Web服務(wù)中間件(數(shù)據(jù)庫(kù))

時(shí)間：2022-11-26 14:30:01 | 來源：信息時(shí)代

時(shí)間：2022-11-26 14:30:01 來源：信息時(shí)代

    Web服務(wù)中間件 : 以XML(extensible markup language)及SOAP作為消息格式,以WSDL(Web service description language)為服務(wù)接口描述為主要技術(shù)特征,支持網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中分布式軟件之間互操作的一種新興中間件技術(shù)體系及軟件形態(tài)。
技術(shù)體系包含了面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)、技術(shù)規(guī)范等幾方面的內(nèi)涵。面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)(serviceoriented architecture,SOA)的核心思想是“把軟件當(dāng)作服務(wù)”,或者說把“服務(wù)”作為軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)及軟件之間相互操作的基本方法。軟件系統(tǒng)之間通過遵循標(biāo)準(zhǔn)的“服務(wù)接口”的方式查找并請(qǐng)求服務(wù)(對(duì)于服務(wù)請(qǐng)求者而言),發(fā)布并提供服務(wù)(對(duì)于服務(wù)提供者而言),與底層的操作系統(tǒng)及程序設(shè)計(jì)語言無關(guān); 服務(wù)中介的功能類似于人類日常生活當(dāng)中的黃頁(yè),方便了服務(wù)的查找和發(fā)布。
面向服務(wù)的技術(shù)規(guī)范是面向服務(wù)中間件的主要內(nèi)容和技術(shù)指南,它包括一組開放技術(shù)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn),如消息編碼規(guī)范SOAP、服務(wù)接口描述規(guī)范WSDL、服務(wù)發(fā)布與發(fā)現(xiàn)規(guī)范UDDI(universal description,discovery and integration)、服務(wù)安全規(guī)范WS-Security等。這些技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)用來規(guī)范軟件的開發(fā)、部署(將軟件安裝配置到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中)、運(yùn)行、維護(hù)過程中相關(guān)環(huán)節(jié),以保證開發(fā)的應(yīng)用軟件遵循SOA體系結(jié)構(gòu),降低和消除數(shù)據(jù)交換和過程集成中的互操作問題。面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)、主要技術(shù)規(guī)范及相互關(guān)系如圖1所示。
已有的Web Services軟件形態(tài)包括了支持服務(wù)的開發(fā)、部署、運(yùn)行和維護(hù)的平臺(tái)軟件。根據(jù)底層實(shí)現(xiàn)技術(shù)不同,主要包括基于Java的Web Services平臺(tái)、基于.NET的平臺(tái)、基于CORBA(common object request broker architecture)的平臺(tái),以及基于其他現(xiàn)有技術(shù)(如Perl、PHP等)的平臺(tái)。用戶基于這些平臺(tái)軟件,能夠有效地開發(fā)出以標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)接口提供服務(wù)的具體服務(wù)實(shí)例,方便地將這些服務(wù)實(shí)例部署到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的計(jì)算節(jié)點(diǎn)上,并對(duì)服務(wù)運(yùn)行進(jìn)行管理與維護(hù)。

圖1 面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)、主要技術(shù)規(guī)范及相互關(guān)系

