（计算机应用技术专业论文）支持bqwssm的服务组织视图的研究与应用.pdf

at h e s i si nc o m p u t e r a p p l i c a t i o nt e c h n o l o g y r e s e a r c ha nd a p p l i c a t i o no fs e r v i c e o r g a n i z a t i o n e wf o rs u p p o r t i n gb q w s s m b yl id o n 缈a o s u p e r v i s o r ：p r o f e s s o rz h a n gbi n n o r t h e a s t e r nu n i v e r s i t y j u n e 2 0 0 8 (，j 1 ， y t 独创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得 的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过 的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工 作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示 谢意。 学位论文作者签名：鹰善玛 日 期：立咖锣、多 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论 文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和 磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。 作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后： 半年 一年口一年半口两年口 学位论文作者签名：秘玛 签字日期：j 叩g 、多 导师签名： 签字日期： l司- 东北大学硕士学位论文摘要 支持b q w s s m 的服务组织视图的研究与应用 _ 手两姜 、 i 气 随着w | e b 服务技术的日益成熟，越来越多的稳定易用的w 曲服务共享在网络上。 ，w r e b 服务组合作为w e b 服务一项重要的增值功能，为服务的重用与自动化集成提供了 i 应用的基础。在动态w e b 服务组合中，能完成相同功能的w e b 服务有很多，如何从中 选取合适的w e b 服务从而能在满足用户要求的情况下获得最佳的执行效果，是一个需 要解决的问题，w e b 服务选取问题已经成为当前研究的热点。 本文提出了面向业务q o s 的服务选取机制( b q w s s m ) ，给出了一个支持该选取机 制的四层服务组织视图模型( w s o v m ) 。该模型采用视图机制来实现对服务的分层组 织。服务组织视图包括业务逻辑层、子逻辑层、功能层和服务层四层结构。另外，考虑 到现实应用中，不同的应用提出的业务需求是不同的，因此，w s o v m 模型将面向某个 领域中具体业务需求方面的非功能属性指标建立，且只关心该指标将会涉及的服务，这 将极大地缩小备选服务范围，有效提高服务组合与选取效率。 本文详细描述了w s o v m 模型的组织结构、构建方法，并定义了规范的模型描述 文档，给出各层次上的实现接口。基于对w s o v m 完备的逻辑定义，本文设计并实现 了面向业务q o s 服务选取系统中的服务组织视图生成器。服务组织视图生成器将协助用 户按照其应用需求确定备选的服务集，并在此集合上支持动态w 曲服务组合及选取最 优组合服务实例。 w s o v m 模型对w e b 服务进行组织和管理，可以在满足用户需求的基础上应用到 f ?动态w r e b 服务发现、选取、替换、流程建模以及组合服务执行等过程，从而简化了上 l 述各关键步骤实现的复杂性，提高了动态w r e b 服务组合的效率。 关键词：w 曲服务组合；动态服务选取；业务q o s ：服务组织视图；业务逻辑 一i i o 厂” o r e s e a r c ha n d a p p l i c a t i o no fse r v i c eo 略a n i z a t i o n e wf o rs u p p o m n g b q w s s m a b s t r a c t w i t ht h ei n c r e a s i n g l ym a t u r eo fw e bs e r v i c e s t e c h n o l o g y ，m o r ea n dm o r es t a b l ea i l d u s e 士u lw e bs e m c e sm n c t i o n sa