（计算机软件与理论专业论文）基于web的服务发现机制研究.pdf

山东师范大学硕士学位论文 摘要 随着i n t e r n e t 的迅猛发展，万维网上可获得的w e b 服务急剧增多，如何从庞 大的服务群中有效地获得所需功能的w e b 服务和如何在功能相似的w e b 服务中 找到最佳服务成为了值得关心的问题，而这些正是w e b 服务发现的任务。然而， 传统的服务发现技术是在语法描述的基础上，主要采用的服务发现机制是w s d l 和u d d i 规范相结合的解决方案，通过关键词匹配来实现的，这样的w e b 服务 发现技术，由于缺乏对w e b 服务的语义信息的描述，智能化程度不高，导致低 查准率和低查全率，无法满足人们曰益增长的需求。要得到更好的结果，需要更 高效、更完善的w e b 服务发现技术来支持。 语义w e b 是w e b 发展的一个新兴方向，致力于w e b 上信息的语义化，使计 算机能够理解和处理，基于语义的w e b 服务发现逐渐成为了当前的研究热点。 本文所作的研究如下： 1 、论文比较全面地介绍了w e b 服务、服务发现机制和语义w e b 等的相关 知识背景，以及它们的最新发展状况。 2 、论文引入语义描述和服务本体，将语义w e b 和w e b 服务发现相结合， 在服务描述方面，对w s d l 和u d d i 规范进行了扩充，弥补二者在语义 方面的不足。 3 、提出了一种基于语义的w e b 服务发现匹配算法，该算法采用分层匹配的 思想，首先通过服务分类匹配过滤掉大量无用的服务，在描述性匹配和 功能性匹配完成后，进行服务质量匹配，充分地考虑到各匹配参数的语 义相似度，根据相似函数计算出匹配度，判断是否与用户要求匹配。最 后按服务质量排序显示，提高了用户请求与服务匹配的准确性与高效性。 总之，本文在对w e b 服务及相关技术和语义网介绍的基础上，提出了一种 服务发现机制，从服务描述和服务匹配两方面进行了扩充和改进，使传统的服务 发现缺乏语义支持得到一定程度的弥补，能更准确和快速地为用户提供服务。 关键词：w e b 服务语义w e b服务发现本体 匹配 山东师范大学硕士学位论文 a b s t r a c t w i t ht h er a p i dp r o g r e s so fi n t e r n e t ，t h ew e bs e r v i c e si n c r e a s es h a r p l y h o wt o f i n dt h en e e d e ds e r v i c eo rh o wt og a i nt h eb e s ts e r v i c ef r o mt h ev a s ts e r v i c es e t s ， w h i c hb e c o m ea l l i m p o r t a n tp r o b l e m t h a t i st h et a s k so fs e r v i c ed i s c o v e r y t r a d i t i o n a lt e c h n i q u ei sb a s e dg r a m m a rd e s c r i p t i o n ，c o m b i n i n gu d d ia n dw s d l ， a n df i n d st h es e r v i c eb yk e yw o r d s b e c a u s eo fl a c k i n gas e m a n t i ci n f o r m a t i o n d e s c r i p t i o n ，t h i sw e bs e r v i c ed i s c o v e r ym a k e sf o rl o wr e c a l lr a t i oa n dp r e c i s i o nr a t i o w h i c hc a n ts a t i s f yu s e r s s e m a n t i cw e bi sa ne m e r g i n gd i r e c t i o no fw e be v o l u t i o n ，a n di th a m m e r sa tt h e s e m a n t i z a t i o no fw e bi n f o r m a t i o n a n dw e bs e r v i c ep r o v i d e sw e ba p p l i c a t i o nt o u s e r sw i t ht h ef o i t no fs e r v i c e ，a n dh i d e st h ed e t a i l so fi t sr e a l i z a t i o n s e m a n t i cw e b s e r v i c ea i m st oa d ds e m a n t i ci n f o r m a t i o nt ow e bs e r v i c e ，w h i c hc a nb eu n d e r s t a n d e d a n dm a n a