Web Service在电信行业数据业务中的应用

Web Service在电信行业数据业务中的应用

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Cww.net.cn 2004年1月5日 11:28 通信世界网

IBM中国研究中心  英春  于秀兰

中国移动通信集团研发中心  周彬  魏冰

    对运营商来说，所谓电信数据业务一般是指承载于GSM、GRPS、WirelessLAN等通信网络，接入到基于IP（InternetProtocol）网络技术的各类数据设备与服务器，以Internet为资源基础提供内容与应用服务的各类新型业务的总称，例如：短消息（SMS）、无线应用协议（WAP）、多媒体消息（MMS）、电子邮件(E-mail)、空中接口（下载）服务器（OTAServer）等。从商业模式的角度来看，电信运营商利用自己成熟的通信网络和丰富的后端服务与计费系统，组成服务提供平台（Service Delivery Platform），为新闻、游戏、邮件、商务等各种Internet服务提供用户接入、管理、计费等基础设施支持，扩展了对自身终端用户的商业服务范围；与Internet内容与应用服务商实行收入分成，开启了新的营收渠道。长期以来，电信运营商掌握着三个技术制高点：通信渠道、用户数据库和营帐系统。围绕着这些制高点，运营商进行了长期的投入与建设，并且在语音等传统业务领域已经达到了很高的技术成熟度。然而，电信数据业务的开展为运营商的技术储备带来了新的需求和挑战，新的业务系统与管理平台大量涌现，彼此之间以及与旧有系统的整合迫在眉睫。独特的商业合作模式创造了独特的供应链管理（Supply-Chain Management）的需求，即合作服务提供商关系管理。据估计，电信行业传统业务中运营商需要管理的设备元素与终端用户数目的比例平均为1:10000，即一个设备元素平均被用于服务10000个用户。随着新业务的开展和数据网络设备及服务器的增加，该比例已经缩减至1:500，即一个设备元素平均被用于服务500个用户。很多数据业务灵活跨越多个通信渠道、用户和合作服务提供商，进一步增加了设备整合的复杂性。

    基于上述原因，目前国内外成熟运营商的基础设施建设重点已经从个别关键设备转移到了端到端的设备整合，这种整合常常跨越大量合作伙伴的边界。面临这样的变化，传统的系统整合技术，如点对点的私有接口适配器、适用于企业内部使用的传统分布式对象构件中间件和消息中间件等，已经显得力不从心。电信互连互通和增值服务链的建设需要安全、灵活，有能力跨越合作伙伴IT管理域边界的新技术。

    Web技术在广域网应用中的极大成功，XML（eXtendedMark-upLanguage）在电子商务和企业数据交换与整合中的普遍应用以及分布式对象和消息中间件架构在企业内部应用整合中的推广，从多方面启发了业界的智慧，于2001年推出了整合三者优势的WebService技术与面向服务架构（Service-Oriented Architecture，SOA），用以满足包括电信行业在内的各商务领域对新型整合技术与框架的需求。结合电信行业数据业务的背景，本文介绍了该技术的基本概念及其在系统整合中的应用。

    一、基本概念

    WebService的国际标准由因制定Web和XML技术标准而名满天下的W3C组织（WorldWideWeb Consortium）制定。目前，由 Web Services 架构组达成一致意见的Web Service的暂行定义为：Web Service是由URI（统一资源标识符）标识的软件应用程序，其接口和绑定可以通过XML构件进行定义、描述和发现，Web Service支持通过基于因特网的协议使用基于XML的消息与其它软件应用程序直接交互。

    仔细阅读这个定义，我们可以看出WebService的用于软件应用程序之间交互的技术，具有以下基本特征：

    通信层面上的Web特征：使用URI进行标识，并使用各种因特网协议进行通信。

    表示层面上的XML特征：使用XML描述服务接口和绑定信息，通信消息格式使用XML。

    架构层面上的分布式计算特征：服务可以被使用它的应用程序在网络上查找和发现。

    从上个世纪90年代末开始，许多厂商已经自发的开始使用Web通信协议（HTTP）加XML消息的方法解决各种因特网上的服务整合的问题了。例如：基于位置服务中的LIF（LocationInteroperabilityForum）标准和爱立信、诺基亚、摩托罗拉等公司的实现都使用了HTTP承载XML消息的方式。各类电子商务标准普遍基于XML，并且在实现中使用HTTP协议进行传输。一个只有几页纸的因特网上远程过程调用标准XML-RPC则是这类技术的典范，该标准规范了基于XML的调用描述与数据表示，至今仍然在被一些公司应用。

