Download ppt - Web Services 及其协议栈

冯志勇天津大学计算机学院2008 年 10 月

1

SOA 模型 Web Services 概述 XML and XML Schema 通信协议 Web Services 描述 Web Services 流描述 Web Services 发布和发现

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3

作为一个分布式计算架构， Web 服务是最重要的 SOA实现。

SOA 模型是 Web 服务体系结构的概念

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角色 Services Provider Services Requestor Services Registry

操作 Publish Find Bind

关键组件 Services Services Description

5

标准 Web Services Description Language (WSDL) Universal Description, Discovery and Integration

(UDDI) Simple Object Access Protocol (SOAP) Web Service Flow Language (WSFL) ……

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7

业务组件分析

服务识别

服务定义

组件识别

组件定义

服务实现决策

SOA 实现

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已有应用资源

组件

服务

业务过程

服务提供者

服务消费者

Qo

s

安全管

理

集成架

构

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Based on open standard and flexible implementation, Web services is natively applicable to SOA implementation.

The Relationships between Web services and SOA are: Web services provide an open standard and machine-readable

model (WSDL) for creating explicit, implementation-independent descriptions of service interfaces.

Web services provide communication mechanisms that are location-transparent and interoperable.

Web services are evolving through BPEL4WS, document-style SOAP, and WSDL, and emerging technologies such as WS-ResourceFramework to support the technical implementation of well-designed services that encapsulate and model reusable function in a flexible manner.

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Web: 灵活的人机交互 Web Services: Web 服务是最近制定的技术规范，充分利

用现有的开放标准如 XML ， URL 和 HTTP 提供一个新的系统对系统通信标准

工作定义：通过标准化协议访问网络软件服务简单对象访问协议 (SOAP) ：非常灵活的远程过程调用

(RPC) 大量的利益在商业界，学术界，标准制定机构 , . . . 应用电子商务，电信，科技，资源数据库，政府，教育 , . . .

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面向业务的 Web Services ERP,CRM ，应用系统集成

面向消费的 Web Services B2C 的网站，全国多方 B2C 系统

面向设备的 Web Services 支持不同种类的服务。如天气报告，电子邮件服务

面向系统的 Web Services 认证监测 QoS

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简化和 / 或自动化 Web 服务发现

是什么性质应予以说明？如何有效地对他们的查询？

组合指定组成的目标 ; 指定组成的约束 ; 构建一个组成 ; 分析组成的成分。

调用保持颁布分离 ; 提供交易担保。

监控如何跟踪条款 ; 回收失败条款。

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传输层 : HTTP, SMTP, FTP, etc.

XML 消息层 : SOAP , WS-Addressing, WS-Notification, WS-Eventing, WS-Enumeration, WS-MessageDelivery, WS-Reliability,WS Reliable Messaging, WS-Resources WS-Transfer

服务描述层 : WSDL, WSCL, WSCI,WS-MetadataExchange, WS-Policy

Web Services 组合 :

WSFL,BPEL4WS WS-CDL WS-CAF

发布和发现 :UDDI,WSIL

, WS-Discovery

Web Services 事务 :

WS-Coordination WS-Transaction

WS-AtomicTransaction WS-BusinessActivity

Web Services Management:

WSDM, WS-Manageability SPML, WS-Provisioning

Web Services 安全 :

XML-Encryption XML-Signature WS-Security

WS-SecureConversation

WS-SecurityPolicy

WS-Trust

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数据

类型

接口

行为

消息

BPEL

Web Service 标准实现平台

WSDL

SOAP

XML Schema

XML Su

n J2

EE

Mic

roso

ft .

Net

IBM

Web

Sp

here

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标签：部分数据的标签元素和子元素：数据节以 <tagname> 开始和 </

tagname> 结束 , 内容必须正确匹配正确匹配

<account> … <balance> …. </balance> </account>

不正确匹配 <account> … <balance> …. </account> </balance>

正确：对同一父元素 , 每一个开始标签必须有一个独特的匹配的结束标记 .

