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基于w e bs e r v i c e 的分布式信息集成发布系统 中文提要 基于w e bs e r vig e 的分布式信息集成发布系统 中文提要 w e bs e r v i c e 是分布式计算领域的一项重大技术飞跃，代表着新一代 软件架构模式，利用w e bs e r v i c e 可以实现在互联网上架构应用软件。w e b s e r v i c e 解决了使用传统的c o r b a 、d c o m 这类紧密捆绑的分布式技术 时遇到的问题，这些问题主要包括如何通过防火墙、协议过于复杂，异类 平台难以集成等。基于这个认识，本文分析了高校当前的网络安全状况及 对分布式数据管理的需求，提出了一种基于w e bs e r v i c e 架构的分布式信 息集成发布系统。该系统实现了跨越防火墙的数据通信，并开发了一系列 的w e b 服务供远程用户调用。用户可以通过i n t e r a c t 获得本系统预置的 w e b 服务单元来装配自己的应用程序，实现应用程序的二次开发，也可 以实现多个应用系统的集成。同时本文重点对应用中w e bs e r v i c e 的效率 和安全性做了讨论，利用s o a p 扩展、高速数据缓冲和开发额外的业务 逻辑模块等技术来提高w e bs e r v i c e 的效率和安全性。该系统能充分利用 当前网络状况下的各种资源，使系统具有较好的集成性、延伸性和可扩展 性。 本文提出的系统方案能够较好的满足当前高校、企业对分布式数据 管理和对应用程序进行二次开发的要求，而且系统架构简捷，投入成本低， 是一个比较实用的系统方案。 关键词：w e bs e r v i c e ，通信，效率，安全 作者：杨瑞 指导教师：朱巧明 a b s t r a c td i s t r i b u t e di n f o r m a t i o ns y s t e mb a s e do nw e bs e r v i c ea r c h i t e c t u r e d i s t r i b u t e di n f o r m a t i o ns y s t e mb a s e do n 舱bs e r v i c ea r c h i t e c t u r e a b s t r a c t w e bs e r v i c ei sc o n s i d e r e da sa l li m p o r t a n tt e c h n i c a ll e a pi nt h ef i e l do f d i s t r i b u t e d c o m p u t i n g ，w h i c hr e p r e s e n t s a n e w g e n e r a t i o n s o f t w a r e a r c h i t e c t u r em o d ef o rd e v e l o p i n ga p p l i c a t i o ns o f t w a r eo ni n t e r n e t w e b s e r v i c es o l v e st h ep r o b l e m sw em e e tw h e nw eu s et h et r a d i t i o n a ld i s t r i b u t e d t e c h n o l o g ys u c ha sc o r b aa n dd c o m ，m a i n l yi n c l u d i n gt h ec o m p l e x i t yt o p a s st h r o u g hf i r e w a l l ，p r o t o c o la n dt h ei n t e g r a t i o no fd i f f e r e n tp l a t f o r m s a c c o r d i n gt ot h i sv i e w p o i n t ，t h i sa r t i c l ea n a l y z e st h ep r e s e n ts t a t u so fw e b s e c u r i t yi nc o l l e g ea n dt h er e q u i r e m e n tf o rd i s t r i b u t e dd a t am a n a g e m e n t ，a n d t h e np u t sf o r w a r das o r to fd i s t r i b u t e di n f o r m a t i o ns y s t e mb a s e do nw e b s e r v i c ea r c h i t e c t u r e ，w h i c hs o l v e st h ep r o b l e mo nh o wt om a k ed a t ap a s s t h r o u g hf i r e w a l l t h eu s e r sc a na p p l yt