CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ CHO DỊCH VỤ WEB Hoàng Xuân Huy Đại học Công Nghệ Luận văn thạc sĩ ngành: Công nghệ thông tin. Mã số: 60.48.01.03 Người hướng dẫn khoa học: TS. Võ Đình Hiếu Abstract:Luận văn tìm hiểu các kiến thức liên quan đến dịch vụ web XML, SOAP, WSDL, UDDI. Đặc điểm thuộc tính chất lượng dịch vụ trong dịch vụ web, các phương pháp so sánh dịch vụ web dựa vào nhiều thuộc tính chất lượng dịch vụ và các phương pháp biểu diễn chất lượng dịch vụ.Ngoài ra, luận văn đưa ra các vấn đề về tổng hợp dịch vụ, đàm phán dịch vụ web, tìm hiểu các nội dung về mã nguồn mở Axis2.Trên cơ sở đó, tác giả trình bày một khung đàm phán chất lượng dịch vụ cho dịch vụ web trong lĩnh vực du lịch.Khung đàm phán này là công cụ sử dụng cho nghiên cứu và giảng dạy.Ngoài ra, sản phẩm khung đàm phán này được hoàn thiện như mong muốn của tác giả thì nó có thể được đem vào ứng dụng thực tế trong lĩnh vực du lịch. Keyword:dịch vụ web, SOAP, WSDL, UDDI, chất lượng dịch vụ web, tổng hợp dịch vụ, đàm phán dịch vụ web, Axis2.
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
HOÀNG XUÂN HUY
XÂY DỰNG KHUNG ĐÀM PHÁN
CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ CHO DỊCH VỤ WEB
Chuyên ngành : Kỹ thuật phần mềm
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
Hà Nội - 2014
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
HOÀNG XUÂN HUY
XÂY DỰNG KHUNG ĐÀM PHÁN
CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ CHO DỊCH VỤ WEB
Chuyên ngành : Kỹ thuật phần mềm
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS VÕ ĐÌNH HIẾU
Hà Nội - 2014
Trang 3CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ CHO DỊCH VỤ WEB
Hoàng Xuân Huy
Đại học Công Nghệ
Luận văn thạc sĩ ngành: Công nghệ thông tin Mã số: 60.48.01.03
Người hướng dẫn khoa học: TS Võ Đình Hiếu
Abstract: Luận văn tìm hiểu các kiến thức liên quan đến dịch vụ web XML,
SOAP, WSDL, UDDI Đặc điểm thuộc tính chất lượng dịch vụ trong dịch vụ web,các phương pháp so sánh dịch vụ web dựa vào nhiều thuộc tính chất lượng dịch vụ vàcác phương pháp biểu diễn chất lượng dịch vụ Ngoài ra, luận văn đưa ra các vấn đề
về tổng hợp dịch vụ, đàm phán dịch vụ web, tìm hiểu các nội dung về mã nguồn mởAxis2 Trên cơ sở đó, tác giả trình bày một khung đàm phán chất lượng dịch vụ chodịch vụ web trong lĩnh vực du lịch Khung đàm phán này là công cụ sử dụng chonghiên cứu và giảng dạy Ngoài ra, sản phẩm khung đàm phán này được hoàn thiệnnhư mong muốn của tác giả thì nó có thể được đem vào ứng dụng thực tế trong lĩnhvực du lịch
Keyword: dịch vụ web, SOAP, WSDL, UDDI, chất lượng dịch vụ web, tổng
hợp dịch vụ, đàm phán dịch vụ web, Axis2
Trang 4LỜI MỞ ĐẦU
1 Đặt vấn đề, định hướng nghiên cứu
Dịch vụ web ra đời, nó được coi là một trong những cuộc cách mạng công nghệ.Bởi dịch vụ web cho phép các ứng dụng trao đổi dữ liệu với nhau thông qua Internet vàcác giao thức chuẩn mà không cần quan tâm đến nền tảng công nghệ bên trong nó Ngàynay, dịch vụ web được phát triển rất phổ biến và được triển khai ở rất nhiều lĩnh vựctrong đời sống Khi ngày càng nhiều các dịch vụ web cung cấp các chức năng tương tựnhau, để phân biệt các chức năng dịch vụ này thường dựa vào thông tin chất lượng dịch
