（计算机应用技术专业论文）基于wsrf的教委财务信息共享系统的研究与实现.pdf

上海大学硕士学位论文 ：! ! ! ! ! ! ! 壁! ! ! ! 竺! ! ! ! 堡! ! ! ! 竺g 坚望堕! ! ! ! ! 堕 摘要 目前，在一个大的组织内，各个基层部门在i n t e r n e t 上已经建立了大量的信息 管理系统，然而这些系统之间缺乏信息共享，形成了“信息孤岛”。在研究解决信息 孤岛方面，现在主要研究的是一些学校、政府或企业内部的系统整合和信息共享， 很少涉及到更广范围内的信息共享的问题，而本文要研究的是一个大的行业系统内 ( 教育系统) 的信息共享的问题，这其中包括许多独立的单位和部门。我们的目标 是设计一个教委的财务信息共享系统，它能够共享教委领导下的高校、中小学等单 位的财务系统，使得教委能够随时得到学校的财务数据，解决教育系统内财务信息 孤岛的问题。本系统不同于企业或校园内部的系统整合和信息共享，它具有以下特 点：该系统直接建立在开放的网络i n t e r n e t 中；系统规模大、涉及单位多，其中包 括大量的中小学，以及大学等单位：学校财务系统结构复杂、异构，并且分布在不 同地点；系统设计和运行费用要低，使用起来简单可靠；系统必须有非常高的安全 性，要求使用p k i 的安全平台，能够防范非法用户的攻击和信息窃取；新系统要求 不影响原单位财务系统使用，不更改原单位的财务系统。 本文在满足教委的需求的情况下，结合最新的w e b 服务技术一一w s r f 服务( 一 种扩充功能的w c b 服务) ，提出了一个基于w s r f 的教委财务信息共享系统的方 案。在这个方案中，我们引入了w s r f 的概念，开发了符合w s r f 规范的w e b 服 务，使用了o g s a d a i w s r f 的中间件，为各学校分布式的财务数据库设计了一个 统一的访问接口，屏蔽了学校财务系统的异构，从而实现异构的财务系统之间数据 交换和信息共享。本论文的主要研究工作如下： ( 1 ) 根据数据库元数据信息的特点设计了一种层次化的元数据模型来描述 数据库系统，它屏蔽了异构的数据源和数据资源，元数据采用x m l 格式来存储， 并保存到x m l 形式的元数据数据库中，以方便用户检索和使用。 ( 2 ) 新设计了基于w s r f 的学校财务数据库的元数据服务，它可以自动地获 取各个学校异构的数据库的元数据信息，并组织成元数据表。 ( 3 ) 使用o g s a d a iw s r f 中间件来共享学校分布式异构财务数据库，教委 可以通过该中间件的基于w s r f 的数据服务来获取学校财务数据库中的数据信息。 ( 4 ) 利用w s r f 附加协议中w s n o t i f i c a t i o n 的发布订阅的通知机制来实现 异构数据库之间记录变更的及时通知功能，从而保证教委和学校财务数据库记录的 一致性。该模块主要是实现学校关键、重要的财务数据及时上报教委的功能。 在本项目的研究成果的基础上，以教育部的校园网为背景，我们建立了一个原 型系统，并着手研究在满足各方面要求的情况下建立一个正式使用的系统。 关键词：信息孤岛；数据共享；w s r f ；元数据；数据一致性； 1 上海大学硕士学位论文 t h ep o s t g r a d u a t et h e s i so fs h a n g h a iu n i v e r s i t y a bs t r a c t a tp r e s e n t ，e a c hd e p a r t m e n ti nl a r g eo r g a n i z a t i o n sh a sa l r e a d ys e tu pan u m b e ro f i n f o r m a t i o n m a n a g e m e n ts y s t e m s o n i n t e r n e t h o w e v e r ，t h e s es y s t e m s l a c ko f i n f o r m a t i o ns h a r i n ge a c h o t h e r , f o r m i n gi s o l a t e d i s l a n d so fi n f o r m a t i o n n o w ，t h e r e s e a r c hf i e l d sf o c u s m a i n l y o n u n i v e r s i t y , g o v e r n m e n t a n d e n t e r p r i s es y s t e m s i n t e g r a t i o na n di n f o r m a t i o ns h a r i n g i nt h i sp a p e r ，w ew i l ld e s i g n a ne d u c a t i o n c o m m i s s i o nf i n a n c i a ld a t as h a r i n gs y s t e m a l lt h eu n i v e r s i t i e sa n ds c h o o l sf i n a n c i a