分布环境中的实体间传递x m l 消息的机制，s o a p 消 息格式如图2 - 1 描述，由一个必须的s o a pe n v e l o p e 、一个可选的s o a ph e a d e r 9 武汉理工大学硕七学位论文 和一个必须的s o a pb o d y 组成的x m l 文档，如图2 - 1 所示： 图2 - 1s o a p 消息格式 e n v e l o p e ：是表示该消息的x m l 文档的顶级元素 h e a d e r ：在通讯方之间尚未预先达成一致的情况下，h e a d e r 支持在 松散环境下s o a p 消息增加特性的通用机制。s o a p 定义了很少的 一些属性用于指明谁可以处理该特性以及它是可选处理的还是强制 处理的。 b o d y ：为消息的最终接收者想要得到的那些必须被处理的信息提供 了一个容器。 ( 4 ) w s d l 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 ，w e bs e r v i c e 描述语言) 规范用于 定义w e bs e r v i c e 接口。每一个w r e bs e r v i c e 都有一个相应的w s d l 文件( 用 x m l 写成) 详细说明其所拥有的方法和每个方法能接收和返回的参数，应用程序 通过w s d l 文件才能了解如何使用w e bs e r v i c e 3 4 1 。可以认为w s d l 文件是一 个x m l 文档，用于说明一组s o a p 消息以及如何交换这些消息。 w s d l 文件用于说明消息格式的表示法以x m l 架构标准为基础，这意味着 它与编程语言无关，而且以标准为基础，因此适用于说明可从不同平台、以不 同编程语言访问的x m lw e bs e r v i c e 接口。除说明消息内容外，w s d l 还定义 了服务的位置，以及使用什么通信协议与服务进行通信。也就是说，w s d l 文 件定义了编写使用x m l w e bs e r v i c e 的程序所需的全部内容。一般w s d l 文档 1 0 武汉理j i ：大学硕士学位论文 包含下面的元素： 1 p o r t t y p e ( 端口类型) 对操作及其相关消息的描述 2 m e s s a g e s ( 消息)对参数( 输入和输出) 和返回值的描述 3 t y p e ( 类型)描述m e s s a g e s 中所使用的x m l 复杂类型的模式 4 b i n d i n g s ( 绑定)返回特定p o r t t y p e 中的值，它将值绑定于特定的用于 调用服务的协议 w s d l 文档的其它内容讲述了如何通过下面的结构调用p o r t t y p e 中的操 作： 1 s e r v i c e ( 服务)有一个名称和端口列表 2 p o r t ( 端口) 服务的位置加上用于访问服务的绑定 对于w s d l 使用，一般开发环境提供使w s d l 将集成服务自动处理到请求 应用程序，例如i b mw e b s p h e r es t u d i o 产生一个j a v a 的代理对象，它能够像本 地对象一样实现服务，但是实际上代理对象仅仅处理请求的创建和响应消息的 解析。不管服务是否用j a v a 、例或者其他的语言实现，生成的j a v a 代理对象都 能够从w s d l 描述中调用任何的w e b 服务。 ( 5 ) u u d i 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 ，通用描述、发现和集 成) 是一套基于w e b 的、分布的、为w e b 服务提供信息注册的实现标准，同时 也包含一组使企业能将自身的服务提供给w e b 服务注册、以使别的企业能够发 现的访问协议的实现标准【3 7 1 。u d d i 提供了一种基于分布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 e b 服务的全球目录，而且其中 的信息描述格式是基于通用的x m l 格式的u d d i 同时也是一组基于w e b 的 注册中心的名字，这些注册中心存储了商业或其它实体的信息及其提供服务的 相关技术调用界面( 或a p t ) 。为了发布和发现其他s o a 服务，u d d i 通过定义 标准的s o a p 消息来实现服务注册( s e r v i c er e g i s t r y ) 。注册是一种服务代理，它 是在u d d i 上需要发现服务的请求者和发布服务的提供者之间的中介。一旦请 求者决定使用特定的服务，开发者通常借助于开发工具并通过创建以发送请求 并处理响应的方式访问服务的代码来绑定服务。 