基于互联网的计算答案DOC.docx
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基于互联网的计算答案DOC
基于互联网的计算-刘晓芳
1.
(1)什么是SOA?
SOA有什么特点?
请例举几种SOA的实例;
(2)什么是WebService?
简要说明WebServices中Service的含义。
答:
(1)SOA的定义:
SOA(service-orientedarchitecture)被设计为提供这样的灵活性:
将业务过程以及下层的IT基础设施作为一个安全的、标准化的组件(即服务),这些组件可以通过被重用的方式来适应不断变化的业务优先级。
SOA的特点有:
1)服务是自包含和模块化的
2)服务支持互操作
3)服务是松耦合的
4)服务是位置透明的
5)服务是由构件组成的合成模块
SOA的实例:
CORBA(CommonObjectRequestBrokerArchitecture,公共对象请求代理体系结构)
DCOM(DistributedComponentObjectModel分布式组件对象模型)
J2EE
WWW
(2)WebService是一种用URI标识的软件应用,它的接口和绑定可以通过XML文档定义、描述和发现。
WebService支持通过基于Internet的协议、并利用基于XML的信息与其他软件进行直接的交互。
Service的含义:
应用程序或者业务的不同功能单元,这些功能单元作为一个独立的实例存在,并且通过松耦合、基于消息的通信模式和其他应用程序或者服务进行交互。
2.
(1)请给出WebServices的体系结构图(包含角色和行为的三角图),并简述各角色和行为的含义。
(2)下图是WebServices的协议栈,将其补充完整;并简述栈中每一层的作用。
(1)
角色:
(自己翻译的)
服务需求者(servicerequester):
一个应用程序、软件模块或者需要服务的另一个服务。
服务提供者(serviceprovider):
接受和执行服务使用者的请求的可寻址的网络实体。
服务中介(servicebroker):
包含一个可用服务库并且为感兴趣的服务使用者提供服务提供者接口的查找。
行为:
Publish发布:
一个服务的描述只有被发布,该服务才可以被服务请求者发现和调用。
使用的协议是WSDL。
Find/Search查找:
服务请求者通过向服务注册中心查询来定位符合自己要求的服务。
使用的协议是UDDI。
Bind&Invoke绑定和调用:
服务请求者根据服务注册中心提供的服务描述信息来调用服务。
使用的协议是SOAP。
(2)
WebService协议栈中各层的作用:
Discovery:
服务发现层:
服务请求者查询可以调用的服务。
Composition:
服务组合层:
组合Web服务,从而可以形成新的Web服务。
ServiceDescription:
服务描述层:
为调用服务提供了具体的方法。
包含服务的接口和实现细节。
XMLMessaging:
XML信息层:
用于调用服务时传送信息。
Network:
网络传输层:
采用广泛使用的协议传输消息,并且能够顺利通过代理防火墙。
3.
(1)什么是WSDL?
WSDL定义了service的哪些个方面?
分别对应于WSDL中的哪些元素?
WSDL文档被分为哪两种类型?
(2)请说明binding元素与portType之间的关系,为什么说“Bindingelementisgeneric”?
(1)WSDL一种用来定义网络服务的XML格式,该XML格式将网络服务定义为一组在信息的层次上操作的终端节点,这些信息包含基于文档的信息和基于过程的信息。
WSDL定义了Service的以下三个方面:
a.服务是什么(服务接口)。
对应着portType与message和type元素。
b.访问规格(怎样使用服务)。
对应着binding元素。
c.服务的位置(服务在哪里)。
对应着port及service元素。
WDSL文档分为以下两种类型:
a.服务接口b.服务实现
(2)一个binding元素为一个portType描述了一个特定的的通信协议。
每个binding与一个portType对应,binding元素描述了portType中每个操作里面每个消息的具体通信协议。
Bindingelementisgeneric(Binding元素是泛化的)因为它只是简单地定义了描述绑定细节的框架。
实际的绑定细节通过使用扩展元素的方式提供。
这种架构允许WSDL随着时间的推移逐步演化,因为元素可以在预定义的slot中使用。
4.下面给出的代码段是一个功能块的JAVA语言描述,请给出该描述的WSDL描述,包括消息定义和portType定义(消息格式使用RPC模式).