r es h a r e d o nt h en e t w o r k a sa l li m p o r t 枷v a l u e a d d e d 士u n c t l o n ，t h e 、e bs e n ，i c e sc o m p o s i t i o np r o v i d e s m e 印p l i c a t i o nb a s i sf o ri t sr e u s ea 1 1 d a u t o m a t l cl m e g r a t i o n i nd y n 锄i cw e bs e n ，i c e sc o m p o s i t i o n ，t h e r ea r el o t so f w e bs e i c e so f t h es 锄e c t i o i l ，s oi th a sb e c o m e 锄i s s u et h a t h o wt os e l e c tt h e 印p r o 血a t ew e b s e i c e s t h a tc a nn o to n l ym e e tu s e r s r e q u i r e m e n t sb m a l s og e tt h eb e s te x e c u t i o ne f - f e c t n o ww e b s e r v i c e ss e l e c t i o nh a sb e c o m et h ef o c u so f r e s e a r c h i n g 。i h l st h e s i sp r o p o s e dak i n do fs e r v i c e ss e l e c t i o nm e c h a n i s m o r i e n t i n gq o sb u s i n e s sa n d a i o u r 。s t o r e ys e r 、，i c e so r g a n i z a t i o nv i e wm o d e l ( w s o v m ) t h em o d e lu s e dv i e wm e c h a n i s m t 0a c h i e v et h eh i e r a r c h i c a l o r g a j l i z a t i o no ft l l es e r v i c e s s e i c e so r g a l l i z a t i o nv i e wi sa 士f o u r 。l a y e rs t m c t u r ew h i c hi n c l u d e sb u s i n e s sl o g i c a l l a y e r ，m ec h i l dl o g i c1 a y e r ，胁c t i o n s l a y e ra n ds e r v i c e s l a y e r i n a d d i t i o i l ，d i f f e r e n t 印p l i c a t i o n sn e e dd i f f e r e mb u s i n e s s r e q u l r e m e n t s 1 n r e a l i t ) ，t h e r e f o r e ，w s o v mm o d e lw i l lb e e s t a b l i s h e df a c i n g t o n o n 。c t l o n a la n r i b u t e so fad o m a i l l ，ss p e c i f i cb u s i n e s sn e e d sa 1 1 d o n l yt h es e i c e sw h i c hi s r e l a t et ot h ea l t n b u t e sa r ec o n c e m e d ，w 王l i c hw i l lg r e a t l yn a r r o w t h es c o p eo fs e r v i c e so p t i o n s 觚di m p r o v et h ee 筒c i e n c yo f s e r v i c e sc o m p o s i t i o na 1 1 ds e l e c t i o n t h i st h e s i sd e s c 曲e dt h ew s o v mm o d e l s o 唱a l l i z a t i o n a ls t m c t l 鹏，c o n s t r u c t i o n m e t h o d sa n dt h ei n t e r f a c eo fe a c h1 a