（计算机应用技术专业论文）dsl万维网配置管理协议研究与设计实现.pdf

摘要 摘要 与手动配置相反，自动配置是指网络终端为了从一个或者多个网络管 理域中得到配置信息而自动发生的动作。自动配置管理避免了用户为了使 用某种服务而不得不手动的配置一些信息，其最大的好处就是使得配置过 程简单化，同时也最大限度的减少了错误配置导致的问题。t r 0 4 6 终端配 置管理框架，是d s l 论坛提出的a d s l 终端管理框架。它采用了分层配置 的思想，上层的配置过程直接依赖于下层所提供的服务，整个配置过程遵 循一种瀑布流的配置方式，由底层到上层逐层配置，只有当下层配置完成 以后，才能够启动它的直接上层的配置过程。t r 0 6 9 万维网自动配置管理 框架，属于t r 4 6 定义的第三层复杂业务的自动配置部分，通过对一系列 功能特性的支持对c p e 进行管理，包括自动配置和动态业务发放，软固 件管理，状态和性能监控，诊断。 a d s l 作为主流的宽带接入方式，随着用户的不断增多，方便地实现 用户终端的数据配置、快速定位和排除故障的需求越来越显示出其重要性。 t r 0 6 9 作为一种先进的被动式管理模型与传统的t m n 管理模型不同，能 够更好解决网络接入供商和网络服务提供商分离的接入网模型，实现业务 的快速下发，自动配置和软固件升级。本课题设计在“a d s l 接入家庭网 关”中实现了对t r 0 6 9 配置网络管理框架的支持。 本文首先介绍了t r 0 6 9 配置管理系统研发的技术背景，阐述了相关技 术基础x m l 及s o a p 的基本概念。然后，分析了t r 0 6 9 的体系结构，事 务会话过程，安全性，配置效率以及会话交互模式，针对t r 0 6 9 配置效率 上的不足提出并描述了批量配置的概念，完善了t r 0 6 9 重新启动后的通知 机制。最后，详细描述了t r 0 6 9 协议栈和配置数据库的设计实现过程，着 重于基于性能考虑的设计思路，采用的数据结构和访问算法。对于数据库 增加了对可扩展性的考虑，且描述了对批量配置的支持。 关键词 自动配置( a u t o c o n f i g u r a t i o n ) ，远程方法调用( r p c ) ，可扩展性标 识语言( x m l ) ，简单对象访问协议( s o a p ) ，协议栈，配置数据库 a b s t r a c i a b s t r a c t a u t o - c o n f i g u r a t i o n ，a so p p o s e dt om a n u a lc o n f i g u r a t i o n ，c a nb ed e f i n e d a st h ep r o c e s so ft h eb n ta u t o n o m o u s l yt a k i n ga c t i o n si no r d e rt oo b t a i n c o n f i g u r a t i o ni n f o r m a t i o nf r o mo n eo rm o r ea p p r o p r i a t em a n a g e m e n tr e a l m si n t h en e t w o r k t h i sa l l o w st h eu s e ro ft h eb - n tt om a k eu s eo ft h es e r v i c e ( s ) h e h a sr e q u e s t e dp r e v i o u s l y a u t o c o n f i g u r a t i o na v o i d st h en e e df o rt h eb n t u s e rh a v i n gt oc o n f i g u r ei n f o r m a t i o nm a n u a l l yi no r d e rt om a k eu s eo ft h e r e q u e s t e ds e r v i c e k e ya d v a n t a g e so ft h ea u t o - c o n f l g u r a t i o np r o c e s sa r et h a ti t m a k e sl i f ee a s i e rf o rt h eu s e ro ft h eb n ta n dm i n i m i z e sc u s t o m e rs e r v i c e i s s u e sc a u s e db ym i s - c o n f i g u r a t i o n t h ec p ew a n m a n a g e m e n tp r o t o c o li s t h et h i r ds t a g eo f a u t o c o n f i g u r a t i o n d e f i n e di nt r 一0 4 6c o v e r s “a u t o c o n f i g u r e dc o m p l e xs e r v i c e s ”，i n t e n d i n gt os u p p o r tav a r i e t yo ff u n c t i o n a l i t i e st o m a n a g eac o l l e c t i o n o fc p ei n c l u d i n gt h e f o l l o w i n gp r i m a r y c a p a b i l i t i e s ：a u t o c o n f i g u r a t i o na n dd y n a m i cs e r v i c ep r o v i s i o n i n g a sam a i n l yb r o a d b a n da c e s sw a y , a d s lw i l lb em o r ea n dm o r e i m p o r t a n tf o rt h er e q u i r e m e n to fc o n v i n i e n td a t ac o n f i g u r a t i o n ，q u i c kl o c a t i o n a n ds o l v e m e n to fm a l f u n c t i o n a so p p o s e dt ot r a d i t i o n a lt m nm o d e ，t r 0 6 9 c a ns e r v et h em o d eo fd i v i s i o no fn e t w o r ka c e s sp r o v i d e ra n dn e t w o r ks e r v i c e p r o v i d e ra n ds u p p o r tar a r i t yo ff u n c t i o n n a l i t i e si n c l u d i n ga u t o 。c o n f i r g u t i o n a n dd y n a m i cs e r v i c ep r o v i s i o n i n g ，a u t o u p g r a d eo fs o f t w a r e f i r m w a r e f i r s t l y , t h et e c h n o l o g yb a c k g r o u n do ft h er e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n to f t r 0 6 9a n dr e l e a t e dx m la n ds o a pa r ed i s c r i b e di n t h i st h e s i s s e c o n d l y ，i g a v ea n a l y s i s o ft h es y s t e ma r c h e t e c t u r eo ft r 0 6 9 ，t r a n s a c t i o ns e s s i o n ， s e c u r i t y ，c o n f i g u r a t i o ne f f i c i e n c ya n dm o d eo fi n t e r a c t i o n ，a l s ob r o u g h to u t a c o n c e p to fb a t c hc o n f i g u r a t i o na n dm a k ep r o g r e s s i nt h em e c h a n i s mo fr e s e t n i t i f i c a t i o n a tl a s t ，id e s c r i b e dt h ec o u r s eo fd e s i g na n di n p l e m e n to ft r 0 6 9 p r o t o c o ls t a c ka n dc o n f i g u r a t i o nd a t a b a s e ，g i v i n ge m p h s i so nd a t as t r u c ta n d a c c e s sa l g r i t h m i na d d i t h i o n ，e x t e n s i b i l i t yw a st a k e ni n t oc o n s i d e r a t i o nf o r d a t ab a s e 1 i a b s t r a c t k e yw o r d sa u t o c o n f i g u r a t i o n ，r e m o t ep r o c e d u r ec a l l ( r p c ) ，s i m p l e o b j e c t a c e s s p r o t o c o l ( s o a p ) ，p r o t o c o ls t a c k ，c o n f i g u r a t i o n d a t a b a s e 1 1 t 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。