（計算機應用技術專業(yè)論文）基于web+service的分布式信息集成發(fā)布系統(tǒng).pdf

基于w e bs e r v i c e 的分布式信息集成發(fā)布系統(tǒng) 中文提要 基于w e bs e r vig e 的分布式信息集成發(fā)布系統(tǒng) 中文提要 w e bs e r v i c e 是分布式計算領域的一項重大技術飛躍，代表著新一代 軟件架構(gòu)模式，利用w e bs e r v i c e 可以實現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)上架構(gòu)應用軟件。w e b s e r v i c e 解決了使用傳統(tǒng)的c o r b a 、d c o m 這類緊密捆綁的分布式技術 時遇到的問題，這些問題主要包括如何通過防火墻、協(xié)議過于復雜，異類 平臺難以集成等?；谶@個認識，本文分析了高校當前的網(wǎng)絡安全狀況及 對分布式數(shù)據(jù)管理的需求，提出了一種基于w e bs e r v i c e 架構(gòu)的分布式信 息集成發(fā)布系統(tǒng)。該系統(tǒng)實現(xiàn)了跨越防火墻的數(shù)據(jù)通信，并開發(fā)了一系列 的w e b 服務供遠程用戶調(diào)用。用戶可以通過i n t e r a c t 獲得本系統(tǒng)預置的 w e b 服務單元來裝配自己的應用程序，實現(xiàn)應用程序的二次開發(fā)，也可 以實現(xiàn)多個應用系統(tǒng)的集成。同時本文重點對應用中w e bs e r v i c e 的效率 和安全性做了討論，利用s o a p 擴展、高速數(shù)據(jù)緩沖和開發(fā)額外的業(yè)務 邏輯模塊等技術來提高w e bs e r v i c e 的效率和安全性。該系統(tǒng)能充分利用 當前網(wǎng)絡狀況下的各種資源，使系統(tǒng)具有較好的集成性、延伸性和可擴展 性。 本文提出的系統(tǒng)方案能夠較好的滿足當前高校、企業(yè)對分布式數(shù)據(jù) 管理和對應用程序進行二次開發(fā)的要求，而且系統(tǒng)架構(gòu)簡捷，投入成本低， 是一個比較實用的系統(tǒng)方案。 關鍵詞：w e bs e r v i c e ，通信，效率，安全 作者：楊瑞 指導教師：朱巧明 a b s t r a c td i s t r i b u t e di n f o r m a t i o ns y s t e mb a s e do nw e bs e r v i c ea r c h i t e c t u r e d i s t r i b u t e di n f o r m a t i o ns y s t e mb a s e do n 艙bs e r v i c ea r c h i t e c t u r e a b s t r a c t w e bs e r v i c ei sc o n s i d e r e da sa l li m p o r t a n tt e c h n i c a ll e a pi nt h ef i e l do f d i s t r i b u t e d c o m p u t i n g ，w h i c hr e p r e s e n t s a n e w g e n e r a t i o n s o f t w a r e a r c h i t e c t u r em o d ef o rd e v e l o p i n ga p p l i c a t i o ns o f t w a r eo ni n t e r n e t w e b s e r v i c es o l v e st h ep r o b l e m sw em e e tw h e nw eu s et h et r a d i t i o n a ld i s t r i b u t e d t e c h n o l o g ys u c ha sc o r b aa n dd c o m ，m a i n l yi n c l u d i n gt h ec o m p l e x i t yt o p a s st h r o u g hf i r e w a l l ，p r o t o c o la n dt h ei n t e g r a t i o no fd i f f e r e n tp l a t f o r m s a c c o r d i n gt ot h i sv i e w p o i n t ，t h i sa r t i c l ea n a l y z e st h ep r e s e n ts t a t u so fw e b s e c u r i t yi nc o l l e g ea n dt h er e q u i r e m e n tf o rd i s t r i b u t e dd a t am a n a g e m e n t ，a n d t h e np u t sf o r w a r das o r to fd i s t r i b u t e di n f o r m a t i o ns y s t e mb a s e do nw e b s e r v i c ea r c h i t e c t u r e ，w h i c hs o l v e st h ep r o b l e mo nh o wt om a k ed a t ap a s s t h r o u g hf i r e w a l l t h eu s e r sc a na p p l yt h er e s e r v e dl o g i c a lu n i t st oa s s e m b l e t h e i ro w na p p l i c a t i o np r o g r a m ，a n dr e a l i z et h es e c o n dd e v e l o p m e n to ft h e i r o w n t h ea r t i c l ep u t sm o r ew e i g h to nt h ee f f i c i e n c ya n ds e