（计算机应用技术专业论文）基于对等网络的web服务研究与实现.pdf

本人声明 成果。尽我所 不包含其他人 其他教育机构 做的任何贡献 申请学位 本人签名 学位论文 研究生在校攻 保留并向国家 和借阅；学校 或其它复制手 保密论文 论文注释：本 本人签名 导师签名 i、 北京邮电大学硕士学位论文基于对等网络的w e b 服务系统研究与实现 基于对等网络的w e b 服务系统的研究与实现 摘要 w e b 服务是当前电子商务重要的解决方案之一，也是互联网发展 的热点，其开放性、跨平台等优点引起许多研发人员的重视。传统的 w - e b 服务采用的是基于集中式的w r e b 服务注册中心的服务发布和检索 机制。这种机制会带来许多问题，例如：在性能方面，随着服务发布 和搜索数量将不断增加，w r e b 服务注册中心要处理的数据量就会越来 越多，这将造成单个发布或搜索的处理速度降低，会导致系统的性能 瓶颈凸显；在鲁棒性方面，如果w r e b 服务注册中心出现故障而瘫痪， 会导致基于该注册中心的整个w r e b 服务系统的崩溃，表明系统容易出 现单点故障。因而，从鲁棒性与性能这两方面来说，基于服务注册中 心的w - e b 服务体系架构的缺陷已经从一定程度上制约了w 曲服务的进 一步发展。 针对目前w r e b 服务所存在的问题，提出将p 2 p 与w r e b 服务相结合的 解决方案。通过p 2 p 实现w 曲服务的发布和发现，同时引入用于p 2 p 的w r e b 服务信任评价机制。主要任务集中在如何将p 2 p 资源发现机制 有效的结合进w r e b 服务架构，突破传统的w _ e b 服务和p 2 p 的界线。待 完成的工作是构建合适的底层p 2 p 平台用于w r e b 服务的发布与发现， 在所构建的p 2 p 平台基础上设计基于p 2 p 的w r e b 服务发现模型，并最终 实现该模型的原型系统。本毕业设计的实现成果将是一个结合了w e b 服务评价机制的基于对等网络的轻量级w 曲服务发现平台的原型系 统。 随着w - e b 服务成为下一代w e b 的主导技术，本毕业设计计划提出的 模型将能够有效地解决了传统w 曲服务的鲁棒性和性能瓶颈问题。在 基于p 2 p 的w r e b 服务中，w 曲服务信息分布在系统的各个节点上，这 些节点之间都是对等的，单个节点的崩溃对系统的影响有限，避免了 系统的单点失效问题；系统中每个节点都具有寻址能力和计算能力， 提高了系统资源利用率。该模型还融入了本作者提出的一种应用于 p 2 p 网络的w r e b 服务评价机制，可以较为有效的发现系统中的部分恶 意行为。随着p 2 p 技术与w 曲服务技术结合的进一步完善，相信能够 有助于w 曲服务规模的扩大和性能的提高，进一步促进w r e b 服务的发 北京邮电大学硕上学位论文基于对等网络的w e b 服务系统研究 关键词w e bs e r v i c ep 2 pb a m b o o 服务发现服务评价 l 一 北京邮电大学硕士学位论文基于对等网络的w e b 服务系统研究与实现 r e s e a r c ha n di m p l e m e n t a t i o no fw e b s e r v i c e ss y s t e mb a s e do np 2 p a b s t r a c t 阮6s e r v i c ei so n eo ft h em o s ti m p o r t a n tt e c h n i c a ls o l u t i o no f e c o m m e r c ea n dt h eh o ts p o to fd e v e l o p m e n to ft h ei n t e m e t i t s a d v a n t a g e s ，s u c ha so p e n ，s i m p l ea n dc r o s s p l a t f o r mh a v ed r a w nl o t so f r e l a t e dr e s e a r c h e r sa n da p p l i c a t i o nd e v e l o p e r s a t t e n t i o n t h em e c h a n i s m o fr e l e a s i n ga n dr e t r i e v a lo ft r a d i t i o n a lw r e bs e r v i c ei sb a s e do na m e c h a n i s mo fc e n t r a l i z e dr e g i s t r y t h i sm e c h a n i s mw i l lb r i n ga b o u t m a n yp r o b l e m s t a k i n gp e r f o r m a n c ea sa ne x a m p l e ，a l o n gw i t ht h e i n c r e a s i n gn u m b e ro fr e l e a s i n ga n dr e t r i e v a lo fw r e bs e r v i c e 。