Web 服务容器形式化描述和验证研究

admin · 发表于 4 小时前

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雅宝题库解析：
二十世纪九十年代以来，Internet逐渐成为新的计算基础设施。在Internet环境下，资源的分布性、异构性、动态性和非集中性对分布式应用提出了更广泛题目。面向服务体系结构定义了一种基于服务概念集成异构软件的方法，使得驻留在网络上的软件组件能够被发布、发现、绑定和调用，能够实现服务提供者和服务消费者间的松散耦合，为跨平台、松耦合、语言无关的网络环境下的资源共享、集成和协作提供了新的体系结构。Web服务技术由于其松散耦合性、简单性、高度可集成性和开放标准等特点，逐渐成为实现面向服务体系结构最有希望的技术。面向服务中间件为服务生命周期管理、发现和发布提供基础支撑平台，实现了面向服务体系结构。在面向服务中间件中，Web服务容器为Web服务提供运行环境，管理Web服务的生命周期，为服务提供者提供服务部署、运行、管理、监控基础平台，使得服务消费者能够使用各种Web服务规范，例如可靠消息、安全、事务等。然而，Web服务规范的不断演化以及应用需求的不断扩展对Web服务容器提出了越来越多的挑战。主要表现在Web服务容器功能的正确性题目、消息交换模式支撑题目以及Web服务扩展规范的集成题目。本文针对上述题目，以异构资源的共享和集成为背景，基于Web服务协议栈，提出了基于分层的Web服务容器体系结构，重点研究了Web服务容器的形式化模型及功能正确性证明，研制了XServices Web服务容器系统并构建了多种基于此系统的应用。研究工作的主要内容和成果包括：1. 基于Web服务协议栈，针对Web服务规范的实现与有效协作、多种消息交换模式、异构系统集成以及Web服务生命周期管理，提出一种基于分层的Web服务容器体系结构，将容器分为传输层、消息层、服务层和服务适配层，并通过定义层间的标准交互接口：传输对象、消息对象和服务对象，来隔离各层内部处理逻辑。同时，提出了一种自适应传输层框架和一种基于管道过滤器的Web服务扩展规范处理框架，来解决消息交换模式支撑题目以及Web服务扩展规范的集成题目。基于分层的Web服务容器体系结构保持各层的相对独立性，提高各层独立演化性，降低层间耦合性，为资源共享、协同和演化以及Web服务容器的形式化描述和验证提供基础。2. 针对Web服务协议描述中的二义性、不一致性题目，基于一阶逻辑和Z语言，提出了XML的形式化模型Metaset以及WSDL的形式化模型LFM-WSDL。同时构建了Web服务容器形式化模型FM-WSC，精确描述了Web服务容器内部传输对象、消息对象和服务对象的转换规则以及查找服务、查找操作和操作适配等功能行为，为Web服务容器功能正确性证明提供了基础。3. 基于LFM-WSDL模型提出了有效地址约束、有效操作约束和有效输入内容约束，并通过这些约束将Web服务客户端输入参数分为四类关系。同时基于Metaset、LFM-WSDL和FM-WSC模型，针对每类关系，给出了基于输入-输出消息交换模式的输入和输出间的约束描述，并基于推理规则给出了前提与结论之间的逻辑推导过程，对其正确性进行严格地证明。4. 基于分层的Web服务容器体系结构以及Web服务容器形式化模型中传输对象、消息对象和服务对象的转换规则，描述了XServices Web服务容器中的传输层、消息层、服务层和服务适配层构造过程以及输入输出处理的算法。首先，基于自适应传输层框架，在XServices Web服务容器中构造了XTF，并通过HTTP和JMS规范的集成及性能测试验证传输层框架的有效性。其次，基于管道/过滤器的Web服务规范处理框架，详细描述了消息层、服务层的链式处理过程以及服务适配层的服务统一适配过程。最后，基于XServices，通过国家电子公文标准原型系统、地理空间信息服务系统和面向服务的卫星测控系统的开发和部署，验证了XServices Web服务容器对异构资源及Web服务规范的支持。

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