（计算机应用技术专业论文）web服务选择的研究——基于资源分配的web服务选择研究.pdf

摘要 摘要 随着w e b 服务技术的快速发展，网络上具有相同功能的w e b 服务越来越多，这些 w e b 服务的区别在于其q o s ( q u a l i t yo fs e r v i c e ) 的不同。用户在使用w e b 服务时，面临的 问题是如何从这些具有相同功能的w e b 服务中，选择出q o s 最满足自身要求的服务。 w e b 服务的提供者面临的问题是在w e b 服务的激烈竞争中，如何在有限的系统资源下， 选择合适的请求，既保证请求的完成，又实现资源的最大化使用，实现系统收益最大化。 论文从提供者分配资源入手，研究用多维背包算法来解决在保证请求服务资源足够的情 况下，提供者资源使用达到最大化，并通过q o s 量化函数计算出请求者的收益，选择出 使请求者收益最大的服务。 论文中首先介绍了w e b 服务的相关知识内容，详细说明了论文中设计的w e b 服务 双向选择模型w s b s m o d e l ( w e bs e r v i c eb i d i r e c t i o n a ls e l e c t i o n - m o d e l ) 。该模型中包括七 个功能模块，分别是服务请求分类器，队列管理器，q o s 量化器，提供者选择请求器， 请求者选择服务器，w e b 服务器，w e b 服务评价器。论文中对各模块的功能和设计原理 进行了详细分析。 其次，介绍了根据论文中的模型实现的一个w e b 服务双向选择工作系统 w s b s w o , v e bs e r v i c eb i d i r e c t i o n a ls e l e c t i w o r k s y s t e m ) ，并介绍了该系统的开发环境、 数据库等内容的设计。论文中研究了一种基于离散二进制粒子群算法的多维背包问题求 解方法，并进行了分析和仿真实验。通过离散二进制粒子群算法与其它算法在资源最优 化分配、响应时间、迭代步数三个方面性能的比较，得出离散二进制粒子群算法的性能 是较好的，因此使用离散二进制粒子群算法来解决提供者资源分配问题。最后通过实验 结果证明了w e b 服务双向选择模型w s b s m o d e l 的可行性。 关键词：w e b 服务，服务选择，多维背包算法，w s b s m o d e l ，离散二进制粒子群算法 江南大学硕士学位论文 a b s t r a c t 蚴t h ef i e c t l yd e v e l o p m e n to f 俘每6s e r v i c e jt h ea m o u n to ft h ef 饴6s e r v i c e sw h i c h h a v et h es a m ef u n c t i o ni sg e t t i n gm o r ea n dm o r eo nt h ei n t e m e t ，t h ed i s t i n c t n e s sa m o n gt h e s e w e bs e r v i c e si st h ed i f f e r e n tq o s ( q u a l i t yo fs e r v i c e ) w h e nt h eu s e r sw a n tt ou s et h ew e b s e r v i c e ，t h e yc o n f r o n tw i t ht h ep r o b l e mi st h a th o wt os e l e c tas e r v i c ef r o mt h ew e bs e r v i c e s w i t ht h es a n ef u n c t i o n , q o so fw h i c hc a l lc o n t e n tt oh i sr e q u e s tb e s to fa 1 1 w i t ht h ef i e r c e l y c o m p e t i t i o ni nw b bs e r v i c e t h ew e bs e r v i c ep r o v i d e rc o n f r o n tw i t ht h ep r o b l e mi st h a th o w t os e l e c tt h ea p p r o p r i a t er e q u e s tt oe u s b r et h ea c c o m p l i s h m e n to f t h er e q u e s tu n d e rt h el i m i t e d s y s t e mr e s o u r c e ，a n da l s or e a l i z et h em o s ta d e q u a t e l yu s eo f t h ep r o v i d e sr e s o u r c e ，r e a l i z et h e m o s ti n c o m eo ft h es y s t e m t l l i sp a p e re n t e r