t h e r ew i l l n e e dl o t so f 胎6s e r v i c er e g i s t r yt oh a n d l et h ei n c r e a s i n ga m o u n to fd a t a w h i c hm a k e st h ep e r f o r m a n c eb o t t l e n e c k sh i g h l i g h t e d o na n o t h e rh a n d ， 。朊6s e r v i c e sr e g i s t r yw o u l dl e a dt oap r o b l e mo ff a i l u r eo fs i n g l ep o i n t t h r o u g h o u tt h es y s t e me a s i l y , w h i c hw o u l db l o c kt h en o r m a lp r o c e s so f r e l e a s i n ga n dt h ed i s c o v e r yo fw r e bs e r v i c ea n da tl a s tw o u l dl e a dt ot h e c o l l a p s eo ft h ew h o l e w e bs e r v i c e sa r c h i t e c t u r e ；i nt e r m so f p e r f o r m a n c e t h ed e f i c i e n c yo f 黝s e r v i c e sa r c h i t e c t u r eh a dr e s t r i c t e dt h ef u r t h e r d e v e l o p m e n to f 胎bs e r v i c e st oac e r t a i ne x t e n t 。 c o n c e r n i n g w i t h p r o b l e m s o fr o b u s t n e s sa n d p e r f o r m a n c e b o t t l e n e c k si nc u r r e n tc sm o d e lo fw r e bs e r v i c e s ，t h eg r a d u a t i o np a p e r f o c u so nt oc o m b i n ep 2 pa n dw 曲s e r v i c e a c h i e v i n gp u b l i s h i n ga n d s e a r c h i n go fw | e bs e r v i c et h o u g hp 2 pt e c h n o l o g i e sa n db r i n gi nt h e m e c h a n i s mo ft r u s te v a l u t i o no fw 色bs e r v i c ei np 2 pe n v i r o n m e n t m a i n t a s ko ft h i sg r a d u a t i o np a p e rf o c u s e do nh o wt ob r i n gt h ea d v a n t a g eo f f l e x i b i l i t yo f p 2 pn e t w o r ki n t ot h eu s eo fw e bs e r v i c e sf r a m e w o r kw h i c h w o u l da l l o wam o r ef l e x i b l ed i s t r i b u t i o no fs e r v i c ea n du s i n gv a r i o u s s e r v i c e so nd i f f e r e n tn e t w o r ks y s t e m s ，b r e a k i n gt h eb o u n d a r i e sb e t w e e n t h et r a d i t i o n a lw 色bn e t w o r k sa n dp 2 pn e t w o r k s t h em a i nt a s kc o n s i s to f t ob u i l du n d e r l y i n gp 