Web 服务课程报告

网络计算技术课程报告——《WebService》学院：信息科学与工程学院专业：计算机技术班级：27班学号：S16085211026姓名：苏醒摘要随着计算机技术的迅猛发展，WebService数量也在不断的增加，那么究竟什么是WebService呢？目前对WebService有哪些研究与应用呢?本文从WebService的基本概念出发，对WebService的发展趋势、技术支持、体系结构先进行简单的介绍，然后重点介绍目前对WebService的一些研究及其应用，其中对WebService研究包括：云计算环境下Web服务集成系统的研究，基于用户情景和质量偏好的Web服务推荐方法，基于用户社群关系的Web服务发现研究；应用包括：基于WebService的安卓APP应用的开发与实现，基于WebService技术的IE专业实验网络教学平台的构建。本文结构完整，脉络清晰，并在最后提出了自己的见解。关键字：WebService；发展趋势；技术支持；体系结构；研究与应用目录TOC\o"1-3"\h\u第1章WebService概述 31.1WebService简介 31.2WebService发展趋势 3第2章WebService技术支持 42.1XML和XSD 42.2SOAP 42.3WSDL 42.4UDDI 5第3章WebService体系结构 63.1WebService体系结构中的角色 63.2WebService体系结构中的操作 7第4章对WebService的研究 84.1云计算环境下Web服务集成系统的研究 84.2基于用户情景和质量偏好的Web服务推荐方法 94.3基于用户社群关系的Web服务发现研究 10第5章基于WebService的应用与开发 125.1基于WebService的安卓APP应用的开发与实现 125.2基于WebService技术的IE专业实验网络教学平台的构建 12第1章WebService概述1.1WebService简介WebService是一个平台独立的，低耦合的，自包含的、基于可编程的web的应用程序，可使用开放的XML(标准通用标记语言下的一个子集)标准来描述、发布、发现、协调和配置这些应用程序，用于开发分布式的互操作的应用程序。WebService技术，能使得运行在不同机器上的不同应用无须借助附加的、专门的第三方软件或硬件，就可相互交换数据或集成。依据WebService规范实施的应用之间，无论它们所使用的语言、平台或内部协议是什么，都可以相互交换数据。WebService是自描述、自包含的可用网络模块，可以执行具体的业务功能。WebService也很容易部署，因为它们基于一些常规的产业标准以及已有的一些技术，诸如标准通用标记语言下的子集XML、HTTP。WebService减少了应用接口的花费。WebService为整个企业甚至多个组织之间的业务流程的集成提供了一个通用机制。1.2WebService发展趋势(1)内容更加动态：一个WebService必须能合并从多个不同源来的内容，可以包括股票，天气，新闻等，在传统环境中的内容，如存货水平，购物订单或者目录信息等，都从后端系统而来(2)带宽更加便宜：WebServices可以分发各种类型的内容(音频，视频流等)(3)存储更便宜：WebServices必须能聪明地处理大量数据，意味着要使用数据库，LDAP目录，缓冲，和负载平衡软件等技术保持可扩展能力(4)普遍式计算更重要：WebServices不能要求客户使用某一版本的windows的传统浏览器，必须支持各种设备，平台，浏览器类型，各种内容类型。要达到这样的目标，WebServices要使用两种技术：(1)XML：XML是在web上传送结构化数据的伟大方式，WebServices要以一种可靠的自动的方式操作数据，HTML不会满足要求，而XML可以使WebServices十分方便的处理数据，它的内容与表示的分离十分理想(2)SOAP：SOAP使用XML消息调用远程方法，这样WebServices可以通过HTTP协议的post和get方法与远程机器交互，而且，SOAP更加健壮和灵活易用。其他，UDDI和WSDL技术与XML和SOAP技术紧密结合用于服务发现。第2章WebService技术支持2.1XML和XSD可扩展的标记语言XML是WebService平台中表示数据的基本格式。除了易于建立和易于分析外，XML主要的优点在于它既与平台无关，又与厂商无关。XML是由万维网协会(W3C)创建，W3C制定的XMLSchemaXSD定义了一套标准的数据类型，并给出了一种语言来扩展这套数据类型。WebService平台是用XSD来作为数据类型系统的。当用某种语言如VB.NET或C#来构造一个WebService时，为了符合WebService标准，所有使用的数据类型都必须被转换为XSD类型。如想让它使用在不同平台和不同软件的不同组织间传递，还需要用某种东西将它包装起来。这种东西就是一种协议，如SOAP。