王瀚博++許知博

摘要：Web Service作為最流行的遠(yuǎn)程調(diào)用技術(shù)，對(duì)配電網(wǎng)企業(yè)信息集成系統(tǒng)意義重大。本文針對(duì)配電網(wǎng)企業(yè)典型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，提出了一種基于SOA的Web Service架構(gòu)設(shè)計(jì)、特征模型和特征規(guī)范，應(yīng)用于配電網(wǎng)企業(yè)信息集成系統(tǒng)建設(shè)。

關(guān)鍵詞：Web Service；架構(gòu)設(shè)計(jì)；特征模型；配電網(wǎng)企業(yè)

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2015）17-0221-02

Implementation and Application of Service Web in Distribution Network

WANG Han-bo， XU Zhi-bo

（Shaanxi Local Power（Group） Co.， Ltd.， Xi'an 710061， China）

Abstract： Service Web is the most popular remote call technology， which is of great significance to the distribution network enterprise information integration system. In this paper， a Web based Service SOA architecture is proposed， which is based on the typical network environment of the distribution network.

Key words： Service Web； architecture design； feature model； distribution network enterprise

配電網(wǎng)企業(yè)建設(shè)信息集成系統(tǒng)解決信息孤島問(wèn)題，信息集成系統(tǒng)基于面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)（Service Oriented Architecture， SOA），在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下通過(guò)發(fā)布服務(wù)、注冊(cè)服務(wù)、調(diào)用服務(wù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，因此網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（Web Service）設(shè)計(jì)成為決定信息集成系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵。

1 Web Service介紹

Web Service作為最流行的遠(yuǎn)程調(diào)用技術(shù)，主要用來(lái)解決不同硬件平臺(tái)、不同操作系統(tǒng)、不同軟件架構(gòu)、不同開(kāi)發(fā)語(yǔ)言的應(yīng)用系統(tǒng)交互問(wèn)題，在信息集成系統(tǒng)適配的各種數(shù)據(jù)交換協(xié)議中具有標(biāo)準(zhǔn)化、跨平臺(tái)、開(kāi)放性、易部署等特點(diǎn)[1]。

Web Service技術(shù)是信息集成系統(tǒng)的基礎(chǔ)，一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)可以使用Web Service技術(shù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)調(diào)用另一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的應(yīng)用程序編程接口。Web Service技術(shù)的核心是可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言架構(gòu)（XML Schemas Definition， XSD）、簡(jiǎn)單對(duì)象訪問(wèn)協(xié)議（Simple Object Access Protocol， SOAP）和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)描述語(yǔ)言（Web Services Description Language， WSDL）。Web Service使用通用描述發(fā)現(xiàn)集成服務(wù)（Universal Description Discovery and Integration，UDDI）實(shí)現(xiàn)服務(wù)的注冊(cè)、發(fā)布和調(diào)用。

1.1 XSD

Web Services使用可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言（Extensible Markup Language， XML）封裝交互的數(shù)據(jù)，包括調(diào)用的對(duì)象，對(duì)象的函數(shù)、傳遞的參數(shù)，返回的結(jié)果等。XML解決了Web Service數(shù)據(jù)表示的問(wèn)題，但是沒(méi)有定義數(shù)據(jù)類型標(biāo)準(zhǔn)，XSD定義了Web Service的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型。使用任何開(kāi)發(fā)語(yǔ)言構(gòu)建的Web Service其數(shù)據(jù)類型必須轉(zhuǎn)換為XSD類型。

1.2 SOAP

Web Services使用SOAP定義交互數(shù)據(jù)格式及傳輸協(xié)議方式。SOAP是一種基于XML和XSD的輕量級(jí)協(xié)議，在Web Service中SOAP通常使用HTTP作為傳輸協(xié)議，因此SOAP 可以看作HTTP與XML的組合。XML是SOAP的編碼方式，SOAP是XML的數(shù)據(jù)格式，一條SOAP消息就是一個(gè)包含Envelope、Header、Body、Fault四類元素的XML文檔。

