Web服务（Web Service）

简介

Web服务（Web Service）是一种Web应用开发技术，用XML描述、发布、发现Web服务。它可以跨平台、进行分布式部署。
Web服务包含了一套标准，例如SOAP、WSDL、UDDI，定义了应用程序如何在Web上实现互操作。
Web服务的服务端和客户端使用简单对象访问协议（SOAP）进行通信，通信的双方可以使用不同的编程语言、运行在不同的平台上。

简单对象访问协议（SOAP：Simple Object Access Protocol）

总体介绍

SOAP是一个基于XML的轻量级的协议，用于在去中心化的、分布式环境中交换结构化的、有类型的信息。是 Web服务的通信协议。
SOAP本身没有定义任何应用语义（例如一种编程模型）或者定义实现特有的语义，它只是通过提供一个模块化的包模型、通过一种编码机制（用于对模块内的数据编码），来定义一种简单的机制，用来表达应用语义。这样就使得SOAP可以用在各种各样的系统中，从消息系统到远程过程调用（RPC）。

一个SOAP消息用于请求一个web服务，例如远程过程调用（RPC）。但SOAP不仅仅、也不是必须用于RPC。

SOAP协议运行在其它协议之上，例如HTTP协议。

SOAP版本：SOAP 1.1、SOAP 1.2，两者都是W3C的标准。Web服务部署的时候可以两个版本都支持。

SOAP 1.1

协议介绍

SOAP 1.1协议：https://www.w3.org/TR/2000/NOTE-SOAP-20000508/

SOAP 1.1包含如下三个部分：

• SOAP 信封（envelope），定义了一个总体框架，用于表达消息内是什么、谁应该处理这个消息、是可选的还是强制的。
• SOAP 编码规则（encoding rules），定义了一种序列化机制，用于交换应用定义的数据类型实例。
• SOAP RPC表达，定义了一个规则，用来表达远程过程调用（RPC）和响应。

一个SOAP消息就是一个XML文档，其中必须包含一个SOAP envelope和一个SOAP body，一个可选的SOAP header。

SOAP 1.1不依赖于传输协议，可以和多种传输协议结合，例如HTTP协议、java消息服务（JMS）。

SOAP独立于操作系统、不绑定某一个编程语言或者组件技术。
只要客户端能发出XML消息就行，用什么技术实现客户端无关紧要。类似地，服务可以用任何语言来实现，只要服务能处理SOAP消息就行。客户端和服务端可以运行在任何合适的平台上。

消息示例（用于RPC的场景）

本示例来自SOAP 1.1协议：https://www.w3.org/TR/2000/NOTE-SOAP-20000508/。
更多示例请参考协议中的附录A：https://www.w3.org/TR/2000/NOTE-SOAP-20000508/#_Toc478383539

备注：本示例中SOAP消息底层绑定了HTTP协议

示例中，一个GetLastTradePrice SOAP请求发送给StockQuote 服务。请求有一个字符串类型的参数（ticker symbol），在 SOAP 响应中返回一个float类型的值。

内嵌到HTTP 请求中的SOAP请求消息：

POST /StockQuote HTTP/1.1
Host: www.stockquoteserver.com
Content-Type: text/xml; charset="utf-8"
Content-Length: nnnn
SOAPAction: "Some-URI"


   
       
           DIS
       
   

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内嵌到HTTP 响应中的SOAP 响应消息：

HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/xml; charset="utf-8"
Content-Length: nnnn


   
       
           34.5
       
   

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SOAP 1.2

协议介绍

SOAP 1.2包含三个部分、另外包含一些断言和一套测试集：

• Part 0：入门https://www.w3.org/TR/soap12-part0/
  描述了有代表性的SOAP消息结构和消息交互模式，通过各种使用场景描述了SOAP的特征，目的是为SOAP 1.2特征提供一个更加容易理解的指南，帮助技术开发者理解SOAP怎么使用。

