Моделирование процессов динамического связывания Web-сервисов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.11, кандидат технических наук Пхоун Найнг

• Пхоун Найнг
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Пхоун Найнг

ВВЕДЕНИЕ.

1. WEB-СЕРВИСЫ В WEB ТЕХНОЛОГИИ.

1.1. Современное состояние WEB-технологий.

12 Анализ концепции Web-сервисов.

1.2.1. Архитектура Web-сервисов.

1 2 2 Стандарты технологии Web-сервисов.

1.2.2.1 .Язык разметки XML (XML Extensible Markup Language).

1 2.2 2 Регистрация Web-сервисов (UDDI - Universal Description, Discovery and

Integration)

1 2 2.3 Язык описания Web-сервисов (WSDL-WebServices Description Language)23 1 2.2 4 Протокол обмена сообщениями (SOAP - Simple Object Access Protocol).

1 3. Методы использования Web-сервисов

1 3.1. Интеграция при помощи Web-сервисов.

1 3.2. Сервис-ориентированная архитектура (SOА).

1 4 Единое информационное пространство - основа использования Web сервисов 32 14 1. Информационное пространство.

1 4 2. Практический опыт построения Информационного пространства(энергетика)35 1.4 3. Практический опыт построения Информационного пространства(медицина)

1 5 Постановка задачи диссертации.

Выводы

2 СТАТИЧЕСКИЙ И ДИНАМИЧЕСКИЙ ПОДХОД К КОМПОЗИЦИИ WEB СЕРВИСОВ

2.1. Моделирование программных комплексов с помощью сетей Петри.

2 2 Статический подход к композиции Web-сервисов.

2 3 Динамический подход к композиции Web-сервисов.

2.3.1 Взаимодействие через брокер.

2 3 2. Брокер возвращает URL.

Выводы.

3. ПЛАТФОРМА J2EE ДЛЯ WEB-CEPBHCOB И WEB ПРИЛОЖЕНИЙ.

3 1 Средства разработки Web-сервисов

3 11. Реализация Java Web-сервисов на базе Apache Axis

3 1.2. Реализация PHP Web-сервисов на базе NuSOAP.

3.2. Web-сервисы в Web-приложениях.

3 2.1. Шаблон MVC для построения Web-приложений.

3.2.1.1. Технология JavaServer Faces (JSF)

3.2.1.4 Место Web-сервисов в шаблоне MVC

Выводы.

4. СТАТИЧЕСКАЯ И ДИНАМИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ WEB ПРОТОТИПЕ WEB-ПРИЛОЖБНИЯ

4 1 Общее описание прототипа.

4 1.1 Неформальное описание сценария.

4 1.2. Подход к реализации.

4 2. Проектирование приложения.

4 2.1. Диаграммы классов.

4 2 2 Диаграммы последовательностей

4.2.3 Схема базы данных Web-приложения «ПОЛИКЛИНИКА».

4 3. Программная реализация прототипа.

СЕРВИСОВ В

4.3.1. Настройка JSF приложения.

4.3 2. Создание JSF страниц

4.3.3. Фрагменты реализации приложений.

4.3.3.1 Команда «Запись к терапевту».

4.3.3.2 Команда «Запись к специалисту».

4 3.3 3. Взаимодействие через специальную службу (брокер)

4.3 3 4 Связывание с помощью брокера (URL).

Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Моделирование процессов динамического связывания Web-сервисов»

Web 0.0, предложенный Тимом Бернерсом-Ли автором Интернета [1], стал известен миру в 1995 г. Классический Web 1 0 пережил взлет и падение в конце 1990-х годов Стремительный рост интереса к Web 2 0 наблюдается в настоящее время.

