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武汉理工大学硕士学位论文 摘要 从以砖瓦型基础结构运行的商业活动转为运行在不同系统和位置的全 天候商业在线活动，在i n t e r n e t 时代，基于w e b 的应用程序起到了不可估量 的作用。随着电子商务的推行，越来越多的企业、机构接入网络，网上交易 已经成为企业发展的必然趋势。然而由于w e b 应用与传统桌面应用之间存 在着连接鸿沟，人们必须在这两者之间进行数据重复的迁移。在这种氛围下， w e bs e r v i c e s 应运而生，这是一种基于w e b 的应用程序，可以创建一种通用 的平台，以方便商业进程、应用程序、企业、合作伙伴、客户等之间的有效 集成。w e bs e r v i c e s 的出现为那些由不同资源构建的商业应用程序之间的通 信和协作带来了光明的前景，从而使得他们能够彼此协作，而不受各自底层 实现方案的影响。 w 曲s e r v i c e s 的关键在于怎样去描述和发现w e b 服务，而这些主要依靠 u d d i ( u n i v e r s a ld e s c r i p t i o n ，d i s c o v e r ya n di n t e g r a t i o n ，即统一描述、发现 与集成) 技术来实现。u d d i 可使提供服务( 以电子表格或其他介质形式) 的公司注册信息，从而使潜在用户和或合作伙伴能够发现这些公司的服务 和业务简档。同样，u d d i 可使公司发现其他公司，以此来扩展潜在的业务 伙伴关系。可以说u d d i 为公司提供了跨入新市场和服务的机会，从而使得 任何规模的公司更为迅速地在全球市场中拓展自己地业务。 本论文首先探讨了设计和实现w e b 服务所需的核心w e b 服务标准和技 术，并重点介绍了w e b 服务标准、协议和技术，包括s o a p 、w s d l 、x m l 和u d d i ：以及w e b 服务的体系结构。其次深入研究u d d i 技术的数据结构、 工作原理以及u d d i 程序员a p i ，并分析私有u d d i 注册中心的优势所在。 在此基础上创建了一个w e b 服务注册中心原型t r u s t u d d i 系统。依靠该系 统，服务提供者能够在可信任的基础上发布服务，服务请求者能够在基于信 任的基础上查找、定位自己所需的服务，同时分析t r u s t u d d i 系统流程，对 其进行系统代码实现。论文的最后是对全文进行工作总结，以及未来工作的 展望。 关键词：w e bs e r v i c e s ，w s d l ，t r u s t u d d i ，注艇中心，查询，发布 武汉理工大学硕士学位论文 a b s t r a c t a tt h ea g eo fi n t e r n e t ，t r a n s f e r r i n gf r o mt h eb u s s i n e s sa c t i v i t yb a s e do n s t r u c t u r eo ft h eb r i c ka n dt i l eo p e r a t i n gt oa l l d a yc o m m e r c i a lo n l i n ea c t i v i t yi n t h ep o s i t i o nw i t hd i f f e r e n ts y s t e ma n dp l a c e ，t h ea p p l i c a t i o np r o g r a mb a s e do n w e bp l a y sa ni n e s t i m a b l er o l e w i t ht h ei m p l e m e n t a t i o no fe c o m m e r c e ，m o r e a n dm o r ee n t e r p r i s e sa n do r g a n i z a t i o n sa c c e s st on e t w o r k s ，b u s i n e s s o n l i n ei s t h ei n e v i t a b l et r e n dt od e v e l o pt h ec o m p a n y b u tb e c a u s ei th a st h ec o n n e c t i v e w i d e g a p s b e t w e e n w e b a p p l y i n g a n dt r a d i t i o n a l t a b l e t o p ，p e o p l e m u s td o r e p e a t e dm i g r a t i o no f d a t u mb e t w e e nt h e m u n d e rt h i sk i n do fa t m o s p h e r e ，w e b s e r v i c e sa p p e a ra tt h i sm o m e n t ，t h i si so n ek i n