（固体力学专业论文）基于NET+Web+Service的多层分布式体系结构的研究与应用.pdf

基于n e tw e bs e r v i c e 的多层分布式体系结构的研究与应用 基于n e tw e bs e r v ic e 的多层分布式体系结构的研究与应用 摘要 随着i n t e r n e t i n t r a n e t 的快速发展，与传统的c s 结构相比，b s 结构以其“瘦客户”的特点得到了广泛应用，但这种结构也存在众多 不足之处：通常b s 结构当访问量很大时，服务器的负荷非常大，同 时服务器端程序的开发显得异常复杂，并且很难调用异构平台上的对 象。 为此，本文结合浙江建达科技集团有限公司的公积金业务管理系 统项目，设计了基于w e bs e r v i c e 的多层分布式应用系统模型。该模 型将w i n d o w sf o r m 技术与w e bs e r v i c e 分布技术结合在一起，综合 了c s 结构“实时”与b s 结构“共享”优点，实现了信息共享与服 务共享完美结合。 模型在通信机制上与现有组件技术相比，服务器和客户机都不需 要安装特殊的通信协议，只需支持通用的网络协议( h t t p ) 乖i 数据格式 ( x m l ) 就可实现相互通信。客户端把数据以x m l 的形式进行s o a p 包装，并以h t t p 形式进行发送，服务器就能接收数据。这样利用 x m l 语言和s o a p 协议，就实现了异构平台上的对象服务调用。 为提高模型的安全机制，结合w ss e c u r i t y 框架，对s o a p 安全 令牌以及s o a p 消息的安全性进行了相关研究，以公钥技术和x 5 0 9 数字证书为例，介绍如何在w ss e c u r i t y 的框架内进行安全s o a p 消 息交换。 为提高系统的可重用性、可扩展性和可维护性，还采用了基于组 浙江工业大学硕士研乱牛学付径立i i 基于n e tw e bs e r v i c e 的多层分布式体系结构的研究与应用 件的开发技术。不仅实现源代码和功能的重用，减少重复性劳动，而 且按照组件的接口与实现相分离的原则，使得系统的修改和扩展更加 容易。 基于上述模型及机制开发的公积金业务管理系统，与传统的应用 程序相比具有很多优势：表现层充分利用了n e t 控件类的可扩展性， 设计了具有自定义功能的用户控件，极大地提高了开发效率；中间层 采用w e bs e r v i c e 封装应用业务逻辑，极大地提高了系统的稳定性、 可扩充性和移植性；数据层中存储过程的使用，使得数据存取效率得 到显著提高。 关键词：w e bs e r v i c e ；多层分布式；x m l ；s o a p 浙江工业大学硕士研究生学位论文 基于n e tw e bs e r v i c e 的多层分布式体系结构的研究与应用 t h er e s e a r c ha n da p l i c a t i o n so f m u t i l a y e r sa n dd i s t r i b u t e da r c h i t e c t u r e b a s e do n n e tw e bs e r v i c e a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fi n t e m e ta n di n t r a n e t ，c o m p a r i n gw i t h t h et r a d i t i o n a lc ss t r u c t u r e ，b ss t r u c t u r ei s w i d e l yu s e dw i t h ”t h i n c l i e n t s ”f e a t u r e s ，b u tt h e r ea r el o t so fi n a d e q u a c i e sa st h ef o l l o w s ：u s u a l l y w i t ht h el a r g eq u a n t i t i e sv i s i t t h el o a do fs e r v e rb e c o m i n gt o ol a r g e a t t h es a m et i m e ，t h e d e v e l o p m e n to fs e r v e rs i d ep r o c e d u r e sb e c o m e s e x t r e m e l yc o m p l i c a t e ，a n di ti sd i f f i c u l tt oi n v o k et h eo b j e c ts e r v i c eo n i s o m e r i s mp l a t f o r m a c c o r d i n gt o t h ep r o j e c to ff u n do p e r a t i o n sm a n a g e m e n ts y s t e m c o m i n g f r o m z h e j i a n g j a n d a r t e c h n