WebService 之 工作原理

一、Web Service基本概念

　　Web Service 也叫 XML Web Service，WebService 是一种可以接收从Internet或者Intranet上的其它系统中传递过来的请求，轻量级的独立的通讯技术。它是通过 SOAP在Web上提供的软件服务，使用WSDL文件进行说明，并通过UDDI进行注册。

　　1、XML：(Extensible Markup Language)扩展型可标记语言。面向短期的临时数据处理、面向万维网络，是 Soap 的基础。

　　2、Soap：(Simple Object Access Protocol)简单对象存取协议。是 Web Service 的通信协议。当用户通过UDDI找到你的WSDL描述文档后，他通过 SOAP 可以调用你建立的Web服务中的一个或多个操作。SOAP是 XML 文档形式的调用方法的规范，它可以支持不同的底层接口，像HTTP(S)或者SMTP。

　　3、WSDL：(Web Services Description Language) WSDL 文件是一个 XML 文档，用于说明一组 SOAP 消息以及如何交换这些消息。大多数情况下由软件自动生成和使用。

　　4、UDDI： (Universal Description, Discovery, and Integration) 是一个主要针对Web服务供应商和使用者的新项目。在用户能够调用Web服务之前，必须确定这个服务内包含哪些商务方法，找到被调用的接口定义，还要在服务端来编制软件，UDDI是一种根据 WSDL 描述文档来引导系统查找相应服务的机制。UDDI利用SOAP消息机制（标准的XML/HTTP）来发布，编辑，浏览以及查找注册信息。它采用XML格式来封装各种不同类型的数据，并且发送到注册中心或者由注册中心来返回需要的数据。

二、调用原理：

　　Web服务有两层含义：

　　1、是指封装成单个实体并发布到网络上的功能集合体；

　　2、是指功能集合体被调用后所提供的服务。简单地讲，Web服务是一个URL资源，客户端可以通过编程方式请求得到它的服务，而不需要知道所请求的服务是怎样实现的，这一点与传统的分布式组件对象模型不同。

　　Web服务的体系结构是基于Web服务提供者、Web服务请求者、Web服务中介者三个角色来发布、发现、绑定三个动作构建的。

　　简单地说：

　　1、Web服务提供者就是Web服务的拥有者，它耐心等待为其他服务和用户提供自己已有的功能；

　　2、Web服务请求者就是Web服务功能的使用者，它利用SOAP消息向Web服务提供者发送请求以获得服务;

　　3、Web服务中介者的作用是把一个Web服务请求者与合适的Web服务提供者联系在一起，它充当管理者的角色，一般是UDDI。

　　这三个角色是根据逻辑关系划分的，在实际应用中，角色之间很可能有交叉：一个Web服务既可以是Web服务提供者，也可以是Web服务请求者，或者二者兼而有之。

　　下图显示了Web服务角色之间的关系:

　　1、“发布”是为了让用户或其他服务知道某个Web服务的存在和相关信息;

　　2、“查找（发现）”是为了找到合适的Web服务;

　　3、“绑定”（即添加服务引用）则是在提供者与请求者之间建立某种联系。

图2-1 Web service的体系结构

　　实现一个完整的Web服务包括以下步骤：

　　[1] Web服务提供者设计实现Web服务，并将调试正确后的Web服务通过Web服务中介者发布，并在UDDI注册中心注册； （发布）

　　[2] Web服务请求者向Web服务中介者请求特定的服务，中介者根据请求查询UDDI注册中心，为请求者寻找满足请求的服务； （发现）

　　[3] Web服务中介者向Web服务请求者返回满足条件的Web服务描述信息，该描述信息用WSDL写成，各种支持Web服务的机器都能阅读；（发现）

　　[4] 利用从Web服务中介者返回的描述信息生成相应的SOAP消息，发送给Web服务提供者，以实现Web服务的调用；（绑定）

　　[5] Web服务提供者按SOAP消息执行相应的Web服务，并将服务结果返回给Web服务请求者。（绑定）

　　调用方式：

　　1. Net下采用GET/POST/SOAP 三种方式动态调用WebService：

　　1). httpget 
　　2). httppost
　　3). httpsoap

　　soap 的优点是 可以传递结构化的 数据，而前两种不行。soap 最终也是使用 HTTP 传送 XML。

　　安全：

　　在 Webservice 中的安全主要分为以下三个方面。

　　[1] 传输      SSL/HTTPS 对连接加密，而不是传输数据

　　[2] 消息      数据加密(XML Encryption)   数字签名(XML-DSIG)

