1      WSRF

1.1     WSRF簡介

1.1.1   無狀態(tài)Web服務的局限性

隨著大規(guī)模網(wǎng)絡技術的發(fā)展，特別是網(wǎng)格計算技術的興起，極大地擴大了分布式系統(tǒng)的規(guī)模。網(wǎng)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(wǎng)絡資源環(huán)境之上動態(tài)的構建虛擬組織，并在其內部實現(xiàn)跨自治域的資源共享與協(xié)作，滿足當前復雜應用對大規(guī)模計算能力和海量數(shù)據(jù)處理等需求。因此，如何在分布式計算環(huán)境(特別是網(wǎng)格計算環(huán)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(fā)展和應用，它采用可擴展標記語言XML定義一組Web服務協(xié)議棧，通過開放協(xié)議和標準提供了面向Internet應用的統(tǒng)一服務注冊、發(fā)現(xiàn)、綁定和集成機制，成為Internet環(huán)境下實現(xiàn)互操作性的一種主要機制。將Web服務技術引入網(wǎng)格研究領域，有助于解決網(wǎng)格研究所面臨的應用集成、資源共享、系統(tǒng)互操作和標準化等問題。但傳統(tǒng)的Web服務實現(xiàn)是無狀態(tài)的，客戶端發(fā)出請求并得到響應，然后斷開連接。然而在很多系統(tǒng)中，如機票預定系統(tǒng)、CPU管理系統(tǒng)和工作流系統(tǒng)，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(tǒng)內部的有狀態(tài)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(wǎng)格計算環(huán)境下對狀態(tài)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(fā)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(xié)議中定義的內容太多、不能和現(xiàn)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(xié)議中，這些協(xié)議共同解決了在Web服務框架中表示、抽象及管理資源狀態(tài)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(wǎng)格中開發(fā)的。在網(wǎng)格計算中工作被分成適合于在多個系統(tǒng)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(tài)由中央系統(tǒng)或系統(tǒng)組維護。

當前的網(wǎng)格應用程序一般遵循這種模式，有一個中央系統(tǒng)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(tǒng)上。

既然多個客戶機在不同的地方，那么 Web 服務應該是網(wǎng)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(tǒng)到另一個系統(tǒng)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(wǎng)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(wǎng)格應用程序可以在很多機器上實現(xiàn)，但它仍然是一個應用程序，因此很難與本質上是無狀態(tài)的體系結構相協(xié)調。當使用數(shù)據(jù)庫客戶機連接到一個數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(fā)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(shù)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(chuàng)建“狀態(tài)”概念以及處理狀態(tài)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(tài)環(huán)境中使用“有狀態(tài)”資源的一種方式，即在其中創(chuàng)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(tài)資源實際上可以是任何東西，從數(shù)據(jù)庫到電子鼠標都是有狀態(tài)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(xié)議，用于定義操縱有狀態(tài)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(xiàn)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?shù)南ⅲ酝ㄟ^定義 WSDL 文件，WSRF 定義了發(fā)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(xiàn)所使用。

1.1.3   WSRF的歷史

2001年，Ian Foster提出了開放的網(wǎng)格服務體系結構OGSA[17,18] (Open Grid Service Architecture)，確定了Web服務作為網(wǎng)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(wǎng)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(tǒng)一封裝和互操作形式，通過定義標準的網(wǎng)格協(xié)議使網(wǎng)格成為一個開放系統(tǒng)。

開放網(wǎng)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(wǎng)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(fā)點是通過將關鍵的網(wǎng)格技術與Web服務技術集成起來，形成一個分布式系統(tǒng)框架，通過一種Grid Service來實現(xiàn)兩者的結合。

Web服務支持者認為OGSI有如下4個不利于其發(fā)展的弊病：(1)在一個協(xié)議中包含了過多的內容，協(xié)議對不同內容的規(guī)定詳細程度也各不相同，使得協(xié)議的實現(xiàn)難于搭建；(2)由于過多的使用XML Schema及其擴展，OGSI與現(xiàn)有的Web服務和XML工具不能很好的聯(lián)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(tài)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(xiàn)；(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(xié)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(lián)盟和HP共同提出了WSRF協(xié)議，它是對OGSI的重構和發(fā)展，保留了OGSI的核心功能并解決了上述弊病。經(jīng)過兩年多的發(fā)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(tài)資源進行建模和尋址。它定義了如何表示、訪問、管理有狀態(tài)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(tài)”Web服務和相關有狀態(tài)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(xié)議的提出，極大地促進了WSRF的發(fā)展，它解決了有狀態(tài)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(tài)且有狀態(tài)的資源進行尋址。WSRF協(xié)議包含一系列子協(xié)議，旨在解決有狀態(tài)Web服務的運行、管理和通信問題。