h er e s e r v e dl o g i c a lu n i t st oa s s e m b l e t h e i ro w na p p l i c a t i o np r o g r a m ，a n dr e a l i z et h es e c o n dd e v e l o p m e n to ft h e i r o w n t h ea r t i c l ep u t sm o r ew e i g h to nt h ee f f i c i e n c ya n ds e c u r i t yi na p p l i c a t i o n o fw e bs e r v i c e ，a n da d v o c a t e st oe n h a n c et h ee f f i c i e n c ya n ds e c u r i t yo fw e b s e r v i c eb ym a k i n gu s eo fs o a pe x t e n s i o n ，h i g h s p e e dd a t ac a c h ea n d e x p l o i t i n ga d d i t i o n a lb u s i n e s sl o g i c a lm o d u l e t h es y s t e mc a nm a k eg o o d u s e o fr e s o u r c e si nt h ep r e s e n tw e bc o n d i t i o n s ，a n de q u i pt h es y s t e mw i t hb e t t e r i n t e g r a t i o n 、e x p a n s i o na n de x t e n s i o n i i a b s t r a c td i s t r i b u t e di n f o r m a t i o ns y s t e mb a s e do nw e bs e r v i c ea r c h i t e c t u r e t h ea b o v es y s t e ms c h e m ec a nm e e tt h er e q u i r e m e n to fc o l l e g ea n d e n t e r p r i s e s t o m a n a g e d i s t r i b u t e dd a t aa n dt h e i rs e c o n d d e v e l o p m e n t ， m e a n w h i l ei th a st h em e r i to fl o w e rc o s ta n ds i m p l ec o n s t r u c t i o n k e y w o r d s ：w e bs e r v i c e ，c o m m u n i c a t i o n s ，e f f i c i e n c y , s e c u r i t y 1 1 i w r i t t e nb yy a n gr u i s u p e r v i s e db yz h uq i a om i n g 基1 - w e bs e r v i c e 的分布式信息集成发布系统 第一章 第一章绪论 1 1 研究背景 随着网络技术的不断的发展，i n t e m e t 已经逐渐成为一个通用的软件 开发与应用平台。另外，随着软件开发技术的不断进步，组件开发也成为 目前最常用的软件开发形式。但传统的或已有的互联网商业事务处理模式 并不能满足企业对效率和及时抓住机遇的要求。近十几年来，计算模式已 从早期的主机计算、基于客户服务器的分布式计算发展到客户互联网的 网络计算。尤其是在进入9 0 年代后，以互联网为代表的计算机网络技术 褥到了迅猛发展，并极大遣推动着信惑技术懿变革。久铜开始讨论如何逶 过装配组l 牛的方式和利用组件技术来剁建应用程序，组件的可重用性被谨 明为最成功的创建用户界面的方法。有些公司还尝试了可整用组件的商业 纯，僵第三方商务组锌市场荠没雳产垒，这楚因戈传统的分布式技术的缺 陷稠不成熟造成的。大多数的曩联网艨用和基于互联网的礴业服势在处理 购鼷者、供应商和交易市场之间的联系方式上各不相同，缺乏统一的技术 标准或蒋系粲梅，在棱就的蔽务联系警段上缀难达成一致，捷褥瓣现有鞠 潜在贸易伙伴的发现与食炸变得非常困难。这将极大地限制通过置联网进 行电子商务的合作可能，使得企业应用无法方便地接收新的合作者或是增 加薪的服务。 因此，如何为互联网应用撼供一个统一开放的交互环境，使得各个皮 用懿体之间能够相互发现、彼此了解各自的需求与能力；如何将这些应用 低代价、方便地涟按在一起，钛褥实现大范潮懿跨企鲎实体酶齑务应瘸系 统对接，这是当前互联网环境下所面临的一大问题。不同应用的开发语畜、 运行平台和通信协议各不相同，对外交换的数据格式也存在很大差异，如 l 第一章 基于w e bs e r v i c e 的分布式信息集成发布系统 蔚去辩决语言差异、平台差异、协议差异稻数据差异掰造成豹高代价的系 统集成和信怒资源共享是这个蟠题的关键。