so nt h ep r o v i d e rd i s t r i b u t i n gr e s o u r c e ，t h e m u l t i d i m e n s i o n a lk n a p s a c ka l g o r i t h mi sr e s e a r c h e dt os l o v et h ep r o b l e mo ft h em o s t a d e q u a t e l yu s eo ft h ep r o v i d e sr e s o u r c ew i t hi n s u r i n gt h ea d e q u a t er e s o u r c eo ft h er e q u e s t e d s e r v i c e 。a n dt h eq o sm e a s u r ef u n c t i o ni su s e dt oc a l c u l a t et h ei n c o m eo fr e q u e s t e r , a n d s e l e c tt h es e r v i c ew h i c hm a k et h em o s ti n c o m eo f t h eu i nt h i sp a p e r , f i r s t l y , t h ec o r r e l a t i v ek n o w l e d g eo fw e bs e r v i c ei si n t r o d u c e d ，s p e c i f yt h e w s b s - m o d e l ( w e bs e r v i c eb i d i r e c t i o n a ls e l e c t i o n - m o d e l ) d e s i g n e di nt h i sp a p e r n 坼 m o d e li n c l u d e ss e v e nf u n c t i o ne n g i n e s ，t h e ya r cs e r v i c er e q u e s ts o r te n g i n e ，q u e u em a n a g e e n g i n e ，q o sm e a s u r ee n g i n e ，p m v i d e rs e l e c tr e q u e s te n g i n e ，r e q u e s t e rs e l e c ts e r v i c e e n g i n e ，w 曲s e r v i c ee n g i n e ，w 曲s e r v i c ea p p r a i s ee n g i n e n f i m c t i o na n dt h ed e s i g n e l e m e n t so f e a c he n g i n ea r ea n a l y z e di nd e t a i l n e x tw s b s w ( w e bs e r v i c eb i d i r e c t i o n a ls e l e c t i o nw o r k s y s t e m ) w h i c hi sr e a l i z e d a c c o r d i n gt ow s b s - m o d e li nt h ep a p e ri si n 灯o d u c e d ，a n dt h ed e s i g no ft h ed e v e l o p e n v i r o n m e n t 、d a t a b a s eo fw s b s wi sa l s oi n t r o d u c e d t h ed i s c r e t eb i n a r yp a r t i c l es w a r m o p t i m i z a t i o na l g o r i t h mi sr e s e a r c h e dt os o l v et h em u l t i d i m e n s i o n a lk n a p s a c kp r o b l e mi nt h e p a p e r , t h ea n a l y s ea n dt h ee m u l a t i o n a le x p e r i m e n th a v eb e e nd o n e a c c o r d i n gt oc o m p a r et h e p e r f o r m a n c eb e t w e e nt h ed i s c r e t eb i n a r yp a r t i c l es w a r mo p t i m i z a t i o na i g o r i t h ma n do t h e r a l g o r i t h m si nr e s o u r c ed i s t r i b u t eo p t i m i z a t i o n 、r e p o u s et i m e 、t h en u m b