据我所知，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，也不包含为获得电子科技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：孟碴日期：卯，辞，月日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解电予科技大学有关保留、使用学位 论文的规定，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。本人授权电子科技大学可以 将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采 用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此规定)、 签名：里! ! 至导师签名：盏兰盛 日期：蟛年月6e l 第一章研发背景概述 1 1 引言 第一章研发背景概述 a d s l 作为目前主流的宽带接入方式，随着其用户日渐增多，如何实 现宽带用户的快速布放，方便地实现用户终端的数据配置、快速定位和排 除故障，提高用户满意度和宽带网络的平均收益率，已经成为限制宽带接 入市场快速发展的重要运营问题。同时，目前基本采取人工的方式进行用 户的开户和故障处理，这需要大量的时间、物力和人力，从而导致开户速 度慢，故障处理困难，使宽带的运营成本居高不下。 d s l 终端具有数量巨大、地域上高度分散、厂家众多的特点，其管理 系统必须具有很好的开放性和标准性，以确保能够适应不同厂家的终端和 局端；同时，还必须具有很好的网络管理特性，以确保能够实现众多终端 的网络管理。 目前国内的终端管理一般采用t m n 的集中管理模式，采用标准的 s n m p 网络管理协议，对于目前国内网络接入和网络服务往往由同一家供 应商提供的环境是合适的。既能实现单个终端的网元管理，又能够简单的 实现终端的集中统一网管，克服了采用t e l n e t 或者w e b 方式只能实现 网元管理的局限性。由于s n m p 协议的管理协议和管理功能相分离的特点， 支持s n m p 协议的终端管理系统很容易集成其他厂家的终端管理系统或者 扩展支持管理其他厂家的终端，为运营商提供完整的对所有终端_ 致的终 端管理功能。由于终端管理的s n m p 报文是直接承载在h d l c 链路上， h d l c 通道是在每个终端激活后就存在了，不需预先配置；同时由于管理 通道不需要支持t c p i p 协议栈，也就没有终端i p 地址带来的问题和相应 的烦琐配置。因此使终端真正做到零配置，实现终端的集中配置、管理和 维护，大大简化了宽带开户的流程，节省了运维成本。 但是对于网络接入和网络服务分离的接入网模型( 目前，国外一般都 电子科技大学硕士论文 属于这种模型) ，s n m p 这种集中式的网络管理协议并不能满足要求，这就 需要一种新的管理模型。t r 0 4 6 终端配置管理框架，是d s l 论坛提出的 a d s l 终端管理框架。它采用了分层配置的思想，上层的配置过程直接依 赖于下层所提供的服务，整个配置过程遵循一种瀑布流的配置方式，由底 层到上层逐层配置，只有当下层配置完成以后，才能够启动它的直接上层 的配置过程。 t r 0 6 9 万维网配鼍管理框架是t r 0 4 6 终端配置管理框架的一部分，属 于t r 0 4 6 定义的分层配置模型中的最高层，负责复杂业务的配置和业务发 放，提供对一系列功能集的支持来管理一系列的终端，包括：自动配置和 动态业务发放，软固件管理，状态和性能监控，诊断。t r 0 6 9 允许远程配 置服务器通过不同的元素对终端或者终端的集合进行业务下发。发放机制 包括一些特殊的发放参数，允许在终端初始连接到宽带接入网络时对其进 行业务下发，且支持后续的重新下发。t r 0 6 9 提供了工具集对终端软硬件 镜像文件的下载进行管理，支持版本标识机制，文件下载的发起机制，下 载成功或者失败的通知机制。 t r 0 6 9 万维网配景管理框架是一种被动式的管理模型，与s n m p 主动 管理模式不一样，它不要求设备一直在线，也不需要检测终端设备是否在 线，所有的请求都由终端设备发起，服务器只是被动的处理请求，更能够 适应终端设备数量巨大，地域分散的特点，具有更好的鲁棒性和适应性。 1 2 国内外动态 d s l 论坛是一个非赢利的组织，致力于为d s l 网络系统的发展和研究 提供指导。d s l 论坛每年都要发布技术报告，t r 0 6 9 万维网络配置管理框架 是d s l 论坛去年发布的标准，协议标准本身还很不完善，很多公司和个人 已经加入到协议标准的完善过程中来，t r 0 6 9 协议标准的版本也在以每两 个月一个版本的速度在更新，新的版本中加入了新的内容，对以前版本存 在的问题或者不清晰的地方进行了更正或者补充。 华为公司的接入家庭网关是国内外第一款真正完全支持t r 0 6 9 配置 2 第一章研发背景概述 管理框架的产品，在开发产品的过程中，发现了协议中存在的一些模糊点， 对协议中存在的不足提出了一些补充建议，并且提出了原有协议中不存在 的新的配置观念。