畢業(yè)設計（論文）-基于Web服務的服務查找技術的研究.doc

本科生畢業(yè)論文（設計） 題 目 基于基于 web 服服務務的的查查找技找技術術的研究的研究 學 院 計計算機學院算機學院 專 業(yè) 計計算機科學與技算機科學與技術術 學生姓名 學 號 年級 03 級級 指導教師 教務處制表 二 七 年 五 月 二十八 日 四川大學本科畢業(yè)設計 基于 web 服務的服務查找技術的研究 1 基于基于 webweb 服務的服務查找技術的研究服務的服務查找技術的研究 專業(yè)名：計算機科學與技術 學生：張玲 指導老師：陳良銀 摘要摘要隨著 Internet 的發(fā)展和電子商務的迅速崛起，基于 web 的應用模式也迅速發(fā)展，應用系統(tǒng)模 式開始向著局部化到全球化，封閉式到開放式，B2C 到 B2B，集中式到分布式的方向發(fā)展，其中 web 服 務成為解決這種變化的有效的方案，特別是在現(xiàn)今應用極其廣泛的電子商務領域里。Web 服務是一個嶄 新的分布式計算模型，是 web 上數(shù)據(jù)和信息集成的有效機制。隨著 Internet 上服務數(shù)量的劇增，如何實 現(xiàn)服務的按需發(fā)現(xiàn)，以保證服務的有效復用和集成，對提高網(wǎng)絡環(huán)境下軟件系統(tǒng)的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，以 及實現(xiàn)跨組織的業(yè)務集成具有重要的意義。因此 web 服務查找是 web 服務中一個至關重要的關鍵技術， 為 web 服務更高層的應用提供最基礎的技術支持。服務查找也稱服務發(fā)現(xiàn)或服務匹配，它主要包括兩個 方面的問題：服務描述以及服務匹配。本文就將從這兩個方面對服務發(fā)現(xiàn)技術進行探討，著重介紹了當 前比較成熟的服務描述語言 WSDL 以及服務發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)規(guī)范 UDDI，并在此基礎上，提出了一個基于兩層 過濾匹配算法的服務匹配框架，通過文本過濾和功能過濾，來彌補 UDDI 基于關鍵字的查找在服務的查 全率和查準率上的局限性。在文本過濾中提出了一個二級關鍵字機制，提高了服務的查全率，功能過濾 則通過基于樹的結(jié)構化匹配算法，提高服務的查準率。此外，由于 WSDL 不包含語義信息，在實現(xiàn)服務 的自動化發(fā)現(xiàn)和集成方面存在著很大的問題，因此本文還探討了 web 服務發(fā)現(xiàn)的新方向語義 web 服 務發(fā)現(xiàn)中語義 web 服務描述語言 OWL-S 以及語義 web 服務匹配問題，描述了未來 web 服務發(fā)展的新 方向。 關關鍵詞鍵詞：web 服務， 服務描述，服務匹配，語義 web 服務 四川大學本科畢業(yè)設計 基于 web 服務的服務查找技術的研究 2 Research on Technology of Service Discovery Based on Web Services Computer Science and Technology Student: Zhang Ling Adviser: Chen Liangyin Abstract With the development of Internet and rapid rising of e-commerce, the application model based on web has rapidly been developing. The model of application system has also been developed from the local to globalization, from closed to open, from B2C to B2B, from centralized to distributed, that web services has became the effective solutions, especially in the area of electronic commerce. Web services are a new distributed computing model, and also the effective integration mechanism of web data and information. With