o l o g yc o m p a n yl i m i t e d ，w e d e s i g n e dt h em u l t i l a y e rd i s t r i b u t e da p p l i c a t i o n sm o d e lb a s e do nt h ew e b s e r v i c e t h em o d e lc o m b i n e dw i t hw i n d o w sf o r ma n dw 色bs e r v i c e t e c h n o l o g y , c o n s o l i d a t e da d v a n t a g e s ”r e a l t i m e ”o fc s s t r u c t u r ea n d ”s h a r i n g ”o fb ss t r u c t u r e ，a n da c h i e v e d ap e r f e c tc o m b i n a t i o no f i n f o r m a t i o ns h a r i n ga n ds e r v i c e ss h a r i n g c o m p a r i n gw i t ht h ee x i s t i n gt e c h n o l o g yo fc o m p o n e n t s ，t h em o d e l n e e d n tt oi n s t a l la s p e c i a la g r e e m e n to nt h es e r v e ra n dc l i e n t ，w h i c ho n l y n e e dt os u p p o r tt h ea g r e e m e n to fn e t w o r k ( h t t p ) a n dd a t af o r m a t ( x m l ) 浙江丁业大学硕士研究生学位论文 基于n e tw e bs e r v i c e 的多层分布式体系结构的研究与应用 f o rm u t u a lc o m m u n i c a t i o n a sl o n ga st h ec l i e n td a t ai sp a c k a g e dw i t ht h e f o r mo fs o a px m l ，a n dt r a n s f e r r e dw i t ht h ef o r mo fh t t p , w h i c hc a r l b er e c i e v e db ys e r v e r w eu s ex m 吐l a n g u a g ea n ds o a pa g r e e m e n tt o r e a l i z et h ei n v o k i n go f t h eo b j e c ts e r v i c eo ni s o m e r i s mp l a t f o r m t oi m p r o v et h es e c u r i t yo ft h em o d e l ，w er e s e a r c hf o rt h es e c u r i t yo f s o a pm e s s a g ee x c h a n g i n gw i t ht h ew ss e c u r i t yf r a m e w o r k a c c o r d i n g t ot h ep u b l i ck e yt e c h n o l o g ya n dx 5 0 9d i g i t a lc e r t i f i c a t e s ，w ei n t r o d u c e h o wt or e a l i z et h es e c u r i t yo fs o a pm e s s a g ee x c h a n g i n gi nt h e f r a m e w o r ko fw ss e c u r i t y i no r d e rt oe n h a n c et h er e u s a b i l i t y , t h ee x t e n s i o na n dt h e m a i n t a i n a b i l i t yo ft h em o d e l ，w eu s e d t h et e c h n o l o g yb a s e do i lt h e m o d u l ed e v e l o p m e n t ，w h i c hn o to n l yr e a l i z e st h er e u s i n go fs o u r c ec o d e a n df i m c t i o n ，b u ta l s or e d u c e st h ed u p l i c a t e dw o r k m o r e o v e r , a c c o r d i n g t ot h e p r i n c i p l e s o ft h em o d u l ei n t e r f a c