vụ của chúng Hơn nữa, các yêu cầu của người dùng thường phức tạp mà các dịch vụđơn lẻ không thể đáp ứng được những yêu cầu này Vì vậy, cần phải xây dựng dịch vụtổng hợp từ các dịch vụ đơn lẻ mới thỏa mãn được yêu của người dùng
Có vấn đề được đưa ra, làm thế nào chọn ra các chức năng phù hợp nhất trong
số các chức năng giống nhau thuộc các dịch vụ đơn lẻ để phục vụ cho tổng hợp dịch
vụ Để trả lời cho câu hỏi này, tác giả sử dụng mô hình chất lượng dịch vụ để phânbiệt các hàm dịch vụ giống nhau và sử dụng phương pháp để chọn hàm dịch vụ tối ưunhất trong kho hàm dịch vụ của mỗi dịch vụ thành phần Từ đó, tác giả đề xuất giảipháp xây dựng một khung đàm phán chất lượng dịch vụ cho dịch vụ web
2 Nội dung của luận văn
Luận văn được chia thành các phần chính như sau:
Mở đầu: Phần đặt ra vấn đề đưa mục tiêu và giải pháp cho bài toán.
Chương 1: giới thiệu tổng quan, các khái niệm cơ bản về dịch vụ web, kiến
trúc của dịch vụ web, mô hình phân tầng trong dịch vụ web, các phương pháp tiếpcận tổng hợp dịch vụ web tự động
Chương 2: Trình bày về chất lượng dịch vụ trong dịch vụ web, các thuộc tính
chất lượng dịch vụ, các phương pháp cung cấp chất lượng dịch vụ Vấn đề đám phántrong dịch vụ web,chính sách đàm phán, giao thức đàm phán, thông điệp đàm phán
Trang 5 Chương 3: Trình bày Axis2, giới thiệu về Axis2, Mô đun xử lý XML, mô
đun thông tin, mô đun xử lý thông điệp SOAP, mô đun triển khai, mô đun client API
Chương 4: Đưa ra mô hình khung đàm phán chất lượng dịch vụ dịch vụ
web, các dịch vụ được triển khai trên Axis2, cài đặt thử nghiệm bằng ngôn ngữ Java
và sử dụng các thư viện của Axis2
Kết luận & định hướng: tổng kết lại những kiến thức tìm hiểu và trình bày
trong luận văn, đánh giá kết quả làm được Đưa ra các hướng phát triển trong tương lại
Trang 6Chương 1 TỔNG QUAN VỀ DỊCH VỤ WEB
1.1 Giới thiệu về dịch vụ web
Dịch vụ web là một thiết kế hệ thống phần mềm để cung cấp các phương tiệncho các phần mềm giao tiếp với nhau trên môi trường mạng hoặc internet Dịch vụweb dựa trên các chuẩn XML, nên dịch vụ web cho phép các ứng dụng truy cập trên
nó thông qua các giao thức và định dạng dữ liệu phổ biến như HTTP, XML,SOAP,REST, WSDL, JSON Vì vậy các ứng dụng trao đổi dữ liệu với nhau trên dịch
vụ web không cần quan tâm đến các vấn đề hệ điều hành, nền tảng của ứng dụng củanhau
Cấu trúc của thông điệp SOAP bao gồm : Phong bì thư SOAP, trong phong bìthư SOAP bao gồm các thành phần sau: Phần tiêu đề, phần thân, phần lỗi
1.2.2 WSDL
Ngôn ngữ miêu tả dịch vụ web được viết tắt là WSDL WSDL là một địnhdạng XML, nó định nghĩa các cú pháp XML để miêu tả trừu trượng các thành phầncủa một dịch vụ web Các phần tử sau được định nghĩa trong tài liệu WSDL để miêu
tả các dịch vụ: Types, Message, PortType, Binding, Port, Service
1.2.3 UDDI
Mô tả và khám phá dịch vụ web được viết tắt là UDDI UDDI được xây dựngdựa trên một số tiêu chuẩn công nghệ, bao gồm các thành phần sau: HTTP, XML,XSD, SOAP và WSDL Vì vậy nó là nơi chứa thông tin về dịch vụ, cho phép đăng kýdịch vụ và cho phép tìm kiếm dịch vụ
1.3 Mô hình phân lớp dạng ngăn xếp trong dịch vụ web
Trang 7Trong kiến trúc dịch vụ web bao gồm hai thành phần: Thành phần lõi và thànhphần mở rộng Trong đó, thành phần lõi là thành phần bắt buộc của một dịch vụ web.