the increasing number of Internet services, how to make services discovery effectively guarantee service reuses and composition compatibility are of great importance both in quality and improvement of Internet software production efficiency and in the implementation of cross-organization business integration. Therefore web service searching is a pivotal technology in web services, and provides a basic technical support for the higher level application. Service searching is also called service discovery or service matching, which mainly includes two issues: service description and service matching. This paper will discuss the two aspects of web service discovery, focusing on the current relatively mature service description language WSDL and UDDI, and on this basis to achieve a two-tire filtering matching for the matching algorithmtext filtering and functionality filtering. Compared to the UDDI discovery mechanism based on key-words, this algorithm will be more precise and general. In text filtering, I proposed a two-tier keyword mechanism to improve the precise Functionality filtering can enhance comprehensiveness through the structured match algorithm based on the data structure of tree. In addition, this paper includes the new development direction of web services semantic web services and its description language, match algorithms. Keywords: web services, services description, services matching, semantic web services 四川大學本科畢業(yè)設計 基于 web 服務的服務查找技術的研究 3 目目 錄錄 1 1 緒緒 論論 .1 1 1.11.1 研究背景研究背景 .1 1.21.2 研究現(xiàn)狀研究現(xiàn)狀 .2 1.2.1 web 服務描述語言的研究現(xiàn)狀.2 1.2.2 web 服務匹配技術研究現(xiàn)狀.2 1.31.3 論文結(jié)構及論文的主要工作論文結(jié)構及論文的主要工作 .3 2 2 WEBWEB 服務和服務和 WEBWEB 服務發(fā)現(xiàn)服務發(fā)現(xiàn).4 4 2.12.1 WEBWEB服務及其特征服務及其特征.4 2.22.2 WEBWEB服務協(xié)議棧和運行機制服務協(xié)議棧和運行機制.5 2.2.1 web 服務協(xié)議棧.5 2.2.2 web 服務運行機制.6 2.32.3 WEBWEB服務發(fā)現(xiàn)服務發(fā)現(xiàn).7 3 3 WEBWEB 服務描述語言及匹配算法服務描述語言及匹配算法.8 8 3.13.1 相關技術相關技術 .8 3.1.1 XML .8 3.1.2 JAXP.9 3.1.3 