基于REST的Web Service在CDM中的應(yīng)用研究

張成偉 張偉航

摘 要：深圳機場協(xié)同決策系統(tǒng)（CDM）是在采集、整合機場終端運行系統(tǒng)中各單位的運行和業(yè)務(wù)信息的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)信息的發(fā)布和共享，使各單位獲得機場運行相同的情景意識，提供協(xié)同決策的基礎(chǔ)平臺。本文對實現(xiàn)該系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換的Web Service進行了介紹，并重點探討了基于REST實現(xiàn)方式的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：協(xié)同決策 Web Service REST

中圖分類號：TP39 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）02（a）-0005-02

協(xié)同決策制定CDM（Collaborative Decision Making）是指能夠采集、整合和共享航班保障運行系統(tǒng)中各單位的運行和業(yè)務(wù)信息并在此基礎(chǔ)上提供各種決策工具的平臺[1]。CDM的核心理念是聯(lián)合所有空中交通活動參與者與管理者，共同提高空中交通管理水平、機場運行效率和服務(wù)水平。

深圳空管站從2007年開始，經(jīng)過多年努力，主導(dǎo)研發(fā)了深圳航班運行協(xié)同決策系統(tǒng)（包括空管航班排序系統(tǒng)和協(xié)同決策系統(tǒng)兩部分，以下簡稱CDM），于2011年9月29日完成在深圳空管站、深圳監(jiān)管局、珠海空管站、澳門塔臺、珠海進近、深圳機場和深圳駐場各航空公司的部署工作，開始試驗運行；并于2012年5月10日通過了民航局人事科教司組織的項目成果鑒定。鑒定委員會一致認(rèn)為：該系統(tǒng)開創(chuàng)了航班運行保障新模式，填補了國內(nèi)的空白，達到了國內(nèi)領(lǐng)先水平，具有顯著的社會和經(jīng)濟效益[2]。

CDM主要采用Web Service技術(shù)在異構(gòu)系統(tǒng)間進行數(shù)據(jù)交換。過去，Web Service在CDM中的實現(xiàn)方式普遍基于XML的SOAP。本文在CDM系統(tǒng)中進行了基于REST實現(xiàn)方式的研究和應(yīng)用嘗試。

1 Web Service在CDM中的應(yīng)用

Web Service是部署在Web上的軟件組件或應(yīng)用程序，提供了某種特定的功能服務(wù)，可在Web上發(fā)布、發(fā)現(xiàn)和使用。Web服務(wù)的最大特點是：具有Internet層面上的標(biāo)準(zhǔn)描述和接口，Web Service以一種平臺和編程語言無關(guān)的方式解耦合了服務(wù)提供者和服務(wù)消費者，這一重要的特征把Web Service和其他一些綁定特定平臺和編程語言的解決方案區(qū)分開來。通過以一種標(biāo)準(zhǔn)的方式暴露接口，Web Service提高了應(yīng)用的重用性和可適配性。

CDM數(shù)據(jù)交換定義了多種報文格式，這些報文使用現(xiàn)在業(yè)界流行的XML文件格式（SOAP規(guī)范），便于擴展和應(yīng)用，每種報文用于不同的航班信息交換，如用于航班計劃交換的報文、用于氣象信息交換的報文、用于航行情報交換的報文等。

CDM系統(tǒng)對外公布Web Service接口供各個系統(tǒng)調(diào)用。Web Service接口接收各方發(fā)送的報文，并將結(jié)果返回給各個調(diào)用方。CDM數(shù)據(jù)交換接口的內(nèi)部具體處理流程分為：XML文件解析接口、數(shù)據(jù)策略接口、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)保存接口及XML日志處理接口。

CDM的網(wǎng)絡(luò)連接示意圖如圖1所示，使用基于SWIM技術(shù)的概念，CDM為中心節(jié)點，接收和提供其他系統(tǒng)所需要的信息，避免了以往蜘蛛網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使得系統(tǒng)在簡單的架構(gòu)下實現(xiàn)強大的信息交換能力。

2 REST技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

在當(dāng)前的Web Service領(lǐng)域存在著不少技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其中最主要的兩個是WS-*（SOAP）和REST。WS-*基于通訊雙方的互操作流程定義操作方法來實現(xiàn)Web Service；而REST則采用了和獲取網(wǎng)頁類似的架構(gòu)，通過定義資源采用標(biāo)準(zhǔn)HTTP來實現(xiàn)通訊雙方的互操作。