c u r i t yi na p p l i c a t i o n o fw e bs e r v i c e ，a n da d v o c a t e st oe n h a n c et h ee f f i c i e n c ya n ds e c u r i t yo fw e b s e r v i c eb ym a k i n gu s eo fs o a pe x t e n s i o n ，h i g h s p e e dd a t ac a c h ea n d e x p l o i t i n ga d d i t i o n a lb u s i n e s sl o g i c a lm o d u l e t h es y s t e mc a nm a k eg o o d u s e o fr e s o u r c e si nt h ep r e s e n tw e bc o n d i t i o n s ，a n de q u i pt h es y s t e mw i t hb e t t e r i n t e g r a t i o n 、e x p a n s i o na n de x t e n s i o n i i a b s t r a c td i s t r i b u t e di n f o r m a t i o ns y s t e mb a s e do nw e bs e r v i c ea r c h i t e c t u r e t h ea b o v es y s t e ms c h e m ec a nm e e tt h er e q u i r e m e n to fc o l l e g ea n d e n t e r p r i s e s t o m a n a g e d i s t r i b u t e dd a t aa n dt h e i rs e c o n d d e v e l o p m e n t ， m e a n w h i l ei th a st h em e r i to fl o w e rc o s ta n ds i m p l ec o n s t r u c t i o n k e y w o r d s ：w e bs e r v i c e ，c o m m u n i c a t i o n s ，e f f i c i e n c y , s e c u r i t y 1 1 i w r i t t e nb yy a n gr u i s u p e r v i s e db yz h uq i a om i n g 基1 - w e bs e r v i c e 的分布式信息集成發(fā)布系統(tǒng) 第一章 第一章緒論 1 1 研究背景 隨著網(wǎng)絡技術的不斷的發(fā)展，i n t e m e t 已經(jīng)逐漸成為一個通用的軟件 開發(fā)與應用平臺。另外，隨著軟件開發(fā)技術的不斷進步，組件開發(fā)也成為 目前最常用的軟件開發(fā)形式。但傳統(tǒng)的或已有的互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)事務處理模式 并不能滿足企業(yè)對效率和及時抓住機遇的要求。近十幾年來，計算模式已 從早期的主機計算、基于客戶服務器的分布式計算發(fā)展到客戶互聯(lián)網(wǎng)的 網(wǎng)絡計算。尤其是在進入9 0 年代后，以互聯(lián)網(wǎng)為代表的計算機網(wǎng)絡技術 褥到了迅猛發(fā)展，并極大遣推動著信惑技術懿變革。久銅開始討論如何逶 過裝配組l 牛的方式和利用組件技術來剁建應用程序，組件的可重用性被謹 明為最成功的創(chuàng)建用戶界面的方法。有些公司還嘗試了可整用組件的商業(yè) 純，僵第三方商務組鋅市場薺沒靂產(chǎn)壘，這楚因戈傳統(tǒng)的分布式技術的缺 陷稠不成熟造成的。大多數(shù)的曩聯(lián)網(wǎng)艨用和基于互聯(lián)網(wǎng)的礴業(yè)服勢在處理 購鼷者、供應商和交易市場之間的聯(lián)系方式上各不相同，缺乏統(tǒng)一的技術 標準或蔣系粲梅，在棱就的蔽務聯(lián)系警段上綴難達成一致，捷褥瓣現(xiàn)有鞠 潛在貿(mào)易伙伴的發(fā)現(xiàn)與食炸變得非常困難。這將極大地限制通過置聯(lián)網(wǎng)進 行電子商務的合作可能，使得企業(yè)應用無法方便地接收新的合作者或是增 加薪的服務。 因此，如何為互聯(lián)網(wǎng)應用撼供一個統(tǒng)一開放的交互環(huán)境，使得各個皮 用懿體之間能夠相互發(fā)現(xiàn)、彼此了解各自的需求與能力；如何將這些應用 低代價、方便地漣按在一起，鈦褥實現(xiàn)大范潮懿跨企鱟實體酶齏務應瘸系 統(tǒng)對接，這是當前互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下所面臨的一大問題。不同應用的開發(fā)語畜、 運行平臺和通信協(xié)議各不相同，對外交換的數(shù)據(jù)格式也存在很大差異，如 l 第一章 基于w e bs e r v i c e 的分布式信息集成發(fā)布系統(tǒng) 蔚去辯決語言差異、平臺差異、協(xié)議差異稻數(shù)據(jù)差異掰造成豹高代價的系 統(tǒng)集成和信怒資源共享是這個蟠題的關鍵。傳統(tǒng)分布式構(gòu)件技術如 c o r b a 、d c o m 和e j b r m i 所建立的應用系統(tǒng)存在彼此間功能調(diào)用與集 成的不完全兼容、數(shù)據(jù)表示褶互獨立戮及應用系統(tǒng)跨多個溺絡閩防火墻的 約束，使得基于分布式構(gòu)傳技術建立的應用系統(tǒng)間互操作和集成非常困 難，無法有效地解決在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下所產(chǎn)生的“信息孤島”與松散偶合環(huán) 境下的瓷源麩享闞趲。 要實現(xiàn)平臺間的無縫通信連接，需要定義一系列的標準化規(guī)范。x m l 的推出使這個問題得到了解決。x m l 的系統(tǒng)獨立性和可擴展性是定義標 準化規(guī)范的基礎。