（计算机应用技术专业论文）web服务在信息系统中的应用及其安全机制研究.pdf

武汉理t 人学硕士学位论文 摘要 网络在如今的企业信息化的过程中扮演着越来越重要的角色，基于网络的 应用越来越多，而需要使用这些网络应用的用户也越来越多。在企业的管理信 息系统的最初阶段，大部分企业只是建立自己对外的静态网站( 建立在h t m l 等技术基础之上) ，但这并不能满足用户以及企业自身的需求。所以，企业开 始向客户、合作者和提供商开放自己的数据，使自己的数据可以根据业务的要 求进行动态的改变，同时将企业自身的基础管理和项目管理电子化、信息化。 这也就是第二个阶段。这个阶段的主要技术是h t m l ，j s p ，a s p 和数据库等 相关技术，而这些方法的耦合程度都较高。随着w e bs e n r i c e s 的出现，由于 w e bs e r v i c e s 能够做到平台、语言和发布者相互独立，因此使用w e bs e r v i c e s 技术不仅可以实现企业应用的松散集成，而且还能够做到动态的集成，具有很 好的灵活性。 基于x m l 技术的w e bs e r v i c e s 是实现现代企业信息管理的种可行方案。 w e bs e n ，i c e s 的使用将改变目前的开发模式和应用部署的费用规模。w e b s e n ，i c e s 能够统一地封装信息、行为、数据表现以及商务流程，而无需考虑应 用所在的环境是使用何种系统和设备。因此，企业能够将自身的企业管理信息 组件化，通过将各种企业管理信息的w e bs e r v i c e s 进行组合和集成以创建动态 企业应用。 本文重点研究了基于w e bs e r v i c e s 的企业信息管理系统和w e bs e n r i c e s 在 应用过程中的安全问题及其解决方案。首先介绍了如何将n e t 平台开发的原有 系统的业务功能封装成w e bs e i c e s ，然后分析了w e bs e r v i c e s 的安全需求， 并提出了实现w e bs e i c e s 的规范和相关的技术。本文还讨论了如何利用w s e 工具来创建安全的w e bs e i c e s 的一些问题，利用w s e 来开发安全的w e b s e r v i c e s 时，能够大大减少开发人员的工作量，具有实际的意义。 本文最后介绍了一个采用u s e r n 锄e t o k e n 来实现一个安全w e bs e i c e s 的 应用案例。详细叙述了对安全应用的理解和实现、w s e 运用以及w e bs e r v i c e s 的调用等。 关键字：w e bs e r v i c e s ，企业应用，安全机制，w s e 武汉理一大学硕士学位论文 a b s t r a c t n o wt h en e t w o r k sp l a yam o r ea r l dm o f ei m p ( n a l l tr 0 1 ei nt h ep r o c e s so ft 王1 e e n t e 单r i s e si n f o n n 娩a t i o n ，w l l i c hr e s u l t si nt h ea d v e n t so f 砌c h r n o r ea p p l i c a t i o n s b a s e do nm en e t 、) l r o r k s f u r c l l e 1 1 0 r e ，t l l e s ea p p l i c a t i o n sa r en e e d e db ym o r ea n d m o r eu s e r s a m o n gm ee a r l e s tc n t e r p r i s em a n a g e m e mi i l f o n a t i o ns y s t c m ，a m 匈o r i t yo fe m e i p r i s e s0 1 1 l ye s t a b l i s h e dm e i ro w n s t a t i cw e b s i t e s ( b 踮e do nh t m l 咖) ，w h i c hc a l l tm e e tm en e e d s o f t h eu s e f sa n d 血e m s e l v e s s ot h ee m e r p r i s e ss t a n t o o p e nt h e i rd a t at oc l i e m s ，c 0 1 l a b o r a t o ra n ds u p p l i e r si no r d e rt 0u p d a t ed a t a d y n a i i l i c l ya c c o r m n gt 0t h en e e d so ft h eb u s i n e s s e s t h ee n t e r p 芏i s e sa l s om a k et h e b a s i cm a n a g e m e n t 粕dp r o j e c t