基于Web Services及相关技术的数字化资源的开发与应用

刘渊

（榆林学院 陕西省榆林市 719000）

近几年，由于高校信息化程度的不断深入，各类高校纷纷建立了各种数字化资源系统平台，但在数字化校史馆系统上面还有所欠缺，相关资源系统平台采用方法也不能充分发挥校史馆数字化资源共享的能力。在校史馆数字化资源系统的规模和数量级，持续不断的扩大情况下，如何建设一个能有效整合数字资源，同时可以共享校史馆资源的应用展示平台，已成为一个迫切需要的问题。

Web Services技术由于它具有高度的松散耦合性，同时支持跨平台以及支持多种设计语言等特点，在共享系统的中得到了广泛的应用。本文将会深入探究，基于WebServices和相关技术的校史馆资源整合与共享的开发和应用途径。本次途径探索将会把校史馆中，相对分散且独立的各种数字化资源模块进行整合。在不改变馆藏资源的基础架构的要求上，解决了与校史馆藏资源数字化有关的问题，并能有效地实现校史馆中数字化资源的共享与整合需求。

1 Web Services、相关技术及数字化资源概述

1.1 Web Services体系结构

Web Services是基于描述来实现网络功能的技术手段，可以进行信息载网发布、信息发现获取、功能调用等，集合自我描述、包含的松散耦合式架构体系。它的显著优势是，真正实现了系统平台和实现语言的相互独立。Web Services技术的体系结构中，将应用实体的属性抽象为特定的数据类型——服务。在该体系中主要由三方面的实体以及对应的三种操作组成。Services provider即系统服务的提供模块，主要涉及到的是提供这些服务对应的服务实体。站在体系结构角度来看，也就是提供不同服务的服务器系统。Services Requester即服务的提供者模块，也可以说对服务器提出服务功能请求的对应实体。站在体系结构角度来看，可以理解为提供相关功能调用以及查询操作的client端的程序。Services broker即服务的代理，也就是用来提供相关的服务描述语言的接口。服务数据信息的提供者可以通过接口进行信息的发布，服务中数据的请求者通过接口进行服务的申请，得到相关服务数据。Web Services技术的基本体系结构图，如图1所示。

图1：Web Services技术的体系结构图

1.2 相关技术

Web Services技术下的开发应用，是完全以 XML标记语言为基础的，它既是服务提供者，也是服务申请者。这两者之间都需要使用XML进行数据的传递。同时，由于实现方式的不同，在不同的平台，编程语言和框架体系中，由于实现方式的不同，Web Services 也需要标准的格式和协议进行跨平台、语言的交流。现今协议类型主要包括 SOAP、WSDL、UDDI等。

XML标记语言为Web Services技术提供了实现基础， XML是World Wide Web Consortium即国际维网联盟，所设计的一项开放互通标准协议，它允许用户在自己的需求下定义标签、属性名称或定义描述方式。XML它的主要特征是数据存储格式好，结构化程度高、可扩展性强，开放性强高，且非常易于网络传送。XML数据是一种纯粹的文本格式，不依赖于特定的软件、应用程序和设备平台，因此使用 XML可以很容易地进行不同类型系统下的数据交换和共享。

SOAP是一种轻量化的Web Services通信协议，它可以用来交换 XML编码码的信息。SOAP协议为消息处理定义了一个可扩充的框架，实现基于多类型底层通信协议的SOAP信息传递框架。SOAP数据可以通过 HTTP、 FTP、 SMTP等方式进行存储转发，因此可以在各种网络环境下进行稳定的信息传递，实现稳定的信息共享。

Web Services Description Language简称WSDL，其主要的功能是实现Web Services技术下的服务结构的定义。可称之为接口定义语言，使用XML文档可以进行定义和描述的操作，制定服务过程中，数据交互的规范。WSDL同样具有一下三个优点：内容可扩展、构建平台以及相关协议相互独立，不管是体系中的服务请求方又或者体系中的服务提供方，他们都可以使用本身的系统平台、程序设计语言、以及相关的分布式对象模型，来完成 Web Services 体系中服务架构的松散耦合性。WSDL文件实际上也是 XML文件。

UDDI是实现 Web Services体系机构中服务的发现、注册的实践标准，所有的标准都是建立在 Web标准协议的基础上，并且将 HTTP用作其传送协议。Web Services，可以依托于此标准进行注册，以供其他需求用户找到和使用。利用 UDDI技术，可以发现和整合不同的数据化资源，同时集成各种类型的Web Services，极大地降低了资源的重复开发，达到了共享和整合的目标。

