1      WSRF

1.1     WSRF简介

1.1.1   无状态Web服务的局限性

随着大规模网络技术的发展，特别是网格计算技术的兴起，极大地扩大了分布式系统的规模。网格是近年来逐渐兴起的构建在Internet之上的一种新的计算模式，其目标是在分布式、异构、自治的网络资源环境之上动态的构建虚拟组织，并在其内部实现跨自治域的资源共享与协作，满足当前复杂应用对大规模计算能力和海量数据处理等需求。因此，如何在分布式计算环境(特别是网格计算环境)下对异构资源进行共享和管理，是一个亟待解决的问题。

近年来，Web服务技术已得到快速发展和应用，它采用可扩展标记语言XML定义一组Web服务协议栈，通过开放协议和标准提供了面向Internet应用的统一服务注册、发现、绑定和集成机制，成为Internet环境下实现互操作性的一种主要机制。将Web服务技术引入网格研究领域，有助于解决网格研究所面临的应用集成、资源共享、系统互操作和标准化等问题。但传统的Web服务实现是无状态的，客户端发出请求并得到响应，然后断开连接。然而在很多系统中，如机票预定系统、CPU管理系统和工作流系统，有一个共同的特点就是它们都需要提供一种方式，使得客户端能够访问到系统内部的有状态实体，获取实体的属性并管理它们的生命周期。这些需求促使了OGSI(Open Grid Services Infrastructure)的诞生，它把在网格计算环境下对状态的建模和管理作为自己的首要目标。

Web服务资源框架(Web Services Resource Framework,WSRF)是对OGSI的重构与发展，它保留了OGSI的所有核心功能，并克服了OGSI的一些弊病：在一个协议中定义的内容太多、不能和现存的Web服务和XML工具很好的工作，等等。WSRF将OGSI定义的功能划分进四个不同的协议中，这些协议共同解决了在Web服务框架中表示、抽象及管理资源状态的问题。

1.1.2   WSRF的起源

WSRF ( Web Services Resource Framework ，Web服务资源框架)是在网格中开发的。在网格计算中工作被分成适合于在多个系统上处理的“单元”，该“工作”可以是计算、存储或其他类型的处理。 单元被分布到多个客户机。这个步骤通过让客户机请求或“pull”工作，或者让中央服务器将工作“push”给可用的客户机来完成。 总体进展、需求和状态由中央系统或系统组维护。

当前的网格应用程序一般遵循这种模式，有一个中央系统与客户机交互，这些客户机位于那些一般在地理位置上与中央服务器分离的系统上。

既然多个客户机在不同的地方，那么 Web 服务应该是网格计算顺理成章的选择。毕竟，它提供一种标准而容易的方法，以从一个系统到另一个系统获得信息，而不用求助于特定于平台或语言的方法，比如 CORBA、DCOM 或 Java-RMI。

然而，早期的网格应用程序使用其他更加不可移植的方法。但是为什么呢？

也许最贴切的是体系结构方面的原因。尽管网格应用程序可以在很多机器上实现，但它仍然是一个应用程序，因此很难与本质上是无状态的体系结构相协调。当使用数据库客户机连接到一个数据库时，您就保持了连接，并且可以插入记录，然后再查看插入的结果。另一个客户查看表时不会看到该记录，除非您提交了事务，但是数据库认识您的会话，并知道是您。

但是Web服务的工作方式不是这样的。利用 Web 服务，您发出请求（比如插入一条记录）并得到响应（比如插入成功），然后断开连接。没有正在进行的会话需要管理。例如 HTTP —在大多数情况下，Web服务通过HTTP传输—每个请求独立于前一个请求，Web服务没有访问或使用任何不是当前输入消息一部分的信息。

WSRF 的目标是通过创建“状态”概念以及处理状态的方法来解决该问题。

WSRF ( Web Services Resource Framework ，Web服务资源框架) 是在 Web 服务的无状态环境中使用“有状态”资源的一种方式，即在其中创建持久资源并通过Web服务来管理它，这种组合叫做 WS-Resource。这种有状态资源实际上可以是任何东西，从数据库到电子鼠标都是有状态资源。实际上，可以使用 WSRF 来处理任何可以通过改变其属性来操纵的东西。

WSRF 实际上是一系列协议，用于定义操纵有状态资源的标准的“消息模式”或方法，以请求属性的值或者指定这些属性应该变更。更确切的说，WSRF 定义一些标准操作，以处理关于处理 WS-Resources 的各个方面，比如处理它们的属性，从而将它们成组在一起，以达到诸如这样的目的--进行身份验证，确保它们被及时地销毁等。

WSRF 定义这些操作的方法是，定义了描述这些操作的 WSDL 文件的结构，指定它们应该如何出现在 Web 服务描述语言（Web Services Description Language，WSDL）文件中。WSDL 文件定义 Web 服务会话两端之间传输的消息，所以通过定义 WSDL 文件，WSRF 定义了发生的任何交互的形式。该 WSDL 文件然后可以被任何语言的实现所使用。

1.1.3   WSRF的历史

2001年，Ian Foster提出了开放的网格服务体系结构OGSA[17,18] (Open Grid Service Architecture)，确定了Web服务作为网格资源的新的抽象形式和构造基础。在2003年3月的GGF[19]上，OGSA已确定为网格研究的主流方向。OGSA是一个面向服务的体系结构，采用服务作为资源的统一封装和互操作形式，通过定义标准的网格协议使网格成为一个开放系统。

开放网格服务基础结构(OGSI)是OGSA的基本组件。这是一项基于新兴的Web Services标准的网格软件基础结构标准化工作，用于为OGSA软件组件提供最大的互操作性。其根本出发点是通过将关键的网格技术与Web服务技术集成起来，形成一个分布式系统框架，通过一种Grid Service来实现两者的结合。

Web服务支持者认为OGSI有如下4个不利于其发展的弊病：(1)在一个协议中包含了过多的内容，协议对不同内容的规定详细程度也各不相同，使得协议的实现难于搭建；(2)由于过多的使用XML Schema及其扩展，OGSI与现有的Web服务和XML工具不能很好的联系起来；(3)在编程模式的设计上过于面向对象化，要求Web Service对象一样能够支持实例内部状态的维护，这一点得不到Web服务技术拥护者的支持，同时也难于在基于HTTP的Web上实现；(4)对WSDL做了过多的扩展，使得OGSI难以无缝集成到以WSDL为基础的Web服务协议栈之中，使OGSI与Web服务不能很好地结合在一起。

2004年1月，IBM、Globus联盟和HP共同提出了WSRF协议，它是对OGSI的重构和发展，保留了OGSI的核心功能并解决了上述弊病。经过两年多的发展，2006年4月1日，WSRF1.2 成为了OASIS的标准。

WSRF的目标是定义一个通用、开放的框架，使用Web服务技术对有状态资源进行建模和寻址。它定义了如何表示、访问、管理有状态资源(WS-Resource)以及如何将资源进行群组。其中最核心的概念是WS-Resource，它是“静态”Web服务和相关有状态资源的组合，能够通过隐式资源模式(implied resource pattern[20])进行寻址和访问。WS-Addressing[21]协议的提出，极大地促进了WSRF的发展，它解决了有状态资源的寻址问题，提出了一种传输中立(transport-neutral)、面向服务(service-oriented)的机制对动态且有状态的资源进行寻址。WSRF协议包含一系列子协议，旨在解决有状态Web服务的运行、管理和通信问题。