基于XML的异构数据交换系统的研究与实现

西南交通大学硕士学位论文基于XML的异构数据交换系统的研究与实现姓名：杨剑申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：唐慧佳20050401西南交通大学硕士研究生学位论文第】页摘要数据交换是影响企业信息化管理发展的主要因素之一。

它的目标是在异构环境（松散耦合、数据格式不同、跨平台、跨地域的分布环境）中实现数据的共享，从而有效地利用资源，提高整个信息系统的性能，加快信息系统之间的数据流通，实现数据的共享和集成。

但当前各种数据交换技术运用于异构环境均存在很多问题，共有的问题主要包括耦合度大、成本高、实施复杂等。

ＸＭＬ和Ｗｅｂ服务技术的出现给数据交换带来了新的实现方法。

本论文以实现异构环境中数据交换为目标，使用ＸＭＬ和Ｗｅｂ服务技术设计和实现了一个通用的异构数据交换系统。

本文首先分析、比较了当前各种数据交换技术，并针对原有技术缺乏统一标准，平台依赖性强，系统间耦合度大等缺陷，提出采用ⅫＬ和Ｗｅｂ服务实现异构环境下的数据交换。

本文进一步对ＸＭＬ、Ｗｅｂ服务等相关技术进行了深入的研究，通过对常见的数据交换模式和拓拎结构的分析，设计了一个基于勰Ｌ、Ｗｅｂ服务的异构数据交换框架，介绍了该框架的体系结构、工作流程和各模块的功能等重点问题，并详细阐述了ＸＭＬ文档和数据库信息之间的映射、ＸＭＬＳｃｈｅｍａｓ的提取、ＸＭＬ文档的发送与接收、ＸＭＬ文档间的映射和ＸＭＬ文档属性封装和解析等关键模块的设计和实现，介绍了数据交换系统如何与其它系统进行集成，并分析了系统的安全问题及可能的解决方案。