传统分布式构件技术如 c o r b a 、d c o m 和e j b r m i 所建立的应用系统存在彼此间功能调用与集 成的不完全兼容、数据表示褶互独立戮及应用系统跨多个溺络闽防火墙的 约束，使得基于分布式构传技术建立的应用系统间互操作和集成非常困 难，无法有效地解决在互联网环境下所产生的“信息孤岛”与松散偶合环 境下的瓷源麸享阚趱。 要实现平台间的无缝通信连接，需要定义一系列的标准化规范。x m l 的推出使这个问题得到了解决。x m l 的系统独立性和可扩展性是定义标 准化规范的基础。正是x m l 和x m l 的相关规范导致了w e bs e r v i c e 的诞 生，可以说w 曲s e r v i c e 是互联网应用需求和技术发展的双重产物。 w e bs e r v i c e 从许多方面都可以看成是组件模型的i n t e m e t 扩展，因为 从本质上讲w e bs e r v i c e 是可以通过i n t e m e t 访问的应用逻辑单元。w e b s e r v i c e 的提供者可以把自己的服务通过u d d i 在i n t e m e t 。上发布，需要 w e bs e r v i c e 的用户可以通过检索u d d i 注册中心来发现自己需要的服务， 从而使w e bs e r v i c e 的运行用户可以从i n t e m e t 上获得预置的应用程序逻 辑单元来装配自己的应用程序。这一切都是在软件级发生并自动完成的。 1 2 国内外研究现状 在以松散耦合为特点的互联网环境下，软件的应用和开发模式已逐渐 趋向于多种异构应用之间的互操作、集成和协作。如何解决网络化软件开 发、应用和集成问题已成为当今软件技术和产业发展的主流趋势和竞争焦 点之一，并成为一个重要的研发方向。w e bs e r v i c e 的出现最早源于对网 站信息集成的需求，早期w e bs e r v i c e 是在x m l 语言的基础上，借助现 有的h r r p 传输协议实现的一种简单的远程过程调用机制。但随着w e b 基于w e bs e r v i c e 的分布式信息集成发布系统 第一章 s e r v i c e 技术相关研究工作的不断深入，它已经成为互联网环境下一种新 的中间件形式，得到国内外学术晃和产业界的广泛认可。特别是近几年发 展很快，相关的各项新技术层出不穷。主要是因为国外的软件业已经切实 的开始研究和拓展整个w e bs e r v i c e 框架，评估它对软件工业的调整程度。 国内许多软件公司也都开始针对w e bs e r v i c e 结合自己现有的软件体系开 始讨论和实践。 任何项i t 新技术都需要硬件开发商、软件开发商、开发人员支持 和有它的市场价值体现。软件、硬件开发商以及开发人员的支持对一项技 术楚先决条箨，l 嚣w e bs e r v i c e s 是曩簿冕到支持最多兹一令，嚣蕊比较流 行的实现方法是使用n e t 和j a v a 两种技术，并且两种实现方法可以凰 相操作。现在已经可以看到使用微软、i b m 、s u n 、b o r l a n d 等不蔺厂商 的w e bs e r v i c e 槐建工其建立麴w e bs e r v i c e 巍耀。技术咨鹚公司a c c e n t u r e 估计，其金融服务部门2 5 的客户都鬻要某种w e bs e r v i c e s 以进行所需的 市场交易。m m 公司现有的w e bs e r v i c e s 技术人员超过了1 0 0 0 人，b e a 系统公司豹w e bs e r v i c e s 业务已经成为其主营业务，2 0 0 2 年的销售额达 到了9 3 4 亿美元。与上述两家公司向这方面转交的还肖汽车逡输公阋 y e l l o wt r a n s p o r t a t i o n ，该公司2 0 0 2 年的销售收入达到了2 5 亿美元，该公 司4 0 多万用户中大多数喜欢遴过公蠲豹诗簿规系统即时获取交翳资料。 一魑专家预测在来来的十年或更长时间内，些新的w e bs e r v i c e 功能将 不断涌现，成为产业内的全新标准。 1 3 零课题磷究熬疆标、内容及意义 w e bs e r v i c e 的主要目标鼹实现跨平台的可互操作性，是目前最有生 命力的跨平台技术。首先，w e bs e r v i c e 技术构建的应用程序可以跨越防 火壤逶绩。如果系统的中阀屡维件采耀w e bs e r v i c e ，把斑用程序麴逻辑 第一章基于w e bs e r v i c e 的分布式信息集成发布系统 和数据耀标准的方法( w s o l ) “暴露”出来，诖各种平台主酶客户羹用这 些应用程序，并在通信中采用s o a p 技术，那么就可以把分布在世界各地 的客户应用程序有效集成，克服目前分布式应用系统的局限。其次，有利 于多拿系统豹应羽集成。只要企泣把巍务逻辍“暴露”出寒成为w e b s e r v i c e ，就可以让任何指定的用户调用这些业务逻辑，而不管他们的系统 在什么平台上运行，使用什么开发语言，让许多原本独立的系统实现集成。 w e bs e r v i c e 还竞谗在重磺健码时，圈时重用代码君露的数据。