do f a p p l i c a t i o np r o g r a m b a s e do n w e b ，w h i c hc a ne s t a b l i s h o n et h e i n t e r c h a n g e a b l ep l a t f o r m ，i n o r d e rt ob e c o n v e n i e n tt h ee f f e c t i v e i n t e g r a t i o nb e t w e e nc o m m e r c i a lp r o c e s s ，a p p l i c a t i o n p r o g r a m ，a n de n t e r p r i s e ，c o o p e r a t i v ep a r t n e rc u s t o m e r ，e t c t h ea p p e a r a n c eo f w e bs e r v i c e sh a s b r o u g h t t h e b r i g h tp r o s p e c t f o rc o m m u n i c a t i o na n d c o o p e r a t i o n b e t w e e nc o m m e r c i a l a p p l i c a t i o np r o g r a m t h a ts t r u c t u r e d b yt h e d i f f e r e n tr e s o u r c e s ，i no r d e rt om a k et h e mc o o p e r a t ee a c ho t h e r ，n o ti n f l u e n c e d b ys c h e m ef r o m e a c hg r o u n df l o o r t h ek e yo fw e bs e r v i c e sl i e si nh o wt od e s c r i b ea n df i n dw e bs e r v e ，a n d w h i c hi sm a i n l yr e a l i z e dd e p e n d i n go nu d d i t e c h n o l o g y ( u n i v e r s a ld e s c r i p t i o n ， d i s c o v e r ya n di n t e g r a t i o n ，n a m e l y u n i t e dd e s c r i b e ，f i n da n di n t e g r a t ei nu n i s o n ) ， i sr e a l i z e d t h ec o m p a n yw h i c h p r o v i d e dt h es e r v i c e s ( i n t h ef o r mo fe l e c t r o n i c f o r mo ro t h e rm e d i u m ) b yu d d ic a nr e g i s t e ri n f o r m a t i o n ，i tc a nm a k et h e p o t e n t i a lu s e ra n d o rc o o p e r a t i v ep a r t n e r f i n dt h es e r v i c e sa n ds i m p l es h e l fo ft h e b u s i n e s so ft h e s ec o m p a n i e s a tt h es a m et i m e ，u d d ic a nm a k ec o m p a n yf i n d o t h e rc o m p a n y ，s oa st oe x p a n dt h ep o t e n t i a lb u s i n e s sp a r t n e r s h i p w ec a ns a y u d d ih a so f r e r e dt h ec h a n c ef o rc o m p a n yt os t e pi n t on e wm a r k e ta n ds e r v i c e ， a l s om a k et h ec o m p a n i e si na l ls c a l e se x p a n dt h e i ro w np l a c eb u s i n e s sa m o n g t h eg l o b a lm a r k e tr a p i d l y t h et h e s i sa tf i r s td i s s c u s st h ek e ys t a n d a r da n dt e c h n o l o g yo fw e bs e r v i c e - i i - 武汉理工大学硕士学位论文 t h a tn e e d e db yd e s i g n i n ga n dr e a l i z i n