ea n dt h e i m p l e m e n t a t i o n s e p a r a t e d ，t h et e c h n o l o g ym a k e st h em o d i f i c a t i o na n dt h ee x p a n s i o no f s y s t e me a s i e rt h a nb e f o r e c o m p a r i n g w i t ht r a d i t i o n a l a p p l i c a t i o ns y s t e m ，t h e f u n d m a n a g e m e n ts y s t e mb a s e d0 nt h em o d e lh a v em o r ea d v a n t a g e s ：w i t ht h e f l e x i b i l i t yo f n e tw i n d o w sc o m p o n e n t ，w ed e s i g n e dt h ec u s t o m i z e du s e r c o m p o n e n t ，w h i c hg r e a t l y e n h a n c e dt h ee f f i c i e n c yo fd e v e l o p m e n t ； p a c k a g i n gt h eb u s i n e s sl o g i cw i t ht h ew e bs e r v i c ei nt h ei n t e r m e d i a t e l a y e r ，w h i c hg r e a t l ye n h a n c e st h es t a b i l i t y , f l e x i b i l i t ya n dp o r t a b i l i t yo f 浙江丁业大学硕士研究生学位论文 苎至婴燮i 竺! ! ! 墅墨墨坌塑垄堡墨堕塑塑堡壅墨查墨一一一 t h es y s t e m ；u s i n gt h es t o r e dp r o c e d u r ei nt h ed a t aa c c e s sl a y e r , w h i c h i m p r o v e st h ee f f i c i e n c ys i g n i f i c a n t l y k e yw o r d s ：w e bs e r v i c e ；m u l t i - l a y e rd i s t r i b u t i o n ；x m l ；s o a p 浙江工业大学硕士研究生学位论文 v i ， 一立蔓巳! 望兰塑! ! ! 塑至墨坌塑茎堡墨堕塑堕塑壅苎堕旦 浙江工业大学 学位论文原创性声明 本人楚重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行 研究工作e 巨取得的研究成果。除文中已经加以标注引用的内容外，本论文 不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙 江工业大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作 出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明 的法律责任。 作者签名：蝣 p 日期沙辞己月7 目 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文 被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可以将本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 和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密碰 ( 请在以上相应方框内打4 ) 日期：泓年月7 日 日期o 。巩年0 月7 日 ，牡垆7 童矿 江护 名名 签签 者师 怍导 基于n e tw e bs e r v i c e 的多层分布式体系结构的研究与应用 1 1 研究背景 第一章绪论 随着网络时代的到来，应用程序的设计理念正在不断地推进了软件工程的演 进，应用程序开发技术正发生着一次质的飞跃，从根本上大幅度提高了开发人员 的生产效率，为开发人员进行一种全新概念应用程序的开发提供了一种新的思 路。 同时w e b 技术的迅速发展，对于企业的运作方式产生了巨大的影响，因而 许多企业在这个竞争激烈的时代，都必须加快企业的脚步，从而可以更好地利用 i n t e m e t i n t r a n e t 丰富的信息资源以及潜在的用户。尽管基于客户端n 务器软件 的开发者尽了最大努力使其产品具有网络计算功能，但是在设计系统开发时仍需 要采用与分布式计算模型截然不同的方式来思考应用程序模型。显然，要求有新 的技术和工具来迎接技术变化和开发人员所面临的挑战。 