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每个文件必须有一个顶层元素

<bank> <customer>

<name> Hayes </name> <street> Main </street> <city> Harrison </city> <account>

<account-number> A-102 </account-number> <branch-name>Perryridge </branch-name> <balance> 400 </balance>

</account> <account> … </account>

</customer>. .

</bank>

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Top level element

属性 Attribute 元素可以有属性 <account acct-type = “checking” >

<account-number> A-102 </account-number> <branch-name> Perryridge </branch-name> <balance> 400 </balance>

</account> 对内部开始标记的一个组成部分 , 属性定义为

name=value 一个因素可能有若干属性，但每个属性名称只能出现一

次 <account acct-type = “checking” monthly-fee=“5”>

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元素和属性之间的区别属性不能嵌套

<customer name=Hayes street=Main city=Harrison>

<account> <account-number> A-102 </account-number> <branch-name> Perryridge </branch-name> <balance> 400 </balance>

</account> <account> … </account>

</customer>

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Well-Formed XML 文档文件中只有一个外层元素 ( 称之为根元素 ) 每个元素包含一个开始和相应的结束标记标签不能重叠 , 如

<author><name>LeeHong</author></name>

在属性的一个因素具有唯一的名字元和标记名称必须是合法的

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树模型的 XML 文件只有一个根没有环根以外的每个节点只有一个父节点每个节点有一个标签、元素或属性该元素的序是很重要的

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XML 数据已成为各组织之间的交换；在不同的组织相同的标记名称可能有不同的含义，造成交换文件的混乱；

指定一个独特的字符串作为一个元素名称避免混淆 ;

解决办法：使用 unique-name:element-name

使用 XML命名空间可以避免在整个文件中使用长的名字

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<Schema name="mySchema" xmlns="urn:schemas-microsoft-com:xml-data" xmlns:dt="urn:schemas-microsoft-com:datatypes" xmlns:myNS=http://www.xml_step_by_step.edu\ns.xml

>

三个命名空间 :schema namespacedatatype namespacemyNS namespace

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数据库 schemas限制哪些信息可以存储，存储值的数据类型

Schemas 对 XML 数据交换非常重要否则，一个网站不能自动解释从另一个网站收到的数据

XML schema两个机制 Document Type Definition (DTD) XML Schema

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XML Schema Supports 数据类型

E.g. integer, string, etc Also, constraints on min/max values

用户定义类型不像 DTDs ， XML Schema 采用 XML语法 ,

更多标准表达，且更细致与命名空间集成 (reuse and refine) 更多特征

列表 , 唯一和外键约束 ,继承 ..

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<xsd:schema xmlns:xsd=http://www.w3.org/2001/XMLSchema><xsd:element name=“bank” type=“BankType”/><xsd:element name=“account”>

<xsd:complexType> <xsd:sequence> <xsd:element name=“account-number” type=“xsd:string”/> <xsd:element name=“branch-name” type=“xsd:string”/> <xsd:element name=“balance” type=“xsd:decimal”/> </xsd:squence></xsd:complexType>

</xsd:element>….. definitions of customer and depositor ….<xsd:complexType name=“BankType”>

<xsd:squence><xsd:element ref=“account” minOccurs=“0”

maxOccurs=“unbounded”/><xsd:element ref=“customer” minOccurs=“0”

maxOccurs=“unbounded”/><xsd:element ref=“depositor” minOccurs=“0”

maxOccurs=“unbounded”/></xsd:sequence>

</xsd:complexType></xsd:schema>

元素类型 <element name=". . ."/> with possible attributes:

‘类型’属性定义该元素的类型 : type=". . ." (more on types later) 基数限制 :

