Web Service在配电网企业的实现与应用

王瀚博++许知博

摘要：Web Service作为最流行的远程调用技术，对配电网企业信息集成系统意义重大。本文针对配电网企业典型网络环境，提出了一种基于SOA的Web Service架构设计、特征模型和特征规范，应用于配电网企业信息集成系统建设。

关键词：Web Service；架构设计；特征模型；配电网企业

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）17-0221-02

Implementation and Application of Service Web in Distribution Network

WANG Han-bo， XU Zhi-bo

（Shaanxi Local Power（Group） Co.， Ltd.， Xi'an 710061， China）

Abstract： Service Web is the most popular remote call technology， which is of great significance to the distribution network enterprise information integration system. In this paper， a Web based Service SOA architecture is proposed， which is based on the typical network environment of the distribution network.

Key words： Service Web； architecture design； feature model； distribution network enterprise

配电网企业建设信息集成系统解决信息孤岛问题，信息集成系统基于面向服务的体系结构（Service Oriented Architecture， SOA），在网络环境下通过发布服务、注册服务、调用服务实现数据交换，因此网络服务（Web Service）设计成为决定信息集成系统成败的关键。

1 Web Service介绍

Web Service作为最流行的远程调用技术，主要用来解决不同硬件平台、不同操作系统、不同软件架构、不同开发语言的应用系统交互问题，在信息集成系统适配的各种数据交换协议中具有标准化、跨平台、开放性、易部署等特点[1]。

Web Service技术是信息集成系统的基础，一个应用系统可以使用Web Service技术通过网络调用另一个应用系统的应用程序编程接口。Web Service技术的核心是可扩展标记语言架构（XML Schemas Definition， XSD）、简单对象访问协议（Simple Object Access Protocol， SOAP）和网络服务描述语言（Web Services Description Language， WSDL）。Web Service使用通用描述发现集成服务（Universal Description Discovery and Integration，UDDI）实现服务的注册、发布和调用。

1.1 XSD

Web Services使用可扩展标记语言（Extensible Markup Language， XML）封装交互的数据，包括调用的对象，对象的函数、传递的参数，返回的结果等。XML解决了Web Service数据表示的问题，但是没有定义数据类型标准，XSD定义了Web Service的标准数据类型。使用任何开发语言构建的Web Service其数据类型必须转换为XSD类型。

1.2 SOAP

Web Services使用SOAP定义交互数据格式及传输协议方式。SOAP是一种基于XML和XSD的轻量级协议，在Web Service中SOAP通常使用HTTP作为传输协议，因此SOAP 可以看作HTTP与XML的组合。XML是SOAP的编码方式，SOAP是XML的数据格式，一条SOAP消息就是一个包含Envelope、Header、Body、Fault四类元素的XML文档。

1.3 WSDL

Web Services使用WSDL描述函数、参数、返回值等应用程序编程结构。WSDL也是一种基于XML和XSD的轻量级协议，一个完整的WSDL描述包括八类基本元素：消息类型（Type）、消息（Message）、消息参数（Part）、操作（Operation）、端口（Port）、端口类型（Port Type）、绑定（Binding）和服务（Service）。

2 Web Service架构设计

2.1 配电网企业典型网络环境

配电网企业典型网络环境一般由调度数据网、管理信息网和公共互联网三张网组成[2]。调度数据网从变电站到各单位调度机构，再到第一级调度中心，承载生产数据传输业务；管理信息网从企业总部到二级单位，再到下级单位，覆盖供电所营业厅，承载营销、客服、基建、OA、财务等系统面向内部的数据传输业务；公共互联网承载门户网站等系统面向外部的数据访问业务。调度数据网与管理信息网和公共互联网物理隔离，管理信息网与公共互联网逻辑隔离。

2.2 Web Service架构设计

针对配电网企业典型网络环境，基于SOA的Web Service架构设计如图1所示。

应用系统位于不同的网络环境中，可以作为服务请求者，也可以作为服务提供者，或者同时作为服务的请求者和提供者。对于按照Web Service标准开发的新系统，可以直接使用SOAP协议通过UDDI注册、发布或调用Web Service；对于未按Web Service标准开发的旧系统，可以通过XSD编译器和WSDL编译器对服务进行封装或解析，再使用SOAP协议通过UDDI注册、发布或调用Web Service。

