什么是Web Services？
Web技术是Internet真正普及和广泛应用的基础，自从Web诞生以来，就迅速地从科学研究机构推广到社会生活的应用领域，如电子商务、电子政务、远程教育、远程医疗等。而Web Services又是Web技术发展到一定阶段的产物，它是一种由商业需求驱动的，以相关工业标准和规范为核心的一系列开放互操作技术。究其产生背景，仍然是分布式计算及其应用这样一个大需求，它对未来的Web开发方式、应用方式都将产生根本性的影响，因此，也有人称Web Services为“第三次革命”。
Web Services较准确的理解是：“Web服务是建立可互操作的分布式应用程序的新平台，其核心思想都是——Web提供的不再仅仅是由人阅读的一个个的页面，而是以功能为主的服务”，这些服务可以是接口、程序，也可以是某种满足需求的数据集，“这些服务可为其他服务（程序）所用，从而使Web从现有的人来阅读、具有过多人工干预的显示页面，提升到可由机器或软件自动（或半自动）处理的更高智能上”。
Web Services由4部分组成，分别是服务（Service）本身、服务的提供方（Service Provider）、服务的请求方（Service Requester）和服务注册机构（Service Regestry），其中服务的提供方、请求方和注册机构称为Web Services的三大角色（role）。这4部分的合作、调用、管理关系（图1）构成了Web Services的生命周期。
图1 Web Services的组成部分 数据挖掘实验室
总之，Web Services的内涵和它的命名有某些呼应之处——不像以往许多技术或规范，命名十分具体，而Web Services术语中的“Services”这个复数形式的简单名词却包含了更广泛和更深入的含义——多个服务（Service）在Web这个公共平台上如何产生、发布、管理，如何彼此配合使用等构成了Web Services的体系结构；同时这些又涉及更多的相关规范和技术标准。
Web Services的体系结构
如图1所示，参与Web Services的三大角色及其行为共同构成了Web Services的体系结构，其中：
（1）服务提供方：从商务观点看，服务提供方是服务的所有者；而从体系结构的角度看，是提供对服务进行访问的平台。它所提供的服务，应可部署于网络的可访问平台之上。
（2）服务请求方：与服务提供方类似，从商务观点看，服务请求方是请求某种特定功能的需求方；而从体系结构的角度看，它是查询或调用某个服务的应用程序或客户端。
（3）服务注册机构：是服务的注册管理机构，服务提供方将其所能提供的服务在此进行注册、发布，以便服务请求方通过查询和授权获取所需的服务。
所有使用Web服务的应用程序，都至少进行以下3种“动作”： 数据挖掘研究院
（1）发布服务描述：为了使所提供的服务可访问，服务提供方应发布服务描述信息，以便将来服务请求方可以查找所需的服务。发布服务描述的位置可因应用程序的需求而异。
（2）查询和查找服务描述：服务请求方要获取自己所需的服务，首先要对服务进行查找。在查找过程中，服务请求方直接检索服务描述信息或在服务注册方进行查找。查找操作可在设计阶段或运行阶段出现。在设计阶段，为程序开发而检索相关服务的接口描述；在运行时，为调用相关服务而检索服务的绑定和位置描述信息。
（3）根据服务描述绑定、调用服务：在真正使用某个服务时，需要绑定、调用该服务。绑定某个服务时，服务请求方使用服务描述中的绑定信息来定位、联系并调用该服务；进而在运行时调用或启动与服务的互操作。
此外，在Web Services体系结构中，还有一个重要的概念——Web Services协议栈，如图2所示。
图2 Web Services协议栈 数据挖掘研究院
该栈描述了从协议层到最高层的服务流层的各层中元素在Web服务体系结构中的作用，以及该体系机构中各层的安全与管理角色。
Web Services的相关标准和规范
如前所述，Web Services是一种完全基于开放标准和工业规范的开放式、分布式互操作技术。这些开放式工业标准和规范决定了Web Services的开放性、跨平台性和互操作性。
这些工业标准和相关规范包括：
（1）eXtensible Markup Language（可扩展置标语言，XML）。XML不仅是Web上的“世界语”，更是整个Web Services技术架构的基石。它是由W3C（http://www.w3.org）的6个相关工作小组负责开发、维护的。目前，XML已经发展为一族开放语言和技术，包括语言本身（XML）、模式（DTD和XML Schema）、表现和转换（XSL/XSLT）、查询（XQuery）等。其中XML本身已发布了1.1版本草案（本刊2004年2/3期合刊“IT时空”上刊登了W3C概述的文章）。
（2）XML Schema。XML Schema是Web Services架构下的XML数据标准建模语言，由W3C的XML Schema Working Group负责开发、维护。它使用和XML完全一致的语法来定义XML数据模式。2001年5月发布了该规范的1.0草案，使用至今。
（3）Simple Object Access Protocol（简单对象访问协议，SOAP）。它描述了一种在松散的分布式环境中如何利用XML来对等地交换结构化信息的简单、轻量级协议，是其中的核心技术之一，由W3C的XML Protocol Working Group负责开发、维护。最初源于1998年由Vserland Software的Dave Winter创建的基于XML的RPC机制，1999年后发展为SOAP 0.9。目前的版本是2003年6月颁布的SOAP 1.2。
（4）Web Services Description Language（Web Services描述语言）。它是用于描述Web Services的调用接口，是Web Services的核心技术之一，由W3C的Web Services Description Working Group负责开发、维护。它经历了2003年1月颁布的WSDL 1.2和WSDL 2.0（2003年11月颁布）这两个重要的版本。
