（计算机软件与理论专业论文）基于web服务的移动警务系统的设计与实现.pdf

北塞窑巫太堂亟整位盈塞虫塞撼基 中文摘要 摘要，随着人口的流动性逐渐加大，犯罪分子流动性逐渐增加，建立移动的数据 信息系统是遏制恶性犯罪，提高侦破侦察反应速度的必要手段现代无线通讯技 术的发展使得移动警务系统的实现成为可能但是移动警务系统的实现要求我们 必须以尽可能小的投入集成原有公安业务系统中的业务，而传统系统集成技术往 往具有扩展性差、关系繁琐、结构冗余、管理困难等缺点，由于w e bs c i s 在 集成系统中具有的简单性、开放式的标准、灵活性、可扩展性、高有效性等优势， 其必将成为系统集成技术的核心 本文作者从理论上和实用性方面系统地研究了咀。，w e bs e r v i c e s ，j 2 m e 等 相关技术，并分析了它们在数据交换方面的特点，通过对常见的数据交换模式和 拓扑结构进行细致的分析，提出了将j 2 m e 技术与w e bs 州如酷技术相结合来实 现系统集成的设计思路，给出了一个手机客户端直接通过j 2 m e 调用后台w e b s c 押i c 懿的系统架构以较小的代价实现了系统集成的平台无关，数据通讯格式的 无限制，并利用w e bs e r 吨髂技术可通过h n p 协议传递数据方便穿越防火墙系统 的特点，减小了对系统安全策略的影响 在文章的最后本文详细描述了基于w e bs c r v 娩s 移动警务系统集成方案的实 现，实现了一个以j 2 m e 与w e bs c r v i c 髂相结合的移动警务系统，重点介绍了 w e bs c r v i c 档的封装与发布过程以及手机客户端利用j 2 枷e 进行开发的过程。并 详细阐述了该系统的设计思路与架构、系统应用模式、安全方案、以及各个应用 层的数据流程。 关键词：w e bs e r v i c c s ；移动警务；j 2 e e ；j 2 ；j 2 s e ；e m a b 锄 c t h i 3 m 翻嚣邺幻船细b i i 血m o b i l c i n 胁s y s t 锄t oc 0 蚺i q 纽” a n di m p 坩t h e ”s p 彻鼹印e e dw 曲恤cj d 吼嘲s i n g 删撕o n 哪d i 够c i 埘e m w i 托l 哪懿d n m 瑚1 i 硎o n s 瑚扭b l et h e 岫k 皿积0 fm o b n cp o “c eb 矗啊出咖s y 置屯e m ( 加i s ) b e c o m c 订h 哪州“i si n i u 砌i nm o b 沁p o l 确删f o 地a l i s y s t 咖t h 砒 m m 嚼弛耻d r i g i a lp 0 1 i o p c 咖哪l e mw 油n ws y s t e ma t 岫l o w 嘲 c x p e n s e 1 1 l e 血葛曲曲a is y s k mi m 昭f a 垃衄t c c h i l o i o g yh 鹤m a n ys h o f t l 吐i n g s ，雠h 勰 b a d 鼎p a s i b i l i 眦i e d l l n d a ms 虮吲l 畴f i l 龉y 瑶l a i i o n s 址pa 日dd i 舾册nm a n 垮m e 啦 w e bs c r v i c e 3 、v i l ib et h cc o r ct e c h l l 0 i o g yha p p t i c a t i i n l e g 瞄d 丽ms i m p i e 锵弱。 捌曲ts t 曲d a i d ，n e ) 【i b i l i 饥a 印纽s 主k l i 妒a n d h i g h e m c i 咄y 血面t c g r a 士e d g s t c m n e 曲s h 娅c d ) o 札，j 2 m ea n dw e bs c 耐c c it c c h n o l o g yi nm c o l ya n d p l a 咖a l 吼b y m l y 五n g 妇m o d c0 f 衄嘲h a n g c a n d t o p o i o g y i n 蛳l t h c a n m o f d 略c r i b e s 姐a f c 蛐e 嘶耻p 妇o f m o b i kp 棚膳蹦舯吐砸雠s y 蜘血m 曲c 锄l b i n i 醒 t h cw e bs 甜“sw 也j 2 m e ，砌c hn 她锣s o e 皿访出p c 埘i c 咄l m 聘s 仃i c t 日 出埝白啦a t 粕d r e d l | c c s t i l c i n n u e n c c 血s 耐移p 0 c y - a tt h cl a s to f 蛳p a p 鸽她觚h o r 删t h ci m p l 鼬删n go f w e b s e r v i c e - b 丛c dm 。