UDDI.10 3.23.2 WEBWEB服務描述語言服務描述語言 WSDLWSDL 文檔詳解文檔詳解.13 3.2.1 WSDL 文檔的結(jié)構.13 3.2.3 WSDL 文檔示例.15 3.33.3 匹配算法匹配算法 .17 四川大學本科畢業(yè)設計 基于 web 服務的服務查找技術的研究 4 3.3.1 描述模板的建立.17 3.3.2 算法概述.18 3.3.3 文本匹配.20 3.3.4 結(jié)構匹配.22 3.3.5 算法小結(jié).32 4 4 WEBWEB 服務發(fā)現(xiàn)研究新方向服務發(fā)現(xiàn)研究新方向.3333 4.14.1 語義語義WEBWEB.33 4.1.1 語義 web 的概念.33 4.1.2 語義 web 的層次結(jié)構.33 4.1.3 RDF 和 RDF Schema15.35 4.1.4 本體和本體語言 OWL.36 4.24.2 語義語義WEBWEB服務發(fā)現(xiàn)服務發(fā)現(xiàn).37 4.2.1 語義 web 服務概述.38 4.2.2 語義 web 服務描述語言 OWL-S.38 4.2.3 語義 web 服務匹配.41 5 5 總總 結(jié)結(jié) .4343 參考文獻參考文獻 .4444 聲聲 明明 .4646 致致 謝謝 .4747 附附 錄錄 翻譯的英文資料翻譯的英文資料 .4848 四川大學本科畢業(yè)設計 基于 web 服務的服務查找技術的研究 5 四川大學本科畢業(yè)設計 基于 web 服務的服務查找技術的研究 1 1 緒 論 本章簡要概述了 web 服務查找技術的研究背景，以及國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，并介紹了論 文的整個的結(jié)構 1.11.1 研究背景研究背景 20 世紀 80 年代，Internet 的誕生改變了人們的生活，到 90 年代，Tim Berners-Lee 發(fā) 明了一種可以訪問全球 Internet 資源的技術，這就是現(xiàn)在人們所熟知的萬維網(wǎng) （WWW,World Wide Web） ，也即 web 的產(chǎn)生1。隨后所有有關 WWW 的各種技術都統(tǒng) 稱為 web 技術。經(jīng)過將近二十年的發(fā)展，web 技術的應用在 Internet 中已經(jīng)完全占據(jù)了主 導地位。隨著 web 的迅速普及，基于 web 的應用也從最初的簡單應用延伸到種類日益繁 多的復雜應用和計算。由于 web 應用所處的 Internet 環(huán)境的開放性和分布性，一種新的計 算模型分布式計算技術出現(xiàn)了。web 應用逐步發(fā)展成為由一個或多個軟件實體在開放的 分布的軟件環(huán)境中協(xié)同工作來完成任務。web 服務作為新一代的開放分布式計算技術，又 實現(xiàn)了一種新的計算模式面向服務的計算，它吸收了分布式計算機技術發(fā)展的成功經(jīng) 驗，在現(xiàn)有的平臺環(huán)境中添加了一個中間層，屏蔽了平臺之間軟硬環(huán)境的差異，實現(xiàn)了 各個異構平臺上的信息共享和相互協(xié)作。web 服務是部署在 web 上的自包含，自描述， 模塊化的應用，可以在 web 中被描述，發(fā)布，查找以及調(diào)用2。web 服務具有高度的互 操作性，跨平臺性，使用協(xié)議的規(guī)范性，高度可集成性和松散耦合等特征，是一種分布 式的軟件構件，服務提供者將服務功能接口發(fā)布到網(wǎng)絡上，服務使用者可以從網(wǎng)絡上查 找到需要的服務，得到所需的服務后再連接到服務提供者的服務器上，調(diào)用它提供的某 項功能。當前 web 用戶的需求正向智能化，個性化和綜合化的方向發(fā)展，web 服務正成 為一種為用戶提供更加綜合，個性化服務的有效解決平臺，它很容易的就能將一些現(xiàn)有 的應用系統(tǒng)集成為新的系統(tǒng)，因此在電子商務領域應用及其廣泛。 但隨著 web 服務的發(fā)展和廣泛使用，目前網(wǎng)絡上的 web 服務數(shù)量正在不斷的上升， 并且各個服務分布在不同的地域和服務器上，如何在這龐大的 web 服務群集中，實現(xiàn)服 務的按需發(fā)現(xiàn)，以保證服務的有效復用和相容組合，對提高分布式網(wǎng)絡環(huán)境下軟件系統(tǒng) 的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，以及實現(xiàn)跨組織的業(yè)務集成具有重要的意義。