（计算机软件与理论专业论文）基于web+service和p2p的分布式计算模型.pdf

南京邮电学院硕士研究生学位论文 摘要 摘要 随着信息的爆炸性增长，对计算机的存储能力提出了更高的要求。海量信息的存储 带来了另一个问题，信息怎么进行有效的处理。这就对计算机的计算能力提出更高的要 求。使用单一的大型机作为主机，依靠提高大型机的运算速度来获取更高的计算能力的 方法已经越来越难以有效的提高计算能力。分布式计算是能够有效提高计算能力的一个 途径。相对于前一种方法，这种方法以较低的代价获得更大的计算能力提高。 w e bs e r v i c e s 和p 2 p 计算是今年来发展起来的分布式计算理论。w e bs e r v i c e 技术 组件是一套开放的规范，它们要么是现有的因特网标准，要么是被广泛接受并正在通过 正常步骤成为标准的规范。w e bs e r v i c e s 在穿透防火墙、集成异构机器等方面有着显 然的优势。p 2 p 在收集p c 机的冗余计算能力方面比较方便。1 w e bs e r v i c e p 2 p 计算模型将w e bs e r v i c e s 和p 2 p 结合起来，使得新的分布式计算模型 有着w e bs e r v i c e s 的方便与p 2 p 收集p c 机的冗余计算能力。w e bs e r v i c e p 2 p 计算模 型中有两种实体。一种叫做计算接口，另一种叫做计算执行体。计算接口下辖数个计算 执行体，每个计算执行体属于且只属于一个计算接口。w e bs e r v i c e p 2 p 计算模型将整 个网络中的p c 机的冗余计算能力整合起来，形成一个虚拟的计算机，并向外界提供一个 w e bs e r v i c e s 南京邮电学院硕士研究生学位论文 摘要 a b s t r a c t t h es o c i e t yi sa ni n f o r m a t i o ns o c i e t y , al a r g eq u a n t i t yo f i n f o r m a t i o nn e e dt ob es t o r e d i nc o m p u t e r t h a tb r i n g sap r o b l e mt h a th o ww ep r o c e s st h ei n f o r m a t i o n t op r o c e s st h e i n f o r m a t i o n w en e e dt op r o d u c em o r ep o w e r f u lc o m p u t e r s b u tt h ep r o d u c t i o nc o n s u m e su s s om u c hr e s o u r c et h a tw ec a l l tg oo n i no r d e rt oe n h a n c ec o m p u t i n gc a p a b i l i t yo fo u r c o m p u t e r , s o m ed i s t r i b u t e dc o m p u t i n gm o d e l sh a v e b e e ns u g g e s t e d w j bs e r v i c ei so n eo ft h o s ed i s t r i b u t e dc o m p u t i n gm o d e l w i bs e r v i c ei sas u i to f o p e nc r i t e r i o nt h a tb a s e do ne x i s t i n gi n t e m e tp r o t o c 0 1 p 2 pi sl i k ew j bs e r v i c e s b u tp 2 ph a s a d v a n t a g eo nc o l l e c t i n gr e d u n d a n tc o m p u t i n gc a p a b i l i t yo fp c w b bs e r v i c e p 2 pc o m p u t i n gm o d e li sad i s t r i b u t e dc o m p u t i n gm o d e lb a s e do nw j b s e r v i c e sa n dp 2 et h i sm o d e li n c l u d e st w ot y p eo fe n t i t i e s ，0 n ei sn a m e da sc o m p u t i n g i n t e r f a c ea n dt h eo t h e ri sn a m e da sc o m p u t i n gp r o c e s s o lt h i sm o d e l s u p p l i e so n ew 曲s e r v i c e b yc o l l e c t t i n gr e d u n d a n tc o m p u t i n gc a p a b i l i t yo f p ci nt h ec o m p u t e rn e t w o r k 儿 南京邮电学院学位论文独创性声明 7 6 5 0 2 7 本人声明所呈交的学位论文是我个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 含为获得南京邮电学院或其它教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我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 明确的说明并表示了谢意。 