基于UDDI的網絡軟件系統集成模式與實現設計

楊新鵬，鄧新莉

（1.長城汽車股份有限公司技術中心河北省汽車工程技術研究中心，河北保定071000；2.重慶廣播電視大學，重慶400052）

基于UDDI的網絡軟件系統集成模式與實現設計

楊新鵬1，鄧新莉2

（1.長城汽車股份有限公司技術中心河北省汽車工程技術研究中心，河北保定071000；2.重慶廣播電視大學，重慶400052）

為了克服網絡環境下異構軟件系統難以集成，探討了一種基于UDDI的系統集成框架。基于UDDI，討論了資源發現和描述機制；基于資源集成服務研究了采用SOA及Web服務等的關鍵技術。以典型的應用為例，借助工程實踐驗證了上述探討實現模式及設計方法的實用性和合理性。應用案例研究結果表明：該集成模式有利于促進軟件系統的高效利用和快速共享。

UDDI；SOA；Web服務；異構系統集成

隨著網絡技術的飛速發展，Web在企業信息化服務中有了廣泛的應用，人們更加關注互聯網上異構系統的軟件系統集成［1－5］。異構系統集成涉及面廣，幾乎覆蓋了所有分布在互聯網絡上的各種異構軟件資源以及它們互相之間的交互與通信，但因為沒有統一的集成平臺難以實現企業信息化服務系統的協同工作和信息共享。對此，許多學者都深入研究了互聯網絡上的異構系統集成問題：文獻［6］研究了分布式UDDI（universal description，discovery and integration）注冊的動態管理；文獻［7］討論了UDDI系統外部匹配；文獻［8］討論了UDDI的注冊性能；文獻［9］研究了驗證Web服務的應用增強UDDI；文獻［10］研究了兩層硅異構系統集成的應用；文獻［11］研究了組合異構系統的集成技術。總之，異構系統集成已成為互聯網絡上各種異構軟件資源的重點研究課題。因此，基于不同的平臺、語言和對象模型等在Web上發布和檢索軟件資源，并借以實現其間的有效數據交換與互操作已成為迫在眉睫的應用研究重要課題。該問題涵蓋了大量的研究課題，但本文只側重于網絡軟件異構集成中存在的快速網絡信息共享和有效利用的問題，結合工程實踐，探討了一種基于頂層設計的UDDI系統集成框架。

1 基于UDDI的系統集成框架設計

1.1 基于UDDI系統集成框架

基于UDDI的系統集成框架如圖1所示。該框架由3部分組成：提供層、集成層和用戶層，旨在建立一個第三方系統的集成平臺，實現各個用戶應用軟件之間的可互操作性，從而滿足用戶對動態資源檢索和業務定制的特殊需求。

1）系統提供層

基于存儲庫，系統提供層負責提供智力、軟件和硬件等資源，其提供的邏輯運行容器包括一系列的應用、中間件系統、二次包裝標準和其他相應的包裝工具等。該框架基于Web服務，提供層被封裝成Web服務的應用系統，借助各接口將系統服務發布到UDDI注冊中心。

2）系統集成層

基于UDDI系統集成框架系統集成層的核心層包括UDDI注冊中心模型、動態業務流程管理中心、數據組織和系統集成支持工具等，該層為整個集成平臺提供了一個穩定、優化的運行控制機制，使之可快速、靈活地滿足客戶和市場需求以提高企業的競爭力。

3）用戶層

基于應用支持層的框架，用戶層為制造企業和個人使用UDDI注冊中心的用戶提供了集成的用戶界面，借此可促進產品的協同開發，以滿足用戶對所需服務的查詢需求。

圖1 基于UDDI的系統集成框架

1.2 集成模型

UDDI注冊中心負責收集與網絡、應用服務提供商和企業的注冊系統資源，形成一個包括資源的概念、功能和性質以及發布分類服務信息到具有UDDI協議公共資源中心的知識庫，以支持在指定序列中的查詢和搜索，并形成匹配的映射機制。其操作程序模型如圖2所示。

1）當一個應用系統需要集成時，集成平臺界面首先調用WSDL（web services description language）服務描述，然后借助SOAP（simple object access protocol）消息將服務發布到UDDI注冊中心。如果注冊是私有的，應用程序的集成局限于一個企業內；如果注冊是公共的，那么它可以實現不同企業之間的異構系統的集成，包括現有的的應用程序集成，或者新開發的Web服務應用程序集成。如果應用程序是一個現有的應用程序，應用程序必須將其打包成一個Web服務組件。具體步驟如下：首先是生成WSDL文件用以描述系統功能和調用方法；接著是生成基于SOAP服務器端的服務框架；然后是開發現有系統的適配器；最后利用UDDIAPI將服務描述文件發送到UDDI注冊中心。

