WSRF标准规范体系研究，本文主要内容关键词为：标准规范论文,体系论文,WSRF论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
【分类号】TP393
1 WSRF缘起
Web服务(Web Services)的初衷试图强调某个Web服务的请求者只需关注该服务的接口描述而无需明确服务内部的运行机制，然而，Web服务实际上还管理着与“状态”有关的一系列文档、数据，开发者也不得不从Web服务接口消息中获取有状态资源的标识符才能实现对状态的调用和操作[1]。这导致Web服务的实际应用过程无法回避状态的存在，而用一种标准方式明确地表述Web服务与状态之间的关系就显得格外重要。
作为构建开放网格服务体系结构[2](Open Grid Service Architecture,OGSA，为网格环境中要提供的总体结构和服务定义了标准)的基础设施，开放网格服务基础设施(Open Grid Service Infrastructure,OGSI)与Web Services结合日益紧密，Web服务领域指出了OGSI的4点不足[3]：
(1)OGSI标准规范中内容繁杂，各功能模块无法分别独立应用；
(2)OGSI与现有的Web Services和XML工具无法很好地配合工作；
(3)OGSI过于强调面向对象的思路，它将有状态资源也抽象为一种Web服务，导致服务的标识符、生命周期等属性同资源的状态属性混合在同一个Web服务对象中，使两者之间的关系含混不清，不利于以后运行中的管理和调配；
(4)OGSI发布之时超前引入WSDL2.0，而基于WSDL1.1的Web Services运行环境和各种工具很难为OGSI提供支持。
鉴于以上原因，网格计算领域于2004年1月提出了一组Web服务规范——Web服务资源框架(Web Service Resource Framework,WSRF[4])。WSRF充分借用Web Services的观念和方式成功重构了OGSI的结构，改变了OGSI的内容，丰富了OGSI的内涵，使OGSI向着Web Services的方向发展。从WSRF和WS-Notification[5-7] 替代OGSI可见，本质上，WSRF源于OGSI，是利用新的Web Services标准特别是WS-Addressing[8] 对OGSI的重构和发展。而且WSRF也将取代OGSI的位置，作为一种新的基础设施，为基于Web Services的OGSA提供更广泛、更强大的支持(如图1所示)。可以说，WSRF既充分利用了已有Web服务领域的各种成果，又吸纳了网格技术，可以支持网格的需求，为网格与Web的发展建立了一个共同的基础。
图1 WSRF和WS-Notification替代OGSI成为OGSA新的基础
2 WSRF标准规范的内容
2.1 WS-Resource和隐性资源模式
WSRF在Web服务环境中对状态进行建模，即提出WS-Resource的概念。WS-Resource被定义为Web服务和有状态资源的组合[9]，它具有两个特点：
(1)组件状态用XML文档描述，使用XML文档定义它和Web服务的接口类型；
(2)采用“隐性模式”寻址和访问有状态资源，通过WS-Addressing的端点引用(Endpoint Reference,EPR)来寻址。
在隐性资源模式(Implied Resource Pattern)中，有状态资源标识符被封装在端点引用中，用来识别在执行Web服务消息交换的过程中所使用的有状态资源。WSRF通过约定的Web服务机制来使WS-Resource可以被声明、创建、访问、监测改变和销毁，但是并不需要WS-Resource中与有状态资源关联的Web服务具有状态消息处理器的功能。
图2说明了通过隐性资源模式创建WS-Resource的过程[10]。隐性资源模式的“隐性”是指：对客户端来说，不需要了解有状态资源标识符(标识符代表有状态资源的身份信息，用来识别有状态资源)的内容，有状态资源标识符只是对被访问的Web服务有意义，由Web服务以一种特殊方式去识别在请求过程中使用的WS-Resource。“模式”是指它们之间的关系是用现有的常规Web服务技术(如XML、WSDL)来约束的[9]。
图2 通过隐性资源模式创建WS-Resource的过程
2.2 WSRF包含的5个子规范
WSRF是一个包含5个技术规范的集合[9，11-15]，它根据特定的Web服务消息交换和相关的XML定义确定了WS-Resource方法的标准化描述。表1列出了这5个技术规范，总体思想[9] 是：
(1)WS-ResourceLifetime：WS-Resource的销毁可以与销毁请求同步，也可以通过调度析构机制来定时销毁，而且指定的资源特性可以被用来检查和监测WS-Resource的生存期；
(2)WS-ResourceProperties：WS-Resource的类型定义可以由Web服务的接口描述和XML资源特性文档组成，并且可以通过Web服务消息交换来查询和更改WS-Resource的状态属性；