正是x m l 和x m l 的相關規(guī)范導致了w e bs e r v i c e 的誕 生，可以說w 曲s e r v i c e 是互聯(lián)網(wǎng)應用需求和技術發(fā)展的雙重產(chǎn)物。 w e bs e r v i c e 從許多方面都可以看成是組件模型的i n t e m e t 擴展，因為 從本質(zhì)上講w e bs e r v i c e 是可以通過i n t e m e t 訪問的應用邏輯單元。w e b s e r v i c e 的提供者可以把自己的服務通過u d d i 在i n t e m e t 。上發(fā)布，需要 w e bs e r v i c e 的用戶可以通過檢索u d d i 注冊中心來發(fā)現(xiàn)自己需要的服務， 從而使w e bs e r v i c e 的運行用戶可以從i n t e m e t 上獲得預置的應用程序邏 輯單元來裝配自己的應用程序。這一切都是在軟件級發(fā)生并自動完成的。 1 2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 在以松散耦合為特點的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，軟件的應用和開發(fā)模式已逐漸 趨向于多種異構(gòu)應用之間的互操作、集成和協(xié)作。如何解決網(wǎng)絡化軟件開 發(fā)、應用和集成問題已成為當今軟件技術和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主流趨勢和競爭焦 點之一，并成為一個重要的研發(fā)方向。w e bs e r v i c e 的出現(xiàn)最早源于對網(wǎng) 站信息集成的需求，早期w e bs e r v i c e 是在x m l 語言的基礎上，借助現(xiàn) 有的h r r p 傳輸協(xié)議實現(xiàn)的一種簡單的遠程過程調(diào)用機制。但隨著w e b 基于w e bs e r v i c e 的分布式信息集成發(fā)布系統(tǒng) 第一章 s e r v i c e 技術相關研究工作的不斷深入，它已經(jīng)成為互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下一種新 的中間件形式，得到國內(nèi)外學術晃和產(chǎn)業(yè)界的廣泛認可。特別是近幾年發(fā) 展很快，相關的各項新技術層出不窮。主要是因為國外的軟件業(yè)已經(jīng)切實 的開始研究和拓展整個w e bs e r v i c e 框架，評估它對軟件工業(yè)的調(diào)整程度。 國內(nèi)許多軟件公司也都開始針對w e bs e r v i c e 結(jié)合自己現(xiàn)有的軟件體系開 始討論和實踐。 任何項i t 新技術都需要硬件開發(fā)商、軟件開發(fā)商、開發(fā)人員支持 和有它的市場價值體現(xiàn)。軟件、硬件開發(fā)商以及開發(fā)人員的支持對一項技 術楚先決條籜，l 囂w e bs e r v i c e s 是曩簿冕到支持最多茲一令，囂蕊比較流 行的實現(xiàn)方法是使用n e t 和j a v a 兩種技術，并且兩種實現(xiàn)方法可以凰 相操作?，F(xiàn)在已經(jīng)可以看到使用微軟、i b m 、s u n 、b o r l a n d 等不藺廠商 的w e bs e r v i c e 槐建工其建立麴w e bs e r v i c e 巍耀。技術咨鶿公司a c c e n t u r e 估計，其金融服務部門2 5 的客戶都鬻要某種w e bs e r v i c e s 以進行所需的 市場交易。m m 公司現(xiàn)有的w e bs e r v i c e s 技術人員超過了1 0 0 0 人，b e a 系統(tǒng)公司豹w e bs e r v i c e s 業(yè)務已經(jīng)成為其主營業(yè)務，2 0 0 2 年的銷售額達 到了9 3 4 億美元。與上述兩家公司向這方面轉(zhuǎn)交的還肖汽車逡輸公鬩 y e l l o wt r a n s p o r t a t i o n ，該公司2 0 0 2 年的銷售收入達到了2 5 億美元，該公 司4 0 多萬用戶中大多數(shù)喜歡遴過公蠲豹詩簿規(guī)系統(tǒng)即時獲取交翳資料。 一魑專家預測在來來的十年或更長時間內(nèi)，些新的w e bs e r v i c e 功能將 不斷涌現(xiàn)，成為產(chǎn)業(yè)內(nèi)的全新標準。 1 3 零課題磷究熬疆標、內(nèi)容及意義 w e bs e r v i c e 的主要目標鼴實現(xiàn)跨平臺的可互操作性，是目前最有生 命力的跨平臺技術。首先，w e bs e r v i c e 技術構(gòu)建的應用程序可以跨越防 火壤逶績。如果系統(tǒng)的中閥屢維件采耀w e bs e r v i c e ，把斑用程序麴邏輯 第一章基于w e bs e r v i c e 的分布式信息集成發(fā)布系統(tǒng) 和數(shù)據(jù)耀標準的方法( w s o l ) “暴露”出來，詿各種平臺主酶客戶羹用這 些應用程序，并在通信中采用s o a p 技術，那么就可以把分布在世界各地 的客戶應用程序有效集成，克服目前分布式應用系統(tǒng)的局限。其次，有利 于多拿系統(tǒng)豹應羽集成。只要企泣把巍務邏輟“暴露”出寒成為w e b s e r v i c e ，就可以讓任何指定的用戶調(diào)用這些業(yè)務邏輯，而不管他們的系統(tǒng) 在什么平臺上運行，使用什么開發(fā)語言，讓許多原本獨立的系統(tǒng)實現(xiàn)集成。 w e bs e r v i c e 還競讒在重磺健碼時，圈時重用代碼君露的數(shù)據(jù)。婕粥w e b s e r v i c e 再也不用像以前那樣，先從第三方購買、安裝軟件組件，然后再 從應用程序中去調(diào)用這些組件，只需要用s o a p 直接調(diào)用遠端的w e b s e r v i c e 就霹黻了。 