圖2 系統集成模式的操作模型

2）如果資源請求者需要的是一個完整的業務流程時，則業務流程定義模塊在UDDI注冊中心首先查詢所需資源并定義相應流程，然后在執行時讀取相應流程定義模板，并執行進程調度。對動態綁定的子過程與業務流程集成引擎，可按照執行過程中相應數據的上下文動態地選擇適當的服務啟動相應的軟件，完成客戶的整個業務請求。

3）在系統集成過程中有各種各樣的數據和信息，不同的數據對應不同的數據表示和訪問方法。中心可對其進行組織管理，并提供統一的訪問接口。

2 系統集成模式的實現

2.1 UDDI注冊中心的模型

UDDI協議是一個開放和基于網絡的新一代電子商務技術標準。主要目標是創建一個全球性、獨立于平臺和具有開放性的體系結構，使各個企業能夠有相互的了解，因此它定義了在互聯網上如何相互進行交互，以實現共享全球業務注冊的信息。UDDI是一個公共注冊，它是系統集成框架的核心技術。用UDDI注冊中心作為集成技術平臺，多個應用軟件資源可以以一種常見的方式發布，當然，這些軟件資源也可實時動態地被發現和集成。公司用戶可通過調用一組基于SOAP的XML API發現的技術數據與UDDI進行交互，以便調用和集成這些服務。UDDI注冊中心模型如圖3所示。

圖3 UDDI注冊中心模型結構

當一個企業發布應用服務資源時，已經描述了所需數據類型、提供服務資源的接口和具有WSDL的結構，結合提供的相關描述和相關數據就可構成需要系統注冊表登記的UDDI注冊。當調用軟件資源包裝為Web服務時，其過程是：借助互聯網搜索獲取用WSDL描述的接口和Web服務地址，用WSDL描述數據完成地址連接后，就可借助協議綁定Web服務中的遠程對象以實現資源請求的發送和響應的接收。

2.2 BPEL動態業務流程管理

系統集成是整合所有異構應用系統以完成特定業務的過程，因此有必要整合一系列的相互關聯、跨部門、跨企業的業務或任務，以形成一個業務流程，所以BPEL（business process execution language）的業務流程服務是解決問題的關鍵技術。BPEL，即Web服務業務流程執行語言的縮寫（BPELWS），其定位為Web服務的集成標準。借助BPEL可以創建不同的如Web服務調用、查找故障、操作數據等活動以完成某些任務，然后將這些活動連接起來就可以創建更復雜的過程。活動可嵌套到一個結構化的活動中，因此它定義了活動的運行模式。結構化活動不僅可以串行運行，也可以并行運行。作為一個可執行的流程執行語言，BPEL的作用是將一組現有的服務定義為一個新的Web服務，其動態業務流程管理模型如圖4所示。

3 應用案例

上述的集成模式與實現設計方法已成功地應用于網絡化制造服務。某企業電氣設備網絡化制造服務平臺上建立了一個基于互聯網的電氣設備協同產品開發集成支持系統，其軟件資源集成支持系統的體系結構如圖5所示。

圖4 Web動態業務流程管理模型

圖5 某企業軟件資源集成支持系統架構

圖5中，軟件資源集成支持系統包括網絡化協同產品開發資源中心、UDDI注冊中心、協同工作支撐子系統、虛擬研究院的建立和管理系統等。軟件資源由基于虛擬研究院的Web服務建立的支撐系統、基于Web服務的協同產品開發項目管理系統以及基于Web服務的網絡化協同支持系統等組成。

1）虛擬研究院的建立基于Web服務支持系統，其中企業也可以加入產品虛擬研究院開發的其他企業申請審核，其職責是向公眾和虛擬研究院會員發布虛擬研究院的管理信息，等等。

2）該系統提供了基于網絡的協同產品設計任務，可以將企業引入虛擬研究院的產品設計項目管理。該系統包括了項目設置、項目變更管理、項目日志管理等功能。

3）基于Web服務的協同開發管理系統，可以實現包括項目數據的上傳、下載和共享等功能。

4）協同支持系統由可視化子系統和電子郵箱子系統組成。前者為項目成員提供了可視化的協作環境，可以確保信息準確、及時地傳遞，它包括了語音通信與視頻系統、文本對話和應用程序共享等；后者用于實現虛擬成員間的電子郵件傳遞。