目前全球有i b m 等4 家u u d i 商用注册网站，当服务提供者想将自己的 w e bs e r v i c e 向全世界发布时，可以将自己的w e bs e r v i c e 注册上去，当然u u d i 武汉理工大学硕士学位论文 并不是一个必须的w e bs e r v i c e 组件。 2 2 3w e bs e r v i c e 编程模型 w e bs e r v i c e 的调用过程是客户端向服务器端以s o a p 消息格式进行请求 响应，其交互过程如图2 2 所示。 图2 2w 曲s e r v i c e 调用过程 具体执行过程是： 1 首先客户端下载所要调用的服务描述文件w s d l ，并生成服务访问代理 对象，代理对象调用服务方法和参数信息序列化为s o a p 请求。 2 服务器端收到s o a p 消息包后，反序列化为适应本地平台的本地调用， 并执行该调用，并对返回结果作序列化处理发送给客户端。 3 客户端收到s o a p 包后也反序列化，得到自己需要的返回信息，完成服 务调用。 图2 3w e bs e r v i c e 编程模型 w e b 服务体系结构通过服务提供者、请求者和注册中心等实体之间的交互 实现服务调用。在w e bs e r v i c e 的体系架构中包括三个角色【删：服务提供者 ( s e r v i c ep r o v i d e r ) 、服务请求者( s e r v i c er e q u e s t o r ) 、服务注册器( s e i c cr e g i s t r y ) 。 1 2 武汉理工人学硕士学位论文 角色间主要有三个操作：发布( p u b l i s h ) 、查找( f i n d ) ，绑定( b i n d ) 。图2 3w e b s e r v i c e 编程模型描述了这三种角色，以及角色之间的作用关系。 1 服务提供者 负责使用w s d l 来描述和定义那些可以通过网络来访问的应用程序的功 能，在服务注册发布这些服务的信息，使其可以被其他应用访问，接收和处理 服务请求者的调用。 2 服务请求者 负责通过一个或者多个服务注册中心找它所需的w e bs e r v i c e s 后，下载定义 服务的w s d l 文档，并且根据服务来绑定和调用服务提供者提供的w e bs e r v i c e s 。 3 服务注册中心 负责宣传服务提供者发布的w e bs e r v i c e s 和允许服务请求者查询发布在此 服务注册中心的服务定义w s d l 。服务中心扮演服务请求者和服务发现者中介 的作用。 同时，三种功能操作如下： 1 发布：为了使服务可访问，需要发布服务描述以使服务使用者可以发现 和调用它。 2 发现：服务请求者定位服务，方法是查询服务注册中心来找到满足其标 准的服务。 3 绑定和调用：在检索完服务描述之后，服务使用者继续根据服务描述中 的信息来调用服务。 在这个w e bs e r v i c e 体系结构中，服务提供者将自己所能提供的服务接口用 w s d l 描述并通过u u d i 向服务中心发布。这样服务请求者就可以通过服务注 册中心发现到该服务，得到相应的该服务的w s d l ，并根据这个w s d l 生成服 务请求代理类，以s o a p 消息格式进行请求响应，实现对服务的绑定俐。由于 整个过程是在系统的运行时进行绑定的，整个过程对于服务请求者来说是透明 的，实现了动态耦合。 2 3b p e l 概述 系统集成不只是要求不同应用系统能使用标准协议进行简单的交互，s o a 的一个重要目的就是使用标准的技术整合业务过程中的复杂交互。 1 3 武汉理工人学硕士学位论文 w s - b p e l ( w e bs e r v i c e sb u s i n e s sp r o c e s se x e c u t i o nl a n g u a g e ，w e b 服务业务过 程执行语言，简称b p e l ) 是专为整合w e bs e r v i c e s 而制定的一项规范标准。它是 一种基于x m l 的工作流定义语言，它使企业能够描述既能使用又能提供w e b 服务的复杂的业务流程【3 2 i 。它最初是由m i c r o s o f t 、i b m 和b e a 共同开发，它 融合了m i c r o s o f t 和i b m 各自开发的上一代流程语言：x l a n g 和w s f l 。 b p e l 的基本功能在于能够对w e b 服务加以编排和协调，以便它们开展协作和 事务性行为。b p e l 规范己作为协议标准提交至o a s i s 标准机构进行审核和最 终命名，以供公众使用。 b p e l 定义的业务流程决定了合成w e b 服务之间的逻辑依赖性。即流程定 义了w e b 服务之问的调用顺序( 控制流) 和传送的数据( 数据流) 1 1 9 1 。b p e l 能清楚 说明了服务