b i kp 0 i i c cs y 蛳m 珏ei 鑫s tc h a p 姐旬s o np a c k a 咖ga n d 卸i o y j l l gw e bs e n ，i c e s ，柚da l s oe m p c b a s i z d “e l o p m e n tp r o c c 璐o fp r o g r a m m m o b 如c l i m tb yl l s i n gj 2 溉i td e 辩r i b e st h ea m 忙c 雠e ，d c s i 髓i d 髓，a p p i i c 鲥 m o d e ，s 面t y h e m ea n d 血i an a w j 皿y w o r d s ；w e bs e r v i c 瞄；m o b i i ep o t i c c ；j 2 e & j 2 m e ；j 2 s e 致谢 岁月如梭，转眼之间三年的研究生生活即将结束回首这三年我所走过的路， 有艰辛、有快乐，而更多的则是收获在这里，我要对所有帮助、支持和关心我 的人表示最诚挚的感谢! 首先我要感谢我的导师白建军老师，他对教学工作的严谨，对研究工作的提 供了大力支持，另外对学生在学习和生活中无微不至的关心，这些都深深的影响 了我 我也非常谢谢学院对我的培养，学院积极鼓励我们通过实习来检验锻炼我们 实际的工作能力，不断提高自己，不断在实际中努力检验自己的学习成果，经常 引导教育我们关注计算机界的发展，这些使我在本专业的研究方面受益匪浅感受 颇深。 同时，我要感谢北京交通大学给了我这么好的学习机会，感谢学校对我们的 培养。 另外，在这一年多的实习工作中，感谢h 嘲中国研发中心和达因信息有限公 司能够给我的实习机会，在实习中使我对j 2 】旺，j 2 s e ，w e bs c n r i s 有了更深刻 的了解。 最后，作为一名边工作边学习的研究生来说，一定离不开一起工作同事的支 持。我要谢谢北京交通大学的老师和我的同学们，尤其是李跃龙、梁文菲同学， 你们在这段时间里给了我很大的帮助，是你们对我的工作提出了许多建议和意见 再与大家的交流中我才能不断的成长，才使我的学习有了更大的进步。 l 引言 1 1系统建设背景 为适应日益变化的现实需要，公安部提出了公安计算机信息系统建设的总体 指导思想：以全国犯罪信息中心( c c i c ) 建设为主线，以主要公安业务应用为基础， 大力推进以城市公安综合信息系统为主要内容的信息高度共享和综合利用在这 一思想指导下，省厅、地市公安局集中人力、物力、财力，大力推进公安信息化 建设，在公安有线、无线、计算机网络、业务应用系统和信息中心的建设等方面 取得了长足的发展，为公安信息化建设积累了宝贵的财富。 随着我国政治、经济、文化等各方面的飞速发展，目前的公安工作任务已经 较以前有了很大的扩展和变化，对公安工作也提出了更高的要求。一线干警外出 执勤时，常常需要实时与公安数据中心交换信息对在述人员、被抢车辆、车辆 信息、人口信息、警务信息、公共信息等进行迅速地壹谗和数据采集，随时随地 获得公安业务信息的支持，以及随时随地提供现场获取的最新资料 与此同时，随着通讯技术的迅猛发展，手机、p d a 等移动数字终端设备已经 大量普及使用，在移动中获取信息的需求也一越来越受到人们的重视，安全、 方便、高效率、低成本的实现实时的信息接收和处理成为可能。在此基础上。如 何实现与现有公安系统之间的无缝集成，为公安业务提供切实有效的管理手段和 科技强警的一个迫切的任务。 1 2 系统建设中存在的问题 从7 0 8 0 年代开始使用r r 支持系统到现在，一些大型系统中各种1 1 r 支持系统 平均达数十种之多。它们大部分是一个个的信息孤岛，管理着特定的职能部门的 工作。相互之问缺乏有效的通信特别是信息化建设经过上个世纪末期的高速发 展，今天的企业需要一个集成的、开放的、面向终端用户的且具有柔性的r r 支持 系统，因此普遍需要考虑应用系统的整合问题。特别是现在大部分公安应用系统 开始w e b 化和面向过程化，更需要具有一个开放的应用集成系统。如何将这些应 用低代价方便的连接在一起，从而实现大范围的移动警务应用系统对接，这是摆 在开发人员面前的一大问题。不同应用的开发语言不同，部署平台不同，通信协 议也可能不同，对外交换的数据格式也有着很大的差异，如何去解决语言差异、 平台差异、协议差异、数据差异所带来的高代价的系统集成是这个问题的关键 如果对如此众多的r r 支持系统不进彳亍适当的整合，给公安信息化和面向过程的集 成奠定一个良好的基础，面向w e b 的开放式过程集成将很难成功 移动警务系统建设所遇到的问题实际上就使现在大部分企业应用集成中遇到 的企业应用集成( e n t e r 阳a p p i i c 砸h l t e 鲫m ，简称e a l ，下文将不区分e a j 和企业应用集成) 问题，是最近国内外研究的一个非常热门的领域，其实当系统应 用实施的r r 支持系统多于一个，并且系统相互问要进行数据或信息交流时就有不 同系统的集成问题，当然这只是e a j 问题的简单表述。随着实施的支持系统不 断增多、范围逐渐扩大，同时企业也越来越多地将注意力集中在面向业务过程闯 题，企业应用集成便成了我们必须面对和加以解决的非常复杂的问题。 