l s y s t e m sw i l lb es h a r e da n dt h ee d u c a t i o nc o m m i s s i o nw i l lb ep e r m i t t e dt og e tf i n a n c i a l d a t af r o mt h e s es h a r i n gs y s t e m s t h e r ea r em a n yn e wc h a r a c t e r i z e si no u rs y s t e m ，s u c h a s ：o u rs y s t e mi ss e tu po ni n t e m e ta n dc a ng u a r a n t e et h es e c u r i t y ；t h es c o p eo fs y s t e mi s v e r yb i g ；t h es t r u c t u r ei sv e r yc o m p l e xb e c a u s ea l lu n i v e r s i t i e sa n ds c h o o l sf i n a n c i a l s y s t e m sa r ed i v e r s i t ya n dd i s t r i b u t e d ；t h ei n s t a l l a t i o na n dd e p l o y m e n to fn e ws y s t e m m u s tb ev e r ye a s ya n dt h eu s e r sc a l le a s i l yl e a r nh o wt ou s ei t ；t h en e w s y s t e mm u s tn o t c h a n g eo r i g i n a ls y s t e m sa n di n f l u e n c eo r i g i n a ls y s t e m s i nt h i sp a p e r ，w ew i l ls y s t e m a t i c a l l ys t u d yt h ee x i s t i n gs i t u a t i o na n dp r o p o s ean e w s c h e m ao ft h ee d u c a t i o nc o m m i s s i o nf i n a n c i a li n f o r m a t i o ns h a r i n gs y s t e mb a s e do n w s r f w ew i l lu s ew s r fa n d0 g s a d a iw s r fm i d d l e w a r et od e s i g nau n i f i e d i n t e r f a c et os h a r ea l ls c h o o l sf i n a n c i a ld a t a b a s e s t h eu s e r sc a ng e td a t ab yt h i si n t e r f a c e a n dd o n tc a r et h es t r u c t u r e so fd a t a b a s e s ，t h em a i nw o r k si nt h et h e s i sa r ea sf o l l o w s ( 1 ) w ep r o p o s eal a y e r e da r c h i t e c t u r eo f m e t a d a t am o d e lb a s e do nd a t a b a s em e t a d a t a i n f o r m a t i o nt om a s kt h ed i v e r s i t yo ft h ed a t as o u r c e t h em e t a d a t as t o r e sw i t hf o r mo f x m lw eu s ex m ld a t a b a s et os t o r ea l lk i n d so fm e t a d a t af o h n s ( 2 ) w ed e s i g nam e t a d a t as e r v i c eb a s e do nw s r ft h a tc a na u t o m a t i c a l l yo b t a i n m e t a d a t am e s s a g ef r o md a t a b a s e sa n do r g a n i z em e t a d a t ai n t om e t a d a t af o r m ( 3 ) t h ee d u c a t i o nc o m m i s s i o nc a ng e tf i n a n c i a ld a t ab yd a t as e r v i c et h a ti ss u p p l i e d b yo g s a d a iw s r f m i d d l e w