婕粥w e b s e r v i c e 再也不用像以前那样，先从第三方购买、安装软件组件，然后再 从应用程序中去调用这些组件，只需要用s o a p 直接调用远端的w e b s e r v i c e 就霹黻了。 本课题正是基于上述原因提出的，我们提出的基于w e bs e r v i c e 的分 布式信息集成发布系统，是以笔者所在单位连云港市淮海工学院教务资源 的分布式数据管理和信息发布应用为主要研究对象。本系统将利用 s q 蟠，w 曲s e r v i c e 技术实现数据的跨防火墙通信以及分布式处理，实现 多个软件系统的集成。同时本系统还将开发一系列扩展的w e bs e r v i c e 模 块供远程用户调用，用户可以通过i n t e m e t 获得本系统预置的w e bs e r i v e 模块来装配自己的应用程序，实现应用程序的二次开发。笔者单位中存在 众多的系统，如学生选课系统、教师开课信息查询等，它们之间数据相对 独立，互相之间无法实现信息共享。在本次设计中我们将开发奖学金评定 系统、电子教学资源管理等系统，利用w e bs e r v i c e 技术架构实现新开发 系统和现有系统的集成。此外，本系统开发的w e bs e r v i c e 统一身份验证 模块将可以被各个系统通过i n t e m e t 调用，并返回相应的验证结果，以后 新的系统开发也可以调用该功能模块实现身份验证，从而实现校内的身份 统一验证服务。可以说基于本课题研究和开发的系统充分体现了w e b 基予w e bs e r v i c e 豹分布式售惑集成发蠢系统 第一章 s e r v i c e 分描式系统的优点。w e bs e r v i c e 是耕的w e b 技术，也怒目前分 布式计算技术研究的熟点。但怒其在寰际中的应用中仍是才刚刚起步，到 磊 l 蓼为止逐没鸯嚣发出基予互联疆土鳇针对经意遂务漉程熬分毒戏痤用。 本课题立足于当前分布式计算技术的前沿，对w e bs e r v i c e 技术体系和其 用予构建新型分布式系统的实际应用开发模型进行了探讨和应用，其研巍 残暴鼹撼动国蠹搜臻w e bs e r v i c e 技拳梅建分毒式系统戆应耀硒究积翱快 实现分布式解决方案都舆有实际的参考价值。 第二章 基于w e bs e r v i c e 的分布式信息集成发布系统 第二章现存分布式系统技术解决方案比较 现存的分布式应用解决方案用到的技术主要有d c o m 、c o r b a 、r m i e j b 等。每种技术都有自己的优势但也有不足之处。下面分别分析一下现 存各种解决方案及其缺陷。然后我们引入新的分布式解决方案一一本系 统将采用的w e bs e r v i c e 技术。 2 1 分布式对象模型的调用机制 在早期建立分布式应用系统时常使用的是c s 的模式，c s 模式的应 用都使用r p c 协议。随着面向对象语言的兴起，在九十年代产生的对象 r p c ( 即o r v c ) 协议正是试图把面向对象和网络协议联系起来。 o r p c 和r p c 协议的主要不同是o r p c 代码化了从通信终端到语言级 对象的映射。在每个o r p c 请求的头中都有一个c o o k i e ，服务器端的程序 能用它来定位在服务器进程中的目标对象。 目前两个主要的o p r c 协议是d c o m 和c o r b a 。c o r b a 使用名为 i n t e m e ti n t e r - o r bp m t o c o l ( i o p ) 的协议；d c o m 使用o s f ( o p e ns o f t w a r e f o u n d a t i o n ) d c e - r p c 的变化形式的协议。c o r b a 中豹数据编码基于鬃 为c o m m o nd a t ar e p r e s e n t a t i o n ( c d r ) 的格式而d c o m 的数据编码是基于 n e t w o r kd a t a r e p r e s e n t a t i o n ( n d r ) 格式。n d r 和c d r 分尉处瑾在各种平 台上魈不周的数擐表达。但是雀这两种格式之问有一些小舱差别，这使它 们栩互之间并不兼容。 d c o m 遥常被称为“带有长导线的c o m ”。开发入员在代码巾不必必 调用远程对象专f 1 做任俺工作。调用远程对象的代码与调用本地对象的代 码完全一样，这被成为位置透明性。这是通过在客户端和服务器端都使用 代邂对象( s u r r o g a t e ) 来实糯酶。客户端的代理对象朝做p r o x y ( 代理) ，它与蜜 6 基于w e bs e r v i c e 的分布式信息集成发布系统 第二章 际对象具有相同的接口。服务器端对应与客户端的代理对象叫做s t u b ( 桩 模块) 。s t u b 用于调用实际对象。d c o m 客户机调用远程对象的 d o s o m e t h i n g o 方法，该方法实际上调用代理，代理把数据编码为d c o m 的数据表示方式，然后使用网络协议向服务器发送消息。在服务器端，桩 模块解码数据并调用d c o m 服务器上的实际方法。