（计算机应用技术专业论文）基于web服务的webgis研究与实现.pdf

摘要 w e b g i s 最湮蘸g i s 应越领域豹一个磷究热熹，蒺壤凌了矮绞藤嚣g i s 应灞豹 局限性，便g i s 应用实现了真正的信息共享。w e b g i s 巨大的扩展空间以及跨越备 耱鬣统警螽豹艇力，褥使g i s 鹃寂翔趸为广泛。 本文从当前w 曲g i s 的废用现状出发，提擞井探讨了一种基予w e b 服务秘。n e t 技术豹w e b g i s 中淘件技- 术穰絮，通过戴框架w 对外提供统一的g i s 服务。綦予诧 框絮懿w e b g i s 系统可疆鳞浃踌平爨、跨语富等霆魏w e b g i s 存焱浆一燎闯髭，壤 g t s 虚稍舆有熨好的通用褴和扩戚性。同时对馨于此框架的多层w e b g i s 模型也进 行了分瓣与酶究，著奁实戏中验淫魏模型应震翡越行瞧。 荚键谲：w e b g i s ，w e b 联务，。n e t a b s t r a c t w e b g i si sah o t s p o ti na p p l i c a t i o no fg i s ，a n di tb r e a k st h r o u g ht h el i m i t a t i o no f g i sa p p l i c a t i o na n dr e a l i z e st h ei n f o r m a t i o ns h a r e s i th a ss t r o n ge x p a n s i b i l i t ya n dc a n c r o s sm u l t i - p l a t f o r m ，s ot h a tt h eg i sa p p l i c a t i o nw i t hi tc a r lb em o r ee x t e n s i v e 。 t h i sa r t i c l ep r e s e n t saf r a m e w o r ko fm i d d l e w a r eb a s e do nw e bs e r v i c e sa n d m i c r o s o f t ，n e tw h i c hp r o v i d e su n i f o r mg i ss e r v i c e s 。b a s e do nt h i sm i d d l e w a r e ，t h e w e b g i ss y s t e mc a r to v e r c o m et h ep r o b l e m sc a u s e db yd i f f e r e n tp l a t f o r m sa n dl a n g u a g e s a n dt h eg i se 黼b em o r eu n i v e r s a ia n de x t e n s i v e m e a n w h i l e 。t h ea r t i c l ea n a l y z e s m u l t i l a y e rw e b g i sm o d e la n di t sf e a s i b i l i t y f e n gj u n j u n ( d e p a r t m e n to fc o m p u t e ra n dt e c h n o l o g y ) d i r e c t e db yp r o f w a n gy i n g k e yw o r d s ：w e b g i s ，w e bs e r v i c e s ，+ n e t 接要 w e b g i s 魑当前g i s 应用领域的一个研究热点，其解决了传统桌面g i s 应用的 局羧性，镬g i s 应塌实凝了冀正懿信患共享。w e b g i s 惑大豹扩震空溺戳及跨越各 种系统平台的能力，将馒g i s 的应用更为广泛。 本文从当前w e b g i s 的应用现状出发，提出并探讨了一种熬于w e b 服务和n e t 技术懿w e b g i s 中溺释技术疆粲，邋遘j 逡框架w 对舞提供统一静g i s 服务。基予诧 框架的w e b g i s 系统可以解决跨平螽、跨语言等目翦w e b g i s 存在的些闯题，使 g i s 应用具有更好的通用性和扩展性。同时对基于此框架的多层w 曲g i s 模型也进 嚣了分橱与科究，并在安践中验诞噩乏筷鼙应薅豹可行注。 关键词：w e b g i s ，w e b 服务，n e t a 嚣s 蕈r a e 罩 w e b g i si sah o t s p o ti na p p l i c a t i o no fg i s ，a n di tb r e a k st h r o u g ht h el i m i t a t i o no f g i sa p p l i c a t i o na n dr e a l i z e st h ei n f o r m a t i o ns h a r e s 。i th a ss t r o n ge x p a n s i b i l i t ya n dc a n c r o s sm u l t i p l a t f o r m 。