a r ei ns c h o o l so ru n i v e r s i t i e s ( 4 ) w eu s ew s n o t i f i c a t i o nt od e s i g nan o t i f i c a t i o ns e r v i c et h a tc a nn o t i f yt h e e d u c a t i o nc o m m i s s i o nw h e nar e c o r di no n es c h o o lf i n a n c i a ld a t a b a s ei sc h a n g e d t h i s s o f t w a r em o d u l ec a nn o t i f yt h ee d u c a t i o nc o m m i s s i o ni m p o r t a n tf i n a n c i a ld a t a o nt h eb a s i so ft h i sp r o j e c t sr e s e a r c hr e s u l t s ，ap r o t o t y p es y s t e mi ss e tu p ，t a k i n g c e r n e tn e t w o r ka st h eb a c k g r o u n d w ea r es t u d y i n gt os e tu paf u l ls y s t e mt h a tc a l l b ef i tf o rt h er e q u i r e m e n to ft h ee d u c a t i o nc o m m i s s i o n k e yw o r d s ：i s o l a t e di s l a n d so fi n f o r m a t i o n ；d a t as h a r i n g ；w s r f ；r n e t a d a t a ；d a t a c o n s i s t e n c y ； 一t t 原创性声明 本人声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作。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发表或撰写 过的研究成果。参与同一工作的其他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。 本论文使用授权说明 本人完全了解上海大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有 权保留论文及送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布 论文的全部或部分内容。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名： 导师签名：磴日期：避 上海大学硕士学位论文 t h ep o s t g r a d u a t et h e s i so fs h a n g h a iu n i v e r s i t y 1 1 引言 第一章绪论 随着讨算机技术的发展、互联网应用的普及，越来越多的企业、政府部门 和学校实现了信息化，开发了大量的信息管理系统。在企业里，从各部门内独 立的小型m i s 系统到大型企业的e r p 、c r m 等一体化的信息管理系统，这些 系统大大方便了企业财务、人力资源和供应链等方面的管理；在政府部门中， 从m i s 系统到现在的电子政务系统，以及一些决策支持系统、数据仓库、专家 系统等为提高政府管理效率作出了重大的贡献；在校园里，信息化校园的建设 正加速推进着，许多学校开发了大量的网上管理系统，如选课、交费、成绩查 询等。这些信息系统的使用大大提高了我们的办公效率，减少了人力的付出， 节省了成本，提高了信息获取、传输和处理的速度，从而为企业在市场竞争中 赢得先机，为政府部门管理科学化，为大学的扩招和教学质量的提高提供了保 证。今天，我们各行各业已经离不开这些管理系统的支持和帮助了。 随着我国信息化进程的不断深入，我们在看到了信息化种种可喜的成就的 同时，也看到此过程中产生的新的问题，如：各部门系统是不同年份独立开发 或引进的，各系统之间信息不能共享，业务不能通畅执行，形成了许多“信息 孤岛”，既影响了现有系统的继续运行，也影响了新系统的实施。这大大影响了 企业、政府等单位的工作效率。现在，解决部门间信息不一致现象必须靠人工 方式来更正，这违反了信息化的初衷。因此，许多企业、学校、政府部门急切 地希望能通过技术方法来解决信息孤岛的问题。 信息孤岛的产生主要有以下两方面的原因。 1 ) 信息化发展的阶段性。信息化的实施和应用是一个从简单到复杂，从低 级到高级的过程。在计算机应用的初级阶段，人们很容易从文字处理、报表打 印开始使用计算机。进而围绕一项项业务工作，开发或引进一个个应用系统。 这些分散开发或引进的应用系统，一般不会统一考虑数据标准或信息共享问题， 追求“实用至上”的目标而导致“信息孤岛”的不断产生。 2 ) 信息系统建设缺乏个统一总体规划。