К 2010 году ожидается Web 3.0 Под ним понимается новое поколение онлайновых приложений, предоставляющих нужную функциональность по запросу. На нижнем уровне в платформу Web 3 0 входят программные интерфейсы систем конкретных поставщиков Они интегрируются на втором уровне с помощью XML-технологий На третьем, прикладном уровне такие стандартизированные услуги объединяются провайдерами конечных систем в целостные продукты Причём в них могут входить сервисы не одного, а множества разных поставщиков. Они предоставляются в виде удобного пользовательского интерфейса (возможно, как AJAX-решение или автономный "толстый" клиент), который в платформе Web 3.0 считается уровнем 3,5.

Web 4.0 будет представлять собой развитие предыдущих платформ, но уже на более серьезном фундаменте Скорее всего, им станет Семантическая сеть, в основу которой лягут предложения консорциума W3C, — но не как структурированный набор данных со статическими описаниями их смысла, а в виде интегрированной среды, доступ к содержимому которой осуществляется через посредничество программных агентов Они возьмут на себя множество интеллектуальных функций по подбору нужных сведений, очистке от спама и выполнению всевозможных рутинных операций [2]

Компьютерные технологии, имеющие в своей основе Интернет, развиваются очень быстрыми темпами. Гранды компьютерной индустрии IBM, Microsoft, Sun Microsystems всячески подогревают интерес к этим технологиям Благодаря существенному развитию компьютерной и сетевой инфраструктуры значительный интерес проявляется к методам построения информационных систем на базе сервис ориентированной архитектуры. Web-сервисы занимают одно из центральных мест в этой архитектуре. И если компьютерные компании, в рамках создаваемых ими консорциумов, усиленно работают над выработкой отраслевых стандартов, приближающих широкое внедрение этой архитектуры, то в университетах пытаются заглянуть дальше, рассматривая, в частности, проблему динамической композиции (динамического связывания, динамической переадресации) Web-сервисов

Целью диссертации является исследование и разработка методов и инструментальных программных средств моделирования динамического связывания (динамической композиции, динамической переадресации) Web-сервисов.

Для достижения поставленной цели в диссертации решены следующие задачи.

1. Проанализированы современные методы использования Web-сервисов в информационных системах

2 Проанализировано состояние стандартизации Web-сервисов.

3. Проанализированы основные подходы к статической композиции Web-сервисов и предложения по динамической композиции Web-сервисов.

4. Разработана модель динамической композиции Web-сервисов.

5. Разработано экспериментальное приложение, в котором продемонстрированы методы статической и динамической композиции Web-сервисов

Для решения поставленных задач в диссертации использованы методы моделирования программных систем с помощью сетей Петри, методы и средства объектно-ориентированного проектирования и программирования.

В диссертации получены следующие новые научные результаты:

1. Разработана подход к динамической композиции Web-сервисов.

2 Разработаны и проанализированы модели статической и динамической композиции Web-сервисов

Основные научные результаты, выносимые на защиту:

1 Предлагаемый подход к динамической композиции Web-сервисов.

2 Методы и модели статической и динамической композиции Web-сервисов.

3 Исследование статической и динамической композиции Web-сервисов на разработанном Web-приложении

Разработанные в диссертации подходы и модели статической и динамической композиции Web-сервисов использованы в учебном процессе кафедры «Кибернетика» МИФИ в курсе для студентов Союза Мьянма «XML-технологии».

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, её научная новизна и практическая значимость, сформулирована цель работы.

В первом разделе диссертации рассматриваются основные положения технологии Web-сервисов, современные тенденции развития методов интеграции информационных систем и место Web-сервисов в этих методах. Поднимается проблема создания единого информационного пространства как основа широкого использования Web-сервисов в распределенных системах. В конце первого раздела диссертации поставлена цель и конкретные задачи диссертационного исследования

Во втором разделе диссертации развивается подход к моделированию динамической композиции Web-сервисов на базе многоцветных сетей Петри. Рассматривается вопрос создания специальной службы, осуществляющей мониторинг функциональной активности Web-сервисов, как основы динамической композиции Web-сервисов

Заключение диссертации по теме «Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей», Пхоун Найнг

Выводы

1. Реализованы два варианта динамической композиции Web-сервисов, общим для которых является включение в процесс взаимодействия клиента и сервера новой службы, названной информационным брокером.