sm a n a g e m e md e c t r o i l i c 趾di n 南硼撕z c d t h i si sm e s e c o n ds t a g e ，血w l l i c hh t m l ，j s p ，a s pa i l dd a t a b a s ea r eu s e d b u tt h ec o u p l i n g 锄o n gt h e s em e t l l o d si sal i m et i g h t c r w i mm ea d v e mo f t l l ew e bs e i c e s ，b e c a u s e w e bs e r v i c e sc 觚r n a k et h ei n d 印e n d e n c eo f l ep l a t f o r n l ，1 a n g u a g ea n dm ei s s u e r ， w e bs e 九r i c e sn o to n l yc a nr e a l i z em el o o s e 缸e 副i o no ft l l ee n t e i p r i s ea p p l i c a t i o n ， b u ta l s oc a i la c h i e v ed y n a 耐ci n t e 酬i o nm a t1 l a sg o o dn e x i b i l i t y t h ew e bs e i c e sb a s e do nx m li sf e 勰i b l es c h e m e st 0r e a l i z em em o d e m e n t e r p r i s ei n f 0 1 m a t i o nm a n a g e m e n t 1 1 1 ea p p l i c a t i o no fw e bs e i c e s 丽uc h a l l g e t h ec u r r 拍td e v e l o p m e n tm o d e la n dt h ea p p l i c a t i o nd 印1 0 y m e n ts c a l e w e bs e i c e s c a ne n c 印s u l a t ei n 蜘n a t i o n ，a c t i o n ，d a t ap r e s e n t a t i o na n db u s i n e s sn o wa n dd o n t n e e dc o n s i d e rw h a t e v e rs y s t e ：m 趾dd e 、r i c ea r eu s e di na na p p i i c a t i o n s oe m e r p r i s e c a nm a k e 血em a n a g e m e n ti n f 0 衄a t i o nm o d u l a r i z e ，趾dc a nc o m b i i l ea n di n t e g m t e m a n yh n d so f w e bs e i c e st oc r e a t ed y l l 锄i ce n t e r 埘s ea p p l i c a t i o n t 1 1 i st h e s i sp u ta ne r n p h a s i so ne 唧r i s ei n f o n 撕o nm a n a g e m e n ts y s t e m b a s e do nw c bs e r v i c e s ，t h es e c 谢t ) rp r o b l 锄o fm ew e bs e i c e sa n di t ss 0 1 u t i o n f i r s t l y i ti 1 1 廿o d u c e sh o wt oe n c 印s u l a t em eb u s i n e s sf u = n c 石o n so fo r i g i n a ls y s t e m i m ow e b s e r v i c e s s e c o n d l y ，i ta n a l y s i s e sm es e c l l r j t yf e q u i r e m e n t so f w e bs e r v i c e s a n dp u t sf o n a r dm es p c c i f i c a t i o n sa r l dt l l ec o 玎e 1 疵et e c l l i l i q u e so f 血er e a l i z a t i o n t 1 武汉理工大学硕士学位论文 o f t l l ew c bs e j c e s t h e 血e s i sa l s od i s c u s s e sh o wt ou s ew s et od e v e l 叩s a f ew e b s e i c e s ，b yw h j c ht h ew o f k l o a do fm ed e v e