最后介绍了基于ｘＭＬ技术的异构数据交换系统在企业中的实际应用。

从实践角度证明系统框架的可行性，同时指出了系统的不足和有待提高的方面。

关键词：数据交换：Ｘ札：Ｗｅｂ服务；ＳＯＡＰ西南交通大学硕士研究生学位论文第】ｌ页ＡｂｓｔｒａｃｔＤａｔａｅｘｃｈａｎｇｅｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍａｉｎｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓｏｆｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｉｔｓｇｏａｌｉｓｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｓｈａｒｉｎｇｏｆｔｈｅｄａｔａｉｎｔｈｅｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ（１００ｓｅｃｏｕｐｌｉｎｇ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄａｔａｆｏｒｍａｔ，ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｐｌａｔｆｏｒｍ，ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓａｒｅａ，ａｎｄｓｏｏｎ），ｔｈｕｓｕｔｉｌｉｚｅｓｒｅｓｏｕｒｃｅｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｉｍｐｒｏｖｅｓｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｓｄａｔａｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｒｅａｌｉｚｅｓｔｈｅｓｈａｒｉｎｇａｎｄｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄａｔａ．Ｂｕｔｖａｒｉｏｕｓｅｘｃｈａｎｇｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｈａｖｅｍａｎｙｐｒｏｂｌｅｍｓｗｈｅｎａｐｐｌｙｔｏｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅｃｏｍｍｏｎｑｕｅｓｔｉｏｎｉｎｃｌｕｄｅｓｈｅａｖｙｃｏｕｐｌｉｎｇ，ｈｉ曲ｃｏｓｔｓａｎｄｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔｉｎｇ．ＴｈｅｅｍｅｒｇｅｎｃｅｏｆＸＭＬａｎｄＷｅｂＳｅｒｖｉｃｅｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｂｒｏｕｇｈｔｔｈｅｉｌｅｗｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒｔａｒｇｅｔｓａｓｄａｔａｅｘｃｈａｎｇｅｂａｓｅｄｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄｏｎｅｇｅｎｅｒａｌｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｄａｔａｅｘｃｈａｎｇｅｓｙｓｔｅｍｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｂｙｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＸＭＬａｎｄＷｅｂＳｅｒｖｉｃｅｓ．Ｆｉｒｓｔ，ｖａｒｉｏｕｓｃｕｒｒｅｎｔｄａｔａｅｘｃｈａｎｇｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓａｒｅｃｏｍｐａｒｅｄ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｏｌｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ’ｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｏｆｌａｃｋｉｎｇｕｎｉｆｏｒｍｓｔａｎｄａｒｄ，Ｈｉ曲ｐｌａｔｆｏｒｍｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅａｎｄｈｅａｖｙｓｙｓｔｅｍｃｏｕｐｌｉｎｇ，ｔｈｅａｄｏｐＯｏｎｏｆＸＭＬａｎｄＷｅｂＳｅｒｖｉｃｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｄａｔａｅｘｃｈａｎｇｅｉｎｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ＸＭＬａｎｄＷｅｂＳｅｒｖｉｃｅａｎｄｒｅｌａｔｅｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓａｒｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｉｎｄｅｐｔｈ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｃｏｍｍｏｎｄａｔａｅｘｃｈａｎｇｅｍｏｄｅａｎｄｔｏｐｏｌｏｇｙ，ｆｌＸＭＬ，ＷｅｂＳｅｒｖｉｃｅ－ｂａｓｅｄｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｄａｔａｅｘｃｈａｎｇｅｆｒａｍｅｗｏｒｋｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ａｒｃｈｅｔｅｃｔｕｒｅ，ｗｏｒｋｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｍｏｄｕｌｅｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｆｒａｍｅｗｏｒｋａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｋｅｙｍｏｄｕｌｅ，ｓｕｃｈａｓｍａｐｏｆＸＭＬｄｏｃｕｍｅｎｔａｎｄｄａｔａｂａｓｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｔｈｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｏｆＸＭＬＳｃｈｅｍａｓ，ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄｒｅｃｅｐｔｉｏｎｏｆＸＭＬｄｏｃｕｍｅｎｔ，ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎａｎｄｐａｒｓｉｎｇｏｆｉｎｔｅｒ－ＸＭＬｄｏｃｕｍｅｎｔｍａｐａｎｄＸＭＬｄｏｃｕｍｅｎｔａｔｔｒｉｂｕｔｅ，ａｎｄｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆｄａｔａｅｘｃｈａｎｇｅｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｏｔｈｅｒｓｙｓｔｅｍｓ，ｓｅｃｕｒｉｔｙｐｒｏｂｌｅｍｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｓａｎｄｔｈｅｐｏｓｓｉｂｌｅｓｏｌｕｔｉｏｎａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．ＦｉｎａｌｌＮｐｒａｃｔｉｃａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＸＭＬ－ｂａｓｅｄｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｄａｔａｅｘｃｈａｎｇｅｆｒａｍｅｗｏｒｋｉｓｓｙｓｔｅｍｉｎｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｓｙｓｔｅｍｃｅｒｔｉｆｉｅｄｉｎｐｒａｃｔｉｃｅ，ａｎｄｔｈｅｄｅｆｅｃｔｓａｎｄｆｕｒｔｈｅｒｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍａｒｅｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＤａｔａＥｘｃｈａｎｇｅ；ＸＭＬ，ＷｅｂＳｅｒｖｉｃｅｓ；ＳＯＡＰ西南交通大拳硕士磅究生学位论文箦ｊ页第１章绪论１．１引言企业内部与外部联系逐渐紧密，甚至融为一体，这种变化深刻影响着企业的组织结构，不仅反映在企业内部的业务流程中，而且影响着企业如何与客户、合作伙伴、供应商、分销商等进行的商务活动。

业务信息在比以前广泛得多的范围内流动。

面对快速变化的市场条件，当今的商务活动必须以速度、效率与灵活性作为应对策略，这需要企业内部、企业间、扩展企业网络间各个应用系统之间相互协作，交换数据，实现业务流程的协同和业务信息的共享。