2 pn e t w o r kp l a t f o r ma n dt od e s i g na n dd e v e l o pt h e a r c h i t e c t u r eo fw e bs e r v i c em o d e lb a s e do nt h eu n d e r l y i n gp 2 pp l a t f o r m 北京邮电大学硕士学位论文 基于对等网络的w e b 服务系统研究与实现 a c h i e v i n gr e s u l t s w i l lb eap r o t o t y p es y s t e mo fl i g h t w e i g h tw e bs e r v i c e s d i s c o v e r yp l a t f e i r mb a s e do nap e e rn e t w o r k a s 眙6s e r v i c e sb e c o m et h ed o m i n a n tn e x t g e n e r a t i o n 腮6 t e c h n o l o g y , t h ed e s i g np l a no ft h em o d e lo ft h i sg r a d u a t i o nc a ns o l v et h e p r o b l e mo fr o b u s t n e s sa n dp e r f o r m a n c eb o t t l e n e c k si nt r a d i t o nw e b s e r v i c e s i nt h ea r c h i t e c t u r eo fp 2 p b a s e dw r e bs e r v i c e s s e r v i c e sw i l l d i s t r i b u t ei ne v e r yn o d ei nt h es y s t e ms ot h a tt h ef a i l u r eo f s i n g l en o d eo n t h es y s t e mw o u l dh a v el i m i t e di m p a c t e a c hn o d ei ns y s t e mw i l lh a v e a d d r e s s a b i l i t yt h a ti n c r e a s e st h es y s t e mr e s o u r c eu t i l i z a t i o n a n dt h i s m o d e lb r i n g si n t oam e c h a n i s mo ft r u s te v a l u t i o no fw e bs e r v i c ei np 2 p e n v i r o n m e n tw h i c hc o u l dd i s t i n g u i s hs o m em a l i c eb e h a v i o r i e se f f e c t i v e l y w i t ht h ec o m b i n a t i o no fp 2 pa n d 胎bs e r v i c eb e c o m e sm o r ea n dm o r e p e r f e c t ，i tw i l lh e l pt oe x p a n dt h es i z eo fw 曲s e r v i c e s a n dp r o m o t et h e d e v e l o p m e n to f 朊bs e r v i c e sf u r t h e r k e yw o r d s ：w e bs e r v i c ep 2 pb a m b o os e r v i c ed i s c o v e r y s e r v i c ee v a l u a t i o n 北京邮电大学硕士学位论文 基于对等网络的w e b 服务系统研究与实现 目录 第一章绪论l 1 1 研究背景及意义l 1 1 1p 2 p 与w e b 服务发展现状l 1 1 2 待解决的问题。l 1 1 3p 2 pw e b 服务结合的优势2 1 2 论文期间所作工作。2 1 3 论文组织结构3 第二章p 2 p 与w e b 服务相关技术介绍4 2 1p 2 p 技术。4 2 1 1p 2 p 研究背景和定义4 2 1 2p 2 p 结构的特点4 2 1 3p 2 p 模型分类5 2 1 4p 2 p 资源发现算法7 2 2w e b 服务技术。