gw e bs e r v i c e ，a n di n t r o d u c ee s p e c i a l l y w e bs e r v e ds t a n d a r d ，a g r e e m e n ta n d t e c h n o l o g y ，i n c l u d i n gs o a p , w s d l ，x m l a n d u d d i ；s y s t e m a n ds t r u c t u r eo fw e b s e r v i c e s e c o n d l y i t f u r t h e r l y i n v e s t i g a t et h ed a t as t r u c t u r e ，o p e r m i o np r i n c i p l ea n du d d ip r o g r a m m e ra p io f u d d i t e c h n o l o g y , a n da n a l y s e t h e a d v a n t a g e o f p r i v a t e o w n e du d d i r e g i s t r a t i o n c e n t e r o nt h e b a s i s ，i v e e s t a b l i s h e do n ew e b s e r v e dc e n t r a l p r o t o t y p et r u s t u d d is y s t e mo fr e g i s t r a t i o nc e n t e rd e p e n d i n go nt h es y s t e m ， s e r v i c e p r o v i d e rc a ni s s u es e r v i c eo nt h et r u s t a b l eb a s i s ，s e r v e a p p l i c a n tc a n a l s of i n do u t ，l o c a t et h es e r v i c et h a tt h e yn e e do nt h eb a s i so ft h et r u s t a n da l s o a n a l y z i n gs y s t e m a t i cp r o c e d u r eo ft r u s t u d d i ，r e a l i z i n gs y s t e m a t i cc o d e t oi t a t t h ee n do f t h e s i s ，ic a r t yo nw o r ks u m m a r yt ow h o l et h e m e ，a n dl o o kf o r w a r dt o t h ew o r ki nt h ef l l t l 】r e k e y w o r d s ：w e bs e r v i c e s ，w s d l ，t r u s t u d d i ，r e g i s t r a t i o nc e n t e r ，i n q u i r y , p u b l i s h 武汉理工大学硕士学位论文 第1 章绪论 1 1 课题研究背景与意义 近年来，我国企业内部的新的应用不断出现，并且随着电子商务的不断 发展，i n t e r n e t 为各种类型的商业实体提供了诸如发现新客户、发现供应流、 发现新服务的各种机会，使他们利用i n t e r n e t 获得了空前的经济回报，体现 了i n t e r n e t 巨大的价值。特别是在加入w t o 后，中国市场将更加开放，成 为电子商务在全球发展最快、潜力最大的地区之一。随着各种组织将业务转 移到互联网上，它给他们在收益增加、成本降低、建立新的客户关系、创建 新的客户服务等方面带来显著的商业与竞争回报。 在b 2 b 电子商务的不断发展过程中，为了让企业得以高效率地经营业 务，从而增加收益，降低成本以获取更大的商业与竞争回报，电子商务解决 方案的设计人员所要考虑的问题跨越了各种不同的网络形态，从各种企业专 用的内部网络，到它们之间共享信息数据的外联网，乃至直接面向公众消费 者的互联网，每一个环节都需要纳入设计者思考的范围。 然而，由于目前大多数电子商务运作模式所依赖的底层基础架构并不统 一，导致在处理购买者、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【2 。如果没有底层基础架构技术的支持，仅仅使用目前现有的体系， 那么所有的商业实体，诸如一个武汉的电话制造商、一个在台湾的家具生产 厂商或者一个在纽约的空调制造企业，要对自身的贸易伙伴实旋全球性的贸 易活动的时候，他们很难发现那些和他们使用不相同的应用和w e b 服务的 商业实体。 为了实现对这些现有的和潜在的b 2 b 商务角色提供一个完全开放的贸 易环境，真正能称之为成功的电子商务需要企业能够互相发现，也就是他们 互相了解各自的需求与能力，并在各个商业实体使用自身首选的技术、服务 与商务流程的前提下，进行应用服务的集成。 