1      WSRF

1.1     WSRF簡介

1.1.1   無狀態Web服務的局限性

隨著大規模網絡技術的發展，特別是網格計算技術的興起，極大地擴大了分布式系統的規模。網格是近年來逐漸興起的構建在Internet之上的一種新的計算模式，其目標是在分布式、異構、自治的網絡資源環境之上動態的構建虛擬組織，并在其內部實現跨自治域的資源共享與協作，滿足當前復雜應用對大規模計算能力和海量數據處理等需求。因此，如何在分布式計算環境(特別是網格計算環境)下對異構資源進行共享和管理，是一個亟待解決的問題。

近年來，Web服務技術已得到快速發展和應用，它采用可擴展標記語言XML定義一組Web服務協議棧，通過開放協議和標準提供了面向Internet應用的統一服務注冊、發現、綁定和集成機制，成為Internet環境下實現互操作性的一種主要機制。將Web服務技術引入網格研究領域，有助于解決網格研究所面臨的應用集成、資源共享、系統互操作和標準化等問題。但傳統的Web服務實現是無狀態的，客戶端發出請求并得到響應，然后斷開連接。然而在很多系統中，如機票預定系統、CPU管理系統和工作流系統，有一個共同的特點就是它們都需要提供一種方式，使得客戶端能夠訪問到系統內部的有狀態實體，獲取實體的屬性并管理它們的生命周期。這些需求促使了OGSI(Open Grid Services Infrastructure)的誕生，它把在網格計算環境下對狀態的建模和管理作為自己的首要目標。

Web服務資源框架(Web Services Resource Framework,WSRF)是對OGSI的重構與發展，它保留了OGSI的所有核心功能，并克服了OGSI的一些弊病：在一個協議中定義的內容太多、不能和現存的Web服務和XML工具很好的工作，等等。WSRF將OGSI定義的功能劃分進四個不同的協議中，這些協議共同解決了在Web服務框架中表示、抽象及管理資源狀態的問題。

1.1.2   WSRF的起源

WSRF ( Web Services Resource Framework ，Web服務資源框架)是在網格中開發的。在網格計算中工作被分成適合于在多個系統上處理的“單元”，該“工作”可以是計算、存儲或其他類型的處理。 單元被分布到多個客戶機。這個步驟通過讓客戶機請求或“pull”工作，或者讓中央服務器將工作“push”給可用的客戶機來完成。 總體進展、需求和狀態由中央系統或系統組維護。

當前的網格應用程序一般遵循這種模式，有一個中央系統與客戶機交互，這些客戶機位于那些一般在地理位置上與中央服務器分離的系統上。

既然多個客戶機在不同的地方，那么 Web 服務應該是網格計算順理成章的選擇。畢竟，它提供一種標準而容易的方法，以從一個系統到另一個系統獲得信息，而不用求助于特定于平臺或語言的方法，比如 CORBA、DCOM 或 Java-RMI。

然而，早期的網格應用程序使用其他更加不可移植的方法。但是為什么呢？

也許最貼切的是體系結構方面的原因。盡管網格應用程序可以在很多機器上實現，但它仍然是一個應用程序，因此很難與本質上是無狀態的體系結構相協調。當使用數據庫客戶機連接到一個數據庫時，您就保持了連接，并且可以插入記錄，然后再查看插入的結果。另一個客戶查看表時不會看到該記錄，除非您提交了事務，但是數據庫認識您的會話，并知道是您。

但是Web服務的工作方式不是這樣的。利用 Web 服務，您發出請求（比如插入一條記錄）并得到響應（比如插入成功），然后斷開連接。沒有正在進行的會話需要管理。例如 HTTP —在大多數情況下，Web服務通過HTTP傳輸—每個請求獨立于前一個請求，Web服務沒有訪問或使用任何不是當前輸入消息一部分的信息。