g e db yc o m p u t e r s s e m a n t i cw e bs e r v i c ed i s c o v e r yb e c o m es t u d y i n g h o t s p o t st o d a y t h em a i nr e s e a r c hw o r k sid oa r ea sf o l l o w s ：t h ek n o w l e d g ea b o u tw e bs e r v i c e ， s e r v i c ed i s c o v e r ya n ds e m a n t i cw e bw i l lb ei n t r o d u c e da l l s i d e d ，i n c l u d i n gt h el a t e s t p r o g r e s s a f t e ra n a l y z i n gt h ed i s a v a n t a g eo ft r a d i t i o n a lm e t h o d s ，i nw e bs e r v i c e d e s c r i p t i o n ，t h et h e s i sa p p l i e sas t r a t e g yo fe x t e n d i n gu d d ia n dw s d lm a k i n gu s eo f o n t o l o g ya n do w l s ，a n dg i v e sas t r a t e g yi ns e r v i c em a t c h i n g ，f i n a l l y , p r e s e n t s m a t c h i n ga l g o r i t h m i ti n c r e a s e ss e a r c he f f i c i e n c y i naw o r d ，b a s e do ns e m a n t i cw e ba n do n t o l o g yt e c h n o l o g y , t h em o d i f i e d s t r a t e g yc a l ls p e e du pt h ed i s c o v e r yo fs e r v i c e s s e r v i v ed i s c o v e r yi s e s s e n t i a lt o s e r v i c e ss y s t e m s ，s ow em u s td of u r t h e rr e s e a r c h e st ob u i l dc o n v e n i e n ts e r v i c e d i s c o v e r y k e yw o r d ：w e bs e r v i c e s e m a n t i cw e bs e r v i c ed i s c o v e r yo n t o l o g ym a t c h i i 独创声明 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 ( 注：如没有其他需要特别声 明的，本栏可空) 或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。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。 学位论文作者签名 乘焉梅 导师酶旁) 矛啜 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解堂撞有关保留、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沦文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权堂 蛰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适用本授权书) 学位论文作者签名： 袤秀梅 导师签字： 签字曰期：2 0 06 年乒月7 日 匍才预 签字日期：2 0 0 i 年乒月7 日 山东师范大学硕士学位论文 1 1 研究背景 第1 章绪论 ( 1 ) 问题的提出 十几年前，t i m b e m e r s l e e 发明了万维网( w e b ) ，目的是让人们通过因特 网( i n t e m e t ) 来获得各种信息，十年来，万维网应用的发展一日千里，尤其最 近几年，随着电子商务的迅速崛起，w e b 应用从局部化发展到全球化，从b 2 c 发展到b 2 b ，从集巾式发展到分布式。 w e b 服务作为一种新兴的w e b 应用模式，是个崭新的分布式计算模型， 是w e b 上数据和信息集成的有效机制。从电子商务应用领域来看，复杂的应用 连接和程序代码造成了电子商务应用的高维护代价和更新代价，而w e b 服务正 好能够解决这一问题，成为目前应用环境中最为合理的解决方案【1 ”j 。 