网络服务(Web Services)
什么是网络服务(Web Services)
可以通过以下方式定义 Web Services:
- 它是用于通信的客户端-服务器应用程序或应用程序组件。
- 两个设备之间通过网络进行通信的方法。
- 它是用于可互操作的机器对机器通信的软件系统。
- 它是用于在两个设备或应用程序之间交换信息的标准或协议的集合。
让我们通过下图来理解它:
如图所示,Java、.net 和 PHP 应用程序可以通过网络通过 Web 服务与其他应用程序进行通信。例如,Java 应用程序可以与 Java、.Net 和 PHP 应用程序进行交互。因此,Web服务是一种独立于编程语言的通信方式。
webService三要素
SOAP(Simple Object Access Protocol)、 WSDL ( W eb S ervices D escription L anguage )、 UDDI ( U niversal D escription D iscovery and I ntegration )之一, soap用来描述传递信息的格式, WSDL 用来描述如何访问具体的接口, uddi用来管理,分发,查询webService 。具体实现可以搜索 Web Services简单实例 ; SOAP 可以和现存的许多因特网协议和格式结合使用,包括超文本传输协议(HTTP),简单邮件传输协议(SMTP),多用途网际邮件扩充协议(MIME)。它还支持从消息系统到远程过程调用(RPC)等大量的应用程序。SOAP使用基于XML的数据结构和超文本传输协议(HTTP)的组合定义了一个标准的方法来使用Internet上各种不同操作环境中的分布式对象。
网络服务的类型
主要有两种类型的 Web 服务。
- SOAP Web 服务。
- RESTful Web 服务。
SOAP(简单对象访问协议)[1]
简单对象访问协议是交换数据的一种协议规范,是一种轻量的、简单的、基于XML(标准通用标记语言下的一个子集)的协议,它被设计成在WEB上交换结构化的和固化的信息。
- 基于类对象的传输协议。
- SOAP 封装 (envelop),它定义了一个框架,描述消息中的内容是什么,是谁发送的,谁应当接受并处理它以及如何处理它们;
- SOAP 编码规则 (encoding rules),它定义了一种序列化机制,用于表示应用程序需要使用的数据类型的实例;
- SOAP RPC表示(RPC representation),它定了一个协定,用于表示远程过程调用和应答;
- SOAP绑定(binding),它定义了SOAP使用哪种协议交换信息。使用HTTP/TCP/UDP协议都可以。
把SOAP绑定到HTTP提供了同时利用SOAP的样式和分散的灵活性的特点以及HTTP的丰富的特征库的优点。在HTTP上传送SOAP并不是说SOAP会覆盖现有的HTTP语义,而是HTTP上的SOAP语义会自然的映射到HTTP语义。在使用HTTP作为协议绑定的场合中,RPC请求映射到HTTP请求上,而RPC应答映射到HTTP应答。然而,在RPC上使用SOAP并不仅限于HTTP协议绑定。
协议结构
主要在web服务中运用。
语法规则
构建模块
一条 SOAP 消息就是一个普通的 XML 文档,包含下列元素:
- 必需的 Envelope 元素,可把此 XML 文档标识为一条 SOAP 消息
- 可选的 Header 元素,包含头部信息
- 必需的 Body 元素,包含所有的调用和响应信息
- 可选的 Fault 元素,提供有关在处理此消息所发生错误的信息
SOAP语法规则
这里是一些重要的语法规则:
- SOAP 消息必须用 XML 来编码
- SOAP 消息必须使用 SOAP Envelope 命名空间
- SOAP 消息必须使用 SOAP Encoding 命名空间
- SOAP 消息不能包含 DTD 引用
- SOAP 消息不能包含 XML 处理指令
消息基本结构
核心技术