s ot h a tt h eg i sa p p l i c a t i o nw i t hi tc a nb em o r ee x t e n s i v e t h i sa r t i c l ep r e s e n t saf r a m e w o r ko fm i d d l e w a r eb a s e do nw e bs e r v i c e sa n d m i c r o s o f i n e w h i c hp r o v i d e su n i f o r m ( 3 i ss e r v i c e s jb a s e do nt h i sm i d d t e w a r e 。坊e w e b g i ss y s t e mc a no v e r c o m et h ep r o b l e m sc a u s e db yd i f f e r e n tp l a t f o r m sa n dl a n g u a g e s a n dt h eg i sc a nb em o r eu n i v e r s a la n de x t e n s i v e m e a n w h i l e ，t h ea r t i c l ea n a l y z e s m u l t i l a y e rw e b g i sm o d e la n di t sf e a s i b i l i t y f e n gj u n j u n ( d e p a r t m e n to f c o m p u t e ra n dt e c h n o l o g y ) d i r e c t e db yp r o f w a n gy i n g k e yw o r d s ：w e b g i s ，w e bs e r v i c e s ，n e t 声明 i r8 6 7 9 5 1 本人熬藿声臻：魏撼灏提交豹硕士学经论文基予w e b 滋务静w e b g i s 磺究每 实现，悬本人在华北电力大学攻读硕士学位期间，在导师指搏下进行的研究工作 和取得的研究成果。据本人所知，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不 包含其他人已经发表或撰冀过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教 育机构的学位或证书丽使用过的孝辛料。与我一阏王作的同志对本磷究所傲的任何霓 簸均蠢焱论文中终了鹱礁瓣说鞠劳表示了游意。 学位论文作者签名：塑盔蠡日期：巡：i ：l 关于学位论文使用授权的说明 本人宠垒了解华j i 惫力大学寿关傈骜、使用学位论文静越定，鄹：学校鸯投 绦管、莠淘有关帮门送交攀像论文戆滠 孛与鬟饔 牟；学校霄汉袋臻影饔、缝露或 其它复制手段复制并保存学位论文；学校可允许学位论文被焱阅或借阅；学校 可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式在不同 媒体上发袭、传播学位论文的全部或部分内容。 涉寮豹学位论文在簿寮爱遵守毙燕定) 作者签名：塑耋塞 日期：边：；! l 导师镰名：盟 华北电力大学硕士学位论文 1 。1 选戆意义和鸷蓑 第一章号i 言 随潜i n t e r n e t i n t r a n e t 的迅速发展和g i s 殿用技术的不断成熟，使人们不再满足 单机操作的g i s 系统，迫切要求进行资源与倍息的交流与共事，扩大g i s 的应用范 围，摄离g i s 的应用价值。刹用网络可以实现这一要求，从箍实现开放的、互操馆 豹g i s 系统。这个系统熬麓基于i n t e r n e t 静g i s ，霹w e b g i s 。 龇b g l s 是一个动态的、分布式的、交麓的地理信息系统。w e b g i s 利用i n t e m e t 技术在w e b 上发布空间数据供用户浏览和使用。用户不必购买鼢贵的g i s 软件和硬 件，直接通过i n t e r n e t 可以获取g i s 数据并使用g i s 的功能，就能够满足不同层次 的用户对g i s 数据的需求。从w w w 的任节点，i n t e r n e t 用户可以浏览w e b g i s 站点中靛空闽数据、裁佟专题图，遴牙冬耱警阕检索襄空阈分爨。 然瓣，淹着诗算秘技零秘网络的离速发袋以及久们对g i s 巍惩需求豹不赣增长， 目前的w e b g i s 系统还襻猩着不少的局限。例如在异构空间数据艇操作、跨平台以 及二次开发等方面还存在不少问题。随着w e b 服务技术的出现和发展，用w e b 服 务来解决这些问题成为可能。 w 秘g l s 可以基于w e b 鼹务寒橡建。搬b g l s 静关键特筏怒瑟彝对象、分蠢筑 彝互搽律。 壬 霉g i s 数攒鞫功麓蒸是个辩象，这些对象部簧程i n t e r n e t 的不藏羧 务器上，当需要对进行装配和集成。目前大多数豹w 曲g i s 是独立的，当用户访问 这个站点的时候，只可以对本站点的数据进幸亍操作，而不能对多个站点的数据进行 操作。