传统互联网实现了计算机硬件的连通，w e b 实现了网页的连通，w e b 服务 则实现了程序和程序之间的共享，基于w e b 的各种应用为客户提供了不同类 型的w e b 服务，软件组件或应用程序都可以发布为服务，而这些服务可能具有 不同的形式，不同的复杂程度，客户以某种方式在这些不同类型的w e b 服务中 找到其需要的服务，以执行w e b 服务请求，就是所谓w e b 服务发现，w e b 服 务发现是w e b 服务系统架构中的一个重要部分。 w e b 服务发现与传统的信息检索有很多相似之处，但前者具有更高的复杂 性和实现技术的不成熟性，将有更广阔的应用领域，现有的服务发现技术【2 】有： 基于关键字，基于框架，还有演绎检索等方法。 要在大量的服务中，快速准确地甚至自动化发现服务并调用执行，良好的服 务发现机制是实现目标的前提。本文是基于w e b 服务和语义w e b 二者结合的基 础，对w e b 服务发现机制的研究。 ( 2 ) 国内外发展状况 当前的w e b 服务是建立在u d d i 、x m l 、s o a p 、w s d l 等标准上的，其 服务发现方法是基于关键字和名称的查找，需要过多的人工十预、效率低下；不 容易选取合适的关键字；返回过多的无关信息，造成检索的查准率低，同时，会 遗漏大量的与检索概念同义或相关的内容， 查全率也不高。 w e b 服务描述的当前标准是w s d l ( 服务描述语言) 1 3 1 ，只给出了服务能作 什么和如何绑定、发现服务的捕述，而不知道需要哪些服务以及所应满足的约束。 即w s d l 只能解决一个h o w 的问题，无法解决w h a t 和w h y 的问题。 山东师范大学硕士学位论文 u d d i t 4 提供了一一种基于分布式的商业注册中心机制，可以维护企业及其服 务的全球目录，而且采用x m l 方式描述企业及其服务。u d d i 计划的核心组件 是u d d i 商业注册，它使用一个x m l 文档来描述企业及其提供的w e b 服务。所 有的u d d i 商业注册信息存储在u 】) d i 商业注册中心。然而u d d i 没有给出服务 的性能描述，只局限于服务的名称，一个指向服务提供者的指针和一个表明在什 么地方可访问服务的端口。 针对这些缺陷，已经从多个角度提出了部分改进策略。从u d d i 实现技术角 度考虑，提出对服务器端的改进方案 14 ，从服务的消费者角度考虑，提出一种 面向消费者的服务发现机制【5 j ，从服务发现的模型匹配方而考虑，提出的服务发 现机制。但是上述改进策略不能根本满足服务发现的要求。 针对w e b 的特点，2 0 0 0 年的世界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 ) 大会上， 万维网创始人蒂姆伯纳斯李做了题为s e m a n t i cw e b 的演讲，对语义w e b 的概 念进行了解释，并提出了语义w e b 的体系结构引起了研究者的注意。2 0 0 1 年7 月，第一届国际语义w e b 研讨会在美国举行，2 0 0 2 年7 月9 日，在意大利召开 ls ti n t e r n a t i o n a ls e m a n t i cw e bc o n f e r e n c e 会谢。2 0 0 2 年，中国的8 6 3 计划将语 义w e b 技术列为重点支持项目。 语义w e b 成为信息技术的一个热点，它是在本体论( o n t o l o g y ) 1 7 j 理论基础 之上对现有w e b 所进行的扩展，以本体来表示语义信息，通过在语义w e b 中引 入本体层来实现语义信息的共享，从而提高信息服务的智能化与自动化。它基于 资源描述框架r d f 和元数据对w w w 上数据的抽象表示【8 ，”，是本体论领域模 型的具体表示和应用实例i m “) 。 o n t o l o g y 为语义w e b 提供了相关领域的共同理解，确定了该领域内共同认 可的概念的明确定义，通过概念之间的关系，描述了概念的语义。这使得人们之 间以及与机器之间能准确地交互，可以基于语义上而不仅仅是基于语法上的搜 索。d a m l + o i l ”j 是专门为语义w e b 设计的一种o n t o l o g y 描述语言，是一种 目前使用的语言。它把框架系统、描述逻辑和w e b 标准这三个不同领域的优点 结合了起来，采用面向对象的方法用类和属性来描述领域的结构。 目前英国e s c i e n c e 的领头项目m y g r i d 在语义w e b 的应用研究方面处于领 先地位，国内研究还刚开始，北京大学医学部正在做心血管疾病知识库方面的应 用，农科院信息文献情报中心在农业叙词表方面希望引入o n t o l o g y 相关技术， 上海交大，浙江大学，北京理工大学也在从事这方面研究。 语义w e b 、w 曲服务的结合是研究发展的一个方向，基于语义w e b 的服务 发现研究在国内处在初级阶段，二者的结合使得服务发现不仪仅只是从语法方面 的搜索，也能够从语义方面来进行发现，保证查全率查准率，能够为用户提供更 有效更满意的服务。 