2. В первом варианте рассматриваются функционально идентичные Web-сервисы, имеющие разные WSDL. Для реализации динамической композиции в информационном брокере создается новый сервис со «стандартным» WSDL, задачей которого является форматирование запросов в синтаксисе Web-сервиса, выбранного для реализации запроса. Клиент обращается с запросом к информационному брокеру и от него получает ответ.

3. Во втором варианте рассматриваются функционально идентичные Web-сервисы, имеющие одинаковые «стандартные» WSDL. Для реализации динамической композиции в информационном брокере создается база данных, на основании которой выбирается Web-сервис для реализации запроса. URL Web-сервиса передается клиенту, который формирует запрос к этому сервису и от него получает ответ.

4. Реализация взаимодействия Web-сервисов в виде статической композиции и динамической композиции показывает, что динамический вариант замедляет работу приложения.

Заключение

В диссертации исследована проблема моделирования процессов динамического связывания (динамической композиции, динамической переадресации) Web-сервисов

В диссертации показано, что динамическое связывание Web-сервисов наиболее эффективно при создании дополнительной службы, выполняющей функции мониторинга операционной обстановки, в которой происходит эксплуатация Web-приложений, использующих Web-сервисы Динамическая переадресация, не опирающаяся на текущий мониторинг, может производиться только на основе статических QoS характеристик Web-сервисов, которые не отражают складывающуюся ситуацию.

Разработано два варианта функционирования дополнительной службы, названной информационным брокером. В первом варианте служба представляет стандартизованный интерфейс к собственному Web-сервису, который фактически выбирает для выполнения Web-сервис третьего производителя. Этот вариант наиболее подходит к случаю, когда разработано несколько практически функционально идентичных Web-сервисов, но с разными WSDL Во втором варианте служба возвращает URL Web-сервиса, который наиболее подходит в конкретной ситуации. Этот вариант предназначен для случая, когда разработано несколько функционально идентичных Web-сервисов с идентичными WSDL

В качестве основы для архитектуры Web-приложений предлагается использовать шаблон Model-View-Controller (МУС) в исполнении Java Server Faces (JSF), так как Web-сервисы естественно вписываются в эту архитектуру в качестве команд модели.

Для демонстрации процессов динамического связывания разработаны специальные программные средства и Web-приложения на базе платформы Java и РНР, представляющие идею интеграции разнородных Web-сервисов с использованием динамической композиции

Моделирование процессов динамического связывания Web-сервисов выполнено на базе многоцветных сетей Петри Модели в виде многоцветных сетей Петри могут быть построены на разных уровнях детализации запросов клиента и ответов Web-сервиса. Задание временных задержек на переходах/дугах позволяет получить оценку времени получения ответов на запросы клиента, моделируя различные варианты динамического связывания.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Пхоун Найнг, 2007 год

1. Бернерс-Ли отец WWW // http7/www.i2r.ru/article shtml?id=5785.

2. Бобровский С , Про Web 2 0, 3 0 и 4.0 // PC WEEK/RE №48

3. Мартин Д идр, XML для профессионалов, Издательство «ЛОРИ», 2001. 866 с.

4. Скрибнер К. Understanding SOAP: The Authoritative Solution: Macmillan USA, 2000.

5. Мейнджер Д Java основы программирования: пер с англ К ■ Издательская группа BHV, 1997.-320 с.

6. Нотон П, Шилдт Г. Полный справочник по Java: Пер. с англ.- К. Диалектика, 1997 -592 с.