e ro f t h ei t e r a f i v es t e p t h ec o n c l u s i o ni st h a tt h ep e r f o r m a n c eo ft h ed i s c r e t eb i n a r yp a r t i c l es w a r mo p t i m i z a t i o n a l g o r i t h m i sb e t t e rt h a no t h e ra l g o r i t h m s ，s ot h ed i s c r e t eb i n a r yp a r t i c l es w a r m o p t i m i z a t i o na l g o r i t h mi su s e dt os o l v et h em u l t i d i m e n s i o n a lk n a p s a c kp r o b l e m f i n a l l yt h e e x p e r i m e n tr e s u l tp r o v et h ef e a s i b i l i t yo f w s b s - m o d e l k e yw o r d s ：w e bs e r v i c e ，s e r v i c es e l e c t i o n , m u l t i d i m e n s i o n a lk n a p s a c ka l g o r i t h m , w s b s - m o d e l ( w e bs e r v i c eb i d i r e c t i o n a ls e l e e t i o n - m o d e l ) ，d i s c r e t eb i n a r yp a r t i c l es w a r m 0 p t i m i z a t i o na l g o d t h m 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 本人为获得江南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 签名：盔犏姿日期：p7 年6 月7 日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解江南大学有关保留、使用学位论文的规 定：江南大学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，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，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、 汇编学位论文，并且本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 签名：撒 第一章绪论 第一章绪论 1 1 引言 互联网技术的飞速发展，带来了w e b 服纠l 】的广泛应用。随着w e b 应用不断地在 i n t e m e t 上部署，w e b 服务也越来越多的用于处理各项事务，例如旅游管理，日程安排， 个人事务管理，电子交易等电子商务应用。 随着网络上服务数量和种类的增加，服务请求者选择服务的空间在增大，对于同一 种服务请求，可供选择的服务数量越来越多。对于服务请求者来说，希望能够选择在各 个方面都满足服务质量( q u a l i t yo f s e r v i c e ，q o s ) 要求的服务，比如在服务响应时间，可靠 性，服务价格等等方面。对于服务提供者来说，在接受请求者的要求时，需要综合考虑 请求的q o s 及自身的资源，以及所获得系统收益。 因此，如何在众多的服务中，选择最合适自身q o s 要求的服务，就成为服务请求者 需要解决的问题，提供者需要解决的问题是，如何选择合适的请求来实现自身资源的最 大利用并获得最大收益。 1 2 国内外研究现状 ( 1 ) w e b 服务组合技术 w e b 服务的组合就是多个w e b 服务通过某种机制协同工作，来实现一个应用目标， 满足用户的特定需求，包括企业应用的集成。w e b 服务在i n t e m e t 上提供了与平台和网 络无关的操作，一个用户可以在服务注册中心查找它需要使用的服务，然后从检索结果 中选择合适的服务来使用。当一个用户的服务需求不能被任何可用的服务满足时，通过 组合已有的w e b 服务有可能提供用户所需的服务。服务的组合增加了w e b 服务选择的 灵活性，可以为用户提供更高的价值。 服务组合过程可以分成服务发现、组合逻辑定义、组合逻辑说明、服务执行四个阶 段。 目前的w e b 服务组合【2 】有两种服务的组合模式：o r c h e s t r a t i o n 和c h o r e o g r a p h y 。w 曲 服务o r c h e s t r a t i o n 模式描述了w e b 服务交互的顺序，服务执行过程，服务的执行中有一 个中心点集中控制服务执行流程。