本課題正是基于上述原因提出的，我們提出的基于w e bs e r v i c e 的分 布式信息集成發(fā)布系統(tǒng)，是以筆者所在單位連云港市淮海工學院教務資源 的分布式數(shù)據(jù)管理和信息發(fā)布應用為主要研究對象。本系統(tǒng)將利用 s q 蟠，w 曲s e r v i c e 技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)的跨防火墻通信以及分布式處理，實現(xiàn) 多個軟件系統(tǒng)的集成。同時本系統(tǒng)還將開發(fā)一系列擴展的w e bs e r v i c e 模 塊供遠程用戶調(diào)用，用戶可以通過i n t e m e t 獲得本系統(tǒng)預置的w e bs e r i v e 模塊來裝配自己的應用程序，實現(xiàn)應用程序的二次開發(fā)。筆者單位中存在 眾多的系統(tǒng)，如學生選課系統(tǒng)、教師開課信息查詢等，它們之間數(shù)據(jù)相對 獨立，互相之間無法實現(xiàn)信息共享。在本次設計中我們將開發(fā)獎學金評定 系統(tǒng)、電子教學資源管理等系統(tǒng)，利用w e bs e r v i c e 技術架構(gòu)實現(xiàn)新開發(fā) 系統(tǒng)和現(xiàn)有系統(tǒng)的集成。此外，本系統(tǒng)開發(fā)的w e bs e r v i c e 統(tǒng)一身份驗證 模塊將可以被各個系統(tǒng)通過i n t e m e t 調(diào)用，并返回相應的驗證結(jié)果，以后 新的系統(tǒng)開發(fā)也可以調(diào)用該功能模塊實現(xiàn)身份驗證，從而實現(xiàn)校內(nèi)的身份 統(tǒng)一驗證服務?？梢哉f基于本課題研究和開發(fā)的系統(tǒng)充分體現(xiàn)了w e b 基予w e bs e r v i c e 豹分布式售惑集成發(fā)蠢系統(tǒng) 第一章 s e r v i c e 分描式系統(tǒng)的優(yōu)點。w e bs e r v i c e 是耕的w e b 技術，也怒目前分 布式計算技術研究的熟點。但怒其在寰際中的應用中仍是才剛剛起步，到 磊 l 蓼為止逐沒鴦囂發(fā)出基予互聯(lián)疆土鰉針對經(jīng)意遂務漉程熬分毒戲痤用。 本課題立足于當前分布式計算技術的前沿，對w e bs e r v i c e 技術體系和其 用予構(gòu)建新型分布式系統(tǒng)的實際應用開發(fā)模型進行了探討和應用，其研巍 殘暴鼴撼動國蠹搜臻w e bs e r v i c e 技拳梅建分毒式系統(tǒng)戇應耀硒究積翱快 實現(xiàn)分布式解決方案都輿有實際的參考價值。 第二章 基于w e bs e r v i c e 的分布式信息集成發(fā)布系統(tǒng) 第二章現(xiàn)存分布式系統(tǒng)技術解決方案比較 現(xiàn)存的分布式應用解決方案用到的技術主要有d c o m 、c o r b a 、r m i e j b 等。每種技術都有自己的優(yōu)勢但也有不足之處。下面分別分析一下現(xiàn) 存各種解決方案及其缺陷。然后我們引入新的分布式解決方案一一本系 統(tǒng)將采用的w e bs e r v i c e 技術。 2 1 分布式對象模型的調(diào)用機制 在早期建立分布式應用系統(tǒng)時常使用的是c s 的模式，c s 模式的應 用都使用r p c 協(xié)議。隨著面向?qū)ο笳Z言的興起，在九十年代產(chǎn)生的對象 r p c ( 即o r v c ) 協(xié)議正是試圖把面向?qū)ο蠛途W(wǎng)絡協(xié)議聯(lián)系起來。 o r p c 和r p c 協(xié)議的主要不同是o r p c 代碼化了從通信終端到語言級 對象的映射。在每個o r p c 請求的頭中都有一個c o o k i e ，服務器端的程序 能用它來定位在服務器進程中的目標對象。 目前兩個主要的o p r c 協(xié)議是d c o m 和c o r b a 。c o r b a 使用名為 i n t e m e ti n t e r - o r bp m t o c o l ( i o p ) 的協(xié)議；d c o m 使用o s f ( o p e ns o f t w a r e f o u n d a t i o n ) d c e - r p c 的變化形式的協(xié)議。c o r b a 中豹數(shù)據(jù)編碼基于鬃 為c o m m o nd a t ar e p r e s e n t a t i o n ( c d r ) 的格式而d c o m 的數(shù)據(jù)編碼是基于 n e t w o r kd a t a r e p r e s e n t a t i o n ( n d r ) 格式。n d r 和c d r 分尉處瑾在各種平 臺上魈不周的數(shù)擐表達。但是雀這兩種格式之問有一些小艙差別，這使它 們栩互之間并不兼容。 d c o m 遙常被稱為“帶有長導線的c o m ”。開發(fā)入員在代碼巾不必必 調(diào)用遠程對象專f 1 做任俺工作。調(diào)用遠程對象的代碼與調(diào)用本地對象的代 碼完全一樣，這被成為位置透明性。這是通過在客戶端和服務器端都使用 代邂對象( s u r r o g a t e ) 來實糯酶?？蛻舳说拇韺ο蟪鰌 r o x y ( 代理) ，它與蜜 6 基于w e bs e r v i c e 的分布式信息集成發(fā)布系統(tǒng) 第二章 際對象具有相同的接口。服務器端對應與客戶端的代理對象叫做s t u b ( 樁 模塊) 。s t u b 用于調(diào)用實際對象。d c o m 客戶機調(diào)用遠程對象的 d o s o m e t h i n g o 方法，該方法實際上調(diào)用代理，代理把數(shù)據(jù)編碼為d c o m 的數(shù)據(jù)表示方式，然后使用網(wǎng)絡協(xié)議向服務器發(fā)送消息。在服務器端，樁 模塊解碼數(shù)據(jù)并調(diào)用d c o m 服務器上的實際方法。從服務器向客戶機返 回數(shù)據(jù)的過程剛好相反。c o r b a 的實現(xiàn)原理與d c o m 的相同，但實現(xiàn) 技術不同，c o r b a 中的代理叫做樁模塊，而樁模塊稱為s k e l e t o n ( 萬能鑰 匙) 。 