基于Web Service的數據共享交換平臺

韋杰

摘要

介紹Web Service技術的組成及體系結構，探討基于WebService技術和SOA架構的數據共享交換技術，研究設計跨網絡、跨區域、跨部門的政務數據共享交換平臺，實現2個不同網絡之間的數據互聯互通，實現不同平臺的業務系統進行數據交換，促進各單位業務協同。

【關鍵詞】Web Service XML 數據交換

1 引言

當前，電子政務己成為各級行政機關履行職能，推動社會管理和公共服務的有力手段，在加快政府職能轉變、提高政府辦事效率、增強政府服務能力、促進政務公開和廉政建設等方面發揮了越來越重要的作用。但由于各地區各部門在建設本單位政務信息系統的過程中，處在不同的時期，采用不同的工具，依托不同的平臺，參照不同的技術標準，開發了一個個不同平臺的系統，產生了不一致的數據格式，導致各部門信息化系統條狀分割、各自為政的管理模式，部門間信息系統建設相對分散、封閉，各行業信息系統“縱強橫弱”的現狀。目前單個部門單個系統獨力運行的模式已經不能滿足部門業務工作的需求，更多的業務工作需要多個部門聯合協作，需要部門間的政務信息系統共享交換數據、協同處理，共同完成一項審批工作。

Web Service是一種部署在Web上的對象，建立在以XML為主的、開放的Web技術規范基礎上，是分布式的計算技術，可創建交互操作的分布式應用程序平臺，滿足政府部門多個物理隔離網絡的數據傳輸，符合網絡安全的要求，有效提供異構數據共享交換的解決方案。

2 XML和Web Service概述

2.1 XML

XML（eXtensible Markup Language，可擴展標記語言）是一個精簡的SGML子集，包括XSL（可擴展格式語言）和XLL（ExtensibleLinking Language，可擴展鏈接語言），將SGML的豐富功能與HTML的易用性結合到W亡b的應用中，提供一種描述結構化數據的方法，定義數據本身的結構和數據類型。XML具有以下特點：

2.1.1 良好的可讀性

XML語法規則簡單、嚴格，所用的標記不是預定義，用戶可以自定義標記。

2.1.2 數據內容與顯示形式分離

XML能夠在HTML文件之外將數據存儲在文檔中，與樣式表文件分離，方便數據的存儲和樣式的修改。

2.1.3 良好的擴展性

XML可實現跨平臺、跨系統的數據共享和交換，以純文本格式存儲的數據，易讀、也便于記錄、調試，兼容不同應用平臺、不同操作系統，實現多個系統之間數據共享與交換。

2.2 Web Service技術

Web Service使用XML作為數據封裝的基本格式，基于XML的文本協議，可消除各種不同的組件模型、操作系統和編程語言之間存在的差異，建立可交互操作的分布式應用程序的新平臺，實現不同平臺的信息化系統協同工作。用戶可以用任何語言，在任何平臺上編寫所需要的Web服務。使用者可以通過編程方式請求得到返回的信息，而無需知道所請求的服務是如何實現的。Web Service的應用程序具有以下特點：

2.2.1 封裝性

Web Service的對象進行了良好的封裝，使用者僅能看到該對象提供的功能列表，不用了解該對象內部的結構。

2.2.2 松散耦合

Web Service提供的是調用接口，內部程序的修改對于使用都來說是透明的。

2.2.3 規范性

Web Service基于XML消息交換，使用開放的標準協議進行描述、傳輸和交換，界面調用規范，易于理解。

Web Service體系結構是基于SOA和Internet協議，實現與兼容應用程序之間的交互操作，基于服務提供者、服務注冊中心、服務請求者三種邏輯角色，實現角色之間的發布、查找、綁定等交互操作（如圖1所示）。服務提供者定義Web Service的服務描述并發布到服務請求者或服務注冊中心，對服務請求者進行響應。服務請求者利用服務注冊中心查找所需的服務，并使用服務描述與服務提供者進行綁定，然后調用Web Service接口實現交互。服務注冊中心為服務提供者發布服務描述，為服務請求提供服務檢索，是一種可選的角色。

SOAP（Simple Object Access Protocol，簡單對象訪問協議）是一種基于XML的協議，是分布式系統之間交換信息的方法。SOAP不定義應用語議，基于XML和XSD標準定義一種序列化的編碼規則，通過HTTP協議傳輸SOAP消息，通過模塊化的包裝模型和對模塊中特定格式數據的重編碼機制來表示應用語義，實現遠程過程調用和應答。SOAP消息由SOAP信封、SOAP編碼規則、SOAP RPC表示、SOAP綁定四部分組成，從發送端到接收端單向傳輸，不需要綁定到特定的協議，可運行在HTTP、SMTP，FTP等協議。

WSDL（Web Service DescriptionLanguage，Web Service描述語言）是一種描述Web Service的接口、語義、綁定地址、傳入和傳出消息類型等功能特征的語言，是使用XML編寫的文檔，描述了Web Service提供者提供的服務的端口、傳遞的數據類型和結構、操作類型等信息，便于Web Service請求者的調用。WSDL的文檔內容主要包括抽象定義和具體描述2部分。

UDDI（Universal Description ，Discoveryand Integration，統一描述、發現集成）是一種基于Web的分布式的Web Service信息注冊中心的實現規范，是一種目錄服務，建立注冊與查找的機制。Web Service提供者可通過UDDI進行注冊。Web Service請求者可以通過UDDI進行檢索。