针对这种情况，研究基于w e bs e r v i c e 的分布式计算模式的应用系统，来取 代传统的客户机服务器模式，以便能够利用i n t e m e t i n t r a n e t 上丰富的信息资源， 构建个易于开发、易于维护、并具有良好可伸缩性的应用程序，就显得尤其必 要。 基于w e bs e r v i c e 的分布式结构的出现可以解决客户机服务器结构在维护 上所需的高成本，尤其是当客户端在不同的区域时，因为它能够让不同的用户获 得几乎相同的用户体验，而不会因为应用逻辑的不同而有比较大的区别。此外， 也可以改善客户机n 务器结构延展性的问题，对于当前i n t e m e t i n t r a n e t 迅猛发 展情况下以企业级应用为代表的系统而言，需要使用更具延展性的分布式结构来 解决这个问题”。 另外从重复使用的角度来看，基于w e bs e r v i c e 的分布式体系结构也优于客 户机服务器结构，分布式结构能够迫使软件开发人员以企业对象的形态编写企 业逻辑，进而允许其他系统或是i n t e m e t i n t r a n e t 系统可以重复使用这些企业对 象，这对于软件开发人员以及客户端的维护都具有正面的效益，也能够降低系统 浙江工业大学硕士研究生学位论文 基于n e tw e bs e r v i c e 的多层分布式体系结构的研究与应用 的维护成本。 此外，所有的开发工具厂商，数据库厂商，中介软件厂商，以及 i n t e m e t i n t r a n e t 工具厂商都加入了对于分布式结构的支持，所以也造成了分布式 应用系统开发的日益完善的体系结构事实上从所有的软件开发的迹象来看，分 柿式结构已经成为不可避免的趋势。 1 2 研究现状 目前，国内外企业应用系统的结构主要有基于“客户端n 务器”的c s 结 构和基于“浏览器服务器”的b s 结构，虽然两种结构都曾广泛应用，但随着 软件技术的不断不展，均暴露出了不少问题。 c s 结构，由客户端与数据库服务器构成。客户端与用户进行交互，首先向 数据库服务器发出请求，然后数据库服务器响应请求，并将结果返回客户端。相 对于以前的单机结构，c s 模式有了很大发展，能支持多用户共享数据库信息。 但是，随着企业规模的不断扩大以及应用程序日益复杂化，这种结构的弊端逐 渐暴露出来，主要表现在以下几个方面“1 ： ( 1 ) 客户端需要专用软件支持，而软件安装、维护及升级需要在客户端逐台 进行，工作量大。 ( 2 ) 系统资源浪费，由于硬件更新远跟不上软件的更新速度，因此客户不 得不在本地硬盘上安装大量软件，而实际只用到其中的很小部分。 ( 3 ) 系统不支持i n t e m e t 。 b s 结构，由w e b 服务器负责与用户连接，响应用户请求后先对指令进行 内部编码，判断指令的内容，然后执行相应的操作，需要时调用应用服务器中 企业对象提供的服务，最后在服务器中产生动态的w e b 页面，并回传到客户端 浏览器显示结果。 b s 结构主要是利用了不断成熟的w e b 浏览器技术，结合浏览器的多种脚 本语言( 如j a v a s c r i p t ) 和a c t i v e x 技术才能实现其强大功能。b s 结构的客 户端无需再装用户界面程序，用户界面完全由w e b 浏览器实现，从而使得传统 c s 结构下的客户端相比大大“减肥”。但是，随着b s 结构的不断发展与应用， 其不足之处也丌始暴露出来，由于它不支持跨平台通信，因此在大型的企业级 蔓王：竺! 翌! ! ! ! 生! 箜兰星坌塑塾竺墨竺塑盟里窭量窒旦 应用系统中，一直都无法得到很好的应用。3 。 无论是c s 还是b s 结构都只是同一数据库系统所采用的不同结构，无法 在由多数据库组成的复杂系统中进行跨平台的交互，在一些大型的系统应用中， 常常要整合现有的各个分布的子系统资源，而采用基于w e bs e r v i c e 的多层分布 技术f 是解决这一难题的关键途径。 针对上述情况，众多的国外大公司都陆续推出来与这些技术相适应的软件开 发平台和w e bs e r v i c e 技术，例如在系统开发平台方面有微软公司的n e t 平台、 s u n 公司的j 2 e e 平台等；在w e b 服务器方面有微软公司的i i s ( i n t e m e t i n f o r m a t i o ns e r v e r ) ，t h ea p a c h eg r o u p 推出的a p a c h e 和n e t s c a p e 公司的 e n t e r p r i s es e r v e r 等；在分布式技术方面上有w e bs e r v i c e 、c o r b a 和d c o m 等 技术相继出现“。 1 3 研究思路 本文首先通过对w e bs e r v i c e 技术的研究，深入分析了w e bs e r v i c e 工作原 理、体系结构和核心技术，为后续的研究作充分准备。其次，通过分布式体系结 构的研究，掌握如何运用分布式体系结构的知识，合理划分软件系统层次结构， 并构建一个具有稳定性、延展性和较高执行效率的基于w e bs e r v i c e 的多层分布 式应用系统模型( w d m s ) 。