如果我们单纯从具体的解决技术来看，电子数据交换是解决上述问题的一个简单可行并且适应性广的方式，通过在不同的系统之间传递数据，实现不同应用系统以及不同企业之间的数据共享，以此减少手工的重复操作，提高信息传递的速度和信息处理效率，减少业务处理的差错，降低企业的运行成本。

但当前各种数据交换技术运用于异构环境（松散耦合、数据格式不同、跨平台、跨地域的分布环境）均存在很多问题，共有的问题主要包括耦合度大、成本高、实施复杂等。

如何有效解决这些问题是数据交换面临的一大挑战。

１．２数据交换的分类及解决方案数据在不同的信息实体之间交互的过程称为数据交换。

企业数据交换由于其能够加快业务流程、提高业务的效率、降低人力、物力、成本等诸多优点，越来越受到人们的关注。

当前的企业数据交换，根据其应用范围和特点大致可以分为企业内部交换和企业之间的数据交换（图卜１）。

企业内部交换的数据格式比较单一，业务流程固定，数据交换的构架相对紧凑，有较高的耦合度和数据交换效率，企业之间的数据交换和数据格式烦杂，数据交据的构架相对松散，耦合度低，数据交换效率也相对较低。

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图１－１企业数据交换分类１．２．１企业内部数据交换一个企业内部的信息系统构成是根据自己的企业的业务特点和需求构建起来的。

如果业务和功能结构比较单一，企业往往使用单一的信息系统来完成所有的工作，这样做的好处是信息系统相对封闭，即使需要和其它信息系统进行数据交互，其交换格式也比较简单统一，效率高，一般可以实时的完成各种业务，但是单一系统不易扩展，当出现涉及到与系统外信息实体数据交互时，往往需要手工完成。

如一些中小型的进销存系统，商品的订货仍需通过电话或传真交换数据然后用手工录入到计算机系统中。

一些中、大型企业的信息系统多由多个信息系统构成，如大型商业企业的财务、进销存、统计、客户管理等等往往都是独立的系统，并且很可能这些系统由不同的软件开发商提供，这一类系统的功能高难度内聚，使各个系统成为信息孤岛。

为了实现企业内部不同系统之间的交互，在２０世纪９０年代以后，逐渐形成了队Ｉ（ＥｎｔｅｒｐｒｉｓｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ，企业应用集成）的概念。

系统内的数据交换通常是因为整个系统由分布在不同地理位置的子系统构成，各个子系统之间要按照企业内部数据交换规范和业务流程进行数据交换，在实际应用中，往往采用应用层的数据交换。

应用层交换数据将数据从数据源实体中提取出来，规范化成为统一的格式，比较典型的有分布式对象技术“”和多自主体系统技术（Ｍｕｌｔｉ—ａｇｅｎｔ）【１２】，分布式对象技术的主要思想是：在分布式系统中引入一种可分布的，可互操作的对象机制。

把分布于网络上可用的所有资源封装成一个个可公共存取的对象集合，采用客户朋＆务器、心、讲≥。

．翻螨孥（～纛零一一雌姓；、～氲≮．掣ｏ（Ｃ／Ｓ）或测览器／服务器（Ｂ／Ｓ）的结构和模式实现对象的管理和交互，使得ⅧＬ‰ｉ…Ｊ●一＿ｔ……＿、……………Ｉ．、为了更高的数据交换效率，系统内部也常使用底层数据交换。

即用于交换的数据格式并不具有实际可理解的意义，仅仅在数据交换的系统双方可以处理。

该类交换比较典型的例子就是分布式数据系统。

一般大型数据库系统，如Ｏｒａｃｌｅ本身就提供了较好的分布式应用【１３１，用来保证分布式数据库之间的数据一致性和完整性。

这类分布式数据库系统均使用同构的数据库系统。

分布式数据库对应用系统提供整体的数据视图，使具体的物理视图对上层应用系统完全透明。

当分布式数据库系统是异构时，则需要新的技术和解决。

流行的解决方案往往采用代理的方法【１４】【１５】，为每种数据源（Ｏｒａｃｌｅ、Ｓｙｂａｓｅ、Ａｃｃｅｓｓ、ＳＱＬＳｅｒｖｅｒ）建立一种对象，然后通过代理来访问，而ＸＭＬ语言往往用来作为异构数据库交互的中间数据表示格式。