| 词条 | SOA |
| 释义 | § SOA简介 面向服务的体系结构（Service-OrientedArchitecture，SOA）是一个组件模型，它将应用程序的不同功能单元（称为服务）通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。 SOA技术已存在超过20年的时间，但一直未得到广泛的应用。随着Web服务的出现逐渐被人们接纳，SOA终于迎来了自己的“春天”。 对SOA的需要来源于需要使业务IT系统变得更加灵活，以适应业务中的改变。通过允许强定义的关系和依然灵活的特定实现，IT系统既可以利用现有系统的功能，又可以准备在以后做一些改变来满足它们之间交互的需要。 就开发体系结构方面而言，SOA是将来的一个发展趋势。SOA将数据和信息作为服务公开的模型使其成为了一个非常强大的概念，与当前的应用程序构建块范例截然不同。 SOA定义 SOA是指为了解决在Internet环境下业务集成的需要，通过连接能完成特定任务的独立功能实体实现的一种软件系统架构。从这个定义中前提有下面两点： １）软件系统架构： SOA不是一种语言，也不是一种具体的技术而是一种软件系统架构，它尝试给出在特定环境下推荐采用的一种架构，从这个角度上来说，它更像一种模式(Pattern)。因此它与很多已有的软件技术比如面向对象技术，是互补的而非互斥的。它们分别面向不同的应用场景，用来满足不同的特定需求。 ２）SOA的使用范围：需求决定同时也限制功能。SOA并不是包治百病的万灵单，它最主要的应用场合在于解决在Internet环境下的不同商业应用之间的业务集成问题。在下面我们会详细讨论Internet的各种特点是如何决定了SOA的特点，这里我们只需要先简单回顾一下Internet环境区别于Intranet环境的几个特点：ａ）大量异构系统并存，计算机硬件工作方式不同，操作系统不同、编程语言也不同；ｂ）大量、频繁的数据传输仍然速度缓慢并且不稳定；ｃ）版本升级无法完成，我们根本就无法知道互联网上有哪些机器直接或者间接的使用某个服务。 基于上面的前提，下面就让我们一起看一下SOA的3个基本特征： § 1.独立的功能实体 在Internet这样松散的使用环境中，任何访问请求都有可能出错，因此任何企图通过Internet进行控制的结构都会面临严重的稳定性问题。SOA非常强调架构中提供服务的功能实体的完全独立自主的能力。传统的组件技术，如.NET Remoting， EJB，COM或者CORBA，都需要有一个宿主(Host或者Server)来存放和管理这些功能实体；当这些宿主运行结束时这些组件的寿命也随之结束。这样当宿主本身或者其它功能部分出现问题的时候，在该宿主上运行的其它应用服务就会受到影响。 SOA架构中非常强调实体自我管理和恢复能力。常见的用来进行自我恢复的技术，比如事务处理(Transaction)，消息队列(Message Queue)，冗余部署(Redundant Deployment)和集群系统(Cluster)在SOA中都起到至关重要的作用。 § 2.大数据量低频率访问 对于.NET Remoting，EJB或者XML-RPC这些传统的分布式计算模型而言，他们的服务提供都是通过函数调用的方式进行的，一个功能的完成往往需要通过客户端和服务器来回很多次函数调用才能完成。在Intranet的环境下，这些调用给系统的响应速度和稳定性带来的影响都可以忽略不计，但是在Internet环境下这些因素往往是决定整个系统是否能正常工作的一个关键决定因素。因此SOA系统推荐采用大数据量的方式一次性进行信息交换。 § 3.基于文本的消息传递 由于Internet中大量异构系统的存在决定了SOA系统必须采用基于文本而非二进制的消息传递方式。在COM、CORBA这些传统的组件模型中，从服务器端传往客户端的是一个二进制编码的对象，在客户端通过调用这个对象的方法来完成某些功能；但是在Internet环境下，不同语言，不同平台对数据、甚至是一些基本数据类型定义不同，给不同的服务之间传递对象带来的很大困难。