o r c h e s t r a t i o n 模式监控服务组件的控制和数据流。w e b 服务c h o r e o g r a p h y 模式描述了服务组合的各方消息序列和相互之间的公共消息交互关 系，服务的执行过程中不存在集中式的服务进程控制点。c h o r e o g r a p h y 模式通过一个规 范详细说明服务组件如何协作以得到组合服务。 在复杂的分布式系统中，w e b 服务的组合增加了w e b 服务的重用性，向用户提供 了解决复杂应用的简单方法。但是由于网络环境和应用的复杂性，组合服务的各个部分 可能运行在不同的服务容器中，彼此位于不同的信任域，因此服务组合机制必须保证组 江南大学硕士学位论文 合服务的连通性、非功能的q o s 属性、正确性和可扩展性。只有保证服务的连通，才能 根据w e b 服务的输入输出消息进行推理、决定采用哪一个w e b 服务用于组合。另外组 合服务的开发者也需要保证时间性，可靠性、安全性等非功能q o s 属性。组合服务的正 确性需要通过验证服务组件的属性进行检验。最后由于组合出来的应用可能已相当复杂 的调用顺序来调用多个服务，因此w e b 服务的组合框架必须支持大量服务组件，具有可 扩展性。 由于i n t e m e t 上w e b 服务的发展很快，w e b 服务的数据也在急剧增加，并且w e b 服务的开发模型的多样化导致没有统一的方法来衡量w e b 服务。依靠人工分析w e b 服 务，手动的进行服务组合已远远不能满足需求。当前w e b 服务自动组合技术主要研究方 向是工作流技术( w o r k a o w ) 和人工智能规划( a ip l a n n i n g ) 。 b p e i m w s ( b u s i n e s sp r o c e s se x e c u t i o nl a n g u a g ef o rw e bs e r v i c e s ) 是一种x m l 格式 的语言，支持面向进程的服务组合【3 】。它由b e a 、i b m 、微软、s a p 、s i e b l e 开发，现 在由o a s i s ( o r g a n i z a t i o n f o r t h e a d v a n c e m e n t o f s t r u c t u r e d i n f o r m a t i o n s t a n d a r d s ) 标准化。 b p e l 中服务组合结果称为进程( p r o c e s s ) ，服务组件称为伙伴( p a r t n e r ) ，消息交换或中间 结果的传输称为活动( a c t i v i t y ) 。进程由一组活动构成，它通过w s d l 提供接口。伙伴间 的消息交换可以由最基本的活动定义，包括顺序、分支、循环、并发等关系结构。组合 服务的开发人员可以把w s c o o r d i n a t i o n 和w s t r a n s a c t i o n 与b p e l 结合使用向w e b 服 务组件提供可靠的、事务性的协作。 w s - c d l ( w e bs e r v i c e sc h o r e o g r a p h yd e s c r i p t i o nl a n g u a g e ) 是一个x m l 规范，致力 于在w e b 服务参与方间组织可互操作的、长期运行的、端对端的协作。它描述了在所 有w e b 服务参与方间的可见消息交换行为。它与实现w e b 服务的平台和编程语言无关。 w s - c d l 以c h o r e o g r a p h y 模式用于端对端间的协作建模。c h o r e o g r a p h y 使用交互和 活动来描述w s d l 中的w e b 服务双方消息交换，支持异常和异常处理。在参与方之间 交换的消息必须含有变量( v a r i a b l e s ) 和令牌( t o k e n s ) 标签，用于说明消息交换如何发生， 在何处发生。活动实现实际发生的交互工作，其结果就是完成消息交换。w s c d l 的控 制结构比较简单，包括顺序、并发、选择。活动问的同步可以通过w o r k u n i t 标签来定 义活动继续下去的防护条件。w s c d l 的目的是将各个参与方的“控制域”内部流程与 它们间的公共流程区分开来。 b p e l 和w s - c d l 描述服务组合的结果一一确定组合服务的构成( 参与方) 、参与模 式、服务组件执行的逻辑和时序、服务组件的行为。通常它们描述的服务组合结果可以 由执行器或者是组合服务参与方来完成。 语义w e b ( s e m a t i cw e b ) 使得w e b 资源可以根据内容来访问，o w l s 和 r d f ( r e s o u r e ed e s c r i p t i o nf r a m e w o r k ) 提供了一组结构描述机器可以理解的本体和标记 信息 4 1 。o w l s 是一个服务本体，它使得服务的自动发现、调用、组合、互操作和运行 监控成为可能。 o w l s 是一种形式化的语言和本体，使用o w l s 标记w e b 服务的语义信息，能 2 第一章绪论 够通过o w l s 推理机找到合适的w e b 服务组件，从而使w e b 服务能够进行自动发现和 交互。