1.3 WSDL

Web Services使用WSDL描述函數(shù)、參數(shù)、返回值等應(yīng)用程序編程結(jié)構(gòu)。WSDL也是一種基于XML和XSD的輕量級(jí)協(xié)議，一個(gè)完整的WSDL描述包括八類基本元素：消息類型（Type）、消息（Message）、消息參數(shù)（Part）、操作（Operation）、端口（Port）、端口類型（Port Type）、綁定（Binding）和服務(wù)（Service）。

2 Web Service架構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 配電網(wǎng)企業(yè)典型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

配電網(wǎng)企業(yè)典型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境一般由調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)、管理信息網(wǎng)和公共互聯(lián)網(wǎng)三張網(wǎng)組成[2]。調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)從變電站到各單位調(diào)度機(jī)構(gòu)，再到第一級(jí)調(diào)度中心，承載生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)；管理信息網(wǎng)從企業(yè)總部到二級(jí)單位，再到下級(jí)單位，覆蓋供電所營(yíng)業(yè)廳，承載營(yíng)銷、客服、基建、OA、財(cái)務(wù)等系統(tǒng)面向內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)；公共互聯(lián)網(wǎng)承載門(mén)戶網(wǎng)站等系統(tǒng)面向外部的數(shù)據(jù)訪問(wèn)業(yè)務(wù)。調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)與管理信息網(wǎng)和公共互聯(lián)網(wǎng)物理隔離，管理信息網(wǎng)與公共互聯(lián)網(wǎng)邏輯隔離。

2.2 Web Service架構(gòu)設(shè)計(jì)

針對(duì)配電網(wǎng)企業(yè)典型網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，基于SOA的Web Service架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

應(yīng)用系統(tǒng)位于不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，可以作為服務(wù)請(qǐng)求者，也可以作為服務(wù)提供者，或者同時(shí)作為服務(wù)的請(qǐng)求者和提供者。對(duì)于按照Web Service標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)的新系統(tǒng)，可以直接使用SOAP協(xié)議通過(guò)UDDI注冊(cè)、發(fā)布或調(diào)用Web Service；對(duì)于未按Web Service標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)的舊系統(tǒng)，可以通過(guò)XSD編譯器和WSDL編譯器對(duì)服務(wù)進(jìn)行封裝或解析，再使用SOAP協(xié)議通過(guò)UDDI注冊(cè)、發(fā)布或調(diào)用Web Service。

圖 1 基于SOA的Web Service架構(gòu)設(shè)計(jì)

在調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)中的應(yīng)用系統(tǒng)需要通過(guò)正反向隔離裝置將Web Service發(fā)布到隔離區(qū)（Demilitarized Zone， DMZ）后再使用HTTP協(xié)議進(jìn)行傳輸。在管理信息網(wǎng)中的應(yīng)用系統(tǒng)可以直接使用HTTP協(xié)議進(jìn)行傳輸。在公共互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用系統(tǒng)必須使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)安全協(xié)議（WS-Security SOAP）對(duì)內(nèi)容進(jìn)行加密或解密后再使用HTTPS協(xié)議進(jìn)行傳輸。UDDI在管理信息網(wǎng)上運(yùn)行，是整個(gè)Web Service架構(gòu)的核心。

3 Web Service特征模型

適配圖1所示W(wǎng)eb Service架構(gòu)的Web Service特征模型如圖2所示。

Web Service的特征模型采用了模型——視圖——控制器（Model-View-Controller，MVC）風(fēng)格，將一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的Web Service模型分為特征、接口和連接子三個(gè)部分，特征和接口通過(guò)獨(dú)立的連接子連接在一起。

MVC風(fēng)格的Web Service特征模型分離Web Service的內(nèi)部信息存儲(chǔ)與外部信息顯示與修改，實(shí)現(xiàn)了Web Service特征與接口的獨(dú)立性，提高了Web Service特征和接口的復(fù)用性。

3.1 接口

接口是Web Service信息通信機(jī)制，是Web Service與外界交互的唯一途徑[3]。特征模型的目標(biāo)是在構(gòu)造Web Service時(shí)可以像使用即插即用的硬件設(shè)備一樣，因此每一個(gè)接口必須符合統(tǒng)一的接口規(guī)約。Web Service和接口之間是多對(duì)多的關(guān)系，即一個(gè)Web Service可以提供一個(gè)或多個(gè)接口，而不同的Web Service又可以提供同樣的接口完成遠(yuǎn)程調(diào)用行為。