从服务器向客户机返 回数据的过程刚好相反。c o r b a 的实现原理与d c o m 的相同，但实现 技术不同，c o r b a 中的代理叫做桩模块，而桩模块称为s k e l e t o n ( 万能钥 匙) 。 每个对象都有一个或多个接口，并且只有在接口上可以调用，使用接 口的时候需要其描述。d c o m 和c o r b a 都使用接口定义语言( i n t e r f a c e d e f i n i t i o n l a n g u a g e ，i d l ) 来描述接口，但是它们的格式并不相同。 2 。2 c o r b a 秘d c o m 惩决方案及其缺鹣 d c o m 和c o r b a 是目前两种使用比较广泛的分布式计算实现方案。 它们都能提供一种面向对象的r p c 调用机制。两种系统都提供了透明的 存储辊剖，雳产在编写瑗序时不需要攥，玉组件的具体物理存放位爱。缝 譬 把如何找到该组件的信息提供给对象请求协调器( o b j e c tr e q u e s tb r o k e r , 简 称o r b ) 。当程序需要篥个组件的时候，它会到o r b 那熙去查询特定的 组件或者魅舞类攫，纛o r b 会给蠢今霹艨麓稔索索号| ，这令检索索零| 在泼组件体系结构里是有明确含义的。如果使用的是d i 孰f ，那o r b 豳 微软公司及其平台软件汗发商提供。如果使用的是c o r b a ，那o r b 产晶 可以麸i o n a ，r o g u e w a v e 、或国m 等公司楚魏买。键是在创建跨平台、跨 i n t e m e t 、适应i n t e m e t 的可伸缩性的臌用程序、以及集成不同的分布式成 用系统的时候d c o m 和c o r b a 却力不从心。 d c o m 耪c o r b a 辑梅建戆系统在系绫蠹逶信使用了不同r p c 蛰议， 第二章基于w e bs e r v i c e 的分布式信息集成发布系统 它 j 分剃是d c o m 耩c o r b a 的i n t e m e ti n t e r - o r bp r o t o c o l ( h o p ) ，并置 这两种协议是不兼容的，这导致这两种系统间的通信非常困难。尽管 d c o m 和h o p 都是固定的协议，业界还没有完全转向其中任何一个协议。 传统上认为d c o m 和c o r b a 都是适合服务器到服务器的通信协议， 二者对客户端到服务端的通信存在明显弱点，尤其是在客户端被散布在 i n t e m e t 上的时候。更糟的情况是防火墙或代理服务器分隔开了客户端和 服务端，任何c o r b a 和d c o m 的数据包要通过的可能性是很低的，主 要是由于大多数i n t e m e t 连接技术都使用 r r r p 协议所致。此外i n t e m e t 上的分布式应用系统要求服务端与客户端的联系松散，客户端向服务端发 出请求，服务端返回结果，连接就会关闭，这因为i n t e m e t 上的服务端由 数目众多的客户端使用，由于每一台客户端都有一个与服务端的连接，对 于很少使用服务端或根本不使用服务端的客户端，应该断开连接以保护宝 贵的服务端资源。而d c o m 却是面向连接的，虽然d c o m 有办法处理这 些问题，但是增加了许多复杂性。 d c o m 和c o r b a 都依赖于周密管理的环境。两个任意的计算机使 得d c o m 或c o r b a 在环境之外被成功调用的几率是很低的。特别是在 考虑安全性的时候更是如此。尽管写一个能成功运用d c o m 或c o r b a 的紧缩包应用是可能的，但这样做要比基于s o c k e t 的应用要更多的关注细 节。 2 3 e j b r m i 解决方案及其缺陷 r m i 是j a v a 语言的远程调用机制，也是构建分布式应用系统时常使 用的一种技术，它是s u n 的标准。r m i 的数据封包非常简单，它并没 有像d c o m 和c o r b a 那样提供复杂的对象模型机制，并且由于r v i i 有 t u n n e l i n g 机制，可以和防火墙较好的搭配工作。但是r m i 也存在很大的 基于w e bs e r v i c e 的分布式信息集成发布系统第二章 缺陷：r m i 局限于j a v a 语言，而且r m i 也使用注册表机制来存储对象信 息，因此在延展性上和d c o m 一样受限于管理注册表的服务器的计算能 力和服务器位置，此外r m i 的执行效率不太好，它并不适合作为企业分 布式架构的标准。e j b 的出现迟于c o r b a 但却成为比较热门和流行的组 件模型，e j b 模型使用了s t u b s k e l e t o n 的机制让客户端和服务端通信，同 时低层的通信协议使用t c p i p ，这种构架使得它有能力去整合多种应用 程序。但它并不是在i n t e m e t 或w e b 环境下组件模型集成的最终解决方案， 因为e j b 中的通信也是使用了自己定义的数据封包格式，而且s u n 的e j b 只是功能规范，每一家e j b 厂商的实现也不同。