最后，通过对w d m s 模型关键技术的研究，并运 用m i c r o s o f t 公司最新推出的n e t 平台技术，设计开发了基于w d m s 模型的建 达公积金业务管理系统，在设计过程中，对系统的安全性、高效性和稳定性做出 了深入研究，进一步加深对于w d m s 模型的理解和掌握。 围绕上述内容，本文建立了一个理论分析与实际应用开发紧密相结合的研究 框架，具体安排如下： 第一部分“绪论”从当前企业应用软件系统的发展现状出发，剖析了构造新 的应用软件系统模型的重要现实意义及其紧迫性。在此基础上，提出本文的研究 思路，包括主要内容、研究框架等。 第二部分“x m lw e bs e r v i c e 技术”综合介绍了w e bs e r v i c e 技术的工作原 理、体系结构和包含的核心内容以及特点等，并提出了w e bs e r v i c e 技术的优点 和技术难点，为本文的后续研究提供了理论基础。 第三部分“分布式应用体系结构”对分布式技术结构进行了研究与分析，详 基于n e tw e bs e r v i c e 的多层分布式体系结构的研究与应用 细阐述了分布式计算的基于概念和发展历史以及多层结构的演变过程，并结合 w e bs e r v i c e 分布式技术，提出了基于w e bs e r v i c e 的多层分布式技术模型 ( w d m s ) ，并详细分析了模型的优点和对软件开发趋势的影响。 第四部分“w d m s 模型的关键技术及其研究”对基于w e bs e r v i c e 的多层分 布式模型的关键技术做出了深入研究，主要是深入探讨了w e bs e r v i c e 的安全机 制和基于组件的开发技术。 第五部分“基于w d m s 的公积金业务管理系统的设计与实现”运用n e t 开 发平台，设计开发了基于w d m s 模型的建达公积金业务管理系统，将系统合理 地划分成为表示层、业务逻辑层、数据访问层和数据层，并优化设计每一个层， 最后成功开发了一个安全、高效和稳定的公积金业务管理系统。 第六部分“结论与展望”首先得出了论文研究的主要结论，然后提出了今后 进一步研究与工作的方向。 2 1 概述 第二章x m lw e bs e r v i c e 技术 2 1 1w e bs e r v i c e 的定义 w e bs e r v i c e 是一种编程模型，它提供了在可缩放的、松耦合和非特定平台 的环境下交换信息的能力，交换信息使用诸如h t t p 、x m l 、x s d 、s o a p 和 w s d l 之类的标准协议。w e bs e r v i c e 是用标准的、规范的x m l 概念描述的， 称为w e bs e r v i c e 的服务描述。这一描述囊括了与服务交互需要的全部细节，包 括消息格式( 详细描述操作) 、传输协议和位置。w e bs e r v i c e 接口隐藏了实现服 务的细节，允许独立于实现服务基于的硬件或软件平台和编写服务所用的编程语 言使用服务”3 。这允许并支持基于w e bs e r v i c e 的应用程序成为松散耦合、面向 组件和跨平台技术实现。w e bs e r v i c e 履行一项特定的任务或一组任务。w e b s e r v i c e 可以单独或同其它w e bs e r v i c e 一起用于实现复杂的聚集或商业交易 。2 基于n e tw e bs e r v i c e 的多层分布式体系结构的研究与应用 2 1 2 典型的w e bs e r v i c e 结构 图2 1 典型的w e bs e r v i c e 结构 无论w e bs e r v i c e 是使用何种编程语言和开发工具开发的，只要通过h t t p 使 用s o a p 协议来调用，其架构如图2 1 所示。一般过程是，w e bs e r v i c e 提供者 使用合适的编程语言和开发工具开发并部署w e bs e r v i c e ，客户应用程序根据 w e bs e r v i c e 的w s d l 服务描述文档中的信息生成一个s o a p 请求消息来调用这 个w 曲s e r v i c e 。通常w e bs e r v i c e 都是位于w e b 服务器( 如i i s 、a p a c h e 等) 的后 面，客户端生成的s o a p 请求会被嵌入在一个h r r pp o s t 请求中，发送到w e b 服务器，w e b 服务器再把这些请求转发给w e bs e r v i c e 请求处理器( r e q u e s t h a n d l e r ) 。收到消息后，w e bs e r v i c e 请求处理器就会解析s o a p 请求，然后再生 成相应的s o a p 响应消息。w e b 服务器得到s o a p 应答后，再通过h t t p 方式 回送给客户端。 2 2w e bs e r v i c e 体系结构 w e bs e r v i c e 体系结构是基于三种角色( 服务提供者、服务注册中心和服务请 求者) 之间的交互。交互涉及发布、查找和绑定操作。这些角色和操作一起作用 于w e bs e r v i c e 构件：w e bs e r v i c e 软件模块及其描述。在典型情况下，服务提供 者托管可通过网络访问的软件模块( w e bs e r v i c e 的一个实现 。