并且o w l - s 为w e b 服务规范增加形式化的内容描述以及关于交互和能力的推理 功能。o w l s a j d d i 匹配器( m a t c h m a k e r ) 使用o w l - s 进行服务的发现和选择。 w e b 服务的描述信息由o w l - s u d d i 翻译器转化成u d d i 的格式保存在注册中心。 当匹配器通过通信模块收到信息查询( i n f o r m a t i o ni n q u i r e s ) 或服务能力请求( r e q u e s tf o r c a p a b i l i t i e s ) 时，匹配器将信息查询请求通过o w l s u d d i 翻译器转发到u d d i 注册中 心，将服务能力请求发送到o w l - s 匹配引擎，由匹配引擎进行推理选择能力相符的w e b 服务。由于使用了o w l s ，对于w e b 服务的能力建立了语义描述，所以服务请求能够 在语义层得到准确的匹配。 o w l s 的使用提供了机器可以理解的信息，它促进了服务组合过程中服务的自动 发现和匹配。组合服务可以描述成多个子进程的序列，这样组合服务的目标就分解成多 个子目标，继续这一进程，使每个子目标能够利用o w l - s 自动找到合适的w e b 服务。 ( 2 ) 基于信任的普适计算服务选择 普适计算是把计算机嵌入到环境或日常工具中去，人们注重交付任务和得到结果， 至于任务的分解、处理过程并不被关心，或者说这一过程是透明的，让计算机本身注意 力重新回归到计算任务本身来，将物理空间与信息空间融合在一起。计算机网络的发展 为普适计算提供了一个动态的环境，设备之间不再是固定的协作关系，系统中的设备可 以随时添加和离去，因此无法指定一个任务由哪些设备来协同完成，这是紧密耦合的系 统中不会遇到的问题。 文献【5 】提出的基于信任的普适计算服务选择模型，以设备之间合作的先验知识为基 础，通过全面跟踪记录各个服务的质量，从多种角度( 直接和间接) 、动态地对服务的信 任程度进行全面合理的评估，最终在多个可选择的目标服务中，筛选出最符合用户要求 的服务。 ( 3 ) 基于p 2 p 网络的w e b 服务发现 文献【6 】提出将p 2 p 网络嵌入到w e b 应用服务器上，作为服务发现的网络基础。同 时通过内置于w e b 服务部署工具内的服务描述文件辅助生成工具，将服务的部署与服 务发布绑定起来，并设计了p 2 p 网络上的二阶段查询方法和两层搜索机制，由各个p e e r 上的查询代理和查询响应代理按查询方法和搜索机制来处理用户的查询操作。服务的描 述信息通过p 2 p 网络进行交换，借助于p 2 p 网络的自组织能力，将分布在各地的服务描 述信息汇集在一起，形成丰富的、可用性强的w e b 服务候选集。其中，第一阶段，是 基于关键字的粗略匹配，以此来缩小候选服务子集。第二阶段重点利用服务描述中的语 义信息，用逻辑推理系统对w e b 服务功能和用户目标描述进行精确的匹配。 ( 4 ) 基于a g e n t 的服务选择 a g e n t 技术是一种新兴的软件技术，它有机地结合了人工智能技术和分布式计算。 江南大学硕士学位论文 一般情况下，a g e n t 被理解为是可以根据人们提出的要求，主动地完成任务，在其工作 过程中不需要人们的干预，同时可以对外部环境的变化做出合理反应的软件川。 a g e n t 具有一下智能化特征： 自治性：a g e n t 不需要人或系统的干预就可以自主运行，能够主动地采取行动，对 自身行为和内部状态具有控制权。 感知性：a g e n t 能够感知周围环境的变化，并能依据自己的知识和决策依据做出适 当地反映。 社会性：a g e n t 之间能够进行高层次通讯，共享所持有的知识，组成一个有机的整 体，为用户完成复杂的任务。 能动性：a g e n t 不是简单的响应环境的变化，而是能够根据知识库中的信息，做出 决策。 由于a g e n t 具有智能化、分布式的优点，用a g e n t 技术来构建w e bs e r v i c e 模型中的 服务请求者和服务中介者之间的联系，可以确切地表达服务请求者对真正所需要信息的 需求、准确有效地寻找服务资源。文献 8 】提出了一个基于a g e n t 的面向服务选择的w e b s e r v i c e 框架，通过服务请求代理、中介代理、客户代理、服务代理，来进行服务的查找 和选择。文献【9 】中，提出根据w e b 服务的q o s 信息和a g e n t 技术在运行时进行w e b 服务的选择和绑定，建立的s o a 的结构和典型的s o a 结构一样，服务提供者通过w s d l 描述每个服务，服务注册中心除了u d d i 服务注册表功能外，增加了存放q o s 数据的 a g e n c y ，从而使服务a g e n t 可以共享数据和互相协作。服务消费者应用包括商业对象和 代理对象，作为服务a g e n t 的本地代理，服务消费者查询u d d i 注册表和a g e n c y ，然 后选择和绑定服务提供者。 