因此，使用不同底层架构的商业实体之间要进行信息交流、数据整合和 应用集成就异常的困难，这就极大地限制了通过w e b 进行更广泛的电子商 务合作的可能。另外随着w 扎应用的不断发展，人们发现在w c b 应用和传 武汉理工大学硕士学位论文 统桌面应用之间存在着连接的鸿沟，人们不得不重复地将数据在w e b 应用 和传统桌面应用之间迁移，这些面临着巨大的挑战。另外对于越来越分布化 的商务互联网模式。需要一个灵活的、开放的并非常容易被理解的架构体系 来支持商务活动的多样性，在形成标准的同时还能刺激创新和分化，加速 b 2 b 电子商务的发展。在这种背景下，孕育了新一代的w e b 技术w 曲 s e r v i c e s 。 从2 0 0 0 年以来，s o a p 和w e bs e r v i c e s 技术如火如荼地席卷信息界，所 有的开发工具、应用软件和操作系统厂商莫不全力投入这两门最新的软件技 术。s u n 的c e os c o t tm c n e a l y 认为w e bs e r v i c e s 是s u n 公司事业发展的 一个顶峰，而同样的认为还有m i c r o s o f t 的b i l lg a r e s 认为w e bs e r v i c e s 是微 软n e t 的一个核心。全球权威调查机构国际数据集团( i d c ) 预测：“在美 国，围绕w e bs e r v i c e s 的专业服务市场将在2 0 0 6 年前达到7 1 美元，年增长 率将达到1 1 6 ”【i j 。 为什么w e bs e r v i c e s 被如此看重，主要在于w e bs e r v i c e s 的出现和应用 将会改变现有的软件产业乃至整个互联网的应用模式。w e bs e r v i c e s 作为新 兴的，一种依赖于i n t e r n e t ，为用户或其他的w e bs e r v i c e s 提供单一服务功 能的组件，w e bs e r v i c e s 很好地解决了企业当前面临的多系统集成难的问题， 通过使用注册中心这一方式使系统集成变成一种动态的行为。w e bs e r v i c e s 是一项比较复杂的技术，它建立在其它多项相关技术基础上。首先w e b s e r v i c e s 使用了x m l 作为最底层的数据传输格式，这样使得它具有x m l 的 一切优点。在应用层上，w e bs e r v i c e s 使用了s o a p 协议，该协议以x m l 为基础，它解决了w e bs e r v i c e s 的远程调用的问题。最后，w e b 服务采用 w s d l 进行统一地服务描述。然而一个现成的、bs e r v i c e s 怎样被所需要的 企业或者合作伙伴发现并利用呢? 这就是w e bs e r v i c e s 集成的关键技术，也 是w e bs e r v i c e s 发展所必须解决的首要问题。针对这个挑战，技术领域和商 业领域的领导者组成的开发小组开发了统一描述、发现与集成协议( u d d i ) 标准【4 “。通过u d d i ，全球的企业能够使用一个全球性的商业注册中心，通 过i n t e r n e t 交互，很容易的发现彼此，以实现信息的共享。 在w e bs e r v i c e s 架构中，u d d i 是一项最重要的技术，也是整个架构的 核心，所以要研究w 曲s e r v i c e s ，很重要的方面就是要研究u d d i 。该技术 最主要的思想是引入一个注册中心的概念，通过注册中心把服务的提供者和 服务请求者联系起来。这样服务的提供者和请求者之间就属于一种松散的链 接，很方便实现改变调用关系，也就是说，实现了集成的动态性。 武汉理工大学硕士学位论文 总而言之，w e b 服务是一项新兴的技术。w e b 服务的框架结构和公共的 商业注册中心，使全球范围内的采购商、供应商和交易市场以最低的代价共 享信息、连接彼此的w e b 服务，支持各种贸易标准，从而决定w e b 服务是 一项发展很快的、成功的技术，w e b 服务将成为未来软件的存在形态，软件 业的主导。随着w e b 服务技术被不断的了解和接受，将有越来越多的企业 采纳它作为系统集成的方式。随之将会出现一大批私有的和公有的u d d i 注 册中心。从而让更多的企业真正地实现电子商务化，实现贸易的全球化1 4 ”。 1 2 国内外研究现状 当我们面对具有数千甚至数百万个w e b 服务的软件系统时，将面临以 下的严峻挑战： 发现w e b 服务； 按照某种方式的分类信息： 对本地化的影响； 对专用技术的影响以及保障发现机制的互操作性； 当应用依赖于某项w e b 服务，在运行时与该发现机制进行交互。 u d d i 的出现正是为了应对这些挑战。为了解决这些问题。许多公司， 其中包括m i c r o s o f t 、i b m 、s u n 、o r a c l e 、c o m p a q 、h p 、i n t e l 、s a p 以及 三百多家其他公司共同制定了一种基于开放式标准和非专用技术的规范。该 规范的b e t a 版于2 0 0 0 年1 2 月发布，正式产品于2 0 0 1 年5 月推出。