基于Web Service的数据共享交换平台

韦杰

摘要

介绍Web Service技术的组成及体系结构，探讨基于WebService技术和SOA架构的数据共享交换技术，研究设计跨网络、跨区域、跨部门的政务数据共享交换平台，实现2个不同网络之间的数据互联互通，实现不同平台的业务系统进行数据交换，促进各单位业务协同。

【关键词】Web Service XML 数据交换

1 引言

当前，电子政务己成为各级行政机关履行职能，推动社会管理和公共服务的有力手段，在加快政府职能转变、提高政府办事效率、增强政府服务能力、促进政务公开和廉政建设等方面发挥了越来越重要的作用。但由于各地区各部门在建设本单位政务信息系统的过程中，处在不同的时期，采用不同的工具，依托不同的平台，参照不同的技术标准，开发了一个个不同平台的系统，产生了不一致的数据格式，导致各部门信息化系统条状分割、各自为政的管理模式，部门间信息系统建设相对分散、封闭，各行业信息系统“纵强横弱”的现状。目前单个部门单个系统独力运行的模式已经不能满足部门业务工作的需求，更多的业务工作需要多个部门联合协作，需要部门间的政务信息系统共享交换数据、协同处理，共同完成一项审批工作。

Web Service是一种部署在Web上的对象，建立在以XML为主的、开放的Web技术规范基础上，是分布式的计算技术，可创建交互操作的分布式应用程序平台，满足政府部门多个物理隔离网络的数据传输，符合网络安全的要求，有效提供异构数据共享交换的解决方案。

2 XML和Web Service概述

2.1 XML

XML（eXtensible Markup Language，可扩展标记语言）是一个精简的SGML子集，包括XSL（可扩展格式语言）和XLL（ExtensibleLinking Language，可扩展链接语言），将SGML的丰富功能与HTML的易用性结合到W亡b的应用中，提供一种描述结构化数据的方法，定义数据本身的结构和数据类型。XML具有以下特点：

2.1.1 良好的可读性

XML语法规则简单、严格，所用的标记不是预定义，用户可以自定义标记。

2.1.2 数据内容与显示形式分离

XML能够在HTML文件之外将数据存储在文档中，与样式表文件分离，方便数据的存储和样式的修改。

2.1.3 良好的扩展性

XML可实现跨平台、跨系统的数据共享和交换，以纯文本格式存储的数据，易读、也便于记录、调试，兼容不同应用平台、不同操作系统，实现多个系统之间数据共享与交换。

2.2 Web Service技术

Web Service使用XML作为数据封装的基本格式，基于XML的文本协议，可消除各种不同的组件模型、操作系统和编程语言之间存在的差异，建立可交互操作的分布式应用程序的新平台，实现不同平台的信息化系统协同工作。用户可以用任何语言，在任何平台上编写所需要的Web服务。使用者可以通过编程方式请求得到返回的信息，而无需知道所请求的服务是如何实现的。Web Service的应用程序具有以下特点：

2.2.1 封装性

Web Service的对象进行了良好的封装，使用者仅能看到该对象提供的功能列表，不用了解该对象内部的结构。

2.2.2 松散耦合

Web Service提供的是调用接口，内部程序的修改对于使用都来说是透明的。

2.2.3 规范性

Web Service基于XML消息交换，使用开放的标准协议进行描述、传输和交换，界面调用规范，易于理解。

Web Service体系结构是基于SOA和Internet协议，实现与兼容应用程序之间的交互操作，基于服务提供者、服务注册中心、服务请求者三种逻辑角色，实现角色之间的发布、查找、绑定等交互操作（如图1所示）。服务提供者定義Web Service的服务描述并发布到服务请求者或服务注册中心，对服务请求者进行响应。服务请求者利用服务注册中心查找所需的服务，并使用服务描述与服务提供者进行绑定，然后调用Web Service接口实现交互。服务注册中心为服务提供者发布服务描述，为服务请求提供服务检索，是一种可选的角色。

SOAP（Simple Object Access Protocol，简单对象访问协议）是一种基于XML的协议，是分布式系统之间交换信息的方法。SOAP不定义应用语议，基于XML和XSD标准定义一种序列化的编码规则，通过HTTP协议传输SOAP消息，通过模块化的包装模型和对模块中特定格式数据的重编码机制来表示应用语义，实现远程过程调用和应答。SOAP消息由SOAP信封、SOAP编码规则、SOAP RPC表示、SOAP绑定四部分组成，从发送端到接收端单向传输，不需要绑定到特定的协议，可运行在HTTP、SMTP，FTP等协议。

WSDL（Web Service DescriptionLanguage，Web Service描述语言）是一种描述Web Service的接口、语义、绑定地址、传入和传出消息类型等功能特征的语言，是使用XML编写的文档，描述了Web Service提供者提供的服务的端口、传递的数据类型和结构、操作类型等信息，便于Web Service请求者的调用。WSDL的文档内容主要包括抽象定义和具体描述2部分。