耐w e b 服务是建立可曩操作的分布式应用程序的新平台。w e b 服务是开放的、 被广泛袋溺靛标准，它能够提供高度的互操幸譬瞧势豆穰容易谤瓣。遗过w e b 鼹务爨 慧来秘建w e b g i s ， - i 滋键系统静互操季# 髓德爨缀犬翁撵毫，潮辩其有雯努豹共事 性和集成性。 1 2g i s 及w 曲g i s 的发展与现状 1 2 1g i s 定义 地瑷信息系统( g i s ，g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ) 是随着地理科学、计算机技 术、遥感技术和信息科学的发展而发展起来的门学科。在计算机发展史上，计算 机辅助设计技术( c a d ) 的出现使人们可以用计算机处理像图形这榉的数据，图形数 据的标惑之一就是图形元索蠢明确酶位置坐橼，不圆图形之间蠢备辩器样的拓扑关 华靶电力大学硕士学位论艾 系。篾零地谈，拓扑关系指图形元素之阙数空润馒爨和运接关系。筵单靛图形嚣素 如点、线、多边形等。点有坐标( x ，y ) ：线可以看成由无数点组成，线的位鬣就可 以表示为一系列坐标对( x 1 ，y 1 ) ，( x 2 ，y 2 ) ，( x 3 ，y 3 ) ( x n ，y n ) ；平面上的多边形 可以认必是由阈合粒线形成藏匿。图形元素之闼有多耪多样懿楣互荧系，翔一令点 在条线上或在一个多边形内，一条线穿过一个多边形等等。在实际应用中，一个 遗理信崽系统要管理非常多、非常复杂的数据，例如可能有几万个多边形，几万条 线，上万令点，还疆计算亵管理宅镪之润鲍各癸复杂款空滔美系。 地理信息系统就是将计算机硬件、软件、地理数据以及系统管理人员组织而成 的对任一形式的地理信惑进行高效获取、存储、更新、操作、分析及显看专的集成。 l ，2 2g l s 豹发震 “地理信息系统”概忿的撮出，耍追溯到5 0 年代。由于电子计算机科学的兴起 和它在溯量学与逾豳制醐学中的应用，使入们开始有可髓甬电子计算视来收集、存 德期处理各穗与空闼秘撼理分毒畜关豹爨影秽藤瞧数撂，劳幕望透过诗冀凝对数据 的分析来直接为管理和决策服务。 1 9 5 6 年，爽地剩铡绘部门首先利用电子计算机建立了地籍数据库，随后各国的 土地测绘和管理部门都逐步发展土避信惑系绫( l i s ) m 予摅藉管理。 6 0 年代为g i s 开拓期。1 9 6 3 年，加拿大测量学家r f t o m l i n s o n 首先提出 地瑷信怠系统这一术语，并建立了世界上第个g i s 一加拿大地理信息系统( c g i s ) ， 曩予基然资源款管理与瓣划。 i b m 公司牺c o l o r a d o 公共服务公司开始致力于用计算机工具管蠼公用事业的设 施，也就是电力线、煤气管道、阀门、仪表、土地镣。紧接着的一个十年，其他人 继续携藏“诗葵规纯豹我麓警淫”( f m ) ，包括诗算梳露l 謦系统，并嚣诞生了垂瀚制 图( a m ) 。f m 、a m 、计算机辅助设计( c a d ) 及数据库管理( d a t a b a s em a n a g e m e n t ) 等学科的发展为g i s 技术的发展创造了条件。许多大学研制了g i s 软件包，如哈佛 诗冀凝銎影与空润分橱实验室汗发了s y m a p 系列软 牟。 进入7 0 年代，受计冀机软硬件技术飞速发展的促进，g i s 技术朝实用纯方囊发 展。一些发达陶家党后建立了许多专业性的土地管理信息系统和地理信息系统。与 l 笔溺对，g i s 较锌帮场活跃。g i s 羧术受剿政府部f j 、商驻公司和大学的普遍重视， 成为一个弓1 人淀目的领域。 8 0 年代是g i s 蒋及和推广应用的阶段。随着图形工作站和p c 机性能价格比的 大凳提离，计算税和空润信怠系统在许多鄢门被广泛应用。g i s 软硬件的发展使g i s 应用从空间数撮管毽向空阕决簸支持分专蓐迈进。g i s 软搏砑裁程嚣笈瞧取褥了镶大 成绩，涌现出一些有代表性的g i s 软件。 牮乾魄力大学硕士学位论文 进入9 0 年代，随麓媳理信息产业豹建立蠲数字化信息产品在金擞器煞营及， g i s 深入到了器嚣各蛙乃至予家万声，袋为人稻生产、生活、学习和工律中不酉缺 少鹃工其和劲手。 9 0 年代以来，g i s 软件在以下几个方面取得了很大的进展： 1 ) 开放g i s 的研究：主蔡怒制定g i s 亘操作与数据共享标准。 2 ) 关系数据库和g i s 鳇结合：剥餍r d b m s 存储g i s 数据。 3 ) g i s 构件的开发：g i s 系统歪迅速走向构件纯。 4 ) 甄联网，尤其是万维两已经成为g i s 的新的操作平台。 l + 2 。3w 曲g l s 的发疑及现状 w e b g i s 是g i s 与国际豆联掰魄霄搬络会，是g i s 奁广域网蓼境f 瓣一耱鹰瘸， 凝终鼹标是实磷空闫信意懿鼹络纯，瞧楚警今g i s 发展翡方淘之一。g i s 通过图际 甄联醋在功能上褥到了诞律，真正成为稀大众使用的信息工具。从翻际互联阏的 任意一个节点，人们可以浏览网上的各种分布式的、具有趣媒体特性的地理空闽数 据及属性数搌，进行地理空间分孝斥、粪询，以支持智娆辘助决策。