y e ri n d e t a i l ，w h i c ha l s od e f i n e das 切n d 刹d e s c r i p t i o n d o c 啪e n to ft h em o d e l b a s e do nm e c o m p r e h e n s i v e2 u l dl o g i c a ld e f i n i t i o no fw s o v m t h e s e r v l c e so r g a n l z a t l o nv i e wm a k e ri s d e s i g i l e dw h i c ho r i e m sb u s i n e s sq o ss e n ，i c e ss e l e c t i o n s y s t e m lh es e r v i c e s o 唱a n j z a t i o nv i e wm a l ( e rw i l la s s i s tu s e r si na c c o r d a i l c ew i t ht h e i r 印p l i c a t i 。nn e e d s 谢t hi d e n t i 矽i n ga l t e m a t i v es e to fs e r v i c e s a l l d s u p p o nt h ed y n 锄i c c o m p o s i t i o no fw e bs e n ，i c e sa n dm es e l e c t i o n0 ft h eb e s ts e r v i c e s c o m p o s i t i o ni i l s t a l l c ei n “sc o l l e c t i o n w s o v mm o d e lo 唱a 1 1 i z e sa n dm a n a g e sw e bs e i c e s ，w h i c hc a nb e 印p l i e d t ot h e i i i p r o c e s s o fd i s c o v e r y ，。s e l e c t i o n ，r e p l a c e m e 咄 f l o wm o d e l i n g 锄dc o m p o s i t i o ns e r v i c e s e x e c u t i o no fd y n 锄i cw e bs e r v i c e so nt h eb a s i so fm e e t i n gu s e r s n e e d s ，m u sm ec o m p l e x i t y 0 fa c m e v i l l gt h ek e ys t e p sa b o v e m e n t i o n e di ss i m p l i f i e da n d 恤e f f i c i e n c y o fd y n 锄i cw e b s e r v i c e sc o m p o s i t i o ni si i n p r o v e d k e y w o r d s ： w e bs e r v i c e sc o m p o s i t i o n ；d y n a n l i c s e i c e ss e l e c t i o n； b u s i n e s sq o s ； s e r v i c e so r g a n i z a t i o nv i e w ；b u s i n e s sl o g i c ； 一i v 一 、 o 6 东北大学硕士学位论文 目录 目录 独创性声明i _摘要i i -a b s t r a c t i i i 第1 章引言l 声 1 1 研究背景1 1 2 本文主要研究内容2 1 3 本文的组织结构3 第2 章研究基础5 2 1w 曲服务5 2 1 1w 曲服务的定义5 2 1 2w 曲服务的相关技术6 2 1 3w 曲服务体系结构：8 2 2 服务质量的相关研究1 0 2 3w 曲服务动态选取技术1 1 2 4 服务的组织与管理技术1 2 2 5 本章小结1 4 第3 章支持b q w s s m 的服务组织视图1 5 3 1 面向业务q o s 的服务选取机制1 5 。 