由于基于文本的消息本身是不包含任何处理逻辑和数据类型的，因此服务间只传递文本，对数据的处理依赖于接收端的方式可以帮忙绕过兼容性这个的大泥坑。 此外，对于一个服务来说，Internet与局域网最大的一个区别就是在Internet上的版本管理极其困难，传统软件采用的升级方式在这种松散的分布式环境中几乎无法进行。采用基于文本的消息传递方式，数据处理端可以只选择性的处理自己理解的那部分数据，而忽略其它的数据，从而得到的非常理想的兼容性。 每一项新技术都是在一些旧的技术基础上发展出来的。正如XML根本思想来自于在60年代就已经出现的早期标记性语言一样，SOA虽然这两年才出现，但是它所表达的观念应该说在网络这种分布式系统结构出现不久就已经广泛应用了。例如我们最熟悉的HTTP协议就是一个非常典型的SOA架构设计。HTTP协议的工作过程简单叙述如下： １）客户端，通常是通过浏览器，向服务器端以文本的方式发送一个请求，索取一个Web页面； ２）服务器端接收到这个请求之后，根据请求的内容进行处理并且返回一个符合HTML语法的文本； ３）客户端接收到服务器端的响应文本后调用本地的程序，通常还是浏览器，把返回的HTML文本的内容展现出来。 下面来看一下HTTP协议如何满足了SOA的特点：独立的功能实体：作为服务器端的Web服务器是绝对不会因为客户端的状况变化而改变的，它总是非常稳定的按照自己的内在逻辑运行，响应外部的请求，管理自己的资源和数据。这里一个非常好的例子就是Web服务器对缓存(Cache)的处理，很多Web服务器为了提高性能都或多或少的对数据进行缓存，但是缓存数据、刷新数据这些于客户端完全无关的操作完全由服务器端独立完成，完全不受客户端的影响。 大数据量低频率访问：对于一个HTTP请求来说，客户端与服务器之间访问的边界非常简单：就是一个请求，一个响应，没有任何其它的信息往返。无论客户端申请的网页上除了文字之外还有什么信息，对于客户端来说，它发出的请求只是简单的告诉Web服务器它所需要的网页的位置；至于为了生成这个网页，服务器端是否需要访问数据库，执行Servlet或者其它的CGI程序对客户端而言，都是完全透明的。 基于文本的消息传递：迄今为止兼容性最好的系统可能就是HTTP协议支撑的大部分的web应用了，我们可以在Windows平台下用IE查看互联网上一个Linux＋Apache服务器上的由Perl脚本自动生成的网页。这里的关键就是所有内容都是以格式化的文本方式传递的，不管Perl脚本如何执行，只要它的输出是符合HTML规范的网页，就可以被客户端的浏览器解释。而由于不同的操作系统上对于相同的HTML的解释遵循相同的规范，因此不同操作系统下仍然能够看到一致的用户界面。 我们上面基本描述了SOA作为一种软件架构有哪些特点，下面让我们一起看看Web Service与SOA的关系。 SOA与Web Service Web Service是就现在而言最适合实现SOA的一些技术的集合，事实上最近SOA的火爆在很大程度上归功于Web Service标准的成熟和应用的普及为广泛的实现SOA架构提供了基础。下面让我们看看Web Service中的各种协议是如何互相工作来满足SOA所需的特点的：独立的功能实体：通过UDDI的目录查找，我们可以动态改变一个服务的提供方而无需影响客户端的应用程序配置。所有的访问都通过SOAP访问进行，只要WSDL接口封装良好，外界客户端是根本没有办法直接访问服务器端的数据的。大数据量低频率访问：通过使用WSDL和基于文本(Literal)的SOAP请求，我们可以实现能一次性接收大量数据的接口。这里需要着重指出的是SOAP请求分文本方式和远程调用(RPC)两种方式，正如上文已经提到的，采用远程调用方式的SOAP请求并不符合这点要求。但是令人遗憾的是现有的大多数SOAP请求采用的仍然是远程调用(RPC)方式，在某些平台上，例如IBM WebSphere的早期版本，甚至没有提供文本方式的SOAP支持。 基于文本的消息传递：Web Service所有的通讯是通过SOAP进行的，而SOAP是基于XML的，不同版本之间可以使用不同的DTD或者XML Schema加以辨别和区分。