山东师范大学硕士学位论文 1 2 论文研究内容和组织结构 本论文通过对当前w e b 服务发现状况的分析，针对目前主流的服务搜索机 制所存在的缺陷，从服务描述语言和服务匹配两方面进行了扩充和改进，一方面 把语义网技术与w e b 服务结合，用o w l s 从输入输出扩充了w s d l 语言和 u d d i 注册中心，弥补了二者在语义方面的缺点；另一方面针对传统服务精确匹 配查准率和查全率低的现状，在引入本体的基础上，提出了- t 0 分层匹配，先过 滤后匹配的匹配策略，充分考虑服务匹配在各方面的相关性，并且为了提高服务 发现的质量，考虑了用户方面的一些因素，如用户习惯偏好等，并对匹配服务采 用s o r t 算法，按服务质量排序显示，采取被动的服务搜索和主动的服务推荐结 合的发现方法，使得w e b 服务发现的准确性快速性得到很大提高。 本文的各章节结构和主要内容安排如下： 第一章绪论：介绍了论文研究的背景、意义、国内外研究现状、论文的所作 工作和结构安排。 第二章w e b 服务发现概述：介绍w e b 服务的定义、特点、体系结构及规范 标准，介绍了目前w e b 服务发现技术及存在的缺陷。 第三章语义w e b 服务：介绍语义w e b 的目标、体系结构和相关技术。 第四章语义w e b 服务发现研究：对于目前w e b 服务发现存在问题，从服务 描述和服务匹配两个方面进行了扩充和改进，利用语义w e b 的优势来克服语义 缺乏的不足，从而来提高服务发现的速度和准确度。 第五章结束语：总结本文所作的工作并对未来研究前景展望。 山东师范大学硕士学位论文 2 1 什么是w e b 服务 2 1 1w e b 服务定义 第2 章w e b 服务发现概述 到底什么是w e b 服务呢? 简单地说，一个w e b 服务就是一个能够使用x m l 消息通过网络来访问的接口，这个接口描述了一组可访问的操作。 从技术的角度来看，w e b 服务可以被认为是一种部署在w e b 上的对象，因 此它具有对象技术所承诺的所有优点，同时，w e b 服务的基石是以x m l 为主的、 开放的w e b 规范技术，因此它具有比任何现有对象技术更好的开放性。 w e bs e r v i c e s 特点 1 ) w e bs e r v i c e s 是自描述的。 服务里面包含了可读性文档，其他开发人员可以方便的集成已有的服务。 2 ) w e bs e r v i c e s 是可查找的。 存在一个比较简单的机制来发布服务和让感兴趣的使用者发现服务并定位 服务。 3 ) w e bs e r v i c e s 是可以互操作的。 w e bs e r v i c e s 通过s o a p 实现相互间的访问，w e b 服务可以与其他的w e b 服务进行交互，避免了不同协议之间的相互转换。w e b 服务可以用任何语言编写， 因此开发者不需要改变开发环境就能开发w e b 服务，同时，也可以方便的使用 已有的w e b 服务，而不必考虑w e b 服务的实现语言与运行环境。 4 ) w e bs e r v i c e s 有普遍性。 w e b 服务使用h t t p 和x m l 进行通信，任何支持这些技术的设备都可以拥 有和访问w e b 服务。w e b 服务不仅在计算机网络卜出现，而且将在电话、汽车、 家用电器等设备中出现。 5 ) w e bs e r v i c e s 具有良好的封装性。 w e b 服务是部署在网络上的对象，具备对象组件自然具有的良好封装性。而 对于使用者而言，应尽可能看到该对象提供的功能列表和调用规范。 6 ) w e bs e r v i c e s 使用标准协议。 相比较一般对象而言，w e bs e r v i c e s 的接口规范更加规范并且易于理解，这 主要得益于w s d l ，u d d i 等规范。 7 ) w e bs e r v i c e s 具有可集成能力。 4 山东师范大学硕士学位论文 由于w e b 服务采取简单的、易理解的标准w e b 协议作为组件界面描述和协 同描述规范，完全屏蔽了不同软件平台的差异，无论是c o r b a 还是d c o m 都 可以通过这一标准协议进行互操作，实现了在当前环境下最高的可集成性。 2 1 2w e b 服务架构 w e b 服务体系结构基于三种角色( 服务提供者、服务注册中心和服务请求者) 之问的交互。交互具体涉及到发布、发现和绑定操作。这些角色和操作一起作用 于w e b 服务构件、w e b 服务软件模块及其描述。 服务提供者定义w 曲服务的服务描述，并把它发布到服务请求者或服务注 册中心。 服务请求者使用发现操作从本地或服务注册中心搜索服务描述，然后使用服 务描述与服务提供者进行绑定，并调用相应的w e b 服务实现，同它交互。一个 w e b 服务既可以是w e b 服务提供者，也可以是w e b 服务请求者 1 5 】，或者同时是 这两者。 服务注册中心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巾心以外的其它来源得到服务描述，例如本地文件、 f i p 站点、w e b 站点、a d s 文本文件、d i s c o 文件等。