• minOccurs=“x”, x 可以使任何自然数 ( 包括 0)• maxOccurs=“x”, x 可以使任何自然数 ( 包括

0) 或无限

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<element name="email"/><element name="head" minOccurs="1" maxOccurs="1"/><element name="to" minOccurs="1"/>

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属性类型<attribute name=". . ."/> with possible attributes type=". . ." use="x", corresponds to #OPTIONAL and

#IMPLIED in DTDs use="x" value=". . .", where x may be default or fixed

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<attribute name="id" type="ID" use="required"/>

<attribute name="speaks" type="LanguageType" use="default“ value="en"/>

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数据类型数字数据类型 , 包括： integer, Short, Byte,

Long, Float, Decimal 串类型 , 包括： string, ID, IDREF, CDATA,

Language 日期和时间类型

用户定义的数据类型简单数据类型和复杂数据类型

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复杂数据类型和扩展数据类型通过对子 element 的组合与其他类型扩展来完成的 , 它有三种组合方

式： sequence,all,choice. 对于 sequence 方式，各子 element 在对应的 XML 文档中的出现的次序与定义中的次序必须一致；

对于 all 方式，各子 element 在对应的 XML 文档中的可以以任意次序出现；

对于 choice 方式，各子 element 在对应的 XML 文档只出现其中的一个。<complexType name="lecturerType"><sequence>

<element name="firstname" type="string"minOccurs="0" maxOccurs="unbounded"/><element name="lastname" type="string"/>

</sequence><attribute name="title" type="string" use="optional"/></complexType>

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<element name=“lecture” type=“lectureType”>

<lecture title=“associate professor”><firstname>Zhiyong</firstname><lastname>Feng</lastname>

</lecture>

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数据类型扩展：现有的数据类型可以扩展新的元素或属性 <complexType name="extendedLecturerType"><extension base="lecturerType"><sequence>

<element name="email" type="string"minOccurs="0" maxOccurs="1"/>

</sequence><attribute name="rank" type="string" use="required"/></extension></complexType>

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限制数据类型和简单的数据类型通过限制现有的数据类型定义<complexType name="restrictedLecturerType"><restriction base="lecturerType"><sequence>

<element name="firstname" type="string"minOccurs="1" maxOccurs="2"/></sequence><attribute name="title" type="string"

use="required"/></restriction></complexType>

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Simple data types can also be defined by restricting existing data types.<simpleType name="dayOfMonth">

<restriction base="integer"><minInclusive value="1"/><maxInclusive value="31"/>

</restriction></simpleType>

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SOAP 协议是一个 XML 消息传递协议，独立于任何特定的传输协议。

替代复杂的分布式对象技术的轻量级协议开始为 BizTalk (Microsoft/UserLand/DevelopMentor )

设计是 W3C 标准基于 XML

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Envelope contains Header Body

Header is optional Out-of-band

information such as… Authentication

information Message routes Logging Transaction flow

Body contains XML body of RPC call

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SOAP Envelope

SOAP Header

Header Block

Header Block

. . .

SOAP Body

Body Block

Body Block

. . .

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<?xml version="1.0"?>

<soap:Envelope xmlns:soap="http://www.w3.org/2001/12/soap-envelope"

soap:encodingStyle="http://www.w3.org/2001/12/soap-ncoding">

<soap:Body>

<m:GetPrice xmlns:m="http://www.w3schools.com/prices">

<m:Item>Apples</m:Item>

</m:GetPrice>

</soap:Body>

</soap:Envelope>

<?xml version="1.0"?>

<soap:Envelope xmlns:soap="http://www.w3.org/2001/12/soap-envelope"

soap:encodingStyle="http://www.w3.org/2001/12/soap-encoding">

<soap:Body>

<m:GetPriceResponse xmlns:m="http://www.w3schools.com/prices">

<m:Price>1.90</m:Price>

</m:GetPriceResponse>

</soap:Body>

</soap:Envelope>

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WSDL 是一种基于 XML 的接口定义语言 , 它分离功能和执行，使 SOA 建议的契约设计成为可能