Nó bao gồm các lớp sau: Lớp giao thức giao tiếp, lớp thông điệp gồm các dữ liệudạng XML và giao thức SOAP, lớp miêu tả WSDL và lớp khám phá UDDI
Thành phần mở gồm lớp chất lượng dịch vụ và lớp xử lý logic Thành phần mở
có vai trò hỗ trợ phát triển các yêu cầu cao cấp trong xây dựng dịch vụ web
1.4 Phương pháp tiếp cận để tổng hợp dịch vụ tự động
Có hai loại tổng hợp dịch vụ là tổng hợp dịch vụ bằng tay và tổng hợp dịch vụ
tự động Trong tổng hợp dịch vụ tự động có hai phương pháp tiếp cận chính là:Phương pháp dựa trên quy trình công việc (workflow) và phương pháp dựa vào lập
kế hoạch trí tuệ nhân tạo
Trang 82.1.1 Các thuộc tính chất lượng dịch vụ
Chất lượng dịch vụ có thể được sử dụng để xác định các thuộc tính phi chứcnăng của dịch vụ Các thuộc tính chất lượng dịch vụ được định nghĩa cụ thể cho cácdịch vụ web chẳng hạn như: Độ sẵn sàng, an ninh, thời gian đáp ứng, chi phí, thônglượng, độ tin cậy
2.1.2 Phương pháp cung cấp chất lượng dịch vụ
Cung cấp thông tin chất lượng dịch vụ của các dịch vụ thành phần đóng vai tròquan trọng trong việc tổng hợp chất lượng dịch vụ web Đối với mỗi dịch vụ webthành phần đã có nhiều giải pháp được đề xuất để cung cấp thông tin chất lượng dịchvụ
Sử dụng UDDI để chứa thông tin chất lượng dịch vụ, bằng cách đăng ký thôngtin chất lượng dịch vụ tại UDDI Bởi vì cấu trúc của nó cho phép mô tả các thông tinchất lượng dịch
Sử dụng SOAP để lưu trữ thông tin chất lượng dịch vụ Do SOAP có khả năng
hỗ trợ tìm kiếm dịch vụ web, nên chúng ta có thể đính kèm thông tin chất lượng dịch
vụ trong mục tìm kiếm này
Một phương án nữa được đề xuất là xây một dịch vụ
WS_QoS độc lập chỉ chứa thông tin về chất lượng dịch vụ hoặc
xây dựng các hàm riêng biệt chứa thông tin chất lượng dịch vụ Sử dụng SOAP.Trước khi người dùng muốn sử dụng một hàm dịch vụ, người dùng sẽ kiểm tra thôngtin chất lượng dịch vụ của nó thông qua WS_QoS hoặc qua các hàm chứa thông tinchất lượng dịch vụ
2.2 Đàm phán dịch vụ web
Trang 9Đàm phán là một sự tương tác giữa hai hay nhiều bên trong một nỗ lực đạtđược một số thỏa thuận về một khía cạnh cụ thể Khía cạnh về đàm phán có thể mộtmức giá của một hàng hóa trong thương mại điện tử hoặc chi phí phải trả để sử dụngmột dịch vụ.