l o p e r sc a nb er e d u c e d 伊e a t l y ni s o f p r a c t i c a li m p o r t a n c e a tl a s t ，t 1 1 e 虹1 e s i si n 打o d l l c e sac a s e ，w h j c hr e a l i z e st h es a f cw e bs e r v i c e sb y u s i n gu s e r n 锄e t o k e n t h e 蚰d e r s t a n d i n ga b o u tm es a f ea p p l i c a t i o na 1 1 d t 1 1 e r e a l i z a t i o np m c e s so ft h es a f ea p p l i c a t i o na r es p e c i 矗e d t h eu s a g eo fw s ea n dh o w t oj n v o k et b ew e bs e r v i c e sa r ej n t m ( h l c e d k e y w o r d s ：w e bs e r v i c e s ，e m e r p r i s e 叩p l i c a t i o n ，s e c l l r 时m e c h a n i s m ，w s e i i i 武汉理工大学硕士学位论文 1 1 课题背景及来源 第1 章引言 近年来随着计算机软件和硬件的发展，企业的信息化程度越来越高。企业使 用的软件越来越多，也越来越复杂，但是这些应用往往都是独立地实现企业的具 体目的，例如接受订单，或服务于某个子部门( 如销售部门) 。在企业系统示意 图中，这些应用是独立、垂直的，故常称它们为“烟囱应用”或“信息孤岛”， 应用系统之间缺乏必要的通信和信息共享。这种传统系统的分离结构越来越不能 满足企业的信息化管理的需求了，主要问题体现在： 1 ) 随着h l t e m e t 的不断发展，迫使企业必须有快速响应业务流程的处理能力， 以便在互联网时代依然能够保持竞争能力。但通常处理信息的流程分布在不同的 系统中，而快速响应要求这些信息系统能够协同工作而且共享信息。 2 ) 企业的组织结构从职能式逐渐转变为跨职能的方式( 面向过程) ，针对具体 领域的优秀解决方案提供了集中式、专门化的系统，能够很好地满足职能式的组 织的要求，但是跨职能组织还需要提供个人在职能范围外快速访问数据( 以兼顾 普通用户需要而不是领域专家的方式) 的功能。 3 ) 随着企业的成长以及兼并其他公司，经常会遇到不同的系统相互不兼容的问 题，这给企业的管理和业务操作带来很大不便。 4 ) 企业有大量的信息保存在传统的系统中，他们希望员工、客户和合作伙伴能 够方便地访问到这些信息，然而在孤立系统中的信息却不容易被浏览。 为了解决上述问题，满足企业的需要，可以摒弃遗留应用，重新构造系统， 但是这样不仅有疏漏商业规则和丢失重要数据的风险，而且很快这些所谓新开发 的系统，也会很快滞后于企业的需求，变成遗留的老系统。企业的遗留应用一般 都是经过长时间的实践检验，作为企业财富的一部分，积累了重要的商业规则和 宝贵的数据。因此应该充分挖掘遗留系统的价值，重复利用。 黄石公路管理信息系统如果作为公路的内部管理系统可以以i n t r a n e t 的方式 运作。但如果将它的业务信息和业务功能以共享的方式来扩大其应用范围，譬如 武汉理工火学硕士学位论文 与其他地方的信息管理系统交互，那么目前的模式是很难满足这种需求的。而 w 曲s e r v i c e s f w e b 服务) 的应用能在i m e m e t 的环境下以消息的方式供不同的系统 进行交互。 1 2 技术背景 传统的点到点的组件技术主要是建立在分布式对象的基础上。典型的分布式 对象模型有：微软的分布式组件对象模型( d c o m ) 、对象管理集团的公用对象请 求代理程序体系结构c o r b a ( c o m m o no b j e c tr e q u e s tb m k e ra r c l l i t e c t ) 或s u n 的 e j b ( 企业j a v ab e a n ) 。 c o r b a ，d c o m 和e m 己经在各种平台上得到了实现。通过使用这种基本 结构，开发人员可拥有使用本地模型所提供的丰富资源和精确性，并可将服务置 于远程系统中。然而实际情况是建立在这些协议之上的任何解决方案都依赖单一 厂商的实现。此外，程序员们必须处理数据排列和数据类型所需的协议唯一的消 息格式规则。因此，这些系统不适用于异构的i n t e l e t 环境。 2 】具体原因如下： 1 ) 它们各自有一套独立的体系结构和私有协议，不同模型的应用系统之间通信 十分不便。如果要开发一个d c 0 m 应用程序，分布式应用程序中所有参与的节 点都必须以、i n d o w s 风格运行；如果要开发c o r b a 应用程序，应用程序环境 中的每个节点都要运行相同的对象关系代理o r b ( o b j e c tr e l a t i o nb r o k c r ) 产品； 远程方法调用r m i ( r e m o t em e t h o di n v o k e ) 需要每个连接点都使用j a v a ，否则双 方是不能通信。