3 1 1b q w s s m 的基本原理15 3 1 2b q w s s m 的总体框架1 6 3 2 支持b q w s s m 的w s o v m 18 3 2 1 服务组织视图的设计思想：1 8 3 2 2 服务组织视图的结构和语义描述模型：1 9 3 3 本章小结2 4 第4 章w s o v m 的描述与构建2 5 4 1 服务组织视图的描述2 5 一v 一 东北大学硕士学位论文 目录 4 1 1 业务领域描述2 5 4 1 2 业务逻辑层描述2 6 4 1 3 子逻辑层描述2 9 4 1 4 功能层描述3 0 4 1 5 服务层描述3 1 4 2 服务组织视图模型的构建3 4 4 2 1 业务逻辑层的构建3 5 4 2 2 子逻辑层和功能层的构建3 5 4 2 3 服务层的构建3 6 4 3 本章小结3 8 第5 章服务组织视图生成器的设计与实现3 9 5 1 面向业务q o s 服务选取系统的总体设计3 9 5 2 服务组织视图生成器的设计一4 0 5 2 1 功能结构设计4 0 5 2 2 业务流程解析模块4 1 5 2 3 服务组织视图构建模块4 3 5 2 4 组合服务实例集生成模块4 3 5 3 数据库设计4 3 5 3 1e - r 模型4 3 5 3 2 数据库逻辑设计4 4 5 4 服务组织视图生成器的实现4 8 5 4 1 解析业务流程的实现5 0 5 4 2 构建服务组织视图的实现5 2 5 4 3 生成组合服务实例集的实现5 3 5 5 本章小结5 6 第6 章结论。5 7 参考文献。5 9 致谢6 3 一v i 东北大学硕士学位论文第1 章引言 第1 章引言 1 1 研究背景 i n t e m e t 作为无所不在的连接和通信工具为企业组织同它们的合作伙伴和客户交互 提供了新的契机，w r e b 服务的出现在这一方向上迈出了重要的一步。它的出现改变了商 业合作伙伴之间及其客户之间的协助方式，使企业能够通过服务合成来共享资源、自动 化商业流程。 近年来w e b 服务技术得到快速发展和应用，成为实现互操作的一种主要机制，得 到产业界和学术界的广泛认可。现在网络上有许多w r e b 服务，这些服务完成不同的业 务功能，具有不同的业务要求，用不同的技术、平台开发，由不同的提供商提供，但是 单个的w 曲服务功能单一，不能提供完整的解决方案，为了实现复杂的业务逻辑，就 必须对w 曲服务进行组合和集成。 所谓组合服务，是把i n t e m e t 上已有的相对简单的w 曲服务按照一定的业务流程逻 辑合成起来以构成复杂的复合服务，从而提供更强大更完整的商业功能。w e b 服务只有 通过组合成为更大粒度的服务，才能充分发挥w 曲服务的潜力和作用。无论是开发人 、 员还是最终用户，都可以将已有的服务以一定的业务流程逻辑进行组合，从而获得新的、 复杂的服务，形成更强大、更完整甚至动态的业务流程。这会大大的推动服务的使用率， 提高服务的重用性，加速应用项目的开发。目前研究面向业务流程的服务组合问题主要 是研究对于与相关的各服务组件和基本服务，怎样定义它们之间的逻辑时序关系，以实 现复杂服务执行的自动化。另外，如何对这些服务进行发现、组织与管理、选取都是目 前被广泛研究的内容。 随着w e b 服务技术的发展，网络上将出现越来越多功能相似的服务，如何在这些服 务中选取出最符合用户需求，执行方面表现最优的服务逐渐成为人们关注的热点。w e b 服务的选取目前在研究领域越来越受到重视，动态服务选取的过程是一个比较复杂的过 程，它一方面要考虑服务提供者能提供什么样的服务，另一方面还要考虑服务使用者提 出的使用要求，只有当这两个方面能够匹配时才算选取成功。因此服务选取的过程就是 从一组满足用户功能需求的服务中选择一个最优的服务的过程。选取单个w 曲服务已 经不能满足人们的需要，对于一个业务逻辑而言，要选出一个最佳的组合服务实例已经 是一个需要解决的问题。要进行服务选取，就一定有选取的标准和策略。目前针对服务 选取国内外的学者把焦点都放在服务质量( q o s ) 上面，它可以用一些非功能属性定量 一1 一 东北大学硕士学位论文第1 章引言 或定性的表示，大部分的研究工作都集中在应用执行方面的q o s 指标，比如可用性，执 行时间，执行效率，执行费用，响应时间等，通过各种q o s 模型和算法，找出执行最优 的组合服务即达到选取的目的。 服务选取除了服务执行方面的q o s 约束外，更多地还要考虑用户对服务提出的业务 方面的非功能需求，这样才能选取满足用户需求的服务。用户需求具有动态的特性，以 往的软件系统常因结构不够灵活，开发、维护严重依赖专业人员等，无法快速应对需求 变化。当今动态、开放的网络环境使这一矛盾更加突出。以用户为中心由最终用户构造 应用的开发模式已是大势所趋。目前无论是基于局部优化选取还是基于全局优化选取都 仅从执行q o s 角度对服务进行选取，都是在服务选取约束已知的情况下进行的，比方说 执行时间在1 0 m s 以内，但是随着网络上的服务越来越多，以前的选取方法很多时候没 有办法知道每一个服务在业务方面的服务质量以及他们的服务特性如何，因此用户也没 有办法确定自己对服务约束究竟是多少。按用户需求进行动态服务选取，实际上是可变 的非功能策略的问题，对于一个给定的组合服务的业务逻辑，当用户使用该业务逻辑的 时候，同样的业务逻辑不同的用户会提出不同的需求，所以，如何从用户需求出发，进 行动态服务选取，就成为一个需要亟待解决的问题。 