2.2SOAPSOAP即简单对象访问协议(SimpleObjectAccessProtocal)，它是用于交换XML编码信息的轻量级协议。它有三个主要方面：XML-envelope为描述信息内容和如何处理内容定义了框架，将程序对象编码成为XML对象的规则，执行远程过程调用(RPC)的约定。SOAP可以运行在任何其他传输协议上。例如，你可以使用SMTP，即因特网电子邮件协议来传递SOAP消息，这可是很有诱惑力的。在传输层之间的头是不同的，但XML有效负载保持相同。WebService希望实现不同的系统之间能够用“软件-软件对话”的方式相互调用，打破了软件应用、网站和各种设备之间的格格不入的状态，实现“基于Web无缝集成”的目标。2.3WSDLWebService描述语言WSDL就是用机器能阅读的方式提供的一个正式描述文档而基于XML的语言，用于描述WebService及其函数、参数和返回值。因为是基于XML的，所以WSDL既是机器可阅读的，又是人可阅读的。2.4UDDIUDDI的目的是为电子商务建立标准;UDDI是一套基于Web的、分布式的、为WebService提供的、信息注册中心的实现标准规范，同时也包含一组使企业能将自身提供的WebService注册，以使别的企业能够发现的访问协议的实现标准。第3章WebService体系结构WebService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WebService构件：WebService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（WebService的一个实现）。服务提供者定义WebService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进行绑定并调用WebService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。图3-1图示了这些操作、提供这些操作的组件及它们之间的交互。图3-1操作及其组建之间的交互3.1WebService体系结构中的角色服务提供者：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，或启动与服务的交互的应用程序。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WebService）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、FTP站点、Web站点、广告和服务发现（AdvertisementandDiscoveryofServices，ADS）或发现Web服务（DiscoveryofWebServices，DISCO）。3.2WebService体系结构中的操作对于利用WebService的应用程序，必须发生以下三个行为：发布服务描述、查询或查找服务描述以及根据服务描述绑定或调用服务。这些行为可以单次或反复出现。这些操作具体为：发布：为了使服务可访问，需要发布服务描述以使服务请求者可以查找它。发布服务描述的位置可以根据应用程序的要求而变化（请参阅“服务发布”以了解更多细节）。查找：在查找操作中，服务请求者直接检索服务描述或在服务注册中心中查询所要求的服务类型（请参阅“服务发现”以了解更多细节）。对于服务请求者，可能会在两个不同的生命周期阶段中牵涉到查找操作：在设计时为了程序开发而检索服务的接口描述，而在运行时为了调用而检索服务的绑定和位置描述。绑定：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来定位、联系和调用服务，从而在运行时调用或启动与服务的交互。第4章对WebService的研究4.1云计算环境下Web服务集成系统的研究Web服务和UDDI的出现为异构的系统间的交互提供了可能性，使各种信息可以以消息的方式跨域交互。各个部门提供的事务可以以内部应用组件的形式完成，然后向外暴露这些应用组件良好定义的接口，让外部应用可以调用，成为一个基本的Web服务，而这个Web服务的描述WSDL在UDDI上发布，并按要求提供给其他部门、组织共享。虽然Web服务的出现为跨操作提供了可能，但现阶段它仍然存在很多问题。其中的一个非常重要的问题，就是部门的事务大都不是单一的基本服务的任务。某个部门的事务可能是多个单位在不同系统上的跨域工作流的协同工作，形成复杂的集成服务，因此就涉及到有关Web服务的集成问题。云环境具有超大规模的存储和计算能力，资源和结构具有动态伸缩性，并且通过虚拟化技术和庞大的资源池按需提供服务。随着越来越多的云服务的出现，需要采用SOA技术来将其加以整合，尤其是在SaaS层面上的服务整合。《云计算环境下Web服务集成系统的研究》这篇文章研究的是再云环境下如何将多个异构系统的服务集成整合起来。