每個對象都有一個或多個接口，并且只有在接口上可以調(diào)用，使用接 口的時候需要其描述。d c o m 和c o r b a 都使用接口定義語言( i n t e r f a c e d e f i n i t i o n l a n g u a g e ，i d l ) 來描述接口，但是它們的格式并不相同。 2 。2 c o r b a 秘d c o m 懲決方案及其缺鶼 d c o m 和c o r b a 是目前兩種使用比較廣泛的分布式計算實現(xiàn)方案。 它們都能提供一種面向?qū)ο蟮膔 p c 調(diào)用機制。兩種系統(tǒng)都提供了透明的 存儲輥剖，靂產(chǎn)在編寫瑗序時不需要攥，玉組件的具體物理存放位愛。縫 譬 把如何找到該組件的信息提供給對象請求協(xié)調(diào)器( o b j e c tr e q u e s tb r o k e r , 簡 稱o r b ) 。當程序需要篥個組件的時候，它會到o r b 那熙去查詢特定的 組件或者魅舞類攫，纛o r b 會給蠢今霹艨麓稔索索號| ，這令檢索索零| 在潑組件體系結(jié)構(gòu)里是有明確含義的。如果使用的是d i 孰f ，那o r b 豳 微軟公司及其平臺軟件汗發(fā)商提供。如果使用的是c o r b a ，那o r b 產(chǎn)晶 可以麩i o n a ，r o g u e w a v e 、或國m 等公司楚魏買。鍵是在創(chuàng)建跨平臺、跨 i n t e m e t 、適應i n t e m e t 的可伸縮性的臌用程序、以及集成不同的分布式成 用系統(tǒng)的時候d c o m 和c o r b a 卻力不從心。 d c o m 耪c o r b a 輯梅建戇系統(tǒng)在系綾蠹逶信使用了不同r p c 蟄議， 第二章基于w e bs e r v i c e 的分布式信息集成發(fā)布系統(tǒng) 它 j 分剃是d c o m 耩c o r b a 的i n t e m e ti n t e r - o r bp r o t o c o l ( h o p ) ，并置 這兩種協(xié)議是不兼容的，這導致這兩種系統(tǒng)間的通信非常困難。盡管 d c o m 和h o p 都是固定的協(xié)議，業(yè)界還沒有完全轉(zhuǎn)向其中任何一個協(xié)議。 傳統(tǒng)上認為d c o m 和c o r b a 都是適合服務器到服務器的通信協(xié)議， 二者對客戶端到服務端的通信存在明顯弱點，尤其是在客戶端被散布在 i n t e m e t 上的時候。更糟的情況是防火墻或代理服務器分隔開了客戶端和 服務端，任何c o r b a 和d c o m 的數(shù)據(jù)包要通過的可能性是很低的，主 要是由于大多數(shù)i n t e m e t 連接技術都使用 r r r p 協(xié)議所致。此外i n t e m e t 上的分布式應用系統(tǒng)要求服務端與客戶端的聯(lián)系松散，客戶端向服務端發(fā) 出請求，服務端返回結(jié)果，連接就會關閉，這因為i n t e m e t 上的服務端由 數(shù)目眾多的客戶端使用，由于每一臺客戶端都有一個與服務端的連接，對 于很少使用服務端或根本不使用服務端的客戶端，應該斷開連接以保護寶 貴的服務端資源。而d c o m 卻是面向連接的，雖然d c o m 有辦法處理這 些問題，但是增加了許多復雜性。 d c o m 和c o r b a 都依賴于周密管理的環(huán)境。兩個任意的計算機使 得d c o m 或c o r b a 在環(huán)境之外被成功調(diào)用的幾率是很低的。特別是在 考慮安全性的時候更是如此。盡管寫一個能成功運用d c o m 或c o r b a 的緊縮包應用是可能的，但這樣做要比基于s o c k e t 的應用要更多的關注細 節(jié)。 2 3 e j b r m i 解決方案及其缺陷 r m i 是j a v a 語言的遠程調(diào)用機制，也是構(gòu)建分布式應用系統(tǒng)時常使 用的一種技術，它是s u n 的標準。r m i 的數(shù)據(jù)封包非常簡單，它并沒 有像d c o m 和c o r b a 那樣提供復雜的對象模型機制，并且由于r v i i 有 t u n n e l i n g 機制，可以和防火墻較好的搭配工作。但是r m i 也存在很大的 基于w e bs e r v i c e 的分布式信息集成發(fā)布系統(tǒng)第二章 缺陷：r m i 局限于j a v a 語言，而且r m i 也使用注冊表機制來存儲對象信 息，因此在延展性上和d c o m 一樣受限于管理注冊表的服務器的計算能 力和服務器位置，此外r m i 的執(zhí)行效率不太好，它并不適合作為企業(yè)分 布式架構(gòu)的標準。e j b 的出現(xiàn)遲于c o r b a 但卻成為比較熱門和流行的組 件模型，e j b 模型使用了s t u b s k e l e t o n 的機制讓客戶端和服務端通信，同 時低層的通信協(xié)議使用t c p i p ，這種構(gòu)架使得它有能力去整合多種應用 程序。但它并不是在i n t e m e t 或w e b 環(huán)境下組件模型集成的最終解決方案， 因為e j b 中的通信也是使用了自己定義的數(shù)據(jù)封包格式，而且s u n 的e j b 只是功能規(guī)范，每一家e j b 廠商的實現(xiàn)也不同。所以當在i n t e m e t 上使用 e j b 時，就會出現(xiàn)每一種組件模型的架構(gòu)和封裝數(shù)據(jù)的標準都不一樣的情 況，此外e j b 與其他組件模型的系統(tǒng)( 如以d c o m 為核心的系統(tǒng)) 集成時 仍然存在很大的問題。 2 4 w e bs e r v i c e 解決方案 w e bs e r v i c e 是一個自包含的、模塊純的應用邏輯，可以用標準的 i n t e m e t 協(xié)議來訪溺。它不同予強蘸的組 譬鼓本，w e bs e r v i c e 不韙逯過特 定的對象模型協(xié)議訪問，而是通過通用的網(wǎng)絡協(xié)議和數(shù)據(jù)格式來訪問，例 如h t f p 和x m l 。