研究生签名：日期： 南京邮电学院学位论文使用授权声明 南京邮电学院、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留 本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其 他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一 致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布 ( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权 南京邮电学院研究生部办理。 研究生签名：导师签名 日期： 南京邮电学院硕士研究生学位论文 第一章引言 第一章引言 1 1 研究动机 当今的社会是一个信息化、数字化的社会，以往用传统方式保存的文档、图片、影 音资料如今都被数字化，保存在电脑的硬盘上。传统方式存储的数据不仅有限而且很难 保存。在原始社会，人们根本就没有所谓的存储介质，重要的数据被记录在人脑里。可 以称得上是存储介质的也就是结绳记事里的绳子了。随着人的死亡或者绳子的消失，数 据也就丢失了。因此数据很难积累起来，也就没有因为数据太多而无法处理的情况了。 随着人类的进步，存储介质发展到纸，再到现在的计算机磁盘，有了长足的进步。数字 化使我们的保存资料一下子变得简单方便。正是如此导致我们所拥有的数据成爆炸性增 长。数据爆炸性增长导致对存储数据、处理数据能力的要求大大提高。虽然计算能力也 按照著名的摩尔定律快速增长，但是还是赶不上数据的爆炸性增长。怎么处理数据爆炸 性增长和计算能力的不足的矛盾呢? 有两种方式来解决这个矛盾。其一，生产计算能力 更强的大型计算机。其二，将计算机能力较差的小计算机组织起来形成计算能力较强的 虚拟大型机。分布式计算指的就是这种情况。随着计算能力的提高，机器对硬件、软件 的要求也越来越高，导致当运算能力提高到一定程度之后，对计算能力提高的投入越来 越高，而所获得的回报却越来越低。投入回报比成一种下降趋势，以至到后来所需要的 投入几乎不可接受。基于以上几种原因，人们越来越倾向于将计算机能力较差多得小计 算机通过各种协议集成起来形成具有可观运算能力的虚拟计算机。虽然具有强运算能力 的计算机供不应求，但是很多计算机却并没有充分发挥其作用，大量的计算能力被浪费， 大量的存储空间被闲置。大部分的企业网用于办公的个人计算机8 0 的计算能力及存储 空间都是被闲置的。假如这些资源被充分利用的话，将产生巨大的计算能力。 随着p c 机的性能不断提高，价钱不断下降，p c 已经变得越来越普及，网络也随之 普及。网络的普及催生了网络计算。但是由于基于分布式对象技术构建的各种应用系统 的独立性，造成彼此问功能调用与集成的不完全兼容和数据表示的相互独立，以及应用 系统跨多个网络域间防火墙的约束，使得基于分布式组件技术构建的应用系统问互操作 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 境下的资源共享问题。因此，如何解决松散耦合环境下网络化软件开发、应用和集成问 南京邮电学院硕士研究生学位论文 第一章引言 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。p 2 p 计算同样面临这个 问题。近年来，w e bs e r v i c e 技术发展迅速，它建立在广泛使用的h t t p 协议之上，采用x m l 来统一数据描述格式，使用s o a p ( 简单对象访问协议) 替代了传统的组件调用方式而且 基于x m l 的w e bs e r v i c e 表现为一系列的功能模块，并能够通过标准接口进行访问，为互 联网应用提供了一种共享数据和功能的有效方式，能够较好地解决异构应用之间松散偶 合环境下的互操作、集成和协作问题因此，基于x m l 的w e bs e r v i c e 技术f 在成为互联 网环境下异构应用之间互操作和集成，以及数据共享的主流中间件技术，成为国内外网络 软件技术研发的重要方向。结合p 2 p 在分布式计算中收集冗余资源的优势和w e bs e r v i c e 在集成异构计算机系统资源方面的优势而形成的新的应用模式，既可以充分利用网络中 的冗余资源，又可以将这些资源整合起来，以服务的形式公布出来供需要者调用。因此， 结合w e bs e r v i c e 和p 2 p 计算是一种非常有意义的研究。 