所以当在i n t e m e t 上使用 e j b 时，就会出现每一种组件模型的架构和封装数据的标准都不一样的情 况，此外e j b 与其他组件模型的系统( 如以d c o m 为核心的系统) 集成时 仍然存在很大的问题。 2 4 w e bs e r v i c e 解决方案 w e bs e r v i c e 是一个自包含的、模块纯的应用逻辑，可以用标准的 i n t e m e t 协议来访溺。它不同予强蘸的组 譬鼓本，w e bs e r v i c e 不韪逯过特 定的对象模型协议访问，而是通过通用的网络协议和数据格式来访问，例 如h t f p 和x m l 。用户可以使用任何语言在任何平台上调用w e bs e r v i c e ， 灵簧耀户剞建并傻用鸯w e bs e r v i c e 接鏊定义豹游患。 从一个n 层应用体系结构来说，w e bs e r v i c e 是个对由其仑中间件 实现的服务的包装。w e bs e r v i c e 的组成包括一个处理请求j i 茳听器、一个 用予公舞她务逻辑爨支持的方法豹接弱、穗疲憋监努逻辑及数据源。客户 端只和监听器进行交互，监听器负责接收服务请求消息，然后解析消息， 再把请求分派给接口中合适的方法。如果该服务返豳一个响应，监听器还 负蠹把晌疲努惫成一个淤息发送给客户壤。 9 蔓三童 堇王竺! ! ! 型i ! ! 塑坌查塞堡星塞壁垄塑墨竺 w e bs e r v i c e 的体系结构主要包括服务提供者、服务代理和服务请求 者。服务提供者把服务发布给服务代理，服务请求者通过服务代理发现服 务并绑定到该服务。要支持这些操作，需要有一个完整的w e bs e r v i c e 平 台。基本的w e bs e r v i c e 平台是w s d l + u d d i + s o a p ，w s d l 用来描述 w e bs e r v i c e ，u d d i 用来发布和发现w e bs e r v i c e ，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) 用来访问w e bs e r v i c e ，访问时s o a p 可以和多种标准的h 她m e t 协议进行绑定实现访问的通用和标准化，如 s o a p + i t i t p 方式、s o a p + s m t p 方式等。此外无论是w s d l 还是s o a p 都采用统一的数据格式x m l ，x m l 的系统独立性和可扩展性是定义标准 化规范的基础。 w e bs e r v i c e 是一种优秀的分布式计算技术，与传统的分布式技术相 比它有很多的优点： ( 1 )w e bs e r v i c e 与客户端的联系松散。客户端向w e bs e r v i c e 发出 请求，w e bs e r v i c e 返回结果，连接就会关闭，这样大大节约 了系统资源。w e bs e r v i c e 可以扩展其接口，添加新的方法和 参数而不影响客户端。 ( 2 )w e bs e r v i c e 与状态无关。它不持有代表客户端的信息，这使 得它面对许多客户机时伸缩自如，可利用具有负载平衡技术 的服务器集群作为w e bs e r v i c e 服务端。 ( 3 ) w e bs e r v i c e 数据格式和协议的简单性。w e b 服务的基础是 s o a p ，s o a p 的实现方法比d c o m 和c o r b a 容易的多， s o a p 基于h t t p 这样的开放i n t e m e t 协议弥补了采用不同技 术的各公司间的隔阂。在串行化问题上，其他的分布式协议 采用专用和复杂的格式。w e bs e r v i c e 的串行化格式基于x m l 董王! ! 堡s e r v i c e 的分布式信息集成发布系统 第二章 和x m ls c h e m a 。x m l 简单、可扩展、易读，已经得到广泛 的应用和认可。另外，w e bs e r v i c e 使用的服务描述语言w s d l 数据格式也采用x m l ，与i d l 相比更灵活，更丰富。 ( 4 )轻松跨越防火墙。引入防火墙能够阻止入侵者进入网络，消 除l a n 中不希望的网络通信。但这使得d c o m 和h o p 网络 顺畅通信非常困难，大多数情况下通过防火墙的唯一问题是 端口8 0 和4 4 3 的 盯卯通信量。s o a p 协议在标准化请求对 象时使用m 1 p 协议，使得w e bs e r v i c e 数据能够轻松跨越防 火墙进行通信。 ( 5 )应用程序集成。企业级的应用程序开发者都知道，企业里经 常都要把用不同语言写成的在不同平台上运行的各种程序集 成起来，而这种集成将花费很大的开发力量。应用程序经常 需要从运行在w i n d o w s 平台的程序中获取数据，再把数据发 送到u n i x 应用程序中去。即使是在同一个平台上，不同的 软件厂商生产的各种软件也常常需要集成起来。通过w e b s e r v i c e ，应用程序可以用标准的方法把功能和数据暴露出来， 供其它的应用程序使用。 表2 1 是w e bs e r v i c e 技术与d c o m 、c o r b a 的技术比较。 