WSDL 定义 Services 做什么– 接口 interface 访问说明 – how Services 位置– where

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OperationPort Type

MessageBinding

Port Services

Supports

Input & Output

Provides

How to encode

Formats & ProtocolsHow to invoke

Implements

接口

访问说明

Endpoints

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<definitions namespace = “http://… ”><types> XML schema types </type><message> definition of a message 消息定义 </message><portType> a set of operations 一组操作 </portType><binding> communication protocols 通信协议 </binding><Services> a list of binding and ports绑定和端口列表 </Services>

</definitions>

<types> define data types used in defining messages

XML Schema, DTD, and etc. XML Schema must be supported by any vendor of

WSDL conformant products

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<types> <schema targetNamespace=“http://example.com/stockquote.xsd”

xmlns=“http://www.w3.org/2000/10/XMLSchema”> <element name=“TradePriceRequest”>

<complexType> <all>

<element name=“tickerSymbol” type=“string“minOccur = “1” maxOccur=“10”/>

<element name = “payment”><complexType>

<choice><element name = “account” type=“string” /><element name = “creditcard” type=“string” />

</choice></complexType>

</element></all>

</complexType></element>

</schema> </types>

A <message> element defines the data elements of an operation

Each message can be the input or output of an operation, and may consist of one or more parts

A part resembles a parameter of a function

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<message name=“GetLastTradePriceInput”> <part name=“body” element="TradePriceRequest"/>

</message>

<message name=“GetLastTradePriceOutput”> <part name=“body” element=“TradePrice” />

</message>

The <portType> element is the most important WSDL element: it defines a web Services the operations that can be performed, and the messages that are involved

The <port> defines the connection point to a web Services, an instance of <portType> It can be compared to a function library (or a

module, or a class) in a traditional programming language

Each operation can be compared to a function in a traditional programming language

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<portType name=“StockQuotePortType”> <operation name=“GetLastTradePrice”> <input message=“tns:GetLastTradePriceInput” /> <output message=“tns:GetLastTradePriceOutput” /> </operation> </portType>

请求响应型是最常见的操作类型，定义的 WSDL四种类型 : One-way: 这次行动可以收到一个讯息，但不会返回响应

Request-response: 这次行动可以接收请求，并返回响应

Solicit-response: 操作可以发送请求，并等待回应

Notification: 操作可以发送消息，但不会等待回应

WSDL 1.2 adds: request – multiple response

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One-way: <message name="newTermValues">

<part name="term" type="xs:string"/><part name="value" type="xs:string"/>

</message> <portType name="glossaryTerms">

<operation name="setTerm"><input name="newTerm" message="newTermValues"/>

</operation></portType >

Request-response ：<message name="getTermRequest">

<part name="term" type="xs:string"/></message><message name="getTermResponse">

<part name="value" type="xs:string"/></message>

<portType name="glossaryTerms"><operation name="getTerm">

<input message="getTermRequest"/><output message="getTermResponse"/>

</operation></portType>

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定义消息如何传递，以及服务的位置 <binding> element 有两个属性 :

type: the port type

name: name of the binding

<soap:binding> 有两个属性 : style: either “document” or “rpc”

transport: protocol to use, e.g., “http”

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<binding name="StockQuoteSoapBinding“type="tns:StockQuotePortType"> <soap:binding style=“document”

transport=“http://schemas.xmlsoap.org/soap/http” />

<operation name="GetLastTradePrice"> <soap:operationsoapAction=“http://example.com/

GetLastTradePrice” /> <input> <soap:body use=“literal” /> </input> <output> <soap:body use=“literal” /> </output> </operation>

</binding> 55

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<Services name=“StockQuoteServices”> <documentation>