1 2 研究现状 在上个世纪五六十年代，大型机在市场上处于主导地位，所有的企业信息系统都基于大 型机构建。这种集中式方法的优势在于比较简单，处理单一系统就可以满足所有的处理 需求，以及集中配置所有的资源等。但是从应用的角度来看，集中式计算存在的最大的 问题在于，大型计算机的价格是非常昂贵的设备并不是每个人都可以承受的。随着计算 机技术的发展，p c 机变得越来越普及，同时功能也越来越强大，但是它所承担的工作并 没有比以前更多。于是收集这些冗余的计算能力的问题越来越被人们所重视。近几十年 来，计算模型从早期的主机计算模型到客户机服务器模型再到客户网络。大量的分布 式计算模型( 客户网络模型) 被提出来，其中比较重要的有网格、p 2 p 等。 w e bs e r v i c e 和p 2 p 计算的结合是一件很有意义的研究，也有很多关于这个方面的 研究。f r a n c i s c of e r r e i r a 、c a r l o sj o s 6p e r e i r ad el u c e n a 和d a n i e ls c h w a b e 写的 ap e e r t o p e e rp l a t f o r mb a s e do ns e m a n t i cw e bs e r v i c e s 提出了一种关于p 2 p 与w e b s e r v i c e 结合的途径。他们提出一个基于w e bs e r v i c e 的p 2 p 平台。该平台被称为 e v e r y w a r e ，把基于各种平台的提供巨大计算能力的w e bs e r v i c e 统一起来，提出了一种 新的数据描述语言，以便这些w e bs e r v i c e 可以进行交互。e v e r y w a r e 平台是一个端到 端的w e bs e r v i c e 提供者的协调器。它与因特网上标准的w e bs e r v i c e 定义、组织标准 兼容。基于开发的标准，e v e r y w a r e 包含建立一个p 2 p 的s e r v i c e 网络的所有部分。该 平台中主要有两个基本组件：一个轻量级的w e bs e r v i c e 提供者和一个w e bs e r v i c e 协 南京邮电学院硕士研究生学位论文 第一章引言 调器。e v e r y w a r e 平台是对w e bs e r v i c e 进行协调以构成一个p 2 p 网络，与本论文提出 的协调独立的p c 机来形成一个独立的w e bs e r v i c e 的思想有异曲同工之妙。 d e n i sc a r o m e l a l e x a n d r ed ic o s t a n z o 和d e n n i sg a n n o n ，a l e k s a n d e rs l o m i n s k i 在异步的p e e r t o p e e r 的w e bs e r v i c e 网络与防火墙的关系方面做了大量的工作。1 。他们在 论文a s y n c h r o n o u sp e e r t o p e e r w e bs e r v i c e sa n df i r e w a l l s 中提出了一个基于j a v a 的 解决方法，很好的解决了异步的p e e r t o p e e r 的w e bs e r v i c e 网络穿过防火墙的稳定性问 题。并且对该解决方法进行了相关的测验。 c r i s t i n as c h m i d t 和m a n i s hp a r a s h a r 在论文ap e e r - t o p e e ra p p r o a c ht ow e bs e r v i c e d i s c o v e r y r 扣提出另外一种结合p 2 p 优势和w e bs e r v i c e 优势的途径。他们提出一种新的可升 级的、具有柔性的、健壮的w e bs e r v i c e 搜索方法【3 】。该论文提出一种基于p 2 p 的索引系统。 该系统利用p 2 p 存贮来构建大容量的、非中心化的、实时的搜索能力。该搜索系统支持复 杂查询，可以包含有关键字，也可以包含通配符。而且，该系统确保所有匹配一个查询的 数据元素都能在有限的消耗内被找到。还有很多其他关于w e bs e r v i c e 与p 2 p 结合的研究， 由于篇幅有限，就不在这里一一讨论了。 南京邮电学院硕士研究生学位论文第二章w e bs e r v i c e 技术 第二章w e bs e r v i c e 技术 2 1 什么是w e bs e r v i c e 技术 电子商务驱动了w e bs e r v i c e 技术的发展，而w e bs e r v i c e 技术的基石是网络、软件 开发( 诸如对象技术、组件技术) 、数据库等技术的融合，即可集成的、基于w e b 的对象 通过s o a p 消息实施的面向对象编程，能用w s d l ，s o a p 描述、包装原有的企业应用，以 发布企业的商务功能或商务数据。