1 3企业应用集成研究综述 在2 0 世纪6 0 年代到7 0 年代期间，企业应用的目的大多是用来替代各种简单 重复性劳动，当时并没有考虑到企业数据的集成，惟一的目标就是用计算机代替 一些体力性质的工作环节到了2o 世纪年代，有些公司开始意识到应用集成 的价值和必要性这是一种挑战，很多公司的技术人员都试图在企业系统整体概 念的指导下对已经存在的应用进行重新设计，以便让它们集成在一起，然而这种 努力收效甚微。在9 0 年代，公司购买打包的软件解决方案比如e r p ，c r m ，s c m ， e c ，i s 等等。尽管这些打包的软件解决方案分别工作得很好，但它们建立了信息 孤岛。在许多场合，每个系统都会产生多余的信息( 如人员组织信息、订单处理信 息等) 。因此，当公共数据改变时，只有通过手工在每个系统更新相关的信息，这 一过程很快会变得非常麻烦。最后，交叉存在于系统中的一些数据变成不一致。 当人们注意到因此而发生的数据重复输入、数据不一致和信息孤立的问题时，他 们决定找到一个方法以整合系统。从那开始，企业应用整合诞生了 1 4当前企业应用集成的研究热点 e a i 的目标就是通过对不同的信息系统及不同的业务单元的集成和优化，在企 业范围内甚至整个供应链的范围内实现业务过程整合，使员工、决策者、客户以 及业务伙伴能够随时随地访问企业服务。因此，在不同的信息系统进行集成所采 用的分布式技术就成了当前企业应用集成的研究热点。当前研究热点主要集中在 以下几种分布式应用技术上： c o r b a 公共对象请求代理结构( c o r b a ) 是在当今快速发展的软件与硬件资 2 源的情况下发展出的一种新技术它也是分布式对象技术对于异构环境下分布式 应用进行开发的一种有效的解决方法c o l m a 的主要目标是解决面向对象的异构 应用之间的互操作问题，并且提供分布式计算所需的一些其他服务它可以让分 布的应用程序完成通信，无论这种应用程序是什么厂商生产的，只要符合c 0 髓a 标准就可以相互通信分布式对象技术的核心是解决对象问跨平台互操作问题， c o i m a 标准作为面向对象的分布式互操作集成框架，已得到业界的广泛接受。依 据c 0 r b a 标准进行产品开发，是提高系统跨平台能力和应用系统间互操作性的 有效途径。 m o m 消息代理是一种在数据源与目的地之间移动数据使信息处理流畅的软 件技术，数据源与目的地包括己有的应用、文件、数据库、对象( 如c o r b a c o m ) 。 硬拷贝输出及w 曲客户端等消息代理技术实现之后的产品形式就是一种消息中 间件( m c s s a g c 捌眦dm i d d l e 啪把，m o m ) 。消息中间件在企业应用集成中的作用同 趋明显分布式环境下，业务单位四处散布，包罗万象的应用运行在不同的软、 硬件平台上，消息中间件主要提供应用集成所必须的数据的传递、收集、翻译、 过滤、映射和路由等功能，屏蔽不同的硬件平台、数据库、消息格式、通信协议 之闻的鸿沟与差异，提供应用到应用之间的高效、便捷的通信能力 j 2 e e 连接器是s u n 公司和它的合作伙伴提出了一个j 2 e e 连接器体系结构标 准( j a v ac o 加e c t o f a r c 蛐鳅i 玳，j c a ) 。它通过一个标准架构和一个统一接口的定 义，在基于j 2 e e 平台的企业应用与现有各种企业信息系统( e i s ) 的集成方面， 诸如e r 只c m 和传统数据库等，解决了当前软件开发商和应用服务器厂商所面 临的许多棘手问题。首先，在j 2 e e 平台范畴内解决了多功能的集成问题；其次， 让现有各种h s 和基于1 2 e e 的应用服务器做到了“即插即用”。就是说，任何支 持j 2 e e 标准的应用服务器都能够十分简单地与j 2 e e 连接器架构实现连接，可以 很方便地自由调用基于j 2 e e 连接器架构的某一e i s 的资源适配程序并实现其功 能。 当今的计算机技术可以说是日新月异，新技术新方法层出不穷，这极大的推 动了各种软件产品的发展，这里我们引入一种革命性的分布式计算技术一w e b s e n ，i c e s 。w e bs e r v i c e s 是描述了一些操作的接口，通过标准化的儿消息传递 机制，可以通过网络访问这些操作w e bs e r v i s 使用标准的、规范的基于x m l 的语言描述，这称为w e bs e r v i s 的服务描述语言( w s d l ) 。这一描述囊括了与 服务交互所需要的全部细节，包括消息格式( 详细描述操作的输入输出消息格式) 、 传输协议和位置。该接口隐藏了服务实现的细节，允许通过独立于服务实现、独 立于硬件或软件平台、独立于编写服务所用的编程语言的方式使用该服务。这使 得基于w e bs c “i c e s 的应用程序具备松散耦合、面向组件和跨技术实现的特点。 w e bs e r 晾髂都履行一项特定的任务或者一组行为w 皿s e f v i c 嚣可以单独或同 其他w e bs 鲫m 酷一起用于实现复杂的商业交易w 功s ，i 嘲不是指用浏览器 浏览的网站，从外部的使用者的角度而言，w e bs 盯慨s 是一种部署在w 曲上的 对象组件，它具备以下特征： 1 完好的封装性 2 松散耦合 3 使用标准协议规范 4 高度可集成能力 w e bs e f v i 嘲是企业计算机应用不断发展和成熟的必然产物。