• Part 1：消息框架https://www.w3.org/TR/soap12-part1/
  这部分提供了一个处理模型、一个扩展性模型、一个底层协议绑定框架、和SOAP消息结构。

• Part 2：附加部分https://www.w3.org/TR/soap12-part2/
  描述了SOAP数据模型、SOAP编码、SOAP RPC表示、描述特性和绑定的惯例、SOAP提供的消息交互模式、SOAP HTTP绑定。

消息示例（用于多轮交互的旅行预订场景）

本示例来自SOAP 1.2版本的part0：https://www.w3.org/TR/soap12-part0/

备注：本示例只演示SOAP消息，而暂时不管底层绑定了什么协议。

例1：从旅行预订应用 -》旅行预订服务，发起旅行预订请求

 
 
  
   uuid:093a2da1-q345-739r-ba5d-pqff98fe8j7d
   2001-11-29T13:20:00.000-05:00
  
  
   Åke Jógvan Øyvind
  
 
 
  
   
     New York
     Los Angeles
     2001-12-14
     late afternoon
     aisle
   
   
     Los Angeles
     New York
     2001-12-20
     mid-morning
     
   
  
  
   none
  
 

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例2：从旅行预订服务 -》 旅行预订应用，返回响应，提供机场列表供选择

 
 
  
   uuid:093a2da1-q345-739r-ba5d-pqff98fe8j7d
   2001-11-29T13:35:00.000-05:00
  
  
   Åke Jógvan Øyvind
  
 
 
  
   
     
       
          JFK LGA EWR 
       
     
   
   
     
       
         JFK LGA EWR 
       
     
     
  
 

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例3：从旅行预订应用 -》 旅行预订服务，选择了机场

 
 
  
    uuid:093a2da1-q345-739r-ba5d-pqff98fe8j7d
    2001-11-29T13:36:50.000-05:00
  
  
   Åke Jógvan Øyvind
  
 
 
  
   
     LGA
   
   
     EWR
   
  
 

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SOAP 1.1 和 SOAP 1.2之间的变化

https://www.w3.org/TR/soap12-part0/#L4697

Web服务描述语言（WSDL：Web Services Description Language）

简介

WSDL是XML格式，用于描述Web服务。
WSDL 1.1版本W3C发布出来仅仅用于讨论，但没有批准。
WSDL 2.0版本是被W3C批准的正式版本。

WSDL 1.1

介绍

https://www.w3.org/TR/2001/NOTE-wsdl-20010315

包含如下几部分：

• 服务定义
• SOAP绑定
• HTTP GET 和 POST绑定
• MIME绑定

WSDL 1.1文档样例

样例来自：https://www.w3.org/TR/2001/NOTE-wsdl-20010315#_wsdl

    
       
           
              
                  
                      
                  
              
           
           
              
                  
                      
                  
              
           
       
    

    
        
    

    
        
    

    
        
           
           

        
    

    
        
        
           
           
               
           
           

               
           
        
    

    
        My first service
        
           
        
    


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WSDL 2.0

介绍

WSDL 2.0包括3部分：

• part 0 入门：https://www.w3.org/TR/wsdl20-primer/
  本部分包含WSDL 2.0基本知识、导入机制、扩展性和预先定义的扩展、杂项。
• Part 1 核心：https://www.w3.org/TR/wsdl20/
  本部分包含组件模型、类型、模块化、文档、语言扩展性、定位 WSDL 2.0文档。
• Part 2 附件：https://www.w3.org/TR/wsdl20-adjuncts/
  本部分包含预先定义的消息交互模式、预先定义的扩展、预先定义的行为样式、WSDL SOAP绑定扩展、WSDL HTTP绑定扩展。

WSDL 2.0文档样例

样例来自：https://www.w3.org/TR/wsdl20-primer/#basics-greath-scenario

 


  
    This document describes the GreatH Web service.  Additional 
    application-level requirements for use of this service -- 
    beyond what WSDL 2.0 is able to describe -- are available 
    at http://greath.example.com/2004/reservation-documentation.html
  