在w e bs e r v i c e 中，把软件和应用程序看作服务，具 体来说，w e bs e r v i c e 是一种用x m l 消息通过h t t p 协议来访问的w e b 组件接口，此接口 描述了一组可调用的应用，再通过服务接口远程调用各种应用的服务功。w e bs e r v i c e 为调用远端的服务对象提供了一整套规范，使用了开放的消息格式：w e bs e r v i c e 提出的 宗旨是希望每个应用程序都能以一个i n t e r n e t 上的服务出现，任何语言、组件和操作系 统都可使用或提供w e bs e r v i c e 接口，也即其应用不受环境限制，便于扩展：故w e b s e r v i c e 可集成己使用并经检验可靠的应用，为软件承前启后、规模化开发与使用及提 高效率提供一种方法，将成为一项重要技术。w e bs e r v i c e 应用有很多种类，主要有：面 向商业的w e bs e r v i c e ( 如商业合作和供应链服务、企业内部服务、信用授权、及时自动 生产应用等) ，面向客户的w e b s e r v i c e ( 如证券、航空预定、旅行服务) ，面向设备的w e b s e r v i c e ( 如w a p ，掌上机、手提电脑等) ，面向系统的w e bs e r v i c e ( 授权管理、监控等) 等。 w e bs e r v i c e 技术组件是一套开放的规范，它们要么是现有的因特网标准，要么是被 广泛接受并正在通过正常步骤成为标准的规范。组件的基本部分包含h t tp x m l ，s o a p ， w s d l ，u d d i 以及w s f l 。最底层是h t t p ，它是一个被广泛运用的、类似r p c 的简单协议， 并且是防火墙友好的。接下来，是x m l 中的通用数据表示法语言，它同样被广泛使用“。 s o a p 是一个基于x m l 的消息传递协议，它不确定平台及语言。它同时支持消息传递和请 求响应通信模型。 2 2w e bs e r v i c e 协议栈 ( 1 ) 协议结构：w e bs e r v i c e 协议在i n t e r n e t 协议( 包括m a c 层协议、t c p ，e p ，h t t p ， s m t p 等协议) 基础上，增加s o a p ( s i m p l eo b j e c ta c e s sp r o t o c a ：简单对象访问协议) 、 一4 一 南京邮电学院硕士研冤生学位论文 第二章w e bs e r v i c e 技术 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 ：w e bs e r v i c e 描述语言) 、u d d i ( u n i v e r s a l d e s c r i p t i o na n dd i s c o v e r ya n di n t e g r a t i o n ：统一服务描述、发现和集成) 、w s f l ( w e b s e r v i c ew o r kf l o wl a n g u a g e ：w e bs e r v i c e 工作流描述语言) 、r o u t i n g & r e l i a b i l i t y t r a n s a c t i o n ( 路由可靠性事务) 等“1 。其结构图如图1 。1 所示： 图 1 协议栈 2 2 is o a p ( s i m p l eo b j e c ta c c e s sp r o t o c o l ) 一简单对象访问协议 在分布计算环境中，由于不同用户使用了不同的组件模型( 如c o m i d c o m ，c o r b a 和 e j b 等) 、开发工具、程序语言和应用系统等，这使得它们相互之间沟通和合作十分困难。 为了解决这一问题，软件界势必需要一种标准沟通机制。这个机制可以让所有的组件模 型、开发工具、程序语言和应用系统都能够轻易地交互，而且不会因为平台、操作系统 以及组件模型的升级而无法使用，这就是s o a p 兴起的重要因素。s o a p 为x m l 格式的消 息交换、消息文档交换协议，隐藏了网络协议、执行过程，便于信息之间相互通信，是 w e bs e r v i c e 的面向对象访问界面：它具有以下特点“”： 自由的传输绑定( 不仅是h t t p ) ，自由的语言绑定( 比如5 a v a ，c # ) ，可插入的数据 格式( 基于x m l ) ，独立于编程语言、对象模型、操作系统、平台等，支持s m t p ，p o p 3 ，f t p ， t c p ，h t t p 等协议，是开放、中立、公开的标准。 s o a p 的主要设计目标是简单性和可扩展性。s o a p 以x m l 形式提供了一个简单、轻 署的用千钋韵商分龠环墙中夺拯结构化和类型化信息的机制“。s o a p 协议主要包含四个 e 南京邮电学院硕士研究生学位论文第二章w e bs e r v i c e 技术 部分： 1 s o a p 封装结构定义了一个用来表示消息内含和处理方式的整体框架。可用于表 示消息中的内容是什么，是谁发送的，谁应当接受并处理它，以及这些处理操作是 可选的还是必须的等“。 