第六章 Web服务体系结构

2020/4/27石河子大学信息科学与技术学院团结务实求真创新1◇什么是Web服务第六章Web服务体系结构6.1Web服务概述Web服务(Webservices)作为一种新兴的Web应用模式，是一种崭新的分布式计算模型，是Web上数据和信息集成的有效机制。Microsoft公司通过“一切都是服务”来概括Web服务将给IT业带来的冲击。Web服务是使用标准技术在Internet上运行的商务流程，它可以使用标准的Internet协议(HTTP和XML)，将功能纲领性地体现在Internet和Intranet上。通过Web服务集成的应用程序可以用标准的方法把功能和数据“暴露”出来，供其他应用程序使用，使组织之间的商务处理更加自动化。2020/4/27石河子大学信息科学与技术学院团结务实求真创新2◇什么是Web服务第六章Web服务体系结构6.1Web服务概述Web服务的关键是Web服务体系结构，它是由平台搭建商提供的基于Internet的应用解决方案，这些方案可以用标准的格式通过Internet进行调用，从而完成对业务的集成。而那些外部通过Internet调用这些解决方案的特定进程的企业则构成了Web服务的客户群。Web服务的核心基于可扩展标记语言(extensiblemarkuplanguage，XML)的标准，包括简单对象访问协议(simpleobjectaccessprotocol，SOAP)、Web服务描述语言(webservicesdescriptionlanguage，WSDL)和统一描述、发现和集成协议(universaldescription，discoveryandintegration，UDDI)。2020/4/27石河子大学信息科学与技术学院团结务实求真创新3◇Web服务的不同描述第六章Web服务体系结构6.1Web服务概述Web服务的描述具有如下共同特征：应用的分布式。分布式的服务响应、松耦合是Web服务必须具备的特征。应用到应用的交互。在分布的环境中，若采用集中控制方式，服务器有较大的负荷，并且系统不具有健壮性。因此应用到应用的交互，使得Web服务更具有可伸缩性。平台无关性。2020/4/27石河子大学信息科学与技术学院团结务实求真创新4◇Web服务的特点第六章Web服务体系结构6.1Web服务概述使用标准协议规范。所有的Web服务公共协约完全需要使用开放的标准协议进行描述、传输和交换。使用协约的规范性。使用协议对Web服务各个层面描述后，这些层面必须也是规范化和易于机器理解的。高度集成能力。标准的Web协议屏蔽了不同软件平台的差异，实现CORBA、DCOM、EJB的最高的集成性。完好的封装性。Web服务具备对象的良好封装性，对使用者而言，仅能看到该对象提供的功能列表。松散耦合。源于对象/构件技术，当一个Web服务的实现发生变更，调用者不会感到这一点，只要Web服务的调用界面不变，Web服务的实现对用户是透明的。2020/4/27石河子大学信息科学与技术学院团结务实求真创新5◇Web服务模型第六章Web服务体系结构6.2Web服务体系结构模型一个完整的Web服务包括三种逻辑构件：服务提供者、服务代理和服务请求。Web服务相关的操作有：发布、发现和绑定。◎发布。服务提供者向服务代理发布所提供的服务。◎发现。服务请求者向服务代理发出服务查询请求。◎绑定。根据绑定信息，服务请求者实现对服务的远程调用。服务代理服务请求者服务提供者绑定发现发布2020/4/27石河子大学信息科学与技术学院团结务实求真创新6◇Web服务开发生命周期第六章Web服务体系结构6.2Web服务体系结构模型Web服务开发周期包括构建、部署、运行和管理。◎构建。包括开发和测试Web服务的实现，定义服务接口描述和定义服务实现描述。◎部署。包括向服务请求者或服务注册中心发布服务接口和服务实现的定义，以及把Web服务的可执行文件部署到执行环境中。◎运行。在运行阶段，可以调用Web服务。服务请求者可以查找和绑定操作。◎管理。包括持续的管理和经营Web服务应用程序。解决安全性、可用性、性能、服务质量和业务流程问题。2020/4/27石河子大学信息科学与技术学院团结务实求真创新7◇Web服务栈第六章Web服务体系结构6.2Web服务体系结构模型◎发现服务层。用来帮助客户端解析远程服务的位置。◎描述服务层。为客户端程序提供与远程服务交互的描述信息。◎消息格式层。保证客户端应用程序和服务器端在格式设置上保持一致。◎编码格式层。为客户端和服务器之间提供一个标准的、独立于平台的数据交换编码格式。◎传输协议层。为客户端和服务器之间提供交互的网络通信协议。发现服务UDDI、DISCO描述服务WSDL、XML、Schema消息格式层SOAP编码格式层XML传输协议层HTTP、TCP/IP、SMTP等Web服务栈是包含每一层标准的服务栈，Web服务Stack。2020/4/27石河子大学信息科学与技术学院团结务实求真创新8◇Web服务体系结构的优势第六章Web服务体系结构6.2Web服务体系结构模型◎高度的通用性和易用性。Web服务利用标准的Internet协议，提高了系统的通用性、可扩展性和易用性。◎完全的平台、语言独立性。只要遵循Web服务的接口就可以进行服务的请求和调用。将XML作为信息交换格式，厂商之间的信息很容易实现沟通，跨平台应用。◎高度的集成性。通过服务的组合来完成业务逻辑，表现出高度的组装性和集成性。◎容易部署和发布。Web服务体系结构方案通过UDDI、WSDL和SOAP等协议，很容易实现系统的部署。2020/4/27石河子大学信息科学与技术学院团结务实求真创新9◇作为Web服务基础的XML第六章Web服务体系结构6.3Web服务的核心技术XML是W3C指定的作为Internet上数据交换和表示的标准语言，是一种允许用户定义自己的标记的元语言。Web服务所提供的接口、对Web服务的请求、Web服务的应答数据都是通过XML来描述的。