//www.w3.org/2001/XMLSchema"> String"/> double"/> int"/> String"/> 5 (1)什么是SOAP? 特点? SOAP消息调用有哪几种模式? SOAP提供了基于XML的通信框架,这个框架有什么特点? (2)画出SOAP消息的结构,并简要解释各部分的作用; (1)SOAP(SimpleObjectAccessProtocol)简单对象访问协议(SOAP)是一种轻量的、简单的、基于XML的协议,它被设计成在WEB上交换结构化的和固化的信息。 SOAP特点: 可扩展性可在多种底层网络协议上使用独立于编程模型 SOAP消息调用的模式: 理论上好像是四种组合吧 document/literal document/encoded rpc/encoded rpc/literal (2)SOAP消息的结构: a.SOAP消息的头部是可选的,它包含了关于SOAP消息的特定应用程序信息(例如身份认证、付款等)。 b.SOAP消息体是必须的,它包含了实际的SOAP消息,该消息是向最终的终端节点发送的。 6. (1)在将SOAP与WSDL绑定时,SOAP定义了两种消息格式: Document和RPC,请简要说明这两种方式的不同之处,并分别指出下面两个SOAP消息属于哪种式? SOAPMessage1 SOAPMessage2 (2)(开放式问题)谈谈你对SOAP协议的理解并说明为什么将SOAP作为WebServices的基本传输协议,而不采用HTTP和RPC? (1)将SOAP与WSDL绑定时,SOAP定义的两种消息格式: a.文档方式: 表明消息体简单的包含了一个XML文档,该文档的格式需要是发送者和接受者事先商定的。 b.RPC方式: 表明消息体包含了对于一个方法调用的XML描述。 Message1是RPC方式,Message2是文档方式。 (2)SOAP有助于实现大量异构程序和平台之间的互操作性,SOAP是把成熟的基于HTTP的WEB技术与XML的灵活性和可扩展性组合在了一起。 在Web中简单比效率和纯技术重要。 HTTP的优势在于它可以非常容易的创建HTTP-GET和HTTP-POST消息,并且响应它不需要复杂的XML处理,因此是不使用SOAP时的最好选择,但是HTTP不能够利用HTML调用XML以复杂数据类型为参数的Web服务。 而这正是SOAP的优点所在,同时SOAP向HTTP提供了显式绑定,因此可以将SOAP在HTTP之上使用。 RPC的优点是通过直接远程访问过程,避免烦琐的打包和解包的过程,并且不依赖于某种特定的协议但RPC一般用于应用程序之间的通信,而且采用的是同步通信方式,因此对于比较小型的简单应用还是比较适合的,因为这些应用通常不要求异步通信方式。 但是对于一些大型的应用,这种方式就不是很适合了,因为此时程序员需要考虑网络或者系统故障,处理并发操作、缓冲、流量控制以及进程同步等一系列复杂问题,所以需要使用SOAP. 7. (1)给出UDDI数据模型的主要元素,并给出他们直接的关系; (2)UDDI定义了一套怎样的机制使得我们能够与其交互? (3)tModel结构有何描述能力? 它在UDDI中的两种主要应用是什么? (1)UDDI数据模型的主要元素: a.业务实体。 通过描述其信息(例如名字、描述和联系)和它提供的服务,表示一个物理业务。 b.业务服务。 表示一个业务提供的服务。 c.绑定模版。 指出如何调用一个服务。 d.技术模型(tModel)。 表示唯一的概念或者构件。 直接关系: (2)我们与UDDI交互的机制,通过UDDIAPI的方式。 a.UDDI提供了一种程序设计模型和架构,定义了与服务注册中心通信的规则。 b.通过已经指定好的SOAP接口集合与UDDI进行交互。 c.在UDDI的规范中,所有的API都利用XML进行定义,打包成一个SOAP消息,然后利用HTTP协议发送。 (3)tModel结构的描述能力: tModel结构用于提供一种描述能力,这种能力描述了与某个规范、概念甚至一个共享设计的相符程度。 