现在也有来自不同厂商的c o m a 能够互相操作，但这种互操作 性并不能扩展到像安全与事务管理那样的更高级别的服务中去。不仅如此，所有 特定于厂商的优化在这种情况下将丢失殆尽。这些协议都依赖于严格管理的环 境。 2 1 客户端与服务端必须紧密耦台，一旦服务端的接口或执行方式发生变化，客 户端将无法执行。这样的系统往往十分脆弱：如果一端的执行机制发生变化，那 么另一端便会崩溃。例如，如果服务器应用程序的接口发生更改，那么客户端便 会崩溃。要求提供紧密耦合的基本结构，无可厚非，许多应用程序均是基于这种 系统构建而成的。但是，当各个公司需要相互合作、或信息技术提供商扩大业务 范围时，便很难实现单一而统一的基本结构。 武汉理工大学硕士学位论文 3 1 客户与服务器之间有较大的网络通信量与交互信息。w e bs e i c e s 是近来提 出的一一种新的面向服务的体系结构，其中定义了一组标准协议，用于接口定义、 方法调用、基于i n t e m e t 的构件注册以及各种应用的实现。w e bs e r v i c e s 是一种 分布式计算技术，在i n t e m c t 或者i n 订a i l e t 上通过标准的x m l 协议和信息格式来 发布和访问商业应用服务。w e bs e r v i c e s 的出现标志着人类己经迈入应用程序开 发技术的新纪元。、e bs e n ，i c e s 是一种应用程序，它可以使用标准的互联网协议， 例如超文本传输协议( h t t p ) 和v i l ，将功能纲领性地体现在互联网和企业内部 网上，w e bs e i c e s 可视作w 曲上的组件编程。 同传统的分布式模型相比，w 曲服务体系的主要优势在：【3 【4 1 ) 协议的通用性。w e bs e n ，i c e s 利用标准的i n t e m e t 协议( 如h t t p ，s m t p 等) ， 解决的是面向w 曲的分布式计算；而c o r b a 、d c o m 、r m i 使用私有的协议， 只能解决企业内部的对等实体间的分布式计算。 2 1 完全的平台、语言独立性。w 曲s e i c e s 进行了更高程度的抽象，只要遵守 w 曲s e n ，i c e s 的接口即可进行服务的请求与调用。而c o r b a 、d c o m 、r m i 等 模型要求在对等体系结构间才能进行通信。w e bs e r v i c e s 彼此是松散耦合的。连 接中的任何一方均可更改执行机制，却不影响应用程序的正常运行。从技术角度 讲，人们已转向使用一种基于消息的异步技术来实现高可靠性的系统性能，通过 使用诸如h t t p 、简单邮件传输协议s m t p ( s i l n p l em a i lt r a n s f e rp r o t o c 0 1 ) 以及至 为重要的x m l 来实现统一的连接。消息传递系统将通信的基本单元打包成自我 描述性的数据包( 又称作消息) ，并将其放到网络缆线中。消息传递系统与分布式 对象系统之间的本质区别在于：要求发送方辨别接收方的基本结构的程度有所不 同。在分布式系统中，发送方需对接收方的情况做出种种猜测，如应用程序是如 何激活或拆包的，调用的是什么样的界面等等。而消息传递系统会在缆线上创建 合同。发送方既不需考虑消息被接收后的情况，也不需考虑接发双方之间的通信 情况，唯一需要考虑的是接收方是否能辩别发送的消息内容。在缆线上创建合同 的优势不言而喻。例如，接收方可在任何时刻进行更改，而不会干扰发送方的消 息发送，只要它仍可辩别原有消息的内容。另外，发送方无需任何特殊的软件即 可与接收方通信。只要它发出正确格式的消息，接收方就可以响应。 武汉理1 一大学硕士学位论文 1 3 本人所做工作 在撰写论文的过程中，作者阅读了大量关于w e b 服务技术及体系结构的文 档和资料，并探索如何将w e bs e r v i c e s 用于实际的项目中，在开发过程中发现技 术的不足和可能出现的问题。然后在此基础上对w e bs e r v i c e s 的安全进行了深入 的研究，并结合项目的实际需求将安全技术应用到其中。 本论文的主要工作包括： 1 1 研究w 曲s e i c e s 技术及体系结构，提出技术的适用范围。 2 ) 以参与的实际项目为背景，将业务功能以w 曲s e i c e s 的形式实现并应用到 其中。 3 1 在w 曲s e r v i c e s 的应用过程中，由于w e bs e r v i c e s 作为网络应用必然会遇到 安全上的问题，所以有必要对w e bs e n r i c e s 的安全性进行研究。为此，本文分析 了w c bs e i c e s 在应用中可能遇到的安全问题，并对可能造成的威胁进行了深入 的探讨。 4 1 针对分析得出的安全问题，结合w 曲s e n ，i c e s 安全加强工具w s e ( w 曲s e r v i c e e n h a l l c e m e n t ) 提出一种合适的解决方案。 