1 3 选题意义 从国内外研究现状发现，当前w e b 服务的研究中，大多数工作是站在用户角度，旨 在研究如何去发现服务，如何去选择合适的请求，但究其原因，服务的提供者也是提供 更好、更可靠服务的主要因素。只有在提供者资源满足要求的情况下，才可能实现让用 户满意的服务。因此本文的模型中，用户发出请求后，服务提供者预先计算资源，在对 资源进行合理分配的情况下，再接受可满足的请求，这样就从根本上保证了服务的可靠 进行。但对于众多具有相同功能的服务，请求者还要根据喜好来做出一个决策，选择其 中使用户利益最大的服务。本文的模型中设计了提供者选择请求的方法和请求者选择服 务的方法，一方面从提供者角度上，保证了资源的最大化使用，另一方面从请求者角度， 选择出利益最大服务，保证了请求者的满意度。 1 4 论文的研究内容和结构 本文的主要工作是设计一个w e b 服务双向选择模型，来保证提供者和请求者双方 的利益。主要内容如下： 4 第一章绪论 ( 1 ) 从w e b 服务的定义、协议规范等方面来介绍w e b 服务的基础知识，并根据w e b 服务选择的研究现状和存在的问题来建立w e b 服务双向选择模型。 ( 2 ) 对w e b 服务双向选择模型中的模块和功能进行了详细的分析和叙述。 ( 3 ) 对模型中提供者请求选择中的多维背包问题运用了几种算法，并进行了分析和 比较。 ( 4 ) 使用j a v a 和s q ls e r v e r 2 0 0 0 实现了一个基于模型的平台，来验证模型的可行性。 文章结构如下： 第一章：绪论。如上所述，本章介绍了国内外研究现状及选题意义以及本文的研究 内容和论文结构。 第二章：w e b 服务概述。介绍了w e b 服务的特性、架构，主要协议标准x m l ，s o a p ， w s d l ，u d d i 。 第三章：w e b 服务双向选择模型。介绍了模型中包括的功能模块为服务请求分类器， 队列管理器，q o s 量化器，服务选择器，请求者选择服务器，w e b 服务评价器，并详细 叙述了各模块的功能和设计原理。 第四章：w e b 服务双向选择模型的实现。根据模型设计思想，开发了一个w s b s w 平台，来验证模型的可行性。详细叙述了平台的开发环境，各模块的数据库设计和类库 设计，并设计将离散二进制粒子群算法用于本文模型的服务请求选择器中，来解决多维 背包问题。通过分析和仿真实验，根据离散二进制粒子群算法与其他常用算法在资源最 优化分配、响应时间、迭代步数三个方面的性能比较，得出离散二进制粒子群算法的性 能是较好的，因此使用离散二进制粒子群算法来解决提供者资源分配问题。最后通过运 行系统时的结果证明了w e b 服务双向选择模型的可行性。 第五章；总结和展望。本章是对论文所做工作的完整总结，提出了进一步研究探索 的方向。 5 江南大学硕士学位论文 第二章w e b 服务概述 随着i n t e n l e t 和w e b 应用的不断发展，w e b 计算环境中的各种应用的开发环境不 同，部署平台不同，通信协议也可能不同。在i n m m e t 环境下，如何使这些系统能够无缝进 行通信和共享数据，实现信息共享交换，就变得越来越重要。w e b 服务( w e bs e r v i c e ) 技 术正是针对这一问题的最佳解决方案。w e b 服务技术的主要目标就是在现有各种异构平 台的基础上，构筑一个通用的平台无关、语言无关的技术层，各种不同平台之上的应用依 靠这个技术层来实施彼此的连接和集成。从而让使用不同系统和不同编程语言的人们能 够相互交流和分享数据。 2 1 w e b 服务 从外部使用者的角度而言，w e b 服务是一种部署在w c b 上的对象组件，所有应用 只需能够接入到h l t c m c t 中，就可以使用和集成w e b 服务【i o 】。w e b 服务具备以下特征： ( 1 ) 完好的封装性：w e b 服务是一种部署在w e b 上的对象，因此具备对象的良好封 装性。对于使用者而言，能且仅能看到该对象提供的功能列表。 f 2 ) 松教耦合：这一特征也是源于对象组件技术，当一个w c b 服务的实现发生变 更的时候，调用者是不会感到这一点的。对于调用者来说，只要w e b 服务的调用界面 不变，w e b 服务实现的任何变更都是透明的，甚至是当w e b 服务的实现平台从j 2 e e 迁 移到n e t 或者是相反的迁移流程，用户都可以对此一无所知。对于松散耦合来说，尤 其是在i n t e m e t 环境下的w e b 服务而言，需要有一种适合m t e r n e t 环境的消息交换协议。 而x m u s o a p 正是目前最为适合的消息交换协议。 ( 3 ) 使用协约的规范性：这一特征从对象而来，但相比一般对象，其界面规范更加 规范化和易于机器理解。 ( 4 ) 使用标准协议规范：作为w c b 服务，其所有公共的协约完全需要使用开放的标 准协议进行描述、传输和交换。 ( 5 ) 高度可集成能力：由于w e b 服务采取简单的、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。 w e b 服务技术是为解决在m t e m e t 环境下，松散耦合的w e b 服务之间进行互相调用、 互相集成而设计的技术框架。