企业应用集成 技术正是企业计算机应用的一种体现，w e bs c f 、r i c 鹤为企业应用集成技术注入了 新鲜的血液和新兴的动力，运用w e bs e f v i s 技术来实现分布式企业应用集成系 统将有助于解决分布式异构系统之间的企业应用集成技术的种种不足。对w 曲服 务技术的进一步阐述将在第二章中展开 1 5 本文的研究内容 论文的研究内容及组织结构如下； i 介绍w e bs c i s 概念和在咖s c i c 船应用集成系统架构首先我们 介绍分布式计算技术。接着，我们分析了当前分布式计算技术的缺点，介绍了新 兴的w e bs c 硫s 技术，包括它的概念、关键技术标准( 龇u d d i ，s o a 只w s d l 等) 最后，文章讨论基于w e bs e r v i c e s 的企业应用集成系统的工作机理以及系统 框架，服务协议体系( 第二章) 2 研究现有的典型应用集成系统体系结构的优缺点，如何借鉴最新的w e b s e r v i c c s 的各种技术，构筑一个基于w e bs e n ，i c e s 构架的可扩展性好、性能高、 能适应大吞吐量的企业级应用集成系统的体系结构。( 第三章) 3 介绍j 2 m e 的概念和发展历史，研究j 2 啪巳的体系结构以及该体系结构下 的一些关键技术。最后研究在现有j 2 m e 和w e bs e r v i c c s 架构下如何通过j 2 m e w e bs e r v i s a p i 把w e bs e n ，i c e s 平台扩展到j 2 m 巳上。( 第四章) 4 具体描述基于w e bs e r v i c e s 技术上的移动警务系统地实现技术。介绍整个 系统的组成、架构，同时简要介绍客户端的实现，以及系统数据流程和通讯数据 包( 第五章) 4 j 毫 窑亟太堂亟堂位论塞l直 1 6 本章小节 本章力求读者对移动警务应用集成系统有一个大致的了解，并阐述本文的研 究内容我们首先介绍了当前系统研究的背景和内容，然后综述了企业应用集成 的研究热点并介绍了革命性的分布式计算技术w e bs 即m 嚣及其特征 本文所提出的移动警务系统应用集成体系结构就是基于w e bs e i s 与 j 2 m e 技术的本章的最后，我们介绍论文的研究内容。 2w e b 服务框架及其关键技术 w 曲服务是网格技术的两大基础技术之一w e b 服务框架的主要目标是在现 有的各种异构平台的基础上构筑一个通用的与平台无关、语言无关的技术层，各 种不同平台之上的应用依靠这个技术层来实施彼此之间的连接和集成，从而实现 不同的软件应用之间的互操作本章首先对传统的分布式计算作了回颐，然后对 w 曲服务框架进行了阐述。 2 1分布式计算技术概述 2 1 1传统的c l i 叫姻e n 惯结构 最初的计算机系统多是单机系统，多个用户是通过联机终端来访问的，没有 网络的概念网络出现后，产生了c h 叫姻e n 咐的计算服务模式，它把较复杂的计 算和管理任务交给网络上性能较优的服务器( s r 仃) ，而把一些频繁与用户打交 道的任务交给前端较简单的客户机( c l i c 眦) ，多个客户端可以共享数据库服务器 和打印服务器等等，实现网络上信息资源的共享。 随着m 武的发展，最初的两层的c l i e n 鸺e r v c r 演变成三层的b f o w s e r v 盯 结构，它将事务处理逻辑模块从客户机的任务中分离出来，客户端只负责显示； w 曲服务器接受客户请求后，执行相应的扩展应用程序与数据库进行连接，通过 s q l 等方式向数据库服务器提出数据处理申请，并负责将数据库服务器的数据处 理结果传送回客户端。 但是网络的进步发展，许多软件需要在不同厂家的网络产品、硬件平台、 网络协议异构环境下运行，应用的规模也从局域网发展到广域网。传统的客户，服 务器( c s ) 模式的分布式应用方式在运行效率、系统网络安全性和系统升级能力 等方面的局限性越来越突出。 2 1 2 基于中间件的分布式组件计算 进入9 0 年代以来，中间件成为了分布体系应用的关键技术它与对象技术的 结合，出现了基于中间件分布式组件技术。中间件是位于操作系统和应用软件之 间的通用服务，它的主要作用是用来屏蔽网络硬件平台的差异性和操作系统与网 络协议的异构性，使应用软件能够比较平滑地运行于不同平台上，同时中间件在 6 负载平衡、连接管理和调度方面起了很大的作用。使企业级应用的性能得到大幅 提升，满足了关键业务的需求 目前国际上已有三大分布式组件对象标准：一个是0 l m 0 组织推出的c o l m a ， 叩公共对象请求代理结构；一个是微软公司推出的d c o m ，即分布式组件对象模 型；还有一个是s u n 公司推出的用j a 语言开发的分布对象模型i u m ，即远程 方法激活由于c o i m a 标准在结构标准实现的灵活性、跨语言能力、跨平台实 现及安全性等方面的综合对比中优于d c o m 和l t m i ，所以它往往成为真正的开放 式结构应用程序的首选标准。