第二章 基于w e bs e r v i c e 的分布式信息集成发布系统 表2 1c o r b a 、d c 删和w e bs e r v i c e 的比较 特性 c o r b ad c o m w e bs e r v i c e 远程过程调用 i n t e r n e ti n t e r o r b 分布式计算环境远超文本传输协议 ( r p c ) 机制协议( i i o p )程过程调用 ( h t t p ) ( d c e - r p c ) 编码通用数据表示( c d r )网络数据表示扩展标记语言( x m l ) ( n d r ) 接口描述接口定义语言( i d l )接口定义语言w e b 服务描述语言 ( i d l ) ( w s d l ) 发现命名服务与交易服务注册库通用发现、描述与集 成机制( u d d i ) 防火墙的支持否否是 协议的复杂性 商品低 跨平台性部分否 是 但w e bs e r v i c e 本身也有自痨的周限性，这些局限性主要有： ( 1 ) 安全性翘题 w e bs e r v i c e 威用程序是被部署在公共的网络上的，这样就带来了服 务器被侵入和信息被窃取的安全隐患，因此要采用一定的方法来保护w e b s e r v i c e 摸块不被非授权用户调咫。w e bs e r v i c e 体系结构级安全毪由嚣个 级别构成网络级安全性和内容级安全性。磁网络级上，一是在“行”级 别上有一个安全性保护滕，在这个“行”级剐上，安全套搂字层( s e c u r e s o c k e t sl a y e r ，s s l ) 已经被众多豹企她实现了。另外在内容安全健方覆， 基于酶bs e r v i c e 豹分毒式馆息集戏发毒系统 第二肇 w 3 c 已经在保护x m l 内容的安全方面做了大量工作。 ( 2 ) 性能问题 瘗予w e bs e r v i c e 成耀中圭要是把数据j 蘧过s o a p 协议绑定程h t t p 、 s m t p 等协议上传输的，所以它的传输效率肯定不如传统的c s 结构的系 统。对予攀务处理和网络、系统和庶用程序管理，w 3 c 融经选择把重点 放在协议和基旗絮橡土，荔势没有把重点敖在为用予分毒式w e bs e r v i c e 应用程序及服务器的调优工具和为实用程序制定规范上。 ( 3 ) 可管理饿问题 笼霹靠瑟蔫效遮搡佟努带蔑毒 冀辉壤，蓉统警璞受嚣婺一些芝其联实 用程序使他们能够深入了解系统和网络的情况，以及他们的应用程序的状 态和行为模式。这种工其已经猩传统的分布式计算环境中存在，偿松散耦 合熊应鼹程亭这耱更复杂餐环壤孛却还没商糖应的王莫。 正是基于对以上软件发展现状及w e bs e r v i c e 技术特点的分析，我们 诀为穰有必要对w e bs e r v i c e 技术应嗣予高校耜企泣的分布式数据管毽耩 系缝集藏进行姘究，开发基冀蠡安全慧教、霹重焉、露扩壤麴分蠢式盛耀 系统。 2 s 率系统采用w e bs e r v l e e 解决方案褥优势 我雷j 提窭魏蒸予w e bs e r v i c e 豹分毒或簸惠集成发布系统，楚虢运送 港市淮海工学院教务资源的数据管理和信息发布应用为主要研究对象。该 校所有酌学生蒸本信惠、成绩、开设的课程信惠、教j | l i 谦程信怠等数据都 撼蒙在教务处豹数据瘁鼹务器上，最餐教务处熬数据瘁舅菠务器对扑公开， 只鬻获得激务处的授权就可以连接到数据瘁服务器上。但后来数据库服务 器曾遭到来自学校内部的网络攻击，导致数耩丢失。后经过鼹蓄努力的才 壤复了数攥。在簏之鑫，教努楚絮设7 蠡跫的驻火墙霸代理服务器系统， 第二章 基于w e bs e r v i c e 的分布式信息集成发布系统 将数据库服务器隐藏在防火墙之后，只在代理服务器上开发了a s p 程序 对外发布有关信息，而且代理服务器只留几个必要的有限的端口，其中包 括h 盯p 的8 0 端口。除此之外，各个系与教务处服务器处于不同网段， 比如本系所在网段为2 1 0 2 8 3 5 + ，而教务处所在网段为2 l o 2 8 3 2 + ，中间 通过网关连接。学校内部目前存在众多的管理系统，但教学和交互方式比 较单一，不同的教学和交互子系统很难集成在一起，大多处于相对分离的 状态；缺少通用的数据编辑和保存形式，不同操作系统和数据库平台上的 子系统很难交互和共享数据；缺少有效的模块集成手段，基于不同平台的 模块很难集成，系统的扩展性和伸缩性比较差。 基于以上情况，我们利用系统集成技术，处理系统模块间控制和数据 的集成，提高系统数据的通用性，降低了模块间的耦合程度，从而提高了 教务资源管理平台的扩展性、伸缩性和兼容性，便于系统分担负载，提高 系统的服务质量。在本次设计中，我们选择使用w e bs e r v i c e 分布式技术， 原因在于： 1 该系统要求能够穿越防火墙取得数据而且只能通过8 0 端口，这是 d c o m c o r b a 难以做到的。能够重用防火墙后数据非常重要，因 为整个学校的学生信息量很大，各系重新录入自己的数据是不现实 的，而采用人工拷贝数据的方式要浪费大量的人力和物力，也是不 可取的。 