从企业、政府、学校等方面来看， 它的应用系统应该是一个有机的整体，部门之间应该能够互相交换信息，从而 保证管理工作有序和有效率。但是由于系统不统一和不是同时开发的，并且开 发初期也没有一个确定的系统全局规划，再从整体到局部的模式开发各个分系 统，最后整合各个系统，使之可以很容易的集成或整合成一个整体，发挥整体 效应。我们现在使用的系统往往是不同阶段、不同人群、不同的技术和软件平 一1 上海大学硕士掌位论文 ! 生! ! 坠臣型! 坐! 坚! ! ! ! ! ! ! 塑g 堕! 竺! ! ! ! 堕堕 台开发完成的，导致系统异构，部署分散。例如：现有系统有b s 、c s 结构； 数据库从小型a c c e s s 、m y s q l 等到中大型的o r a c l e 、d b 2 、s q ls e r v e r 、i n f o r m i x 、 s y b a s e 等；系统的平台有w i n d o w s 、l i n u x 甚至u n i x ，这些平台又有许多不同 的版本；系统的架构，以及数据结构和数据类型等方面也相差很大。过去，数 据交换需要人为的处理，依赖于落后的磁盘甚至纸介质等低效率的方式，形成 了网络环境下的“信息孤岛”。 1 2 解决信息孤岛的方法 信息孤岛可以存在于不同区域、不同行业、不同企业以及企业生产和经营 的每一个环节之中。例如：在企业内，有部门间信息孤岛，以及总公司和分公 司之间的信息孤岛；在政府中，有部门间的信息孤岛以及上下级政府间的信息 孤岛；在教育系统内，信息孤岛有学校内部信息孤岛、学校之间以及教委和学 校闯的信息孤岛，以及教育系统与别的行业之间信息孤岛等。学校内部信息孤 岛是指学校内各个部门之间的信息孤岛：教育系统内信息孤岛是指各学校之间 的信息孤岛，以及学校和教委之间的信息孤岛。学校内部信息孤岛是需要首先 解决的部分，它是解决其它信息孤岛的基础，这也是比较容易解决的。现在在 该领域内已经有许多方法可以用来解决校园内的信息孤岛。我们这里主要是研 究解决教育系统内的信息孤岛的问题，现在在这方面的研究还很少，它具有许 多校园信息孤岛的特点，但同时也具有许多新的特点。我们可以利用解决校园 信息孤岛的方法来解决教育系统内的信息孤岛，同时，也必须考虑教育系统和 学校内部系统的差异，这就需要我们去研究，去设计一个适合教育系统解决信 息孤岛的方案。由于学校信息系统多而杂，我们不可能从一开始就设计一个整 个教育系统内信息共享的系统，因此，我们首先分析学校的信息系统结构，寻 找突破口。现在教委有一个急切的需求：想了解各学校的财务周转和使用情况， 统计和分析教育经费的使用状况，规划和管理教育经费的使用，提高经费使用 效率，减少浪费现象。要达到这一要求，教委必须知道学校的财务信息，这就 要求共享学校的财务系统。因此，我们从教育系统内财务信息孤岛方面着手， 设计一个教委财务信息共享系统，解决学校和教委之间财务信息孤岛的问题。 我们设计的教委财务信息共享系统是一个结构可扩充的系统，以后可以扩充其 功能，将更多的应用扩充到该平台( 如：学校学生信息的共享、科研项目信息 共享、图书信息共享等) ，最终实现整个教育系统的信息共享，满足教育系统对 信息化不断增强的需求。 解决信息孤岛大致可以采用以下三种方法： 1 1 升级替换：升级替换就是对现有失去持续维护能力和没有维护意义的系 上海大学硕士学位论文 堕! ! ! ! 里! ! ! 坐! 堕! ! ! ! ! ! ! ! g ! ! ! 旦! ! ：型堕 统，采用升级的办法或用全新的系统替换旧系统，将旧系统中产生的数据 导入到新系统中，从而消除现有信息孤岛。这种办法可以将系统运行环境、 数据库系统等统一起来，在数据整合的基础上实现系统的整合和业务的集 成。 2 ) 建立数据交换协议和数据接口：针对一些业务上相对独立的系统，这些系 统可能由不同的供应商提供，全面升级又不可能，可以使用统一标准的数 据接口和协议来实现系统之间的数据交换。该方法的关键是建立一个大家 都能同意的接口和协议，接口和协议建立后，由供应商负责自己系统的修 改，遵循接口协议在规定的数据存放地点存、取所需要的数据。 3 ) 通过集成平台实现系统应用的集成：集成平台是可以适应于不同系统之间 信息菇享的通用工具，就是通过应用集成技术将公共数据、应用软件、硬 件和各种标准联合起来，在不同的应用系统之间实现无缝集成，使它们像 一个整体一样进行业务处理和信息共享。 本文主要采用的是第二种方法来设计一个教育系统内的财务信息共享系 统，它采用中间件、开放统一接口的形式将异构的系统联合起来，实现异构系 统之间的信息共享。它具有结构好、花费少、扩充功能容易，可以满足当前教 育系统信息化的要求。 1 3 本文的研究内容及意义 本文的目标是针对教育系统内信息化过程中出现的学校和教委之间的信息 孤岛的问题，主要是解决教委和学校财务系统之间信息共享的问题。在本文中， 我们提出了一个基于w s r f 服务的教委财务信息共享系统，该系统平台具有标 准化、可扩充、简单可靠等优点，可以满足教委对学校财务信息共享的需求。 下面介绍我们系统的主要研究内容。 在该共享系统中，我们将学校财务系统对外的接口都看作是一种服务一一 w e bs e r v i c e ，将学校中各种财务数据库看成是有状态的数据资源，教委可以通 过w e bs e r v i c e 接口操作各种财务数据库，获取自己需要的各种财务信息。