服务提供者定义 w e bs e r v i c e 的服务描述并把它发布到服务请求者或服务注册中心。服务请求者 使用查找操作来从本地或服务注册中心检索服务描述，然后使用服务描述与服务 提供者绑定，并调用w e bs e r v i c e 实现或同它交互。服务提供者和服务请求者角 色是逻辑结构，因而服务可以表现两种特性。如图2 2 所示，这些操作、提供这 j 巨三 基于n e tw e bs e r v i c e 的多层分布式体系结构的研究与应用 些操作的组件及它们之间的交互。”。 图2 2w e bs e r v i c e 角色、组件以及操作 2 2 1w e bs e r v i c e 结构中的角色 一、服务提供者 从企业的角度来看它是服务的所有者，从整个体系的角度来看它是容纳服务的 平台。 二、服务请求者 从企业的角度来看它是一个寻求一定服务功能的请求者，从整个体系的角度来 看它也是个寻找和调用服务的应用程序。服务请求者角色可以由浏览器来担 当，由人或者无用用户界面的程序( 例如：另外的w e bs e r v i c e ) 来控制它“。 三、服务注册处 服务注册处是服务提供者发布其服务描述的地方。服务请求者从服务注册处发 现服务并且得到绑定信息( 包含在服务描述中) 。这种绑定可以是静态的绑定( 开 发过程中) ，也可以是动态的绑定( 运行过程中) 。对于静态的情况来说，服务注 册处在整体的结构体系中是一个可选的角色，因为服务提供者可以将相关的服务 描述直接送到服务请求者处。同样服务请求者也可以从其他地方得到服务描述， 例如本地文件、f t p 站点、w e b 站点、a d s ( a d v e r t i s e m e n ta n dd i s c o v e r yo f s e r v i c e s ) 、d i s c o ( d i s c o v e r ) o f w e bs e r v i c e ) 等3 。 2 2 2w e bs e r v i c e 中的操作 如果应用程序要利用w e bs e r v i c e ，必须有三个操作：发布服务描述、查询和发 现服务描述、使用服务描述来绑定和调用服务。这些行为可以单独使用，也可以 反复交替使用。 基于n e tw e bs e r v i c e 的多层分布式体系结构的研究与应用 一、发布( p u b l i e a t i o l l ) 为了使服务可访问，需要发布服务描述从而使服务请求者可以查询。发布服 务描述的位置可以根据应用程序的要求面变化。 二、发现( d i s c o v e r y ) 在发现这一操作中服务请求者可以直接得到服务描述，也可以从服务注册处 查询得到所需服务。有两个阶段服务请求者可能会使用发现服务操作：在设计阶 段中，使用该操作以得到服务的接1 ：3 描述；在运行阶段中，则使用该操作来获得 与服务相关的绑定和位置信息以便调用。 三、绑定( b i n d i n g ) 最后需要调用服务。在绑定操作中，服务请求者使用服务描述中的绑定细节 束定位、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 b s e r v i c e 调用操作过程如图2 3 所示。 2 2 3w e bs e r v i c e 组件 图2 3w e bs e r v i c e 操作调用过程 一、服务 w e bs e r v i c e 是一个由服务描述来描述的接口，服务描述的实现就是该服务。 服务是一个软件模块，它部署在由服务提供者提供的可以通过网络访问的平台。 服务存在就是要被服务请求者调用或者同服务请求者交互。当服务的实现中利用 剑其他的w e bs e r v i c e 时，它本身也可以作为请求者。 二、服务描述 服务描述包含服务的接口和实现的细节。其中包括服务的数据类型、操作、 基于n e tw e bs e r v i c e 的多层分布式体系结构的研究与应用 绑定信息和网络位景，还可能包括方便服务请求者发现和利用的分类及其他元数 据。服务描述可以被发布给服务请求者或服务注册处。 2 2 4w e bs e r v i c e 开发生命周期 w e bs e r v i c e 开发生命周期m 3 包括了设计和部署以及运行时对服务注册处、服 务提供者和服务请求者每一个角色的要求。每个角色对开发生命周期的每个元素 都有特定的要求。开发生命周期大致分四个阶段： 一、构建 生命周期的构建阶段包括开发和测试w e bs e r v i c e 实现、定义服务接口描述 和定义服务实现描述。可以通过创建新的w e bs e r v i c e ，把现有的应用程序变成 w e bs e r v i c e 和由其他w e bs e r v i c e 和应用程序组成新的w e bs e r v i c e 提供w e b s e r v i c e 的实现。 二、部署 部署阶段包括向服务请求者或服务注册处发布服务接口和服务实现的定义， 以及把w e bs e r v i c e 的可执行文件部署到执行环境( w e b 应用程序服务器) 中。 三、运行 在运行阶段，可以调用w e bs e r v i c e 。