以沮俗o a p ，w s d l u d d i 为主干的w e b 服务技术赋予 了w e b 服务一个与传统对象调用技术相似但又不太相同的体系架构。 在w e b 服务的体系架构中的角色包括三类： ( 1 ) 服务提供者：服务提供者是提供最终w e b 服务的供应商，它实现了一个w e b 服务，并放置在在线服务器上供别人使用。 ( 2 ) 服务注册中心：服务注册中心是一个w e b 服务的注册地，汇集了很多在线的 w e b 服务，一般来说，服务提供者将w e b 服务安装到在线服务器之后，会将w e b 服务 6 第二章w e b 服务概述 ( 3 ) 服务请求者：服务请求者是指需要某种特定服务的企业或个人，是服务功能的 r 以；竺入 图2 - 1w e b 服务体系架构 w e b 服务体系架构中的三种基本操作： ( 1 ) 发布：服务提供者对服务进行一定的描述并发布到服务注艇中心。 ( 2 ) 查找：查找就是指服务注册中心中的服务如何能够被服务请求者发现。注册服务 器需要提供规范接口来接受服务请求者的查询请求。 ( 3 ) 绑定；它是指如何实现对服务的调用。在绑定操作中，注册服务器反馈给服务请 求者所请求服务的详细要求，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。 w e bs e r v i c e 是一个面向服务的环境，从体系架构上看，服务提供者、服务注册中 心、服务请求者通过三种基本操作有机的联结在一起协同工作。三种基本操作用w e b s e r v i c e 技术组件来实现。构筑w e b 服务技术的主要成员有“l 、x m ls c h e m a 、s o a p 、 w s d l 和u d d i ，它们都是基于) 0 v l l 技术的。可扩展标记语言) 0 儿s c h e m a 是w e b 服务领域内数据的核心建模技术，为在不同系统( w e b 服务) 之间交换数据提供了一个核 心的数据建模工具。简单对象访问协议s o a p 为在不同系统之间实施平台无关的交互定 义了一套基本的元规则，s o a p 是w e b 服务体系中服务交互的基础架构，为在一个松散 的、分布的环境中使用x m l 对等地交换结构化的、类型化的信息提供了一个简单且轻 ， 江南大学硕士学位论文 量级的机制。w e b 服务描述语言w s d l 则是描述w e b 服务界面的基本工具，依靠w s d l ， w e b 服务的交互界面就能够被系统自动处理【1 。统一描述、发现、和集成规范u d d i 则是在动态服务集成解决方案中的首次尝试。这组技术使得底层平台对应用交互透明。 发布服务使用u d d i ，查找使用u d d i 和w s d l 的组合，绑定服务使用w s d l 和s o a p 。 数据交换和表示的标准语言x m l 与u d d i 、w s d l 、s o a p 标准实现w e bs e r v i c e 。 2 2 x m l 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 ，可扩展标记语言) 1 刁是w b d dm d ew e b c o n s o r t i u m 制定的作为i r l 钯m e t 上数据交换和表示的标准语言，是一个允许用户自己定 义自己的元语言，特别适合在i n t e m e t 环境下的多点数据交换环境下使用。x m l 把数据 序列转化成一个可以传递的形式，使得它能够容易地在任何平台上被解码，对于简化企 业之间的商业数据交换起到了很大作用【1 0 1 。 x m l 是一种自描述的数据共享机制。主要特点有： ( 1 ) 自描述性：这个特性使差异性可以存在，计算机可以在没有人为干涉的情况下， 理解数据的含义。 ( 2 ) 可扩展性：文档通过d t d 来定义文档结构，使其它信息系统自动了解文档的内 容。 ( 3 ) 分层结构：这样保证了信息的层次性。 ( 4 ) 丰富的链接定义：x m l 提供各种不同链接。 ( 5 ) 多样的样式表支持：x m l 把数据内容与它们的表现形式分开，这样既可以只关 心数据的逻辑结构，也可以通过样式表来格式化数据表现。 自x m l 技术被引入到b 2 b 电子商务应用中后，人们发现在b 2 b 电子商务应用环 境中，x m l 的确是一个非常优秀而且极为适合的技术。x m l 作为基于i n t e m e t 环境多 点数据交换的最佳技术，完全适合在b 2 b 电子商务环境中的多个企业膻用之间交换各 类商务信息，提高商务运转的效率，获得更多的商务机会。下面是一个x m l 描述天气 预报的实例： m a r c h2 9 ，2 0 0 7 o s ：o o s h e n z h e m c i t y c m a n g d o n g c h i n a s u n n y s k i e s 8 第二章w e b 服务概述 s w 2 | 喇e 铷崎r e p o r t 在实例中，可以读出如下信息：2 0 0 7 年3 月2 9 日，0 8 ：0 0 ，中国广东省深圳市的天气 预报：晴天，3 0 摄氏度，西南风2 级。 