因此只需要我们为不同的版本提供不同的处理就可以轻松实现版本控制的目标。 SOA对于软件架构设计的影响 无论您现在的系统是否牵涉到基于Internet的业务集成，采用SOA推荐的架构都对提高您系统的扩展性有很大帮助，下面是在系统中引入SOA后需要在软件架构方面做出的改变：使用基于文本方式的SOAP调用，摆脱远程调用中出现的函数参数类型等与数据无关的信息，保证所有SOAP传递的都是有意义的商业数据。依赖于Schema，而不是类定义对这些数据进行解释。 传统的三层Web应用将可能变成四层结构：传统意义上的商业逻辑层将被进一步划分为存放每个会话(Session)信息的客户逻辑层和与状态无关Sateless的SOA层。 § 为什么选择SOA？ 不同种类的操作系统，应用软件，系统软件和应用基础结构（application infrastructure）相互交织，这便是IT企业的现状。一些现存的应用程序被用来处理当前的业务流程（business processes），因此从头建立一个新的基础环境是不可能的。企业应该能对业务的变化做出快速的反应，利用对现有的应用程序和应用基础结构（application infrastructure）的投资来解决新的业务需求，为客户，商业伙伴以及供应商提供新的互动渠道，并呈现一个可以支持有机业务（organic business）的构架。SOA凭借其松耦合的特性，使得企业可以按照模块化的方式来添加新服务或更新现有服务，以解决新的业务需要，提供选择从而可以通过不同的渠道提供服务，并可以把企业现有的或已有的应用作为服务， 从而保护了现有的IT基础建设投资。 如图1的例子所示，一个使用SOA的企业，可以使用一组现有的应用来创建一个供应链复合应用（supply chain composite application），这些现有的应用通过标准接口来提供功能。 服务架构 服务架构 为了实现SOA，企业需要一个服务架构，图2显示了一个例子： 图2 在图2中， 服务消费者（service consumer）可以通过发送消息来调用服务。这些消息由一个服务总线（service bus）转换后发送给适当的服务实现。这种服务架构可以提供一个业务规则引擎（business rules engine），该引擎容许业务规则被合并在一个服务里或多个服务里。这种架构也提供了一个服务管理基础（service management infrastructure），用来管理服务，类似审核，列表（billing），日志等功能。此外，该架构给企业提供了灵活的业务流程，更好地处理控制请求（regulatory requirement），例如Sarbanes Oxley（SOX），并且可以在不影响其他服务的情况下更改某项服务。 SOA基础结构 要运行，管理SOA应用程序，企业需要SOA基础，这是SOA平台的一个部分。SOA基础必须支持所有的相关标准，和需要的运行时容器。图3所示的是一个典型的SOA基础结构。 SOAP， WSDL， UDDI WSDL，UDDI和SOAP是SOA基础的基础部件。WSDL用来描述服务；UDDI用来注册和查找服务；而SOAP，作为传输层，用来在消费者和服务提供者之间传送消息。SOAP是Web服务的默认机制，其他的技术为可以服务实现其他类型的绑定。一个消费者可以在UDDI注册表（registry）查找服务，取得服务的WSDL描述，然后通过SOAP来调用服务。 WS-I Basic Profile WS-I Basic Profile，由Web服务互用性组织（Web Services Interoperability Organization）提供，是SOA服务测试与互用性所需要的核心构件。服务提供者可以使用Basic Profile测试程序来测试服务在不同平台和技术上的互用性。 J2EE 和 .Net 尽管J2EE和。NET平台是开发SOA应用程序常用的平台，但SOA不仅限于此。像J2EE这类平台，不仅为开发者自然而然地参与到SOA中来提供了一个平台，还通过他们内在的特性，将可扩展性，可靠性，可用性以及性能引入了SOA世界。