图2 1 是w e b 服务各角 色之间的关系 图2 - 1w e b 服务体系结构 山东师范大学硕士学位论文 2 1 3w e b 服务的实现规范 w e b 服务是由一套协议构成的层次化体系结构( 见图2 - 2 ) w s f l 、x l a n g 、b p e l 4 w s u d d i w s d l 管 服 安 务 s o a p全 理 性 能质 x m ls c h e m a 力量 x m l 网络( h t t p 、f t p 、s m t p 等) 图2 - 2w e b 服务协议层次结构 底层传输协议( 网络传输层) 是广泛使用的因特网标准，如h t t p ，f t p 和 s m t p 等。 x m l 是整个w e b 服务技术架构的基石，它是一种界定文本数据的简便而标 准的方法，曾经被人称作“w e b 上的a s c i i 码”。 x m ls c h e m a 是w e b 服务架构下的标准x m l 数据建模工具，它的主要目的 是用来定义一类x m l 文档。 s 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 ，简单对象访问协议1 【l q 用于w e b 服务 调用的x m l 消息表示，为在一个松散的、分布的环境中使用x m l 对等地交换 结构化和类型化的信息提供了一个简单且轻量级的机制。 w s d l 用于描述w e b 服务的调用接口，它将w e b 服务描述定义为一组服务 访问点，客户端可以通过服务访问点对包含面向文档信息或面向过程凋用的服务 进行访问。 u d d i 是w e b 服务架构下核心的服务描述、发现和集成机制，目前定义了六 种主要信息类型：商业实体信息、服务信息、绑定信息、技术规范、关联关系断 言和实体订阅信息1 4 】。 w s f l ，x l a n g 和b p e l 4 w s 是w e b 服务组合语言，它们通过建立一个 框架来组合现有的商业流程和w e b 服务。图2 2 中的右边部分是各协议层的公 共机制，主要包括安全、管理和服务质量等机制。 6 山东师范大学硕上学位论文 2 2w e b 服务发现 2 2 1w e b 服务发现问题的提出 目前，由于互联网的高速发展，所提供的服务也呈现几何级数爆炸性增长， 潜在的可用的w e b 服务将是整个因特网所有对外开放的w e b 服务，我们不再是 从几百个服务中挑选一个，而是从也许几千至几万个w e b 服务中选择一个服务， 我们也不能一个个地浏览这些w e b 服务，然后选取最合适的，所以，w e b 服务 的灵活自动的发现机制是必须的。 2 2 2w e b 服务发现采用的技术 u d d i ，w s d l 是由m 、微软等公司向w 3 c 组织提交并被工业界广泛采 用的标准。u d d i 使用关键字和预定分类管理，w s d l 除简单定义服务名称和文 本描述外，还采用变量类型( t y p e s ) 、消息( m e s s a g e ) 、端口类型( p o r t t y p e ) 、 绑定( b i n d i n g ) 和端口( p o r t ) 五种主要元素来描述接口的语法。优点：粟用 x m l s c h e m a 机制，已具备编译和浏览工具支持；不足：存在服务描述的“两个 异构性”，对服务的行为约束和属性描述缺乏进一步支持，不考虑服务组合上下 文描述。 s c d l 是一种轻量级w e b 服务能力描述语言，基本描述包括服务名称和文 本描述，并使用数据类型( t y p e ) 、输入( i n p u t ) 、输出( o u t p u t ) 、前置条件 ( p r e c o n d i t i o n s ) 和后置条件( p o s t c o n d i t i o n s ) 等元素来描述服务功能和行为语 义。优点：支持服务组合上下文描述，着力刻画w e b 服务行为的约束关系：不 足：存在服务描述的两个异构性，缺乏对包括服务质量在内的非功能属性描述。 2 2 2 1w s d l 标准 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 b 服务器描述语言是用x m l 文档来描述w e b 服务的标准，是w e b 服务的接口定义语言，由a r i b a 、i n t e l 、m 、 m s 等共同提出，通过w s d l ，可描述w e b 服务的三个基本属性： 服务做些什么一服务所提供的操作( 方法) 如何访问服务和服务交互的数据格式以及必要协议 - 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 服务描述包含对一 组操作和消息的个抽象定义，绑定到这些操作和消息的一个具体协议，和这个 山东师范大学硕士学位论文 绑定的一个网络端点规范。w s d l 文档被分为两种类型：服务接口( s e r v i c e i n t e r f a c e ) 和服务实现( s e r v i c ei m p l e m e n t a t i o n s ) ，文档基本结构框架如下： 图2 - 3w s d l 文档基本结构 服务接口文档中的主要元素作用分别为： t y p e s ：定义了w e b 服务使用的所有数据类型集合，可被元素的各消息部件 所引用。