2.2.1 Chính sách đàm phán
Chính sách được hiểu cơ bản là đặt ra các quy tắc trong đó xác định một hànhđộng hay một sự xác nhận được thực hiện khi một điều kiện nhất định nào đó đượcđáp ứng, khi đó dẫn đến các quyết định được hiện để đạt mục tiêu nhất định Mỗichính sách đàm phán thường có một đặc tả miền cụ thể khác nhau Các yếu tố chínhtrong miền là: Ngữ cảnh, mục đích, ràng buộc, vấn đề ưu tiên hay vấn đề tùy chọn vàmột số yếu tố khác như ở hình dưới đây
2.2.2 Thông điệp đàm phán
Các thành phần đàm phán sử dụng thông điệp để trao đổi với nhau trong quátrình đàm phán Khi dịch vụ A đàm phán dịch B thì một thông điệp yêu cầu (Requestmessage) được gửi từ dịch A tới dịch vụ B, dịch vụ B sẽ phản hồi cho thông điệp Avới một thông điệp phản hồi (Respone message)
2.2.3 Giao thức đàm phán
Giao thức đàm phán sử dụng để mô tả cơ chế và quy tắc của các bên đàm phán.Các giao thức này xác định các bên có thể tương tác với nhau và trả ra ảnh hướngquyết định chúng Hệ thống hỗ trợ đàm phán được viết tắt là NSS là một kiến trúcdịch vụ web cho phép trao đổi thông điệp đàm phán của nhà cung cấp dịch vụ hoặcnhà yêu cầu dịch vụ với dịch vụ đàm phán thứ ba Các dịch vụ đàm phán này thường
là một dịch vụ web, dịch vụ đàm phán xác định một tập các giao thức đàm phánnguyên thủy, để nhà yêu cầu dịch vụ và nhà cung cấp dịch vụ có thể giao tiếp và hoạtđộng cùng nhau
Trang 10Chương 3 TÌM HIỂU VỀ MÃ NGUỒN MỞ AXIS2
3.1 Giới thiệu về Axis2
Axis2 là khung chương trình triển khai dịch vụ web Ngoài ra Axis2 là mãnguồn mở cho phép các phát triển thêm các tính tiện ích xung quanh dịch vụ web
Axis2 cung cấp một khung chương trình để xử lý các thông điệp SOAP Khungchương trình này có thể được mở rộng và người dùng có thể mở rộng trong các xử lýthông điệp SOAP hoặc trong các hoạt động cơ sở Axis2 có khả năng triển khai mộtdịch vụ web với sự hỗ trợ của WSDL hoặc không cần WSDL Axis2 cung cấp giaodiện thao tác người dùng (Client API) sử dụng để gọi các dịch vụ web Giao diệnthao tác người dùng có thể hỗ trợ cho các hai mô hình đồng bộ và bất đồng bộ
3.2 Mô đun xử lý XML
Axis1 sử dụng DOM để thể hiện lược đồ XML và toàn bộ cấu trúc phân cấpđầy đủ của đối tượng (tương ứng với các thông điệp đến) được lưu trữ trong bộ nhớ.Điều này không có vấn đề gì khi kích thước của thông điệp là nhỏ Nhưng khi kíchthước của thông điệp lớn, nên đây là một vấn đề của Axis1 Axis2 đã khắc phụ điềunày bằng cách sử dụng một kỹ thuật mới gọi là trục mô hình đối tượng (AXIs ObjectModel - AXIOM) để thể hiện lược đồ XML
3.3 Mô đun xử lý thông tin
Các ứng dụng đòi hỏi khả năng hỗ trợ hai loại dữ liệu tĩnh và dữ liệu độngtrong khi sử dụng một khung của dịch vụ web (Web service framework) Hiện naymột số khung dịch vụ web có thể đáp ứng được điều này Axis2 có hai hệ thống phâncấp các đối tượng để hỗ trợ dữ liệu tĩnh cũng như dữ liệu động Mô hình thông tin cóhai hệ thống phân cấp chính là ngữ cảnh (context) và sự mô tả ( description) Trong
đó hệ thống phân cấp mô tả (Description) biểu diễn dữ liệu tĩnh Dữ liệu tĩnh nàyđược nạp từ một tập tin cấu hình Mặt khác, hệ thống phân cấp ngữ cảnh (Context)chứa nhiều thông tin động về một đối tượng và nó có thể có nhiều hơn một thể hiện
3.4 Mô đun xử lý thông điệp SOAP
Nhận và gửi thông điệp SOAP có thể coi là hai trong số những công việc chủyếu của máy xử lý SOAP Trong kiến trúc Axis2 cung cấp hai đường ống để thực
Trang 11hiện hai hành động cơ bản là nhận và gửi thông điệp SOAP Hai đường ống này cótên là InPipe và OutPipe Các mẫu tin nhắn trao đổi phức tạp ký hiệu MEPs, nó đượcxây dựng bởi kết nối hai loại ống InPipe và OutPipe Ngoài ra còn hai đường ốngkhác có mục đích hỗ trợ cho các thông điệp gửi đến và gửi đi bị lỗi.