用戶可以使用任何語言在任何平臺上調(diào)用w e bs e r v i c e ， 靈簧耀戶剞建并傻用鴦w e bs e r v i c e 接鏊定義豹游患。 從一個n 層應用體系結(jié)構(gòu)來說，w e bs e r v i c e 是個對由其侖中間件 實現(xiàn)的服務的包裝。w e bs e r v i c e 的組成包括一個處理請求j i 茳聽器、一個 用予公舞她務邏輯爨支持的方法豹接弱、穗疲憋監(jiān)努邏輯及數(shù)據(jù)源?？蛻?端只和監(jiān)聽器進行交互，監(jiān)聽器負責接收服務請求消息，然后解析消息， 再把請求分派給接口中合適的方法。如果該服務返豳一個響應，監(jiān)聽器還 負蠹把晌疲努憊成一個淤息發(fā)送給客戶壤。 9 蔓三童 堇王竺! ! ! 型i ! ! 塑坌查塞堡星塞壁壟塑墨竺 w e bs e r v i c e 的體系結(jié)構(gòu)主要包括服務提供者、服務代理和服務請求 者。服務提供者把服務發(fā)布給服務代理，服務請求者通過服務代理發(fā)現(xiàn)服 務并綁定到該服務。要支持這些操作，需要有一個完整的w e bs e r v i c e 平 臺?；镜膚 e bs e r v i c e 平臺是w s d l + u d d i + s o a p ，w s d l 用來描述 w e bs e r v i c e ，u d d i 用來發(fā)布和發(fā)現(xiàn)w e bs e r v i c e ，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 o l ，簡單對象訪問協(xié)議) 用來訪問w e bs e r v i c e ，訪問時s o a p 可以和多種標準的h 她m e t 協(xié)議進行綁定實現(xiàn)訪問的通用和標準化，如 s o a p + i t i t p 方式、s o a p + s m t p 方式等。此外無論是w s d l 還是s o a p 都采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式x m l ，x m l 的系統(tǒng)獨立性和可擴展性是定義標準 化規(guī)范的基礎。 w e bs e r v i c e 是一種優(yōu)秀的分布式計算技術，與傳統(tǒng)的分布式技術相 比它有很多的優(yōu)點： ( 1 )w e bs e r v i c e 與客戶端的聯(lián)系松散?？蛻舳讼騱 e bs e r v i c e 發(fā)出 請求，w e bs e r v i c e 返回結(jié)果，連接就會關閉，這樣大大節(jié)約 了系統(tǒng)資源。w e bs e r v i c e 可以擴展其接口，添加新的方法和 參數(shù)而不影響客戶端。 ( 2 )w e bs e r v i c e 與狀態(tài)無關。它不持有代表客戶端的信息，這使 得它面對許多客戶機時伸縮自如，可利用具有負載平衡技術 的服務器集群作為w e bs e r v i c e 服務端。 ( 3 ) w e bs e r v i c e 數(shù)據(jù)格式和協(xié)議的簡單性。w e b 服務的基礎是 s o a p ，s o a p 的實現(xiàn)方法比d c o m 和c o r b a 容易的多， s o a p 基于h t t p 這樣的開放i n t e m e t 協(xié)議彌補了采用不同技 術的各公司間的隔閡。在串行化問題上，其他的分布式協(xié)議 采用專用和復雜的格式。w e bs e r v i c e 的串行化格式基于x m l 董王! ! 堡s e r v i c e 的分布式信息集成發(fā)布系統(tǒng) 第二章 和x m ls c h e m a 。x m l 簡單、可擴展、易讀，已經(jīng)得到廣泛 的應用和認可。另外，w e bs e r v i c e 使用的服務描述語言w s d l 數(shù)據(jù)格式也采用x m l ，與i d l 相比更靈活，更豐富。 ( 4 )輕松跨越防火墻。引入防火墻能夠阻止入侵者進入網(wǎng)絡，消 除l a n 中不希望的網(wǎng)絡通信。但這使得d c o m 和h o p 網(wǎng)絡 順暢通信非常困難，大多數(shù)情況下通過防火墻的唯一問題是 端口8 0 和4 4 3 的 盯卯通信量。s o a p 協(xié)議在標準化請求對 象時使用m 1 p 協(xié)議，使得w e bs e r v i c e 數(shù)據(jù)能夠輕松跨越防 火墻進行通信。 ( 5 )應用程序集成。企業(yè)級的應用程序開發(fā)者都知道，企業(yè)里經(jīng) 常都要把用不同語言寫成的在不同平臺上運行的各種程序集 成起來，而這種集成將花費很大的開發(fā)力量。應用程序經(jīng)常 需要從運行在w i n d o w s 平臺的程序中獲取數(shù)據(jù)，再把數(shù)據(jù)發(fā) 送到u n i x 應用程序中去。即使是在同一個平臺上，不同的 軟件廠商生產(chǎn)的各種軟件也常常需要集成起來。通過w e b s e r v i c e ，應用程序可以用標準的方法把功能和數(shù)據(jù)暴露出來， 供其它的應用程序使用。 表2 1 是w e bs e r v i c e 技術與d c o m 、c o r b a 的技術比較。 第二章 基于w e bs e r v i c e 的分布式信息集成發(fā)布系統(tǒng) 表2 1c o r b a 、d c 刪和w e bs e r v i c e 的比較 特性 c o r b ad c o m w e bs e r v i c e 遠程過程調(diào)用 i n t e r n e ti n t e r o r b 分布式計算環(huán)境遠超文本傳輸協(xié)議 ( r p c ) 機制協(xié)議( i i o p )程過程調(diào)用 ( h t t p ) ( d c e - r p c ) 編碼通用數(shù)據(jù)表示( c d r )網(wǎng)絡數(shù)據(jù)表示擴展標記語言( x m l ) ( n d r ) 接口描述接口定義語言( i d l )接口定義語言w e b 服務描述語言 ( i d l ) ( w s d l ) 發(fā)現(xiàn)命名服務與交易服務注冊庫通用發(fā)現(xiàn)、描述與集 成機制( u d d i ) 防火墻的支持否否是 協(xié)議的復雜性 商品低 跨平臺性部分否 是 但w e bs e r v i c e 本身也有自癆的周限性，這些局限性主要有： ( 1 ) 安全性翹題 w e bs e r v i c e 威用程序是被部署在公共的網(wǎng)絡上的，這樣就帶來了服 務器被侵入和信息被竊取的安全隱患，因此要采用一定的方法來保護w e b s e r v i c e 摸塊不被非授權用戶調(diào)咫。