l l 2 2 1w e b 服务概述1 l 2 2 2 面向服务的体系结构1 2 2 2 3w e b 服务核心技术13 2 2 4w e b 服务发现1 4 2 3 本章小结1 9 第三章p 2 p 网络平台模型b a m b o o _ p e n 的设计与实现2 0 3 1b a m b o o 概述2 0 3 1 1b a m b o o 的体系结构。2 0 3 2b a m b o o 协议2l 3 2 1t a p a s t r y 协议21 3 2 2b a m b o o 路由2 2 3 3b a m b o o 相关技术2 3 3 3 1o c e a n s t o r e 2 3 3 3 2s e d a 2 3 3 3 3b e r k e l e yd b 2 4 3 4 基于b a m b o o 的开发2 4 3 4 1b a m b o o 的事件处理机制2 4 3 4 2b a m b o o 应用示例：s i m p l e s t a g e 2 5 北京邮电大学硕上学位论文基于对等网络的w e b 服务系统研究与实现 3 4 3b a m b o oa _ i i ：1 7 3 5b a m b o op c n 系统对b a m b o o 的扩充2 7 3 5 1 设计在b a m b o o p 2 p 网络中传输的资源发布搜索相关消息2 8 3 5 2 设计节点本地消息通知事件类。2 9 3 5 3 设计资源信息存储相关函数3 0 3 6 本章小结3 l 第四章基于p 2 p 平台的w e b 服务的模型设计3 2 4 1p 2 p 与w e b 服务集成3 2 4 1 1p 2 p 的理想式无缝连接3 2 4 1 2 现有的解决方案及其问题3 2 4 1 3 本论文提出的方案及其提供的功能。3 4 4 2 基于p 2 p 的w e b 服务系统设计3 5 4 2 1 系统整体设计3 5 4 2 2 系统模块划分和模块简介3 6 北京邮电大学硕士学位论文基于对等网络的w e b 服务系统研究与实现 1 1 研究背景及意义 第一章绪论 1 1 1p 2 p 与w e b 服务发展现状 在当前的互联网技术浪潮中，w e b 服务技术由于其跨平台、松散耦合等优点 在系统集成、电子商务等领域日益受到关注。它的基本出发点是把手动的、信息 无序的w e b 变成自动的、信息有序的w e b 。它倾向于在目前为业界所接受的技 术规范的基础上开发应用程序，利用这些技术建立各种服务。 p 2 p b p p e e r - t o p e e r ，是一种对等网络结构，是针对c s ( 服务器客户机) 结构提 出的一种网络结构，即表示网络中所有节点都是对等的，没有服务器和客户机的 划分，所有节点既可提供服务器功能，又可提供客户机功能。各个节点之间平等 的共享资源和计算能力。 p 2 p 和w e b 服务技术都是当今的热门技术。即使他们有着不同的特点，但可 以提出方案将它们进行结合来形成优势互补。p 2 p 可以为w c b 服务提供了一种分 布化的模型。w e b 应用程序通常会导致集中化的数据中心和大量的客户端。集中 化的数据中心有其自身的优势；但分散化的数据中心也有其优势，在分散化环境 中，由网络边缘提供的服务增强了应用程序的能力，减少了可能出现的服务资源 中心化瓶颈。 在p 2 p 网络架构中，p 2 p 对等节点可以同时运行服务器端程序和客户端程序， 同时扮演服务器角色和客户端角色，究竟在某一流程中所扮演的角色将根据需求 而定。当该对等节点向其他对等节点提供服务时，它的角色是服务器：当该对等 节点享受其他对等节点所提供的服务时，它的角色是客户机。如果在p 2 p 这种灵 活的应用程序框架上发布w e b 服务将会带给我们什么呢? 我们将得到这样一个 灵活的应用程序：它既可以适应随时动态变化的可扩展的网络结构，又可以给我 们提供共享的w e b 服务资源和计算能力，且不会出现中心服务器的性能和扩展性 瓶颈。 1 1 2 待解决的问题 w 曲服务是当前互联网发展的热点。传统的w e b 服务是集中式的，架构中存 在集中式的w e b 服务注册中心，其他服务提供者和请求者通过服务器客户机的 模式与之交互进行w e b 服务的发布于搜索。集中式的机制有很多的优点，比如易 于管理和控制等等，但也会带来许多问题，例如：在性能方面，随着服务发布和 检索数量的不断增加，w e b 服务注册中心要处理的数据量越来越多，而目前又只 北京邮电大学硕士学位论文 基于对等网络的w e b 服务系统研究与实现 有少数几家公司提供u d d i 商业注册的服务，容易导致性能瓶颈问题；在鲁棒性 方面，w e b 服务注册中心容易造成整个系统的单点故障，从而阻断w e b 服务的发 布和发现过程，导致整个w c b 服务架构的坍塌。w e b 服务架构的缺陷已经在一定 程度上制约了w c b 服务的进一步发展。 1 1 3p 2 pw e b 服务结合的优势 将p 2 p 与w e b 服务结合将带来很多的优点。p 2 p 的分布式特性为正在发展的 w e b 服务提供了很好的环境。