5 ) 总结全文，并对相关技术的发展进行展望，以明确下一步的研究方向。 4 武汉理工大学硕七学位论文 第2 章w e bs e r v i c e s 及其体系结构 2 1w e bs e n ，i c e s 概述 2 1 1 什么是w 曲s e r v i c e s 【5 j 目前，关于w e bs e i c e s 的定义有如下几种： 1 ) 万维网联盟w 3 c 的定义 w 曲s e i c e s 是一种由统一资源定位符u r i m n i f o m r e s o u r c ei d e n t i 矗神指定 的软件应用程序，它的接口和绑定能够被定义，由x m l 元素描述和发现，并支 持直接与通过基于互联网传输协议x m l 其他软件应用程序交互。 2 ) 国际商务机器公司m 的定义 w 曲s e r v i c e s 是自包含的，模块化的应用程序。它能够被描述，被发布，被 定位，能被在网络上调用。 3 ) 微软公司m i c m s o f t 的定义 w 曲s e r v i c e s 是可编程的应用逻辑，能通过标准网络协议所访问。 4 ) 通用的定义 w 曲s e r v i c e s 是在万维网上存在的应用逻辑，它能够通过标准的网络协议来 访问。一般，w e bs e n r i c e s 也称为”w e b 服务”。 w e b 服务是使应用程序可以以与平台和编程语言无关的方式进行相互通信 的一项技术。w c b 服务是一个软件接口，它描述了组可以在网络上通过标准化 的可扩展置标语言x m l ( e x t e n s i b l e m a r k u pl a n g i i a g e ) 消息传递访问的操作。它使 用基于x m l 语言的协议来描述要执行的操作或者要与另一个w e b 服务交换的 数据。一组以这种方式交互的w e b 服务在面向服务的体系结构 s 0 a ( s e i c e o r i e m e d a r c l l i t e c t u r e ) 中定义了特殊的w e b 服务应用程序。 软件业最终会接受这样的事实：跨多个操作系统、编程语言和硬件平台集成 软件应用程序不可能由任何一种专门的环境来解决。传统上，这个问题一直是一 个紧耦合问题，调用远程网络的应用程序通过自己发出的函数调用和请求的参数 武汉理工大学硕士学位论文 与远程网络紧密地联系在一起。在w e b 服务出现之前，在大多数系统上，采用 的是固定的接口，但对于环境或需要的改变，这缺乏灵活性或适用性。 w e b 服务所使用的l 可以用真正与平台无关的方式来描述任何( 所有) 数据，以跨系统交换数据，因此转向了松耦合应用程序。而且，w e b 服务可以在 较抽象的层面上工作。较抽象层面可以按照需要动态地重新评估、修改或处理数 据类型。所以，从技术层面上讲，w e b 服务可以更方便地处理数据，并且允许软 件更自由地进行通信。 从更高的概念层面上讲，可以将w e b 服务视为一些工作单元，每个单元处 理特定的功能任务。再往上一步，可以将这些任务组合成面向业务的任务，以处 理特定的业务操作任务，从而使非技术人员去考虑些应用程序，这些应用程序 可以在w e b 服务应用程序工作流中一起处理业务问题。因此，一旦由技术人员 设计并构建好w e b 服务之后，业务流程架构设计师就可以聚集这些w e b 服务 来解决业务层面上的问题。这里借用汽车引擎来作类比，业务流程架构设计师考 虑将整个汽车引擎与汽车框架、车身、变速器和其他系统组合在一起，而不是研 究每个引擎内的各个部件。而且，动态的平台意味着引擎可以与其他汽车制造商 的变速器或部件一起工作。 最后一个方面是，w e b 服务可以有助于在组织内的业务人员和技术人员之间 架起一座桥梁。w e b 服务使业务人员能更容易理解一些技术上的操作。业务人员 可以描述出一些事件和活动，然后技术人员可以将这些事件和活动与相应的服务 相关联。 有了通用定义的接口和设计良好的任务，重用这些任务就变得更容易了，因 而重用这些任务所代表的应用程序也就变得容易了。应用程序软件的可重用性意 味着在软件上的投资有了更好的回报，因为可以从同一资源产生更多收益。可重 用性使业务人员可以考虑以一种新的方式来使用现有的应用程序，或者以一种新 的方式将应用程序提供给合作伙伴，因此可能增加合作伙伴间的业务交易。 所以，w e b 服务试图解决的主要问题是数据和应用程序集成的问题，是将技 术性的功能转换成面向业务的计算任务的问题。这两个方面使业务人员可以就流 程或应用程序层面与他们的合作伙伴进行交流，同时为适应新形势或按照需要与 不同合作伙伴进行合作留有动态的余地。 6 武汉理工大学硕士学位论文 2 1 2 为什么用w 曲服务 在实际应用中，w 曲服务主要具有以下优势： 1 ) 能满足业务需求的变化 2 ) 能满足技术的变化 3 1 平台独立性 4 1 语言独立性 5 ) 易于实施 6 ) 使用熟悉的技术 7 1 减少时间和市场的花费 因此，为了满足软件提供者和软件消费者的需求，w 曲服务一个很好的选择。 使用w e b 服务技术，既使得消费者能使用到最新的技术，也提高了软件复用率， 降低了开发人员的重复工作。 