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《解放军信息工程大学》 2009年
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基于REST的Web服务架构理论与技术研究

冯新扬  
【摘要】:随着经济全球化进程的加快和企业信息化建设的发展,跨地域、跨行业的IT协作越来越多,这使得在分布式系统中实现异构信息的共享成为一个迫切需求。Web服务由于具备标准化、互操作能力强等特性,成为了目前实现异构数据集成的主流技术。SOA作为Web服务的架构也越来越多的被用于信息共享系统的建设。但SOA是一种RPC风格的服务架构,其中的服务都被抽象为离散的过程,系统间的互操作需通过远程调用过程来实现。这种方式在大规模的分布式应用中,会遇到扩展性不足、交互性能较低、建设成本过高等问题。针对这些问题,本文围绕Web服务架构进行了一系列的理论和技术研究。 本文的主要工作如下: 1.在研究了架构、架构风格等相关理论的基础上,揭示了Web服务架构与架构、软件架构间的传承关系,阐明了架构风格在架构设计中的重要作用。剖析了Web之所以能够成为超大规模的信息共享平台,其架构背后所蕴含的架构属性,介绍了为Web架构带来这些属性的架构风格——表述性状态转移(REpresentational State Transfer, REST)。 2.基于REST架构风格,提出了面向REST式服务的架构(RESTful Services-Oriented Architecture, RSOA)。详述了RSOA中的设计原则和架构元素,并对RSOA和SOA进行了深入的比较,指出了RSOA的优势所在。 3.针对同一个服务需求,分别给出了REST式服务和RPC式服务的设计实现,并通过比较指出了二者的区别。在工作流和有限状态自动机的概念基础上,给出了REST式服务工作流的定义和形式化描述,并结合一个实际业务流程描述了其状态转移过程。 4.通过与其他常用表述格式的比较,说明了RDFa是一种适合RSOA的语义表述规范,提供了带有RDFa标注的语义表述。对REST式服务的描述和发现问题进行了探讨,分别基于URI模板和Yadis协议设计了适合RSOA的服务描述和发现方法。 本文主要创新点包括: 1.将人类Web中的成功因素,引入到可编程Web的设计领域中,基于REST架构风格,提出了新的Web服务架构RSOA。 2.定义了REST式服务工作流的概念,该工作流符合RSOA的设计原则,使用超媒体作为应用状态的引擎。同时,给出了REST式服务工作流的形式化描述。 3.利用RDFa为REST式服务表述添加语义,改进了REST式服务表述的自描述性。 4.采用URI模板和Yadis协议,设计出符合REST风格的服务描述和服务发现方法,完善了RSOA架构的技术体系。 本文的研究成果在铁路公用基础信息平台中的应用表明:采用RSOA架构的系统具备良好的可扩展性,成本低廉,且无平台依赖性,RSOA能够满足在大规模分布式环境下的应用需求。RSOA架构在设计原则、语义表述、服务的描述与发现等方面,都遵循了REST架构风格。这使得可编程Web与人类Web在架构设计层面保持了一致性,为可编程Web和人类Web的统一奠定了基础。
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