它使用分布的资源，以分散的方式来执行特定的功 能，具有分布性、可扩展性、自组织性和互操作性等特点。它将网络中不同的计 算机连接在一起，进行文件共享与交换，并能充分利用互联网和w c b 站点中闲置 资源，从而使得p 2 p 在深度搜索、分布计算、协同工作等方面也有大用途。可利 用p 2 p 的离散化技术来提高网络的灵活性，从而大大降低企业构建、维护信息系 统的成本。 在基于p 2 p 的w e b 服务中，服务分布在系统的各个节点上，单个节点失效对 北京邮电大学硕士学位论文基于对等网络的w e b 服务系统研究与实现 档，并完成毕业论文的撰写。 2 0 1 0 年l2 0 1 0 年3 月：完成论文最终定稿，准备答辩。 1 3 论文组织结构 第一章主要对整个文章的研究背景以及研究对象做了一个整体性的描述，本 论文来源于北京邮电大学p c n & c a d 中心负责的国家“8 6 3 项目“一种新型的 具有异构融合特征的对等网络体系结构研究”的部分研究成果，目标是为了解决 目前基于中心服务器的w e b 服务架构的问题，提出基于p 2 p 的w e b 服务发现系 统架构。 第二章主要介绍了论文中用到的关键技术与理论，包括目前p 2 p 和w e b 服 务的相关技术和背景。介绍了p 2 p 的基本特点，架构和目前研究的较多的资源发 现算法，同时还对w e b 服务的关键技术( l 、s o a p 、u d d i 和w s d l ) 进行 了分析和介绍，以及当前的w e b 服务发现研究状况。本章主要为论文所设计并 实现的系统提供技术背景支持。 第三章介绍了p 2 pw e b 服务发现系统所基于的p 2 p 核心网络平台 b a m b o o ，对b a m b o o 的协议、结构、a p i 等进行了较为详细的介绍。b a m b o o 是 用j a v a 写成的开源项目，是分布式哈希表( d h t ) 的一个实现。之后本章还介 绍了对该开源平台的扩充，加入了资源发布、搜索处理部分的相关类和函数，得 到用于本系统的b a m b o o p c n 核心平台，用于支持上层p 2 pw e b 服务发现系统。 第四章提出了整个p 2 p w 曲服务发现系统的设计方案。设计了系统的总体结 构和模块划分，具体介绍了各个模块：w e b 服务信息发布模块、w e b 服务信息搜 索模块、w 曲服务更新模块、w 曲服务评价模块和w e b 服务信息列表维护模块 等模块的功能和特点，另外还简述了系统的运行流程。 第五章针对第四章的设计方案具体介绍了实现方案，给出了系统关键类的 u m l 图，介绍了各个模块的具体实现。最后还给出了一个系统测试运行过程， 截取并说明了系统关键过程运行截图。 文章最后总结了整个基于p 2 p 的w e b 服务集成方案的可以带来的效果以及 局限，并且对未来的研究方向作了一个展望。 北京邮电大学硕士学位论文 基于对等网络的w e b 服务系统研究与实现 第二章p 2 p 与w e b 服务相关技术介绍 2 1p 2 p 技术 2 1 1p 2 p 研究背景和定义 在如今的网络应用世界中，基于c s 或b s 的架构的还是占据着主流。这类 架构需要中心服务器，中心服务器存储着所有资源，客户端节点向该服务器上传 共享资源或者请求调用资源。该结构最明显的特点是：资源中心化。系统必须有 一个或若干个服务器来提供服务，而一旦出现大量客户频繁的访问，对数据的处 理能力的要求会变得非常之高，服务器容易成为系统的瓶颈，一旦中心服务器的 瘫痪可能引起整个应用系统的瘫痪，存在着单点故障的危险，虽然可以通过硬件 的更新、扩容或者冗余可以一定程度缓解矛盾，但不可能满足长远要求。 p 2 p ( p e e l t op e e r ) 是不同于c s 等传统模式的新网络技术，它的最大的特点是 挣脱了中心服务器的束缚。节点之间都是对等的关系，既可扮演服务器角色，又 可扮演客户端角色，对等节点之间还可以直接进行交互、共享资源或协同工作。 i n t e l 给出的p 2 p 定义是：通过在系统之间的直接交换实现计算资源和服务 的共享【1 1 。 i b m 则给p 2 p 赋予更广阔的定义，把它看成是由若干互联协作的计算机构 成的系统并具备如下若干特性：系统依存于边缘化( 非中央式服务器) 设备的主 动协作，每个成员直接从其他成员而不是从服务器的参与中受益；系统中成员同 时扮演服务器与客户端的角色；系统中的用户能够意识到彼此的存在构成一个虚 拟或实际的群体【2 j 。 总体来说，p 2 p 对等网络提供的是分布式的计算环境，有别于集中式的基于 中心服务器的c s 或b s 架构。 2 1 2p 2 p 结构的特点 对等性 网络中的不同节点之间无需经过中继设备直接交换数据或服务，每个节点的 地位都是对等的，拥有对等的权利和义务，既充当服务器，为其他节点提供服务 同时也享用其他节点提供的服务。 