对应于w c b 服务的优点，它适用于构建以下类型的应用： 1 ) 跨防火墙的通信 如果应用程序分布在世界各地，而客户端和服务器之间通常会有防火墙或者 代理服务器。这种情况下就适合使用w 曲服务，它通过8 0 端口可以轻松的进行 应用程序间的数据交换。 2 ) 应用程序集成 企业里经常都要把用不同语言写成的，在不同平台上运行的各种程序集成起 来。通过w 曲服务，应用程序可以用标准的方法把功能和数据“暴露”出来， 供其它应用程序使用。 3 ) 企业与企业b 2 b ( b u s i n e s st 0b u s i n e s s ) 的集成 通过w 曲服务，公司可以把关键的商务应用“暴露”给指定的供应商和客 户。只要把商务逻辑“暴露”出来，成为w 曲服务，就可以让任何指定的合作 伙伴调用这些商务逻辑，而不管他们的系统在什么平台上运行，使用什么开发语 言。 4 ) 软件和数据重用 传统的软件重用( 如组件重用) 有一个很大的限制，即这种重用仅限于代码， 数据不能重用。而w e b 服务在允许重用代码的同时，可以重用代码背后的数据。 武汉理工大学硕士学位论文 2 1 3u d d i 统一描述、发现和集成u d d i ( u 1 1 i v e r s a ld e s c r i 砸o n ，d i s c o v e m a 1 1 d i n t e g m t i o n ) 。u d d i 用于集中存放和查找w 曲服务描述语言w s d l ( w 曲s e r v i c e s d e s c r i p t i o n 胁g i l a g e ) 描述文件，起着目录服务器的作用。 w e b 服务中的角色、操作和构件： 服务提供者。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。 服务请求者。从企业的角度看，这是要求满足特定功能的企业。从体系结构 的角度看，这是寻找并调用服务，或启动与服务交互的应用程序。服务请求者角 色可以由浏览器来担当，由人或无用户界面的程序( 例如，另外一个w e b 服务) 来控制它。 服务注册中心。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) 。对于静态绑定的服务请求者，服务注册中心 是体系结构中的可选角色，因为服务提供者可以把描述直接发送给服务请求者。 同样，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a d s ( a d v e n i s 锄e n ta n dd i s c o v e r y o fs e i c e s ) 或发现w e bs e n r i c e sd i s c o ( d i s c o v e r vo fw e bs e r v i c e s ) 。 2 1 4w s d l w s d l 是用订l 文档来描述w 曲服务的标准，是w e b 服务的接口定义语言， 由a m a 、i n t e l 、毋m 、m s 等共同提出。通过w s d l ，可描述w 曲服务的三个 基本属性： 1 ) 服务做些什么服务所提供的操作( 方法) ； 2 ) 如何访问服务和服务交互的数据格式以及必要协议； 3 ) 服务位于何处协议相关的地址，如u r l ； w s d l 文档以端口集合的形式来描述w e b 服务。w s d l 服务插述包含一个 对一组操作和消息的抽象定义，一个绑定到这些操作和消息的具体协议和一个绑 定的网络端点规范。 武汉理上火学硕士学位论文 2 1 5x m l 可扩展标记语言x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g i l a g e ) 是i n t e m e t 上数据表示 和数据交换的新标准。它是国际标准化组织i s 0 ( h l t e n l a t i o n a lo 骝枷z a t i o nf o r s t a n d a r d j z a t i o n ) 的通用标记语言标准s g m l ( s t a i l d a r dr ”g e n e r a lm a r i 1 】p l a i l g l l a g e ) 的一个简化子集。x m l 关注信息本身，是w e b 上表示结构化信息的 一种标准文本格式。与传统的注重页面信息显示的h t m l ( h y p e n e x tm a r k u p l a n g i l a g e ，超文本标记语言) 相比，关注于内容的x m l 具有以下诸多优点：良 好的可扩展性，语言简单有效，可自行定义标记；内容与形式的分离，主要刻画 数据内容，不考虑显示效果；有严格的语法要求，便于内容的分析；便于和数据 库进行信息转换；便于传输，为纯文本形式，可通过h t t p 协议直接传输，可跨 越防火墙等等。x m l 的出现和发展对于i n t e m e t 和h l t 均n e t 产生了巨大的影响。 