它使用某种类型系统，一般地使用x m ls c h e m a 中的类型系统。 m e s s a g e ：通信消息数据结构的抽象类型化定义。使用t y p e s 所定义的类型来 定义整个消息的数据结构。 o p e r a t i o n ：对服务中所支持操作的抽象描述。一般单个o p e r a t i o n 描述了一个 访问入口的请求响应消息对。 p o r t t y p e ：对于某个访问入口点类型所支持操作的抽象集合。这些操作可以 由一个或多个服务访问点来支持。 b i n d i n g ：包含了如何将抽象接口的元素( p o r t t y p e ) 转变为具体表示的细节， 具体表示也就是指特定的数据格式和协议的结合，特定端口类型的具体协议和数 据格式规范的绑定。 p o r t ：定义为协议数据格式绑定与具体w e b 访问地址组合的单个服务访问 点。 s e r v i c e ：这是一个粗糙命名的元素，代表端口的集合、相关服务访问点的集 合。 可见，p o r t t y p e ( 与m e s s a g e 和t y p e s 元素的细节相结合) 描述了w e b 服务 是什么，b i n d i n g 元素描述了如何使用w e b 服务，p o r t 及s e r v i c e 元素描述了w e b 服务的位置。 w s d l 在技术层面卜规范了如何对服务所使用的数据类型进行定义，如何对 正在通信的数据进行抽象定义，如何对服务支持的行为进行抽象描述，从而使异 构系统相互间的自动化调用成为可能。但它不能解释这些标识所表达出的语义。 我们以一个机票代理的w e b 服务的w s d l 文档抽象定义部分为例来说明，它提 山东师范大学硕士学位论文 供了查询机票价格的功能。 ( d e f n i t i o nn a m e = “t i c k e t a g e n t ” t a r g e t n a m e s p a c e = “h t t p ：a i r l i n e w s d l t i c k e t a g e n t x m l n s 2 “h t t p ：h s c h e m a s x m l s o a p o r g w s d l x m l n s ：t n s = “h t t p ：# a i r l i n e w s d l f i c k e t a g e n t x m l n s ：x s d = “h t t p ：w w w w 3 o r g 2 0 0 1 x m l s c h e m a ” p a r tn a l y l e = “o r i g i n ”t y p e = “x s d ：s t r i n g ”b p a r tn a n 2 e = “f l i g h t ”t y p e = “x s d ：s t r i n g ：i 从上面抽象程序可解释出下面信息：此服务提供了名为q u e r y f l i g h t 的操作， 输入为q u e r y f l i g h t r e q u e s t ，参数为三个字符型的，输出为q u e r y f l i g h t r e s p o n s e ， 参数为浮点型的。这里的数据类型由w e b 服务的标准系统x s d ( x m l 模式定义) 来确定。但程序不能像人一样知道输入的出发地、目的地和航班具体信息，还有 价格是用什么货币来表示的，即w s d l 文档缺乏语义。 2 2 2 2u d d i 规范 ( 1 ) u d d i 概述 u d d i 提供了一种基于分布式的商业注册中心机制，町以维护企业及其服务 的全球目录，而且采用x m l 方式描述企业及其提供的w e b 服务。从概念上来说， u d d i 商业注册所提供的信息包含三个部分：“自页”( w h i t e p a g e ) ，包括了地址、 9 山东师范大学硕士学位论文 联系方法、已知企业标识、所提供的商业服务等；“黄页”( y e t l o w p a g e ) ，包括了 基于标准分类法的行业类别及技术信息，其具体形式可能是指向详细技术文件的 指针( 例如u r l ) ；“绿页”( g r e e n p a g e ) 是指与服务相关联的绑定信息，并提供 了指向这些服务所实现的技术规范的引用和指向基于文件的u r l 的不同发现机 制的指针，绿页通常包括服务的w s d l 文档引用，其中包含如何与w e b 服务交 互的信息。所有的u d d i 商业注册信息存储在u d d i 商业注册中心。 u d d i 主要定义了一套建立u d d i 登记系统的规范，其中主要涉及内部信息 模型和外部接口规范，人们可采用u d d i 规范来建立自己的登记系统。u d d i 内 部信息模型定义有关的注册信息结构，由x m l s c h e m a 描述，从而支持丰富的数 据类型、开放描述方式及其按信息模型对数据进行验证的能力；这些信息在传递 时被封装在s o a p 包里，从而可利用h t t p 协议传递、可利用x m l c a p a b l e 系 统进行解析。