My first Services</documentation> <port name=“StockQuotePort”

binding=“tns:StockQuoteBinding”> <soap:address

location=“http://example.com/stockquote” /> </port>

</Services>

Types Message Operation PortType Binding Port Service

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把业务流程定义为相互协作的 Web 服务组 ; 定义抽象过程和可执行过程 ; 创建 Web 服务组合 ; 来自 :

扎根在传统的流模型 ; 概念来源于结构化编程语言 ; 建立于核心的 WSDL 和 XML 规范之上 ; 融合 WSFL 和 XLANG 的概念。

OASIS WS BPEL 技术委员会正在推进 BPEL4WS 规范

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与过程交互的 Web Services

过程使用的数据

用于支持异步交互处理错误条件执行路径

当执行“ undoing”命令时的执行代码

过程实际做的工作61

<process ...>

<partners> ... </partners><messageExchanges> ... </ messageExchanges ><correlationSets> ...</correlationSets><faultHandlers> ...</faultHandlers><compensationHandlers> ...</compensationHandlers>

(activities)*

</process>

Partner 通过 web 服务信道接受，由服务链接类型定义 A is accessed over a WS “channel

SLT 定义两个角色 , 每一个角色需要 portTypes 支持

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<partner name=“...” ServicesLinkType=“...” partnerRole=“...” myRole=“...”/>

<ServicesLinkType name=“...”><role name=“...">

<portType name=“...” />*</role><role name=“...”>

<portType name=“...”/>*</role>

</ServicesLinkType>

<containers> <container name=“…"

messageType=“…"/> <container name=“…"

messageType=“…"/> </containers>

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调用一个 partner上的操作

从 partner 接受调用

发送应答消息给调用的 partner

在容器间复制数据

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<assign><copy>

<from container=“...”/> <to container=“...”/>

</copy>+</assign>

<invoke partner=“...” portType=“...” operation=“...”

inputContainer=“...” outputContainer=“...”/><receive partner=“...” portType=“...” operation=“...” container=“...” [createInstance=“...”] />

<reply partner=“...” portType=“...” operation=“...” container=“...”/>

检测处理错误和切换到故障处理模式

活动可以用于立即放弃这个终止活动的业务流程实例中的所有执行。

活动使流程能够等待一段特定的时间间隔，或者一直等到某个截止期限为止。

活动什么都不做。如果您需要捕获一个故障并抑制它，您可以使用这个活动。

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<wait for=“...”? until=“...”? />

<throw faultName=“...” faultContainer=“...”/>

<terminate/>

<empty/>

<sequence> 活动包含一个或多个顺序执行的活动。

<pick> 活动包含一组事件处理程序。每个处理程序包含一个活动，处理程序在 pick 已经启动且处理程序正在等待事件发生时运行。

<flow> 构造提供了以并行方式运行活动的能力，还提供了定义防护性链接的能力。

<switch> 活动起的作用与许多传统编程语言中出现的 switch 构造很相似。

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<flow standard-attributes>activity+</flow>

<sequence standard-attributes>activity+</sequence>

<pick createInstance="yes|no"? standard-attributes>…<pick>

<swith standard-attributes><case>…</case>

…<otherwise>…</otherwise>

</swith>

<while> 活动重复执行它的子活动，直到对指定的布尔条件求得的值不再为真。

<repeatUntil> 活动也是执行它的子活动，与<while> 活动不同的是，该活动直到对指定的布尔条件求得的值为真，才退出；

<if> 活动，首先判断<condition> 中的条件是否满足，满足就执行，执行完退出。否则，依次检查 <elseif> 中的 <condition> 中的条件是否满足，满足就执行，执行完退出。如果都不满足则执行 <else> 中的活动；

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<if standard-attributes>standard-elements<condition>…</condition>activity<elseif>*<condition>…</condition>activity</elseif><else>activity</else></if>

<while standard-attributes><condition>..</condition>activity</while>

<repeatUntil standard-attributes>activity<condition>…</condition></repeatUntil>

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<sequence>execute activities sequentially