1.3 校史馆资源数字化

数字化校史馆藏资源是指通过数字化处理后的各类信息资源，通过现代信息技术实现使用者的资源申请利用。种类上涵盖校史文本、文字、图形、图像、音频、视频、电子图书、等多种数字化的校史馆资源信息。数字化后的校史馆资源不仅具备多媒体，超文本，友好交互，虚拟模拟，远程共享等特点，而且，这些信息之间的连接是一种网络，可以用不同的方法进行结合，因此，目前数字校史馆资源得到了很多用户的广泛应用。数字化校史馆藏资源是实现数字化阅览的关键，其主要途径有教师开发、学生创作、市场购买和网上下载。

2 基于Web Services及相关技术的数字化资源的应用

2.1 开发流程语服务器环境配置

2.1.1 开发流程

下面应用My Eclipse开发Web Services。My Eclipse是IBM公司开推出的Java虚拟编程引擎(My Eclipse采用Java语言进行开发的。首先安装好Tomcat，然后将下载的My Eclipse软件包解压缩。在配置完MyEclipse后，务必要对MyEclipse进行测试，已确定它能过正常使用。进行Web Services创建的过程中，主要有一下三方面内容：

（1）设计服务的端口。浏览器的上Web Services务必能够支持Applets应用程序，以及 Applications应用程序；

（2）设计和开发Web服务相关功能。主要由数据的载入载出，数据访问权限，系统功能设置等，这些基本的服务项在开发时写入到程序中和数据库中，为客户端所调用，和功能应用。

（3）前端和后端进行端口连接。将前端的服务与后端的，调用程序和数据库相链接。可以是一个数据库也可以是多个数据库。为了实现数据的共享便利。可以设置多个数据库管理系统，进行数据的管理。

2.1.2 服务器端配置

校史馆数字化资料共享平台包含大量的校史馆数字化数据包含大量图文、视频、模型等，为保证系统正常稳定的运行，能够及时响应相关指令，下面对服务端的设备中硬件，和系统服务软件需求配置，进行了必要的设置，具体要求如下：

（1）RAM因该在8G及以上，操作系统应该使用Windows Server 2008；

（2）ISQL Server 2020；

（3）IIS 6.0；

（4）Microsoft .Net Framework 5.0。

2.2 平台基本框架

校史馆数字化资料共享平台，使用 Web Services技术进行数字化的相关处理，它不会改变原来的校史馆资源系统的功能和运作模式，而是把校史馆数字化的资源作为一个服务，封装成为一个 Web服务，并通过请求和调用 Web服务来完成校史馆数字化资源信息的交换与共享。该数字化共享系统平台采用了目前主流的三级 B/S体系结构。B/S架构可以很好的适应当前网络开放、互联、信息无处不在需求下的校史馆资源共享，通过浏览器服务器架构的数字化资源共享系统可以极大简化客户端配置，利用普通的浏览器就可以完成原先只能通过特定的客户端软件完成的强大功能。这样就形成了三层分布式架构：展示层、逻辑处理层、数据库存取层。该校史馆数字化资源共享系统的数据，仅提供一个简单的 Web服务接口和数据定义，而用户仅需发送一个服务要求，该服务端就会找到数据资源点就调用数据库，根据请求者的所述数据定义获得相关数据，并把结果返回给数据请求方。当数据定义或者数据类型发生变化时，只要对相应的 Web服务界面进行修改或者删除，就可以进行数据共享，从而提高系统的灵活性和可扩展性。在校史馆数字化资料共享平台上的数据请求方经由 Web服务来执行特定的数据请求，而 Web服务则是经由资料库存取层与服务系统的目的资料库进行数据交换，并将所处理的资料传回至请求者。图2介绍了基于网络服务的三级分布式数据共享平台的基本架构。

图2：三级分布式数据共享平台的基本架构

网络服务（Web Services）模块是校史馆资源共享系统的核心模块，其是校史馆中各种资源接口的集成板块。并将其展示给使用者。Web服务模块的设计模式主要有三个层次：底层（数据接口层是本地数据接口层， SOAP接口层是远程数据）、业务逻辑层以及业务表现层。

（1）数据访问层：为避免建立数据库连接、关闭数据库连接等繁琐的操作，以及最大程度的实现模块代码的重复利用特性，本文在 MS. NET平台上开发了该层的逻辑程序，并将该层代码用于校史馆各资源的本地底层的数据操作。以下是基本的简介：

数据查询操作，此公共方法支持 SQL语句查询和存储过程查询，并可返回希望的数据类型诸如(DataReader、DataSet、t Public object RunQuery(string cmdText，IDataParameter []parameters)

参数说明：cmdText查询 SQL语句或存储过程名，returnType指定要返回的数据类型数据更新、删除以及插入操作，此方法也支持直接使用 SQL语句执行或存储过程执行，失败则返回一l，成功则返回操作影响到行数。