u d d i 外部接口定义了有关a p i ，建立了信息交互框架，提供发布 和检索各种w e b 服务描述信息的能力。a p i 也是基于x m l s c h e m a 的，所以可以 被方便地识别和应用。 u d d i 登记系统可以是逻辑上集中、物理上分布的，由多个根节点组成，相 互之间按一定规则进行数据同步。当一个企业在一个u d d i 登记系统注册后，其 注册信息会被自动复制到其它u d d i 根节点，于是可以“一次注册、分布发现”。 ( 2 ) u d d i 注册信息 u d d i 所登记的信息主要包括： a 商业实体信息( b u s i n e s s e n t i t y ) ：这可以被看成是一个关于商业机构的标 准描述元数据，作为注册和发现的核心，包括b u s i n e s s k e y ( 商业实体标识) 、n a i n e ( 名称) 、d e s c r i p t i o n ( 描述) 、b u s i n e s s s e r v i c e s ( 商业服务集) 、i d e n t i f i e r b a g ( 企 业或商品标识集) 、c a t e g o r y b a g ( 分类集，包括行业代码、产品代码、地理位置 代码和商业标识代码) 等元素。这个描述结构类似于“白页”登记，是商业机构 专属信息集的最高管理者，位于整个信息结构的最上层，通过分类集支持以行业 分类为基础的“黄页”分类检索，通过企业或商品标识集可以利用多种标识方式 ( 注册商标、企业l o g o 、通用名称等) 进行检索。 b 商业服务信息( b u s i n e s s s e r v i c e ) ：作为“绿页”服务，对w e b 服务进行 商业业务描述，是b u s i n e s s e n t i t y 的子结构，一个b u s i n e s s e n t i t y 可以有多个 b u s i n e s s s e r v i c e 。b u s i n e s s s e r v i c e 也是元数据容器，通过商业服务标识、商业实体 标识、名称、描述、绑定模板、分类集等元素，对特定企业所提供的特定服务进 行描述。这些商业服务可加以分类，使其按不同的行业、产品、服务类型、地域 等来划分。 c 技术绑定信息( b i n d i n g t e m p l a t e ) ：对于每一个b u s i n e s s s e r v i c e ，存在一个 或多个技术实现方式，这些方式的技术描述通过b i n d i n g t e m p l a t e 来实现，包括 山东师范大学硕士学位论文 应用程序连接远程w e b 服务并与之通讯所必须的信息，例如b u s i n e s s k e y ( 绑定 标识) 、s e r v i c e k e y ( 服务标识) 、d e s c r i p t i o n ( 描述) 、a c c e s s p o i n t ( 接入地址，提 供商, i k j r 务的远程服务器地址) 等。这个接入地址一般与相应的凋用规范链接。 d 调用规范( t m o d e l ) ：本身提供一种引用机制，它包括服务名称、发布服 务的组织以及指向有关技术规范的u r l 指针( u d d i 定义了一个利用u r l 和 w e b 服务的框架，使每个企业能够集中地维护自己的调用规范) 。技术规范包括 信息格式、响应机制、传输协议、安全机制等。这个引用信息可被看作是提供这 项服务的公司的承诺，承诺他们已经实现了一个与所引用的t m o d e l 相兼容的服 务；这个引用信息被嵌入到相应的b i n d i n g t e m p l a t e 中，从而支持第三方系统利 用这些调用规范来了解技术要求和配置系统。 e 关联声明( p u b l i s h e r a s s e r t a t i o n ) ：用以描述两个商务实体之间的关联信息。 f 操作信息( o p e r a t i o n a l i n f o ) ：u d d i 数据结构的操作信息，它通过查询a p i 的g e t o p e r a t i o n a l l n f o 获得。它包括u d d i 核心数据的c r e a t e d ( 创建) 、m o d i f i e d ( 修改) 、n o d e l d ( 节点i d ) 和a n t h o r i z e d n a m e ( 认证名称) 等。 ( 3 ) u d d i 服务接口 为了支持自动的发布和检索，u d d i 定义了程序员a p i 规范( p r o g r a m m e r s a p is p e c i f i c a t i o n ) ，查询a p i 和发布a p i 是主要部分，前者主要用于访问登记系 统并从登记系统读取有关信息，后者用于应用程序和登记系统之间发布、存储和 修改登记信息的互操作。