  
    

          
           
              
                
                
                
             
         
            
          
    
          

        
  
  
  

     
   
    
        
        

        
    

  

  
 
    

    

  

  

     
        
  


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统一描述、发现和集成（UDDI：Universal Description, Discovery and Integration）

备注：OASIS已经宣布关闭了UDDI技术委员

UDDI基于XML，规定如何注册、分发、发现 Web服务。发布的标准有 V2和V3。

UDDI Version 2 OASIS标准包含如下部分：
https://www.oasis-open.org/committees/uddi-spec/doc/tcspecs.htm#uddiv2

UDDI Version 3 OASIS标准包含如下部分：
https://www.oasis-open.org/committees/uddi-spec/doc/tcspecs.htm#uddiv3

支持带附件的SOAP消息Java接口（SAAJ：SOAP with Attachments API for Java interface）

SAAJ提供了利用Java编程模型在互联网上发送XML SOAP消息的标准方法，SOAP消息可以携带附件（例如附件是二进制形式）。SAAJ用来处理 SOAP消息，例如读、写、发送和接收。

主要的类和接口：
https://www.ibm.com/docs/en/was/9.0.5?topic=SSEQTP_9.0.5/com.ibm.websphere.nd.multiplatform.doc/ae/cwbs_saaj.htm

SAAJ 1.2 只支持SOAP 1.1消息，而SAAJ 1.3支持SOAP 1.1 和SOAP 1.2 消息。
SAAJ 1.3向后兼容SAAJ 1.2，SAAJ 1.4向后兼容SAAJ 1.3。

SAAJ 1.3：
https://www.jcp.org/aboutJava/communityprocess/maintenance/jsr067/SAAJ1_3ChangeLog.html

SAAJ 1.4：
https://download.oracle.com/otn-pub/jcp/saaj-1_4-mrel4-eval-spec/saaj-1.4.pdf

Jakarta SOAP with Attachments 2.0:
https://jakarta.ee/specifications/soap-attachments/2.0/

Jakarta SOAP with Attachments 3.0：
https://jakarta.ee/specifications/soap-attachments/3.0/

Web服务策略（WS-Policy：Web Services Policy）

Web服务策略用来表示Web服务的能力和需求，是供机器阅读的语言。
Web服务策略提供了一种机制，用来表示Web服务的能力和需求一致的结合，决定策略的兼容性，命名和引用策略，将Web服务元数据结构（例如service、endpoint 和operation）和策略关联。
Web服务策略是一门简单的语言，有四个元素（Policy, All, ExactlyOne 和 PolicyReference ） 和两个属性（wsp:Optional 和 wsp:Ignorable）。

例如文档中给出的策略示例(https://www.w3.org/TR/ws-policy-primer/)：

  …
  
    …
    …
  

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    …
  

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Web Services Policy 1.5版本包含如下几部分：

• 入门：https://www.w3.org/TR/ws-policy-primer/
  这部分不是一篇正式的规范。它提供了Web服务策略语言的介绍性描述。基本概念—策略表达式章节覆盖了Web服务策略的基本机制，高级概念—策略表达式章节针对策略实现者和断言作者提供了更深层次的资料，策略语言版本章节提供了策略语言版本管理的例子和最佳实践。
• 框架：https://www.w3.org/TR/ws-policy/
  这部分提供一个通用目的模型和对应的语法，来描述基于Web服务的系统中实体的策略。定义了一套基本的结构，可以被其它的Web服务规范使用和扩展，来描述更广范围的要求和能力。
• 附件：https://www.w3.org/TR/ws-policy-attach/
  这部分定义了两个通用目的关联策略和目标的机制，也定义了这些通用目的的机制怎么来使策略和WSDL 和 UDDI 描述关联。