2 s o a p 编码规则定义了用于交换应用程序定义的数据类型的实例的序列化机制。 通过这样一个编码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 c ( r e m o t ep r o c e d u r ec a l l ) 定义了一个用来表示远程过程调用和应答 的协议。例如如何使用h t t p 或者s m t p 协议与s o a p 绑定，如何传输过程调用，在具体传 输协议的那个部分传输过程响应，如可以在h t t p 的响应的时候传递过程响应“。 4 s o a p 绑定( ( b i n d i n g ) ，确定s o a p 所使用的传输协议。 s o a p 消息分类：可分为r e q u e s t 消息和r e s p o n s e 消息两类。其中，r e q u e s t 调用远 端对象的某个方法：r e s p o n s e 返回该方法运行后的输出结果。 s o a p 消息s o a p 消息的描述框架格式是以s o a pe n v e l o p e ( s o a p 信封) 为根元素，内 含s o a ph e a d e r 和s o a pb o 即子元素的这样一个x m l 文档。所有的s o a p 消息都是使用 x m l 格式来编码的。在s o a p 应用程序产生的消息中，所有由s o a p 定义的元素和属性都 必须包括正确的名称空间。s o a p 应用程序必须能够处理它接收到的消息中的s o a p 名称 空间，同时也能处理那些没有s o a p 名称空间的s o a p 消息。 s o a p 规范定义的最重要的部分就是消息结构。一个s o a p 消息就是一个x m l 文档， 它包括s o a p 信封、s o a p 消息头( 可选) 和s o a p 消息体。即：s o a p 封装是描述s o a p 消息的 x m l 文档中的顶层元素：s o a p 消息头为尚未事先约定的分散的通信各方提供了向s o a p 消 息中增加相关要素( f e a t u r e ) 的机制。同时，定义了一些属性来标明这些要素( f e a t u r e ) 由谁来处理及是否可选：s o a p 消息体是一个容器，它包含了消息的最终接收者所需信息。 s o a p 为s o a p 消息体定义了一个f a u l t 元素用来报告错误信息。整个s o a p 消息体系结构 如图2 ”0 1 南京邮电学院硕士研究生学位论文第二章w e bs e r v i c e 技术 图2 ：s o a p 消息体系结构 2 2 2w 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 ) 一基于x m l 的服务描述语言 随着网络中通信协议和信息格式的标准化，用结构化方法描述实体之间通信变得可 行，也更重要了。w s d l 正是适应这一需求而产生的，它定义了一套x m l 语法来描述网络 服务，包括服务接口、操纵信息、访问协议、连接端点和服务提供者( s e r v i c ep r o v i d e r ) ， 把它看成是能够相互交换信息的通信端点或端口的集合。这种端点和信息的抽象定义与 其实际的网络布置和信息格式绑定是分开的，这就允许重用抽象定义，包括消息、端口 类型、绑定、端口、服务。w s d l 综合了一些己有技术，支持x m l 结构规范( x s d ) 作为其 主要类型系统，来描述各种服务。w s d l 可通过扩展方式使用其它类型定义语言作为其类 型的补充。w s d l 还定义一套公用的绑定机制，用于绑定协议或数据格式和端点，如绑定 s o a p ，h t t pg e t p o s t ，m i m e 等协议。w s d l 为分布式系统提供了一种文档，也为应用程序 自动相互通信提供了一个解决办法“”。 w s d l 是一种x m la p p l i c a t i o n ，它将w e bs e r v i c e 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( 类 似远程过程调用) “。w s d l 首先对访问的操作和访问时使用的请求n l ；j 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 e bs e r v i c e 。简单的说，它规定 了对服务的描述方式。通过对服务的完整描述，服务请求者可以知道服务的访问方式和 具体位置服务开发者也可以以此接口为标准开发相兼容的服务“。 7 南京邮电学院硕十研究生学位论文 第二章w e bs e r v i c e 技术 w s d l 要素 wsdl 一般包含wsdl 服务文档和wsdl 绑定文档wsdl 绑定文 档为由特定端口类型定义的操作和消息定义了的消息格式和协议的详细信息ws d l 服务文档把一组相关端口分组到一起它们包含下列元素u 】： 1 t y p e s 数据类型) ：使用某些类型系统，比如x s d 的数据类型定义容器，它是可选 的元素。 2 m e s s a g e 消息) ：一个摘要，在服务请求者与服务提供者之间通信数据的定义。 