w e bs e r v i c e 體系結(jié)構(gòu)級安全毪由囂個 級別構(gòu)成網(wǎng)絡級安全性和內(nèi)容級安全性。磁網(wǎng)絡級上，一是在“行”級 別上有一個安全性保護滕，在這個“行”級剮上，安全套摟字層( s e c u r e s o c k e t sl a y e r ，s s l ) 已經(jīng)被眾多豹企她實現(xiàn)了。另外在內(nèi)容安全健方覆， 基于酶bs e r v i c e 豹分毒式館息集戲發(fā)毒系統(tǒng) 第二肇 w 3 c 已經(jīng)在保護x m l 內(nèi)容的安全方面做了大量工作。 ( 2 ) 性能問題 瘞予w e bs e r v i c e 成耀中圭要是把數(shù)據(jù)j 蘧過s o a p 協(xié)議綁定程h t t p 、 s m t p 等協(xié)議上傳輸?shù)?，所以它的傳輸效率肯定不如傳統(tǒng)的c s 結(jié)構(gòu)的系 統(tǒng)。對予攀務處理和網(wǎng)絡、系統(tǒng)和庶用程序管理，w 3 c 融經(jīng)選擇把重點 放在協(xié)議和基旗絮橡土，荔勢沒有把重點敖在為用予分毒式w e bs e r v i c e 應用程序及服務器的調(diào)優(yōu)工具和為實用程序制定規(guī)范上。 ( 3 ) 可管理餓問題 籠霹靠瑟蔫效遮搡佟努帶蔑毒 冀輝壤，蓉統(tǒng)警璞受囂婺一些芝其聯(lián)實 用程序使他們能夠深入了解系統(tǒng)和網(wǎng)絡的情況，以及他們的應用程序的狀 態(tài)和行為模式。這種工其已經(jīng)猩傳統(tǒng)的分布式計算環(huán)境中存在，償松散耦 合熊應鼴程亭這耱更復雜餐環(huán)壤孛卻還沒商糖應的王莫。 正是基于對以上軟件發(fā)展現(xiàn)狀及w e bs e r v i c e 技術特點的分析，我們 訣為穰有必要對w e bs e r v i c e 技術應嗣予高校耜企泣的分布式數(shù)據(jù)管毽耩 系縫集藏進行姘究，開發(fā)基冀蠡安全慧教、霹重焉、露擴壤麴分蠢式盛耀 系統(tǒng)。 2 s 率系統(tǒng)采用w e bs e r v l e e 解決方案褥優(yōu)勢 我雷j 提窶魏蒸予w e bs e r v i c e 豹分毒或簸惠集成發(fā)布系統(tǒng)，楚虢運送 港市淮海工學院教務資源的數(shù)據(jù)管理和信息發(fā)布應用為主要研究對象。該 校所有酌學生蒸本信惠、成績、開設的課程信惠、教j | l i 謙程信怠等數(shù)據(jù)都 撼蒙在教務處豹數(shù)據(jù)瘁鼴務器上，最餐教務處熬數(shù)據(jù)瘁舅菠務器對撲公開， 只鬻獲得激務處的授權就可以連接到數(shù)據(jù)瘁服務器上。但后來數(shù)據(jù)庫服務 器曾遭到來自學校內(nèi)部的網(wǎng)絡攻擊，導致數(shù)耩丟失。后經(jīng)過鼴蓄努力的才 壤復了數(shù)攥。在簏之鑫，教努楚絮設7 蠡跫的駐火墻霸代理服務器系統(tǒng)， 第二章 基于w e bs e r v i c e 的分布式信息集成發(fā)布系統(tǒng) 將數(shù)據(jù)庫服務器隱藏在防火墻之后，只在代理服務器上開發(fā)了a s p 程序 對外發(fā)布有關信息，而且代理服務器只留幾個必要的有限的端口，其中包 括h 盯p 的8 0 端口。除此之外，各個系與教務處服務器處于不同網(wǎng)段， 比如本系所在網(wǎng)段為2 1 0 2 8 3 5 + ，而教務處所在網(wǎng)段為2 l o 2 8 3 2 + ，中間 通過網(wǎng)關連接。學校內(nèi)部目前存在眾多的管理系統(tǒng)，但教學和交互方式比 較單一，不同的教學和交互子系統(tǒng)很難集成在一起，大多處于相對分離的 狀態(tài)；缺少通用的數(shù)據(jù)編輯和保存形式，不同操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫平臺上的 子系統(tǒng)很難交互和共享數(shù)據(jù)；缺少有效的模塊集成手段，基于不同平臺的 模塊很難集成，系統(tǒng)的擴展性和伸縮性比較差。 基于以上情況，我們利用系統(tǒng)集成技術，處理系統(tǒng)模塊間控制和數(shù)據(jù) 的集成，提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)的通用性，降低了模塊間的耦合程度，從而提高了 教務資源管理平臺的擴展性、伸縮性和兼容性，便于系統(tǒng)分擔負載，提高 系統(tǒng)的服務質(zhì)量。在本次設計中，我們選擇使用w e bs e r v i c e 分布式技術， 原因在于： 1 該系統(tǒng)要求能夠穿越防火墻取得數(shù)據(jù)而且只能通過8 0 端口，這是 d c o m c o r b a 難以做到的。能夠重用防火墻后數(shù)據(jù)非常重要，因 為整個學校的學生信息量很大，各系重新錄入自己的數(shù)據(jù)是不現(xiàn)實 的，而采用人工拷貝數(shù)據(jù)的方式要浪費大量的人力和物力，也是不 可取的。 2 各個系對數(shù)據(jù)的需求情況不同，所以各個系在通過w e bs e r v i c e 取 得數(shù)據(jù)后可以根據(jù)自己的實際情況進行應用程序的二次開發(fā)，如本 系就要求以本系的規(guī)定對數(shù)據(jù)進行處理，并將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)布到 自己的w e b 服務器上。 