    业界早期零散的努力在W3C组织最终汇聚成为今天WebService标准的基础。而标准中的服务发现机制则具有些OMG（ObjectManagementGroup）组织制定的CORBA（Common Object Request Broker Architecture）的基于命名服务（Naming Service）和IDL（Interface Definition Language）描述的服务查找的影子。然而，目前Web Service技术和以CORBA为代表的传统分布式构件对象技术的一个显著不同在于：Web Service传递的是XML数据，而不是对象或对象引用。事实上，在广域网上不同的商家之间传递二进制对象和对象引用会导致服务与被服务方实现技术的紧耦合，是不合适、不现实的。因此，有人提出：Web Service也许更适合使用异步消息进行系统间对话，而不是现在流行的远程过程调用（Remote Procedure Call，RPC）模式。基于消息的Web Service被称为Message Web Service，基于RPC机制的Web Service为RPC Web Service。尽管Message Web Service从理论上说会更为灵活、高效，其编程模型却比较复杂，需要应用开发者具有较高的IT架构设计与程序编制的能力。因此，目前各个IT厂商支持的主流仍然是编程模型较为简单的RPC Web Service。此外，两类技术变种有着共同的技术基础，都采用面向服务架构，符合上述定义。

    二、面向服务的应用架构

    W3CWebService架构组建议了一个的面向服务的WebService架构，如图1所示。在这个架构中，核心是服务这个概念。服务被定义为执行某类商业任务（比如零件采购或书籍查询）的一组操作。在Web Service上下文中，可以使用标准的XML技术和Internet协议发布、查找和绑定服务。Web Service 架构定义了3个主要实体。

    图1面向服务的WebService架构

    服务提供者：负责使用WSDL描述和定义WebService的功能，在UDDI注册库（位于服务代理）中发布这些服务的信息，使得它们可以被服务请求者访问和调用。

    服务代理：负责宣传服务提供者发布的WebService和允许服务请求者查找发布的WebService 定义。它的作用和电话本的黄页相同。

    服务请求者：负责通过服务代理查找所需要的WebService后，下载描述WebService的WSDL文档，根据服务描述来绑定和调用服务提供者提供的Web Service。

    WebService架构的这种三角形设计模式被称为面向服务的体系结构。它包括了下面3个标准操作。

    发布：由服务提供者执行来宣传和注册一个服务的存在和功能，是服务提供者和服务代理之间的操作。

    查找：由服务请求者执行来查找符合特定需求或技术特征的服务，是服务请求者和服务代理之间的操作。

    绑定：由服务请求者执行来调用服务提供者提供的服务，是服务请求者和服务提供者之间的操作。

    WebService是面向服务的架构（ServiceOrientedArchitecture, SOA）的一种实现。SOA是分布式计算领域中采用的一种主要体系结构。和CORBA和DCOM这样的分布式计算技术不同，Web Service是基于标准和松耦合的。首先，广泛接受的Internet标准（如XML、SOAP、HTTP等）提供了在各不同厂商解决方案之间的交互性。开发者就可以开发出平台独立、编程语言独立的Web Services，从而能够充分利用现有的软硬件资源和人力资源。其次，松耦合将分布计算中的参与者隔离开来，交互两边某一方的改动并不会影响到另一方。这两者的结合意味着公司可以实现某些Web services而不用对使用这些Web Services的客户端的知识有任何了解。

    SOA的强大和灵活性将给电子商务带来巨大的好处。如果某企业将其IT基础设施抽象出来，将其业务功能以某种粒度的服务形式表示并发布出来，每种服务都清晰地表示其业务价值，那么，这些服务的顾客（可能在公司内部，也可能是公司的某个业务伙伴）就可以通过已发布的业务接口来使用这些服务，而不用考虑服务实现的具体技术。

    三、WebService发展阶段

    按照目前IT界较为公认的划分方法，WebService技术从产生到成熟可以分成三个阶段：

    基础服务架构的完善；

    安全与可靠性支持的完善；

    跨域协同（Coordination）和快速服务链整合技术（Composition）的完善。

    在第一阶段，WebService的发展重点在于服务通信、描述以及发现机制的标准化。在面向服务的架构下，具体的标准规范通信消息的SOAP（SimpleObjectAccess Protocol）协议，规范服务描述的WSDL语言，和用于服务注册与发现的UDDI（Universal Description, Discovery, and Integration）服务和ebXML（e-Business XML）标准。该阶段的主要工作目前已经完成。