这些新的内容都已经提交了d s l 论坛，如果被论坛审核 通过，就将添加到协议标准中去，作为新的标准内容发布。 1 3 定义和约定 1 3 1 名词解释 c p e ：c u s t o m e rp r e m i s ee q u i p m e n t ，用户端驻地设备 a c s ：a u t o c o n f i g u r a t i o ns e r v e r ，自动配置服务器 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 s o a p ：s i m p l eo b j e c t a c e s sp r o t o c o l ，简单对象访问协议 r p c ：r e m o t ep r o c e d u r ec a l l ，远程方法调用 d s l ：d i g i t a ls u b s c r i b e rl i n e ，数字用户环路 a d s l ：a s y m m e t r i cd i g i t a ls u b s c r i b e rl i n e ，非对称数字用户环路 s s l ：s e c u r es o c k e tl a y e r ，安全套接层 1 4 相关技术 1 4 1 关于x m l 1 4 1 1x m l 概述 可扩展标记语言( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ：x m l ) ，是种您 可以用来创建自己标记的标记语言。它由万维网协会( w 3 c ) 创建，用来克 服超文本标记语言( h y p e r t e x tm a r k u pl a n g u a g e ：h t m l ) 的局限。 x m l 提供了一种标记内容的方式，可以添加关于数据用途的信息。信 息使用x m l 存储之后，称为解析器的应用程序就能够可靠地提取相关信 息，并根据不同的需要处理。 3 一 电子科技大学硕士论文 1 4 1 1 1x m l 文档的组成部分 标记是左尖括号( ) 之间的文本。 元素是开始标记、结束标记以及位于二者之间的所有内容。 属性是一个元素的开始标记中的名称一值对。 1 4 1 1 2x m l 标准 x m l 文档的基本规则 名称空间规范 x m ls c h e m a 语言 文档对象模型( d o c u m e n t0 b j e c lm o d e l ：d o m ) x s l 、x s l t 和x p a t h ： x m l 数字签名( x m ld i g i t a ls i g n a t u r e ) 标准：它定义了用于数字签 名的x m l 文档结构。 x m l 加密( x m le n c r y p t l o n ) 标准：定义了如何加密x m l 文档的各 部分 链接和引用的标准( x l i n k 和x p o i n t e r ) ：x l i n k 定义将不同资源链 接在一起的各种方法；x p o i n t e r 使用x p a t h 作为引用其它资源的方法。 它还包括对x p a t h 的一些扩展。 1 4 1 1 3x m l 技术特性 x m l 简化了数据交换。因为不同组织( 乃至同一组织的不同部门) 很少 就单一工具集形成标准，所以要使应用程序相互交流需要进行大量工作。 使用x m l ，每个实体可以创建单一的实用程序，该实用程序将该实体的 内部数据格式转换成x m l ，反之亦然。 x m l 支持智能代码。因为可以使x m l 文档结构化以标识每个非常 重要的信息片段( 以及这些片段之间的关系) ，所以可以编写无需人工干预 就能处理这些x m l 文档的代码。 x m l 支持智能搜索。尽管搜索引擎这些年在稳步改进，但从搜索中得 到错误的结果仍很常见。 第一章研发背景概述 1 4 1 1 4x m l 优点 纯文本：因此可用从文本编辑器直到可视化开发环境的任何工具创建 和编辑，这使得程序可以更简单。 可格式化：在显示形式很重要的时候，x s l 可指定如何显示数据。由 于数据和显示是分离的，甚至可以为同一数据指定不同的样式表用于不同 输出，并很容易在将来使用新的格式进行显示。 很强的链接能力：可以定义双向链接、多目标链接、扩展链接和两个 文档间的链接。 易于处理：x m l 对格式的定义更为严格，并具有层次结构，处理起来 更加容易。它是与厂商无关的标准，可以任选一个解析器来处理。 小结：h t m l 提供了查看数据的通用方法；x m l 则提供了直接在数据上 i 4 1 2 定义x m l 文档格式 表示数据的元素有两种方法： 使用文档类型定义( d o c u m e n tt y p ed e f i n i t i o n ：d t d ) 。d t d 定义可以 在x m l 文档中出现的元素、这些元素出现的次序、它们可以如何相互嵌 套以及x m l 文档结构的其它详细信息。 使用x m l 模式( x m ls c h e m a ) 。