新的规范，例如 JAXB（Java API for XML Binding），用于将XML文档定位到Java类；JAXR（Java API for XML Registry）用来规范对UDDI注册表（registry）的操作；XML-RPC（Java API for XML-based Remote Procedure Call）在J2EE1.4中用来调用远程服务，这使得开发和部署可移植于标准J2EE容器的Web服务变得容易，与此同时，实现了跨平台（如。NET）的服务互用。 服务品质 在企业中，关键任务系统（mission-critical system，译注：关键任务系统是指如果一个系统的可靠性对于一个组织是至关重要的，那么该系统就是该企业的关键任务系统。比如，电话系统对于一个电话促销企业来说就是关键任务系统，而文字处理系统就不那么关键了。）用来解决高级需求，例如安全性，可靠性，事物。当一个企业开始采用服务架构作为工具来进行开发和部署应用的时候，基本的Web服务规范，像WSDL，SOAP，以及UDDI就不能满足这些高级需求。正如前面所提到的，这些需求也称作服务品质（QoS，quality of services）。与QoS相关的众多规范已经由一些标准化组织（standards bodies）提出，像W3C（World Wide Web Consortium）和OASIS（the Organization for the Advancement of Structured Information Standards）。下面的部分将会讨论一些QoS服务和相关标准。 安全 Web服务安全规范用来保证消息的安全性。该规范主要包括认证交换， 消息完整性和消息保密。该规范吸引人的地方在于它借助现有的安全标准，例如，SAML（as Security Assertion Markup Language）来实现web服务消息的安全。OASIS正致力于Web服务安全规范的制定。 可靠 在典型的SOA 环境中，服务消费者和服务提供者之间会有几种不同的文档在进行交换。具有诸如“仅且仅仅传送一次”（ once-and-only-once delivery），“最多传送一次”（ at-most-once delivery），“重复消息过滤”（duplicate message elimination），“保证消息传送”（guaranteed message delivery）等特性消息的发送和确认，在关键任务系统（mission-critical systems）中变得十分重要。WS-Reliability 和 WS-ReliableMessaging是两个用来解决此类问题的标准。这些标准现在都由OASIS负责。 策略 服务提供者有时候会要求服务消费者与某种策略通信。比如，服务提供商可能会要求消费者提供Kerberos安全标示，才能取得某项服务。这些要求被定义为策略断言（policy assertions）。一项策略可能会包含多个断言。WS-Policy用来标准化服务消费者和服务提供者之间的策略通信。 控制 当企业着手于服务架构时，服务可以用来整合数据仓库（silos of data），应用程序，以及组件。整合应用意味着例如异步通信，并行处理，数据转换，以及校正等进程请求必须被标准化。在SOA中，进程是使用一组离散的服务创建的。BPEL4WS 或者 WSBPEL（Web Service Business Process Execution Language）是用来控制这些服务的语言。WSBPEL目前也由OASIS负责。 管理 随着企业服务的增长，所使用的服务和业务进程的数量也随之增加，一个用来让系统管理员管理所有运行在多相环境下的服务的管理系统就显得尤为重要。WSDM（Web Services for Distributed Management）规定了任何根据WSDM实现的服务都可以由一个WSDM适应（WSDM-compliant）的管理方案来管理。 其它的qos特性，比如合作方之间的沟通和通讯，多个服务之间的事务处理，都在WS-Coordination 和 WS-Transaction 标准中描述， 这些都是OASIS 的工作。 