它 是一个全球业务注册表，建立在多个运营商节点上，用户可以通过这些节点 免费搜索和发布信息。 u d d i 规范版本1 于2 0 0 0 年9 月正式发布，主要描述了标准的目标、基 本框架以及登录企业基本联系信息的目录结构【54 1 。2 0 0 1 年7 月发布的u d d i 规范版本2 ，增加了描述企业更多复杂信息的指南，比如企业可以描述自身 的部门结构和业务单元等等。此外在第2 版中还针对不同的行业，增添了查 找特定商品和服务的目录。新增了对外部分类法的支持( 也就是用户可以自 己定义自己使用的分类方法) 以及企业与企业之间的关联关系( 为集团企业 的注册奠定了基础) ，以及基于对等的复制功能。2 0 0 2 年7 月1 9 日，由2 2 0 家公司织成的社团发表了第3 个版本的u d d i 协议m 】。最新版本的u d d i 提供多项新的特性，解决正在进行的w e b 服务开发中的重要领域内的问题。 其中包括改进的安全特性、企业用户能够自动接收u d d i 注册内容更新或改 武汉理工大学硕士学位论文 变后的信息以及为进一步改进工具而对a p i 进行的各种改进。最大的改进是 一项称之为“多注册拓扑”( m u l t i r e g i s t r yt o p o l o g i e s ) ，这项技术能够允许企 业利用内部u d d i 索引将目录内容向公用u d d i 目录或彳亍业标准u d d i 目录 移植。 u d d l 基于现成的标准，例如可扩展标记语言x m l 和简单对象访问协 议s o a p 。u d d i 的所有兼容实现都支持u d d i 规范。公共规范是机构成员 在开放的、兼容并蓄的过程种开发出来的，目的在于先生成并实现这个规范 的三个连续版本，之后再把将来开发得到的成果的所有权移交给一个独立的 标准组织。通过w e b 服务这种基础结构，现在就能够以一种通用的、与供 应商完全无关的方式找到有关w e b 服务数据，而且数据一致并且可靠。使 用可扩展的分类系统和标识，用户可以进行精确的分类查询。运行时u d d i 可以被合并到应用程序中去，从而大大繁荣了w e b 服务软件环境。 微软、i b m 以及a r i b a 在五年前提出了u d d i 这项索引技术，并且分别 构建了公共u d d i 注册中心【4 ”。他们的用意就是建立一套使用u d d i 规格的 在线数据库，来帮助企业寻找基于网络的软件服务。理论上，在这个数据库 里注册过的公司可将此系统当作y a h o o 的商业服务版。u d d i 技术虽然在开 发人员中得到了广泛的流传和应用，但是由于它目前存在的一些问题，并没 有在商业用途中起到很大的作用。目前己经有5 0 0 0 多家企业在u d d i 商业 注册中心注册，但有大多数己注册的企业只是在白页部分登记了企业名称、 地址等联系信息，少数企业在黄页部分登记了企业类别、所从事业务以及计 划提供的w 曲服务，极少数企业登记过绿页信息，也就是说u d d i 目前其 实并没有真正意义上的实现互联网服务。所以说u d d i 还只是一个信息标准， 没有多少可供实际使用的w e b 服务，它仍不足以让企业找到它们所需要的 供应商的所有信息。 至今为止，除了i b m 、m i c r o s o f t 等几家大型企业建立自己u d d i 公有 注册中心外。大多数的企业还没有真正的去应用它；而且由于公有的u d d i 注册中心也有它一定的弊病，私有u d d i 注册中心呼之欲出，私有u d d i 注 册中心将很好地解决现有公共u d d i 注册中心的不足。 1 3 课题来源 如今企业涉足电子商务，网上交易已经是大势所趋，无论是平台供应 商、解决方案供应商、技术供应商，还是服务提供商纷纷在自己的平台、解 武汉理工大学硕士学位论文 决方案以及服务中加入w e bs e r v i c e s 。但正如前面提到的公有的u d d i 注册 中心由于本身的弊病，使得它并不能现实的需要，而这只有依靠私有u d d i 注册中心来弥补。当公有u d d i 注册中心逐步完善后，再从私有的u d d i 注 册中心过渡到公有u d d i 注册中心。本论文正是围绕着私有u d d i 注册中心 的建立与研究提出的。 本课题来源于湖北省自然科学基金项目电子商务抗抵赖和在线支付协 议的研究，通过私有u d d i 注册中心的建立，服务的查找和发布操作很好 的解决了该项目中在线支付电子商务原型系统中的w e bs e r v i c e s 的统一描 述、发现和集成以及安全信任问题。 1 4 论文的研究内容 本论文主要针对目前私有u d d i 的前景和企业内部的需求，开发一套电 子商务环境下、具有较强实用性的私有u d d i 注册中心和相应的u d d i 程序 员a p i ，并实现企业的系统集成。私有u d d i 注册中心主要实现三个功能： 1 ) 基于数字证书的身份认证；2 ) 基于信任服务的服务发布；3 ) 基于信任服 务的服务查询。各章节的内容如下： 本文第二章首先给出了w e bs e r v i c e s 的定义，然后详细的讨论了w e b s e r v i c e s 的体系结构。