2 各个系对数据的需求情况不同，所以各个系在通过w e bs e r v i c e 取 得数据后可以根据自己的实际情况进行应用程序的二次开发，如本 系就要求以本系的规定对数据进行处理，并将处理后的数据发布到 自己的w e b 服务器上。 2 在开发过程中本系统还将预留扩展w e bs e r v i c e 接口，这些接1 3 将 基予w e bs e r v i c e 的分蠢式售患集成发奄系统 第二攀 在未来的系统扩展中发挥作用，以后系统的开发过程中想要共享激 务处防火墙后面的数据，只要经过授权调用预留的w e bs e r v i c e 接 嗣调蠲耧应鲢模块鄹霹。 3 通过调用预留的w e bs e r v i c e 模块，教务处的系统管理员可以实现 透过防火墙远稷数据管理。通过调用本系统的w e bs e r v i e e 扩展接 鑫霹实现该功熊。 4 实现全校的身份统一验证服努。笔者单位中存在众多的系统，如 学生选谦系统、学生电子注瓣系统，学生成绩查询系统等，它们 之闯数据槌对独立，务系统郝器要开发囊已的用户验证模块，箍 且利用的用户验证信息基本上相同。本系统开发的用户验证w e b s e r v i c e 模块可以被各个系统调用，并返回相应的验证结栗信息， 从琵实现校内的身份绞验诞服务。 基于举课题研究和开发的系统充分体现了w e bs e r v i c e 分布斌系统的 优点。 徨搜建w e bs e r v i c e 瞧会来定豹蠡霉邈，翔数据转输效率低、速度蠼； w e b 服务也是外嚣的，所以要有一定的安全措施。本系统在开发过程中将 针对w e bs e r v i c e 的缺赢船戳优纯：一是使霜s o a p 扩震帮w s e 技米。 s o a p 扩疑技术便舞发赣戆够攘裁s o a p 搴褥健嚣势孬讫羲萋趣x m l 流懿 传输，本系统将采用压缩传输x m l 流的方法提高瀑统的数据传输性能； 当传输的数据蠢过大，郎使压缩后数据量仍然很慷入时，赁l 采用w s e 技 拳寒搀嘉佟输姓畿。二怒袋爝相应麴技零寨提嘉系统豹安全毽，除了捷媾 w e bs e r v i c e 架构本身提供的囊全措鸯妪之外，本系统也将汗发自也的用户 认诞模块来加强系统的安全性。 当然并不是在任何媾翼下都瘟该使耀w e bs e r v i c e ，在菜些憾况下搜 第二章基于w e bs e r v i c e 的分布式信息集成发布系统 用w e bs e r v i c e 并不能带来任何的好处，如单机应用程序和局域网内同构 程序，在这两种情况下只需使用本地a p i 和d c o m ，它们要比使用 s o a p + h t t p 要有效率的多。所以在选用w e bs e r v i c e 时应该衡量一下使 用时带来的优点是否大于所带来的缺点。 基于w e bs e r v i c e 的分布式信息集成发布系统 第三章 第三章w e bs e r v i c e 架构及其相关技术 3 1 w e bs e r v i c e 的技术支持 w e bs e r v i c e 平台需要一套协议来实现分布式应用程序的创建。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，w e bs e r v i c e 平台必须提供一套标准的类型系统，用予沟通不同平台、编程语言和组件 模型中的不同类型系统。w e bs e r v i c e 体系结构基于三种角色之间的交互。 它们分别是服务提供者( s e r v i c ep r o v i d e r ) 、注册中t ) , ( s e r v i e er e g i s t r y ) 和服 务请求者( s e r v i c er e q u e s t o r ) 。交互涉及到发布、查找和绑定操作，这些角 色和操作一起作用予w e bs e r v i c e 构件，在典型的情况下服务提供者提供 一个可通过网络访问的w e bs e r v i c e 模块。服务定义者定义w e bs e r v i c e 的服务描述并把它发布到服务请求者或服务注册中心，服务请求者使用查 找操作从本地或服务注册中心搜索服务描述，然后使用服务描述与服务提 供者进行绑定，并调用相应的w e bs e r v i c e 实现。图3 1 展示了这一过程。 图3 1w e bs e r v i c e 体蒸架构模型 对予幂i 雳w e bs e r v i c e 的应用程序当须发生上黼的三个行药，发布服 第三章基于w e bs e r v i c e 的分布式信息集成发布系统 务描述以使服务请求者能够找到它：查询或查找服务描述，在查找操作中 服务请求者直接检索服务描述或在服务注册中心查询所要求的服务类型。 对服务请求者，可能会在两个不同的阶段使用查找操作：在设计时，为程 序开发而检索服务的接口描述，在运行时，为调用而检索服务的绑定和位 置描述；而绑定是为了最后调用服务，在绑定操作中，服务请求者使用服 务描述中的绑定细节来定位联系和调用服务，从而在运行时调用或启动与 服务的交互。 为了完成在松散耦合环境下的对象访问，以及在基本对象访问之上的 事务、工作流、安全机制等。实现一个完整的w e bs e r v