7. Аргерих Л и др. Профессиональное РНР программирование, 2-е издание. Пер с англ - СПб. Символ-Плюс, 2003 - 1048 с

8. Kito D Mann, JavaServer Faces in Action, Manning Publication Co , 2005r.

9. Barcia R , JavaServer Faces(JSF) vs Struts, SYS-CON Media, 2004r

10. Коналлен Д. Разработка Web-приложений с использованием UML, Вильяме, 2001, 288 с1.. Семячкин Д А. Создание веб-служб. Практическое руководство, httpV/www.gridclub ru/library/publication.2005-04-20 7926411870/publfile/

11. Suderlund Т., Sjudahl P., School of Mathematics and Systems Engineering, Reports from MSI "PHP Web Services".

12. Web Services, www w3c org/2002/ws

13. Федоров B.A, Стандарты обмена данными в электроэнергетике, Открытые системы, №9, 2005.

14. Слипер Б , Пять проблем SOA, Computerworld, №38, 2004

15. Ломазова И.А, Вложенные сети Петри: моделирование и анализ распределительных систем с обьектной структурой, Научный мир, 2004 г ., 208 с

16. Питерсон Дж , Теория сетей Петри и моделирование систем,М.: Мир, 1984 г., 264 с

17. Booch G, Rumbaugh J, Jacobson I, The Unified Modeling Language User Guide,

18. Addison-Wesley, Reading, 1999

19. Charfi A, Mezini M, Aspect-Oriented Web Service Composition with A04BPEL, In Proc. Eur. Conf. on Web Services 2004, September 2004, 168-182.

20. Chen P , The Entity-Relationship Model- Toward a Unified View of Data, ACM Trans on Database Systems, 1(1), 1976, 9-36

21. Edwards G.T, Deng G, итд, Model-Driven Configuration and Deployment of

22. Component Middleware Publish/Subscribe Services, In Proc. Int. Conf. on Generative Programming and Component Engineering, October 2004, 337-360.

23. Frankel D.S, Model Driven Architecture* Applying MDA to Enterprise Computing, Wiley, Indianapolis, 2003

24. Gubel S, Pohl С, и.тд, The COMQUAD Component Model- Enabling Dynamic Selection of Implementations by Weaving Non-Functional Aspects, In Proc. Int. Conf. on Aspect-Oriented Software Development, March 2004, 74-82

25. Graham S, Simeonov S, и т д, Building Web Services with Java, SAMS, 2002

26. Hausmann J. H, Heckel R, Lohmann M, Model-based Discovery of Web Services In Proc. IEEE Int. Conf. on Web Services, July 2004, 324-331.

27. Lopes D, Hammoudi S, Web Service in the Context of MDA, In Proc Int Conf. on Web Services, June 2003, 424-427.

28. Newcomer E, Understanding Web Services, Addison-Wesley, Indian-apolis, 2002.

29. Papazoglou M P, Georgakopoulos D, Service-Oriented Computing, Comm. of the ACM, 46(10), 2003,25-28

30. Raje R. R, Auguston M, Bryant B. R, Olson A. M, и.т.д, A Quality of Service-based Framework for Creating Distributed Heterogeneous Software Components, Concurrency and Computation. Practice and Experience, 14(12), 2002, 1009-1034

31. Sivashanmugam K, Verma K, Sheth A, Miller J, Adding Semantics to Web Services Standards, In Proc Int Conf on Web Services, June 2003, 395-401.

32. Verheecke B, Cibran M. A, Vanderperren W, Jonckers V, AOP for Dynamic Configuration and Management of Web services, Int. Journal on Web Services Research, 1(3), 2004, 25-41.

33. Zhou S, Xu С, и т д, E-R Modeler: A Database Modeling Toolkit for Eclipse, In Proc. 42nd ACM Southeast Conf, April 2004, 160-165.

34. Фонтана Д , OASIS признает UDDI, Сети, №03,2005

35. Фейгин Д., Головин С., Стандарты UDDI: новый импульс, СЮ №11,2003 г.

36. Ran S , A Model for Web Services Discovery with QoS // ACM SIGecom Exchanges, Volume 4, Issue 1 March 2003, p 1-10

37. Singhera Z U , Shah A A Extended Web Services Framework to Meet Non-Functional Requirements // ICWE'06 Workshops, July 10-14, 2006, Palo Alto, CA

38. Пхуон Найнг, Технология МУС, Научная сессия МИФИ-2004, Сб. научных трудов, т 2, изд МИФИ, М , 2004.