随着计算机软、硬件技术的不断发展，以及企业业务的不断扩展，从网络上可以得 到的w e b 服务的数量不断动态增长和变化，这使得服务之间的异构性以及服务的动态 特性表现的越发明显，从而增加了w e b 服务组合和选取的复杂性。为了解决这一问题， 一方面需要研究更加有效灵活的组合算法，以降低服务异构性为组合算法效率的影响， 并处理服务的动态变化可能造成的异常，以保证组合服务的可靠性；另一方面，则可以 研究如何对无序、异构、动态的w e b 服务进行组织和管理，在对服务进行选取之前就 处理服务的这些特性可能带来的问题。 对服务进行有效的组织可为动态服务选取提供有效支持，为了提高按用户需求动态 服务选取的有效性和正确性，如何基于服务业务方面的约束对服务进行组织与管理成为 一个需要解决的问题。 1 2 本文主要研究内容 本文把w r e b 服务q o s 的非功能属性分成两类，一类叫做执行q o s ，比如执行费用、 可用性、可靠性，执行时间等等。一类叫做业务q o s ，业务q o s 是与w 曲服务领域业 务相关的服务质量，即业务服务质量，业务q o s 主要是为服务使用者度量服务，反映服 务满足用户需求的程度，比如时间，精度等这样一些与业务需求相关的非功能属性。这 两类q o s 合在一起称为综合q o s ，现在选取服务就要根据综合q o s 来执行。首先考虑 一2 一 东北大学硕士学位论文第l 章引言 业务q o s ，对可用的服务空间进行分析归类，会大大提高组合服务选取的效率。本文基 于固定的业务逻辑，对服务空间进行组织与管理，进而支持用户找到满足业务需求的组 合服务实例。所以，为支持面向业务q o s 服务选取需要研究下列内容： ( 1 ) 面向业务q o s 的服务选取机制 针对目前基于执行q o s 服务选取的不足，需要研究面向业务q o s 服务选取机制， 面向业务q o s 服务选取机制主要解决下面问题，在考虑执行q o s 选取组合服务之前， 先面向业务q o s ，组合众多功能相近的w 曲服务，然后分析组合服务实例的业务q o s ， 由用户指定实际当中需要的业务q o s 取值，这样就可进一步缩小选取的空间，更重要的 是可以在真正满足用户需求的服务空间中找到一组最优的服务组合实例。 ( 2 ) 支持面向业务q o s 服务选取的服务组织模型 按用户需求进行动态服务选取，主要考虑服务提供者提供的服务能否满足用户的业 务需求，实际上是可变的非功能策略的问题。对于一个给定的组合服务的业务逻辑，不 同的用户会提出不同的需求，如何根据用户的需求找到用户所需要的组合服务实例，就 需要在选取服务之前对服务空间进行合理的组织与管理。为解决服务组织问题，需要研 究合理有效的服务组织模型结构。 ( 3 ) 服务组织模型的描述与构建 为了更好的使用服务组织模型，在研究该模型结构的基础上，还需要进一步的研究 这种模型的描述与构建方法。为了使这种模型能够在w 曲服务领域真正发挥作用，应 采用w e b 服务技术可识别的描述手段。具体描述些什么信息能够合理的对服务进行组 织，需要进一步明确。另外，针对服务组织视图的建立，需要研究构建方法，设计构建 过程中的关键算法。 1 3 本文的组织结构 本文内容共分为六章。 第一章提出本文的研究背景，研究内容和解决的问题，并在此基础上给出了本文的 组织结构。 第二章介绍了当前w e b 服务中所涉及的关键技术，总结了当前w e b 服务的服务质 量方面的相关研究，分析了w e b 服务动态选取技术和服务组织管理技术的研究现状， 为下一步深入的研究提供了理论基础。 第三章提出面向业务q o s 的服务选取机制( b q w s s m ) ，介绍该选取机制原理和结 构框架，并提出支持这种选取机制的服务组织视图模型( w s o v m ) ，介绍了服务组织 视图的结构及语义描述模型。 一3 东北大学硕士学位论文第1 章引言 第四章对支持b q w s s m 的服务组织视图模型做了一个完整的介绍。详细给出了 w s o v m 模型各层的x m ls c h e m a ，提高了模型使用的通用性和灵活性。研究了服务组 织视图的构建方法，给出构建过程中的关键算法。 第五章详细讲述了服务组织视图模型在面向业务q o s 服务选取系统中的应用，介绍 了面向业务q o s 服务选取系统的总体设计，详细阐述了服务组织视图生成器的设计与实 现，包括各层上的功能接口，数据存储结构及主要功能的实现流程。 第六章对论文的工作进行简要的总结，介绍了本文主要完成的工作，并分析指出当 前尚存在的不足，提出有待进一步解决的问题和下一步的打算，最后对未来的进一步工 作进行展望设想。 