（5）Universal Description, Discovery and Integration（统一描述、发现和集成协议，UDDI）。用于使商务应用中的实体能够方便、准确地发现并使用最佳应用软件和Web Services，是Web Services架构下核心的服务描述、发现和集成规范。UDDI由OASIS（Organization for the Advancement of Structured Information Standards，http://www.oasis-open.org）负责开发、维护。目前的版本是2003年10月颁布的3.0.1版本，该版本在2002年7月颁布的3.0版本的基础上除了给出勘误表以外，主要提出了建立元服务（meta service）的概念。在http://uddi.org/pubs/uddi-v3.0.1-20031014.htm可获取UDDI规范的最新版本。
（6）Web Services Security（WS-Security）。是为Web Services提供安全性保障的语言，它通过消息完整性、消息机密性和简单的消息认证来提供消息的安全机制。是Web Services的重要支持技术之一，由Microsoft、IBM和Verisign共同发布。
（7）Business Process Execution Language for Web Services (BPEL4WS)。是描述Web Services业务处理机制的语言，用于将一组现有的Web Services整合起来，定义为一个新的Web Service。该规范源于IBM的WSFL和Microsoft的XLANG，其中WSFL支持面向图形的流程，XLANG支持流程的结构化构造机制；而BPEL4WS正是取两家之长，以一种最自然的方式支持各种类型的业务流程的构造机制。BFEL4WS由OASIS于2002年8月颁布，具体开发、维护由Microsoft、IBM和BEA等共同负责，有望成为Web Services整合方面的基础标准。
Web Services的研究与应用现状——企业链接
Web Services从一开始就围绕应用（尤其是电子商务应用）而发展，所有与其相关的技术也是以应用驱动，迅速发展。
业内已有越来越多的技术平台支持Web Services，主要包括以下3家。
（1）IBM。IBM作为Web Services的两大倡导者之一，首先提出了Web Services技术框架（IBM Web Services），随后在其主打产品Web Sphere系列中推出了WebSphere SDK for Web Services（WSDK）工具集，提供编写基于Java的Web Services和创建Web Services客户端的机制，并允许开发人员利用现有的Java构件组装Web Services。
（2）Microsoft。Microsoft是Web Services的另一个主要倡导者。从倡导Web Services伊始，Microsoft就致力于在其.NET平台融入对WSDL、SOAP、UDDI等的支持。在.NET上可以使用Web Services的集成开发环境Visual Studio.NET。但据业内人士分析，.NET在Web Services安全性方面还不足以支持企业级应用。
（3）SUN。SUN虽然不是Web Services的两大倡导者，但其开放性和标准性的理念和Web Services的基础支持技术可谓不谋而合，因此，SUN自然成为Web Services的主流支持者之一，并且其许多技术先天就有与Web Services相匹配的特质。SUN除了在J2EE 1.4中加入了对Web Services的支持以外，还以SUN ONE作为对Web Services进行支持的技术平台，实现对“任何信息、任何时间、任何地点、任何设备”（4A）的访问。同时，SUN还推出了专门开发Web Services的工具包Web Services Developer Pack（WSDP）。
在工业界，一方面Web Services的产品化和相应的技术工具的研究和开发正“如火如荼”地进行着，已有一些领域已率先开始实践Web Services，如：
（1）著名的搜索引擎Google提供了一种将自己的搜索服务包装为具有搜索功能的Service的机制——发布了beta版的在应用程序中对Google搜索进行集成的工具包Google Web APIs。
（2）世界最大的网上零售书店Amazon.com在.NET框架上利用Web Servcies技术集成Amazon.com和Amazon.co.uk的功能，将这两个书店的内容直接提供给其他授权的合作站点，期望实现更为透明、有效的商务运作模式。
（3）由清华大学计算机系知识工程组开发的国内最早的一个基于J2EE＋XML架构、具有在线实时处理能力的旅游电子商务平台罗盘网（www.luopan.com）目前已在不同程度上实现了Web Services，可实现行业内合作伙伴间的Service共享，可初步实现面向智能的Web Services。
另一方面，以“Web之父”——Tim Berners-Lee为首的学者们已经意识到，在现有的研究程度和技术水平上，Web几乎永远难以达到人们心目中的理想智能状态。现有技术的主要局限性表现在：
（1）缺乏高效、安全的发现机制来查找、绑定合适的Web Services，即现有的WSDL、UDDI、WS-Inspection如何解决Web Services自我宣传、推广以引起其他程序或机构的兴趣，并最终推广使用。
（2）缺乏对提供Web Services的主机的可靠性的度量机制。
（3）由于各大技术平台对Web Services的实现机制尚未成熟、完善，各大支撑技术标准也还处于草案阶段，因此，Web Services的跨平台性和互操作性还存在不少问题。
（4）尽管有WS-Security，Web Services的安全机制还很不够。
（5）尽管理论上Web Services是可组装的，但目前缺乏理想的组装机制。
（6）缺乏有效的事务管理机制。
如何让计算机（程序）真正理解Web中大量数据、文本中的语义信息成为Web Services发展中的关键障碍，因此，Semantic Web（语义Web）和Semantic Web Services的研究应运而生，成为Web技术研究中的新热点。 数据挖掘研究院