SOAP是一個基于XML定義的消息架構(gòu)和消息格式以及一套基本的處理協(xié)議。整個WS-*是由很多相關(guān)的技術(shù)規(guī)范組成的，由于這些成熟度各異的規(guī)范是由不同的標(biāo)準(zhǔn)組織來維護和支持的，因此規(guī)范之間可能是互為補充、部分重疊、甚至是相互競爭的關(guān)系。這種各模塊獨立的發(fā)展方式導(dǎo)致了WS-*變成了一個龐大并復(fù)雜的技術(shù)規(guī)范集。WS-*規(guī)范包含了很多用來支持高級功能的子規(guī)范，但了解這些規(guī)范并且真正使用的人并不在多數(shù)[3]。

REST并不是一種具體的實現(xiàn)技術(shù)，而是一種軟件架構(gòu)風(fēng)格，主要有以下特點：從資源的角度來考察整個網(wǎng)絡(luò)，每個資源有唯一標(biāo)識；使用通用的連接器接口操作資源；對資源的操作不會改變資源標(biāo)識；連接協(xié)議具有無狀態(tài)性；能夠使用Cache機制來增進性能。REST風(fēng)格幾乎是為HTTP協(xié)議量身定做的，在HTTP協(xié)議中用URI來標(biāo)識唯一的資源，用GET、PUT、POST、DELETE等動詞來操作資源，HTTP協(xié)議是無狀態(tài)協(xié)議，可以通過Cache來提高性能?；赗EST的架構(gòu)風(fēng)格，人們把它使用到了Web服務(wù)中。在目前主流的三種Web服務(wù)實現(xiàn)方案中，REST的Web服務(wù)比基于SOAP和XML-RPC方式的Web服務(wù)更加簡潔高效。它直接使用HTTP協(xié)議就可以實現(xiàn)Web服務(wù)，不需要額外的封裝協(xié)議和遠(yuǎn)程進程的調(diào)用[4]。

由于REST直接利用了現(xiàn)有成熟的W3C/IETF標(biāo)準(zhǔn)，使得人們使用它的學(xué)習(xí)成本很低。正如圖2所示那樣近幾年人們對REST的使用程度已遠(yuǎn)超SOAP。

3 REST在CDM中的應(yīng)用

目前CDM中的Web Service主要以滿足SOAP規(guī)范的XML交互數(shù)據(jù)為主，采用了JSON格式交互的REST Web Service在部分產(chǎn)品上做了嘗試。實際使用中發(fā)現(xiàn)，無論是開發(fā)的便捷程度，還是運行的效率，REST方式都要略勝一籌。由于沒有數(shù)據(jù)格式的限制，可以基于應(yīng)用需要選擇輕量級的消息格式，REST給了CDM平臺更大的自由度來對服務(wù)性能進行按需優(yōu)化。

如圖3為CDM中圖形化航班查詢界面，該模塊前臺使用基于Flex實現(xiàn)的GIS技術(shù)，將機場氣象信息與出港航班動態(tài)進行了初步融合[5]。在Flex獲取CDM后臺數(shù)據(jù)（包括航班動態(tài)信息、主要機場和目的地相關(guān)機場的天氣情況）的選用方案中，XML顯得臃腫復(fù)雜，F(xiàn)lex拆包解析XML的效率沒有JSON高效。更進一步，該模塊部分功能調(diào)用了瀏覽器的JavaScript容器運行，JavaScript對JSON的直接支持更是XML方式望塵莫及的。

4 結(jié)語

CDM需要在各種異構(gòu)系統(tǒng)間交換數(shù)據(jù)，因此Web Service的應(yīng)用場景最為普遍。SOAP/XML和REST/JSON是主要的兩種實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)格式。相對于SOAP方式的臃腫，REST方式實現(xiàn)的Web Service在深圳CDM系統(tǒng)中的應(yīng)用是簡潔有效的。根據(jù)應(yīng)用的不同需求，在目前SOAP之外再暴露一套定義良好的REST Web Service接口是一個可行的并且合理的解決方案，來使得CDM的更多應(yīng)用成為具有可交互性的服務(wù)。

參考文獻

[1] 張偉航.構(gòu)建協(xié)同決策系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺中遇到的問題和解決方法[J].民航科技，2010，1：102-104.

[2] 張成偉，李曉春，張偉航，等.深圳航班運行協(xié)同決策新模式中氣象產(chǎn)品的現(xiàn)狀和發(fā)展[J].空中交通，2012，12（增刊）：58-61.

[3] 郭峰，施德明，陶雋.REST，為企業(yè)應(yīng)用插上新翅膀[EB/OL][2013-12-5].http：//qing.blog.sina.com.cn/tj/88ca09aa330004br.html.

[4] 左超，王芳.使用Node.js開發(fā)基于JavaScript的RESTful應(yīng)用[EB/OL][2013-12-2].http：//www.ibm.com/developerworks/cn/web/1211_zuochao_nodejsrest/.

[5] Bianbian.Org.在協(xié)同決策系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)基于Flex+ArcGIS的航班天氣展示[EB/OL][2012-6-18].http：//bianbian.org/technology/364.html.