然后在此基础上分析了w e bs e r v i c e s 的协议栈和w 曲 s e r v i c e s 的交互模型。重点介绍了协议栈的几个主要协议x m l 、s o a p 、 w s d l 和u d d i 等内容。 在第三章中，详细的分析了用于统一发布、查询w 曲服务的u d d i 规 范。u d d i 规范是w e bs e r v i c e s 架构的核心协议。该章的内容包括u d d i 注 册中心的核心技术、数据模型与信息描述以及u d d i 的注册服务a p i 等等。 第四章分析了现在u d d i 的不足之处，并在此基础上介绍了本人的创新 工作，设计了一个基于可信任服务的t r u s t u d d i 注册中心模型。在原型的设 计中，定义了注册中心的数据类型、执行流程以及对相应的模块分析设计。 第五章介绍了系统运行的理想数据库基于l d a p 协议的目录数据 库，并对私有u d d i 注册中心系统进行代码实现。 第六章是全文的总结，介绍了本论文的创新点和未来工作的期望。 武汉理工大学硕士学位论文 第2 章w e bs e r v i c e s 概述 2 1w e bs e r v i c e s 概述 2 1 ，1w e bs e r v i c e s 的定义 w 曲s e r v i c e s 是通过i n t e m e t 标准技术传递的、松散耦合的软件组件， 它是自包含、自描述、规模化的应用，可以被发布、定位，并通过w e b 调 用，是一种组件服务【j7 1 。实现一个完整的w e bs e r v i c e s 体系需要一系列的协 议规范来支撑。这些标准( 或协议) 包括：超文本传输协议( h t t p ) 、简单 对象访问协议( s o a p ) 、可扩展标记语言( x m l ) 、网络服务描述( w s d l ) 、 统一描述、发现和集成规范( u d d i ) 以及w e b 服务工作流语言( w s f l ) 等。 w e bs e r v i c e s 是一个应用程序，是封装成单个实体并发布到网络上提供 了a p i 以供其他程序使用的集合，是在i n t e r n e t 上进行分布式计算的基本构 造块。w e bs e r v i c e s 可以用u r l 定位的资源，希望使用它的用户可以在不知 道它如何被实现的情况下调用它以得到期望使用的功能。w e bs e r v i c e s 完全 基于x m l 、x s d 等独立于平台、独立于软件供应商的标准，是创建可互操 作的、分布式应用程序的新平台。w e bs e r v i c e s 技术的主要目标是在各种异 构的平台的基础之上构筑一个通用的与平台无关、语言无关的技术层，各种 应用依靠这个技术层来实施彼此的连接和集成。 2 1 2w e bs e r v i c e s 的特点【4 2 1 1 4 6 从外部使用者的角度而言，w e b 服务是一种部署在w e b 上的对象组件， 它有完好的封装性，使用者只需要知道接口的描述，也就是服务实现的功能， 而不必去关心怎么样实现它。对于w e bs e r v i c e s 的调用既可以是静态的绑定， 也可以是动态的绑定。服务的使用者通过服务的描述文档来绑定和调用自己 所需要的服务，只要w e bs e r v i c e s 的调用接口不变，服务的任何变动对使用 者来说是透明的。其次由于几乎所有的供应商都支持s o a p 协议，当任何的 w e bs e r v i c e s 在与其他的w e bs e r v i c e s 进行交互的时候就避免在c o r b a 、 武汉理工大学硕士学位论文 d c o m 之间麻烦的转换；第三由于w e bs e r v i c e s 接口并不复杂，因此许多厂 商提供大量的免费工具来快速生成和部署w e bs e r v i c e s 。另外w e bs e r v i c e s 的许多规范都是由w 3 c 来发布和维护，其使用的协议规范都是开放的、免 费使用的，从而保证了协议的规范性。相对与一般的对象来说，w e bs e r v i c e s 规范更加简单、易于理解。w 曲s e r v i c e s 屏蔽了平台差异，无论是c o r b a 、 d c o m 或e j b 都可以通过这种协议来进行操作，开发者更无需更改其开发 环境，便可以使用任何的语言来编写w e bs e r v i c e s ，实现在当前环境下的最 高可集成性。最后市场上现在很多的软件重用仅仅限于代码，数据不能重用； 而w e bs e r v i c e 正能克服这个不足，在允许重用代码的同时，可以重用代码 背后的数据。使用w e bs e r v i c e ，只需要直接调用远端的w e bs e r v i c e 就可以 了。w e bs e r v i c e 的提供商可以按时间或使用次数来对这项服务进行收费。 通过w e bs e r v i c e 可以把多个应用程序的功能集成起来，给用户提供方便。 总之，以w e b 服务方式提供现有应用程序，可以构建新的、更加强大 的应用程序，并利用w e b 服务作为构造块。w e bs e r v i c e 可以单独或同其他 的w e bs e r v i c e s 一起用于实现复杂的商业交易。