Web服务寻址（WS-Addressing：Web Services Addressing）

Web服务寻址提供了跟传输无关的访问Web服务和消息的机制。

示例：在SOAP 1.2消息中利用寻址属性（示例来自https://www.w3.org/TR/ws-addr-core/#tocRange）：

(01) 
(02)   
(03)    http://example.com/6B29FC40-CA47-1067-B31D-00DD010662DA
(04)    
(05)      http://example.com/business/client1
(06)    
(07)    http://example.com/fabrikam/Purchasing
(08)    http://example.com/fabrikam/SubmitPO
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• Web服务寻址 1.0 - Core：https://www.w3.org/TR/ws-addr-core/
  本部分包含端点引用、消息寻址属性、安全考虑。

Web服务安全（WS-Security）

Web Services Security: SOAP Message Security 1.0 (WS-Security 2004) :
http://docs.oasis-open.org/wss/2004/01/oasis-200401-wss-soap-message-security-1.0.pdf

这是OASIS发布的规范，取代Web Service Security (WS-Security) Version 1.0、Web Services Security Addendum Version 1.0。
本规范包括如下章节：

• 消息保护机制
• ID引用
• 安全头
• 安全标识
• 标识引用
• 签名
• 加密
• 安全时间戳
• 扩展样例
• 错误处理
• 安全考虑
• 互操作性
• 隐私考虑

JAX-WS(Java API for XML-Based Web Services)

https://download.oracle.com/otn-pub/jcp/jaxws-2_3-mrel5-eval-spec/jaxws-2.3.pdf

JAX-WS 2.0 规范是代替JAX-RPC 1.0的下一代Web服务API。JAX-RPC（The Java API for XML Based RPC）是基于XML的RPC（远程过程调用）的Java API。
JAX-WS 2.0 使用JAXB（The Java Architecture for XML Binding）进行XML数据绑定，所谓绑定就是指XML请求和XML响应如何映射成java对象。

本规范包括如下章节：

• 介绍
• WSDL 1.1 到Java的 映射
• Java 到 WSDL 1.1的映射
• 客户端API
• 服务API
• 核心API
• 注解
• 定制化
• Handler框架
• SOAP绑定
• HTTP绑定

JAXB（Java Architecture for XML Binding）

https://jcp.org/en/jsr/detail?id=222
https://download.oracle.com/otn-pub/jcp/jaxb-2_3-mrel3-eval-spec/JAXB-2.3-spec.pdf

JAXB可以根据XML Schema生成java类，也能根据java类生成XML Schema。XML数据绑定指定了XML请求和XML响应如何映射成java对象。
另外，支持三个主要操作：

• 将XML数据解包为java 对象的内容树。
• 将java内容树打包回XML文档。
• XML文档表示和java内容树的绑定。

解包的过程能够对照schema检查XML文档的正确性。
下面的图来自：https://download.oracle.com/otn-pub/jcp/jaxb-2_3-mrel3-eval-spec/JAXB-2.3-spec.pdf

XOP（XML-binary Optimized Packaging）

https://www.w3.org/TR/xop10/

定义了XML二进制优化打包规则，可以更加高效地序列化XML信息集。

下面是协议文档中给出的一个例子：
使用XOP处理之前的XML信息集（SOAP）

  
    
      /aWKKapGGyQ=
      Faa7vROi2VQ=
    
  

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将XML信息集序列化XOP消息（SOAP）

MIME-Version: 1.0
Content-Type: Multipart/Related;boundary=MIME_boundary;
    type="application/xop+xml";
    start="";
    startinfo="application/soap+xml; action=\"ProcessData\""
Content-Description: A SOAP message with my pic and sig in it

--MIME_boundary
Content-Type: application/xop+xml; 
    charset=UTF-8; 
    type="application/soap+xml; action=\"ProcessData\""
Content-Transfer-Encoding: 8bit
Content-ID: 


  
    
      
      
    
  


--MIME_boundary
Content-Type: image/png
Content-Transfer-Encoding: binary
Content-ID: 

// binary octets for png

--MIME_boundary
Content-Type: application/pkcs7-signature
Content-Transfer-Encoding: binary
Content-ID: 

// binary octets for signature

--MIME_boundary--
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