3.5 Xử lý, giai đoạn, luồng trong Axis2
Axis2 xây dựng cơ chế xử lý (handlers) làm tăng khả năng mở rộng mềm dẻotrong mô hình xử lý thông điệp SOAP, nó còn cung cấp thêm các tiện ích dịch vụ(Add on services) cho nhiệm vụ hay hệ thống khác
Xử lý (handler) trong Axis2 là không trạng thái, nghĩa là Axis2 không giữ cáctrạng thái đã qua thực hiện của chúng trong bộ nhớ Một xử lý (handler) có thể cóquyền đọc hoặc viết vào ngữ cảnh thông điệp ( Message context) hoặc một thôngđiệp SOAP đến
Khái niệm giai đoạn (phase) được giới thiệu trong Axis2, giai đoạn là nơi đặtcác xử lý (handlers) trong một chuỗi dây chuyền của các thực hiện Giai đoạn cónhiệm vụ hỗ trợ việc thứ tự động của các xử lý (handlers)
Dòng chảy hay gọi là luồng (flow) là tập hợp các giai đoạn và thứ tự các giaiđoạn theo một dòng chảy xác định được định nghĩa ở tập tin cấu hình axis2.xml Cóbốn loại dòng chảy được định nghĩa trong Axis2: Dòng chảy InFlow, dòng chảyInFaulFlow, dòng chảy OutFlow, dòng chảy OutFaultFlow
3.6 Mô đun giao vận và mô đun triển khai
Axis2 được thiết kế để khắc phục các nhược điểm trên và cung cấp một cáchlinh hoạt, thân thiện, và một mô hình cấu hình triển khai khá dễ dàng
Axis2 có hai loại giao vận là giao vận gửi (Transport Senders) và giao vậnnhận ( Transport Receivers) Chúng được truy cập thông qua tệp cấu hình trên Axis2.Giao vận nhận có nhiệm vụ nhận thông điệp, giao vận gửi có nhiệm vụ gửi thôngđiệp ra ngoài Hơn nữa giao vận gửi và giao vận nhận là hoàn toàn độc lập
Axis2 sẽ coi như là một bản cập nhật nóng Khi Axis2 tìm thấy một tệp mới,
nó sẽ đối xử như một triển khai nóng Triển khai nóng là triển khả năng triển khai cácdịch vụ mới trong khi hệ thống đang chạy ở thời gian thực Trong hệ thống quản trịcủa Axis2 nếu bạn không muốn triển khai nóng, bạn có thể thay đổi dễ dàng ở tệp cấuhình axis2.xml
Trang 12Chương 4 XÂY DỰNG KHUNG ĐÀM PHÁN CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ
CHO DỊCH VỤ WEB
Trong lĩnh vực dụ lịch chúng ta đang có các dịch vụ đặt tour, dịch vụ đặt phòng,dịch vụ đặt vé máy bay, dịch vụ đặt xe, dịch vụ tra cứu thời tiết… Thông thường cácdịch vụ này là miễn phí để tạo điều kiện thuận lợi trong phát triển du lịch
Nhưng một số nhà cung cấp dịch vụ yêu cầu phải trả phí khi sử dụng để giảm bớtthông tin rác Bởi đối tượng khách hàng là những người VIP, giàu đó và các dịch vụ nàyphục vụ cho các khách sạn, tour thuộc hạng sang Đặc điểm của các dịch vụ này là:
- Các dịch vụ là riêng lẻ, độc lập, được cung cấp bởi các nhà cung cấpdịch vụ khác nhau