w s d l 可有零个或多个消息，而消息可有一个或多个有类型的部分( p a r t ) 3 p o r t t y p e 端口类型) ：一个或多个端口支持的一个或多个操作( ( o p e r a t i o n ) 的摘 要集。每一操作定义了输入和输出元素以及可选的故障消息，w s d l 中有零个或 多个端口类型，一般只使用一个。 4 b i n g d i n g 绑定) ：实现特定端口类型的具体协议和数据格式规范。绑定信息包含 协议名、调用样式、服务标识和每一操作的编码，与p o r t t y p e 作一对一映射。 5 p o r t 端口) ：单个端口，定义为绑定和网络地址的聚合。 6 s e r v i c e 服务) ：相关端口的集合。 p o r t t y p e 以及其相关的m e s s a g e 和t y p e 元素描述一个w e bs e r v i c e 的用途，也就 是说明这个服务提供的操作或者方法，b i n g d i n g 元素描述如何访问这个服务，而s e r v i c e 和p o r t 描述在哪里部署这个服务。 w s d l 文档结构和服务定义 一个w s d l 文档是由一组定义集组成，这些定义集定义了w s d l 语言的核心要素 包括类型、消息、端口类型、绑定、端口、服务，具体结构如下： i m p o r tn a m e s p a c e = “u r i l o c a t i o n = “u r i “n 雄 ? ? ? r 塑塞些皇堂堕堕主型壅兰兰竺堡苎一笙童里曼墼里旦薹堑生 ? 女 术 w s d l d o c u m e n t a t i o n h ? 十 ? ? ? ? $ 女 ? ? 9 南京邮电学院硕士研究生学位论文 第二章w e bs e r v i c e 技术 9 , ? 女 9 术 $ ? w s d l ：p o r tn a m e = ”n m t o k e n ”b in d in g = ”q n a m e ”) ? w s d l 可指定一个可选的名字属性，即目标名字空间( ( t a r g e t n a m e s p a c e ) ，当采用此 属性时，类型属性u r i 需要指定，但必须是一个相关的u r i 。w s d l 允许采用一个文档定 位输入语句指定一个名字空间( ( n a m e s p a c e ) ： i m p o r tn a m e s p a c e = “u r i “l o c a t i o n 一。“u r i “b 一l o 南京邮电学院硕士研究生学位论文第二章w e bs e r v i c e 技术 2 2 3u 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 y ，a n di n t e g r a t i o n ) 一基于标 准的服务描述和发现的规范 u d d i 是为了加速w e bs e r v i c e 的推广、加强w e bs e r v i c e 的互操作能力而推出的一 个规范，是基于w e b 的分布式服务信息注册、管理规范。它提供了服务的通用统一目录， 为商业聚合提供了不同层次的服务。u d d i 允许服务实体注册w e bs e r v i c e 信息，其他实 体可通过w e b ，使用s o a p 消息来访问u d d i ，发现所需的服务信息，从而实现资源的充分 共享。 统一描述、发现和集成协议( 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 d i n t e g r a t i o n ) 所能解决的问题正是目前的大商业环境中大家所确实面对并需要解决的。 u d d i 本质上是为解决当前在开发基于组件化的w e bs e r v i c e 中所使用的技术方法无法解 决的一些问题。u d d i 为w e bs e r v i c e 在技术层次上提供了三个重要的支持：标准化的、 透明的、专门描述w e bs e r v i c e 的机制；调用w e bs e r v i c e 的简单机制；可访问的w e b s e r v i c e 注册中心。u d d i 是一套基于w e b 的、分布式的、为w e bs e r v i c e 提供的信息注 册中心的实现标准规范，同时也包含一组使企业能将自身提供的w e bs e r v i c e 注册以使 得别的企业能够发现的访问协议的实现标准。同时，u d d i 与s o a p ，w s d l ，x m l 等是一个 不可分割的技术体系。 