SOAP采用了已经广泛使用的两个协议:HTTP 和XML(标准通用标记语言下的一个子集)。HTTP用于实现 SOAP 的RPC 风格的传输, 而XML 是它的编码模式。采用几行代码和一个XML 解析器, HTTP 服务器( MS 的 IIS 或 Apache) 立刻成为SOAP 的 ORBS。SOAP 通讯协议使用 HTTP 来发送XML 格式的信息。HTTP与RPC 的协议很相似,它简单、 配置广泛,并且对防火墙比其它协议更容易发挥作用。HTTP 请求一般由 Web 服务器软件(如 IIS 和Apache)来处理, 但越来越多的应用服务器产品正在支持HTTP。XML 作为一个更好的网络数据表达方式( NDR)。SOAP 把 XML 的使用代码化为请求和响应参数编码模式, 并用HTTP 作传输。具体地讲, 一个SOAP 方法可以简单地看作遵循SOAP编码规则的HTTP请求和响应, 一个 SOAP终端则可以看作一个基于HTTP 的URL, 它用来识别方法调用的目标。像CORBA/ IIOP一样, SOAP不需要具体的对象绑定到一个给定的终端, 而是由具体实现程序来决定怎样把对象终端标识符映像到服务器端的对象。
优点
- 可扩展的。SOAP 无需中断已有的应用程序, SOAP 客户端、 服务器和协议自身都能发展。而且SOAP 能极好地支持中间介质和层次化的体系结构。
- 简单的。客户端发送一个请求,调用相应的对象, 然后服务器返回结果。这些消息是XML 格式的,并且封装成符合HTTP 协议的消息。因此,它符合任何路由器、 防火墙或代理服务器的要求。
- 完全和厂商无关。SOAP可以相对于平台、 操作系统、 目标模型和编程语言独立实现。另外,传输和语言绑定以及数据编码的参数选择都是由具体的实现决定的。
- 与编程语言无关。SOAP 可以使用任何语言来完成,只要客户端发送正确SOAP 请求( 也就是说, 传递一个合适的参数给一个实际的远端服务器)。SOAP 没有对象模型,应用程序可以捆绑在任何对象模型中。
- 与平台无关。SOAP 可以在任何操作系统中无需改动正常运行。
RESTful[2]
定义
RESTFUL是一种网络应用程序的设计风格和开发方式,基于HTTP,可以使用XML格式定义或JSON格式定义。RESTFUL适用于移动互联网厂商作为业务接口的场景,实现第三方OTT调用移动网络资源的功能,动作类型为新增、变更、删除所调用资源。
REST(英文: Representational State Transfer ,简称REST)描述了一个架构样式的网络系统,比如 web 应用程序。
REST 指的是一组架构约束条件和原则。满足这些约束条件和原则的应用程序或设计就是 RESTful。
Web 应用程序最重要的 REST 原则是,客户端和服务器之间的交互在请求之间是无状态的。从客户端到服务器的每个请求都必须包含理解请求所必需的信息。如果服务器在请求之间的任何时间点重启,客户端不会得到通知。此外,无状态请求可以由任何可用服务器回答,这十分适合云计算之类的环境。客户端可以缓存数据以改进性能。
在服务器端,应用程序状态和功能可以分为各种资源。资源是一个有趣的概念实体,它向客户端公开。资源的例子有:应用程序对象、数据库记录、算法等等。每个资源都使用 URI (Universal Resource Identifier) 得到一个唯一的地址。所有资源都共享统一的接口,以便在客户端和服务器之间传输状态。使用的是标准的 HTTP 方法,比如 GET、PUT、POST 和 DELETE。Hypermedia 是应用程序状态的引擎,资源表示通过超链接互联。
特点
RESTFUL特点包括:
1、每一个URI代表1种资源;
2、客户端使用GET、POST、PUT、DELETE4个表示操作方式的动词对服务端资源进行操作:GET用来获取资源,POST用来新建资源(也可以用于更新资源),PUT用来更新资源,DELETE用来删除资源;
3、通过操作资源的表现形式来操作资源;
4、资源的表现形式是XML或者HTML;
5、客户端与服务端之间的交互在请求之间是无状态的,从客户端到服务端的每个请求都必须包含理解请求所必需的信息。
RESTful与 RPC
使用 RPC 样式架构构建的基于 SOAP 的 Web 服务成为实现 SOA 最常用的方法。RPC 样式的 Web 服务客户端将一个装满数据的信封(包括方法和参数信息)通过 HTTP 发送到服务器。服务器打开信封并使用传入参数执行指定的方法。方法的结果打包到一个信封并作为响应发回客户端。客户端收到响应并打开信封。每个对象都有自己独特的方法以及仅公开一个 URI 的 RPC 样式 Web 服务,URI 表示单个端点。它忽略 HTTP 的大部分特性且仅支持 POST 方法。
由于轻量级以及通过 HTTP 直接传输数据的特性,Web 服务的 RESTful 方法已经成为最常见的替代方法。可以使用各种语言(比如 Java 程序、Perl、Ruby、Python、PHP 和 Javascript[包括 Ajax])实现客户端。RESTful Web 服务通常可以通过自动客户端或代表用户的应用程序访问。但是,这种服务的简便性让用户能够与之直接交互,使用它们的 Web 浏览器构建一个 GET URL 并读取返回的内容。