图 1 基于SOA的Web Service架构设计

在调度数据网中的应用系统需要通过正反向隔离装置将Web Service发布到隔离区（Demilitarized Zone， DMZ）后再使用HTTP协议进行传输。在管理信息网中的应用系统可以直接使用HTTP协议进行传输。在公共互联网中的应用系统必须使用网络服务安全协议（WS-Security SOAP）对内容进行加密或解密后再使用HTTPS协议进行传输。UDDI在管理信息网上运行，是整个Web Service架构的核心。

3 Web Service特征模型

适配图1所示Web Service架构的Web Service特征模型如图2所示。

Web Service的特征模型采用了模型——视图——控制器（Model-View-Controller，MVC）风格，将一个应用系统的Web Service模型分为特征、接口和连接子三个部分，特征和接口通过独立的连接子连接在一起。

MVC风格的Web Service特征模型分离Web Service的内部信息存储与外部信息显示与修改，实现了Web Service特征与接口的独立性，提高了Web Service特征和接口的复用性。

3.1 接口

接口是Web Service信息通信机制，是Web Service与外界交互的唯一途径[3]。特征模型的目标是在构造Web Service时可以像使用即插即用的硬件设备一样，因此每一个接口必须符合统一的接口规约。Web Service和接口之间是多对多的关系，即一个Web Service可以提供一个或多个接口，而不同的Web Service又可以提供同样的接口完成远程调用行为。

Web Service接口分为Get接口和Set接口两种类型。Get接口是对MVC中控制器概念的精化，处理输入的控制流和数据流，Get接口的行为影响模型的状态，是被Web Service使用的接口，即Web Service向其它Web Service请求服务时要遵循的接口。Set接口是对MVC中视图概念的精化，处理输出的控制流和数据流，Set接口定义了一个更新过程，是由Web Service实现的接口，这意味着Web Service的Set接口是给其它Web Service提供服务的。

3.2 连接子

连接子显式地描述了Web Service之间的交互关系或交互协议，提供了一种在较高抽象层次上设计Web Service特征并提供Web Service服务的方式。在Web Service特征模型中，连接子有外部接口和内部规约两个部分，并可以拥有自己的内部结构，然而连接子只能有一组相关联的接口，只能在一个Web Service交互行为中起作用。因此Web Service特征模型中的连接子是一个中介元素，将接口和模型连接起来，采用连接子的目的是分离模型的核心元素与接口规范，提高模型的可复用性，在不同的应用中匹配不同的接口，而不必修改模型。

3.3 特征规范

Web Service的特征规范被定义为一个六元组M = 。其中I是标识符（Identifier），用来区别不同的特征模型；Ps是发布服务（Publishing Service）的集合，表示Web Service实现的服务；Is（Invoking Services）是调用服务的集合，表示Web Service满足的服务；S是Web Service的服务（Service）集合，描述Web Service服务；P是Web Service的属性（Property）集合，描述Web Service特征；R是Web Service的角色（Role），描述Web Service端口、连接子与模型的关系。

4 配电网企业Web Services设计原则

配电网企业既有一般大型企业信息化共性特征，又有能源企业信息化个性特征，特别是在安全性、可靠性和可用性方面具有更高的要求，因此在进行Web Service设计时必须遵循以下原则。

4.1 安全性原则

Web Service往往涉及多个系统，安全性是一个非常重要的问题，在设计中要遵循国家安全等级保护制度中的安全规范，在技术方案的上也要体现安全性的要求选择成熟的方案。

4.2 方向性原则

Web Service最终要为业务提供服务，因此在设计上一定要结合业务的发展方向，充分考虑到企业当前的应用系统现状以及未来的业务发展要求。

4.3 开放性原则

开放的Web Service已经成为必然的发展方向，因此在设计上需要对Web Service的可扩展性、动态调配、灵活部署等方面进行分析，使之成为一个弹性的应用系统交互平台。

5 结语

Web Service是实现信息集成系统的关键技术，基于SOA的Web Service架构设计、特征模型和特征规范能够指导Web Service的开发，将有效提升配电网企业的信息化水平。

参考文献：

[1]沈屹挺.Web Services技术在企业应用集成中的应用研究[D]. 大连：大连海事大学，2007.

[2]赵炜妹.配电网信息集成系统研究[D].北京：华北电力大学，2010.

[3]叶军，李志蜀，殷锋，李清.Web services在企业信息系统集成中应用架构的研究[J].计算机应用研究，2007，24（6）：295-298.