发布a p i 必须通过授权，每个操作入口站点都负责选 择和实现一种与发布a p i 兼容的授权协议，同时提供新用户的注册，使用查询 a p i 功能不需要经过任何授权，二者都使用基于h t t p 的s o a p 消息机制的协议 实现的。 1 ) 查询a p i 查询提供了三种查询模式： a 浏览模式，是通过f i n d x x a p i 调用的方式实现，例如f i n d b u s i n e s s 查找登 记的某个商业实体，f i n d s e r v i c e 查找特定的服务类型，f i n d b i n d i n g 寻找特定服 务的技术信息。 b 层次深入模式，通过登记系统中b u s i n e s s e n t i t y 、b u s i n e s s s e r v i c e 、 b i n d i n g t e m p l a t e 和t m o d e l 的键值，如b u s i n e s s k e y ，来访问其对应的数据类型的 完整登记信息的细节。例如使用g e t b u s i n e s s d e t a i l 获得商业实体的详细信息。 c 调用模式，通过发现其他商业实体在登记系统登记的w e b 服务的调用规 范信息，为实现自己的应用程序做准备。那么真正利用u d d i 来调用有关商业服 务时，可以根据u d d i 数据结构来编写相应的自动调用程序，基本步骤包括：首 先通过“白页”或“黄页”查询来定位合适的b u s i n e s s e n t i t y ，然后进一步获得更 详细的b u s i n e s s e r v i c e 信息，根据自己的技术条件选择合适的b i n d i n g t e m p l a t e ， 山东师范大学硕士学位论文 通过对应的t m o d e l 查询相关的调用规范，并在此基础上编写实际的调用程序。 u d d i 查询a p i 包含两类调用，使程序能快速地定位候选商业实体、w e b 服务及 其调用规范，然后在最初调用获得的初始信息的基础上，获得进一步的相关信息 的细节，第一类是以f i n d x x 命名的a p i ，提供了多种搜索标准，从而能对登记 系统中的数据进行广泛搜索，第二类是在事先已经知道所需数据的关键字时，通 过直接调用g e t x x a p i 得到相应的结构数据( 如b u s i n e s s e n t i t y 、b u s i n e s s s e r v i c e 、 b i n d i n g t e m p l a t e 、t m o d e l ) 。 2 1 发布a p i u d d i 发布a p i 需要通过授权才能对u d d i 操作入口站点进行访问，同时这 些a p i 函数也可以在一个u d d i 登记系统中发布和更新信息。每个商业实体在 开始的时候应该选择一个操作入口站点来托管自己的登记信息，站点一旦选定， 登记信息就通过这个站点进行更新。 u d d i 发布a p i 包括4 个s a v e x x 函数、5 个d e l e t e x x 函数以及有关的a d d x x 和g e t x x 函数，每个对应于一个u d d i 数据模块。一旦得到授权，一个机构可以 利用发布a p i 注册相关的信息，也可以修改原先发布的信息。a p i 设计模型很简 单，可以更改特定的相关信息，也可以使用s a v e 功能来保存新信息，要删除整 个结构则可以调用d e l e t e 功能。 3 ) 其他a p i u d d i v 3 0 又增加了几个a p i s e t ，安全认证a p i ，是集合了u d d w 2 0 中 发布a p i 中的d i s c a r d a u t h t o k e n ( 丢弃认证令牌函数) 和g e t a u t h t o k e n ( 获得认 证令牌函数) ；c u s t o d y a n d o w n e r s h i r ) t r a n s f e r a p i ( 数据保管和所有权转让a p i ) ， 它使得登记系统中的任何一个登记接点能够互相传输商业实体、商业服务或调用 规范的数据保管信息，也可以在信息发布者之间转让信息的所有权； s u b s c r i p t i o n a p l ( 签署a p i ) ，它通过跟踪b u s i n e s s e n t i t y 、b u s i n e s s s e r v i e e 、 b i n d i n g t e m p l a t e 、t m o d e l 、p u b l i s h e r a s s e r t i o n 新的变化信息来监视和控制登记系 统的活动；v a l u e s e t a p i ( 值集a p l ) ，u d d i 允许第三方登记v a l u e s e t ，并由u d d i 来实施对v a l u e s e t 的有效性检查。 f 4 ) 传统的服务发现技术性能如下表： 名称查全率查准率自动化i 度技术实现难度 基于关键字的检索 低低容易 结合t f i d f 基于关键字检索 局较低低容易 基于框架的检索 低高 低 较容易 结台了演绎推理的基于框架检索 品