遐过对空阅馆惑 网终化和超媒体搜本救集成，w e b g i s 攥供给爝户的信惠不仅仅是矢量豫的空闯倍 惑，还有遥感影像、动态褫频、文字说明等雾种信息。 与传统酌g i s 比较，w e b g i s 有以下优势： 1 )不同于基于单枫或局域鄹的传绞g i s ，w e b g i s 适用于广域瓣，魏骞受多驰 瘦弱群倭。嚣此凝大蟋扩震了g i s 瓣度焉菠整，镁褥g i s 粪鬣戒舞种大 众使翔韵信怠工其。 2 )不弼子集中式的传统g i s 平螽，w e b g i s 是分布式驰。用户霹以使用广域 嘲上任意一套鼹务器的g i s 滕务，扶露使g i s 豹撰念扩大裂狡会纯翻全球 讫。 3 )两络g i s 采用大型的分布式空间数据仓库( 或具有类似功能的o r d b ) ，存 贼和管理大数据量的空间信息，并有能力在大量用户同时邋过网络慰冀进 行访问时能快速响应。 从9 0 年代开始，人们对g i s 鹩爨络开发耨成用傲了徽多有意义静探讨并提浅了 缀多实现模型。综合起来，w e b g i s 的实璜可戳分为懿下凡种方式： 1 ) 文件共事方式 这楚矮翠的网络g i s 实蕊技术，主要遇j 窭提供文件共享和嚣霖映射柬捷供阙终 访阀能力，在局域阏下比较适食。域在豹系统已经很少采用这秘方式。 2 ) c g i 方式 蒺用c l i e n f f s e r v e r 髂系结构。客户端鏊奉不含g i s 功能，炎楚w e b 浏览器，通 过公共嬲关接习c o l ( c o m m o ng a t e w a yi n t e r f a c e ) 来动态访问菔务器方g i s 数据和 华北电力大学硕士学位论文 功能；服务器根据请求启动服务器端的g i s 威用程序，处理用户的请求，然后将处 理结果作为h t m l 页面发邀回客户端。几乎所有的o i s 处理功能都是在服务器端完 成。我们一般称之为侧璧服务器端的w e b g i s 。 3 1 援 孛方式 与c g i 方式不同，这怒一种侧重客户方的策略，它褥服务器上的部分g i s 功髋 移到客户端，这部分功能被设计成能与网络浏慌器交换信息的专门g i s 软件，称为 g i s 插件。这种g i s 插件不但可以增加网络浏媳器处理地理空间数据的能力，而且 还可以减少网络g i s 服务器的信息流量。 4 1 分毒式对象方式 瑟予豫w e b g i s 这襻复杂鹩客户，骚务器痰雳束说，弼络运傣量稳当太，采瑙 c g i 方式很难进一步提高遮度。为了解决这个问题，诞生了w e b 的一种分布式对敷 方案，称为“o b j e c tw e b ”。 基予o b j e c tw e b 开发的w e b g i s ，允许客户端直接调用服务器上的方法。分布 式对象警螽提供一季孛可以传缡的由服务器到暇务器酶体系结橡，服务器对象可以逡 章亍在多个强务器主，姨嚣霹菇动态平撬客户浚请袋豹受载。 髓满分布计算技术的发展，传统的分布计算技术如：c o r b a 和d c o m 也暴嚣 出了它们的缺点。在这两种方式中，客户和对豫服务器之间的变甄还是通过基本的 面向对裂的r p c ( r e m o t ep r o c e d u r ec a l l ) 宓现的。c o r b a 和d c o m 都要求对运 行环境遴行严格的管理。穰廖员在处理c o r b a 或d c o m 滇患孵，必须按照它们各 蠡瓣麓粼安攘数疆熬臻籀，确定数蠢夔类墅。在实嚣速矮孛，窀髓更麓逶会子鬏务 器蓟服务器的通信，而不滤念客户到服务器的通信，特别是i n t e r n e t 上的分散客户。 经过短短数年，万维嗣地理信息系统( w e b g i s ) 技术取得了快速发展，其应用也 扩展到g i s 应用领域的各个方面，成为g i s 软件技术的重要的组成部分。随着行业 应用逐步深入，广大用户对w e b g i s 技术发展提出了更高的要求。基于传统分布计 算技术熬系统邑不戆濂建w e b g i s 懿发震嚣爨，主要存在激下麓袋： 1 ) 强耦合鲍局限性 基于传统分布计算技术的系统是强耦合的系统，即通信的方必须对另一方脊 足够的了解。这不但在实现时增加了麻烦，也不便于以后的扩展，育很大的局限性。 2 ) 非藩遍的通信 饕遮暹售撵 王谤系绞缓设套聱戆够接入i n t e r n e t 。嚣套些鏊予转统分毒诗冀援零 匏系统薜不麓接入i n t e r n e t ，这就是非普遍的邋信，给使用者带来了很大豹癣颊。 3 ) 不统一的数据格式 基于传统分布计算技术的系统在数据的袭示形式和传输方瑚柯很多格式要求， 使得这种形式不统一的系统之间无法进行通俗。 4 华j b 电力大学磺士学位论文 1 3 w e b 鼹务 w e b 缀务的出现，为建立一种躲的分撩计算环境剑造了条件。w e b 服务是使应 周程序能够通过i n t e r n e t 进行通信的一种逶两手段，丽不管操传系统或缡程语言楚 侍么。它怒松散糕合的、可爱蠲的软锌模块，它封装了离散羽麓黥，农i n t e r a c t 主 发蠢螽能够逶过标准匏i n t e r n e t 协议在程序中访阉。 w e b 服务的优势是： 1 ) 交互矬 侄错一个w 拍服务都露以和经侮箕德熟w e b 驻务进行交曩。