基于ＷｅｂＳｅｒｖｉｃｅｓ的教学实训平台的研究与设计

[摘要]Web Services，简称Web 服务，是当今软件界最炙手可热的技术，以其平台无关性、语言独立性的优点，解决了分布式软件开发中，异源应用程序的集成这个大问题。从长远来看，Web Services 技术将是软件界最重要的技术。先介绍Web Services的关键技术，然后设计并实现基于Web Services的教学实训平台系统。

[关键词]Web Services 教学实训平台 SOAP WSDL UDDI

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)0920125－02

一、引言

随着科学技术的不断进步，社会对技能型人才要求的不断提高，目前国内一些高职院校为了提高自身的竞争实力而纷纷合并，一所学校有多个分校区的现象已经成为常见现象，多个校区之间近的相距数公里，远的可能数十公里甚至上百公里。如何在继续使用原有软件和硬件设备，原有教学实训平台的基础上，将原有的系统有效的集成，使全校各相关专业都可以充分利用教育资源，已成为许多学校急需解决的问题。Web Services技术作为分布式计算的一种新技术，可以有效地解决跨平台应用程序的集成问题[1]。

二、Web Services的关键技术

总的来说Web Services是一个集合，先将单个对象实体进行封装，然后在网络上发布，达到供其它应用程序使用的目的。Web Services是对象／组件技术在因特网中的继续发展，具有封装性、松散耦合、使用标准协议规范、高度集成等优点，有利于解决异源应用程序的互操作性。Web Services建立在可互操作的分布式应用程序的新平台上，是一套标准，定义了应用程序在Web环境下实现互操作性，用于在广域网或局域网上通过使用标准的XML协议和信息格式来实现应用服务。

也可以这么说，Web Services就是一种想把整个Internet网络变成虚拟计算空间的理念，而这种理念是通过输出标准的SOAP格式封装包交换数据来实现的，也就是说，它仅仅是种理念[2]，不能实现任何应用。Web Services中使用的关键技术有：XML，SOAP，UDDI，WSDL等。

XML：XML是一个元语言，可以用来定义和描述结构化数据。它是Web服务得以实现的语言基础，Web服务的其它协议规范都是以XML形式来描述和表达的。在解决平台无关性问题时具有平台无关、厂商无关的特点。Web Services技术以XML为基础， 基于Web Services技术的应用程序无论采用什么语言，最终都是将其数据转换为基于XML的格式。

SOAP：又称为简单对象访问协议，是Web Services在分布式环境中交换信息的标准方式。它定义了服务请求者和服务提供者之间的消息传输规范。SOAP可与现有通信技术最大程度地兼容，为使用XML在松散、分布的环境中对等地交换结构化和类型化信息提供了一个简单的机制。在Web Services中客户端的服务请求和待处理的数据、服务器端向客户端回送的数据都要先进行成SOAP封装，然后与HTTP协议进行绑定，最后完成信息的交换。

UDDI：UUDI是一种分布式互联网服务注册机制，它集描述(Universal Description)、检索(Discovery)、集成(Integration)为一体，实现了一组可公开访问的接口。通过UUDI提供的接口，服务提供者可以向服务信息库注册服务信息，服务需求者可以找到分散在世界各地的网络服务。

WSDL：WSDL是基于XML的Web services描述语言[3]。web services中的所有服务以WSDL的格式进行描述后存放在特定的描述文件中。WSDL是连接Web Services服务器端与客户端的桥梁。在实际的服务中，客户端先根据WSDL文件中所描述的服务函数名称、参数名称及类型，建立基于SOAP 的请求，之后向服务器端发送SOAP 请求，服务器端接收到请求后根据WSDL文件描述来对客户端的请求信息进行处理。