一4 一 东北大学硕士学位论文第2 章研究基础 第2 章研究基础 w e b 服务的体系结构基于服务提供者、服务注册中心和服务请求者三种角色之间 的交互来完成单个服务的发布、查找和绑定，但随着用户需求的不断增加以及越来越复 杂，单独的w e b 服务已经很难满足用户的需求，这就需要对w e b 服务进行组合，为了 更好的完成服务组合，以及对组合服务的选取，在w e b 服务的体系结构中增加一个服 务代理。如何组合现有的w e b 服务以形成增值的组合服务，并对组合服务进行选取和 组织管理已经成为目前研究的热点，学术界和工业界从不同侧面开展了相应的研究工 作，并取得了大量的研究成果。本章将从w e b 服务、服务质量、w e b 服务动态选取技 术和服务组织管理技术几个不同的侧面对当前的研究成果进行分析和总结。 2 1w e b 服务 目前，大多数电子商务的应用和基于w e b 的商业服务在处理购买者、供应商、交 易市场和服务提供者之间的联系方式上各不相同。如何将这些应用方便且低代价地连接 在一起，从而实现大范围的跨企业实体的商务应用系统对接，这是摆在开发人员面前的 一大问题。不同的应用( 尤其是不同企业的) 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，就是这个问题的关键。从1 9 9 8 年开 始发展的x m l 技术及其相关技术被证明有可能解决这个问题。目前蓬勃发展的w e b 服 务技术则正是基于l 技术的。 2 1 1w e b 服务的定义 w e bs e r v i c e 是在i m e m e t 上进行分布式计算的基本构造块，是组件对象技术在 i n t e m e t 中的延伸，是一种部署在w e b 上的组件。它融合了以组件为基础的开发模式和 w e b 的出色性能。w e bs e r v i c e 和组件一样，能提供重用功能，同时可以把基于不同平 台开发的不同类型的功能块集成在一起，提供相互之间的互操作。从这点看，w e bs e i c e 既是软件又是应用程序集成的平台。应用程序是通过使用多个不同来源的w e bs e r v i c e 构造而成的，这些服务相互协同工作，无论它们位于何处或者如何实现。基于w e bs e i c e 所开发的应用程序具有组件的优异性能，因此被普遍认为是下一代分布式系统开发的模 型。 简单的说，一个w e b 服务( 如图2 1 所示) 就是一个能够使用x m l 消息通过网络 一5 一 东北大学硕士学位论文第2 章研究基础 来访问的接口，这个接口描述了一组可访问的操作。一个w e b 服务的特征是：由s o a p 和w s d l 包装的对象；适应松散耦合的网络环境，可通过w e b 服务，手段是s o a p 消 息；服务的行为、输入、输出都可以使用w s d l 描述。 s 用悃 嬲- _ - 1 - 。e 习 图2 1w | e b 服务不恿图 f i g 2 1t h es k e t c hm a po fw 曲s e n ，i c e w e b 服务具有的以下特点，使其可以很好地适用于异构环境下的相互交互【3 】： ( 1 ) 良好的封装性 w e b 服务既然是一种部署在网络上的对象，自然具备对象的良好封装性，而对于使 用者而言，仅仅能看到该对象上所提供的功能列表。 ( 2 ) 松散耦合性 软件系统中，耦合性意味着各个模块彼此之间相依赖的程度。同一些具有紧密耦合 性的组件如d c o m ( d i s t r i b u t e dc o m p o n e n to b j e c t m o d e l ) 以及c o r b a ( c o m m o no b j e c t r e q u e s tb r o k e r 心c h i t e c t u i e ) 相比，w e b 服务是自治的，可以彼此独立地执行。松散耦合 性使得程序运行时，w e b 服务彼此之间可以动态地查找以及通信。 ( 3 ) 使用标准协议 尽管w e b 服务的程序实现可能彼此不同，但w e b 服务接口的描述使用统一的x m l 格式语言，使得w e b 服务可以很容易地被定义、描述以及发现，相比一般对象而言， w e b 服务的接口规范不仅方便用户查找服务，并且易于机器理解，w e b 服务可以描述和 发布自己以便于彼此之间绑定和交互。 ( 4 ) 高度的可集成能力 由于w e b 服务采取简单的、易理解的标准协议作为组件界面描述，所以完全屏蔽 了不同软件平台的差异，无论是c o i 氇a ，d c o m 还是e 鹏都可以通过这一种标准的协 议进行互操作，实现了在网络环境下高度的可集成性。 2 1 2w 曲服务的相关技术 ( 1 ) x m l 和x s d 可扩展的标记语言( ) ( m l ) 是w e bs e r v i c e 平台中表示数据的基本格式。除了易于建 立和易于分析外，x m l 主要的优点在于它既是平台无关的，又是厂商无关的。