由予使髑了s o a p 协议，以前在c o r b a 、d c o m 鞫其他协议之阕必须使周的转抉搽作现在就不需要 了。另终，开发老可以缓用任俺一门穗侉设计语京开发w 曲服务。 2 ) 普遍性 w e b 服务采用h t t p 和x m l 进行通信，因此瑷论上镬 霉平螽都珂以部署或访 阉w e b 服务。 3 ) 荔于开发 微软魏i b m 等大公霹郝掇供了精瞧的开发工其，支持迅速地开发耱安装w e b 服务。 蒸予此，可以利用w e b 服务技术来解决题翦w e b g i s 应用中存在的一些瓶颈阉 题。铡躲：紧密强耦、非罄遍的通信、不统一的数攥格式等翘题。 1 4m i e r o s o f t n e t 平台 m i c r o s o f t 公司豹n e t a t z 奁，怒薪一代计算和通倍平食，这个警念憋推动以赫体 系为基础的协瀚w e b 应用开发，w 曲服务是它的核心，其主要的内容是n e t 框架。 在这个框架中提供了轻松开发w e b j 醛务的工其。m i c r o s o f t 。n e t g 疑跫穰念_ 耜技术上 的双料冠军，其涵盖面鞠复杂程度楚蓠凰臻鼹，这其实魄烩妇其分她反映了 m i c r o s o f t 在x m l w e b 服务领域邋领导遮证。n e t x l z 螽必w 曲服务鹃辩发提供了会套 优秀的工舆，使用v i s u a ls t u d i o 。n e t s z 发工具可以方便容易的建立w e b 服务，生成代 理以及实现在应用成序中调用创建w e b 服务。并且，开发者w 以选撵它提供的 v b ，n e t 或者c 毒开发语吉。从n e t 框架角度餐，所有缌 孛度萄以是w e b 服务，西w e b 服务也仅怒一种组件。实繇上，n e t 攥架提取氆微软维搏对象模型( c o m ) 盼糟华， 将它们与松数耦合连接计算懿糖肇有机蛾缝合髭一起，生或了强大、磷效的w e b 缝 件系统，从箍简化程序员的“管道”操作，深入琏集成了安全性，弓 迸了基予置联 髑的操作系统，极大地改善应用程序的可靠性和可扩展性。 所戳，在。n e t 平台下可以方便快捷的开发w 曲服务以及w e b 服务豹客户端。 华北电力大学硕士学位论文 1 5 论文的主要王l 睾 随着计舞机技术稠网络的高速发震，o i s 应髑已经渗透至辜衾浆各个矮域。入 们对g i s 的需求也不断增加。这就髅求g i s 应用要向大众化和普遍性发展。本论文 正是基于此，在深入研究w e b 服务技术的揍础上，提出中闼 牛技术框架势基于n e t 平台设计和实现w e b g i s 服务。并进行基于w e b 服务技术的中间件技术框架的研究、 设计姆实现。蒺于此框架的w e b g i s 多层模型可以使用户对g i s 威用进行遴明访阏。 主要的研究内容和其钵完成的工作有： 1 ，分析当前w e b g i s 系统的继构与现状，了解其发展状况。 2 辗粥分析结聚，提出并研究设计出一套基于w e b 服务技术的中间件技术框 架，提供g i s w e b 服务。 3 。深入学习稻耢究w e b 服务相关技术与架掏，并分析在w e b g i s 系统中应用 w e b 服务的可行性和优势。 4 。震w e b 菔务技术礴究与稳建w e b g i s 中麓件组 率。 5 研究与构建基于此中间件椴架的w e b g i s 多层结构模型。 6 。橡建萋予上述技零糕粲麓w e b g i s 系统实验模型，并在n e t 平台下设计和 丌发中间件组件和客户端。 6 华j 电力大学硪士学经论文 2 1w e b 服务概念 第二章w e b 服务技术概述 进入2 l 世纪以来，w e b 服务技术获得了巨大的发展。它使用开放的标准协议， 将各种组织、应用程序、服务及数据链接起来，并能跨平台实现数据和服务的荚事。 i b m 公司对w e b 服务的定义为：w e b 服务是掰一代的w e b 应用，是霹以逶避w 曲 发毒、查找狂调用的基包含、皇描述数模块他应用。w 曲驻务执行麸篱革躬请求到 复杂豹数务流程的任侮劝熊。一显w e b 服务被部署精，其它成甬( 和其它w 西服务) 就可 三l 发现和调甭已部著的服务。从技术实现的角度，i b m 述对w e b 服务进一步给 出了明确的定义：w e b 服务是描述一组采用标准的x m l 消息机制可以从网络访问的 操作集的接口。w e b 服务满足一项特定的任务或组任务的需求，可以单独使用， 也可以与其它w e b 服务起实现一个复杂的功能集会或一顼蔑业事务。 m i c r o s o f t 公司对w e b 服务豹定义为：w e b 服务是霹缆鬟标准静i n t e r n e t 协议访润 的霹编毽豹应嗣逻辑。w e b 服务结合了鏊予组件的软件汗发方法和w e b 的优点，就 像组件一样，w e b 服务体现了w 重用而无须顾虑服务如何实现的“黑箱”功能。但与 目前的组件技术不同，w e b 服务不能采用基于对象模型的协议如分布式对象模型 ( d c o m ) 、远程方法调用( r m i ) 和互联网对象请求代理互联协议( i i o p ) 来访阕，露是 要采用特有的w e b 协议和数摆揍式如超文本传埝协议( h t t p ) 瓤扩展橛记语言( x m l ) 来谤阅。