WSRF 的目標是通過創建“狀態”概念以及處理狀態的方法來解決該問題。

WSRF ( Web Services Resource Framework ，Web服務資源框架) 是在 Web 服務的無狀態環境中使用“有狀態”資源的一種方式，即在其中創建持久資源并通過Web服務來管理它，這種組合叫做 WS-Resource。這種有狀態資源實際上可以是任何東西，從數據庫到電子鼠標都是有狀態資源。實際上，可以使用 WSRF 來處理任何可以通過改變其屬性來操縱的東西。

WSRF 實際上是一系列協議，用于定義操縱有狀態資源的標準的“消息模式”或方法，以請求屬性的值或者指定這些屬性應該變更。更確切的說，WSRF 定義一些標準操作，以處理關于處理 WS-Resources 的各個方面，比如處理它們的屬性，從而將它們成組在一起，以達到諸如這樣的目的--進行身份驗證，確保它們被及時地銷毀等。

WSRF 定義這些操作的方法是，定義了描述這些操作的 WSDL 文件的結構，指定它們應該如何出現在 Web 服務描述語言（Web Services Description Language，WSDL）文件中。WSDL 文件定義 Web 服務會話兩端之間傳輸的消息，所以通過定義 WSDL 文件，WSRF 定義了發生的任何交互的形式。該 WSDL 文件然后可以被任何語言的實現所使用。

1.1.3   WSRF的歷史

2001年，Ian Foster提出了開放的網格服務體系結構OGSA[17,18] (Open Grid Service Architecture)，確定了Web服務作為網格資源的新的抽象形式和構造基礎。在2003年3月的GGF[19]上，OGSA已確定為網格研究的主流方向。OGSA是一個面向服務的體系結構，采用服務作為資源的統一封裝和互操作形式，通過定義標準的網格協議使網格成為一個開放系統。

開放網格服務基礎結構(OGSI)是OGSA的基本組件。這是一項基于新興的Web Services標準的網格軟件基礎結構標準化工作，用于為OGSA軟件組件提供最大的互操作性。其根本出發點是通過將關鍵的網格技術與Web服務技術集成起來，形成一個分布式系統框架，通過一種Grid Service來實現兩者的結合。

Web服務支持者認為OGSI有如下4個不利于其發展的弊病：(1)在一個協議中包含了過多的內容，協議對不同內容的規定詳細程度也各不相同，使得協議的實現難于搭建；(2)由于過多的使用XML Schema及其擴展，OGSI與現有的Web服務和XML工具不能很好的聯系起來；(3)在編程模式的設計上過于面向對象化，要求Web Service對象一樣能夠支持實例內部狀態的維護，這一點得不到Web服務技術擁護者的支持，同時也難于在基于HTTP的Web上實現；(4)對WSDL做了過多的擴展，使得OGSI難以無縫集成到以WSDL為基礎的Web服務協議棧之中，使OGSI與Web服務不能很好地結合在一起。

2004年1月，IBM、Globus聯盟和HP共同提出了WSRF協議，它是對OGSI的重構和發展，保留了OGSI的核心功能并解決了上述弊病。經過兩年多的發展，2006年4月1日，WSRF1.2 成為了OASIS的標準。

WSRF的目標是定義一個通用、開放的框架，使用Web服務技術對有狀態資源進行建模和尋址。它定義了如何表示、訪問、管理有狀態資源(WS-Resource)以及如何將資源進行群組。其中最核心的概念是WS-Resource，它是“靜態”Web服務和相關有狀態資源的組合，能夠通過隱式資源模式(implied resource pattern[20])進行尋址和訪問。WS-Addressing[21]協議的提出，極大地促進了WSRF的發展，它解決了有狀態資源的尋址問題，提出了一種傳輸中立(transport-neutral)、面向服務(service-oriented)的機制對動態且有狀態的資源進行尋址。WSRF協議包含一系列子協議，旨在解決有狀態Web服務的運行、管理和通信問題。