- Các dịch vụ có nhiều hàm dịch vụ có chức năng tương tự nhau, chúngđược phân biệt nhau dựa vào thông tin chất lượng dịch vụ Các hàm này được gọi làhàm chức năng Ký hiệu thông tin chất lượng dịch là QoS
- Các dịch vụ có một số hàm dịch vụ chuyên cung cấp QoS cho hàm chứcnăng Các hàm này được gọi là hàm dịch vụ phi chức năng hay hàm phi chức năng.Các hàm phi chức năng cho phép người dùng hỏi thông tin chất lượng dịch của cáchàm chức năng, từ đó người dùng sẽ quyết định nên sử dụng hàm chức năng nào chophù hợp
- Các dịch vụ này được ký hiệu là Book_WSi, xét trong ngữ cảnh củakhung đàm phán của luận văn thì i= 1, 2 Đồng thời Book_WSi là các dịch vụ thànhphần của khung đàm phán được mô tả ở mục 4.1
Các yêu cầu của người dùng thường là phức tạp, các dịch vụ đơn lẻ hầu nhưkhông đáp ứng được Vì vậy, cần thiết phải xây dựng một dịch vụ tổng hợp mới,dịch vụ này thực hiện tổng hợp từ các dịch vụ thành phần Có hai loại trong tổng hợpdịch vụ: Một là tổng hợp các hàm dịch vụ chức năng, hai là tổng hợp các hàm dịch vụphi chức năng
Trong nội dung của luận văn này chỉ thực hiện tổng hợp các hàm dịch phi chứcnăng để tạo ra một dịch tổng hợp mới Cụ thể xây dựng một khung đàm phán chất
Trang 13lượng dịch vụ cho dịch vụ web, kết quả của khung đàm phán là tạo một dịch tổng hợp
về chất lượng dịch vụ
4.1 Mô tả bài toán
Giả sử, Book_WSi là các dịch vụ thành phần với (i= 1, 2) tương ứng là dịch vụđặt phòng BookHotel và đặt tour BookTour Trong đó BookHotel có 3 hàm dịch vụđặt phòng giống nhau, chúng chỉ khác nhau về chất lượng dịch vụ ký hiệuFuncHotelj, với (j=1, 2, 3) lần lượt là: FuncHotel1, FuncHotel2, FuncHotel3
Ngoài ra BookHotel có hàm dịch vụ GetQoS, hàm này sẽ trả ra danh sách đốitượng chất lượng dịch vụ ObjQoS của các hàm đặt phòng trên Tương tự, ta cóBookTour có 4 hàm dịch vụ đặt tour ký hiệu FuncTourk, với (k= 1, 2, 3, 4) lần lượtlà: FuncTour1, FuncTour2, FuncTour3, FuncTour4
Dịch vụ BookTour cũng có hàm dich vụ GetQoS trả ra danh sách đối tượngchất lượng dịch vụ ObjQoS của các hàm đặt tour Giả sử trong khung đàm phán nàychỉ xét 3 thuộc tính chất lượng dịch vụ cost, time, avaiablity tương ứng có ý nghĩa làgiá cả, thời gian và độ sẵn sàng Khi đó ObjQoS = {cost, time, avaiablity}
Gọi Travel_WS là dịch vụ tổng hợp trong khung đàm phán Trong đóTravel_WS có các giá trị chất lượng dịch vụ đầu vào (const_cost, const_time,const_avaiablity) Dịch vụ WS_Travel sẽ có nhiệm vụ chọn cặp (FuncHotelj,FuncTourk) của các dịch thành phần Book_WSi thỏa mãn biểu thức sau
∑Book WSi(cost ,time , avaiablity)<= Travel WS(const cost , const time , const avaiablity).
4.2 Kiến trúc khung đàm phán
Mô tả như hình vẽ dưới đây