2 1 6s o a p 简单对象访问协议s o a p ( s i i n p l eo b j e c ta c c e s sp m t o c 0 1 ) 是在分散或分布 式的环境中交换信息并执行远程过程调用的轻量级协议，是一个基于x m l 的协 议。使用s o a p ，不用考虑任何特定的传输协议，可以允许任何类型的对象或代 码，在任何平台上，以任何一种语言相互通信。 s o a p 包括四个部分：s o a p 封装( e n v e l o p ) ，封装定义了一个描述消息中的 内容是什么，是谁发送的，谁应当接受并处理它，以及如何处理它们的框架；s 0 a p 编码规则( e n c o d i n g m l e s ) ，用于表示应用程序需要使用的数据类型的实例；s o a p r p c 表示( r p cr c p r e s e n t a t i o n ) ，表示远程过程调用和应答的协定；s o a p 绑定 ( b i l l d i n g ) ，使用底层协议交换信息。 应用中比较关注的是e n v e l o p 。e n v e l 叩由一个或多个h e a d e r 和一个b o d y 组成。以下是一个消息传递实例。 请求： p o s t h e l l o w o r l dh t t p 1 1 h o s t ：w w w 1 0 c a l h o s t c o m 主机名 c o m e m t y p e ：t e x 呶m l ；c h a r s e c _ ”u t f _ 8 ”内容格式，字符集编码格式 c o m e n t l e n g 【h ：1 2 3 4 q 武汉理工大学硕士学位论文 s o a p a c t i o n ：”u m ：h e l l o w o r l d ” 消息头部 p m x 证e t 参数 响应： h t t p 1 12 0 0o k c o m e n t - t ) ，p e ：t e x 妇n 王；c h a r s e t = ”u t 钾 c o n t e m l e n 百h ：1 2 3 4 h e l l op r o x i n e t 响应消息 2 2w e b 服务体系结构 w e b 服务体系结构如图2 1 所示 武汉理t 大学硕+ 学位论文 服务发现 u d d i 、d i s c o 服务描述 w s d l 、x m l 、s c h e n l a 、d o c s 消息格式 s o a p 编码 x m l 传输 h t t p 、s m t p 等 图2 - 1w 曲服务互操作协议栈结构 1 ) 服务发现：通过u d d i 规范提供用于描述某项服务的商业结构，包括业 务、服务和技术规范三个部分。 2 ) 服务描述：描述服务提供的功能和调用方法信息，通过w s d l 规范提供。 3 ) 消息格式：使用s o a p 协议在服务提供者和服务请求者之间传递s o a p 消息来调用w 曲服务。s o a p 定义了请求和响应消息的格式，s o a p 建立在 x m l 之上，定义了一种跨系统平台的信息交换的简单包装方法。绑定于 h t t p 之上的s o a p 协议，可以跨语言、跨操作系统进行远程过程调用( r p c ) ， 实现了编程语言和系统平台的无关性。 4 ) 编码：s o a p 用x m l 将消息编码，x m l 提供了跨平台的数据库编码和 组织方法。 5 ) 传输：采用了网络上广泛使用的h t t p 协议传输消息，适应i n t e m e t 环境， 能顺利通过代理和防火墙( 理论上可以采用其它协议，如s m t p 、f t p ) 【6 。 2 3 本章小结 本章首先介绍了w 曲服务的概念、优点和应用范围。分析和阐述了实现w 曲 服务的底层技术和标准，并对其中最主要的技术“l 、w s d l 和s 0 a p 进 行了详细的分析和说明。最后，用w e b 服务协议栈对这些技术标准的逻辑关系 进行了总结。 武汉理工大学硕士学位论文 第3 章w e bs e r v i c e s 在实际项目中的应用 3 1 黄石公路信息管理系统业务需求 结合黄石公路信息系统的实际需求，并根据业务性质，该公路信息管理系统 可分解为以下7 个部分： 1 ) 人事管理系统 2 ) 道路养护系统 3 ) 费收管理系统 4 ) 路政管理系统 5 1 设备管理系统 6 ) 工程管理系统 7 ) 后勤管理系统 该系统旨在为黄石公路管理局提供强有力的综合信息查询、统计和分析功能。 其中，信息查询包括一般查询、关联查询及其他更复杂的查询。另外，该系统还 提供综合数据库的维护和产生报表等功能。 3 2 采用的技术 根据系统的需求和架构的分析，该项目采用了w i i l 2 0 0 0 操作系统下微软 的n e t 平台和b s 架构。部署时采用s 作为应用服务器。 3 2 1 使用的平台和开发工具 n e t 作为微软的新一代软件开发平台，它是一组公共的服务，可以用于许 多面向对象的语言。这些服务以中间代码的形式运行。中间代码独立于底层体系。 服务在一个运行时环境c l r ( c o r m o nl 肌g u a g er u n t i m e ) 下运行。c l r 管理资 源并监视程序运行。 