以 上方式也就是本文重点讨论的w s r f ( w s r f = w e bs e r v i c e + 有状态的资源) 服 务技术 6 】。在教委财务信息共享系统中，学校的财务数据资源可能不止一种， 并且其数据资源的属性可能随时会发生变化( 如机器的i p 地址，w e b 服务地址， 数据库用户名和密码等) ，正是由于以上原因，我们将学校的财务数据资源看成 是有状态的数据资源，而普通的w e b 服务技术不能处理有状态资源的情况，因 此，我们将w s r f ( 一种扩充功能的w e bs e r v i c e ) 技术应用到我们系统中。针对 学校财务系统异构分布的特点，我t 1 使用了来源于网格项目的o g s a d a i 上海大学硕二l 学位论文 ! 坚! ! 竺望! ! ! ! 堡旦望! ! 堕! ! ! ! g 墅望! 竺型! 一 w s r f 9 】( 一个开源的基于w s r f 的数据访问和集成中间件) 来共享学校各种 财务系统的数据库，教委可以通过该中间件的统一的数据访问接口获取学校各 种财务数据。由于该系统是个基础平台，以后系统规模会不断扩大，将来会 加入更多的大学、中小学和教委管辖的事业单位等，因此，定义系统的接口很 重要，必须遵循一定的标准。在本系统中，财务数据资源共享接口使用了基于 w s r f 的o g s a d a iw s r f ，它是数据网格工作组开发的一个中间件，能够实 现异构的数据资源的统一访问和一定范围内的数据集成。该中问件的结构被设 计成与具体的数据资源无关，支持许多类型的数据库、数据文件等，服务的接 口设计符合国际标准，并且，该中间件有专门的开发组负责软件的升级和维护， 其功能也不断加强，它还是个开源软件，我们可以根据自己的需要修改相应 的源程序。因此，使用此中间件共享财务数据库满足系统将来扩展的需要。 教委在通过o g s a d a iw s r f 中间件访问学校财务信息时，或者在进行财 务数据模式转化时，必须知道学校财务数据资源的结构信息，即元数据信息f l “。 我们根据数据库元数据信息的特点设计了一种层次化的元数据模型来描述数据 库系统，它屏蔽了异构的数据源和数据资源。为了能够自动得到学校财务数据 库的元数据信息，我们设计了一个基于w s r f 的元数据服务，它可以自动地获 取各个学校异构的数据库的元数据信息，并组织成元数据表，元数据采用x m l 格式来存储，以方便使用。 以上组件已经可以解决教委和学校财务系统之间信息孤岛的问题，但是， 教委在使用以上财务信息共享平台时，基于管理和技术上的原因，教委共享学 校财务信息的频率不会很高，此时，对一些时效性高、重要的财务数据获取满 足不了时间性的要求。为了使教委能够及时得到学校财务系统中当前重要的财 务数据，我们使用了w s r f 附加协议中w s n o t i f i c a t i o n 7 】的发布订阅的通知机 制来实现异构数据库之间记录变更及时通知功能，从而保证教委和学校财务数 据库记录的一致性。该功能模块主要是利用学校财务数据库触发器机制实现学 校财务数据库记录变更时生成记录变更消息，并将该消息作为主题通知相应的 w s r f 服务，服务端接收到该消息并将该消息转发给订阅该主题的客户端程序， 在本系统中就是教委端程序，从而实现学校财务数据及时通知教委的功能，实 现重要财务数据及时汇报教委的功能。在本系统中，我们定义触发器的消息为 x m l 格式，它封装了学校财务数据库汜录变化的各种信息，教委程序得到该消 息时，能够很容易地解析该消息，并根据元数据表修改自己财务数据库中的记 录。为了方便管理各种w s r f 服务和元数据表，我们使用u d d i 服务器保存各 学校的w s r f 服务的相关信息，使用元数据数据库保存学校财务数据库的元数 据表。 通过以上分析，我们可以看出教委财务信息共享系统具有可扩充性、通用 4 上海大学硕士学位论文 ! 坐! ! 望里! ! 型! ! ! 望! ! ! ! ! ! ! ! g ! ! ! 塑! ：竺! 生 性等优点，我们能够将该系统应用于教育系统内学生、教师、科研、设备等更 广范围内的信息共享，也可以应用于别的行业内的信息共享。 1 4 国内外研究概况 1 4 1 国外研究概况 本课题主要研究的是网络环境中异构系统之间的通讯和信息共享方面的问 题。国外从很早以前就研究该方面的问题，从早期的r p c ，r m i ( t h ej a v ar e m o t e m e t h o di n v o c a t i o n l 到后期产业标准组织0 b j e c tm a n a g e m e n tg r o u p ( o m g ) 提出 的分布式对象标准c o m m o n0 b j e c t r e q u e s t b r o k e r a r c h i t e c t u r e ( c o b r a ) ，微软 公司提出的c o m 、d c o m 、c o m + 等分布式对象标准，这些标准已经广泛应用 于许多分布式异构系统之间的通讯。