去中心化 网络服务从“中心化”转向“边缘化”，减少了对传统c s 结构服务器计算能 力、存储能力的要求，同时因为资源分布在多个节点，更好地实现了整个网络的 负载均衡。缺少某个节点对整个系统的影响是微不足道的。 4 北京邮电大学硕士学位论文基于对等网络的w e b 服务系统研究与实现 可扩展性 一 p 2 p 技术可以使新用户很容易加入到系统中，新节点加入过程不会影响到大 多数其他节点，可以扩展的用户理论上是无限的。 高计算资源利用率 p 2 p 技术使所有参与者都可以提供资源，搜索资源和提供资源的中继转发功 能，因而大大提高了网络中节点的大量闲散计算资源的利用率。 动态性 p 2 p 网络中，节点可能会频繁的进入或者离开网络，所以节点之间的关系就 更加具有动态性，处理的方式也要求更加灵活。节点必须能够动态发现可使用的 服务，并且当某服务不再可能获得时能灵活寻找可替代的服务，或者同时利用多 个冗余的服务提供者来保证服务的连贯。 2 1 , 3p 2 p 模型分类 p 2 p 模型通常有以下两种划分标准： ( 1 ) 按照服务器的集成度进行划分 ( 2 ) 按照p 2 p 网络的拓扑结构进行划分。 不同的划分标准具有不同的特点，以下具体描述这两种划分方式。 按照服务器的集成度 按照服务器的集成度的划分方式就是按照网络中是否存在中心服务器，通过 该标准可将p 2 p 网络划分为集中式p 2 p 网络、完全分布式p 2 p 网络和混合式p 2 p 网 络三种。 集中式p 2 p 结构【3 】：该结构具有一个中心服务器，用于负责处理信息的共享 与查询。这种结构虽然拥有中心服务器，但是却不同于传统意义上的c s 模式。 传统意义上的c s 模式采用的是一种可以称之为服务器垄断的手段，服务器存储 着所有资源，客户端只能被动地向服务器查询和请求，一般来说客户机之间并没 有直接交互的能力。而集中式p 2 p 网络架构则是：所有资源本身都是存储在各个 对等实体上，中心服务器存储的是资源的索引信息，此外服务器与各个对等实体 以及各个对等实体之间都可以具有交互能力。集中式p 2 p 网络结构如图2 1 所示， 中心目录服务器保存着系统中资源名和指针列表。当处于对等节点端的用户需要 访问该资源时，首先需要通过资源名查询中心的目录服务器，目录服务器返回该 资源资源的指针，然后用户通过该指针定位并直接与存储该资源的对等节点交互 以访问资源。 北京邮电人学硕：仁学位论文基于对等网络的w e b 服务系统研究与实现 北京邮电大学硕士学位论文基于对等网络的w e b 服务系统研究与实现 图2 - 3混合p 2 p 结构 按照覆盖网络的拓扑结构划分 另外还可以根据覆盖网络的拓扑结构对p 2 p 进行划分。按照这样的标准可划 分为非结构化p 2 p 网络和结构化p 2 p 网络，如图2 4 所示。 ( 1 ) 非结构化p 2 p 网络【3 】：顾名思义，该网络中的节点的连接方式没有一个共 同遵循的结构，节点之间的连接是随机而不规则的。因而这种结构的p 2 p 具有很 强的动态性，每个节点保存的是自身共享的资源文档。 ( 2 ) 结构化p 2 p 网络 3 】：该网络中的节点之间连接成规则的拓扑结构，节点的 加入和退出需要遵循一定的原则。在这种结构网络中文档存放的位置是固定的， 每个节点存储的资源文档不一定是其自身共享的或者是感兴趣的，节点和资源文 档之间存在一个映射关系。 ( a )( b ) 图2 - 4非结构化( a ) 与结构化( b ) p 2 p 2 1 4p 2 p 资源发现算法 资源发现是p 2 p 的核心技术之一，也是本论文较为关注的部分。一般说来， p 2 p 资源发现算法主要分为集中目录式搜索算法、泛洪搜索算法和分布式哈希表 搜索算法三类1 4 j 。 ( 1 ) 集中目录式搜索算法【4 】：在该算法中，p 2 p 网络中各个对等节点都将共享 的资源索引信息存储在一个中心目录服务器上，新加入的节点将其要共享的索引 信息上传到中央目录服务器上，并由服务器对这些索引信息进行归总形成目录文 北京邮电大学硕士学位论文基于对等网络的w e b 服务系统研究与实现 档。资源检索时节点向中心目录服务器发起搜索请求，由目录服务器检索其存储 的文档索引目录后返回匹配资源的节点地址给检索发起节点。接下来的资源的传 输就资源请求者节点和提供者节点之间直接进行，不需要再通过中心服务器。该 算法的主要应用于集中式p 2 p 结构。 ( 2 ) 泛洪式搜索算法【4 】：在该算法中，资源请求发起节点向其所有的邻居节 点广播搜索请求，邻居节点再向自己的邻居节点广播，这个过程递归地进行下去， 直到t t l ( t i m e - t o 1 i v e ) 值为0 ，资源搜索过程结束。，丌l 给是消息设置的一个初 值，用于控制搜索请求波及的范围，消息每经过一个节点，丌l 值减去1 。 ( 3 ) 分布式哈希表( d i s t r i b u t e dh a s ht a b l e ，d h t ) 搜索算法【4 】：在该算法中，p 2 p 中的所有资源和节点都将被分配了唯一的标识符。资源的唯一标识符是通过对资 源内容的关键字进行哈希变换得到的，节点的唯一标识符是通过对节点的地址进 行相同的哈希变换得到的。资源发布时将会被存储在具有和资源标识符最接近的 节点标识符的节点里。查询时节点将查询请求转发给与预搜索的资源标识符最为 接近的邻居节点，直到查询条件满足或者没有相关的节点存在而无法转发时，搜 索过程结束。 北京邮电大学硕士学位论文基于对等网络的w e b 服务系统研究与实现 邻居节点的一个子集，而不需要转发给所有的邻居节点，这一改进可以减少网络 中的消息流量，减少被访问的节点，这样便降低了p 2 p 网络负载，提高了性能和 响应速度。基于这一思想改进的算法主要有迭代泛洪算法、启发式泛洪算法、有 向宽度优先搜索算法和随机步搜索算法。迭代泛洪算法即逐步加深搜索算法f 6 】， 这种搜索算法的实现过程是进行多次泛洪搜索，每次搜索的深度限制依次递增， 即每次搜索的t t l 值都大于前一次搜索，当查询结果满足要求或者已经达到最大 的深度限制时，搜索就会终止。启发式泛洪算法的思想是把查询请求转发给邻居 节点中过去表现优秀的那些节点，基于的是过去优秀，将来也会优秀的假设。与 其搜索思想类似的是有向宽度优先搜索算法，同样是根据节点记录的关于其邻居 节点的历史信息，将查询请求转发给邻居节点中能返回较多结果的有限个节点。 随机步搜索算法同样属于盲目搜索r 丌，但是与其他算法不同的是随机步搜索算法 将查询请求转发给邻居节点中的一个，一个随机步定义为一个搜索进程，n 个随 机步进程同时搜索将大大降低了网络带宽的消耗，提高搜索的效率和系统的可靠 性。 ( 2 ) 改进节点拓扑结构：改进方式之一基于节点表现的兴趣组织网络【8 1 。因为 每个节点所共享的文档都表现出某种特定的兴趣，基于的假设是兴趣相似的节点 一般保存的内容也相似，通过深度挖掘每个节点的兴趣，使得节点可以拥有一组 兴趣相近节点的列表，通过对这些节点的查询获得需要结果的可能性较大。这样 可以减小查找范围和消耗的带宽，从而提高了搜索的响应速度和查询准确性。另 一种常用改进方式是是引入“超级节点”的概念【9 】。由于超级节点可以作为某一 区域的各个节点的中心服务器，因而对超级节点的访问即是对该区域所有节点的 访问，从而避免出现大量冗余搜索包的问题，提高了搜索的效率。另一个主要的 改进就是 2 1 4 2 结构化p 2 p 采用的资源搜索算法 结构化p 2 p 采用的资源搜索算法主要是基于分布式哈希表( d i s t r i b u t e dh a s h t a b l e ，d h t ) 的搜索算法。基于p 2 p 的大规模性和动态性以及分布式哈希表搜索算 法的快速查找的性能，使得结构化的p 2 p 网络的分布式哈希表搜索算法成为p 2 p 搜索算法研究中的重点。在这种算法中，网络中的节点逻辑上构成具有某种规则 的拓扑结构，每个节点通过对其标识符进行哈希变换被映射到这一拓扑结构中的 某一个位置，资源信息也通过同样的哈希变换被映射到此拓扑结构中，节点负责 管理映射到其上的资源信息，利用这种规则的拓扑结构，实现了节点之间的快速 查找。这里简要介绍三个典型的分布式哈希表搜索算法c h o r d 、c a n 和t a p e s t r y 的实现方式。1 6 j 9 北京邮电人学硕士学位论文 基于对等网络的w e b 服务系统研究与实现 c h o r d 是麻省理工学院设计的基于d h t 的可扩展的信息资源定位和路由协议。 是基于逻辑环的拓扑结构。c h o r d 中的资源文档和节点通过一致性哈希变换得到 了各自的唯一的标识符，网络中所有的节点根据标识符的大小，从小到大以顺时 针的方向构成一个圆环的拓扑结构。资源文档的发布结果是某节点资源文档存储 在大于或者等于资源文档标识符的节点标识符的节点里。对资源文档的检索时， 节点通过依次查找其c h o r d 环上的后继节点便可以找到查询结果，非常适合大规 模的p 2 p 网络【。 内容可寻址网络c a n ( c o n t e n t - a d d r e s s a b l en e t w o r k ) 也是基于d h t 的查找和 路由算法，它是基于一个虚拟的d 维笛卡儿坐标空间实现其数据组织和路由查找 功能的。虚拟空间由该网络中的节点动态的划分，每个节点负责一块独立的不相 交的区域，查找时，知道目标节点的坐标后，节点就将查询请求转发给当前节点 四邻中坐标最接近目标节点的节点，直到得到搜索结果为止。c a n 的独特之处是 采用了多维的标识符空间实现d h t 算法，搜索算法直接并且简单，具有很好的可 扩展性【l l 】。 t a p e s t r y 是分层路由和组织结构的查找算法，它为面向广域网的分布式应用 提供了一个分布式查找和路由定位基础平台。