UDDI（Universal Description ，Discoveryand Integration，统一描述、发现集成）是一种基于Web的分布式的Web Service信息注册中心的实现规范，是一种目录服务，建立注册与查找的机制。Web Service提供者可通过UDDI进行注册。Web Service请求者可以通过UDDI进行检索。

3 基于Web Service的数据共享交换平台

3.1 数据共享交换平台框架结构

数据共享交换平台依托云平台的基础设施，基于SOA架构，采用Web Service技术进行组件和应用系统的包装，按部署方式包括交换中心、交换节点、数据前置机，按逻辑功能包括通信层、数据层、业务层。数据共享交换平台通过Web service的服务请求和调用，实现数据的交换和共享，资源使用者通过RESTAPI接口获取相应的数据，不用研究资源提供者的平台（如图2所示）。

通信层向下屏蔽复杂各异的物理网络，向上提供安全可靠的端到端通信接口，为整个交换平台的底层通信提供支撑。通信层将一台通用服务器或者云上的一台虚拟主机封装为交换平台使用的节点。节点与节点之间采用基于HTTP协议的REST Web Service进行基本通信，基于REST Web Service实现拓扑管理、桥接中继、消息转发等底层功能，并在此基础上，设计、实现、封装出一套基于消息的端到端可靠通信协议。通信层主要功能包括节点连接管理、虚拟路由管理、传输密钥管理、通信安全、交换控制。

数据层是数据共享交换平台的核心部分，为资源提供者提供Orcal、SQL Service、MySQL、DB2、Sybase、达梦等主流关系型数据的驱动接口，提供文件夹共享、SFTP的接口，提供Web服务的调用接口，对数据交换的记录进行存储。数据层的主要功能包括数据接口管理、交换日志管理、数据发布管理、元数据管理等。

业务层基于统一规范的服务接口、服务调度，提供数据注册、数据调用、数据采集、数据申请（授权）等功能，实现数据的共享与交换。资源提供者在业务层注册资源的名称、数据项、共享范围、共享条件、接口类型。资源使用者通过可视化界面搜索资源，采用API的方式调用数据，以XML格式的文件，发送请求，调用数据。

3.2 数据共享交换平台的交换方式

数据资源提供者的前置机存储共享的数据或发布服务接口，并在自身的交换节点注册数据资源，交换中心将数据资源提供者共享的数据发布到每个交换节点，数据资源使用者通过自身的交换节点查看探索到共享数据的接口，并通过API接口调用数据或发送Web服务请求（如图3所示）。

数据共享交换平台中，一个交换中心可以连接多个交换节点，一个交换节点只能连接一个交换中心，不允许与多个交换中心连接。交换节点与交换中心的连接，首先由交换节点向交换中心发送申请，交换中心授权接入后，将交换节点信息加入邻接节点列表中。每个节点的信息包括节点类型、入网编号、IP地址、主端口号，单位名称、连接状态。

3.3 跨网交换

基于Web Service的数据共享交换平台，可以通过光闸实现跨越物理隔离的网络的数据共享与交换，符合网络安全的要求，可确保数据的正常、安全传输。光闸两侧分别部署一个交换中心。两个交换中心通过REST WebService协议进行通信和消息传输（如图4所示）。

4 数据共享交换平台的应用

按照省级电子公文系统建设的要求，在不影响各单位原有的办文系统功能结构的条件下，对各单位的办文系统进行整合，采用基于Web Service的数据共享交换平台实现电子公文的传输与交换，实现电子公文统一平台、统一规范交换，实现不同办文系统统一接口接收、发送本单位的电子公文。在电子公文交换过程中，A单位的办文系统按照统一的XML标签，将公文标题、文号、发送日期、接收单位、接收单位标识等基本信息和公文的正文、附件等内容封装成生成XML文件包，存储在本单位的前置机。A单位的交换节点自动监测并解析XML文件包，读取转发的下一个交换节点地址，并发送到交换中心。交换中心负责转发到下一个交换节点，B单位的交换节点收到XML文件包后，将XML包存储在B单位的前置机，B单位的办文系统对XML文件包进行解析后，通过本单位的办文系统进行签收，并向A单位反馈签收成功的信息。

省级数据共享交换平台建成启用以来，以较低成本实现了60多个单位办文系统的电子公文数据传输与交换，解决了不同单位的办文系统不兼容的问题，提高了公文流转的速度，加快了省级无纸化的步伐。

5 结束语

本文结合当前使用广泛的Web Service技术，解决不同平台、不同网络的业务系统之间数据交换的问题，提出了跨层级、跨部门、跨网络、跨平台的数据共享交换平台的设计，结合云平台提出了数据共享交换平台的部署方式。数据共享交换平台可应用于省、市单位部门，促进政务数据的共享與交换、实现业务系统大整合，推进单位部门之间的业务协同。

参考文献

[1]王涛.数据共享与数据交换系统的设计与实现[D].大连理工大学，2015.

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[5]闵洁，刘丽娟.基于XML+Web Service的异构数据交换技术研究[J].电子知识与技术，2011（26）.