在运行过程中，u d d i 主要起到以下的角色和功能： 服务注册表( ( s e r v i c er e g i s t r y ) ：注册和发现分布式的w e bs e r v i c e 信息，其中 的信息是以分门别类的方式管理和存储的，为服务的发布和定位提供支持，起到黄页 ( y e ll o wp a g e s ) 作用，便于发布和查找； 辅助服务提供者( a w s p ：a s s i s t a n tw e bs e r v i c ep r o v i d e r ) ：提供电子商务服务信 息，包括企业名称，说明信息，联络信息以及一个标识符，这些信息起到白页( w h i t ep a g e s ) 的作用；通过服务注册表( s e r v i c er e g i s t r y ) 可发布( p u b l i s h ) 其提供的可用服务： 辅助服务请求者( a w s r ：a s s i s t a n tw e bs e r v i c er e q u e s t e r ) ：通过服务注册表来发 现需要的服务，找到服务的技术信息( 也称绿页：g r e e np a g e s ) ，其中包含指向实现此服 务的w s p 的参考连接，绑定w s p ，并实施调用； 以上功能分别由相应的组件实现。 2 3w e bs e r v i c e 运行架构 w e bs e r v i c e 的运行架构 南京邮电学院硕士研究生学位论文第二章w e bs e r v i c e 技术 想要了解到w e bs e r v i c e 到底是怎样工作的，只要了解一个概念上的w e bs e r v i c e 模型就能找到答案。这个模型突出强调了任何系统都有的两个方面，即角色和工作方式。 角色指的是不同类型的实体，而操作指的是为了使w e bs e r v i c e 工作，这些实体所完成 的功能“。图3 是一个w e bs e r v i c e 模型的示意图“” 图3 ：w e bs e r v i c e 运行模型 w e bs e r v i c e 的这种三角形设计模型称作服务定向的架构。 w e bs e r v i c e 模型中的角色 服务提供者( s e r v ic ep r o v id e r ) ： 从企业的角度看，这是服务的所有者。从体系结构的角度看，这是托管访问服务的 平台。服务提供者主要是定义要提供给他人访问的服务，生成接口文件wsdl 文件， 并把这个服务接口和自己相关的一些信息( 都是x m l 的格式) 通过s0ap 注册到u d di 上。 总的来说，服务提供方主要执行了两个方面的操作，新服务的生成和新服 务的注册。 服务请求者( s e r v i c er e q u e s t ) ： 从企业的角度看这是要求满足特定功能的企业。服务请求者通过u d d i 查询服务地 址再调用服务的个体。大概过程如下，在没有得到查询结果以前，要调用的w e bs e r v i c e 的精确的接口对于请求者来说是未知的设定，也可以由智能代理( a g e n t ) 根据用户的特 点和当前的需要进行设定。把这些查询条件通过s o a p 开发工具打包成s o a p 请求消息并 发送给u d d i 。u d d i 根据查询处理流程进行处理把用户需要的消息，也就是查询结果打 包成s o a p 响应消息并返回给服务请求者。然后，服务请求者根据得到的服务接口信息通 过s o a p 发出对服务的调用。3 。最后，被调用的服务把结果打包在s o a p 消息中返回给服 务请求者。 服务注册中一心( s e r v i c eb r o k e r ) ： 12 南京邮电学院硕士研究生学位论文第二章w e bs e r v i c e 技术 这是可搜索的服务描述注册中心。服务提供者在此发布他们的服务描述。在静态绑 定开发或动态绑定执行期间，服务请求者查找服务并获得服务的绑定信息( 在服务描述 中) 。服务请求者可以从服务注册中心以外的其它来源得到服务描述，例如本地文件f t p 站点、w e b 站点、广告和服务发现服务提供者根据s o a p 消息在服务注册中心发布服务， u d d i 开发工具会针对服务请求者的需要发出s o a p 请求。u d d i 接受s o a p 请求并对它处理， 最后把结果打包成s o a p 响应消息返回给请求者。 w e bs e r v i c e 模型中的操作 对于利用w e bs e r v i c e 的应用程序，必须发生以下三个行为：发布服务描 述、查询服务描述以及根据服务描述绑定或调用服务。这些行为可以单次或反复出现。 这些操作具体为： 发布( p u b l i s h ) ：提供w e bs e r v i c e 注册或者宣传的功能。是服务提供者和 服务注册中心之间的交互。为了使服务可访问，需要发布服务描述以使服务请求者可 以查找它。发布服务描述的位置可以根据应用程序的要求而变化。 查找( f i n d ) ：寻找已发布的w e bs e r v i c e 的功能。是服务请求者和服务注 册中心之间的交互。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 中查询所要求的服务类型。对于服务请求者，可能会在两个不同的生命周期阶段中牵 涉到查找操作。在设计时为了程序开发而检索服务的接口描述。而在运行时为了调用 而检索服务的绑定和位置描述。 绑定( b i n d ) 决定服务请求者和服务提供者运行时的关系。是这两者之间的 交互操作。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。 