下面以c o 髓a 为例介绍分布式组件系统主要特点， 可总结为如下几个方厩； 1 引入中间件( m i 甜l c w a 地) 作为事务代理，完成客户机( c l i e m ) 向服务 对象方( s e r v 盯) 提出的业务请求( 引入中间件概念后分布计算模式如图2 1 所示) ； 图2 1 引入中间件后客户机与服务器之问的关系 2 实现客户与服务对象的完全分开，客户不需要了解服务对象的实现过程以 及具体位置( 如图2 - 2 所示) ； 图2 2c 0 船a 系统体系结构图 3 提供软总线机制，使得在任何环境下、采用任何语言开发的软件只要符合 接口规范的定义，均能够集成到分布式系统中 4 c o 砌a 规范软件系统采用面向对象的软件实现方法开发应用系统。实现 对象内部细节的完整封装，保留对象方法的对外接口定义。c 0 4 t b a 提出了接口定 义语言( h 鼬c ed e f i r i n i i a n 母孵，d l ) ，它只给出了函数的原型，并没有给出 具体的实现，这就留给开发者足够的灵活性来提供他们自己的函数实现 基于中间件的分布式组件技术重新调整了客户机与服务器之间的关系，客户 机可以向服务器提出事务请求，同时也可以为下一个请求充当服务器角色由中 间件完成客户机与服务器之闯的通信，使得服务器对于客户机的位置相对透明， 取消了原有分布式计算模型中客户机、服务器之间的一一对应关系，客户机可以 在运行时动态获得服务对象的位置，并且可以对多个服务对象提交事务请求，因 此，极大推动了分布计算的发展 但是，这类系统有一个共同的缺陷：它们无法扩展到互联网上分布式组件 系统只能在严格管理的网络同构系统中，如企业内联网等使用，在开放、脆弱的 网络环境，如i i i t e r n 吐中则缺乏足够的灵活性；它们要求服务客户端与系统提供的 服务本身之间必须紧密耦合，卵要求一个同类基本结构。这样系统往往十分脆弱； 一端的执行机制发生变化，另一端就会崩溃。另外，大多数远程调用规范如c o r b a 的i i o p ，d c o m 的o r p c ，以及j 盯a 的r c m d t cm e 山0 dp t o c 0 i ，在通过企业防 火堵时收到限制。因此，解决异构平台上的应用集成成为大势所趋。 2 2w 曲服务概述 w 曲服务( w e bs c n r i c c s ) 就是为解决异构平台上的应用集成而出现的，并被 称为继p c 和i 眦m c t 后的计算机1 1 r 技术的第三次革命，已经显露出巨大的商机。 w 曲服务标准正在w 3 c 内部以及其他的标准内部被定义，形成了新的主要工业提 议的基础，如微软的t ，m m 的d 】釉m i ce b 妇n 黜s ，s 衄的s 硼o 。其核心标 准集如旺，s o a p ，w s d l 和u d d i 获得了前所未有的统一，已接近工业标准。 w 曲服务解决方案能非常容易的跨未经修改的不同配箕的网络，不需要为了集成 使用某种特定的方法或协议。w 曲服务( 使用s 0 a p ) 可以像h n m 用r r p 在w 曲上共享静态文档一样实现应用程序和数据的集成 2 3w 曲服务关键技术 0 唧s e r v i c e s 平台需要一套协议来实现分布式应用系统的刨建首先，任何 平台都有它的数据表示方法和类型系统要实现互操作性，唧s e r v i c e s 平台必 须提供一套标准的类型系统，用于沟通不同平台、编程语言和组件模型中的不 同类型系统x 儿是表达数据的标准方式的通常选择。大部分相关忱bs e r v i c e s 都使用x 札作为数据表达方式，就像使用x 虬模式来描述数据类型一样 其次，髓8s e r v i c e s 平台也必须提供一种标准来描述- 朗s e r v i c e s ，让客户 可以得到足够的信息来调用这个霄阻s e r 、r i c e s 对于一个w 髓s e r v i c e s ，最好是 具有一种标准的方式来记录耽bs e r v i c e s 所接收和产生的消息一一也就是说，记 录咖s e r v i c e 8 协议套标准的机制有利于开发人员和开发工具创建和解释协 议。_ 髓s e r y i c e s 描述语言( 髂d l ) 是一种以x 札为基础的协议语言，它向用户提 供了一种描述_ | e bs e r v i c e s 的方法和机制，由m i c r o s o f t 和i 蹦合作开发，将会 成为业界的一个标准我们还必须有一种方法来对这个胍bs e r v i c e s 进行远程调 用这种方法实际是一种远程过程调用协议( r p c ) 。为了达到互操作性，这种r p c 协议还必须与平台和编程语言无关简单对象访问协议( s o p ) 为信息交换定义了 一个精巧协议s o a p 的部分说明了使用) 叫来描述数据的一些格式另外一部 分s o a p 定义了一个可扩展的消息格式，用于方便地使用s o a p 消息格式描述远端 程序( r p c ) ，并且和h ”p 协议迸行捆绑 最后，开发人员还需要一些方法来发现- e bs e r v i c e s 发现协议( d i s c o v e r y p r o t o c 0 1 ，d i s c o ) 说明书规定了一种发现文档格式( 在删l 的基础上) 和一个协议， 用于重新得到发现文档，使得开发人员能够在一个指定的站点发现服务。