在UDDI中的两种主要应用: 定义技术指纹 可以在UDDI注册中心建立唯一的技术标识,这个标示是预先确定的规范,它就是tModel 定义抽象命名空间引用 有的结构是用于定义组织标示和分类信息的,在这些结构中引用的tModel视为是抽象命名空间引用。 8. (1)BPEL中与流程交互的服务被定义为partner,按照交互类型的不同partner有不同的类型,简要说明这三种类型,并在下图中指明每个partner所属类型; (2)简要说明BPEL中的顺序、分支、重复、并发等结构化活动; (3)什么是BPEL抽象流程? 它与具体流程相比有什么特点? 你认为它适合应 用在什么场景? (1)BPEL中partner的三种类型: Parter是与一个流程交互的服务。 a.被调用partner: 在流程的算法中作为一个完整的部分被调用的服务。 b.客户机partner: 调用流程的服务。 c.第三类partner: 既可以由流程调用,也可以调用流程的服务。 图中partnerA是第三类partner;partnerB是被调用partner。 (2)BPEL中的结构化活动: (3)抽象流程是部分被指定的流程,通常不是用来执行的。 它具有以下特点: a.可以通过抽象屏蔽操作细节 b.当描述业务协议的公共部分时,可以使用BPEL的概念来反应抽象程度的不同。 c.只处理协议相关的数据 d.采用非确定数值来隐藏行为的私有部分 应用场景: 它具有良好的形式和完整的表达能力,因此可以用来规定操作细节上程度不一的流程。 9. (1)SemanticWeb的核心概念是什么? 它给WebServices带来什么启示? (2)RDF定义了独立于域的表达处理元数据的基础,RDFS提供了描述特定域的机制,简述二者之间的关系,并说明为什么有了RDF和RDFS还定义OWL? (3)按照表达能力有强到弱的顺序给出OWL的三个子语言。 (1)核心概念: 语义网络是对现有网络的扩充,在语义网络中,信息具有良好定义的语义,可以告诉机器可以对数据进行的操作,从而更好的支持计算机和人的协同操作。 启示: 提供了一种带语义支持的基于元数据的处理机制,使我们可以用一种机器可以处理的模式来描述和处理网络资源,进而实现web服务的自动化查找,组合和调用。 (2)二者关系: RDF是描述web资源及其关系的数据模型,采用“资源-属性-属性值”的主谓宾结构。 RDFS是RDF的词汇描述语言,定义了在RDF数据模型中用到的词汇表。 可以认为RDFS是对RDF的补充,增强了RDF对资源的描述能力。 为什么需要: RDF局限于二元谓词,而RDFS局限于子类和属性层次划分,属性的定义域和值域的约束。 鉴于RDF和RDFS的表达能力有限,语义Web需要更强大的本体描述语言。 OWL在语义和意义表达方面比RDF和RDFS有更多的方法,因此对于Web上机器可处理内容的描述能力也更强。 (3)三种OWL的子语言,即OWLFull、OWLDL和OWLLite,而且各子语言的表达能力由强到弱 (OWLLite是表达能力最弱的子语言。 它是OWLDL的一个子集,但是通过降低OWLDL中的公理约束,保证了迅速高效的推理。 它支持基数约束,但基数值只能为0或l。 因为OWLLite表达能力较弱,为其开发支持工具要比其他两个子语言容易一些。 OWLLite用于提供给那些仅需要一个分类层次和简单约束的用户 OWLDL(DescriptionLogic,描述逻辑)将可判定推理能力和较强表达能力作为首要目标,而忽略了对RDFS的兼容性。 OWLDL包括了OWL语言的所有语言成分,但使用时必须符合一定的约束,受到一定的限制。 OWLDL提供了描述逻辑的推理功能,描述逻辑是OWL的形式化基础。 OWLFull包含OWL的全部语言成分并取消了OWLDL中的限制,它将RDFS扩展为一个完备的本体语言,支持那些不需要可计算性保证(nocomputationalguarantees)但需要最强表达能力和完全自由的RDFS用户[6]。 