Web Services技術(shù)中核心規(guī)范主要有三個(gè),即SOAP、WSDL和UDDI。它們最早是由微軟、IBM、Ariba等公司在1998～2000年先后聯(lián)合提出的。提出這些規(guī)范的初衷是試圖基于文本格式(即XML),建立一套新的遠(yuǎn)程過程調(diào)用(remote procedure call,RPC)技術(shù)體系。與已有的RPC技術(shù)體系(如DCE、CORBA RPC和Java RMI等)相比,這套新的體系在消息編解碼方法和實(shí)現(xiàn)平臺(tái)在編碼支持上,都會(huì)帶來更少的異構(gòu)性問題。因此,SOAP規(guī)范和WSDL規(guī)范在制訂之初(如SOAP 1.0,WSDL 1.0規(guī)范),主要目的就是分別為基于XML的RPC技術(shù)體系標(biāo)準(zhǔn)化編解碼規(guī)范和調(diào)用接口描述。
當(dāng)Web Service技術(shù)被用以開發(fā)基于大型開放網(wǎng)絡(luò)、跨多個(gè)管理域的分布式應(yīng)用(如業(yè)務(wù)過程集成)時(shí),基于RPC的通信方式暴露出了它難以實(shí)現(xiàn)通信雙方在時(shí)間、空間上的松散耦合的缺陷。因此,面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)逐漸成為Web Services技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的主流結(jié)構(gòu)。支持SOA的Web Services不再關(guān)注通信雙方的具體交互方式(如某一種特定消息格式、具體編碼方法等),而是將XML消息作為通信雙方交互的基礎(chǔ),標(biāo)準(zhǔn)化的重點(diǎn)也逐步轉(zhuǎn)移到面向消息的通信機(jī)制上(如通信雙方對(duì)消息接口描述的一致性理解),基于XML消息的異步調(diào)用方式在各實(shí)現(xiàn)平臺(tái)中占據(jù)越來越重要的地位。同時(shí),與消息機(jī)制相關(guān)的多種服務(wù)質(zhì)量保證的標(biāo)準(zhǔn)化工作,也在這一時(shí)期得到了快速發(fā)展,如面向消息傳輸?shù)耐暾耘c私密性的WS-Security規(guī)范; 面向消息可靠傳輸?shù)腤S-Reliability及WS-Reliable messaging規(guī)范等。
此外,www技術(shù)對(duì)Web Services發(fā)展的另一個(gè)重要影響是REST方式的Web Services技術(shù)。這一方式的主要特點(diǎn)是試圖以比SOAP更為簡(jiǎn)單、普適的技術(shù)(如支撐Web網(wǎng)頁(yè)應(yīng)用的HTTP GET/POST/DELETE等命令格式)實(shí)現(xiàn)服務(wù)請(qǐng)求者與服務(wù)提供者之間的通信。
目前,在技術(shù)方面和非技術(shù)方面,Web Services都表現(xiàn)出了其不足之處:
(1)技術(shù)方面: XML編碼方式為互操作性帶來好處的同時(shí),也為系統(tǒng)增加了開銷,主要表現(xiàn)在編碼較二進(jìn)制編碼方式低效,目前的技術(shù)在處理有狀態(tài)服務(wù)、服務(wù)間的事務(wù)性等方面的支持不足。
(2)非技術(shù)方面:Web Services標(biāo)準(zhǔn)的制訂過程過多地受到工業(yè)界,特別是大型軟件企業(yè)的支配,非營(yíng)利組織(如開放軟件)的巨大潛在作用未能得到充分發(fā)揮。
Web Services的技術(shù)規(guī)范由一組包括SOAP、WSDL、UDDI、WS-Security、WS-Reliable messaging等規(guī)范的協(xié)議棧組成,可以分成以下幾個(gè)部分:
(1)服務(wù)傳輸(service transport)協(xié)議: 用以規(guī)范分布式軟件之間的消息傳遞,主要基于已有的、廣為使用的事實(shí)規(guī)范,包括HTTP、FTP、SMTP,以及新近出現(xiàn)的BEEP等。
(2) XML消息傳遞(XML messaging transfer)協(xié)議:用以規(guī)范基于XML格式的消息編碼,確保消息的發(fā)送軟件與接收軟件對(duì)消息格式理解的一致性,主要包括XML-RPC、SOAP、WS-Addressing、MTOM、WS-Notification、WS-Eventing等。
(3)服務(wù)描述(service description)協(xié)議: 用以規(guī)范特定Web Service的接口描述方法,主要包括WSDL規(guī)范。
(4)服務(wù)發(fā)現(xiàn)(service discovery)協(xié)議: 用以規(guī)范服務(wù)發(fā)現(xiàn)過程,包括服務(wù)發(fā)布機(jī)制的體系結(jié)構(gòu),服務(wù)發(fā)布者、注冊(cè)中心、服務(wù)請(qǐng)求者關(guān)于服務(wù)描述與位置等信息,目前主要基于UDDI規(guī)范。
(5)服務(wù)安全(service security)協(xié)議:以規(guī)范的方式,為Web服務(wù)增加安全特性,如消息傳輸?shù)耐暾?integrity)與私密性(confidentiality),主要包括WS-Security規(guī)范,涉及到訪問控制與認(rèn)證機(jī)制(如SAML、Kerberos),以及證書的格式(如X.509)的具體技術(shù)。
(6)服務(wù)可靠消息協(xié)議:為了實(shí)現(xiàn)服務(wù)間端到端的可靠消息傳遞,在SOAP規(guī)范的基礎(chǔ)上,增加了處理諸如消息丟失、重復(fù)和亂序等問題的消息處理機(jī)制,目前主要的技術(shù)規(guī)范包括WS- Reliable messaging和WS-Reliability等。
(7)業(yè)務(wù)過程執(zhí)行:為了在面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)下支持業(yè)務(wù)過程管理應(yīng)用,在WSDL、XML、WS-Addressing等規(guī)范的基礎(chǔ)上,規(guī)范以 Web Services實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)過程的服務(wù)接口。目前主要的技術(shù)規(guī)范是WS-BEPL。
各技術(shù)規(guī)范可以分成傳輸層、消息層、服務(wù)質(zhì)量層、協(xié)作層和服務(wù)元數(shù)據(jù)層5個(gè)部分,各層次間的關(guān)系如圖2所示。

圖2 各層次間的關(guān)系

此外,為了盡量限制和避免在Web Services技術(shù)的實(shí)現(xiàn)中出現(xiàn)由實(shí)現(xiàn)所引起的互操作性問題,工業(yè)界還針對(duì)Web Services的核心規(guī)范(SOAP、WSDL和UDDI等)的實(shí)現(xiàn),協(xié)商制訂了Web Services互操作性指導(dǎo)規(guī)范(WS-I BASIC profile specification)。
上述技術(shù)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程主要由軟件工業(yè)界的大公司,以及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織主導(dǎo)。包括微軟、IBM、Oracle、Sun、HP等各大軟件公司均參與到標(biāo)準(zhǔn)化工作中。Web Services標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程的推動(dòng)方式有多種,包括參與W3C、OASIS、WS-I等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織,多家軟件公司聯(lián)合推出規(guī)范,以及獨(dú)家推出規(guī)范等多種方式。
總之,面向服務(wù)的中間件Web Services是迄今為止最為廣泛支持的中間件技術(shù),相關(guān)的技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)正在成熟過程中。隨著工業(yè)界以產(chǎn)品形態(tài)的應(yīng)用推廣,各規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)將進(jìn)一步趨于成熟。對(duì)于非功能特性的支持(如事務(wù)、性能),對(duì)于語義信息的支持,是未來的發(fā)展方向。