在未来的日子里许多应用程 序都会利用w e bs e r v i c e ，把当前基于组件的应用程序结构扩展为组件w e b s e r v i c e 的混合结构，可以在应用程序中使用第三方的w e bs e r v i c e 提供的 功能，也可以把自己的应用程序功能通过w e bs e r v i c e 提供给别人。 2 2w e bs e r v i c e s 交互模型 w e bs e r v i c e s 的体系结构( s o a ) 由协议栈、角色和相关操作组成。其中协 议栈包括基本的协议：h t t p 、s o a p 、w s d l 、u d d i 和w s f l 等。w e bs e r v i c e s 的体系结构是基于三种基本角色服务提供者( s e r v i c ep r o v i d e r ) 、服务请 求者( s e r v i c er e q u e s t o r ) 和服务注册中心( s e r v c i er e g i s t r y ) 之间的交 互，交互涉及到发布( p u b l i s h ) 、查找( f i n d ) 和绑定( b i n d ) 等操作。这 些角色和操作一起作用于w e bs e r v i c e s 构件：w e bs e r v i c e s 软件模块及其描 述。图2 1 显示了三个角色之间相互作用以及涉及到的发布、查询和访问操 作。 2 2 1 角色 w e bs e r v i c e s 体系结构中的角色包括如下： 武汉理工大学硕士学位论文 绑定发布 图2 1 w e bs e r v i c e s 体系交互模型 服务提供者( s e r v i c ep r o v i d e r ) ：它是提供服务的实体，也是 容纳被访问服务的平台。他们发布自己的服务，并对使用自 身服务的请求进行响应。 服务请求者( s e r v i c er e q u e s t e r ) ：它是一个寻求满足特定服 务功能的企业，也是寻找并调用服务的应用程序。服务请求 者角色可以是浏览器，由人来控制，也可以是一个没有用户 界面的程序( 另外一个w e b 应用程序) 来实现。 服务注册库( s e r v i c eb r o k e r ) ：它是服务提供者发布他们的 服务描述的中心。服务请求者在服务注册库查找服务并且获 得服务的绑定信息( 包含在服务描述中) 。当然服务提供者也 可以不通过服务注册库，而直接的把服务描述发送给服务的 请求者。也就是说服务请求者可以从除服务注册库外其他的 地方获得所需要的服务描述。例如：w e b 站点、f t p 站点等 等。 u d d i 发布中心就是一个服务注册库，提供对服务的注册管理， 以及服务的查询。 2 2 2 行为 w e bs e r v i c e s 的中心思想就是发布、查找与绑定。服务提供者提 供服务，同时为用户查询及调用此服务提供方便。这就需要在服务 注册库中发布自己的服务信息，包括服务的相关描述和调用接口。 武汉理工大学硕士学位论文 服务请求者首先到注册库去查找，并根据找到的注册信息得到服务 接口和提供服务的位置，使用服务。 发布( p u b l i s h ) ：通过发布服务描述来实现服务的可访问性， 服务请求者可以查找到它。对于发布服务描述的位置则是取 决于应用程序的需求。 查找( f i n d ) ：通过查找操作，服务请求者可以直接搜索到所 需的服务描述，或者通过服务注册库查询到服务类型。服务 请求者主要在程序设计阶段和运行阶段使用查找操作。在程 序设计阶段，主要通过查找来获得服务的接口描述；在运行 阶段，则是使用查找来检索服务的绑定和位置信息。 绑定( b i n d ) ：通过绑定操作，服务请求者来实现定位、连接 和调用w e b 服务，从而调用或启动与服务的交互。 发布服务描述、查询服务描述、绑定和调用服务是使用w e b s e r v i c e s 必须的三个操作。它们可以单独使用，也可以交替、重复的 使用。另外还有服务( s e r v i c e ) 、服务描述( s e r v i c ed e s c r i p t i o n ) 两 个行为。所有的行为、角色共同的构成了w e bs e r v i c e s 体系架构。 2 3w e bs e r v i c e s 的协议栈 为了实现发布、发现和绑定操作，必须要有一个w e bs e r v i c e s 堆栈来容 纳各层的标准。图2 - 2 w e bs e r v i c e s 的协议栈。上一层使用下一层所提供的 功能，最右边的垂直的方框是每一层都必须考虑的内容，左边的文字表示的 是使用于堆栈中各层的标准化的技术协议。 