SOA 不是Web服务 在理解SOA和Web服务的关系上，经常发生混淆。根据2003年4月的Gartner报道，Yefim V. Natis就这个问题是这样解释的：“Web服务是技术规范，而SOA是设计原则。特别是Web服务中的WSDL，是一个SOA配套的接口定义标准：这是Web服务和SOA的根本联系。”从本质上来说，SOA是一种架构模式，而Web服务是利用一组标准实现的服务。Web服务是实现SOA的方式之一。用Web服务来实现SOA的好处是你可以实现一个中立平台，来获得服务，而且随着越来越多的软件商支持越来越多的Web服务规范，你会取得更好的通用性。 § SOA的优势 SOA的概念并非什么新东西，SOA不同于现有的分布式技术之处在于大多数软件商接受它并有可以实现SOA的平台或应用程序。SOA伴随着无处不在的标准，为企业的现有资产或投资带来了更好的重用性。SOA能够在最新的和现有的应用之上创建应用；SOA能够使客户或服务消费者免予服务实现的改变所带来的影响；SOA能够升级单个服务或服务消费者而无需重写整个应用，也无需保留已经不再适用于新需求的现有系统。总而言之，SOA以借助现有的应用来组合产生新服务的敏捷方式，提供给企业更好的灵活性来构建应用程序和业务流程。 SOA发展出来的效益 A. 平衡最初的旧系统投资(Leverage initial investment)： 组织过去所投资的系统、软硬体，如果能再利用等於赋予其新的价值，这也替组织降低成本并增加竞争力。 B. 基础建设的便利性(Infrastructure Commoditization)： 让所有的应用程式能相互沟通(互通性)。 C. 快速的接近市场(Faster time-to-market)： 服务的重复使用(再利用)，来缩短过去的组织流程，更快速的提供服务来接近市场。 D. 减少支出(Reduce Cost)： 服务的重复使用，可降低开发成本。因为开发新系统的成本，大部份比更新旧有系统来的花费大。 E. 减低风险(Risk mitigation)： 开发新系统的风险远大於更新旧系统。 F. 持续改善商业流程的循环(Continuous improvement cycle for business process) G. 中心流程处理(Process-centric processing) 实施SOA可能带来的主要优势有5点： 一，SOA可通过互联网服务器发布，从而突破企业内网的限制，实现与供应链上下游伙伴业务的紧密结合。通过SOA架构，企业可以与其业务伙伴直接建立新渠道，建立新伙伴的成本得以降低。 二，SOA与平台无关，减少了业务应用实现的限制。要将企业的业务伙伴整合到企业的“大”业务系统中，对其业务伙伴具体采用什么技术没有限制。 三， SOA具有低耦合性特点，增加和减少业务伙伴对整个业务系统的影响较低。在企业与各业务伙伴关系不断发生变化的情况下，节省的费用会越来越多。 四， SOA具有可按模块分阶段进行实施的优势。可以成功一步再做下一步，将实施对企业的冲击减少到最小。 五， SOA的实施可能并不具有成本显著性。这要分三种情况加以讨论： 当企业从零开始构建业务系统时，采用SOA架构与不采用SOA架构成本可看做是相同的。 当企业业务发展或发生企业重组等变化而原有系统不能满足需要，而需要重构业务系统时，采用SOA架构与不采用SOA架构成本可看做是相同的。 当企业业务发生缓慢变化并可预见到将来需要重构业务系统时，由于可以按模块分阶段逐步实施SOA以适应变化的需要，这样企业不需一下投入一大笔经费进行系统改造，而是根据企业业务发展情况和资金情况逐步投入，缓解了信息投入的压力。 另指 半导体光放大器 (Semiconductor Optical Amplifer） 一般有行波放大和谐振放大两种，行波SOA的材料和一般半导体激光器相同，光纤通讯领域多为InP材料，放大波段1550nm附近，毅力简单的理解为一个没有反馈腔的激光器，一般端面反射率小于千分之五。 |
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