服務發(fā)現(xiàn)主要涉及到 兩個問題：（1）服務的描述，即服務提供者將以何種形式描述它所提供的服務。如果服 務描述能以一種規(guī)范化，通用化的格式來全面的描述服務的各個方面，將為服務匹配帶 來更便捷的方法，同時也會提高服務發(fā)現(xiàn)的精確度和全面性；（2）服務的匹配算法，即 采用何種方法來判定服務提供者和服務請求者之間有關服務的描述的匹配度。也就是為 服務請求者在所發(fā)布的服務中找到最匹配的服務。算法的設計直接影響到服務發(fā)現(xiàn)的效 率，同時也影響到服務發(fā)現(xiàn)的精確度和全面度。 四川大學本科畢業(yè)設計 基于 web 服務的服務查找技術的研究 2 1.21.2 研究現(xiàn)狀研究現(xiàn)狀 隨著 web 服務越來越廣泛的應用，web 服務發(fā)現(xiàn)已經(jīng)成為面向服務計算領域的研究 熱點。針對 web 服務發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)外的研究人員做了大量有意義的研究工作。 1.2.1 web 服務描述語言的研究現(xiàn)狀 作為 web 服務發(fā)現(xiàn)中一個重要的部分，服務描述語言由最初的只描述服務的接口功 能的語法級語言發(fā)展到提供對服務的行為約束和屬性進行支持的語義級語言。 WSDL3 Web 服務描述語言目前統(tǒng)一的標準是 WSDL，它由 IBM, 微軟，Ariba 在 2000 年 9 月共同制定，它使用 XML 進行描述，是對一個 web 服務的位置，支持的傳輸協(xié)議，接口 （包括方法和方法的參數(shù)類型）和實現(xiàn)細節(jié)等等詳細而明確的說明。WSDL 在技術層面 上規(guī)范了如何對 web 服務所使用的數(shù)據(jù)類型進行定義，如何對正在通信的數(shù)據(jù)進行抽象 定義，如何對服務支持的行為進行抽象描述，從而使異構系統(tǒng)相互間的調(diào)用成為可能， 但是 WSDL 也僅僅只能提供這些語法層面上的信息，不能解釋文檔中的元素所表達的語 義，這就使得機器無法理解其描述的功能，從而不能滿足 web 服務自動發(fā)現(xiàn)的要求。本 文將在第三章詳細討論 WSDL 文檔的結(jié)構。 WSDL-S WSDL-S 最初是由美國 Georgia 大學 LSDIS 實驗室項目組提出的，目前由 IBM 工作 組和 LSDIS 實驗室共同研究開發(fā)，并在 2005 年 10 月正式提交到 W3C 組織。WSDL-S 是 通過對 WSDL 中的元素添加語義標注，對現(xiàn)有的 web 服務描述語言 WSDL 進行擴展，達 到 web 服務描述增加語義描述的目的，它是一種輕量級的語義描述方法。WSDL-S 允許 采用不同的語義描述語言來對 web 服務進行語義標注，例如 OWL, WSMO 甚至 UML， 因此這使得語義標注體制和具體的語義表達語言分離開來，更具靈活性。WSDL-S 為 Web 服務的 XML Schema 類型和本體之間提供豐富的映射機制。 OWL-S OWL-S 是國際語義 web 服務描述語言 DAML-S （DARPA Agent Markup Language- service）的后續(xù)版本。DAML-S 由 BBN Technologies, Nokia, SRI International, CMU, Stanford, Yale 等聯(lián)合提出，其目標是為機器提供精確的，可解釋的一系列標識。Service Profile 是 DAML-S 的最重要組成部分，除基本描述外，使用輸入（Input） ，輸出 （Output） ，前提條件（Precondition） ，和結(jié)果（Result）等元素來描述 web 服務的功能和 行為。但是 Service Profile 沒有明確的給出通用 Web 服務質(zhì)量屬性信息，如執(zhí)行時間，執(zhí) 行代價，安全性和可用性等。未來服務描述語言將會向更全面的描述服務信息方向發(fā)展。 1.2.2 web 服務匹配技術研究現(xiàn)狀 Web 服務發(fā)現(xiàn)是 web 服務合成中最重要的部分，而 web 服務匹配又是 web 服務發(fā)現(xiàn) 四川大學本科畢業(yè)設計 基于 web 服務的服務查找技術的研究 3 中最重要的部分。