w e bs e r v i c e 完全部署、可操作并且服 务提供者可以通过网络查找、绑定和访问服务。 四、管理 管理阶段包括持续的管理和经营w e bs e r v i c e 应用程序。其安全性、可用性、 性能、服务质量和业务流程问题都必须解决。 2 2 5w e bs e r v i c e 协议堆栈 为了实现发布、发现和绑定三个操作，必须要有一个w e bs e r v i c e 堆栈来容纳 各层的标准。如图2 4 示意了一个概念性的w e bs e r v i c e 堆栈，上一层建立在下 一层提供的功能之上，垂直条表示在协议堆栈中每一层必须满足的需要，左边的 文本表示协议栈的那一层所应用的标准技术“”。 基于n e tw e bs e r v i c e 的多层分布式体系结构的研究与应用 s t a t i c u d d i d i r e c t 专u d d i w s d l h t t p 、f t p 、 e m a i l 、m q 、i i o p 、 e t c 图2 4w e bs e r v i c e 协议堆栈 n e t w o r k 层( 网络层) 是整个w e bs e r v i c e 协议栈的基础。“。w e bs e r v i c e 要被 服务请求者调用，就必须可以通过网络访问。由于h t t p 在各个平台上得到了很 好的实现，所以他成为w e bs e r v i c en e t w o r k 层所使用的实际上的标准协议，当 然也可以使用其他的一些协议，如s m t p 和f t p 等。内部局域网还可以使用可 靠消息传递和调用基础结构，如m q s e r i e s 和c o r b a 等。 x m l b a s e dm e s s a g i n g 层。”( 基于x m l 的消息层) ，它表示使用x m l 作为 消息传递协议的基础，选择s o a p 作为其消息传输协议。 。s e r v i c ed e s c r i p t i o n 层。3 ( 服务描述层) 实际上也是一个描述文档的堆栈。首 先，w s d l 是基于x m l 的服务描述事实上的标准( 也是w e bs e r v i c e 能互操作的 最小的标准服务描述集合必须包括的协议) ，它定义了服务间互操作的接口和机 制。另外还需要一些附加的描述来确定如企业上下信息( b u s i n e s sc o n t e x t ) 、服务 的品质、服务间的相互关系等内容。可以使用其它的一些服务描述文档作为补充 来描述这些高层次方面内容。例如可以使用u d d i 作为w s d l 的附加文档来描 述企业上下文信息，使用w s f l ( w e bs e r v i c e sf l o wl a n g u a g e ) 文档来描述服务的 组建和流等内容。 由于w e bs e r v i c e 是网络可以访问的和由服务描述所描述的，所以图2 4 中 的堆栈的头三层必须要提供的。最简单的堆栈可以只包含三层：网络层中使用 h t t p ；x m l 消息层中使用s o a p ；服务描述层中使用w s d l 。这也是所有的企 业内部或公共w e bs e r v i c e 进行互操作必须支持的协议堆栈。w e bs e r v i c e ( 特别 是企业内部和的私有的w e bs e r v i c e ) 还可以支持其它的网络协议和分布式计算 技术。 基于n e tw c bs e r v i c e 的多层分布式体系结构的研究与应用 图2 4 中的最下面三层协议主要是确定一致性和互操作性的技术，而它们上 面的两层( 服务发布层和发现层) 则有多种途径来实现。 在服务请求者的生命周期内，任何使得服务请求者能够对w s d l 文档访问 的操作，就可以叫服务发布。一个最简单的静态的例子是服务提供者将w s d l 文档直接送给服务请求者，这叫直接发布。e m a i l 就是一种直接发布的工具。 对于静态绑定的应用程序来说，直接发布是有用的。当然，服务提供者也可以将 描述服务的w s d l 文档发布到其他地方，如本地w s d l 注册处( 1 0 c a lw s d l r e g i s t r y ) 、私有u d d i 注册处( p r i v a t eu d d ir e g i s t r y ) 或一个u d d i 操作者节点( 舭 u d d io p e r a t o rn o d e ) 处。 由于w e bs e r v i c e 在没有发布之前是不能被发现的，所以服务的发现依赖于 服务的发布。任何服务描述可被服务请求者访问并可被应用程序在运行时使用的 机制都可以认为是服务发现。最简单的一个静态的服务发现的例子是从本地文件 中得到w s d l 服务描述文档，这些w s d l 访求通常是在直接发布中得到的。 由于w e bs e r v i c e 是由软件模块来实现的，因此可以使用若干个w e bs e r v i c e 来组成一个另外的w e bs e r v i c e 。