（计算机应用技术专业论文）基于web+services的电子政务模型的研究与应用.pdf

摘要 捅矍 电子政务系统把政府对公众的服务移植到了i n t e r n e t 上，将实现政府管理性职 能向服务性职能的转变，是当前衡量一个国家信息化的最重要条件。尽管在各级部门 的大力推广下，政府部门的信息化建设取得了很好的效果，然而整个电子政务的发展 却存在一些急需解决的问题，如：没有统一规划，各个异构系统相对孤立，没有扩展 性等等。另一方面分布式技术的发展产生了可以构建松散耦合分布式系统的w 曲 s e r v i c e s 技术，整个w e bs e r v i c e s 技术系列被称为是“w e bs e r v i c e ss t a c k ”，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 d d i 等。w 曲s e r v i c e s 技术使用基于l 的s o a p 协议实现应用与服务之间的通信，用w s d l 文件对服 务进行标准的描述。结合上述两方面问题，本文利用分布式系统的新技术w 曲 s e r v i c e s ，提出了基于w 曲s e r v i c e s 的电子政务模型( w s e g ) 并给出两个具体实 例，对其中涉及的技术问题如：政府u 叻i ( g u d d i ) 模型，现有代码到w 曲s e i c e s 过渡，基于w 曲s e r v i c e s 的数据库访问等给出了详细的解决方法。最后本文对w s e g 模型的节点实例公安消防部队管理信息系统的几个重要模块：信息录入，批 量修改，人员调动，建制管理，数据同步等的设计和实现做了详细的阐述，并对其中 涉及的w 曲s e i c e s 群及其在整个w s e g 中的作用做了说明。 关键词电子政务；w e b 服务；简单对象访问协议；可扩展标记语言 北京工业大学工学硕士学位论文 a b s t r a c t e g o v e m m e n ts y s t e mc 锄t r a l l s p l a l l tg o v e m m e n ts e i c et ot h ei n t e m e t ，a i l dc h a n g e d i r e c t o r i a l m c t i o no f g o v e m m e n ti n t os e r v i c em n c t i o n i ti sav e r ) ri m p o r t a n tc r i t e r i o no f e v a l u a t i n gac o u i l t r y ss t a i l d a r do fi n f o n i l a t i z a t i o n a l t h o u 曲o u rg o v e h l l l l e n t a ls t a i l d a r do fi n f o n l l a t i z a t i o n ，p o p u l 耐z e d b yl o t s o f d 印a n m e n t so fg o v e m m e n t ，h a sm a d eq u i e t 蓼e a tp m g r e s s ，t h e r ea r ea l s om a n y q u e s t i o n s t h a tn e e d s e t t l i n gu r g e n t l y ， f o r e x a m p l e ， i n f o h n a t i o nc o n s t n l c t i o nw i t l l o u t w h o l e p m g r a r m i l l g ，e x i s t e n ts y s t e mw i mo v e rm a 工l y i s 0 1 a t e d s u b s y s t 锄s ，e x i s t e ms y s t e m w i m o u te x p a n s i b i l i 啦e t c o nm eo 也e rh 趾d ，d e v e l o p m e n to fd i s t r i b u t e d t e c h n o l o g y c r e a t e sw 曲s e r v i c e s t e c h l l o l o g yt h a tc 觚b e l l s c dt oc o n s 廿1 l c t1 0 0 s e l y c o u p l e dd i s 砸b u t e d s y s t e m as 耐e si n t e r r e l a t e dw e bs e r “c e st e c h n o l o g yc a i lb en 锄e d 私“w 曲s e r v i c e s s t a c k ，i n c l u d i n gs o a pf o rt r a n s f e r r i n gs e i c e s ，w s d lf o rs e i c e sd e s c 邱t i o n 孤d u