模式可以定义您能在d t d 中使用 的所有文档结构，它还可以定义数据类型和比d t d 更复杂的规则。 s c h e m a 用x m l 的语法定义x m l 文档的结构，因此易于理解。 1 4 1 2 1 文档类型定义( d o c u m e n tt y p ed e f i n i t i o mo t d d t d 允许您指定x m l 文档的基本结构。 1 4 1 2 2x m l 模式( x m ls c h e m a ) 相比d t d 的几个优势： x m l 模式使用x m l 语法。换句话说，x m l 模式是个x m l 文档。 这意味着您可以象处理任何其它文档一样处理模式。例如，您可以编写一 个x s l t 样式表，该样式表将x m l 模式转换成具有自动生成的 j a v a s c r i p t 代码的w e b 表单，其中的j a v a s c r i p t 代码可以验证您输 入的数据。 5 电子科技大学硕士论文 x m l 模式支持数据类型。尽管d t d 确实支持数据类型，但很明显 这些数据类型是从发布的角度开发的。x m l 模式支持d t d 中的所有原 始数据类型( 诸如标识和标识引用之类的类型) 。它们还支持整数、浮点数、 曰期、时间、字符串、u r l 和其它对数据处理和验证有用的数据类型。 x m l 模式是可扩展的。除了x m l 模式规范中定义的数据类型以外， 您还可以创建自己的数据类型，并且可以基于其它数据类型派生出新的数 据类型。 x m l 模式有更强的表达能力。例如，您可以用x m l 模式定义任何 属性值不得超过2 个字符，或定义任何元素的值必须与正则表达式 o 一9 】 5 ) ( 一【o 一9 】_ ( 4 ) ) ? 相匹配。您无法用d t d 做这些事。 1 4 1 3x s l 、x s l t 和x p a t h 可扩展样式表语言( 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 = x s l ) ：定义了 一组元素( 称为格式化对象) ，它们描述应该如何格式化数据。为清晰起见， 通常将该标准称为x s l f o 以和x s l t 进行区分。尽管它主要是设计用 于生成高质量的可打印文档，但您也可以使用格式化对象从x m l 生成音 频文件。 用于转换的可扩展样式表语言( e x t e n s i b l es t y l el a n g u a g e t r a n s f o r m a t i o n ：x s l t ) ：x s l t 语言用于转换x m l 文档到m l 文档或 h t m l 文档。x s l t 描述组t e m p l a t e 规则， 用来实现源文档到结果文 档之间的转换。 x m l 路径语言( x m lp a t hl a n g u a g e ：x p a t h ) ：描述x m l 文档中位置 的语法。您使用s l t 样式表中的x p a t h 来描述您希望转换x m l 文档 的哪个部分。x p a t h 也用在其它x m l 标准中，这就是为什么它是独立于 s l t 的标准的原因。 1 4 1 2x m l 应用 1 4 1 4 1r d f 资源描述框架( r e s o u r c ed e s c r i p t i o nf r a m e w o r k ，r d f 1 8 ) 是用 于编译元数据( m e t a d a t a ) 的x m l 应用程序。特别的，它更适合描述w e b 站点和网页。元数据是有关数据的数据。 6 第一章研发背景概述 1 4 1 4 2x h t m l 是w 3 c 将h t m l 重写为严格的x m l 所作的努力。x h t m l 加强了许多通 常与h t m l 有关的模糊之处。 1 4 1 4 3c d f 频道定义语言c d f 2 ( c h a n n e ld e f i n i t i o nf o r m a t ) 是定义频道的 x m l 应用程序。频道是一套自动推向订户的w e b 页面。c d f 文档列出待推出 的页面、推出的方式及频率等类似信息。用户可使用i n t e r n e te x p l o r e r 4 0 或其更高版本来订阅频道。 1 4 1 ，4 4v b l 矢量标记语言( v e c t o rm a r k u pl a n g u a g e ，简写为v m l 2 ) 是结合 矢量信息以c s s 标记的x m l 应用程序。采用c s s 标记描述矢量图形可嵌入 w e b 网页，从而取代用h t m l 的i m g 元素加载的g i f 及j p e g 位图图像。 1 4 1 3x m l 编程接口 1415 1 文档对象模型( d o c u m e n to b j e c tm o d e i ：d o m ) 定义了如何将x m l 文档转换为驻留内存的树结构。d o m 为x m l 文档 的己解析版本定义了一组接口，用于存取和操纵x m l 文档。 d o m 把x m l 文档看作一棵树，提供些编程接口存取和操纵树，利用接口 定义语言( i d l ) 给出接口定义。