2 3 s o a p 使用x m l 来描述商务信息，使得各种b 2 b 应用在数据层上获得了开放集成的能力。 然而从技术的角度看，这仅仅完成了应用领域中最低层次的集成：数据层集成。集成的 双方必须就数据之外的系统细节达成一致，必须了解对方的接收方式、使用的网络协议、 提供的访问入口以及安全性要求等，在模块层、应用层仍然停留在一个不利于集成的阶 段。 正是为了解决模块层能够以一种开放的、自说明的、统一的方式进行集成和交互， i b m 、m i c r o s o f t 、d e v e l o p m e n t o r 等公司协作制定了s i i i l p l eo b j e c t a c c e s s p r o t o c o l ( s o a p ) | 10 】规范。s o a p 是在x m l 基础上定义的，完全继承了x m l 的开放性和 描述可扩展性。后来发展的s o a p l 2 【1 3 1 为在一个松散的、分布的环境中使用x m l 对等 地交换结构化和类型化的信息提供了一个简单且轻量级的机制。s o a p 本身并不定义任 何应用语义，它只是定义了一种简单的机制，通过一个模块化的包装模型和对模型中特 定格式编码的数据的重编码机制来表示应用语义。s o a p 是平台独立的，它只是普通的 x m l t l 4 1 ，可以用于任何平台。 s o a p 由四个部分组成： ( 1 ) s o a pe n v e l o p e ( s o a p 信封) ：它构造定义了一个整体的表示框架，可用于表示在 消息( m e s s a g e ) 中的是什么，谁应当处理它，以及这是可选的还是强制的( 可选的就是可 以由目标应用程序自己选择是否处理，而强制则表明必须处理，如果无法处理则需要返 回错误) 。 ( 2 ) s o a pe n c o d i n gr u l e s ( s o a p 编码规则) ：定义了一个数据的编序机制，通过这样一 个编序机制来定义应用程序中需要使用的数据类型，并可用于交换由这些应用程序定义 的数据类型所衍生的实例。 ( 3 ) s o a pr p cr e p r e s e n t a t i o n ( s o a p r p c 表示) ：定义了一个用于表示远端过程调用 和响应的约定。 ( 4 ) s o a pb i n g d i n g ( s o a p 绑定) ：定义了一个使用底层传输协议来完成在结点间交 换s o a p 信封的约定。 s o a p 消息的封装模型如图2 - 2 所示。 9 扛南大学硕士学位论文 图2 - 2s o a p 消息的封装模型 在s o a p 规范中还定义了两种s o a p 绑定( b i n d i n g ) ，用于描述s o a p 消息( m e s s a g e ) 如何通过带h t t p 扩展框架( h t l pe x t e n s i o nf r a m e w o r k ) 的h t l p 消息进行传输，或者是 如何通过不带h r r p 扩展框架的广r p 消息进行传输【”】。 2 4w s d l s o a p 是用来完成w e b 服务调用的，而w s d l ( w e bs e r v i c ed e s c r i p t i o nl a n g u a g e ) 1 6 】 则是用来描述如何使用s o a p 来调用w e b 服务的 9 1 。 w s d l 的主要作用和功能是为w e b 服务的描述提供了以下的说明性项目的能力： ( 1 ) w 曲服务可以识别的数据类型 ( 2 ) 消息模式 ( 3 ) w e b 服务使用的交换方法 ( 4 ) w 曲服务的位置 ( 5 ) 错误信息 ( 6 ) 标头信息 w s d l 是一种x m l a p p l i c a t i o n ，它将w e b 服务描述定义为一组服务访问点，客户 端可以通过这些服务访问点对包含面向文档信息或面向过程调用的服务进行访问。 w s d l 首先对访问的操作和访问时使用的请求响应消息进行抽象描述，然后将其绑定 到具体的传输协议和消息格式上，以最终定义具体部署的服务访问点。相关的具体部署 的服务访问点通过组合就成为抽象的w 曲服务。 第二章w e b 服务概述 w s d l 文档将w e b 服务定义为服务访问点或端口的集合。在w s d l 中，由于服务 访问点和消息的抽象定义己从具体的服务部署或数据格式绑定中分离出来，因此可以对 抽象定义进行再次使用。消息是指对交换数据的抽象描述，而端口类型指操作的抽象集 合。用于特定端口类型的具体协议和数据格式规范构成了可以再次使用的绑定。将w e b 访问地址与可再次使用的绑定相关联，可以定义一个端口，而端口的集合则定义为服务。 因此，w s d l 文档在w e b 服务的定义中使用下列元素： ( 1 ) t y p e s ：数据类型定义的容器，它使用某种类型系统 ( 2 ) m e s s a g e ：通信消息的数据结构的抽象类型化定义。使用t y p e s 所定义的类型来定 义整个消息的数据结构。 ( 3 ) o p e r a t i o n ：对服务中所支持的操作的抽象描述，一般单个o p e r a t i