d d if o rs e r “c e s d i s c o v e r yi n t e 伊a l i o n a n ds oo n w 曲s e r “c e s i n l p l 锄e n t c o m m u i l i c a t i o nb e t w e e l l a p p l i c a t i o n s a n ds e r v i c e sb yx m l - b 豁c ds 0 a p a n dd 鹤c r i p t s e r v i c e sb yx m l - b 鹤c dw s d l 舭s a r e r p u t c i ：n gf o r w a r d a 壬le g o v 唧m tm o d e lb 鹪e do nw e b s e r v i c e s ( w s e g ) 强d s h o 谢n g 柳oe x 扰l p l e sb 船e do nt h cm o d c l ，t h i sp a p 盯d e a l sw i mm 觚yt h n o l o g y q u e s t i o n ss u c h 弱疳a m e w o r ko f e u d d im o d e l ，h o wt o 们n s f 醯e 】【i s t i i l gc o d e si n t ow 曲 s e r v i c e s ，w 色bs e r v i c e s - b 嬲e dd 覃l 缸i b 鹊ea c c e 昭强d 蛐，缸通明【p a i a 土。8t h ed 霸曩i g np r o c e 鹋 o ff j r em a | 1 a g 锄髓ti l 加n a l i 鲫s 删锄侧m s ) ，e 吕p i 瞄童n y8 嘲e i l 翦脚f t a 瞰簋l i b s 声t 锄s s u c h 舾i n p u t i i i l gi n f o n n a t i o ns i i b s y 8 t 黜，b 觚c h 瓤n d i n g 吼i b s y 昌舱m ，p e 叩l e 訇咖啮l a t i n g s u b s y s t e i n ，o 玛a i l i z a t i o n a ls y s t c mm 黝g 啪髓t 吼l b s y s 把m ，d 雠as y n c b i o n i z a 蛀o ns u b s y s 锄l e t c l 踮t l y ，t h ep a p e r 锄a l y z e sn 璩t i o no fw 曲s e r v i c 铭c o l l 矗。璐i l lf m i s 粕d w s e g k e yw o r d se g o v 啪m e n t ；w 曲s e r 订c e 8 ；s o a p ；札 第l 章绪论 第1 章绪论 1 1 引言 网络时代，信息化已经成为各行业各部门的必由之路，作为在社会中占重要地 位的政府部门当然也不例外，英美等国在九十年代初期便开始着手政府的信息化建 设，中国政府在早期也实施过一些办公自动化项目。在1 9 9 9 年初，中国电信联合 四十多家部委的信息部门共同发起政府上网工程，推动各级政府部门建设互联网 站，并推出政务公开，领导人电子信箱，电子报税等服务，从而为政府的信息化打 下了坚实的基础，接下来便是电子政务( e g o v e r n m e n t ) 的实施。办公自动化、政 府上网工程、电子政务都属于政府的信息化建设，只是各自对信息化水平的要求不 同而已，可以认为是政府部门在信息化过程中走过的不同阶段。办公自动化的重点 是部门内部，用户多为办公人员，政府上网工程的重点只是开通政府网站，推动政 府与民众之间的交流，这些都是相对孤立的建设。电子政务则在此基础上向前跨了 一大步，它采用先进的网络和软件技术，支持快速开发，灵活部署和高效安全运行， 可以实现政府内部，政府部门之间以及面向社会的信息共享，业务联动，科学决策。 电子政务系统应能够集成各类政府信息管理系统，业务信息管理系统，辅助办公系 统，是个能提供耐效，安全，完备豹综合电子政务应用体系的解决方案。 1 2 当前政府信息化建设存在的问题 虽说这些年政府部门的信息化建设取得了很好的效果，然丽，这种信息化正在 朝一个不大规范的方向发展，信息化进程违背了可持续发展的原则，整个过程没有 统一的规划，甚至同一部门都有许多异构系统，整个系统几乎没有扩展性。比如说， 某部下屑的各单位均使用不同的人事管理系统，而这些系统有的和财务系统集成， 有的又完全独立，设想一个简单的需求：统计整个都的干部年龄结构。按目前的信 息化状况来说，只有各单位把数据汇总上报后，再进行人工统计。也可以为部里再 开发一个系统，然雨，这种解决方案的弊端是显然的，没有充分利用先前的系统， 浪费了资源，部门内要维护大量冗余数据，如果再把目光扩至整个政府部门，这种 方案已变得不可取，它将导致每一级部门。每一类跨地区或者跨部门的统计均要由 一个独立的子系统来完成，从下到上，从小到大，就像排列组合一样，这种浪费是 北京工业大学工学硕士学位论文 不可原谅的。 