39. Пхуон Найнг, Мониторинг Web-сервисных приложений, Международного научно-технического семинара Алушта-2005 г, Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации Алушта, Сентябрь., 2005 г

40. Пхуон Найнг, Сервис-ориентированная архитектура, Научная сессия МИФИ-2006, Сб научных трудов, т.2, изд. МИФИ, М , 2006

41. Пхуон Найнг, Система Мониторинга для Web-сервисов, Международного научно-технического семинара Алушта-2006 г, Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации Алушта, Сентябрь , 2006 г.

42. Пхуон Найнг, Интеграция бизнес-решений с использованием Web-Сервисов, Научная сессия МИФИ-2007, Сб. научных трудов, т 2, изд.МИФИ, М., 2007.

43. Фейгин Д , Реализация бизнес-процессов в SOA, Открытие системы, №08, 2005.

44. Интеграция корпоративных приложений основные понятия, Intersoft Lab, http.//citcity ru/11132

45. Черняк JI, Мониторинг бизнес-процессов, Открытие системы, №10, 2005

46. Сешадри Г , Архитектура Модели 2, httpV/www javable com/javaworld/1299/01/.

47. Кузнецов С Д, Концептуальное проектирование реляционных баз данных сиспользованием языка UML, http //www citforum ru/database/articles/umlbases.shtml

48. Sahai A, Machiraju V, Sayal M, Jin L J, Casati F., Automated SLA Monitoring for Web Services, 2002, httpV/www hpl hp com/techreports/2002/HPL-2002-191 pdf.

49. The Apache Software Foundation, Apache Jakarta Project, http://Jakarta.apache org/.

50. DB2 Database для Linux, UNIX и Windows, Информационный центр IBM http //pubhb.boulder.ibm com/infocenter/db21uw/v9/index jsp.

51. Тауберер Д, Краткое введение в RDF, http://xmlhack.ru/texts/06/rdf-quickintro/rdf-quickintro html.

52. Интерфейсы работы с медицинским оборудованием и стандарты передачи медицинской информации, Компьютер-Информ, №23, 2006, http.//www.ci.ru/inform2306/it.htm.

53. Colan М, Service-Oriented Architecture Expands the Vision of Web Services, 2004, http //www-106 lbm com/developerworks/webservices/library/ws-soaintro.html.

54. EPRI: Common Information Model (CIM): CIM 10 Version, www epri.com/OrderableitemDesc.asp?productid=000000000001001976

55. EPRI: Generic Interface Definition (GID) Design Specification. Control Center Application Program Interface (CCAPI) Recommended Component Interface

56. Specification, www epri.com/OrderableitemDesc asp?productid=00000000000100677.

57. Дессо К , Обзор стандартов XML, httpV/baks gaz ru/oradoc/Java/XML002 htm.

58. Ogbuji U., The core standards- a foundation for the wide world of XML, http //www-128 lbm com/developerworks/library/x-standl.html

59. XML-стандарты результаты прошедшего года, http //www.iso ru/journal/articles/489.html

60. Peeters J, WSDL Tales From The Trenches, Part 1, http //webservices xml com/pub/a/ws/2003/05/27/wsdl html

61. Josephraj J., Web services choreography in practice, http //www-128 ibm com/developerworks/webservices/library/ws-choreography/index html.

62. Mitra N, SOAP Version 1 2 Part 0: Primer, http.//www.w3.org/TR/2003/REC-soapl2-part0-20030624/.

63. Mantell К, From UML to BPEL- Model Driven Architecture in a Web Services World, http //www-106.ibm com/developerworks/webservices/library/ws-uml2bpel/

64. McClanahan С «Struts Or JSF9 Struts And JSF?» httpV/blogs sun com/roller/page/craigmcc/20040927# strutsorjsfstrutsandjsf.