Web服务的所有协议都建立在XML基础上，因此XML称为Web服务的基石。2020/4/27石河子大学信息科学与技术学院团结务实求真创新10◇简单对象访问协议第六章Web服务体系结构6.3Web服务的核心技术SOAP（simpleobjectaccessprotocol）是一个基于XML的，在松散分布式环境中交换结构化信息的轻量级协议，它为在一个松散的、分布式环境中使用XML交换结构化和类型化的信息提供了一种简单的机制。SOAP本身并不定义任何应用语言，而只是定义了一种简单的机制，通过提供一个有标准构件的包模型和通过在模块中对数据编码的机制，来定义一个简单的表示应用语义的机制。SOAP包括四个部分：SOAP信封、SOAP编码规则、SOAPRPC表示（RPCrepresentation）和SOAP绑定。2020/4/27石河子大学信息科学与技术学院团结务实求真创新11◇简单对象访问协议第六章Web服务体系结构6.3Web服务的核心技术◎SOAP信封。SOAP信封是SOAP消息在句法上的最外层，表示消息中包含什么内容，谁应当处理这些内容，以及是可选的还是强制的。右图所示SOAP信封包括一个SOAPHeader和一个SOAPBody，其中，SOAPHeader是可选的，SOAPBody是必须的。SOAP信封SOAPHeaderSOAPBlockSOAPBlockSOAPBodySOAPBlockSOAPBlockSOAPHeader由SOAP中介者处理，SOAPBody由SOAP最终接收者处理。2020/4/27石河子大学信息科学与技术学院团结务实求真创新12◇简单对象访问协议第六章Web服务体系结构6.3Web服务的核心技术◎SOAP编码规则。SOAP编码规则是一个定义传输数据类型的通用数据类型系统，包括了程序语言、数据库和半结构数据中不同类型系统的公共特性。用户需要使用自己的数据类型时，可以使用自定义的编码规则，按需要扩展该基本定义。◎SOAPRPC表示。SOAPRPC表示定义了远程过程调用和应答的协议。◎SOAP绑定。SOAP绑定定义了一个使用底层传输协议来完成在结点间交换SOAP信封的约定。目前，SOAP协议中定义了与HTTP的绑定。2020/4/27石河子大学信息科学与技术学院团结务实求真创新13◇Web服务描述语言（1/4）第六章Web服务体系结构当服务提供者提供了一项服务后，需要一种方法来让使用者了解调用规则以便调用。为此，IBM、Microsoft和Ariba等公司通过W3C制定了WSDL（webservicesdescriptionlanguage）标准。WSDL是一种XML格式，用于将网络服务描述为一组端点，这些端点对包含面向文档或面向过程信息的消息进行操作。WSDL文档将服务定义为网络端点或端口集合。6.3Web服务的核心技术ServicePortBindingPortBindingportTypeOperation（s）InMessageOutMessageAbstractinterfaceWSDL模型2020/4/27石河子大学信息科学与技术学院团结务实求真创新14◇Web服务描述语言（2/4）第六章Web服务体系结构6.3Web服务的核心技术WSDL文档在网络服务的定义中，使用以下8种元素：◎定义。定义（definition）是整个WSDL文档的根元素，包括所有其他WSDL元素。◎类型。类型（types）元素包含与交换的消息相关的数据类型定义。WSDL允许通过扩展性元素来添加类型系统。◎消息。消息（message）代表所传输数据的抽象定义。消息由一个或多个逻辑片段构成。◎操作。操作（operation）是对服务所支持的操作的抽象描述。2020/4/27石河子大学信息科学与技术学院团结务实求真创新15◇Web服务描述语言（3/4）第六章Web服务体系结构6.3Web服务的核心技术◎端口类型。端口类型（porttype）是一组指定的抽象操作和有关的抽象消息。WSDL提供四个可得到端点支持的传输原语：①单向（one-way）：表示端点接收消息，该操作中包含一个输入（input）元素指定接收的抽象消息格式；②请求响应（request-response）：表示端点接收请求消息，然后发送响应消息；③要求响应（solicit-response）：表示端点发送请求消息，然后接收响应消息；④通知（notification）：表示端点发送消息，该操作包含一个输出元素，指定通知的消息抽象格式。2020/4/27石河子大学信息科学与技术学院团结务实求真创新16◇Web服务描述语言（4/4）第六章Web服务体系结构6.3Web服务的核心技术◎绑定。绑定（binding）为特定端口类型所定义的操作以及消息指定格式和协议细节。绑定时必须指定一个协议，然后按照该协议的绑定细节，指定绑定风格、传输方式和操作地址，以及消息内各片段的编码方式等内容，不能指定地址信息。◎端口。端口（port）通过为绑定指定一个地址来定义一个端点。一个端口不能指定多个地址，不能指定除地址信息之外的任何其他绑定信息。◎服务。服务（service）表示相关端口的集合。2020/4/27石河子大学信息科学与技术学院团结务实求真创新17◇统一描述、发现和集成协议第六章Web服务体系结构6.3Web服务的核心技术具备了SOAP和WSDL以后，跨平台的分布式通信虽然已经可以实现，但在Internet上如何查找、定位相应服务的问题却并未解决，为此，IBM、Microsoft和Ariba等公司共同提出，由W3C通过并发布了UDDI协议。UDDI是一套基于Web的、分布式的、为Web服务提供的信息注册中心的实现标准和规范，同时也是包含一组使企业能将自身提供的Web服务注册以使得别的企业能够发现的访问协议的实现标准。2020/4/27石河子大学信息科学与技术学院团结务实求真创新18◇统一描述、发现和集成协议第六章Web服务体系结构6.3Web服务的核心技