如果某些需求涉及到现在的人事系统和财务系统的数据，比如，需要根据人员 的考勤情况( 在人事系统中管理) 来确定其年终奖金( 在财务系统中管理) ，这个 例子是单向数据流，当然还有许多双向数据流的需求。但目前许多部门这两个系统 是完全异构的，为了这样的需求，数据量少时，我们可以人工获取并传递数据，数 据量大时，就需要分别从两个系统中提取数据，建立好双方数据的映射关系，再设 计转换引擎把各自数据分别转化为相同的数据结构和格式进行进一步处理。现在是 两个系统，如果是三个系统或者更多，这种转换引擎的数量需求将会呈指数增长， 这实际已变得不可取。 即使是当前的一些电子政务系统，也存在许多标准不统一的问题，以致于许多 部长不得不在办公桌上摆放两台，三台，甚至更多的电脑。 许多需求并不是我们不需要，而是以目前的信息化水平很难做到，就连为人民 日报提供年度统计数据也只是自动和手工的结合，有些数据真正统计出来时也显得 有些过时。 可以说，以上提到的所有问题都是同电子政务的概念相违背的，当前政府信息 化进程之所以会遇到这么多问题，除了政策和人为因素外，技术上的原因也是非常 主要的，因为整个政府部门没有一个统一的信息化进程，导致数据孤立的分散在各 部门的各个异构系统中，而成熟的技术方案中缺乏对异构系统集成的解决方法，要 实现这样的方案，必然存在一个各系统之间结构化的信息交换和集成闯趣，但传统 的技术很难在这方面有所建树。 1 3 本文的研究内容 目前电子政务资源数据极其分散且存储格式各异，是一个典型的异构分布式系 统，由于政府各个部门业务相对独立，他们之间的联系报松教，所以整个系统可以 说是一个松散耦合的分布式系统。目前电予政务的主器技术难题包括： ( 1 ) 提供一种简单实用舶电子政务模型，该模型对具体实旅威不携有太严格 的规定。 ( 2 ) 如何低代价的把以前的信息化成果结合进来来的电子政务体系中。 第l 章绪论 ( 3 ) 现在开发的系统用何种技术结合进电子政务系统。 ( 4 ) 电子政务系统中分散统一的管理机制。 本文分析总结了电子政务的发展现状：各级政府部门有相关的信息发布平台， 大多政府部门具备内部办公0 a ，但是工作流程和服务职能多采用手工，即使实现电 子化也是单一职能，无法在一特定领域用计算机完成整个服务流程。针对当前发展 状况，利用w e bs e r v i c e s 这一适用于松散耦合系统的分布式系统技术，提出一种 适合我国电子政务发展形式的新模型，文章就实施这一模型的关键问题：政府u d d i 注册中心，现有代码的转换，远程数据库存取等进行了研究，该模型的架构和许多 概念在全国消防部队信息管理系统这个实际项目中得到了成功的应用。 1 4 本文的结构与组织 本文共六章，主要内容如下： 第l 章分析了政府信息化建设的一些背景知识。对当前我国政府信息化存在的 一些问题作了深入的分析。 第2 章重点介绍电子政务的相关概念和技术。 第3 章深入剖析w e bs e r v i c e s 技术，这是本文电子政务模型的基础。 第4 章笔者提出了一种基于w e bs e r v i c e s 技术的电子政务模型，并给出了两 个应用实例。 第5 章介绍了模型实施中若干主要问题及其解决办法。 第6 章重点介绍基于该模型的一个实际项目公安消防部队管理信息系统几 个重要子系统的设计与开发，主要包括录入，批量修改，人员调动，建制管理，数 据同步等子系统。并详细阐述了其中w e b 服务的设计和开发。 结论，对论文的意义和未来需要解决的问题作了一个比较全面的总结。 北京工业大学工学硕士学位论文 第2 章电子政务概述 2 1 电子政务的概念及发展 电子政务的定义包括两方面，一是内部办公，实现内部信息共享、内部资源整 合、内部决策支持；二是对外提供公众服务，只要是当前政府应该做的事情，电子 政务都应该涵盖，比如：网上工商、网上税务、网上社保等。概括起来，网上办公 的模式应包括gt ob 、gt oc 和gt og 。之所以沿用电子政务的说法，是因为大 家都接受了这个约定俗成的词。 电子政务是按i n t e r n e t i n t r a n e t 技术标准建立的面向政府机关、企业、其它 机构以及社会公众的信息服务和信息处理系统。有广义、中义与狭义之分m 1 。广义 的电子政务是指一个国家的各级政府机关或有关机构以电子化的手段处理各类政 府事务，包括： ( 1 ) 政府机构及其工作人员通过电子方式或从网上获取信息。 ( 2 ) 政府信息资源的数字化、管理的自动化和发布的网络化。 ( 3 ) 政府机关内部办公自动化( 含电子公文管理、会议与领导活动管理、机关事 务管理、决策支持系统的应用) 。 ( 4 ) 政务的网上交互式处理( 含网上公文传递，网上项目申请、审批和注册，网 络会议，电子福利支付，电子税务，公民参与公共决策，网上选举，网上民意调查， 公务员网上招聘，网上公共事业服务等) 。 ( 5 ) 政府网上采购。广义的电子政务与电子政府的概念大致相同。而电子政府 是一个利用信息技术提高政府政务有效性，效率和劳动生产率的政府，强调的主要 是整体职能，整体效率，整体框架。 中义的电子政务是指采用电子方式进行的政府管理工作，主要包括政府机关内 部办公自动化和政务的网上交互式处理。