從總體上看，語義 web 服務匹配是當前一個活躍的研究領域，研究人 員已經(jīng)提出了多種方案 IBM, Microsoft，SUN 公司提出的 UDDI 規(guī)范4（Universal Description, Discovery and Integration，統(tǒng)一描述，發(fā)現(xiàn)和集成 ）是一套基于 web 的，分布式的，為 web 服 務提供信息的注冊中心實現(xiàn)標準規(guī)范。UDDI 定義層次信息模型和采用預定義分類來管理 服務提供者發(fā)布的服務描述 WSDL。其提供關鍵字匹配功能，包括精確匹配和模糊匹配 （使用通配符） ，但不能很好的識別抽象語義。 DAML 研究組的 Paolucci 等人在 DAML-S/OWL-S 描述技術的基礎上，從 web 服 務調(diào)用的角度提出了一個 web 服務匹配的基本準則及相應的匹配方法 。它們比較請求和 服務描述的輸入輸出結(jié)構，當請求的輸入集包含服務的輸入集時，同時服務的輸出集包 含請求的輸出集時，即認為服務與請求是匹配的 Georgia 大學的研究人員提出的 web 服務匹配方法綜合考慮了語法，語義和操作 相似度，其中語義相似度度量采用基于特征的相似度度量模型（Feature-based Similarity Model） ，即根據(jù)概念之間屬性的比較度量其相似程度。 國內(nèi)的研究主要由中國科學院的史忠植等人提出的基于描述邏輯的主體服務匹 配算法5，該算法的特點是將 web 服務表示為 Concept:Action（概念：動作）的格式， 然后運用描述邏輯對本體概念進行分層推理，從而實現(xiàn)相似度匹配。 1.31.3 論文結(jié)構論文結(jié)構及論文的主要工作及論文的主要工作 接下來的第二章將會介紹 web 服務和 web 服務發(fā)現(xiàn)的基本概念，以及 web 服務的運 行機制，即 SOA 架構。并說明了 web 服務發(fā)現(xiàn)的兩個組成部分：服務描述和服務匹配， 以及 web 服務發(fā)現(xiàn)需要完成的任務； 第三章是本文的重點，在介紹了 XML 等相關技術的基礎上，詳細解釋了 WSDL 文 檔中各個元素的意義，還討論了現(xiàn)在比較成熟的 UDDI 技術規(guī)范，指出了 UDDI 服務查 找方法存在的問題，為了解決這個問題，提出了一個兩層過濾機制的服務匹配算法； 第四章介紹了當前 web 服務發(fā)展的新方向語義 web 服務，并討論了語義 web 服務 發(fā)現(xiàn)中的服務描述和服務匹配問題； 第五章是對本文的一個總結(jié)以及對未來 web 服務發(fā)展方向的展望。 論文的主要工作是是在 UDDI 和 WSDL 的基礎上，提出了一個兩層過濾模型，通過 文本匹配和結(jié)構匹配，彌補了 UDDI 的基于關鍵字的服務搜索技術的不足。結(jié)構匹配主 要對服務的功能操作進行匹配，采用 XML 子樹查找算法，盡可能精確的找到用戶需要的 服務。 四川大學本科畢業(yè)設計 基于 web 服務的服務查找技術的研究 4 2 web 服務和 web 服務發(fā)現(xiàn) 本章對 web 服務的基本概念和運行機制做簡單介紹，并說明了 web 服務發(fā)現(xiàn)的任務， 以及需要滿足的條件。 2.12.1 webweb 服務及其特征服務及其特征 Web 服務，從字面上理解就是通過 web 提供的服務。我們可以理解 web 服務是自包 含的，自描述的，模塊化的應用，它可以在 web 中被描述，發(fā)布，查找以及調(diào)用；也可 以理解 web 服務是基于網(wǎng)絡的，分布式的模塊化組件，它執(zhí)行特定的任務，遵守具體的 技術規(guī)范，這些規(guī)范使得 web 服務能與其他兼容組件進行互操作，從而完成協(xié)同工作； 還可以將其理解為由企業(yè)發(fā)布的完成其特別商務需求的在線應用服務，其他公司或應用 軟件能夠通過 Internet 來訪問并使用這項應用服務。從技術的角度來講，web 服務是一種 新的技術架構，新的軟件應用環(huán)境，但是其系統(tǒng)架構和實現(xiàn)技術又完全繼承了已有的技 術，具有簡單性的特點。 W3C 對 web 服務的定義是6：web 服務是一個用來支持網(wǎng)絡上計算機之間交互的 軟件系統(tǒng)，它有一個接口，這個接口使用一種機器可操作的格式來描述（如 WSDL） ，其 它系統(tǒng)通過一種能使用 SOAP 消息描述的方式來與 Web 服務交互?？