无关性 一6 一 东北大学硕士学位论文第2 章研究基础 是比技术优越性更重要的：软件厂商是不会选择一个由竞争对手所发明的技术的。x m l 解决了数据表示的问题，但它没有定义一套标准的数据类型，更没有说怎么去扩展这套 数据类型。例如，整形数到底代表什么? 1 6 位，3 2 位，还是6 4 位? 这些细节对实现互 操作性都是很重要的。w 3 c 制定的x m ls c h e m x s d ) 就是专门解决这个问题的一套标 准。它定义了一套标准的数据类型，并给出了一种语言来扩展这套数据类型。w e bs e r v i c e 平台就是用x s d 来作为其数据类型系统的。当用某种语言( 如v b n e t 或c 群) 来构造一 个w e bs e r v i c e 时，为了符合w e bs e r v i c e 标准，所有使用的数据类型都必须被转换为 x s d 类型。使用的工具可能已经自动完成了这个转换，但使用者很可能会根据需要修改 转换过程。 ( 2 ) w e b 服务的调用s o a p w e bs e n ，i c e 建好以后，服务使用者就会去调用它。简单对象访问协议( s o a p ) 提供 了标准的i 冲c 方法来调用w e bs e r v i c e 。实际上，s o a p 在这里有点用词不当：它意味 着下面的w e bs e r v i c e 是以对象的方式表示的，但事实并不一定如此：完全可以把w e b s e n ，i c e 写成一系列的c 函数，并仍然使用s o a p 进行调用。s o a p 规范定义了s o a p 消 息的格式，以及怎样通过h t t p 协议来使用s o a p 。s o a p 也是基于x m l 和x s d 的， x m l 是s o a p 的数据编码方式。 ( 3 ) w e b 服务的描述w s d l 服务提供者会怎样介绍提供的w e bs e r v i c e 有什么功能，以及每个函数调用时的参 数呢? 可能会编写一套文档，甚至可能会口头上告诉服务使用者。这些非正式的方法至 少都有一个严重的问题：当程序员坐到电脑前，想要使用w e bs e r v i c e 的时候，他们的 工具( 如v i s u a ls t u d i o ) 无法给他们提供任何帮助，因为这些工具根本就不了解服务提供 者提供的w e b 服务。解决方法是：用机器能阅读的方式提供一个正式的描述文档。w e b s e r v i c e 描述语言( w s d l l 9 j ) 就是这样一个基于x m l 的语言，用于描述w e bs e i c e 及其 函数、参数和返回值。因为是基于x m l 的，所以w s d l 既是机器可阅读的，又是人可 阅读的，为w e b 服务的使用带来很大的好处。一些最新的开发工具既能根据w e bs e r v i c e 生成w s d l 文档，又能导入w s d l 文档，生成调用相应w e bs e i c e 的代码。 ( 4 ) w e b 服务的注册与发布u d d i 简单的说，u d d i 的工作方式类似邮局公开发行的电话薄的黄页广告目录，它可以 把特定的企业信息和w e b 服务在i n t e m e t 上广而告之，并且提供具体的联系地址、方式。 u d d i 提供了一套操作方法来访问分布式的u d d i 商业注册中心( u d d ir e g i s t 巧，所有 提供u d d i 注册服务的站点的统称) 。公共u d d i 注册中心面向全球企业，其中的不同 一7 一 东北大学硕士学位论文 第2 章研究基础 站点采用p 2 p ( 对等网络) 进行构架，也就是说，从其中任一站点都可以访问整个公共 u d d i 注册中心。u d d i 商业注册中心维护了许多描述企业及该企业提供的w e b 服务的 全球目录，而且其中的信息描述格式遵循通用的x m l 格式。u d d i 商业注册是u d d i 的 核心组件，该注册使用一个x m l 文档来描述企业及其提供的w e b 服务。u d d i 商业注 册所提供的信息从概念上来说分为三个部分：自页( w h i t ep a g e ) 表示与企业有关的基本 信息，包括企业名称、经营范围、联系地址、企业标识等等：黄页( y e l l o wp a g e ) 用来依 据标准分类法区分不同的行业类别，使企业能够在更大的范围( 如地域范围) 内查找已 经在注册中心注册的企业或w e b 服务；绿页( g r e e np a g e ) 则包括了关于该企业所提供的 w e b 服务的技术信息，其形式可能是一些指向文件或是u i u 的指针，而这些文件或u l 也 是服务发现机制的必要组成部分。企业所有的u d d i 商业注册信息都存储在某一个 u d d i 商业注册中心( 比如i b m 的u d d i 商业注册中心) 中。 