然而， 在很多情况下开发人员并不知道能够发现服务的站点地址o u 叩i 确定了一种机制， 使得w e b 服务提供商可以为其胃e b 服务作广告，使得w e b 服务用户能找到其感兴 趣的w e b 服务。 2 3 1x m i w e bs e r v i 啷的基石 可扩展标记语言( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ，简称为捌l ) 作为一种新的 i n t e r n e t 上的数据交换标准，开始设计时主要是用来弥补h t m l 作为网络标准 语言的不足。h t m l 是一种静态的页面表现机制，只涉及了简单页面文档及其相关 媒体数据在i n t e 功e t 上的存储和传输：而埘l 是一种自描述的数据共享机制，在 数据描述方面具有绝对的优势。 x 札作为一种可扩展的、自描述的标记语言，具有以下特点： 1 自描述性：这个特性使得差异性可以存在，计算机可以在没有人为干涉的 情况下理解数据的含义。 9 2 可扩展性；文档通过m 来定义文档结构，使其他信息系统自动了解文档 的内容 3 分层结构：这样保证了信息的层次性倒如：一个商品可以有品名、商品 代码和价格，价格又可以有基本价格、商品税和运输费等 4 丰富的链接定义；对应于胁也单一的单项单通道链接，) n 儿提供各种不同 的链接，如一对多、多对一和双向链接。 5 多样的样式表支持：) 凸也把数据内容与他们的表现形式分开，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，甚至还可以定 义自己的个人样式表来显示各种不同的儿数据 2 3 2s o a p - 羽r e bs e r v i 嘲的消息传输方式 s o a p 是w e b 服务交换x 虬消息的标准协议，一般意义上的s o a p 是一种用 x 舰封装信息的机制，因此它可以用来实现消息系统。对于- e b 服务来说，s q a p 主要用来通过瑚l 文档传递方法参数，进行i e b 调用。建立s o a p 的根本动机是为 了在运行时刻转述远程方法的参数值，并把这些值放到也文档中然后这个x 眦 文档会借助h t t p 协议( 或者其他协议) 被发送到远程方法服务器 s 0 p 有四个重要组成部分： 1 s o a pe n v e l o p ( s o a p 信封) ：它构造定义了一个整体的表示框架，可用于 表示在消息中的是什么，谁应当处理它，以及这是可选的还是强制的。 2 s o a pe n c o d i n g ( 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 cr e p r e s e n t a t i o n ( s o a pr p c 表示) ：定义了一个用于表示远端过 程调用和响应的约定 4 s o a pb i n d i n g ( s o a p 绑定) ：定义了一个使用底层传输协议来完成在节点 闻交换s o a p 信封的约定 s o a p 的结构 s o a p 首先是x 札，是由x s d 大纲定义的x i i l ，所以它一定包含瑚l 元素，这 些元素在一定程度上可以看作对象，每个对象有各自不同的目的。总体上看， s o a p 消息包括以下3 个主要元素。 1 s o a p 它是整个s o a p 消息的根元素，也是每个s o a p 消息中必须由的元素。其他 两个元素都在这个元素内部。 2 s o a p 1 0 元素是姒p 消息中的可选元素，也就是说不是每个s o p 消息中都 必须由 元素。但如果有，必须是 的第一个直接元素 a i e a d e r 元素中包括多个头条目元素 3 s o a p 这也是每个s o a p 消息中都必须有的元素，而且是 元素的直接予 元素。b 0 d y 为该消息的最终接收者所想要得到的那些强制消息( 最终接收者必 须理解的消息) 提供了一个容器此外，s o a p 还定义了b 0 d y 的一个子元素f 鲫1 t 。 用于报告错误 下面是一个简单的s o p 消息： 2 3 3w s d k w e b 服务的描述方式 胃s d l ( 霄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 b 服务器描述语言是用x m l 文档来描述w 曲服务的标准，是乳b 服务的接口定义语言，由a r i b a 、i n t e l 、i 明、 淞等共同提出，通过霄s d l ，可描述- e b 服务的三个基本属性； 服务做些什么服务所提供的操作( 方法) 如何访问服务一和服务交互的数据格式以及必要协议 服务位于何处一协议相关的地址，如u r l 霄s d l 文档以端口集合的形式来描述w e b 服务，- s d l 服务描述包含对一组操作 和消息的一个抽象定义，绑定到这些操作和消息的一个具体协议，和这个绑定的 一个网络端点规范。