t a p e s t r y 中每个节点拥有一个邻居 节点表，记录邻居节点的信息，查找时，它是基于文档标识符的后缀进行路由， 即从标识符的最后一位开始依次向前一步一步逼近目的节点的标识符，达到最大 程度的匹配l l 引。 与其他d h t 相比，c h o r d 和c a n 在构建覆盖网络的路有表时都选择的是覆盖 层最短的路径，均没有考虑网络节点的物理距离，所以可能逻辑上的一跳可能跨 越了整个网络。但是t a p e s t r y 都是启动构造本地最优路由表并一直维护该路由表 来减少路由的延伸。 t a p e s t r y 最大的特点是可以适应p 2 p 网络的动态变化的特性。网络波动 ( c h u m 、f l u c t u a t i o no f n e t w o r k ) 包括结点的加入、退出、失败、迁移、并发加入 过程、网络分割等。网络波动的程度严重影响发现算法的效率。而t a p e s t r y 在网 络波动方面的容忍度是最高的。由于p 2 p 网络中的用户的使用时间、网络状况等 因素的影响，稳定的p 2 p 网络几乎不太可能存在，并且随着未来移动平台的越来 越深入的参与至i j p 2 p 网络中，对抗网络波动成为非常重要的问题。这也是本论文 采用这样的p 2 p 资源发现算法的原因。 l o 北京邮电大学硕士学位论文基于对等网络的w e b 服务系统研究与实现 2 2w e b 服务技术 2 2 1w e b 服务概述 随着i n t c r n e t 发展的不断普及与深入，人们迫切需要能够方便地在i n t c r n c t 上实 现平台无关、松散耦合的应用程序的交互和集成，这对分布式计算提出了新的要 求。w e bs e r v i c e 作为一种新的技术应运而生，它的出现提出了面向服务的分布 式计算模式。简单的说，w e bs e r v i c e 是封装成一个单一实体并通过网络发布给 其它程序使用的一系列功能集，一种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。 w e bs e 州c e ( 以下称之为w e b 服务) 可以执行从简单的w c b 请求到复杂商务处 理的任何功能。一旦部署完成，其他w e b 服务应用程序可以发现并调用它部署的 服务。因而，w e b 服务是构建开发的分布式环境的重要基础。 关于w e b 服务的定义众说纷纭，为大多数人所接受的定义【l3 】是：w e b 服务是 一个独立于平台和实现语言的能够满足以下限制条件的功能： 1 我们能使用一种现有的服务描述语言对该功能进行描述； 2 该功能发布到网络中的一个服务登记薄上； 3 我们能使用一种已有的标准方法来找到这个功能； 4 我们能通过一个公开的a p i 调用该功能； 5 该功能能和其它服务组合在一起。 或许用s t e v eb c n f i d d ( 国外一家制作w e b 服务开发和部署工具的公司 s i l v c r s t r e a ms o f t w a r e - 的技术总监) 的论点可以更好的解释w e b 服务，当被问及 w e b 服务的时候，他回答了似非而是的论点【1 3 】： ( 1 ) w e b 服务没有什么特别的地方： ( 2 ) w e b 服务将改变世界。 b e n f i d d 这两句乍听起来似乎相互矛盾的话，其实在很大程度上揭示了w e b 服务的性质。尽管w e b 服务使用的标准协议本身不具备任何革命性的，但w e b 服 务应用所处的形式是独一无二的。从纯技术的角度来看，w e b 服务的确“没有什 么特别的地方”，使应用程序在分布式环境中能够通信和共享过程的那些协议已 经存在了许多年。然而，w e b 服务的基础架构解决了许多以往的分布式计算技术 所固有的问题，这就是为什么b e l l f i e l d 会认为w e b 服务“将改变世界”的原因。 首先，因特网如今已无处不在，而w e b 服务是在h t t p 上运行，因此各公司可以 使用他们现有的技术来发布和访问w e b 服务。因为各公司在使用和部署w e b 服务 之前不需要在一些新的重要的基础架构上进行投资，所以这项技术更有机会被迅 速采用。w e b 服务的另一个优势在于它提供更大的可互操作性，因为w e b 服务是 北京邮电大学硕士学位论文 基于对等网络的w e b 服务系统研究与实现 使用开放的、基于文本的标准x m l 在各系统间进行通信的。而且，几乎各大软 件供应商都同意使用同样的核心标准来支持w e b 服务：s o a p 、w s d l 和u d d i 。 综合上述描述，可以总结w e b 服务的特性如下： 1 良好的封装和松散藕合：这一特征也是源于对象组件技术，当一个w c b 服务具体实现方式发生变更的时候，调用者是不会感觉到这一点的。对于调用者 来说，只要w c b 服务调用界面不变，w e b