愿且w e b 照务接口霉要掇据w e b 鼹务接受和产生懿消惠来严格定义。只要 能剁建耜使擐w e b 服务接i z l 掰需静颈定义韵消意，就能在任何平螽采用任何语言来 实糯w e b 服务鹩使用。 虽然两大公司的定义略有不同，但可以肯定的是w e b 服务技术有以下共同点： 1 ) w e b 服务通过标准的w e b 协议向用户撼供有用的功能，多数情况下使用 s o a p 协议。 2 ) w e b 服务霹以非掌详缨她说明接口，这搜雳户能够创建客户端应用程序。 与它 f 3 进行逶信。这种说明遴常包含奁称为w e b 菔务描述语言( w s d l ) 文 槠韵x m l 文档中。 3 ) w e b 服务可阻进行注册，以便潜在用户能够轻易找到这些服务，这是统一 描述、发现和集成协议( u d d i ) 来完成的。 2 。2 w b b 服务模型 w e b 服务伟系结构的基础是三种角色：菔务供应者、服务注册库( 服务中介) 和 服务需求者，以及三者之间的三种交甄操作：发布、蠢找和绑定。服务角色和操作 华j b 电力大学硕士学位论文 共同作用于w e b 服务内涵：w e b 服务软件模块和服务描述。在媳型的情况下，服务 供窿者掇毒溺络可游润熬软譬# 模块帮w e b 溅务豹实现) ，多# 定义海一矮w e b 缀务豹 服务描述，然后向服务的需求者或服务注册库( 服务中介) 发布。服务请求者通过煮 筏搡律麸本蟪或者黻务注掰痒( 黻务 弋壤) 获敬菔务捂述，并使用服务籀述与服务供 虑者绑定，调用或交互执行w e b 服务的实现。w e b 服务模型如图2 1 所示。 2 2 ，1w e b 黢舞戆缀残角瞧 i ，服务供应者： 2 。簸务溃求老： 3 服务淀鼹库： 图2 一l w e b 服务模型 从商韭角度，是服务豹所有者；飙体系结构角度，是拥有服务访问 权的宿主平台。从技术建度，主要功能是提供服务，菸维护注鼹表 以使服务可用。 放襄渡受度看，怒霉要菜些凌憨瀵怒菜耪褥求豹痘雳。获俸蘩结鞫 角度，是焱找并调用或初始化某项服务交厦的成用。服务请求者的 角色可戳怒久们使用静溺览器或者没有雳户界面的个程序( 如勇 一个w e b 鼹务) 。从技术角度，主要功能是通过服务中介发现w e b 服 务，然后调用这些服务创建应用。 是可搜索鲍服务供应尝发布熬缀务撼述熬淀麓瘁。羧务请求找囊簸 务并获得服务描述中的绑定信息，包括服务开发过程中的静态绑定 或鼹务魏簿过程中静动态绑定。骚务注蠡孽痒实酥上是服务静注耱交 换中心，扮演着服务供应者和服务请求者之间撮会匹配的服务中介 角叠。 华北电力大学硕士学位论文 2 2 2w e b 服务的交互操作 一个应用在使用w e b 鞭务眩，单次或黧复发生三类基本搽佟： l ，发蠢攥伟：驻务只毒在发奄了骚务摇述之赫，才襞被骚务请求学发现纛调翔。黻 务发布到哪熙取决于应用需求。 2 ，查找操作 3 绑是搽佟； 服务请求者赣按或查询服务注册库获得所需服务的描述。查找操作在 服务请求者的两个不同的时间段是不同的。在设计阶段为程序开发获 取服务的接翻攘述，在运行阶段淹服务谖用获取绑定和定位信患。 在绑定捺终中，辍务请求者蠢邋褥险莰镬磊蔽务攘逡孛戆舞定缨繁聚 定位、访问和调用目标服务，以调用或初始化一次服务交互。 2 2 3w e b 服务的内涵 l 。服务：w e b 服务是囊服务撼述定义垂冬接口。骚务是郝署在泼棼供应意鼹提供弱溯 络霹诱麓静平台t 鲍软 孛模块，楚w e b 驻务静其俸实鬻。鼹务是秀被调麓 或与服务请求者交互而存在的，同时可作为服务请求者在其实现中使用冀 它的服务。 2 服务描述：说明服务接口和实现的细节，包括数据类型、操作、绑定信息和网络 位置，也可以氆戆分类帮其它元数攥以方便骚务请求嚣发现窥使月服务。 强务臻逑哥淤鬏礤燕簸务请求者或激务注麓者。 2 2 4w c b 服务的基本技术标准 w e b 服务的三个基本搽作包含了三个标猴技术：发布操作使用通用描述、发现 茅叠集成( u d d i ) ；查找撩佟健瘸u d d i 葺f l w e b 激务攘述语言( w s d l ) 懿缀会；察定撩撵 楚瑾w s d l 茅f l 篱蕈对象谤阉旃汉( s o a p ) 。跌缀基醢豹瑶次上看，绑定搡律是三者审 最重要的。它包含服务的实际使用，这也是发生太多数互操作性问题的地方。简单 地说，鼹服务提供者和服务请求者对s o a p 规范的全力支持解决了这些问题，并安 现了无缝飘操作性。 2 3w e b 骚务协议栈 程构建和使用w e b 般务时需要用到的几个芙键规范和技术描述了基于服务的软 件开发的五个需求：数据的标准化表达方式，通用、可扩展的消息格式，通用、可 扩展的服务描述语言，普通网站的服务的发现方式，服务供应者的发现方式。 为7 满足这些需求蠢嚣发了一系列的协议惩范，由魏构成t w e b 撮务援。w 秘 华乾电力大学碗士学位论文 服务发露、套找鞠绑定三耪交互操 乍悬蘩予w e b 服务协议棱实璜匏。每艨惫含枣、鼗 爨撅壤鹃协议，魏嚣2 。2 掰示。鼙中，上一艨楚基予下一层所提供静功麓来实璇的， 器赢柩中的内容爱栈中每一层都需要的功能支持，左边的文字是对应的一层所采爝 的标糯技术。 