梢钥闯?，Web 服務 是一個軟件系統(tǒng)，它靠一系列的協(xié)議規(guī)范來支撐，而這些協(xié)議規(guī)范完全是基于現(xiàn)有的技 術，并沒有創(chuàng)造一個完全的新體系，這使得 web 服務能夠被廣泛的接受。 從外部使用者角度而言，web 服務是一種部署在 web 上的對象和組件，具備以下特 征： 完好的封裝性web 服務是一種部署在 web 上的對象，自然具有對象技術的 特 點：良好的封裝性。對于使用者而言，他僅僅只能看到服務所提供的一些列功能接口列 表。 松散耦合這一特性也源自對象技術，由于向外界隱藏了服務的實現(xiàn)細節(jié)， 所 以當 web 服務的實現(xiàn)發(fā)生變更而調(diào)用界面沒有改變的時候，調(diào)用者是不會有任何感覺的。 對于松散耦合而言，尤其是在 Internet 環(huán)境下的 web 服務而言，需要有一種適合 Internet 環(huán)境的獨立于平臺的消息交換協(xié)議，而 XML/SOAP 正是目前最為合適的消息交換協(xié)議。 四川大學本科畢業(yè)設計 基于 web 服務的服務查找技術的研究 5 使用協(xié)議的規(guī)范性此特性還是源自于對象技術，但比一般的對象其界面規(guī) 范 更加規(guī)范化和易于機器理解。對象界面所提供的功能，服務的聚合，跨 web 服務的事務， 工作流等都使用標準的描述語言來描述（如 WSDL） ，對于授權認證，數(shù)據(jù)完整性，消息 源認證以及事務的不可否認性等安全機制也運用規(guī)范的方法來描述，傳輸和交換。Web 服務的所有公共協(xié)約完全需要使用開放的標準協(xié)議進行描述，傳輸和交換。這些標準協(xié) 議具有完全免費的規(guī)范，以便由任意方進行實現(xiàn)。一般而言，絕大多數(shù)規(guī)范將最終由 W3C 和 OASIS 作為最終版本的發(fā)布方和維護方。 高度可集成能力由于 web 服務采用簡單的，易理解的標準 web 協(xié)議作為組 件 界面和協(xié)同描述規(guī)范，完全屏蔽了底層不同軟硬件環(huán)境的差異，實現(xiàn)了網(wǎng)絡環(huán)境下最高 的可集成性。 2.22.2 webweb 服務協(xié)議棧和運行機制服務協(xié)議棧和運行機制 Web 服務建立在對開放標準 XML 廣泛接受的基礎上，web 服務使用 XML 序列化其 客戶端收發(fā)的數(shù)據(jù)，即使客戶端和 web 服務主機使用不同的操作系統(tǒng)，或者使用不同的 程序開發(fā)語言，只要客戶端可以解析 XML，那么它就可以使用 web 服務返回的數(shù)據(jù)。下 面將介紹構成 web 服務的整個協(xié)議棧和運行機制，以明白 web 服務為何會有如此高的平 臺獨立性。 2.2.1 web 服務協(xié)議棧 Web 服務是建立在一系列已有的協(xié)議規(guī)范之上，目前由 W3C 制定的標準協(xié)議主要包 括以下三個：SOAP8, WSDL3, UDDI9。Web 服務的協(xié)議技術棧如圖 2.1 所示7： 四川大學本科畢業(yè)設計 基于 web 服務的服務查找技術的研究 6 MANAGEMENT Communications HTTP, SMTP, FTP, JMS, IIOP, SECURITY Process Discovery, Aggregation, Choreography Description Web Services Description (WSDL) Message SOAP Extension Reliability, Correlation, Transactions,. SOAP 圖圖 2.1 web 服務協(xié)議棧服務協(xié)議棧 上述結(jié)構圖中，底層是現(xiàn)有的已經(jīng)定義好了并且廣泛使用的傳輸層和網(wǎng)絡層標準： HTTP, SMTP，JMS 等；中間部分是目前開發(fā) Web 服務的相關標準協(xié)議，包括服務調(diào)用 協(xié)議 SOAP，服務描述協(xié)議 WSDL 和服務發(fā)現(xiàn)協(xié)議 UDDI 等，這些協(xié)議都是建立在 XML 和 DTD 或者 XML Schema 技術之上的；之外還包括一些其他技術如與事務有關的 WS- Coordination, WS-Atomic Transaction. WS-Business Activity；與安全有關的 WS-Security, WS-Trust；與服務管理有關的 WS-Management 等。 