武汉理t _ 人学硕士学位沦文 3 2 2 选择的系统架构 传统客户机服务器模式中的客户机上所安装的客户端应用程序分担了部分 的业务逻辑，占用了客户机的资源。 客户机虽然分担了服务器的总负载，但是问题也因此而产生了：当业务逻辑 需要改变或整个系统需要进行升级时，新的应用程序将会被加载到数以万计的客 户端上，这样维护和更新这类应用程序的代价就变得很高。当整个系统的层次结 构相当复杂时，在维护过程中产生的问题也会以几何指数的形式增加。 针对这种体系结构问题的解决方案伴随着万维网w w w ( w o d dw i d ew 曲) 的 广泛推广而应运而生，这就是所谓的“浏览器朋务器”模式，也就是我们所熟 悉的浏览器服务器b s ( b r o w s e r s e r v e r ) 架构。 3 3 功能模块划分 黄石市公路局信息管理系统结构如图3 1 所示。 图3 1 系统模块划分图 本人主要承担该系统中路政管理模块的开发。 武汉理：】一人学硕士学位论文 3 1 1 路政管理系统 黄石路政管理支队为了加强路政管理，实现路政管理程序化，行政执法规范 化，文书档案电子化，业务管理制度化，机构运转科学化等目标，开发了这套路 政管理系统。本系统将完成路政管理中信息采集、处理、存储、查询和传输等工 作，以保证路政信息资源的完整，发挥路政管理业务工作的更大效益。 3 1 1 1 路政机构设置管理 路政机构设置管理主要是介绍路政支队及其下属各部门的相关职能和机构 设置等信息。它包括：支队简介、机构设置图、主要职责说明、责任路段介绍等 内容。通过该模块，外界可以全方位的了解路政支队的各项基本情况。如图3 2 所示。 图3 2 路政功能设置图 其中“支队简介”、“主要职责”、“责任路段”和“打印输出”等子模块以文 字形式给出，“机构设置图”则以图片形式给出。各子模块的内容可以根据需要 随时进行更新。 3 1 1 2 路政案件管理 路政案件管理系统主要功能是对路政支队所辖区域内案件卷宗实行电子化 4 武汉理工大学硕士学位论文 管理，便于查询和统计，并每月生成案件统计表。它主要包含档案管理和案件记 录统计两个部分，如图3 3 所示。 图3 3 路政案件管理功能框图 1 ) 案件档案管理 路政档案管理主要是对一些申请立案的重大案件的文档实行电子化管理，以 方便查找核对。其中，案件类型包括：处理案件、处罚案件、复议案件、诉讼案 件和执行案件五大类。查询时可以分别按照这几种类型查询，也可以根据实际需 要对其中具体信息进行查询。 2 ) 案件记录统计 案件记录统计是将路政管理支队所辖范围内所发生的所有案件进行记录，并 在每个月底集中统计生成案件统计表。它主要实现信息的录入、查询和统计功能。 其中，案件类型主要包括损害路基、损坏吵( 土) 路基、损坏油路面、损坏涵洞、 损坏桥面、损坏栏杆、损坏标号志、盗伐树木、毁坏树木、占用公路、链轨车上 路、占用公路用地、清理路障、损坏路肩等。损坏单位类型主要包括：机关、工 厂、运输、个体户和个人。损坏单位主要是指面积单位。收缴类型包括赔偿费和 罚款两种。 武汉理1 大学硕士学位论文 二 图3 - 4 路政审批功能结构图 1 ) 路政许可管理 路政许可管理是指因占用、利用或者挖掘公路、公路用地，公路两侧建筑控 制区，以及更新、砍伐公路用地上的树木，应当事先向交通主管部门提交申请书 和设计图，如图3 5 所示。 申请书包括： 主要理由； 地点； 安全保障措施； 施工期限； 修复，改建公路的措施或者补偿数额。 路政许可管理包括路政许可录入、路政许可查询、路政许可维护修改、路 政许可删除等功能。 1 6 茎堡望三查堂婴主堂堡笙苎一 图3 5 路政许可管理功能结构图 2 ) 超限车辆管理 超限车辆管理是指超过公路、公路桥梁、公路隧道或者汽车渡船的限载、限 高、限宽、限长标准的车辆，确需在公路上行驶的，按照规定：由下级部门办理 超限运输车辆通行证，并上交到上级部门。在超限车辆违章登记表中进行登记， 同时缴纳一定的经费，如图3 6 所示。 其中包括违章登记的录入，维护和查询等功能。 图3 6 超限登记管理 3 ) 路政审核管理 路政审核查询是指对下级路政单位的路政审批项目进行查看、审核。下级单 位的审核项目耍上交到路政科，然后由路政科对其进行审核。 此模块包括对下级部门路政审批的录入、修改、删除和查询功能，如图3 - 7 所示。 武汉理_ 大学硕士学位论文 二 图3 8 奖惩管理结构图 3 1 1 4 路政报表与统计 路政报表与统计包括上路巡查目录管理，路政月报统计，季、年度报表统计 几个部分，如图3 9 所示。 图3 9 路政报表统计结构图 武汉理工大学硕十学位论文 1 1 上路巡查目录管理 上路巡查目录管理主要是对公路路政巡查日志的管理，包括日志录入，维护 和查询功能，如图3 1 0 所示。 图3 1 0 巡查日志管理结构图 2 1 路政月报表统计 路政月报表统计主要是将下级部门每月上交的报表进行统计，并生成新的报 表。 3 4 业务功能的w 曲s e i c e s 实现 7 8 9 【1 0 该公路管理信息系统如果只限于内部网络的应用，那么通过采用a s p n e t 平台就可以实现。但由于该系统的应用将会是跨平台、跨网络的，如果将业务功 能以w 曲服务的方式实现，