w s f l s t a t i c u d d i d i r e c t u d d i w s d l s o a p x m ls c h e m a x m l h r r p 、f t p 、m q 、 s m t p 、c o r b a s e r v i c ef l o w s e r v i c ed i s c o v e r y s e r v i c ep u b l i c a t i o n s e r v i c ed e s c r i p t i o n x m l - b a s e d m e s s a g m g d a t am o d e l i n g d a t ap r e s e n t a t i o n t r a n s p o r t 图2 - 2 w e bs e r v i c e s 协议栈 n引吲u 几n=二h 武汉理工大学硕士学位论文 图2 2 楚的表示出了w e bs e r v i c e s 的各层协议及其相关的功能。它一共 包括网络传输层、数据表现层、数据模型层、基于x m l 的消息层、服务描 述层、服务发布层、服务发现层和服务工作流层等八层协议来实现一个完整 的w e bs e r v i c e s 体系。下面是w e bs e r v i c e s 协议栈的几个协议的简要介绍。 2 3 1 超文本传输协议( h t t p ) w e bs e r v i c e s 协议栈的基础是网络传输层，w e bs e r v i c e s 要被服务请求 者调用，就必须是可以通过网络访问的。i n t e r n e t 上可以访问的w e bs e r v i c e s 使用已普遍部署的网络协议。由于h t t p ( h y p e r t e x tt r a n s f e rp r o t o c 0 1 ) 在 各个平台上得到了很好的实现，所以它已经成为w e bs e r v i c e s 的网络传输层 所使用的标准网络协议。而且它也可以使用s m t p ( 用于电子邮件) 和f t p 协议( 文件传输) 。对于内部网络来说还可以使用w e b s p h e r e 和c o r b a 等 中间件作为传输交互的基础结构。 2 3 2 可扩展的标记语言( x m l ) 可扩展的标记语言x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ) 是w e b 服务平 台中表示数据的基本格式。文本标记语言h t m l ( h y p e rt e x tm a r k u p l a n g u a g e ) 是一种静态的页面表现机制，只定义了一套固定的标记，仅仅涉 及了简单页面文档及其相关媒体数据的存储与传输。如果标记语言中没有所 需的标记，用户就无能为力了。x m l 是一种元标记语言，用户可以定义自 己所需要的标记，那么相对h t m l 来说就能更多的反映文档的内容和逻辑 结构信息。 除了易于建立和易于分析外，x m l 主要的优点在于它既与平台无关， 又与厂商无关。x m l 是w 3 c 制定的一组规范，以便于软件开发入员在网页 上组织信息，满足不断增长的网络应用需求同时确保网络交互具有良好的可 靠性与操作性。 x m l 语言主要具有自描述性、可扩展性、可校验性、层次结构、丰富 的链接定义、多样的样式表支持等特点。x m l 可以自定义标记、属性名、 描述法等，其主要包含三类元素：x m ls c h e m a ，可扩展样式语言x s l ( e x t e n s i b l es t y l e s h e e tl a n g u a g e ) 和可扩展链接语言x l l ( e x t e n s i b l el i n k l a n g u a g e ) 。x m ls c h e m a 规定了x m l 文件的逻辑结构，定义了x m l 文件 中的元素、元素属性以及属性间的关系；x s l 用于规定x m l 文档样式，能 武汉理工大学硕士学位论文 使浏览器改变文档的表示而不需与服务器交互通信；x l l 进一步扩展目前的 简单链接。 总之，x m l 适合在i n t e r n e t 的多点数据交换环境下使用，作为一种优秀 的商务信息交换技术。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。这些细节对实现互操作 性都很重要。w 3 c 制定的x m ls c h e m a s 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( x s d ) ，并给出了一种语言来扩展这套数据类 型。w e b 服务平台就是用x s d 来作为其数据类型系统的。当你用某种语言( 如 v b n e t 或c 社) 来构造一个w e b 服务时，为了符合w e b 服务标准，所有你使 用的数据类型都必须被转换为x s d 类型。 2 33 简单对象访问协议( s o a p ) 【5 3 】 将服务访问机制延伸到w e b 上是w e bs e r v i c e s 技术的关键。h t t p 和 x m l 都缺乏调用服务资源的能力，因此需要新的访问协议来完成w e b 上服 务的远程调用。s o a p 正是这样的一种协议。 s o a p ( s i m p l eo b i e c t a c c e s sp r o t o c a l ) 是在分散或分布式的环境中交换 信息的轻量级的协议，它提供了一种允许不同操作平台下的应用程序通过 h t t p 、x m l 等机制交互信息的方法，它完全继承了x