<flow>execute activities in parallel

<while>iterate execution of activities until condition is violated

<pick>several event activities (receive message, timer event) scheduled for execution in parallel; first one is selected and corresponding code executed

<link ...>defines a control dependency betweena source activity and a target

FlowSeq Seq

Seq

While

<sequence><receive .../><flow>

<sequence><invoke ... /><while ... >

<assign> ... </assign>

</while></sequence><sequence>

<receive ... /><invoke ... />

</sequence></flow><reply ... />

</sequence>

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UDDI 的服务器作为提供目录服务的服务提供商。 SOAP 的可用于查询 UDDI, 发现 WSDL 定义的服务的位置，或在设计或开发时间搜寻可以通过用户界面执行。

数据结构规范描述什么样的数据存储在 UDDI 。序员的 API 规范包含 UDDI 如何注册可以访问。副本规格说明包含如何复制注册信息。

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三个基本功能发布：如何注册Web 服务搜索：如何找到一个特定 Web 服务绑定：如何连接到一个 Web 服务

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UDDI 的注册包含有关业务和服务信息

– Public registries – Private registries

72

73

• IBM Public registry Registration: https://uddi.ibm.com/ubr/registry.htmlinquiryURL= https://uddi.ibm.com/ubr/inquiryapi publishURL= https://uddi.ibm.com/ubr/publishapi

• Test registry Registration: https://uddi.ibm.com/testregistry/registry.html inquiryURL= https://uddi.ibm.com/testregistry/inquiryapi publishURL= https://uddi.ibm.com/testregistry/publishapi

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• HP Registration: http://uddi.hp.com inquiryURL = http://uddi.hp.com/ubr/inquire publishURL = https://uddi.hp.com/ubr/publish

• Microsoft Registration: http://uddi.rte.microsoft.com

inquiryURL=http://uddi.rte.microsoft.com/inquire publishURL=https://uddi.rte.microsoft.com/publish

• SAP Registration: http://udditest.sap.com

inquiryURL=http://uddi.sap.com/UDDI/api/inquiry/ publishURL=https://uddi.sap.com/UDDI/api/publish/

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• 为了测试目的经营你自己的注册表是 ;

• 建立您自己的登录服务为自己的组织 ;

• 信托问题

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• 作为一个分布式计算架构， Web 服务是最重要的 SOA 的实现 ;

• Web 服务：灵活的机械与机械交互 ; • XML 是一种强大的语言来描述数据。由 XML 模式定义它

的构造规则。 • SOAP 的是一种轻量的复杂的分布式对象技术替代，我们使用的封装Web Services 消息

• 通过 WSDL 开放 Web 服务功能和接口， Web 服务之间的交互用 BPEL 描述

• 通用描述，发现和集成（ UDDI 规范）是一种技术规范来描述，发现和集成网络服务

77

SOA & Webservices.http://www-900.ibm.com/developerWorks/cn/ webservicesWebServices. http://www.w3.org/2002/ws/Ueli Wahli ,Thomas Kjaer…“WebSphere Version 6 Web Services Handbook Development&Deployment”,http://www.redbooks.ibm.com/redbooks/pdfs/sg246461.pdf,2005Stan Kleijnen,Srikanth Raju.An Open Web Services Archiecture.NewYork: ACM Press,2003XML.http://www.w3.org/TR/xml/XML Schema. http://www.w3.org/TR/xmlschema11-1/XML Schema. http://www.w3.org/TR/xmlschema11-2/WSDL. http://www.w3.org/TR/wsdlTony Andrews, Francisco Curbera…Business Process Execution Language for Web Services Version 1.1.http://download.boulder.ibm.com/ ibmdl/pub/software/dw/specs/ws-bpel/ws-bpel.pdfThe Stencil Group.” The Evolution of UDDI ,UDDI.org White Paper” http://www.uddi.org/pubs/the_evolution_of_uddi_20020719.pdfJava Web Services Application and development, Publication House of