九十年代以来，随着w e b 技术的发展和 x m l 语言的推出，出现了现在热点技术一一w e bs e r v i c e ，许多企业和厂家将 他们的工具和产品转到w e bs e r v i c e 技术上来，不断扩充和完善w e bs e r v i c e 。 国际软件业的巨头i b m 公司看到w e bs e r v i c e 技术的发展前景，提出了s o a ( 面 向服务) 的软件体系结构，将软件从以前的“面向对象”、“面向流程”转变到 “面向服务”结构中来 8 】。就在w e bs e r v i c e 发展的同时，一种新的技术出现了， 这就是网格技术，刚开始它主要是为了解决高性能计算方面的问题，后来吸收 了w e bs e r v i c e 优点后，提出了g r i ds e r v i c e 的概念【5 】，重构网格技术。由于 g r i ds e r v i c e 和w e bs e r v i c e 技术方面有许多不相容的地方，为了更好地利用 w e bs e r v i c e 的工具和产品，i b m 公司介入到网格项目，提出了和w e bs e r v i c e 兼容的w s r f 的概念 6 1 ，引入了有状态的资源的概念，将网格项目引入到w e b s e r v i c e 的轨道，从而实现更广泛范围内的信息和资源共享。由于w s r f 概念刚 刚提出，在这方面的研究也刚起步，应用w s r f 的系统还很少，本课题就是利 用该新技术来解决信息孤岛的问题，实现异构数据资源集成和共享。 1 4 2 国内研究概况 圉内目前研究解决信息孤岛的方法主要是利用一些中间件、w e bs e r v i c e 、 c o b r a 等技术来实现异构分布式系统之间的通讯和共享。主要研究的领域是 校园、企业、政府内部信息系统的集成和共享，而对基于i n t e r n e t 的广泛范围 内多单位之间的信息共享方面的研究还很少，对本课题涉及的教育系统内多个 学校之f 刚信息共享方面的研究也还很少。自从网格成为我国高科技研究的热点 问题后，国内有些人开始从事数据信息网格方面的研究，实现网络中信息和资 源的共享。但是在研究数据信息网格方面，许多人侧重于理论方面的研究，提 上海大学硕士学位论文 ! 生! ! 坠巴! ! 坐里望! ! ! ! 塑! ! 壁型望! 监! ! 坚 一 出许多模型和方案，而具体的实用系统的开发还很少。自从网格和w e bs e r v i c e 两者在技术上融合在起，网格的许多先进的理念和开发工具包可以使用到更 多的领域中，解决更多的实际问题。国内在这方面的研究也刚起步。在本文中， 我们主要讨论了w s r f 和网格等技术，设计一个分布式异构系统之间的信息整 合和共享的系统，解决当前广泛范围内出现的信息孤岛的问题，满足社会急切 的需求。 1 5 本文的章节安排 本文其余部分内容安排如下： 第二章：描述了基于w s r f 的教委财务信息共享系统的体系结构。 第三章：描述了系统中如何使用w s r f 协议设计各种w e b 服务，我们将学 校财务数据库看成有状态的数据资源，利用w s r f 的w s r e s o u r c e p r o p e r t i e s 将无状态的w e b 服务变成有状态的服务。 第四章：描述了如何利用w s r f 附加协议中w s n o t i f i c a t i o n 实现学校和教 委之间数据库记录同步更新。 第五章：首先介绍了系统的实验配置和工作过程，接着详细介绍了教委数 据管理中心的设计。这其中包括临时财务数据库的设计，u d d i 服务器和元数 据服务器的设计等内容。 第六章：介绍了系统的安全性相关的工作。 第七章：对本文的研究工作进行了总结，并提出了进一步的研究展望。 6 上海大学硕士学位论文 t h ep o s t g r a d u a t et h e s i so f s h a n g h a iu n i v e r s i t y 第二章教委财务信息共享系统的体系结构 基于w s r f 的教委财务信息共享系统的目标是为教委和各学校的财务信息 共享提供一个集中管理平台。管理者可以通过这个平台管理整个系统，访问者 则可以从开放的统一的接口方便地检索各个学校财务数据库中的财务数据信 息。下而分别介绍我们系统使用的一些技术。 2 1w e b 服务技术概述 w e b 服务( w e bs e r v i c e ) 提供了一个分布式的计算技术，用来在i n t e r n e t 或 者i n t r a n e t 上通过标准的x m l 协议和信息格式来展现应用服务。使用标准的 x m l 协议使得w e b 服务平台、语言和发布者能够相互独立。w e b 是为了程序 和用户的交互，而w e b 服务是为程序和程序之间的交互。w e b 服务现在已经定 义了许多相关的国际标准，例如，h t t p 、x m l 、简单对象访问协议( s i m p l eo b j e c t a c c e s sp r o t o c o l ， s o a p ) j ，w e b 服务描述语言( w e bs e r v i c ed e s c r i p t i o n l a n g u a g e ，w s d l ) 2 】以及统一描述、发现和集成( u n i v e r s a ld e s c r i p t i o nd i s c o v e r y a n d i n t e g r a t i o n ，u d d i ) 规范【1 ”。