但由于现代政府的管理越来越依赖于信息 资源的开发与利用，政府信息发布也是政府管理中必不可少的工作，因此，中义的 电子政务还可以包括政府部门以电子方式获取、管理和发布信息狭义的电子政务 仅仅指在计算机网络上进行的政府管理活动，即在计算机网络上进行的政务交互式 处理。 第2 章电子政务概述 当前，电子政务在世界范围内的发展有两个主要的特征。第一个特征以互联网 为基础设施，构造和发展电子政务。第二个特征，就电子政务的内涵而言，更强调 政府服务功能的发挥和完善，包括政府对企业、对居民的服务以及政府各部门之间 的相互服务。之所以出现这样两个主要特征，是由于发达国家经过持续五十年的信 息化努力，政府内部的管理信息系统和各种决策支持系统已经基本完成，有可能利 用互联网将政府的信息系统在技术上向政府外部延伸，另一方面，也是因为互联网 为重新构造政府和政府、企业和居民二者之间的互动关系提供了一个全新的机会。 目前，关于电子政务的概念仍然在不断地发展之中。从更深的层次上看，电子 政务实质上是对现有的，工业时代政府形态的一种改造，即利用信息技术和其他相 关技术来构造更适合信息时代的政府结构和运行方式。随着网络时代和网络经济的 来临，管理正由传统的金字塔模式走向网络模式。政府的组织形态也有可能由金字 塔式的垂直结构向错综复杂的、水平的网状结构转变，减少管理的层次，以各种形 式通过网络与企业和居民建立直接的联系。因此，许多国家的政府和学者将电子政 务发展的过程看作是对原有的政府形态进行信息化改造的过程。 2 2 电子政务的行为主体 任何政府中与电子政务相关的确定行为主体主要有三个即：政府、企( 事) 业 单位、居民，因此，政府的业务活动也主要围绕着这三个行为主体展开。包括政府 内部的业务流程，政府和政府，政府和居民，政府和企业的互动。如图2 一l 所示。 图2 一l 政府行为示意 f i g u r e2 一la c t i o no fg o v e r n m e n t 政府对政府政府与政府之间的互动包括：首脑机关与中央和地方政府组成的 北京工业大学工学硕士学位论文 部门之间、中央政府与各级地方政府之间、政府的各个部门之间、政府与公务员和 其它工作人员之间的互动。这个领域涉及的主要是，政府内部的政务活动，包括国 家和地方基础信息的采集、处理和利用，如人口信息，地理信息，资源信息等，政 府之间各种业务流所需要采集和处理的信息，如计划管理，经济管理，社会经济统 计，公安，国防，国家安全等，政府之间的通信系统，包括各种紧急情况的通报， 处理和通信系统；政府内部的各种管理信息系统，如财务管理，人事管理，公文管 理，资产管理，档案管理；以及各级政府的决策支持系统和执行信息系统等等。 政府对企业政府面向企业的活动主要包括政府向企事业单位发布的各种方 针、政策、法规、行业行政规定，即企事业单位从事合法业务活动的环境，包括产 业政策、进出口、注册等各种规定，政府向企事业单位颁发的各种营业执照、许可 证、合格证等。政府对企业的活动实质上是政府向企业提供的各种公共服务，如构 造一个良好的投资和市场环境，维护公平的市场竞争，协助企业特别是中小企业的 发展。 政府对居民政府对居民的活动实际上是政府面向居民所提供的服务，政府对 居民的服务首先是信息服务，让居民知道政府的规定是什么，办事程序是什么，主 管部门在哪里，各种居民事务的网上办理，政务公开等。 企业对政府企业面向政府的活动包括企业应恕政府缴纳的各种税款，按政府 要求应填报的各种统计信息和报表，参加政府各项工程的竞投标，向政府提供各种 商品和服务，以及就政府的工作改进提出意见等等。 居民对政府居民对政府的活动除了包括个人应向政府缴纳的各种税款和费 用，按政府要求应该填报的信息和表格，还开辟居民参政，议政的渠道，使政府的 各项工作不断得以改进。 当前，世界各国电子政务的发展就是围绕着上述五个方面展开的，其目标除了 不断地改善政府，企业，居民三个行为主体之间的互动，使其更有效、更友好、更 精简、更透明之外，更强调在电子政务的发展过程中对原有的政府结构以及政府业 务活动组织的方式和方法等进行重要的，根本的改造，从而最终构造出一个信息时 代的政府形态。 第2 章电子政务概述 2 3 电子政务的优势 如果实现了电子政务，政府就可以通过网络访问企业的网页，获得企业产品质 量、等级、产地及销售价格的真实信息，从而避免原来用书面或口头形式向政府报 告时恶意更改造成的信息失真；可以在将各行业各企业的价格、产地、质量等信息 收集齐全后，通过专门的价格管理信息系统，对不同行业产品、不同质量等级产品、 不同产地产品的价格进行汇总、加工及处理，取得产品价格的总体情况，以及进销 差价、质量差价、地区差价、批零差价等，并通过决策支持系统对这些数据进行分 析，从而得出促进商品流通、提高商品质量的方法，再根据价格中存在的问题，将 处理结果转化为政府决策、电子命令，通过网络发送到各个需要调整价格的企业， 并在网上监督其更改。如果实现了电子政务，政府还可面向消费者设立“价格网”， 专门接收来自消费者对价格的意见，从而帮助政府更好地实现价格调控作用。此例 足以说明，实施电子政务，对电子商务进行网络化管理是电子商务发展的客观要求。 虚拟电子市场上同样存在不合理价格、假冒伪劣商品，企业之间、企业与消费者之 间同样有矛盾。这就要求工商行政管理部门面向公众设立专门网站，以利于消费者 检举质次价高的商品和企业：通过对所管辖的企业网站进行访问，检查问题，及时 通过电子命令、电子文件的方式通知该企业进行改正，否则将对其罚款或暂停其域 名使用。