i d i 类似c + + 语言，利用属性和方法的声 明来描述类，仅给出类型，不包括实现。d o m 的问题： d o m 构建整个文档驻留内存的树。如果文档很大，就会要求有极大的 内存。 d o m 创建表示原始文档中每个东西的对象，包括元素、文本、属性和 空格。如果您只需关注原始文档的- d , 部分，那么创建那些永远不被使用 的对象是极其浪费的。 d o m 解析器必须在您的代码取得控制权之前读取整个文档。对于非常 大的文档，这会引起显著的延迟。 1 4 1 5 2s a x s a x ( s i m p l ea p if o rj a v a ) ：s a x 是基于事件的接口。当s a xp a r s e r 一7 电子科技大学硕士论文 编译文档时，将报告所遇到的事件( 例如：元素的开始与结束) 给应用程 序，由应用程序负责实现旬柄来处理不同的事件。s a x 提供了对x m l 文 档的简单存取， 不需要很大的内存空间用来存放整个文档对象。s a x 问 题： s a x 事件是无状态的。当s a x 解析器在x m l 文档中发现文本时， 它就向您的代码发送一个事件。该事件仅仅给您发现的文本；它不告诉您 什么元素包含那个文本。如果您想知道这一点，则必须自己编写状态管理 代码。 s a x 事件不是持久的。如果应用程序需要一个数据结构来对x m l 文档建模，则必须自己编写那样的代码。如果您需要从s a x 事件访问数 据，并且没有把那个数据存储在代码中，那么您不得不再次解析该文档。 s a x 不是由一个集中管理的组织控制的。 1 4 1 5 3j a x p ( j a v aa p i f o rx m lp a r s i n g 尽管d o m 、s a x 为大多数常见任务提供了标准接口，但仍有些事情是 它们不能解决的。例如，在j a v a 程序中创建d o m p a r s e r 对象的过程因 d o m 解析器的不同而不同。为了修正这个问题，s u n 发布了j a x p ( 用于x m l 解析的j a v aa p i ，j a v aa p if o rx m lp a r s i n g ) 。该a p i 为使用d o m 、s a x 和x s l t 处理x m l 文档提供了公共接口。 j a x p 提供的诸如d o c u m e n t b u i l d e r f a c t o r y 和d o c u m e n t b u i l d e r 之类的 接口为不同的解析器提供了一个标准接口。还有一些方法可以允许您控制 底层的解析器是否可以识别名称空间以及是否使用d t d 或模式来验证 x m l 文档。 1 4 2s o a p 简单对象访问协议 1 4 2 1s o a p 简介 1 4 2 1 1s o a p 的提出 s o a p 作为一种异质软件对象在网络上沟通的方法，最初是由微软提出 的。不过，它并没有和微软的任何技术捆绑在一起，而是作为一个开放的标准 提议。但是，实际上在最初的1 9 9 8 年的方案( n m i c r o s o f t ，u s e r l a n d 和 d e v e l 2 0 p m e n t o ri n c 共同制定) 中，强调了支持b i z t a l k 即微软s o a p 策略 8 第一章研发背景概述 的方法。当最初排斥该提议的i b m 加入以后，s o a p 协议才开始脱离最初的微 软“倾向”，变得更加开放。s u n 公司最初也排斥该提议，一直到2 0 0 0 年的6 月 才有所改变，低调的表示支持w o r l dw i d ew e bc o n s o r t i u m ( w 3 c ) 在2 0 0 0 年5 月确认的版本。其它一些bt ob 公司，女1 a r i b a ，c o m m e r c e o n ec o r p 和l o t u s ， 也表示支持由w 3 c 提出的提议。 1 4 2 1 2h t t p + x m l = s o a p s o a p 是“第一个没有发明任何新技术的技术”。它通过定义一个关于 远程组件如何请求信息，以及如何描述递交的信息的标准，从而扩展了w e b 应用的用途。s o a p 是一个基于h t t p 和x m l 的请求响应r p c 协议( 虽然 s o a p l 1 规范中只定义了s o a p 与h t t p 绑定，但s o a p 亦可与其它协议结 合。它采用了已经广泛使用的两个协议：h t t p 和x m l 。s o a p 把x m l 的 使用代码化为请求和响应参数编码模式，并用h t t p 作传输。采用几行代码和 一个x m l 解析器，h t t p 服务器( 如m s 的i i s 或a p a c h e ) 立刻成为了s o a p 的o r b s ( s o a p 对象请求代理) 。s o a p 本身并没有定义任何应用程序语义， 如编程模型或特定语义的实现；实际上它通过提供一个有标准组件的包模型 和在模块中编码数据的机制，定义了一个简单的表示应用程序语义的机制。这 使s o a p 能够被用于从消息传递至u r p c ( 远程进程调用) 的各种系统。 