　　[3] 底层架构  利用应用服务安全机制
 
　　传输时的安全是最容易被加入到你的Webservice应用中的，利用现有的 SSL 和 HTTPS 协议，就可以很容易的获得连接过程中的安全。
　　然而这种安全实现方法有两个弱点。一是它只能保证数据传输的安全，而不是数据本身的安全，数据一旦到达某地，那么就可以被任何人所查看。而在Webservice中，一份数据可能到达多个地方，而这份数据却不该被所有的接受者所查看。二是它提供的是要么全有要么全无的保护，你不能选择哪部分数据要被保护，而这种可选择性也是在Webservice中所常要用到的。
　　第二层的保护是对于消息本身的保护。你可以使用已有的XML安全扩展标准，实现数字签名的功能，从而保证你的消息是来自特定方并没有被修改过。XML文件的加密技术从更大程度上加强了Webservice的安全，它能够定制数据传输到后，能否被接受者所查看，进一步完善了传输后的安全，业界也在不断的制定Webservice的安全标准，比如SAML 和 WS-Security。
　　最后一层保护就是依靠底层架构的安全，这更多的来自于操作系统和某些中间件的保护。比如在J2EE中，主持Webservice的应用服务器。目前很多的J2EE应用服务器都支持Java Authentication and Authorization Service (JAAS)，这是最近被加入到J2SE 1.4当中的。利用主持Webservice的服务器，实现一些安全机制这是很自然的做法。另一种利用底层架构的安全方法就是，做一个独立的负责安全的服务器，Webservice的使用者和创建者都需要与之取得安全信任。

　　特点：

　　Web Service的主要目标是跨平台的可互操作性。为了实现这一目标，Web Service 完全基于XML（可扩展标记语言）、XSD（XML Schema）等独立于平台、独立于软件供应商的标准，是创建可互操作的、分布式应用程序的新平台。因此使用Web Service有许多优点:

　　1、跨防火墙的通信

　　如果应用程序有成千上万的用户，而且分布在世界各地，那么客户端和服务器之间的通信将是一个棘手的问题。因为客户端和服务器之间通常会有防火墙或者代理服务器。传统的做法是，选择用浏览器作为客户端，写下一大堆ASP页面，把应用程序的中间层暴露给最终用户。这样做的结果是开发难度大，程序很难维护。 要是客户端代码不再如此依赖于HTML表单，客户端的编程就简单多了。如果中间层组件换成Web Service的话，就可以从用户界面直接调用中间层组件，从而省掉建立ASP页面的那一步。要调用Web Service，可以直接使用Microsoft SOAP Toolkit或.net这样的SOAP客户端，也可以使用自己开发的SOAP客户端，然后把它和应用程序连接起来。不仅缩短了开发周期，还减少了代码复杂度，并能够增强应用程序的可维护性。同时，应用程序也不再需要在每次调用中间层组件时，都跳转到相应的"结果页"。

　　2、应用程序集成

　　企业级的应用程序开发者都知道，企业里经常都要把用不同语言写成的、在不同平台上运行的各种程序集成起来，而这种集成将花费很大的开发力量。应用程序经常需要从运行的一台主机上的程序中获取数据；或者把数据发送到主机或其它平台应用程序中去。即使在同一个平台上，不同软件厂商生产的各种软件也常常需要集成起来。通过Web Service，应用程序可以用标准的方法把功能和数据"暴露"出来，供其它应用程序使用。