借助使用上述支持系統，目前已完成了多個新產品的開發。例如：在某新產品開發過程中，某集團設計部是項目的主管，負責對產品的整體設計、電氣設計、裝配設計和工藝設計；相關專業電力設計院負責概念設計和產品審核程序；某制造工程研究院負責復雜三維零件設計；某機械廠負責復雜鈑金件的設計；其他特邀專家、客戶等通過網絡虛擬研究院也可在任何時間了解產品的整個開發過程和制造建議等，工作流程如圖6所示。

4 結束語

本文探討了一種基于UDDI的系統集成框架。基于Web的服務可以為企業提供一個開放、統一的企業集成平臺。然而，由于SOA和UDDI標準體系目前尚不完善以及基于UDDI的應用集成模式在很多方面仍有待細化，因此進一步的工作將主要聚集于擴展UDDI發現、集成機制、驗證以及改善企業內部框架的研究。

圖6 產品協同開發過程示意圖

［1］ 沈鑫，楊振東，何宏，等.基于WEB的油料決算管理

系統設計與實現［J］.重慶理工大學學報（自然科學），2015（5）：78－81.

［2］ 方強，曾暢，鞏常蘭，等.基于WEB的質量特性設計支持系統研究［J］.四川兵工學報，2013，34（10）：12-15.

［3］ 侯青，張廣泉，HOUQING，等.一種支持QOS約束的WEB服務發現模型［J］.重慶師范大學學報（自然科學版），2011，28（2）：56-61.

［4］ 張正柱，劉林真.基于WEB SERVICE的煙花溯源查詢系統的設計與實現［J］.重慶理工大學學報（自然科學），2015（2）：82－85.

［5］ 李偉華，張自力，肖文.一種基于本體的支持QOS的WEB服務組合方法［J］.西南師范大學學報（自然科學版），2011，36（2）：89-93.

［6］ MAAMAR ZW，BADR L K，ELNAFFAR Y S.Messengers for the dynamic management of distributed UDDI registries［C］／／Intelligent Networking and Collaborative Systems，INCOS’09.International Conference on，2009：24-30.

［7］ COLGRAVE JA，GOODWIN R R.External matching in UDDI［C］／／Web Services，2004 Proceedings.［S.l.］：IEEE，2004：226－233.

［8］ BRIAN B M，AMY L S，MICHAEL zur M，et al.The Performance of UDDI Registries［C］／／System Sciences，2007.HICSS 2007.40th Annual Hawaii International Conference on.2007：171c.

［9］ TSAI W T，PAULR，CAO Y Z，et al.Verification of Web services using an enhanced UDDI server［C］／／Object-O-riented Real-Time Dependable Systems，2003.Proceedings of the Eighth International Workshop on.2003：131.

［10］Lapisa M A Z，Gehner A S F，NiklausF G.Hidden-hinge micro-mirror arrays made by heterogeneous integration of two mono-crystalline silicon layers［C］／／Micro Electro Mechanical Systems（MEMS）.［S.l.］：IEEE 24th International Conference.2011：696-699.

［11］FORSBERG F R，STEMME N，NIKLAUS F G.Heterogeneous integration technology for combination of different wafer sizes using an expandable handle substrate［C］／／Micro Electro Mechanical Systems（MEMS）.［S.l.］：IEEE 24th International Conference on.2011：268-271.

（責任編輯劉 舸）

Integration M ode and Imp lem entation Design of Network Software System Based on UDDI

YANG Xin-peng1，DENG Xin-li2

（1.Automobile Engineering Technical Center of Hebei，R＆D Center of Great Wall Motor Company，Baoding 071000，China；2.Chongqing Radio＆TV University，Chongqing 400052，China）

In order to overcome the difficulty of integration of heterogeneous software systems in the network environment，the paper explores a sort of system integration framework based on UDDI.It discusses on resource discovery and description mechanism based on UDDI，and explores the mechanism of the resource description and discovery，and studies the key technologies of SOA and web services.Taking the typical applications as an example，it validates the practicality and rationality of the implementation mode.Application case study shows that the integrated mode is conducive to the promotion of efficient use of software systems and rapid sharing.

UDDI；SOA；Web service；heterogeneous system integration

TP18

A

1674－8425（2016）12－0135－05

10.3969／j.issn.1674－8425（z）.2016.12.021

2016－10－15

重慶市教委科技項目（KJ1603811）

楊新鵬（1980—），男，碩士，高級工程師，主要從事機電一體化控制與管理系統集成研究，E-mail：155138155＠qq.com。

楊新鵬，鄧新莉.基于UDDI的網絡軟件系統集成模式與實現設計［J］.重慶理工大學學報（自然科學），2016（12）：135－139.

format：YANG Xin-peng，DENG Xin-li.Integration Mode and Implementation Design of Network Software System Based on UDDI［J］.Journal of Chongqing University of Technology（Natural Science），2016（12）：135－139.