三、基于Web Services的教学实训平台的设计

（一）基于Web Services的教学实训平台的体系结构

基于Web services的应用程序采用的是面向服务的体系结构[4]，也称为SOA，从图1可以看出，SOA共有三种角色。

① 服务提供者(Service Provider)：对外提供服务，并且通过注册来发布服务信息。

② 服务代理(Service Broker)：提供服务的发布和定位功能，一般通过UDDI来实现。

③ 服务请求者(Service Requester)：通过服务代理查询所需要的服务，并通过服务提供者绑定服务。

某国际教育园的一所五年制高职院校，两年前由五所学校合并组成，合并前每个学校都有自己的教学实训平台，他们的软件系统、网络环境各不相同。在这样的前提下要保证各校区所使用的教学实训平台系统具有统一性，就应该新设计一个适应当前需求的系统，并将其作为基于Web services的教学实训平台系统的服务器端程序，原来各校区的教学系统作为客户端对服务端程序进行访问。

该系统主要由如下模块组成：学生信息管理、成绩信息管理、课程信息管理、查询管理、报表与打印管理。学生信息管理主要完成学生信息的添加，学生休学，转专业等诸如此类的学生学籍信息的变更等功能；成绩信息管理模块主要完成各专业学生成绩录入，成绩分析，成绩备份等功能；课程信息管理模块主要对每学年所开课程进行各类管理，例如各专业必修课程以及选修课程的输入、修改、删除等。查询模块主要完成学生信息查询、教师信息查询、课程信息查询、成绩信息查询；报表打印模块主要完成以上各模块中生成的各类报表的打印。

针对某高校的有多个分校区的情况，在不改变原有各校区的硬件设施的前提下，实现各个分校区教学实训平台系统的有效集成，就目前技术来说，最有效、最经济的办法是通过Web Services技术将新开发的教学实训平台系统以Web服务的形式进行发布，放到其中一个校区作为服务器端，该校的其他校区均以客户端的身份对新的教学实训平台系统进行访问。这样就解决了在不改变原有网络环境、系统运行平台的前提下各校区使用同一个教学实训平台系统的问题，既解决了校园信息化建设的问题，又为校园信息化建设节约了很大开支。由于原来各校区的教学实训平台系统分别采用Java，VB，DELPHI，VC，PB开发，所以新开发的教学实训平台系统采用具有良好的平台无关性的Java语言开发。将新开发的教学实训平台系统以WEB服务的形式进行发布，各分校区分别以客户端的身份对新的教学实训平台系统进行访问，新的多校区教学实训平台系统的体系结构如图2所示。

（二）系统功能结构

软件系统的Web服务层由一套核心服务组成，Web服务层负责接收Web客户端界面层的数据请求，将这些请求进行必要的业务逻辑检查(包括权限检查等)，然后将请求分解成不同的数据库操作，由数据访问层调用相应方法进行处理，并将处理结果返回给界面层。Web服务是建立在.NET框架和公共语言运行库之上的．所有业务组件服务依据模块的不同划分成不同组件包，通过这种划分来隔离模块，避免模块之间相互影响，同时也便于实现系统的按模块分布。Web服务层中的服务包括6个部分，图3所示：

系统维护服务：主要包括对系统基本数据的维护服务；学生信息服务：主要完成与学生群体相关各类信息的服务； 成绩信息服务：主要用来完成与考试、考核成绩相关的各项任务；课程信息服务：主要完成各科目的相关设置；信息查询服务：用来完成数据检索方面的相关服务；报表与打印服务：通过结构分析、趋势分析及指标分析等多种方法，完成报表数据的分析，并把分析结果以图表的方式直观地显示出来。

（三）Web客户端界面层

Web客户端界面层的主要作用是接收用户的指令或者数据输入，并对数据进行合法性校验；校验的内容包括数据的形式和取值的范围等。如果数据不合法，在客户端处理并进行相应提示。合法数据提交给业务逻辑层处理，同时负责将业务逻辑层的处理结果显示给用户。部分数据合性检查放在客户端，避免了非法数据都要传输到服务器验证，减少了网络中的数据流量，减轻了服务器的负荷。

四、基于Web Services的教学实训平台的实现

Web Services作为实现网络服务发布与调用的规范，有效地解决了分布式应用程序的集成问题。就其实现的本质而言，基于Web服务的应用程序的开发设计，与实现过程和传统的分布式应用程序的实现过程类似，都要经过服务器端的实现和客户端的实现两个过程。