1 4 2 1 3s o a p 规范 s o a p 的主要设计目标是简单性、可扩展性。 1 ) s o a p 信封( e n v e l o p ) 它构造定义了一个整体的s o a p 消息表示框架， 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( e n c o d i n gr u l e s ) 定义了一个数据的编码机制，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 1s o a pr p c 表示( r p cr e p r e s e n t a t i o n ) 定义了一个用于表示远端过程调 用和响应的约定，例如，如何使用h t t p 或s m t p 协议与s o a p 绑定，如何传输 过程调用，在具体传输协议的哪个部分传输过程响应，如我们可以在h t t p 的 响应的时候传递过程响应。这三部分在功能上是彼此独立的。特别的，信封和 9 电子科技大学硕士论文 编码规则是被定义在不同i 拘x m l 名域( n a m e s p a e e ) 中，这样有利于通过模块 化获得定义和实现的简明性。 1 4 2 2s o a p 消息 1 4 2 2 1s o a p 的消息结构 s o a p 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和类型 化的信息提供了一个简单的轻量级机制。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 d y 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。 s o a p 应用程序在生成由s o a p 定义的所有元素和属性的时候，应该包含恰当 的s o a p 的名域。s o a p 定义了两个名域： 1 ) s o a p 信封的名域标识为 h t t p ：s c h e m a s x m l s o a p o r g s o a p e n v e l o p e 2 ) s o a p 编码规则的名域标识为 h t t p ：s c h e m a s x m l s o a p o r g s o a p e n c o d i n g 此外，s o a p 消息必须不包含d t d ，也必须不包含p i ( p r o c e s s i n g i n s t r u c t i o n s ) 。除s o a pm u s t u n d e r s t a n da t t r i b u t e 和s o a pa c t o r a t t r i b u t e 外，一般允许属性及属性值自由地选择是在x m l 实例中描述还是 在x m ls c h e m a 中描述。 1 ) s o a pe n v e l o p e s o a p 消息是由一个强制的s o a pe n v e l o p e 、一个可选的s o a ph e a d e r 和一 个强制i 拘s o a pb o d y 组成的x m l 文档。e n v e l o p e 是表示该消息的x 扎文档 的顶层元素： ( 1 ) 元素名为e n v e l o p e 。 ( 2 ) 该元素必须在s o a p 消息中出现，一般是根元素。 ( 3 ) 该元素可以包含名域声明和额外的属性。如果出现额外属性( 并非是 s o a p 规范预定义的属性) 和额外子元素，则必须使用名域修饰。并 且，e n v e l o p e 的直接子元素h e a d e r $ i 口b o d y 必须排列在最前面。s o a p 消息 必须有一个信封元素与名域“h t t p ：s c h e m a s x m l s o a p o r g s o a p 1 0 第一章研发背景概述 e n v e l o p e ”关联。如果s o a p 应 用程序接收到的s o a p 消息中的s o a p 信封元素与其它的名域关联，则视为版 本错误，应用程序必须丢弃这个消息。如果消息是通过h t t p 之类的请求应 答协议收到的，应用程序必须回答一个s o a pv e r s i o n m i s m a t c h 错误信息。 2 ) s o a ph e a d e r h e a d e r 元素( 头元素) 编码为s o a p 信封元素的第一个直接予元素。头元素 的所有直接子元素称为条目。在s o a p 头中添加条目可实现在无须预先协定 的情况下，以分数但标准的方式扩展消息。s o a p 定义了很少的些属性来用 于指明谁可处理该特性以及它是可选处理的还是强制处理的。s o a ph e a d e r 的语法规则如下： ( 1 ) 元素名为h e a d e r 。 ( 2 ) 该元素可以在s o a p 消息中出现，但并不是必须出现。如果出现，该元素 必须是s o a pe n v e l o p e 元素的第一个直接子元素。 ( 3 ) 该元素可以包含一系列的h e a d e r 条目，这些条目都应当是h e a d e r 元素 的直接子元素。h e a d e r 的所有直接子元素必须有名域修饰。 ( 4 ) h e a d e r 条目自身可以包含下级子元素，但这些元素不是h e a d e r 条目，而 是h e a d e r 条目的内容。h e a d e r 条目的编码规则包括：一个h e a d e r 条目 由一个完整修饰的元素名( 包括名域u r i 和局部名) 来标识。s o a ph e a d e r 元 素的所有直接子元素都必须是完整修饰的：s o a pe n c o d i n g s t y l e 属性可 以用于指明条目的编码形式：s o a pm u s t u n d e r s t a n d 属性和s o a pa c t o r 属性可以用于指明如何处理条目和由谁来处理条目。s o a ph e a d e r 属性的设 置确定了s o a p 消息的接收者应该如何处理该消息。产生s o a p 消息的s o a p 应用程序应该仅使用s o a ph e a d e r 元素的直接子元素的s o a p h e a d e r 属性。 s o a p 消息的接收者必须忽略那些并非作为s o a ph e a d e r 元素的直接子元素 出现的s o a ph e a d e r 属性。s o a p a c t o r 全局属性可以用于指示头元素的接收 者。s o a pa c t o r 属性的值是一个u r i 。s o a pm u s t u n d e r s t a n d 全局属性用来 指示接收者在处理消息时这个条目是否必须处理。条目的接收者由s o a p a c t o r 属性定义。m u s t u n d e r s t a n d 属性的值是“1 ”或“0 ”，缺省s o a p m u s t u n d e r s t a n d 属性值为“0 ”。如果一个头元素的s o a p m u s t u n d e r s t a n d 属 性的值是“1 ”，那么条目的接收者必须或遵守语义并按照语义正确地处理： 1 1 电子科技大学硕士论文 或放弃处理消息。 3 ) s o a pb o d y s o a p b o d y 元素提供一个简单的用于与消息的最终接收者交换信息的机制。 使用体元素的典型情况包括配置r p c 请求和错误报告。体元素关注于数据本 身，即：远程方法名( 或响应名) 、请求或应答参数、序列化数据。体元素的 语法规则是： ( 1 ) 元素名为b o d y 。 ( 2 ) 该元素必须在s o a p 消息中出现，同时必须是s o a pe n v e l o p e 元素的一 个直接子元素。如果有头元素，它必须直接跟在s o a p 头元素之后。否则就必 须是s o a p 信封元素的第一个直接子元素。 ( 3 ) 该元素可以包含一系列的b o d y 条目，这些条目都应当是b o d y 元素豹直 接子元素。b o d y 的所有直接子元素必须有名域修饰。s o a p 定义了s o a pf a u l t 元素，它用来指示调用错误的信息。 b o d y 条目在语义上等同于a c t o r 属性为缺省值且m u s t u n d e r s t a n d 属性值为“1 ”的头条目。不使用a c t o r 属性则表示缺省的a c t o r 。s o a p 只 预定义了一个b o d y 条目：用于向调用方报告错误的b o d y 条目一f a u l t 。 b o d y 条目的编码规则包括：一个b o d y 条目由一个完整修饰的元素名 ( 包括名域u r i 和局部名) 来标志。s o a p b o d y 元素的直接子元素可是名域 修饰的：s o a pe n c o d 2 i n g s t y l e 属性可被用来表明b o d y 条目中使用的 编码规则。s o a pf a u lt 元素是用于在s o a p 消息中传输错误及状态信息。 它只能以体条目的方式出现，且最多只能出现一次。s o a p 错误元素定义了 四个子元素：f a u l t c o d e 元素给软件提供了一个识别此错误的算法机制： f a u l t s t r i n g 元素为一个错误解释，该元素与软件处理无关：f a u l t a c t o r 元素提供了在消息路径上是谁导致了错误发生的信息：d e t a i l 元素是用于 传输与b o d y 元素相关的应用程序特别的错误信息。 1 4 2 2 2s o a p 的消息交换 s o a p 消息从发送方到接收方是单向传送。s o a p 消息一般会和实现模式 结合，如请求响应。s o a p 的实现可由特殊网络系统的特有特征来优化 5 。如，通过h t t p b i n d i n g 将s o a p 响应消息通过h t t p 响应来传输，请求和 1 2 第一章研发背景概述 响应使用同一连接。一个s o a p 消息从始节点到终节点的过程中，可能沿着消 息路径经过一系歹u s o a p 中间节点。一个s o a p 中间节点是一个可以接收转发 s o a p 消息的应用