商检部门开展电子政务，实施e d i 报检后，用户坐在本公司的办公桌前， 通过微机和电话进行报检，商检部门接到报检数据后，经审查收费，然后自动进入 计算机系统中，这样可加快商检报检的速度，缩短商品检验周期，极大地方便报检 部门，又能减少因重复录入而产生的错误。海关部门实旄电予政务后，也能使政府 对海关的监督逐步走向电子化、高效化，提高海关监督的及时性和准确性。 综上所述，电子政务的实施有很多优势，但是如何实现由“现有的政务”到“电 子政务”的转变却是一个十分复杂和困难的问题，决不是有了投资，买了设备和软 件，或者说政府上网就可以轻而易举解决的问题。 北京工业大学工学硕士学位论文 第3 章w e bs e r v ic e s 技术 近几年随着电子商务的飞速发展，特别是电子商务相关技术的出现、发展，给 电子政务的发展带来了许多新的机遇。但在电子商务发展过程中也遇到了许多新的 技术问题，这些问题和电子政务的发展直接相关，由于一直没有统一的标准来规范 政府各部门间的合作行为，使得异构应用系统的交互发展成本过高，而且只能适用 于特定的环境。此外，政府职能服务化的发展也需要能够支持迅速查询、定位和调 用应用服务的机制。因此，为了充分发挥电子政务的潜力，使使用者能轻易发现、 使用政府部门的服务，使政府各个部门间能迅速建立安全可靠的合作伙伴关系，可 以将新的分布式计算体系结构一w e bs e r v i c e s 框架体系应用于电子政务系统。 该体系定义了动态商务合作所要求的基本功能和原则，同样适用于电子政务体系结 构，从而使w e b 不仅成为信息共享的平台，而且成为服务共享的平台。本章将对w e b s e r v i c e s 技术作一个详细的分析。 3 1w e bs e r v i c e s 的特点和分类 目前对于w e bs e r v i c e s 的概念并没有一个严格的定义。一般认为，它是一种 新型的w e b 应用程序，具有自包含( s e l f c o n t a i n e d ) 、自描述( s e l fd e s c r i b i n g ) 以及模块化的特点，可以通过w e b 发布、查找和调用0 1 。就技术角度而言，w e b s e r v i c e s 是通过标准的w e b 协议( h t t p ) 可编程访问的w e b 组件，w e bs e r v i c e s 是 对象组件技术在i n t e r n e t 中的延伸。基于组件对象模型的相关协议，比如 d i s t r i b u t e dc o m p o n e n to b j e c t 曲1 ( d c o m ，r e i l l o t e t h o di n y o c a t i o n ( 蹦i ) 和i n t e r n e ti n t e r 一0 r bp r o t o c 0 1 ( i i o p ) “”都已经发布很长时阔了，但是这些模型 都依赖于特殊对象模型协议。w e bs e r v i c e s 利用s o a p 和x m l 对这些模型在通讯方 面作了进一步的扩展以消除特殊对象模型的障碍。开发人员用d 8 l p h i ，j 8 v 8 ，c c + + 或是c # 等语言、工具来开发bs e r v i c e 8 “，用户甩测煲器脚本、一般的霄i n d 呷s 、 j a v a 应用程序或移动设备来调用w e bs e r v i c e s 提供的服务。 通常w e bs e r v i c e s 只是一个作为服务发行的简单应用程序换句话说，它是 可通过u r l 定位的自动将信息返回到需要它的客户端那里的一种资源。w e b s e r v i c e s 一个重要的特点是客户不需要知道一种服务是怎样实现的。w e b s e r v i c e s 8 第3 章w 曲s e r v i c e s 技术 还提供精确定义的接口，此接口描绘了所提供的服务。开发人员可以将远程服务、 本地服务和定制代码组合在一起集成到应用程序中。 综合上述w e b 应用以及w e b 服务的特点，一般认为w e b 服务实施的领域可以分 为四类： ( i ) b u s i n e s s o r i e n t e dw e bs e r v i c e s ：该类服务针对的是那些面向企业应用 服务，包括企业内部的e r p 系统，企业间的s c m c r m 等系统。当这些系统以w e b 服 务的形式在网络( i n t e r n e t 和i n t r a n e t ) 中出现时，企业内的应用集成将更加容易， 而在企业间众多合作伙伴的系统对接也将不再是无法完成的任务。 ( 2 ) c o n s u m e r o r i e n t e dw e bs e r v i c e s ：此类服务针对的是那些原先的b 2 c 网 站的改造，为这些b r o w s e r 一0 r i e n t e d 的w e b 应用增加( 注意是增加) 了w e b 服务的 应用界面，比如我们完全可以在个人理财桌面系统中集成( 调用) i n t e r n e t 上的股票 价格查询w e b 服务、机票预定w e b 服务等，使得个人理财应用的自动化程度更高。 ( 3 ) d e v i c e o r i e n t e dw e bs e r v i c e s ：此类服务的使用终端一般是手持设备 和日用家电，对于前者而言，可以在不用修改网络服务体系架构的前提下，令先前 的网络服务支持除p c 以外的各种终端，比如p a l m 、p o c k e t p c 、手机等。如此，那 些天气预报服务、e m a i l 服务、主动信息服务等将更为有效和便捷。而后者对于日 用家电，则可能是一个市场的启动期，有了w e b 服务作为基础框架，智能型日用家 电将真正获得标准的支持，从而有了广泛使用的可能。 ( 4 ) s y s t e m o r i e n t e dw e bs e r v i c e s ：一些传统意义上的系统服务，比如用 户权限认证，系统监控等，如果被迁移到全球范围的i n t e r n e t 上，或者企业内部 的i n t r a n e t 上，其作用范围将从单个系统或局部网络拓展到整个企业网络或整个 i n t e r n e t 。如此，基于同一系统服务的不同应用将得以在整个i n t e r n e t 环境中部 署，譬如跨国企业的所有在线服务可以使用同一个用户权限认证w e b 服务。 3 2w e bs e r v i c e s 的体系结构 w e bs e r v i c e s 的基本元素包括服务、服务提供方、服务请求方、服务注册库。 它们分别指： ( 1 ) 服务( s e r v i c e ) 它是指提供给需求者，按一定规则使用的应用程序。它 北京工业大学工学硕士学位论文 通过一种服务描述语言来描述，其描述信息和访问规则被发布到注册服务器上。 ( 2 ) 服务提供方( s e r v i c e p r o v i d e r ) 从商务角度看它是指服务的所有者，从 体系结构上看它是指提供服务访问的平台。 ( 3 ) 服务请求方( s e r v i c e r e q u e s t e r )从商务角度看它是指需要特定功能的 企业，从体系结构上看它是指查找和调用服务的客户端应用程序。 ( 4 ) 服务注册库( s e r v i c e r e g i s t r y )它是指用来存储服务描述信息的信息库 ( r e p o s i t o r y ) 。服务提供方在这里发布他们的服务：服务请求方在这里查找服务， 获取服务的绑定信息。 基于w e bs e r v i c e s 基本元素与w e bs e r v i c e s 有关的操作主要有以下三种： ( 1 ) 发布只有能被用户发现并使用的服务才能真正发挥其作用，因此首先 需要做的是对服务进行描述并发布到注册服务器上。在发布操作中，服务提供者需 要通过注册服务器的身份验证，才能对服务描述信息进行发布和修改。 ( 2 ) 查找服务发布之后需要解决的问题是如何使服务能够被发现，因此注 册服务器需要提供规范的接口来接收服务请求方的查询请求。在查找操作中，一般 包含两种查找模式：一种是浏览模式( b r o w s ep a t t e r n ) ，即服务请求方可以根据各 种国际通用的行业分类标准来测览或者通过一些比较宽泛的关键字来搜索，并逐步 缩小查找的范围，直到找到满足需要的服务，查找结果一般是一系列服务的集合； 另一种是直接获取模式( d r i l ld o w np a t t e r n ) ，即通过惟一性的关键字直接得到特 定服务的描述信息，其查找结果是惟一的。 ( 3 ) 绑定最后需要解决的问题是如何实现对服务的调用。在绑定操作中， 服务请求方通过分析从注册服务器中得到的服务绑定信息，可以知道调用该服务所 需的详细要求，包括服务的访问路径、服务调用的参数、返回结果、传输协议、安 全要求等，服务请求方根据这些信息对自己的系统进行相应配置，从而实现对服务 的远程调用。图3 一l 显示了w 曲s e r v i c e s 基本元素操作关系。 第3 章w e bs e r v i c e s 技术 s ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 自! ! ! ! ! ! ! ! s ! ! 自! ! s ! ! ! 自! ! ! ! 自e ! ! ! ! ! ! ，_ _ 一_ l - l 一目自! 幽3 1w 曲s e r 订c e s 元素操作关系图 f i g u f e3 - 1r e l a t i o no f w e bs e r v i c e se l e m e n t 3 3w e bs e r v i c e s 的工作机理 w e b 服务建立于传统w e b 编程模型的松散耦合特性之上，并将这种特性运用于 其他的应用程序。w e b 服务和传统的w e b 应用有三个主要区别：w e b 服务采用s o a p 消息；w e b 服务的传输协议并不仅仅采用h t t p ；w e b 服务提供了信息产生和使用时 的元数据描述。下边我们详细讨论这三种区别： 首先，w e b 服务采用s o a p 消息进行通信。