采用云计算的设计理念，依托网络、存储、传感器等基础设施，综合运用中间件、系统集成、数据挖掘、信息采集等技术，构建了SaaS(SofewareasaService)、PaaS(PlatformasaService)、IaaS(InfrastructureasaService)服务层，为各级各类用户按需提供服务和资源。系统综合利用ESB、WebService虚拟数据库等多种系统集成方式，整合多个业务系统，将系统的数据、服务资源统一进行管理和调度，解决了部分信息孤岛、烟囱系统的问题，提高了管理信息的共享应用水平。图4-1为系统的体系架构图。图4-1系统体系架构图4.2基于用户情景和质量偏好的Web服务推荐方法随着计算机技术的迅猛发展，Web服务数量不断增加，互联网上存在大量功能相同但质量各异的服务，用户对于Web服务的需求逐渐从服务功能属性扩展到服务质量非功能属性，并且非功能属性需求越来越重要。由于海量的Web服务数据，用户对Web服务的数据不可能完全清楚，如何从当前大量的服务寻找到满足用户需求的服务已成为当前学术界和企业界研究的热点问题。在当前Web服务领域中，Web服务的发现和选择逐渐向多样化、主动化方向发展，Web服务推荐技术实现了由被动接受用户请求向主动感知用户需求的转变，是用户选择Web服务的有效辅助手段，为解决用户选择服务问题提供了一种新的途径。为了提高Web服务推荐的准确率和满意度，《基于用户情景和质量偏好的Web服务推荐方法》这篇文章提出基于用户情境和质量偏好的Web服务推荐方法，该方法根据用户的QoS(QualityofService，服务质量)偏好、用户资料和用户共同调用的服务来计算用户的相似度，并以此相似度为基础考虑推荐时间因素，来实现对相似用户Web服务的准确推荐。文章中的推荐模型需要与服务发现组件协同工作，当Web用户给出服务请求，首先由服务发现组件将从服务注册中心检索到多个功能等价的Web服务以供推荐系统选择，然后Web服务推荐系统根据用户背景、用户偏好及日志记录选择相似聚类用户，接着由一组相似聚类用户推荐最合适的Web服务给用户。推荐模型需要在传统的UDDI的基础上增加Web服务的QoS属性的数据信息。模型图如图4-2所示。图4-2Web服务推荐模型4.3基于用户社群关系的Web服务发现研究Web服务作为一种重要的解决方案，大量地被开发并被应用到Internet上。而由于分布式网络环境的异构性和跨领域语义的复杂性，Web服务发现问题成为了制约Web服务大规模应用的技术难题之一。目前，大部分Web服务发现方法在本质上都是基于注册机制的，为追求更精确的服务发现结果及更好的自动化过程，大量的精力被耗费在描述服务发布和服务请求上。而且这些方法在注册机制中基本不记录或考虑用户之间相互交互的历史操作，只是将重点放在单个用户服务请求内容的解析上，损失了许多额外的用户辅助信息，致使计算资源和通信开销重复多、浪费大、效率低，无法有效应对服务请求或候选服务对象数量增多的情况。《基于用户社群关系的Web服务发现研究》以用户的辅助信息为切入点，考虑用户的偏好、用户的使用历史及用户的聚类关系、信任关系等社群关系因素对Web服务发现结果准确度和效率的影响，研究用户社群关系的形式化方法和模型，提出基于用户社群关系的Web服务发现方法，并在此基础上构建一个服务发现系统框架。文章认为用户的偏好、用户的使用历史以及多个用户之间、用户与服务之间、服务彼此之间的社群辅助信息都可用来解决Web服务发现问题。用户可以从与他兴趣背景相同并且是他所信任的其他用户那里得到推荐与启发，从而通过确定优先查找对象和动态限定查找范围来完成Web服务发现，提高服务发现的效率与精度。文章将Web服务发现过程涉及到的用户社群关系形式化表示为一个三元组，即UR=(P,C,T)(1)其中，UR是形式化后的用户社群关系，P表示用户对Web服务的偏好关系，C表示多个用户间的聚类关系，T表示用户间的信任关系。图4-3为用户Ua的社群关系模型实例。图4-3用户社群关系形式化模型实例第5章基于WebService的应用与开发5.1基于WebService的安卓APP应用的开发与实现随着智能终端的广泛应用，APP应用不断增加，APP开发已经成为多数开发者一门必修课。而APP应用与其他平台之间的交互是离不开WebService技术的。WebService是一种Web应用程序的分支，是自描述、自包含、模块化的应用，可以发布、通过Web调用。在APP应用中，WebService无所不在，用处之大，它既可以执行简单的请求，也可以执行复杂商务处理的任何功能。服务部署以后，任何应用程序都可以发现并调用它。换句话说，WebService为APP应用与其他平台程序之间的相互通信提供服务。应用系统架构一般由数据库、中间件、WebService、应用程序(B/S或C/S)等组成。为了进一步满足市场的需求，需要开发APP应用。APP应用是通过WebService与应用系统的数据库进行交互用的。图5-1为系统完整构架。图5-1系统构架图5.2基于WebService技术的IE专业实验网络教学平台的构建《基于WebService技术的IE专业实验网络教学平台的构建》提出了一种基于WebService技术的