在OWLFull中,一个类可以看成是个体的集合,也可以看成是一个个体。 由于OWLFull取消了基数限制中对可传递性质的约束,因此不能保证可判定推理)应该不用记这么多... 10. (1)下图给出了OWL-S中描述service的上层本体,请将图补充完整; (2)简要说明OWL-S在建模service时定义了哪几类流程。 (3)OWL-S利用WSDL在ServiceGrounding中将service的抽象信息与传输协议、消息格式等具体细节绑定,下图给出了绑定细节,将其补充完整。 (4)WSDL和OWL-S都能够描述Web服务。 说明二者的区别与联系。 (1) (2)OWL-S在建模services时定义的几类流程: 原子流程: 可以直接被调用,没有子流程,在一个单独的步骤里执行。 合成流程: 由其他(合成或者非合成)的流程组成,组合流程需要有一个composedOf属性。 ControlConstruct类通过该属性指示合成的控制结构。 简单流程: 简单流程是一个抽象概念,用来提供某些原子流程的视图或者是某些合成流程的简单描述。 (3) (4)WSDL是一种描述Web服务的工业标准,它为服务的描述定义了XML格式的可行框架,用于描述服务的接口、绑定和访问点. OWL-S是一种上层本体建模语言,它以无二义性计算机可以理解的语言来表达Web服务的属性和能力。 它支持使用者自动化定位、选择、使用、合成和管理Web服务。 OWL-S在实施初始基础技术时利用了WSDL。 OWL-S的grounding的概念与WSDL绑定的概念大体上是一致的。 一个OWL-S或者是WSDLgrounding使用OWL类作为在WSDL声明的消息的抽象类型,并依靠WSDL绑定构造来规范消息的格式。 11. (1)简要介绍flood算法; (2)在flood算法中,TTL和hop代表什么含义? (3)flood有什么优点和缺点? 简要介绍至少两种flood的改进算法。 (1)Flood算法是在纯粹分布式结构中采用的方法,不需要向索引服务器报告共享的信息,而是将请求泛洪到直接相连的邻居,再进一步洪泛到所有的邻居,直到收到响应,或者达到了最大的泛洪步数。 (2)TTL与hop: TTL和hops用来控制请求的直径或者范围。 在特殊情况下作为一个标志使用,向前移动的时候,减少TTL并且增加Hops。 TTL(Time-to-live)是洪泛消息的生存周期Hops(HopstoLive)是洪泛消息生存的跳数当某个Peer要查询数据时,会定义查询消息的生存期和跳数。 然后首先把查询消息发送给它的直接邻居,再由直接邻居将查询消息发送到它们的邻居,每前进一步消息的生存期-1,跳数+1。 如果消息的生存周期不为0或者每收到相应信息则继续洪泛。 随着消息生存期的增加,可达的主机增多,也会产生许多的消息。 (3)flood的缺点: flood算法容易造成控制信息的泛滥,消耗大量的带宽,从而可能很快造成网络拥塞甚至网络的不稳定,同时,局部性能较差的结点可能会导致网络被分片,从而导致整个网络的可用性较差,另外这类系统更容易受到垃圾信息,甚至是病毒的恶意攻击。 flood的优点: (不确定) 此算法不要求维护网络的拓扑结构和相关的路由计算,仅要求接收到信息的节点以广播方式转发数据包。 稳定性较高。 Flood改进(选两个记): Gossip: 在典型的gossip算法中,一个节点将新产生的信息发送给一组随机选择的结点。 这些节点在下一轮也做类似的事,其他结点也如此,直到该消息已经发送到所有的结点或者TTL小于0。 如何确定随机选择的数量: a.由开发者的经验决定,根据网络结点的扩展进行适应。 b.使用SCAMP(可扩展性的成员协议),每一个结点只是维护log(n)个成员结点 FloodTrail: 首先,一个结点将它的查询用Flood标记后通过P2P网络洪泛出去,并且将它的每一个与邻居的链接标记为traillink。 