w s d l 文档被分为两种类型：服务接口( s e r v i c ei n t e r f a c e ) 和服务实现( s e r v i c ei m p l e m e n t a t i o n s ) ，文档基本结构框架如下： 服务接口文档中的主要元素作用分别为： t y p e s ：定义了靶b 服务使用的所有数据类型集合，可被元素韵各消息部件所 引用。它使用某种类型系统( 一般地使用x i ls c h e 眦中的类型系统) m s s 鲍e ：通信消息数据结构的抽象类型化定义使用t ”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 ”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 ：包含了如何将抽象接口的元素( p o r t t y p e ) 转变为具体表示的细节， 具体表示也就是指特定的数据格式和协议的结合；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b 访问地址组合的单个服务访问点。 s e r v i c e ：这是一个粗糙命名的元素，代表端口的集合：相关服务访问点的集 合。 可见，p o r t t y p e ( 与鹏s s a g e 和t y p e 元素的细节相结合) 描述了w e b 服务是什 么，b i n d i n g 元素描述了如何使用e b 服务，p o r t 及s e r v i c e 元素描述了- e b 服 务的位置 z3 4 u d d i 一注册和发布w 曲服务 - e b 服务的主要应用领域为i n t e r n e t 上的商务处理，而i n t e r n e t 上有众多的 商务实体。对于w e b 服务的提供者来说，他希望所有需要它这种服务的潜在客户 能够知道并能够使用这种服务而对于- e b 服务的使用者来说，它应该能够发现 它希望使用的- e b 服务，并能知道如何使用它针对这种需要，一个由技术领域 和商业领域的领导者组成的开发小组开发统一描述、发现与集成( u n i v e r s a l d 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 一一u d d i ) 标准u d d i 技术有以下几 个核心部分： 1 u d d i 规范 u 叻i 规范包括四个标准文档： u 叻ip r o g r a 哪e r sa p i ( u d d i 程序员参考规范) ：定义了u 叻io p e r a t o rs i t e 能够支持的a p i 接口。 u 叻id a t as t r u c t u r er e f e r e n c e ( u d d i 数据结构参考) ：描述7 在a p i 中使用 x 地描述的数据结构的具体定义。 u 叻ir e p l i c a t i o ns p e c i f i c a t i o n ( u d d i 信息复制规范) u d d io p e r a t o rs p e c i f i c a t i o n ( u d d i 操作入口规范) 其中，前两个文档是为服务使用者提供的，后两个文档是为服务提供商准备 的，他们定义了u d d l0 p e r a t o rs i t e 的行为。 2 叩d ir e g i s t r y ( u i 注册中心) u 叻ir e g i s t r y 是所有提供u d d i 注册服务的站点的通称，i j d d ir e g i s t r y 分 为p i l b l i cu 叻ir e g i s t r y 和p r i 忱t e 咖ir e g i 3 t r y p u b l i cu d d ir e g i s t r y ( 公共咖i 注册中心) 是面向全球使用的u 叻i 注册服 务，是一个逻辑上的统一体，在物理上是以分布式系统的架构实施的，不同站点 之间采用p 2 p ( 对等网络) 架构实施，因此访问其中任意一个站点就基本等于访问了 啪ir e g i s t r y ，而p r i v a t ei i d d ir e g i s t r y ( 私有l j 叻i 注册中心) 是独立组织、企 业或某一范围类使用的u d d i 注册服务 3 u d d io p e r a t o rs i t e ( u 叻i 注册中心操作入口站点) u 肋10 p e r a t o rs i t e 是p u b l i cu 叩ir e g i s t r y 中每一个对等节点。对于u d d l 0 p e r a t o rs i t e 的查询所获得的结果覆盖全u 叻ir e g i s t r y 中的信息，信息查 询无需身份认证：而在u d d l0 p e r a t o rs i t e 上进行信息发布则必须使用该u 叻i o p e r a t o rs i t e 自身的用户方能实施，同时以后的更新、删除都必须通过这个 0 p e r a t o rs i t e 。