s o a p 使用) ( m l 从一个程序向另一个 程序传递数据，s o a p 定义了协议转换和扩展的框架模型，可以反馈出错信息和实现 在h t t p 上传递信息。s o a p 的消息体包含应用程序需要发送的任何】( m l 。按如下格 式所示： w u l a b e e w o 山a t w r e n q n s ：o r d e r 叫e n v ：b o d y e n v ：e n v e l o p e 从m i m e 消息到s o a p 消息的转变反映了传统的基于浏览器的w e b 客户端与w e b 服务客户端的关键不同之处。浏览器仅仅是呈现接收到的既札页面( 或者其他i | i i m e 类型的数据，如图片) ，而让用户去识别页面的含义。但是，w e b 服务的客户端则需 要解释接收到的数据，并根据含义执行一定的操作也许并不具有用户界面接 口。x m l 提供了描述和操作数据的统一方法，并且捌l 处理工具无处不在，它理所 当然的成了w e b 服务的信息格式。 北京工业大学工学硕士学位论文 当s o a p 规定将x m l 作为信息载体的时候，并没有规定x i l 像什么样，这要等 到w e b 服务的设计者去决定x m l 要传递那些数据。在有些情况下，消息可能包含方 法调用的参数。这样做的优点是提供了一个非常熟悉的类似于传统r p c 的编程模型， 缺点是导致客户端和服务器端紧密关联，至少，消息接受者在接受正在发送的数据 时是这样的。而且，大多数以方法调用为中心的系统要求消息中包含的参数个数、 顺序、类型都必须正确。另一些情况下，消息描述中可能不包含方法调用，这时客 户端和服务器端允许松散关联，数据的格式和内容的产生和使用更加灵活。这种编 程模型更像传统的w e b 模型，它并不规定被处理的消息包含的数据如何组织发送。 w e b 服务和传统w e b 编程第二个主要的不同是w e b 服务并不指定传输协议。s o a p 规范定义了在h t t p 协议上如何发送s o a p 消息这是如今大多数w e b 服务采用的， 其他的传输协议也可以用于s o a p 消息的发送，你可以使用s m t p 、t c p 、实时消息协 议如j a b b e r ，或者任何其他你喜欢的传输协议。但是，预计大多数s o a p 消息将使 用h t t p 协议。支持使用其他协议也非常重要，h t t p 协议不支持长运行请求，也不 支持向客户端广播事件。最好的解决办法就是使用其它协议，这些标准在不久后将 会出台。 由于w e b 服务可以采用不同的传输协议进行通信，任何高层服务如：安全，都 需要被定义以满足消息中立，传输方式无关。为了支持这种高层服务，s o a p 消息格 式中包含了个元素可扩展的消息头，消息头包含了消息数据元，那些扩展元素与 消息体内的领域数据没有童接联系。采用消息头扩展其基本的r e q u e s t r e s p o n s e 行为，已被用于h t t p 协议。在s o a p 之上定义协议扩展可以确保其语义被很好的理 解，而不用关心所采用的传输协议。 另外，为了达到传输协议无关性，s o a p 不要求消息以简单的跳跃方式从客 户端发送消息到服务器端。s o a p 规范引入了中间件的概念，即一个消息要通过一定 的路径才到达最终目的地。利用中间件，你可以虚拟物理网络拓扑结构实现w e b 服 务消息传递。s o a p 消息中间件还没有被现在的w e b 服务工具广泛支持，但不久将会 实现。一旦这种功能成为主流，你将能够开发更为广泛的适用于不同网络结构的w e b 服务，并且不需要改变客户端和服务器端代码。 w e b 服务和传统w e b 编程第三个主要不同是w e b 服务是自描述的，它提供了信 第3 章w e bs e i c e s 技术 息产生和使用时的元数据。这种信息交换模式表达了w e b 服务具有的行为，使用的 物理传输协议，和逻辑访问地址。w e b 服务具有的行为使用w e bs e r v i c e s d e s c r i p t i o nl a n g u a g e ( w s d l ) 来描述，它按信息交换的操作分组成为不同的接口， 并描述了这些操作如何通过绑定特殊的传输协议来访问，可以根据这些描述来编写 软件实现与w e b 服务的通信，软件代码可直接编写也可以使用代码生成工具来产生。 3 4w e bs e r v i c e s 的优势及发展 其实在c o r b a 等体系结构中早已提出了将应用系统抽象并包装成组件、服务的 思想，但是同传统的分布式计算体系结构相比，w e bs e r v i c e s 的优势在于： ( 1 ) w e bs e r v i c e s 利用标准的i n t e r n e t 协议( h t t p ，s m t p ，f t p ) 解决基于 i n t e r n e t 的分布式计算，而r m i ，c o r b a 等传统分布式对象结构主要用于企业内部。 ( 2 ) r m i ，c o r b a 等体系结构要求在对等体系结构间才能进行通信，基于不同 体系结构的应用系统是无法相互协作的，但是在电子商务市场中，要求所有参与者 都采用同一种体系架构是不现实的。