这些w e bs e r v i c e 的组合可能同时扮演好几个角 色，如可以将企业内部网组合成一个单个的w e bs e r v i c e 接口以对外部使用，也 呵以协作几个不同企业的w e bs e r v i c e 使之能够在机器间、企业间进行事务处理。 作为选择，当工作流管理器介入事务后，它可能调用各个w 曲s e r v i c e 。图2 4 中最上面的层s e r v i c ef l o w ( 服务流) 层描述了服务间如何通信、协作以及如何执 行“流”的。w s f l 规范就是用来描述这个交互作用的“”。 随着企业应用的要求越来越严格，w e bs e r v i c e 应用程序还必须提供一些企 业的基础结构。包括安全性、易管理性和服务的质量等方面的内容。图2 4 中右 边的方框中提到的各个方面是各个层都必须解决的。 2 3w e bs e r v i c e 的核心技术 w e bs e r v i c e 的出现将异构平台之间的互操作性推到前所未有的高度，而这 成功的关键就是因为w e bs e r v i c e 是建立在开放的标准以及支持这些标准的技 术上。这些技术和标准包括“”： ( i ) 可扩展标记性语言( 订l ) ，是互联网数据交换的标准，同时也是w e b 幕于n e t w e bs e r v i c e 的多层分布式体系结构的研究与应用 s e r v i c e 其他标准的基础。 ( 2 ) 简单对象访问协议( s o a p ) ，是一个基于x m l 的在分布式的环境中交换 信息的简单协议。 ( 3 ) w e bs e r v i c e 描述语言( w s d l ) ，另外一个基于x m l 语言，用于对服务 实现和接口进行描述的文档。 ( 4 ) 统一描述、发现和集成( u d d i ) ，用于w e bs e r v i c e 的发布和查询。 2 3 1 可扩展标记性语言x l v i l 可扩展标记性语言( x m l ) ”是针对网络应用的一项新技术，与h t m l 使 用标签来描述外观和数据不同，它严格定义了可移植的结构化数据。由于不同的 企业之间或者企业内部的不同部门很少会达成协议使用统一的软件工具和数据 格式，以至相互之间的通信涉及到大量的数据交换、集成问题和工作，x m l 在 网络传输的过程中能够格式转换过程中不会丢失任何信息，这样一种特点使得它 非常适合用于描述数据和提供跨平台的数据交换。x m l 已经成为数据交换标准 的工业标准。 x m l 是w e bs e r v i c e 的基础，不仅s o a p 是基于x m l 技术，像w s d l 文 档和u d d i 操作接口都是x m l 格式的。因为x m l 具有以下一些革命性的特性 鲫： ( 1 ) 可扩展：x m l 的概念很简单，但是它却有广泛的应用领域，因为任何 人都可以根据应用的需要定义相关的x m l 标签来表达信息的结构和类 型。 ( 2 ) 自我描述：x m l 是一种元语言，可以通过x m ls c h e m a 定义来解释和 约束另一个“l 文档的定义。 ( 3 ) 异构系统间的信息互通：x m l 格式简单易读，只要参与信息交流的系 统装上订lp a r s e r 就可以解析由其他机器传输来的信息，从而做到异 构系统的通信。e d i 这种在过去被广泛使用的电子商业文书交换标准， 依赖于增值虚拟网络、硬性的信息格式和两端特定的软件去完成数据的 集成，让大多数企业望而生畏，相比而言，x m l 的相关软件可以方便 的得到。 基于n e tw e bs e r v i c e 的多层分布式体系结构的研究与应用 为了更好的理解x m l 文档，这里给出一个具体的文档例子： 声明 、 2 2 0 6 0 0 0 3 1 8 4 6 6 8 4 6 j o h ns h e n 元素及值 似m o u n t xsttype=xsa-aouble158994j o 在该x m l 文档中，保存了向银行进行信用卡验证时所需要的一些信息，其 中包括了信用卡号、信用卡帐户，交易金额。x m l 文档是一种基于文本的文档， 而且可以对其中的标记进行扩展定义。 2 3 2 简单对象访问协议s o a p s o a p ( s i m p l eo b j e c t a c c e s sp r o t o c 0 1 ) 16 】简单对象访问协议是一个简单的、 重量轻的基于x m l 的协议，用于交换w e b 上的结构化的和模式化的信息。s o a p 的总体设计目标是使它保持尽可能的简单，并且提供最少的功能。这个协议定义 了个不包含应用程序或传输语义的消息框架。因此，这个协议是模块化的并且 非常利于扩展。 通过标准传输协议，s o a p 能利用因特网现有的开放体系结构，并且能够被 任何支持最基本的因特网标准的系统所接受。可以看出，基础结构要求支持一个 虽然简单但是功能强大的x m lw e bs e r v i c e ，因为它基本不向现有的因特网基础 结构中添加新的内容，然而却有助于访问s o a p 构造的服务。 s o a p 协议规范由四个主要的部分组成。第一部分定义了一个强制的可扩展 信封( e n v e l o p e ) 用于封装数据。s o a p 信封定义了一条s o a p 消息和在s o a p 信息处理器之间交换的基本单元。这是这个规