w e b 服务使应用程序的集成比以前更快、更容 易而且更便宜。它集成在协议栈中较高层发生，基于更注重服务语义而不那么 注重网络协议语义的消息，从而实现了业务功能的松散集成。这些特性对于异 构系统集成是非常理想的。它们提供一种一致化编程模型，从而在开放网络中 可以利用通用的基础设施并以一种通用的方法进行应用程序集成。利用现有的 语言和平台以及旧应用程序，可以以一种增量的方式来集成和应用w e b 服务。 2 1 1w e b 服务的概念 w e b 服务是描述一些操作f 利用标准化的x m l 消息传递机制可以通过网络 访问这些操作) 的接口。w e b 服务是用标准的、规范的x m l 概念描述的，称为 w e b 服务的服务描述。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、传输协议和位置。该接口隐藏了实现服务的细节，因此基于w e b 服务的 应用程序成为松散耦合、面向组件和跨平台的技术实现。w e b 服务可以单独或 同其它w e b 服务一起用于实现复杂的应用。 上述概念也可以用一句话来概括说：w e bs e r v i c e 是自包含、自描述、模块 化的组件，可以发布、定位、通过w e b 调用 3 ”。从外部的使用者的角度而言， w e bs e r v i c e 是一种部署在w e b 上的对象组件，它具备以下特征：完好的封装 ，7 上海大学硕士学位论文 ! 坐! ! 韭型坚! ! ! 型! ! ! ! ! ! ! g 堕坐堕业! 性，松散耦合，使用协约的规范性，高度可集成能力。 w e bs e r v i c e 可以集合其它w e bs e r v i c e s 以提供一套更高级的功能。应用程 序是通过使用多个不同来源的w e bs e r v i c e s 构造而成的，这些服务相互协同工 作，而不管它们位于何处或者如何实现。 2 1 2w e b 服务的体系结构组成 f i n d s e r v i c e r e a u e s t o r s e r v i c e r e g i s t r y 匿 p u b l i s h s e r v i c e p r o v i d e r 图2 1w e b 服务体系结构 图2 1 代表w e b 服务体系结构的三个基本组件所执行的三个基本操作 8 1 ： 1 ) 服务提供者通过在服务代理者那里注册来配置和发布服务； 2 ) 服务请求者通过查找服务代理者那里的已发布服务登记记录来找到服务； 3 ) 服务请求者绑定服务提供者并使用可用的服务。 2 2w s r f 技术概述 w s r f ( w e bs e r v i c e sr e s o u r c ef r a m e w o r k ) 的技术起源于网格。网格是 个集成的计算与资源环境，能充分吸纳各种资源，并将他们转化为一种随处可 得的、可靠的、标准的计算能力【4 j 。网格资源是分散的计算资源、通讯能力、 数据资料、仪器设备等。网格的目标是广泛资源的统一利用。在网格构建平台 方面，现在最有影响力的是g l o b u s ，它提供一套构建网格的工具包g l o b u s t o o l k i t 。它使用的架构是开放式网格服务结构o g s a 。这种结构的核心是服务， 资源的使用、集成是对服务的请求和重构，同时服务也是其它服务的集成。事 实上，o g s a 正是采用了w e bs e r v i c e 架构，并且为资源增加了状态属性。在 o g s a 中对资源的申请使用如同w e bs e r v i c e 中申请服务一样，所有的资源都 是通过核心的服务来访问。在新的g t 4 中，w s r f 成为网格技术基础 7 1 。 从最终目的来说，w e bs e r v i c e 和网格有些相似，两者对资源的使用都是通 上海大学硕士学位论文 t h ep o s t g r a d u a t et h e s i so fs h a n g h a iu n i v e r s i t y 过服务来实现，服务是一切的一切，事实上，两者确实是相互影响的，互相借 鉴的，w s r f 是o g s i 向w e bs e r v i c e 的重构和进化，而w e bs e r v i c e 的一些标 准也在吸收网格实时状态服务观点，w e bs e r v i c e 在o g s i 诞生后有了一些进步， 这些进步促成了o g s i 向w s r f 进化，主要表现在w s d l2 0 和w s a d d r e s s i n g 的产生。网格技术和w e bs e r v i c e 技术最终走向一致。因此，我们可以将w s r f 看成一种扩充功能和使用范围的w e b 服务。可以用以下公式形象表示： w s r f = w e b 服务+ 状态资源。下图2 2 显示了两者融合的情况。 网格和罡上 w 。