而w e bs e r v i c e s 利用标准网络协议和x m l 数 据格式进行通信，具有良好的普适性和灵活性，因此任何支持这些网络标准的系统 都可以支持w e bs e r v i c e s 。 图3 2 是g a r t n e rg r o u p 在研究了所有i t 主流时尚技术的发展道路后做出的 抽象模型。y 轴表明技术的受关注程度，而x 轴表示技术应用的成熟度。 图3 2w 曲服务的当前发展状况 f i g u 糟3 - 2w 曲s e r v i c e sp f o g r e s s 北京工业大学工学硕士学位论文 每一项技术从出现到成熟的整个过程都将沿着图中的曲线前进，而且典型地，都将 被划分为五个阶段： ( 1 ) 技术显现：一门技术被发明或定义之后，开始进入公众的视野。 ( 2 ) 不断膨胀的期望期：由于该项技术的划时代突破，使人们对这项技术有 着无比美好的想象和期望，这一阶段类似”网络的泡沫器”。 ( 3 ) 希望破灭之后的醒悟期：由于每项技术都不是万能的，真正获得使用仍 然需要务实的加以应用研究，此时人们发现这项技术似乎并没有期望中那么有用， 这一阶段类似”网络的泡沫破灭”。 ( 4 ) 豁然开朗的应用发展期：经过了一个阶段的开发和研究，该项技术终于 走上了良性发展的轨道，越来越多的人接受并使用了该项技术。 ( 5 ) 大量的工业化生产期：该项技术成为业界主流，大量应用出现在具体环 境中。 由图可见，w e bs e r v i c e s 正处于应用发展的第四个阶段，作为i n t e r n e t 下的 一个革命性进步，w e b 服务必将开创一个分布式应用程序开发的新时代。主要原因 如下： ( 1 ) 互操作性，任何w e b 服务都可以与其它w e b 服务进行交互，s o a p 是主要 供应商都支持的标准，这就避免了c 伽+ ，c o r b a 等其它协议之间转换的麻烦和所带 来的低效和不实用，当然，开发者还可以用任何语言来编写w e b 服务。 ( 2 ) 普遍性，w e b 服务的使用以x i l 为基础，用 r r t p 作为数据承裁的主要协 议，而这两种技术又是业界广泛接受和使用的技术。 ( 3 ) 行业支持，霄e b 服务所基于的x 札技术受到广泛的支持，而协议栈中的技 术也为业界特别是几家大公司( 包括微软，i 跚，s u n ) 所拥护 第4 章基于w e bs e r v i c e s 的电子政务模型( w s e g ) 第4 章基于w e bs e r v ic e s 的电子政务模型( w s e g ) 4 1 模型的提出 电子政务系统就是把政府对公众的服务移植到i n t e r n e t 上。电子政府模式主要由 政府内部的信息化和政府与公民之间的交互两部分组成。政府内部信息化建设的合 理、完善又是外部交互的基础，总体来说，基于w e bs e r v i c e s 的电子政务模型的第一 步就是针对内部信息化建设情况，提出合理的改造办法，尽可能做到将政府对外提供 的服务性职能用w e bs e r v i c e s 实现，以满足未来利用已有的w e bs e r v i c e s 集成新的应 用流程，完成政府和公民、企业的交互；第二步将完成的w e bs e r v i c e s 发布到政府u d d i 注册中心。至此w e bs e r v i c e s 提供者所要完成的工作基本完成。相对于提供者，w e b s e r v i c e s 使用者在作新的应用集成时首先要到政府u d d i ( g u d d i ) 注册中心查找对应 功能的w e bs e r v i c e s ，再根据每个要集成的具体w e bs e r v i c e s 的u r l 定位于各政府部 门w e bs e r v i c e s 服务器上请求相应的功能。 对每一个具体应用集成来说，核心技术就是集成已有的w e bs e r v i c e s 。对整个电 子政务模型来讲关键是：g u d d i 注册中心框架，构造合适的w e bs e r v i c e s 。 基于w e bs e r v i c e s 的电子政务( w e bs e r v i c e s _ b a s e de g o v e rn i i i e n t ，w s e g ) 结 构如图4 一l 所示。 该体系的纵向分层如下 图4 一l 基于w e bs e r v i c e s 韵电子政务( w s e g ) f i g u r e4 一l 髂一e g 北京工业大学工学硕士学位论文 可信的基础设施层在整个框架中，可信的基础设施层在我国的许多地方特别是 大中城市已基本建设完毕。基础设施层围绕着权威性建设了两个互为关联的基础设 施：网络信任域基础设施和信息安全基础设施。网络信任域基础设施在技术上针对互 联网“对等的、无中心的、无管理的”组织设计思想，旨在构建一个可以管理的、有 中心的网络基础设施。信息安全基础设施主要包括两个基础信息系统。第一个是自然 人电子身份认证系统。这套系统主要提供每个公民个人资料的可信信息。未来，在网 络上开发的任何一个应用系统，只要涉及到人，都可以在公民资料库中找到准确的映 射对象，同时为系统决策提供有效真实的参考数