南京邮电学院顼士研究生学位论文 第三章p 2 p 技术 第三章p 2 p 技术 3 1p 2 p 技术概述 目前，业界对p 2 p 的定义还没有一个标准的说法，i n t e l 将p 2 p 技术定义为“通过 系统问的直接交换达成计算机资源与信息的共享”，这些资源与服务包括信息交换、处 理器时钟、缓存和磁盘空间等。i b m 则对p 2 p 赋予了更广阔的定义，把它看成是由若干 互联协作的计算机构成的系统并具备如下若干特性之一：系统依存于边缘化( 非中央式 服务器) 设备的主动协作，每个成员直接从其他成员而不是从服务器的参与中受益；系 统中成员同时扮演服务器与客户端的角色；系统应用的用户能够意识到彼此的存在而构 成一个虚拟或实际的群体o ，。 简单地说，p 2 p 技术是一种用于不同p c 用户之间、不经过中继设备直接交换数据或 服务的技术。它打破了传统的c 1 l e n t s e r v e r 模式，在对等网络中，每个节点的地位都 是相同的，具备客户端和服务器双重特性，可以同时作为服务使用者和服务提供者。由 于p 2 p 技术的飞速发展，互联网的存储模式将由目前的“内容位于中心”模式转变为 “内容位于边缘”模式，改变i n t e r n e t 现在的以大网站为中心的状态，重返“非中心 化”，将权力交还给用户。 p 2 p 技术有着广阔的应用领域，目前主要的应用有文件交换、分布式计算、协同工 作、分布式搜索和电子商务等。1 。 3 2p 2 p 发展简史 计算系统的客户服务器( c s ) 结构是作为改变大企业里大型机系统的传统方案而 第一次提出来的。在大型机方案里，几乎每一件事都由大型计算机来处理。在很多信息 系统里，大型机的处理能力很快成为瓶颈。企业被迫不断投钱到大型系统的升级中以增 加处理能力。 c s 模型把处理的负担转移到客户机。在这个模型里，客户机就是向其他计算机( 也 就是服务器) 请求服务的计算机，服务器则是专注为客户机提供服务的计算机。例如， 客户机请求数据库服务器搜索一条记录。在服务器向客户机返回该记录后，客户计算机 进行更多的处理工作( 计算、处理输出、准备图形用户界面g u i ) 。通过工作负担的分担， 1 4 南京邮电学院硕上研究生学位论文第三章p 2 p 技术 c s 系统能够在减少计算资源的预算的同时，提高整体效率。当在上世纪8 0 年代晚期， 经济萧条中的公司开始寻找新鲜的有竞争力的优势时，c s 模型开始被广泛接受“3 。 在当今的全球经济形势下，那些公司又开始搜寻提高他们处理能力而不用在软硬件 上进行更多投资的方法。大部分时间里很多客户机是空闲的，并且有大量没有使用的磁 盘存储能力。下一个逻辑的步骤是最大限度地使用这些计算机。p e e r t o p e e r ( p 2 p ) 模 型就是答案。在p 2 p 系统里，计算机能够同时扮演客户机和服务器的角色，他们的作用 在任何任务里都取决于当时系统适合于工作的对象。这个方案最小化工作负荷而最大化 了全部网络的性能。p 2 p 计算允许用户使用网络中集中的处理能力。它帮助组织进行大 量以前不能进行的计算工作。p 2 p 的应用对小型公司和对个人一样都是具有成本效率的。 对于每一个使用者的好处是拥有更低的成本和更快的处理速度。 p 2 p 应用最初出现时和现在并不相同。事实上可以认为它是若干不同技术以及流行 趋势的产物。下面是两个导致p 2 p 技术发展最重要的趋势： 首先是某些新技术与软件工程结合，形成了一种将工作分散的趋势。p 2 p 计算正是这种 分散工作趋势的自然结果。 其次，从工程的角度看来，在企业应用集成等因素的驱动下，过去十年渐渐形成一 种从集中的单机系统转向分布式系统的趋势。在集中式的应用中进行控制是相对容易的， 这一点在一定程度上抑制了分布式潮流的发展。然而随着互联网的发展，以及b 2 b 商务 交易方式的日益流行，全面的分布式计算也就成为一种商业需求。对功能强大的网络计 算机的需求以及昂贵的带宽开销，是对这种趋势影响最大的两个因素。为了提高效率， p 2 p 计算由许多互相连接的同位体( p e e r ) 组成。这两种趋势导致了p 2 p 应用技术研究 的迅速发展。 除了技术方面之外的社会因素也是一个重要原因。毫无疑问，人们现在对p 2 p 计 算技术的热切关注起源于n a p s t e r ，s c o u r ，g n u t e l l a ，以及这些家族的其他成员产品。 这些产品提供了所谓的”k i l l e ra p p s ”功能，能够将p 2 p 技术中的一部分下放到客户 端用户的手中。正是这种第一手的体验，使得人们越来越关注p 2 p 技术的强大功能。然 而必须指出的是，最初的p 2 p 应用大约产生于2 0 年前，并且其中的许多至今仍然被使 用。尽管这些早期应用的核心就是p 2 p ，但由于大多数的使用者并未感觉或接触到，因 此通常并不认为它们是p 2 p 技术。 南京邮电学院硕士研究生学位论文 第三章p 2 p 技术 3 。3 早期的尝试 p 2 p 计算并非一种全新的技术。虽然p 2 p 这个术语是现在才发明的，但p 2 p 本身 的基本技术的存在时间却至少和u s e n e t 、f i d o n e t 这两种非常成功的分布式对等网