并使用初始发椎对使用的用户进行权限认证 4 c 唧a t i b l eu 叻ii l e g i s t r y ( 兼容的u 叩i 注册中心) 所有兼容u i 规范但并非属于提供公共服务的u ir e g i s t r y 的个别u d d i 注册中心，都称为兼容的u 叻i 注册中心 2 4w 曲服务体系框架 w 曲服务框架采用了面向服务框架s o a ( s e i c eo r i e n t c da r c l l i t c c t u r e ) ，在s o a 系统中，所有的实体都被封装成服务( 鲫喇c e ) ，一个服务是一个软件实体，它具 有一组定义良好的接口，实现一定的功能并能够被其他的应用程序调用从外部 使用者的角度，w 曲服务具备以下特征： 完好的封装性：使用者能且仅能看到该对象提供的功能列表； 松散耦合：w 曲服务的实现发生变更时，只要w 曲服务的调用界面不变，调 用者不会感觉到。因此w 曲服务的实现对用户是透明的，甚至当w 曲服务的实现 平台从j 2 e e 迁移到n e t 或者是相反的迁移流程，用户都可以对此无所知。 典型的w e b 服务体系如下： 图2 - 3 w c b 服务体系 在这里，存在服务提供者、服务注册表和服务申请者三种基本角色。这三个 角色执行三类基本操作：发布、查找和绑定。发布操作使得有关w 曲服务部件的 信息能够被别的计算机或者程序所了解，是w 曲服务描述广泛传播的基础：“查找” 操作为计算机或者程序查找和了解w 曲服务的内容、所在地和连接方法提供手段； “绑定”操作使得w 曲服务部件能够被申请者所用 服务提供者实现某个w | e b 服务后利用咀建立相应的服务描述，包括服 务的细节、位置、传输协议和消息格式，然后将服务描述发布到服务注册表上 服务注册表是一个公开、可搜索的服务描述索引，它提供服务描述，以便剐 的用户可以发现和使用w 曲服务部件 服务申请者是希望运行w 曲服务实例的业务过程，也就是w 曲服务的使用卷， 它可能是某个使用w 曲浏览器的人，也可能是一个软件，甚至可能是另外一个w 曲 服务部件。通过搜索服务注册表，服务申请者可以找到自己需要的w 曲服务部件 根据服务注册者提供的信息，服务申请者执行绑定操作，与服务提供者建立联系， 运行所需的w 曲服务。 2 5w 曲服务协议体系 不： w 曲服务通过一系列标准和协议来保证程序之间的动态连接。如下表2 - l 所 表2 一l - e b 服务技术体系w e 8s e r v i 拈ss t 8 c k r o i l t i i l g ，r c i i a b i l n y 枷 t b n s a c t i w 砌o ww s f l s e r v i c cd i s c o v e 啦h t c g r a t i u d d i s e i c ed e s c r i p t i o nw s d l m e 昭a g i n g s o a p t l 锄蠲p o nh 兀e f t p s m t p i n l c r 蜊 肇v 4 ，i p v 6 目前开发的w 曲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 d l 和服务发现集成协议u e m i ，以及服务工作流描述语言w s f l 等建立 在成熟的并且广泛使用的传输层和网络层协议，如口、h r r p 、s m r p 等协议之上。 更高层的待开发的是关于路由、可靠性以及事务等方面的协议。右边是各个协议 层的公用机制 w 曲服务是独立的、模块化的应用程序，它之所以能够在网络( 一般是w w w ) 上被描述、发布、查找和调用，关键在于以s o a p 、w s d l 、u d d i 为主的协议族 提供了解决w 曲服务的访问、描述和发现的机制 s o a p ( s i l l i p l eo 埒t a c c e 鲻p 眦0 1 ) ：简单对象访问协议s 姒p 是描述消息 传递的协议，它规定了w 曲服务之间是怎样传递信息的，它主要规定了： 1 传递信息的格式为l 这就使w i e b 服务能够在任何平台上，用任何语 言进行实现和调用。 2 远程对象方法调用的格式。规定了怎样表示被调用对象以及调用的方法名 称和参数类型等。 3 参数类型和旺格式之间的映射。被调用的方法有时候需要传递一个复 杂的参数，例如，一个p c 渤n 对象。怎样用) m 也来表示一个对象参数，也是s 0 a p 所定义的范围。 4 异常处理以及其他的相关信息。 s o a p 是服务提供者、服务注册表和服务申请者相互通信的工具，它基于 ) 函m ，用于在网络应用之间交换结构化信息。一个w 曲服务部件一经建立，首先 要用s o a p 来向服务注册表发御其服务描述。此后，服务注册表、服务申请者和 服务提供者之间的所有交互都将通过s o a p 来完成。另外，由于s o a p 使用通用 的传输协议( 主要是h 1 r p ) 而防火墙很少限制 f r t p 数据，( 使用 f r t p 作为传 输协议的) s 0 a p 可以很容易