　　XML Web services 提供了在松耦合环境中使用标准协议（HTTP、XML、SOAP 和 WSDL）交换消息的能力。消息可以是结构化的、带类型的，也可以是松散定义的。

　　3、B2B的集成

　　B2B 指的是Business to Business，as in businesses doing business with other businesses,商家(泛指企业)对商家的电子商务，即企业与企业之间通过互联网进行产品、服务及信息的交换。通俗的说法是指进行电子商务交易的供需双方都是商家(或企业、公司)，她们使用了Internet的技术或各种商务网络平台，完成商务交易的过程。

　　Web Service是B2B集成成功的关键。通过Web Service，公司可以只需把关键的商务应用"暴露"给指定的供应商和客户，就可以了，Web Service运行在Internet上，在世界任何地方都可轻易实现，其运行成本就相对较低。Web Service只是B2B集成的一个关键部分，还需要许多其它的部分才能实现集成。 用Web Service来实现B2B集成的最大好处在于可以轻易实现互操作性。只要把商务逻辑"暴露"出来，成为Web Service，就可以让任何指定的合作伙伴调用这些商务逻辑，而不管他们的系统在什么平台上运行，使用什么开发语言。这样就大大减少了花在B2B集成上的时间和成本。

　　4、软件和数据重用

　　Web Service在允许重用代码的同时，可以重用代码背后的数据。使用Web Service，再也不必像以前那样，要先从第三方购买、安装软件组件，再从应用程序中调用这些组件；只需要直接调用远端的Web Service就可以了。另一种软件重用的情况是，把好几个应用程序的功能集成起来，通过Web Service "暴露"出来，就可以非常容易地把所有这些功能都集成到你的门户站点中，为用户提供一个统一的、友好的界面。 可以在应用程序中使用第三方的Web Service 提供的功能，也可以把自己的应用程序功能通过Web Service 提供给别人。两种情况下，都可以重用代码和代码背后的数据。

　　从以上论述可以看出，Web Service 在通过Web进行互操作或远程调用的时候是最有用的。不过，也有一些情况，Web Service根本不能带来任何好处，Web Service有一下缺点：

　　[1]单机应用程序

　　目前，企业和个人还使用着很多桌面应用程序。其中一些只需要与本机上的其它程序通信。在这种情况下，最好就不要用Web Service，只要用本地的API就可以了。COM非常适合于在这种情况下工作，因为它既小又快。运行在同一台服务器上的服务器软件也是这样。当然Web Service 也能用在这些场合，但那样不仅消耗太大，而且不会带来任何好处。

　　[2]局域网的一些应用程序

　　在许多应用中，所有的程序都是在Windows平台下使用COM，都运行在同一个局域网上。在这些程序里，使用DCOM会比SOAP/HTTP有效得多。与此相类似，如果一个.net程序要连接到局域网上的另一个.net程序，应该使用.net Remoting。其实在.net Remoting中，也可以指定使用SOAP/HTTP来进行Web Service 调用。不过最好还是直接通过TCP进行RPC调用，那样会有效得多。

　　XML Web Service的应用

　　1.最初的 XML Web Service 通常是可以方便地并入应用程序的信息来源，如股票价格、天气预报、体育成绩等等。

　　2.以 XML Web Service 方式提供现有应用程序，可以构建新的、更强大的应用程序，并利用 XML Web Service 作为构造块。

　　例如，用户可以开发一个采购应用程序，以自动获取来自不同供应商的价格信息，从而使用户可以选择供应商，提交订单，然后跟踪货物的运输，直至收到货物。而供应商的应用程序除了在Web上提供服务外，还可以使用XML Web Service检查客户的信用、收取货款，并与货运公司办理货运手续。

　　SOAP消息格式：

<?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:Header>
        <m:Trans xmlns:m="http://www.w3schools.com/transaction/"
            soap:mustUnderstand="1">234
        </m:Trans>
    </soap:Header>
    <soap:Body>
        <m:GetPrice xmlns:m="http://www.w3schools.com/prices">
            <m:Item>Apples</m:Item>
        </m:GetPrice>
    </soap:Body>
</soap:Envelope>