Web 體系結(jié)構中最核心的三個協(xié)議規(guī)范是 SOAP, UDDI, WSDL。與服務發(fā)現(xiàn)相關的 技術規(guī)范主要是 WSDL 與 UDDI，因此，本文著重介紹了 WSDL，UDDI 的相關技術，并 在此基礎上，設計一個更加完善的匹配框架。 2.2.2 web 服務運行機制 前面介紹了構成 web 服務的一系列協(xié)約和規(guī)范，那么它們是如何通過相互的合作來 運作 web 服務的呢？這一小節(jié)就將介紹 web 服務的運行機制，如圖 2.211： 四川大學本科畢業(yè)設計 基于 web 服務的服務查找技術的研究 7 服務請求者 客戶應用程序 SOAP HTTP 服務提供者 WS 服務器 SOAP HTTP SOAP 通道 服務綁定 服務調(diào)用 服務代理 UDDI 注冊表 WSDL 文檔 發(fā)布定義提取信息 服務查詢條 件 返回查詢結(jié) 果 服務注冊 圖圖 2.2 web 服務運行機制服務運行機制 Web 服務的運行主要依賴三個角色（服務提供者，服務發(fā)布者以及服務注冊中心） 的相互交互來完成。服務提供者在發(fā)布服務之前，把所提供的服務接口以及需要的數(shù)據(jù) 類型及結(jié)構用 WSDL 進行描述，生成相應的 WSDL 文件，然后通過 UDDI 注冊中心提 供的服務發(fā)布 API，將服務發(fā)布出去。服務請求者則利用 UDDI 瀏覽器瀏覽 UDDI 注冊 服務器，并查詢滿足需求的 web 服務，取得其地址，并將相應的服務描述文件下載到本 地服務器上，當服務請求者需要使用服務提供的服務的時候，就依據(jù) WSDL 文檔中的相 應地址發(fā)起連接，應用系統(tǒng)通過 SOAP 協(xié)議和 Web 服務中的遠程對象綁定在一起，進行 請求的發(fā)送和應答的接收。 2.32.3 webweb 服務發(fā)現(xiàn)服務發(fā)現(xiàn) Web 服務發(fā)現(xiàn)，又稱 web 服務查找或服務匹配，顧名思義，就是在眾多的 web 服務 中 找到自己需要的 web 服務，它是整個 web 服務模型的關鍵。 Web 服務發(fā)現(xiàn)實質(zhì)上包含兩個主要部分：一個是服務描述，一個是服務匹配。對 web 服務的能力進行描述對服務分類，發(fā)現(xiàn)，集成至關重要。比較全面的服務描述要包括 功能性描述（如服務能做什么及必須的消息序列） ，非功能性描述（如服務分類法，安全， 四川大學本科畢業(yè)設計 基于 web 服務的服務查找技術的研究 8 服務質(zhì)量信息等）和行為性信息（如服務如何交互，服務狀態(tài)信息的轉(zhuǎn)換） 。WSDL 是比 較傳統(tǒng)的服務描述語言，也是 W3C 的標準規(guī)范，但是它只對服務的功能進行了描述，而 對非功能性信息以及行為信息缺乏描述，因此，現(xiàn)在研究人員提出了基于本體的服務描 述語言 OWL-S，增加了對服務的語義信息的支持。后面章節(jié)將會詳細介紹這兩種語言以 及他們的優(yōu)缺點；服務匹配過程通過對比已有的服務描述和請求者的需求描述，找到請 求者所請求的服務，這是 web 服務能否很好使用的關鍵。服務匹配器的設計必須完全匹 配描述中的語法和語義信息，而不是傳統(tǒng)的僅僅基于關鍵字的匹配，同時還需要定義匹 配層次，通過模糊匹配，提高服務發(fā)現(xiàn)的查全率。 3 web 服務描述語言及匹配算法 本章主要介紹了當前比較成熟的服務描述語言 WSDL,并在此描述語言的基礎上，提 出了一個兩層過濾機制的匹配模型，以全面準確的發(fā)現(xiàn)服務。 3.13.1 相關技術相關技術 Web 服務是建立在一系列已有的技術基礎之上，在開始介紹 WSDL 和匹配算法之前， 四川大學本科畢業(yè)設計 基于 web 服務的服務查找技術的研究 9 我們先來了解一些起支撐作用的相關技術。 3.1.1 XML 由于 WSDL 是建立在 XML 基礎之上，所以在這里先介紹 XML 的相關知識。 XML（eXtensible Markup Language,可擴展標記語言）是由 W3C 的 XML 工作組定義， 在 XML 規(guī)范 1.0 版本中對 XML 的定義是19：擴展標記語言（XML）是 SGML 的子集， 其目標是允許普通的 SGML 在 web 上以目前 HTML 的方式被服務，接受和處理。