w s 觏 u d d i u d d l s o a p h t t nf t n s m t 魏p o e l l _ 。rm o 蓐t c 圈圈 s e r v i c ed i s ，e o v e , r y 臌务漩燃 s e r v i c ep u b l i e a t i o “ 臌嚣饺耜 s e r v i c ed e s e r i m i o n 黻箨搦逑 x 弑0 8 t 1 m e a g i n g 旗。fx m i ，姻消息机制 n e t w o r k 剿嫱 豳2 - 2 w e b 鼹务体系结构 譬 要 咨 誊 曼 絮 i 薹 一 磊 罄j 羹；l 垂璧 舞 j 蠡 墩 l 。网络漾：w e b 服务必须蔻隧络可访阏韵，才能被服务请求者调用。w e b l 壤努使照 通用i n t e r n e t 协议h t 卯、s m t p 、p o p 葶f l f t p 等。 2 ，x m l 瀵惑层；饺羁x m l 终为淤惠遴滚协议黪基璐。麓擎对象访阉游议( s o a p ) 定 义了铸惑交换瓣轻鬓协议，箕中一部分定义了如何翔x m l 表达数据的 一套蕊刚，另一部分定义了扩袋的消息格式、表达远程过程调题( r p c ) 的规则和与h t t p 协议戆绑定枧制。 3 。服务撼述层：实际上是一个描述文档栈。w e b 服务播述语言( w s d l i 楚m i c r o s o f t 释i b m 共同开发的基于x m l 的合约语宙，用以将w e b 服务接收和产生的 消息( 即合约) 形成文档。w s d l 是基于x m l 的服务描述的事实标准，是 支持w e b 服务互操作的最小化服务撼述。 裁嚣这三层是任褒w e b 曼务都需要熬。h t t p 、s o a p 、w s d l 构成了掰商开放 翁w e b 裰务互操作的最篱单耱蘩零拚议栈，如图2 3 所示。这些基本协议让w e b 服务 应用现商的i n t e r n e t 基旗设施，以很小斡代价魏入到现有的普及的撼终计雾坯壤。 1 0 华北电力大学硕士学位论文 4 服务发布屡： 5 激务发现簇： 6 服务组合屡： w s d l s o 矗| i l t t p s e r v i c ed m r r i p t i o n 膜务躺述 x m l - b a 。, j e f lm e 镕端女嗨 蘸t - x m l 的消息机制 n e t w o r k 鹣辐 图2 - 3 w e b 服务互操馋协议棱 服务发布是鼹务提供藿让服务请求赣在其生命餍期憋任键除段部够 访问w s d l 文档的操作。最简单的静态的例子是，服务提供者直接向 服务请求者发送w s d l 文档，即直接发布方式。此外，通用描述、发 现岛集成规范c u d d i ) 定义了一套机制支持服务提供者发布其开发的 w e b 服务以及服务消费者查找其感拱趣的w 曲服务，服务掇供者还可 班将w s d l 文档发帮鳓本地w s d l 注册库、私有u d d i 注册霹或u d d i 操l 乍节点。 服务发现依赖予驻务发布，不同的服务发现机制对应于不闯的服务发 布机制。服务发现是让服务请求者访问某项服务描述并使威用程j 葶在 运行露能够僮臻该壤服务。簸简单辅予是静态发现，即服务请求者从 本地文件中获得服务描述。在设计绒运行阶段，可以通过本地w s d l 注麓库、私有u d d i 注麓津鼓u d d i 搽作节赢来实瑷派务发现。 w e b 服务的实现是一种软件模块，可以通过w e b 服务组合求生成新的 w 曲激务。w e b f l 务缀合有凡种表现形式：企监内的w e b j 疆务可戳协 同作业以向外部提供一个单一接口，或者不同企业的w e b 服务可以协 同黪遭戮实现梳器劐裁器、离整到巍照酶流程。工佟流管壤器在鼗务 流稳中可以调用每项w e b 服务。协议栈的最上层是服务流，描述了 羧务爨骚务靛运讯、终嗣霸流程静实现。w e b j 务瀛语言( w s f l ) j 霸来 描述这些交氨。 7 。嚣套基礁浚麓：为了霞基予w e b 黢务靛瘦趱髓够瀵是窀子褒务、魄予竣务等盛稻灌 求，还必须提供企业级乃至城市级的基础设施，包括安全、管理、服 务爨餐等。遽些基磁设捷袭上述每鬃罄要涉及翻，褥每层糖痤静解决 方案可是彼此无关的。 在w 曲服务棱孛，越是底层戆技本，越戏憋巍舔准纯。甏簿屡懿凌容霹甏套静基獭 设施迸需要进步开发和标准化。 华托奄力大学硪士学位论文 2 。4w e b 鼹务体系结构 微软将w 曲旅务系统体系结构分为五个道辑箧，如随2 4 所示。 嗣2 - 4 蠛用w e b 雕务体系结构 离骞户端最远的一瑟是数据屡，存储w e b 驻务所需静信惠。数据麓之主是数据 访问屡为业务层提供物理数据的逻辑视图。数据访问屡将业努逻辑与数据存储挂 隔离，避免彼此发生变化时的甄相依赖和影响，从而保证了数据的完整性，同时也 青剥于数据鲮共享和互操作。业务搂实现w e b 壤务的业务逻辑，通常燃分为戴务井 观和业务逻辑两个部分。业务外观提供了简单的接口，直接映射到w e b 服务所暴露 的搡作。它使用了、篮务逻辑层所提供的服务。在简单的w e b 服务中，所有的业务逻 辑可戳l j ；l 业务外觋层实瑗，粪接与数掇涛闻藩交互。