    目前，WebService的发展已经到了第二阶段，即消息级的WebService安全机制和WebService消息传输的可靠性机制的标准化。Web Service作为一种端到端的分布式技术，不同于以往的点对点的技术，传递的消息可能穿越各类信息服务中介，如：内容分类过滤的防火墙、商业导购中间商、专业计费服务提供商等。最终的服务，被服务方以及中介之间存在有限的商业信任，这意味着中介既需要看懂并处理部分消息内容，又无权看到与己无关的部分而传统的因特网点对点安全技术不能满足这样的需求。所谓消息级安全是对点对点安全技术的加强与扩充，目的在于满足端到端的通信安全需要。尽管实现效率还有待提高，目前在电子商务最具权威性的机构，OASIS（Organization for the Advancement of Structured Information Standards）组织中制定了 Web Service Security的发展框架，其核心的WS-Security标准也已经完成了第一版的工作。此外，大多数商业服务需要可靠的信息传输，它们共同的需求被抽取出来，就构成了对Web Service可靠性的需求。一些厂商试图给出这些需求在系统一级的解决方案，提出了一系列的标准化方案，整个工作正在迅速的进行之中。

    此外，2002年7月IBM、微软和BEA共同提出了WebService跨域协同、事务和服务链整合技术的三个标准草案（WebServiceCoordination、Web Service Transaction、Business Process Execution Language for Web Service）标志着Web Service第三阶段研究与标准化工作也已经提上了日程。

    四、WebService在电信增值业务平台的应用示例

    尽管WebService的商业模式目前还处于发展过程中，但其中一些模式已经通过大量的实践得到了业界的承认，例如，企业之间的信息交换，信息门户和商业流程的整合。这些模式结合电信领域的特点，产生了一些特有的基于电信的WebService的商业模式。此处以WebService在电信增值业务平台的应用为示例，说明其在电信行业数据业务中的应用。

    电信增值业务平台是增值业务价值链的技术支撑平台，管理运营商和ServiceProvider（SP）之间业务集成的商业关系。对于运营商而言，平台封装了底层的通信网络，向SP提供一个开放的安全的访问网络能力的标准接口集合。这个集合包括了网络功能实体、认证、基于内容的计费以及服务定购关系等。SP可以利用这个平台便捷地在这个平台上实现新的电信增值业务。ParlayGroup、3GPP和ETSI联合制定的Parlay/OSA[5]就是这样一个面向电信增值业务平台的电信规范。WebService在Parlay/OSA中得到了广泛的应用。如图1所示，采纳Parlay Web Service的电信增值业务平台体系结构。增值业务平台由电信运营商管理和维护，分为两个逻辑部分：框架和网络资源能力服务器。框架向SP提供两种类型的接口支持。其一是面向企业法人的电信服务定购关系的接口支持，如图2中②所示，包括了SP企业账户的管理、应用程序的管理、电信资源使用合同的管理。其二是向SP的电信增值业务的应用程序提供安全接入认证，电信资源查找、签署服务等级合约、获得电信服务实例入口和服务质量监控的接口支持，如图2中③所示。SP应用程序使用的电信资源是由网络资源能力服务器提供的，如图2中④所示。这里的电信资源包括话音、短信、位置、用户状态和计费等，它们可以通过各种不同的私有协议映射到运营商现有的网络设备和内部系统中。这些资源通过图2中①所示的接口注册到框架。从上可以看出，这种电信增值业务平台是一个典型的B2B模式（SP和运营商）中采用Web Service进行业务集成的应用示例。

    此外，在OpenMobileAlliance（OMA）组织中的MobileWeb Service（MWS）工作组也在探讨如何采用标准的Web Service的技术在移动运营商的网络中部署并构建新的电信数据业务平台。目前的工作还处于草案阶段。鉴于Parlay在相同的领域中已经有了很多的标准和技术的积累，OMA MWS已经和Parlay签署了一个合作协议，用于协调双方的标准制定工作。

    图2采纳ParlayWeb Service的电信增值业务平台体系结构