3 基于Web Service的數據共享交換平臺

3.1 數據共享交換平臺框架結構

數據共享交換平臺依托云平臺的基礎設施，基于SOA架構，采用Web Service技術進行組件和應用系統的包裝，按部署方式包括交換中心、交換節點、數據前置機，按邏輯功能包括通信層、數據層、業務層。數據共享交換平臺通過Web service的服務請求和調用，實現數據的交換和共享，資源使用者通過RESTAPI接口獲取相應的數據，不用研究資源提供者的平臺（如圖2所示）。

通信層向下屏蔽復雜各異的物理網絡，向上提供安全可靠的端到端通信接口，為整個交換平臺的底層通信提供支撐。通信層將一臺通用服務器或者云上的一臺虛擬主機封裝為交換平臺使用的節點。節點與節點之間采用基于HTTP協議的REST Web Service進行基本通信，基于REST Web Service實現拓撲管理、橋接中繼、消息轉發等底層功能，并在此基礎上，設計、實現、封裝出一套基于消息的端到端可靠通信協議。通信層主要功能包括節點連接管理、虛擬路由管理、傳輸密鑰管理、通信安全、交換控制。

數據層是數據共享交換平臺的核心部分，為資源提供者提供Orcal、SQL Service、MySQL、DB2、Sybase、達夢等主流關系型數據的驅動接口，提供文件夾共享、SFTP的接口，提供Web服務的調用接口，對數據交換的記錄進行存儲。數據層的主要功能包括數據接口管理、交換日志管理、數據發布管理、元數據管理等。

業務層基于統一規范的服務接口、服務調度，提供數據注冊、數據調用、數據采集、數據申請（授權）等功能，實現數據的共享與交換。資源提供者在業務層注冊資源的名稱、數據項、共享范圍、共享條件、接口類型。資源使用者通過可視化界面搜索資源，采用API的方式調用數據，以XML格式的文件，發送請求，調用數據。

3.2 數據共享交換平臺的交換方式

數據資源提供者的前置機存儲共享的數據或發布服務接口，并在自身的交換節點注冊數據資源，交換中心將數據資源提供者共享的數據發布到每個交換節點，數據資源使用者通過自身的交換節點查看探索到共享數據的接口，并通過API接口調用數據或發送Web服務請求（如圖3所示）。

數據共享交換平臺中，一個交換中心可以連接多個交換節點，一個交換節點只能連接一個交換中心，不允許與多個交換中心連接。交換節點與交換中心的連接，首先由交換節點向交換中心發送申請，交換中心授權接入后，將交換節點信息加入鄰接節點列表中。每個節點的信息包括節點類型、入網編號、IP地址、主端口號，單位名稱、連接狀態。

3.3 跨網交換

基于Web Service的數據共享交換平臺，可以通過光閘實現跨越物理隔離的網絡的數據共享與交換，符合網絡安全的要求，可確保數據的正常、安全傳輸。光閘兩側分別部署一個交換中心。兩個交換中心通過REST WebService協議進行通信和消息傳輸（如圖4所示）。

4 數據共享交換平臺的應用

按照省級電子公文系統建設的要求，在不影響各單位原有的辦文系統功能結構的條件下，對各單位的辦文系統進行整合，采用基于Web Service的數據共享交換平臺實現電子公文的傳輸與交換，實現電子公文統一平臺、統一規范交換，實現不同辦文系統統一接口接收、發送本單位的電子公文。在電子公文交換過程中，A單位的辦文系統按照統一的XML標簽，將公文標題、文號、發送日期、接收單位、接收單位標識等基本信息和公文的正文、附件等內容封裝成生成XML文件包，存儲在本單位的前置機。A單位的交換節點自動監測并解析XML文件包，讀取轉發的下一個交換節點地址，并發送到交換中心。交換中心負責轉發到下一個交換節點，B單位的交換節點收到XML文件包后，將XML包存儲在B單位的前置機，B單位的辦文系統對XML文件包進行解析后，通過本單位的辦文系統進行簽收，并向A單位反饋簽收成功的信息。

省級數據共享交換平臺建成啟用以來，以較低成本實現了60多個單位辦文系統的電子公文數據傳輸與交換，解決了不同單位的辦文系統不兼容的問題，提高了公文流轉的速度，加快了省級無紙化的步伐。

5 結束語

本文結合當前使用廣泛的Web Service技術，解決不同平臺、不同網絡的業務系統之間數據交換的問題，提出了跨層級、跨部門、跨網絡、跨平臺的數據共享交換平臺的設計，結合云平臺提出了數據共享交換平臺的部署方式。數據共享交換平臺可應用于省、市單位部門，促進政務數據的共享與交換、實現業務系統大整合，推進單位部門之間的業務協同。

參考文獻

[1]王濤.數據共享與數據交換系統的設計與實現[D].大連理工大學，2015.

[2]劉嘉.基于XML和Web Services數據交換系統的設計與實現[D].華南農業大學，2016.

[3]張宗平，張泳，秦慧.基于Web Services的數據交換平臺的應用研究[J].現代計算機（專業版），2011（15）.

[4]劉媛媛.基于XML和Web Services的電子政務數據交換平臺的實現研究[7]，電子技術與軟件工程，2015（13）.

[5]閔潔，劉麗娟.基于XML+Web Service的異構數據交換技術研究[J].電子知識與技術，2011（26）.