b 假务 、0 g s l 刚开始时 两者融合 w s r f 一_ + 是两种不 ，w s d l2 篥枷技阿彳鼍1 m 图2 2 网格和w e bs e r v i c e 融合 2 2 1w s r f 相关规范和工作流程 w s r f 由5 个标准化的规范定义【6j ，这5 个规范定义分别是： 1 ) w s - r e s o u r c e p r o d e r t i e s ：描述有关状态的w s 的资源，以及资源属性和元素 是怎样获得、更改和删除。w s 资源具有一个x m ls c h e m a 定义的x m l 资 源特性文档。服务的请求者可以通过标准的方法访问。 2 1w s r e s o u r c e l i f e t i m e ：控制资源的生命周期，允许服务的申请人终止服务， 在w s r f 中有两种方法：或者立即终止：或者通过调度在某一时刻终止。 这两种方法用于不同场合，大多数可以立即终止，某些时候申请者可能无 法去终止服务，比如，连接中断，此时需要后者。 3 1w s ，r e n e w a b l e r e f e r e n c e s ：在w s r f 中资源是隐藏在w e bs e r v i c e 中的，对 服务来说标识的方法是w s a d d r e s s i n g 端点引用，对资源来说是资源的i d 。 r e n e w a b l e r e f e r e n c e s 是当服务的端点引用失效后，重新获取新引用的机制。 4 1 w s s e r v i c e g r o u p ：通过引用的方式创建和使用异构的w e bs e r v i c e 。 5 1w s b a s e f a u l t ：描述了如何报告错误的机制。定义了一个返回错误信息的基 本错误类型。它强制了在w s r f 体系内，当发生错误后，返回错误信息的 一致性。 9 上海大学硕士学位论文 t h ep o s t g r a d u a t et h e s i so f s h a n g h a iu n i v e r s i t y 以上五个规范合起来构成w s r f ，除此以外，还有一个不属于w s r f 的规 范，却是一个必不可少的标准方法：w s n o t i f i c a t i o n ：其本身是一套( 包含三 个规范) 标准的规范，定义了基于主题的，用于发布和订阅w e b 服务体系的通 知消息。 各个规范定义了不同层次上的标准，同时w s r f 中还要求了很多w e b s e r v i c e 的技术规范，这里我们主要探讨w s r f 的主要内容，所以不一一列出， 但给出个规范在软件体系上的相互关系，如下表2 1 所示。 层次内容 应用服务 w s s e r v i c e g r o u p w s n o t i f i c a t i o n 服务质量 w s r e s o u r c e l i f e t i m e 服务描述 w s r e s o u r c e p r o p e r t i e s w s b a s e f a u l t 消息传递 w s a d d r e s s i n g w s - r e n e w a b l e r e f e r e n c e s 表2 1w s r f 规范的软件层次结构 2 2 2w s r f 资源模型及流程 w s r f 的目的就是使资源成为w e bs e r v i c e 框架下的有状态的资源_ 】。构成 这种有状态的资源的方式称作隐式资源模式，它是一系列w e bs e r v i c e 的技术 约定，如x m l 、w s d l 、w s a d d r e s s i n g 等。这种资源框架作用在于：描述资 源的w e bs e r v i c e 接口、定义如何通过接口获得资源属性，管理资源的生命周 期。任何一个有状态资源构成于隐式资源模式下，都称作w s 资源 ( w s r e s o u r c e ) ，w s 资源可以创建、寻址、发现和终止等。上节中的6 个规 范全部是围绕着w s 资源来定义和工作的。 在w s a d d r e s s i n g 中，将w e b 服务地址( 名字或句柄) 标准化为端点引用 ( e n d p o i n tr e f e r e n c e ) ，其中包含了w e b 服务的端点地址，相关的元数据，引 用属性。依照隐式资源模式，包含表示状态资源的引用属性、指向w s 资源的 端点的引用称为w s 资源的端点引用，本文简称端点引用。 端点引用可以有服务的申请者向w e b 服务发送申请消息，创建一个w s 资 源得到，也可以查询服务注册得到。申请一个w s 资源的过程如下：( 1 ) 申请 者向w e b 服务发送消息，该消息包含于具体w e b 服务寻址的访问中。( 2 ) w e b 服务接收到消息，根据要求创建或定位一个w e b 资源。( 3 ) w e b 服务将生成或 定位好的资源标识与w e b 服务的地址包装成端点引用。( 4 ) w e b 服务将端点引 用发回。其中资源标识( i d ) 是一个做为属性文件子元素，被某个命名空间约 束的值，用来在w e b 服务内唯一确定一个资源。 1 0 上海大学硕士学位论文 t h ep o s t g r a d u a t et h e s