然后,对于同一个查询,当它的一个邻居获取到与并不是第一次获取的消息时,返回一条简短的“traillinkvalidation”消息。 如何在动态覆盖中工作: a.每个peer中都设置了一个定时器,该定时在在每次构造了floodingtrail后立刻重置。 b.一个peer的trail只在该peer的定时器到时之前对查询广播有效。 ICN(基于兴趣的集群网络): 在ICN中,结点以集群的方式组织,集群的策略基于人的兴趣。 ICN是自组织、完全分布式、可伸缩并且是逻辑上分层的。 ICN有两到三个逻辑层次,这些层次位于一个动态环境中,也就是说结点可以随时加入或者离开这个环境。 在三层的ICN中,有三种获取数据的方式: a.从同一个集群中获取 b.从同一个类的不同集群中获取 c.从不同的类中获取 12. (1)请简述HybridP2P,UnstructuredP2P和StructuredP2P(DHT)的查找机制; (2)从查询效率、负载平衡、稳定性和可扩展性等方面比较三者的优缺点,最后写出这三种拓扑的查询时间复杂度和存储空间复杂度。 (3)分别针对HybridP2P,UnstructuredP2P和StructuredP2P给出的实际的应用例子。 (1)HybridP2P(混合化P2P): 包含索引服务器的P2P网络,网络中的数据存放在Peer上,数据的索引放在索引服务器上,Peer之间通过服务器相互通信。 当某个Peer查找数据时,它会想服务器发送查询请求然后由服务器完成查询,并根据服务返回的结果与存放所需数据的Peer进行通信获得相应的数据。 UnstructuredP2P(非结构化P2P): 不包含中央服务器的纯P2P网络,网络中的数据存放在Peer上通过漫水法查找数据。 即Peer在查找数据时,不是向中心服务器查询而是将查询请求洪泛到自己的直接领居。 如果未收到响应,则继续向邻居的直接邻居洪泛直到收到响应,或者达到最大的洪泛步数。 StructuredP2P(结构化P2P): 使用纯分布式数据传送技术和基于关键字查找的纯P2P网络。 结构化P2P在查找时采用基于关键字和DHT(分布式哈希表)的查找方法。 将整个网络中数据和结点信息构为一张哈希表,然后用哈希算法将表中的各项分布到网络上。 当某个结点查找数据时,采用类似折半查找的方法利用DHT在整个网络中按关键字查找数据。 (2)HybridP2P(混合化P2P)的优点是易于管理,查询效率较高,缺点是健壮性、可扩展性和自组织能力差,没有克服C/S模式的缺点,一旦索引服务器出现问题整个网络就会瘫痪。 UnstructuredP2P(非结构化P2P)的优点是网络比较简单易于使用和实现,稳定性较高,Peer的加入或者退出对网络造成的影响不是很大,缺点是洪泛查询易造成网络广播风暴,且查询效率过低可扩展性差。 StructuredP2P(结构化P2P)的优点是: 可扩展性好、查询速度较快、自组织能力好、网络平衡度高,缺点是网络的稳定性较差,Peer的上下限会对网络造成影响,同时查找数据时虽然速度较快但必须是精确匹配。 复杂度: (3)HybridP2P: 主要有Napster,Maze,Thunder,BitTorrent(可能不需简要说明,只是列举即可) Napster 用户启动Napster,然后连接Napster服务器。 Napster从用户私人的MP3歌曲库中建立动态目录。 其中一个用户beastieboy输入搜索内容。 Napster将用户beastieboy输入的内容在动态目录中查找,然后找出并显示成功匹配的项。 用户beastieboy选择正确且速度较快的用户进行连接,然后进行文件传输。 UnstructuredP2P: Gnutella 它是针对于分布式搜索的一个协议。 每个节点既是客户端,又是服务器,被称为servent。 当用户提出查询或是浏览搜索结果时,它提供客户端接口,同时,它也可以接收其他servent发送来的查询。 St
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