XML 被設計成易于實現(xiàn)，且可在 SGML 和 HTML 之間相互操作。 可以看出，XML 是一種專門在 WWW 上傳遞信息的語言，就像 HTML 一樣，但是 作為一項新的技術，XML 的目的卻是想彌補 HTML 作為網(wǎng)絡標記語言的不足，雖然兩者 都是 SGML 的子集，但是兩者卻有著不同的本質(zhì)。HTML 是面向表示的，而 XML 是面 向內(nèi)容的；HTML 的標注是有限的，而 XML 的標注是可擴展的，用戶可以根據(jù)需要任意 定義標簽；HTML 文檔不能提供任何關于文檔內(nèi)容，結(jié)構的信息，除非掃描整個文檔， 而 XML 可以通過 DTD，XML Schema 等來說明文檔結(jié)構；HTML 是 web 顯示數(shù)據(jù)的通 用方式，而 XML 提供了一個直接處理 web 數(shù)據(jù)的通用方法，描述的是 Internet 上共享交 換的內(nèi)容19。 XML是一種元標記語言，開發(fā)人員可以在其中生成所需的標記。這些標記必須按照某種 通用的規(guī)則進行組織，但是標記的含義可以很靈活。開發(fā)人員自己創(chuàng)建的標記必須記錄 在文檔類型定義（DTD）中。XML定義用于描述特定領域標記的語言必須遵循的元語法結(jié) 構，它描述了底層語法結(jié)構的規(guī)則（例如，描述如何區(qū)分標記和內(nèi)容，如何將屬性附加 到元素上之類的規(guī)則），而不是描述這些標記，元素和屬性是什么或者其含義是什么等 等。它描述的是這些元素必須遵循的格式而不是給出元素的名字。如果應用程序理解這 種元語法，那么它至少部分理解了建立在這種元語言上的標記語言。瀏覽器并不需要預 先知道成千上萬種標記語言使用的每個標記的含義，而是在讀取文檔或DTD時才發(fā)現(xiàn)給定 文檔使用的標記。有關如何顯示這些標記內(nèi)容的詳細說明，則通過附加在這個文檔上的 樣式表提供。 另外，XML描述的是結(jié)構和語義而不是格式，XML只描述文檔的結(jié)構和語義，并不描 述頁面上元素的格式。元素格式的定義可以使用樣式表再附到文檔上。文檔本身只包含 了說明文檔內(nèi)容的標記，而不包含文檔的樣式。 XML使得很多HTML很難開發(fā)的web開發(fā)工作變得容易，使得很多不能用HTML開發(fā)的任 務變得可能。這得益于它的一些特殊性質(zhì)20： （1）能夠自己設定特定領域的標記語言，XML使個別行業(yè)（如音樂，化學，人力資源） 可以定義自己領域的標記語言。有了這些語言，這個領域的實踐者們可以相互交換短文， 數(shù)據(jù)和信息，而不必擔心接收方是否有特殊的，專用的軟件來閱讀和創(chuàng)建數(shù)據(jù)。 （2）能夠自描述，很多的計算機數(shù)據(jù)丟失了，不是因為自然災害或者備份介質(zhì)的損 壞，而是因為沒有人花費時間編寫文檔來說明如何讀取數(shù)據(jù)媒體和數(shù)據(jù)格式；在比較低 四川大學本科畢業(yè)設計 基于 web 服務的服務查找技術的研究 10 的層次上，XML的數(shù)據(jù)格式很簡單，它可以寫成純ASCII的文本，也可以寫成其他明確定 義格式的文本。ASCII文本的特點就是能夠接納一定的錯誤，例如去掉某些字符，或者一 串字符都不會影響剩下的文本的可讀性，而像壓縮數(shù)據(jù)或串行化了的JAVA對象之類的數(shù) 據(jù)，只要其中存在錯誤或字節(jié)丟失，都會導致文件的其余部分不可讀。 （3）可以在不同的應用程序間進行數(shù)據(jù)交換，XML是一種通用的數(shù)據(jù)格式，只要使 用任何一種理解XML的工具來就能操作數(shù)據(jù)，甚至可以使用一種工具來編輯，另外一種 工具來瀏覽，這就給開發(fā)者帶來了更大的靈活性，不會因為數(shù)據(jù)已經(jīng)寫入，或者通信雙 方只能接受專用格式數(shù)據(jù)而限定在某個專用的程序上。 （4）是一種結(jié)構化和集成化數(shù)據(jù)，XML是處理大型的，復雜文檔的首選，因為其數(shù) 據(jù)是結(jié)構化的，所以開發(fā)者不僅能指定文檔中定義元素的詞匯，還可以指定元素間的關 系；另外，XML還提供了一個客戶端包含機制，可以將多個源的數(shù)據(jù)集成到一起，作為 一個數(shù)據(jù)來顯示。數(shù)