2 在開發(fā)過程中本系統(tǒng)還將預留擴展w e bs e r v i c e 接口，這些接1 3 將 基予w e bs e r v i c e 的分蠢式售患集成發(fā)奄系統(tǒng) 第二攀 在未來的系統(tǒng)擴展中發(fā)揮作用，以后系統(tǒng)的開發(fā)過程中想要共享激 務處防火墻后面的數(shù)據(jù)，只要經(jīng)過授權調(diào)用預留的w e bs e r v i c e 接 嗣調(diào)蠲耬應鰱模塊鄹霹。 3 通過調(diào)用預留的w e bs e r v i c e 模塊，教務處的系統(tǒng)管理員可以實現(xiàn) 透過防火墻遠稷數(shù)據(jù)管理。通過調(diào)用本系統(tǒng)的w e bs e r v i e e 擴展接 鑫霹實現(xiàn)該功熊。 4 實現(xiàn)全校的身份統(tǒng)一驗證服努。筆者單位中存在眾多的系統(tǒng)，如 學生選謙系統(tǒng)、學生電子注瓣系統(tǒng)，學生成績查詢系統(tǒng)等，它們 之闖數(shù)據(jù)槌對獨立，務系統(tǒng)郝器要開發(fā)囊已的用戶驗證模塊，箍 且利用的用戶驗證信息基本上相同。本系統(tǒng)開發(fā)的用戶驗證w e b s e r v i c e 模塊可以被各個系統(tǒng)調(diào)用，并返回相應的驗證結(jié)栗信息， 從琵實現(xiàn)校內(nèi)的身份絞驗誕服務。 基于舉課題研究和開發(fā)的系統(tǒng)充分體現(xiàn)了w e bs e r v i c e 分布斌系統(tǒng)的 優(yōu)點。 徨搜建w e bs e r v i c e 瞧會來定豹蠡霉邈，翔數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)輸效率低、速度蠼； w e b 服務也是外囂的，所以要有一定的安全措施。本系統(tǒng)在開發(fā)過程中將 針對w e bs e r v i c e 的缺贏船戳優(yōu)純：一是使霜s o a p 擴震幫w s e 技米。 s o a p 擴疑技術便舞發(fā)贛戇夠攘裁s o a p 搴褥健囂勢孬訖羲萋趣x m l 流懿 傳輸，本系統(tǒng)將采用壓縮傳輸x m l 流的方法提高瀑統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸性能； 當傳輸?shù)臄?shù)據(jù)蠢過大，郎使壓縮后數(shù)據(jù)量仍然很慷入時，賃l 采用w s e 技 拳寒攙嘉佟輸姓畿。二怒袋爝相應麴技零寨提嘉系統(tǒng)豹安全毽，除了捷媾 w e bs e r v i c e 架構(gòu)本身提供的囊全措鴦嫗之外，本系統(tǒng)也將汗發(fā)自也的用戶 認誕模塊來加強系統(tǒng)的安全性。 當然并不是在任何媾翼下都瘟該使耀w e bs e r v i c e ，在菜些憾況下搜 第二章基于w e bs e r v i c e 的分布式信息集成發(fā)布系統(tǒng) 用w e bs e r v i c e 并不能帶來任何的好處，如單機應用程序和局域網(wǎng)內(nèi)同構(gòu) 程序，在這兩種情況下只需使用本地a p i 和d c o m ，它們要比使用 s o a p + h t t p 要有效率的多。所以在選用w e bs e r v i c e 時應該衡量一下使 用時帶來的優(yōu)點是否大于所帶來的缺點。 基于w e bs e r v i c e 的分布式信息集成發(fā)布系統(tǒng) 第三章 第三章w e bs e r v i c e 架構(gòu)及其相關技術 3 1 w e bs e r v i c e 的技術支持 w e bs e r v i c e 平臺需要一套協(xié)議來實現(xiàn)分布式應用程序的創(chuàng)建。任何 平臺都有它的數(shù)據(jù)表示方法和類型系統(tǒng)。要實現(xiàn)互操作性，w e bs e r v i c e 平臺必須提供一套標準的類型系統(tǒng)，用予溝通不同平臺、編程語言和組件 模型中的不同類型系統(tǒng)。w e bs e r v i c e 體系結(jié)構(gòu)基于三種角色之間的交互。 它們分別是服務提供者( s e r v i c ep r o v i d e r ) 、注冊中t ) , ( s e r v i e er e g i s t r y ) 和服 務請求者( s e r v i c er e q u e s t o r ) 。交互涉及到發(fā)布、查找和綁定操作，這些角 色和操作一起作用予w e bs e r v i c e 構(gòu)件，在典型的情況下服務提供者提供 一個可通過網(wǎng)絡訪問的w e bs e r v i c e 模塊。服務定義者定義w e bs e r v i c e 的服務描述并把它發(fā)布到服務請求者或服務注冊中心，服務請求者使用查 找操作從本地或服務注冊中心搜索服務描述，然后使用服務描述與服務提 供者進行綁定，并調(diào)用相應的w e bs e r v i c e 實現(xiàn)。圖3 1 展示了這一過程。 圖3 1w e bs e r v i c e 體蒸架構(gòu)模型 對予冪i 靂w e bs e r v i c e 的應用程序當須發(fā)生上黼的三個行藥，發(fā)布服 第三章基于w e bs e r v i c e 的分布式信息集成發(fā)布系統(tǒng) 務描述以使服務請求者能夠找到它：查詢或查找服務描述，在查找操作中 服務請求者直接檢索服務描述或在服務注冊中心查詢所要求的服務類型。 對服務請求者，可能會在兩個不同的階段使用查找操作：在設計時，為程 序開發(fā)而檢索服務的接口描述，在運行時，為調(diào)用而檢索服務的綁定和位 置描述；而綁定是為了最后調(diào)用服務，在綁定操作中，服務請求者使用服 務描述中的綁定細節(jié)來定位聯(lián)系和調(diào)用服務，從而在運行時調(diào)用或啟動與 服務的交互。 為了完成在松散耦合環(huán)境下的對象訪問，以及在基本對象訪問之上的 事務、工作流、安全機制等。實現(xiàn)一個完整的w e bs e r v