在 REST 样式的 Web 服务中,每个资源都有一个地址。资源本身都是方法调用的目标,方法列表对所有资源都是一样的。这些方法都是标准方法,包括 HTTP GET、POST、PUT、DELETE,还可能包括 HEAD 和 OPTIONS。
在 RPC 样式的架构中,关注点在于方法,而在 REST 样式的架构中,关注点在于资源 —— 将使用标准方法检索并操作信息片段(使用表示的形式)。资源表示形式在表示形式中使用超链接互联。
Leonard Richardson 和 Sam Ruby 在他们的著作 RESTful Web Services 中引入了术语 REST-RPC 混合架构。REST-RPC 混合 Web 服务不使用信封包装方法、参数和数据,而是直接通过 HTTP 传输数据,这与 REST 样式的 Web 服务是类似的。但是它不使用标准的 HTTP 方法操作资源。它在 HTTP 请求的 URI 部分存储方法信息。好几个知名的 Web 服务,比如 Yahoo 的 Flickr API 和 Delicious API 都使用这种混合架构。
RESTful架构
RESTful架构是对MVC架构改进后所形成的一种架构,通过使用事先定义好的接口与不同的服务联系起来。在RESTful架构中,浏览器使用POST,DELETE,PUT和GET四种请求方式分别对指定的URL资源进行增删改查操作。因此,RESTful是通过URI实现对资源的管理及访问,具有扩展性强、结构清晰的特点。
RESTful架构将服务器分成前端服务器和后端服务器两部分,前端服务器为用户提供无模型的视图;后端服务器为前端服务器提供接口。浏览器向前端服务器请求视图,通过视图中包含的AJAX函数发起接口请求获取模型。
项目开发引入RESTful架构,利于团队并行开发。在RESTful架构中,将多数HTTP请求转移到前端服务器上,降低服务器的负荷,使视图获取后端模型失败也能呈现。但RESTful架构却不适用于所有的项目,当项目比较小时无需使用RESTful架构,项目变得更加复杂。
网络服务功能
基于 XML
Web 服务在数据描述层和数据传输层使用 XML。使用 XML 可排除任何网络、操作系统或平台绑定。基于 Web 服务的操作在其核心级别具有极高的互操作性。
松耦合
Web 服务的客户端不直接固定到 Web 服务。Web 服务接口可以随着时间的推移支持创新,而无需协商客户端与服务通信的能力。紧密耦合的系统意味着客户端和服务器逻辑彼此紧密相连,这表明如果一个接口发生更改,则必须更新另一个接口。接受松散耦合的架构往往会使软件系统更易于管理,并允许各种系统之间更直接的集成。
粗粒
面向对象的技术(如Java)通过单独的方法公开其功能。特定流程的操作太精细,无法在公司级别提供任何合适的功能。从头开始构建 Java 程序需要创建各种细粒度函数,然后将这些函数收集到由客户端或其他服务使用的粗粒度角色中。
企业和他们证明的接口应该是粗粒度的。Web 服务技术实现了一种定义粗粒度服务的自然方法,这些服务接近适量的业务逻辑。
能够同步或异步
同步性指定客户端与函数执行的绑定。在同步调用中,客户端在继续之前会阻塞并延迟完成其服务。异步操作授予客户端调用任务,然后执行其他函数的权限。
异步客户端在稍后的时间点获取其结果,而同步客户端在服务完成后接收其效果。异步功能是启用松散耦合系统的基本方法。
支持远程过程调用 (RPC)
Web 服务允许使用者使用基于 XML 的协议在远程对象上调用过程、函数和方法。远程系统公开 Web 服务必须支持的输入和输出框架。
在过去几年中,通过Enterprise JavaBeans(EJB)和.NET Components进行组件开发已成为体系结构和企业部署的一部分。这两种技术都是通过各种 RPC 机制分配和访问的。
Web 函数通过提供自己的服务(等效于传统角色的服务)或将传入调用转换为对 EJB 或 .NET 组件的调用来支持 RPC。
支持文档交换
XML 的基本优点之一是它不仅表示数据而且表示复杂文档的通用方式。这些文档可以像描述当前地址一样简单,也可以像定义整本书或报价请求 (RFQ) 一样复杂。Web 服务支持文档的透明传输,以促进业务集成。
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