其它数据类型的参数说明同上。

（2）SOAP接口层：此层的作用是用来对Web Service技术下的校史馆资源服务器提供Web服务的访问接口。采用简单的 XML簇协议，也就是 SOAP (Simpleobjectaccessprotoco1)，能够通过Web进行结构化的信息交换和数据类型信息的交换。同时，在客户端的服务器上形成相关的服务类。即本地Web Service 代理类。通过定义一个对象来方法来进行调用 Web服务器的服务功能程序。如图3所示。

图3：服务的基本流程和系统的基本框架

（3）业务逻辑层：中间业务逻辑是对相关的业务逻辑以及标准规范进行封装。

这里详细地界定了系统功能实现过程中的逻辑序列以及对资源的访问方法。以调用的方式，通过对数据的访问层相关的程序逻辑亦或者是引用SOAP接口层定义的类和执行方法等函数实体功能。

（4）表现层：表现层是一个网页的界面，使用者可以直观的看见它，同时它也是使用者建立和整个系统直接性联系的地方。所以在使用的时候，要尽量把它弄得更好看，让它更容易引起使用者的注意。例如，将 Photoshop、 Dreamweaver、 Flash等多种设计软件结合起来，就可以很好地完成网页的设计。系统中的所有网页，都是由微软的新一代 Web Forms技术开发而成，与 ASP、 JSP技术相比，这一技术更容易将网页与后台的代码分开。

2.3 端口设计

2.3.1 端口作用

校史馆数字化资源共享平台服务器上创建并发布 Web服务，提供校史馆数字化资源共享触摸屏服务平台数据接口，该接口可以对校史馆数字化资源共享平台的数据库和文件进行访问，实现相关的功能。校史馆数字化资源触摸屏服务平台可通过调用该接口获取信息。校史馆数字化资料共享平台接口服务示意图，如图4所示。

图4：校史馆数据化资源服务平台接口服务示意图

2.3.2 触摸屏服务平台接口的实现

校史馆数字化资源共享服务平台中，触摸屏和数据之间的Web Services接口的实现。如下：

2.4 客户/服务端相关展示实现

校史馆数字化资源共享平台需要在客户端和服务端进行程序设计语言的实现，下面将主要介绍相关WSDL方面的展示实现

在工程中创建Web.VIL文件，在WEB.XMh中创建CXFServlet映射。

创建SPRING配置文件。

定义了一个Web Services的端点，其中id是其存放在Spring容器中的标识，implementor用于标注实现类，address提供服务的地址。

在完成以上的配置之后，将 MyEclipse中的文件工程发布到Tomcat 。开启必要的浏览器，WSDL文件可以在 httpa/Iocalhost:8080/x/x/x/网络路径下，进行查看。WSDL文件的部分由此次数据系统产生，其过程包含如下相关方面：

（1）＜message＞定义名为vido -Info的请求消息以及名为vido -InfoResponse的应答消息。

在实现上面的 WSDL文档生成之后，校史馆数字化资源共享服务系统就建立了Web网站。将生成的WSDL文档在这个网址上发表，实现校史馆数字化共享系统Web服务界面和内容的展示。这个站点的首要功能为，不仅是校史馆数字化资源共享服务的服务提供平台，将校史馆数字化资源进行描述封装后发布，让系统数字化资源功能的使用者找到，并且提取服务资源；同时也是校史馆内部管理人员的系统进行接口，管理者能够通过后台管理整个的校史馆资源系统，例如相关的日志查询和内容更新下架。在网站的首页上，校史馆资源系统提供了服务信息的描述功能，它可以提供一个 WSDL文件的链接，这样就可以让服务申请者得到服务请求反馈资源。

2.4 浏览器

系统体系结构： B/S体系结构（Browser/Server).通过在客户端上使用 IE标准的浏览器，可以减少对客户端的需求，并且可以方便地进行系统的维护和数据的共享。

2.5 安全方案

本文设置讲述的校史馆数字化资源共享服务平台，基于原来的数据库应用系统的开发和建设，因为以前的系统都有数据安全、网络安全等方面的考虑，因此，系统的安全性主要是为了确保数据交换服务器的安全。

（1）数据链路层数据的安全保护操作：在数据链路层上，通过建立专用的数据链路层信道，保证了校史馆系统中心和外部的实体之间的信息访问安全。

（2）网络层的安全防护：通过运用防火墙技术实现对网络层的安全保护。防火墙是位于受保护的网路与外界网路间的一种阻隔，以避免意外或潜在的破坏性入侵。通过定义源、目的端口和源端口，实现对目标端口的访问控制。