(3)WS-RenewableReferences：如果Web服务端点引用所包含的寻址或者策略信息变得无效或者陈旧可以被更新；
(4)WS-ServiceGroup：无论服务是否是WS-Resource类型都可以定义成异构的、通过引用访问的Web服务集合；
(5)WS-BaseFaults：通过基本错误的XML Schema的使用，规范基本错误类型的应用规则，使错误报告更加标准化。
3 WSRF与OGSI、WSMF的比较分析
3.1 WSRF与OGSI比较研究
WSRF和OGSI都是描述服务和资源的一种基础框架，两者都注重如何通过Web服务接口管理有状态资源。两者使用的WSDL接口定义在语法上甚至在语义上很相似。另外，两者用来创建、寻址、观测、操作、销毁网格服务和WS-Resource的方法本质上也是相同的。然而，WSRF和OGSI在服务和资源的标识问题上、生命周期的管理问题上、服务小组的管理问题上和错误处理的问题上又有一些不同之处。可以这样说，从整体上看，由于WSRF是OGSI的重构和发展，两者的总体设计思路十分相近，只是在一些个别问题的具体处理上会有些差异。表2将WSRF和OGSI作了比较全面的比较[16]，从中可以发现一些细微而具体的不同之处。
3.2 WSRF与WSMF比较研究
Web Services向语义方面发展已是不争的事实，2005年8月，W3C就有工作组提出要将WSRF进行语义扩展(WSRF-S)。除了WSRF目前在向语义性进行扩展外，这里不得不提及Web Services领域中早已关注语义性数年的另一个Web Services基础框架规范——WSMF(Web Services Modeling Framework)。同WSRF一样，WSMF也是一个家族规范，包含3个成员，即WSMO(Web Services Modeling Ontology)、WSMX(Web Services Modeling Execution Environment)和WSML(Web Services Modeling Language)，虽然Web服务体系对WSRF和WSMF的功能及非功能需求大体上是一致的：在功能需求上，两者都支持同步和异步消息交换，异构和自治系统整合，还有服务的发布、配置、发现和调用，数据的匹配和过程的协调；在非功能需求上，两者都必须对服务请求方透明，而且具有充分的有效性、安全性、可靠性，保证网络资源和服务最大限度地利用，网络交互过程能顺利进行[17]，但是两者在设计思路和具体细节上仍存在很多差异。由于WSRF和WSMF的目标定位不同，因而各自的特点也不同。表3分别在目的、重点、Resource的含义、耦合性、异构处理和运行环境等6个方面对WSRF和WSMF作了对比。
通过前面对WSRF和WSMF的特点和异同点的分析，可以看到，WSRF和WSMF在语义网格服务的架构过程中是一种互为补充的关系。如图3所示，WSRF在水平方向起到基础支撑作用，它解决网格服务中服务和资源的捆绑问题；WSMF在垂直方向起到语义扩展作用，它逐层渗透到网格服务的各个层次中，实现在语义环境中服务的本体描述以及服务的自动发现、调用、组合。
图3 实现语义网格服务过程中WSRF和WSMF互为补充的关系
4 结语
WSRF是一组Web服务规范和约定，用来描述分布式环境中的有状态资源与Web服务的关系。WSRF引入有状态资源的概念，规定通过一个由Web服务地址和资源标识符组成的端点引用来访问WS-Resource，并提出用WS-Resource方式创建、管理有状态资源的方法。WSRF通过对Web服务属性文档操作来对状态进行检查和设置，通过信息交换来管理有状态资源的生命周期[10]。WSRF还能在交互中遇到错误时使用统一的错误处理机制处理错误。
WSRF是OGSI对新的Web服务标准特别是WS-Addressing的重构和发展，在整体框架、功能划分、功能描述等方面两者十分相似，WSRF的很多内容、思想都是从OGSI借鉴过来的。然而，WSRF也根据Web服务的实际状况和需求作了一些变动和改进，特别是WSRF克服了OGSI的3个主要的不足之处，从整体上看，WSRF更能满足Web服务发展的需要。
作为Web Services体系中的两个基本框架规范，WSRF和WSMF都是围绕Web服务这个核心，处理与Web服务相关的若干问题，因此，它们存在的意义非常相似，只是两者在设计思路和具体细节上存在很多差异。其实，WSRF和WSMF在语义网格服务的架构过程中是一种互为补充的关系，尤其是DERI[18] 的WSMO工作组已经在2005年8月提出了WSRF语义扩展的草案[19]。可以预计，WSRF未来的一个发展趋势是结合WSMF向语义网方向发展。
自2004年WSRF被提出到2006年被OASIS采纳为正式标准，国内外的很多著名组织、机构、大学和公司都在努力促进WSRF的实现。GT4、CGSP、Apache系列和WSRF.NET是世界各大有影响力的组织机构在实现基于WSRF的网格服务和Web服务方面所做的研究、开发工作，具有一定的代表性。值得一提的是，中国教育科研网格开发的CGSP较早的遵循WSRF标准规范，使得我们国家在网格服务领域走在了国际前列。