2 1 3w e b 服务体系结构 w e b 服务体系结构基于三种角色( 服务提供者、服务注册中心和服务请求者) 之间的 交互，交互涉及发布、查找和绑定操作。这些角色和操作一起作用于w e b 服务构件： w e b 服务软件模块及其描述。 w e b 服务体系架构与传统对象调用技术相似，但又不太相同。对于w e b 服务而言， 其标准的或者说是典型的体系结构如图2 2 所示。 w s 图2 2 w e b 服务体系结构 f i g 2 2a r c h i t e c t u r eo fw e b s e n ，i c e s 在w e b 服务的体系架构里有三种角色：服务提供者、服务注册中心和服务请求者。 其中： 服务提供者：从商业的角度看，这是服务的拥有者。从w e b 服务的架构看，这是 拥有服务的平台。它是w e b 服务的供应商，实现了一个w e b 服务，并放置到在线服务 器上供别人使用。 服务注册中心：它是一个w e b 服务的注册地，汇集了很多在线的w e b 服务。服务 一8 一 东北大学硕士学位论文第2 章研究基础 提供者向这里发布他们的服务说明，而服务请求者在这里找到服务，并得到与服务绑定 的信息，在开发时刻实现静态绑定或在运行时刻实现动态绑定。目前，服务注册中心即 为u d d i 商业注册中心。 服务请求者：从商业的角度看，这是需要某种功能的商业机构。从w e b 服务的架 构看，这是查找、调用服务的应用程序。服务请求可以是人使用浏览器完成，也可以是 没有用户界面的应用程序发出。 由于w e b 服务可动态地提供服务给使用者，且服务具有不可预知的特性，所以不 容易实现w e b 服务的组合与选取。文献【1 0 】在传统的w e b 服务体系结构的基础上通过 增加了一个服务代理人的角色，并在w s d l 的功能描述的基础上增加q o s 的描述，通 过代理人帮服务使用者来挑选合适的w e b 服务。改进后的体系结构增加服务代理的角 色，新的w e b 服务的体系结构中四个参与角色间消息交互如图2 3 所示。 服务代理 蔷 孽爹勺 一叫- 已吵刘 i l 、7 7 。 f 三i 一! 簟竺j 图2 3 角色间消息交互图 f i g 2 3i m e r a c t i o nb e t w e e nt h ef o u rp a r t i c i p a t i n gr o l e s 下面简单介绍一下改进后的w e bs e r v i c e s 体系结构的实现过程： ( 1 ) 服务提供者首先通过u d d i 和w s d l 发布自己的服务到u d d i 注册中心。 ( 2 ) 服务使用者通过u d d i 向服务代理请求服务。 ( 3 ) 服务代理通过u d d i 向服务注册中心请求服务。 ( 4 ) 服务注册中心通过u d d i 把适合服务请求者的服务反馈给服务代理。 ( 5 ) 服务代理向服务提供者请求服务描述。 ( 6 ) 服务提供者把服务描述反馈给服务代理。 ( 7 ) 服务代理按照服务使用者要求的q o s 测试服务提供者提供的服务是否是满足 服务使用者的服务。 ( 8 ) 服务代理从所有满足服务使用者所要求的q o s 服务中挑选出最好的适合服务 一9 一 东北大学硕士学位论文第2 章研究基础 使用者的服务。 ( 9 ) 服务使用者通过x m l s o a p h t t p 来使用服务提供者提供的服务。 现有的w e b 服务组合框架中，通过服务代理来发布和查找w e b 服务很大程度上依 赖于u d d i 注册中心。w s d l 规范主要是针对服务接口的定义上，通过为服务操作的输 入( i n p u t ) 、输出( o u t p u t ) 添加语义标注来表明接口功能的语义。 2 2 服务质量的相关研究 随着w e b 服务提供者数量的增多，不可避免地会出现冗余现象，即不同的服务提 供者开发了功能相同或类似的w e b 服务。如此一来，用户在使用w e b 服务或者在利用 简单的w e b 服务来组合w e b 服务的时候，通常都有多个候选w e b 服务可供选择。服务 选取必然要遵循某种标准进行，这个标准需要体现用户对w e b 服务的非功能性的属性 要求，需要反映组合服务的质量品质，如何建立这样一个标准是影响组合服务质量好坏 的关键。为了帮助用户实现w e b 服务的自动选取和组装，在满足用户功能需求的基础 上，往往将服务质量( q 、【l a l 毋o f s e r v i c e ，q o s ) 作为区分和评价候选w e b 服务的标准。 目前针对w e b 服务和组合w e b 服务的评价基本上都是建立在服务质量基础上的， 只是服务质量中所包含的服务质量因素( 即评价指标) 各不相同。q o s 是一个可以衡量 服务质量的广泛的概念，它包含了一系列的像费用、运行时间、可