（一）服务器端的实现

运行服务器端的操作系统为Windows Server 2003企业版，后台数据库是SOL Server 2005企业版，Java 语言的编辑、调试和运行环境是JBuilder 2005企业版，教学实训平台系统的SOAP运行环境是Axis1.5，应用服务器采用Tomcat6.0。服务器环境部署完毕之后，进行应用程序的开发，在对教学实训平台系统的应用程序进行调试、运行，并确定其正确无误之后，将其发布为Web服务。教学实训平台系统在进行Web服务的发布过程中采用定制方式将其发布为服务[5]，服务名字命名为EducationServer,

该程序作为服务提供者，为处在不同位置校区提供各种服务。该程序发布为web服务的简单过程为：

将*.class文件拷贝到发布Web服务的Class目录下

创建服务发布描述文件deploy.Wsdd；

运行deploy.Wsdd完成服务发布。

deploy.wsdd的核心代码为：

deployment name=””xmlns=””

xmlns:java=”https://xm1.apache.org/axis/providers/java”

Xmlns:xsd=””xmlns:xsi=”-instance”

（二）客户端的实现

基于Web Services的教学实训平台，其客户端无论采用何种语言开发，在与服务器端进行通信之前，都要经过SOAP封装。为使应用程序的集成度良好，将各分校区的系统客户端均部署为SOAP客户端，使用Java语言开发系统的那个校区，只需要在原程序的前面导入以下代码：

import org.apache.axis.AxisFault;

import org.apache.axis.client.Call;

import org.apache.axis.client.Service;

import org.apache.ax is.encoding.XMLType;

import javax.xm1.rpc.ParameterMode;

import javax.xm1.namespace.QName;

import java.net.URL;/导入必须的程序包

String endpoint=”” /定义目标端点

Service service=new Service();/创建服务

Call call=(Cal1)service.createCall();/创建SOAP 请求

Cal1.setTargetEndpoinAddress(endpoint);/设置服务提供程序位置

Cal1.setOperationName()new Qname(“EducationServer”, “xueji”))/设置操作名称及方法

Cal1.addParameter(“fwname”,XMLType.XSD_STRING,Parameter.Mode.IN)/设置操作参数

Cal1.setReturnType(XMLType.XSD_ STRING);/设置返回参数

Object responseObj=cal1.invoke(new Object[]{new Integer(fw-name)});/将结果转化为java对象。

其他四个校区的客户端，分别用VB、DELPHI、VC、PB开发，则需要制作一个COM，并编译成DLL文件，注册到Windows系统服务中，利用微软的SOAP Toolkit服务器生成WSDL文件，完成客户端的部署。

五、结束语

Web Services提供了一种分布式的、与平台无关的应用程序集成机制，使得系统设计能够以更加灵活的方式进行。本文采用了Web Services技术，设计并实现了一个适合于一校多分校区模式下的教学实训平台系统，进行了良好的集成。目前，Web服务的广泛应用还存在着诸多问题，将高校现有的教学系统改造为Web服务也是一项复杂而艰苦的工程，但是基于Web Service的面向服务的编程思想，代表着新一代的软件技术，是软件界发展的必然趋势。

参考文献：

[1]许科峰、高建民、陈富民、高智勇，基于Web Services的企业应用集成技术及实现[J].计算机应用，2004年，第24卷，第3期，155-157.

[2]王晨，基于网格的Web Services[J].情报理论与实践，2004年，第27卷，第1期，77-80.

[3]张志强、张景、张志刚、李军怀，基于Web Services的应用系统开发初探[J].计算机应用，2003年，第23卷，第5期，134-136.

[4]吴建斌、吴家铸、王芳、熊仕平，Web Services平台体系结构的研究[J].计算机工程与科学，2005年，第27卷，第10期，22-24.

[5]杨志和，基于Web Services的教育资源共享平台的设计与研究[J].上海电机学院学报，2007年，第10卷，第1期，49-52.

作者简介：

江帆，男，汉，江苏省苏州市，助理讲师，工程硕士，苏州旅游与财经高等职业技术学校财经系。

推荐访问:实训 教学 研究 设计 平台