（3）系统安全防护保障机制：该系统有一个可靠的信息安全保护机制，即访问权限设置 。

3 校史馆数字化资源共享服务系统测试

本次的测试通过对XXXX大学，2000年以后的20多年的校史馆资料录入本系统数据库：通过登陆、修改密码、查询校史馆信息、浏览信息，上传校史馆信息、更新校史馆信息、下载校史馆资源等方面进行测试。主要进行这三个主要的方面的相关测试：校史馆数字化资源共享服务系统的功能性测试；校史馆数字化资源共享服务系统的性能测试；校史馆数字化资源共享服务系统的安全测试。

3.1 测试硬件及软件的配置

表1：校史馆数字化资源共享服务系统测试环境与配置明细表

3.2 测试方法和工具

功能测试：由软件测试相关学科专业的学生依托于对系统设计的基本要求，通过人工检测，对各功能进行了全面的测试，直至各项性能和功能均能满足设计指标。

功能测试结果：测试以2000-2021年以来的校史馆数字化资源导入系统数据库：进行测试，100名学生用户都可以成功进行系统的登录。同时10名管理员也能进行校史馆系统的登录。100名用户都可以进行密码和个人信息的修改操作。其中每人进行20次的密码修改黑盒测试，没有出现异常。10名管理员进行同样的操作同样没有出现异常情况。100名测试用户中进行校史馆资源信息的查询共52317次，对校史馆数据库中的信息命中50036次。测试没有异常基本实现查询功能（查询算法依然有优化的空间）。对校史馆信息进行浏览次数1511次，无论是文本、视频、图像等校史馆信息都可以被，服务调用程序成功调用，并展示。实现正常的浏览操作。在管理员方面进行100次的，校史馆数据信息的上传更新，都正常纳入数据库中，并可被查询，实现校史馆信息的更新。用户进行校史馆资源下载500次，成功500次。校史馆下载功能基本实现。

性能、安全测试：使用Load Runner性能测试软件数字化校史馆资源共享系统进行压力测试，校史馆数字化资源共享服务系统在5000个用户同时登录时能够运行非常稳定，没有出现系统错误或网络阻塞等情况。

4 校史馆数字化资源共享服务系统成效

校史馆数字化资源共享服务系统的开发与应用，能很好地解决各个资源库的交互问题，并能很好地适应教育信息化的要求。实现了校史馆数字化资源的充分共享，避免掉很多重复的资源建设，使现有的校史馆数字化资源得到更好的利用，为资源提供者和需求者提供更好的服务，校史馆数字化资源共享服务平台为使用者提供了，基于分布式的数据库的信息检索，同时为其创建的Web Services体系结构下的各种服务，可以很容易地被其它的应用程序所调用。能够为使用者提供了大量图文、视频、模型展示，从而起到充分挖掘好、保护好、宣传好校史馆数字化资源。

本数字化校史馆资源共享系统和传统校史馆资源系统相比较，具有众多优点。主要表现如下：

（l）先进性：在该系统中，将 Web Services、 SOAP、 XML、等先进技术有机地结合在一起，既可以提高数据共享服务效率，又可以大大提高系统服务生命周期，同时可以大幅度降低投资成本。

（2）可移植性、强大的扩展性：本系统以 java程序设计语言为主，可以在不进行重编译的情况下进行系统的移植；该系统采用了面向对象技术，具有结构明确、代码重用率高、可扩充性好等特点。

（3）可伸缩性强：由于J2EE语言良好的兼容性特点可以在不同的操作系统上部署。

（4）开放性：XML技术和 Web服务技术的应用，使得当前可重平台的访问得到了更好的支持，同时也为以后与其他校史馆资源服务系统的连接提供了良好的开放架构。

（5）安全性：目前安全对于整个系统来说非常关键，而本系统所采取的安全措施能够很好地解决上述问题。通过上述特征，我们可以看到，利用 Web服务技术实现数字化校史馆共享系统的先进性、移植性和可扩展性，这表明使用 Web服务的数字化校史馆共享系统在今后的发展中有着不可替代的优越性。

5 总结

数字化校史馆资源共享资源平台的构建和使用，是数字化、信息化改革的一个重要内容，它的设计与开发不仅需要专业的设计人员，还需要一线教师、相关的技术人员反复研究和合作才能实现。只有这样，才能创造出一个高质量的数字校史馆共享资源平台，才能真正的满足学校的需求。校史馆信息化建设是信息化、数字化建设的一个重要环节。总的来说，校史馆数字化资源共享服务平台的设计，基本实现了校史馆数字化资源共享的理念。本文数字化资源的设计和使用进行了理论和实际操作。对Web Services中的XML、UDDI等技术和协议进行的深入的阐述对设计中的系统数据库和触屏平台进行了接口的重点讲解和设计。并对客户端、服务端的相关实现做了简要的说明。从重点方面阐述的整个的开发应用过程。最终经过实践测试，结果满足预期需求。