客户端瘦翔与w e b 嘏务j i 茳瞬 器交互，监瞬器受黉接收服务请求漤息、分辑消息、莠分孵服务清求为业务辨袭中 的适当的操作方法。如果服务逅回响应绩果，监听秸也负责将从业务外观来的响应 结豢籍包戚消息并发送回客户端。 2 5 w 曲骚爨的糁经 献w 。b 服务的概念可以看出，w e b 服务具有如下的一些特征： l ，完好的封装性 w e b l 务是一种布置在w e b 上的对象，所以它具备对象的良好封装性，对于使 用赞而爵，它能看蓟浚对象提供的功能酬表。 2 ，董凳数藕合 这特征也是源于对象f 组馋技术的，当一个w e b 服务躺实现发生变更鲢，调弱 者怒不会感到这一点豹，对于调用者来说，其要该w e b 服务的调用界面不变，其实 现经侮变更对德扪泉说都是透明约。罄至是当菇实现麴平蠹飙j 2 e e 迁移到，n e t 藏者 是相反的迁移流程时，用户都可以对此一无所知。 华北电力大学硕士学位论文 3 使用标准协议规范 作为w 亭b 服务，其所有公共的协约完全使用开放的标准协议进行描述、传输和 交换。这些标准协议具有完全免费酶援范，以便盎任意方进行爽现。一般露言，绝 大多数藏范将最终由w 3 c 袋o a s i s 戏为最终激本豹发毒方窃维护方。 4 ，高度可集成能力 由于w e b 艮务采取简单的、易理解的标准w e b 协议作为组件界面描述和协同描 述规范，完全屏蔽了不同软件平台的差异，无论是c o r b a 、d c o m 还是e j b 都可以 通过这荦孛标准的协议( s o a p ) 进行互操作，嶷瑗了在当翦环境下竣离的可集成性。 5 逶爱数据辏式 通道用现有的开放式标准丽不是专用的掰闭通讯方法，经衙支持同样的开放式 标准的系统都能够理解w e b 服务。利用自我描述的基于文本的消息使自治和完全不 同的系统之间能够进行通讯，w e b 服务使用x m l 实现此功能。 从w o b 服务的这些特键可以看如，w e b 臌务的出现，可以缀好地解决较件跨乎 台、复蠲驻及数摇共享等滔麓。霾蘧，羯霉孥w e b 簸务技零曩予g i s 嚣篷，垫将鼹萁发 展产生煎大的影响。 2 6w 曲服务的作用和意义 w e b j 暇务的作用和意义罄先体现在：w e b 应用可以基于w e b 服务来构建，如圈 2 5 瑟零。这裁是m i c r o s o f t 。n e t j 瞬要实瑷戆嚣舔：鑫 多令w 西黻务寒稳建痘趱，帮多 个服务协同工作为应用提供数据和服务。崮就，产生了薪一代软件体系结构和软 串 开发模式，即基于w e b 服务的软件开发。此时，w e b 服务的核心作用和意义是实现 了服务的巨操作和无缝集成。在图2 - 5 中，只需要关心w e b 服务的外部功能，客户端 应用只鞭髓创建和使用适巍的消息，就无须戋鞋遂w e b 服务的蠹部缨节( w e b n a 务的辩 发考会关心萁蠹罄维毒毒) 。 | 竺竺竺h 磊f 管l 掰州埘州毪 浏龌辫 l 潮搠辙势 熏 腐用服势玎鹳， 攥终系统震奉避粼舞 蹿2 - 5 基于w e b 服务的废用馋系结构 纛庭帮门 户辙势 繁驻成嗣 w e b 臌磐 掬娃鞭术 w e b 撒势 肇j e 奄力大学硬士举位论文 3 1x m l 搜术摄述 3 ，l ，lx m l 第童耄w 穗瓣务美键技术 捧为互联阚的新技术，x m l 的应掰非常广泛，x m l 已经渗透到了麓联网的备 令角落。x m l ( e x t e n s i b l e m a r k u p l a n g u a g e ) f 必蜀护震标潺语富，惫s g m l ( s t a n d a r d g e n e r a lm a r k u pl a n g u a g e ) s 趣个子集，囊w 3 c 制定，并于1 9 9 8 零2 翅难式攘邀 x m l l ，0 版本。 x m l 与h t m l 戆最大不同在予x 磁l 爨有丰富酶绩鞠信悫黧鞠确的语义，褥 驸m l 只对装现形式徽了约定。x m l 霹淤寇义睾鬻静语义信感，w e b 上黪疑蠢信 息都熊麓x m l 表示，并总扩究了许多以往h t m l 兹法表示的内容。x m l 语义的事 蜜镁主羲棒骥在： 1 ) 信息提供者可以根据良己的意愿定义羧的搽记和姆性名称。 2 ) 文档缩构可以具肖任意复杂的层次。 3 ) 霹鞋剁建文档类鬃定义( d t d ) 俸凳x m l 表示菜稃特定类戳文稻的缀簸 则。 魏辨，x m l 是一个开放式麴基予文本鹩格式，鬯可竣驰h t m l 一榉使震h t t p 游议进行传送，疆不需要澍现存酌潮络避彳亍变张。诚然，x m l 在应翔中述存在着数 据转换、拣准化、安全传输等关键阕题蠢镣予避一步完善，毽窀魏发震蘸景爨怒 片光明，必然必网络技术的发腥带浓掰酶最象_ j 珏强大动力。 3 i 2 x m l 特性 1 囊拯遮性：基于x m l 的文楼翳露关予文档瓣虑容接逮，又菇关予文楼凌喾 间互相关系的描述。 2 。结构熬爵毪：x m l 文糖鲞x m l 元索构成，两一个x m l 元素避由汗始标 记、数据狂结束标记枣簿成。标记翔戳谈臻数据斡禽义，露不楚热褥鼹幂窀。 标记间的数据可以毽禽另个x m l 元素，这样就形成屡次结构。 3