Web Service接口分為Get接口和Set接口兩種類型。Get接口是對(duì)MVC中控制器概念的精化，處理輸入的控制流和數(shù)據(jù)流，Get接口的行為影響模型的狀態(tài)，是被Web Service使用的接口，即Web Service向其它Web Service請(qǐng)求服務(wù)時(shí)要遵循的接口。Set接口是對(duì)MVC中視圖概念的精化，處理輸出的控制流和數(shù)據(jù)流，Set接口定義了一個(gè)更新過(guò)程，是由Web Service實(shí)現(xiàn)的接口，這意味著Web Service的Set接口是給其它Web Service提供服務(wù)的。

3.2 連接子

連接子顯式地描述了Web Service之間的交互關(guān)系或交互協(xié)議，提供了一種在較高抽象層次上設(shè)計(jì)Web Service特征并提供Web Service服務(wù)的方式。在Web Service特征模型中，連接子有外部接口和內(nèi)部規(guī)約兩個(gè)部分，并可以擁有自己的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，然而連接子只能有一組相關(guān)聯(lián)的接口，只能在一個(gè)Web Service交互行為中起作用。因此Web Service特征模型中的連接子是一個(gè)中介元素，將接口和模型連接起來(lái)，采用連接子的目的是分離模型的核心元素與接口規(guī)范，提高模型的可復(fù)用性，在不同的應(yīng)用中匹配不同的接口，而不必修改模型。

3.3 特征規(guī)范

Web Service的特征規(guī)范被定義為一個(gè)六元組M = 。其中I是標(biāo)識(shí)符（Identifier），用來(lái)區(qū)別不同的特征模型；Ps是發(fā)布服務(wù)（Publishing Service）的集合，表示W(wǎng)eb Service實(shí)現(xiàn)的服務(wù)；Is（Invoking Services）是調(diào)用服務(wù)的集合，表示W(wǎng)eb Service滿足的服務(wù)；S是Web Service的服務(wù)（Service）集合，描述Web Service服務(wù)；P是Web Service的屬性（Property）集合，描述Web Service特征；R是Web Service的角色（Role），描述Web Service端口、連接子與模型的關(guān)系。

4 配電網(wǎng)企業(yè)Web Services設(shè)計(jì)原則

配電網(wǎng)企業(yè)既有一般大型企業(yè)信息化共性特征，又有能源企業(yè)信息化個(gè)性特征，特別是在安全性、可靠性和可用性方面具有更高的要求，因此在進(jìn)行Web Service設(shè)計(jì)時(shí)必須遵循以下原則。

4.1 安全性原則

Web Service往往涉及多個(gè)系統(tǒng)，安全性是一個(gè)非常重要的問(wèn)題，在設(shè)計(jì)中要遵循國(guó)家安全等級(jí)保護(hù)制度中的安全規(guī)范，在技術(shù)方案的上也要體現(xiàn)安全性的要求選擇成熟的方案。

4.2 方向性原則

Web Service最終要為業(yè)務(wù)提供服務(wù)，因此在設(shè)計(jì)上一定要結(jié)合業(yè)務(wù)的發(fā)展方向，充分考慮到企業(yè)當(dāng)前的應(yīng)用系統(tǒng)現(xiàn)狀以及未來(lái)的業(yè)務(wù)發(fā)展要求。

4.3 開(kāi)放性原則

開(kāi)放的Web Service已經(jīng)成為必然的發(fā)展方向，因此在設(shè)計(jì)上需要對(duì)Web Service的可擴(kuò)展性、動(dòng)態(tài)調(diào)配、靈活部署等方面進(jìn)行分析，使之成為一個(gè)彈性的應(yīng)用系統(tǒng)交互平臺(tái)。

5 結(jié)語(yǔ)

Web Service是實(shí)現(xiàn)信息集成系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，基于SOA的Web Service架構(gòu)設(shè)計(jì)、特征模型和特征規(guī)范能夠指導(dǎo)Web Service的開(kāi)發(fā)，將有效提升配電網(wǎng)企業(yè)的信息化水平。

參考文獻(xiàn)：

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