详细讲述SOA的发展历史与标准规范

    摘要：

    新技术的兴起必然伴随着一系列技术标准和规范的诞生，SOA也是如此。短短几年之内，在厂商、研究人员和标准化组织的共同努力下，已经制定出一大批SOA标准和规范，有力地推动了SOA的发展。面对众多的SOA标准和规范，很多人可能会感到迷茫和疑惑，进而愈发觉得SOA太复杂而高不可攀。其实，只要了解SOA的发展历程和SOA架构的基本知识，同时对标准的制定、审核和发布机构及工作机制有一定认识和了解，就不难理解这些标准的意义和作用。

    1. SOA发展回顾

    SOA的概念最初由Gartner公司提出，由于当时的技术水平和市场环境尚不具备真正实施SOA的条件，因此当时SOA并未引起人们的广泛关注，SOA在当时沉寂了一段时间。伴随着互联网的浪潮，越来越多的企业将业务转移到互联网领域，带动了电子商务的蓬勃发展。为了能够将公司的业务打包成独立的、具有很强伸缩性的基于互联网的服务，人们提出了Web服务的概念，这可以说是SOA的发端。

    Web服务开始流行以后，互联网迅速出现了大量的基于不同平台和语言开发的Web服务组件。为了能够有效地对这些为数众多的组件进行管理，人们迫切需要找到一种新的面向服务的分布式Web计算架构。该架构要能够使这些由不同组织开发的Web服务能够相互学习和交互，保障安全以及兼顾复用性和可管理性。由此，人们重新找回面向服务的架构（Service-Oriented Architecture，SOA），并赋予其时代的特征。需求推动技术进步，正是这种强烈的市场需求，使得SOA再次成为人们关注的焦点。回顾SOA发展历程，我们把其大致分为了三个阶段。下面将分别介绍每个阶段的重要标准和规范。

    1.1 孕育阶段

    这一阶段以XML技术为标志，时间大致从上世纪九十年代末到本世纪初。虽然这段时期很少提到SOA，但XML的出现无疑为SOA的兴起奠定了稳固的基石。

    可扩展标记语言（Extensibl Markup Language，XML）系W3C所创建，源自流行的标准通用标记语言（Standard Generalised Markup Language，SGML），它在上世纪60年代后期就已存在。这种广泛使用的元语言，允许组织定义文档的元数据，实现企业内部和企业之间的电子数据交换。由于SGML比较复杂，实施成本很高，因此很长时间里只用于大公司之间，限制了它的推广和普及。

    通过XML，开发人员摆脱了HTML语言的限制，可以将任何文档转换成XML格式，然后跨越互联网协议传输。借助XML转换语言（Extensible Stylesheet Language Transformation，XSLT），接受方可以很容易地解析和抽取XML的数据。这使得企业既能够将数据能够以一种统一的格式描述和交换，同时又不必负担SGML那样高的成本。事实上，XML实施成本几乎和HTML一样。

    XML是SOA的基石。XML规定了服务之间以及服务内部数据交换的格式和结构。XSD Schemas 保障了消息数据的完整性和有效性，而XSLT使得不同的数据表达能沟通过Schema映射而互相通信。

    1.2 发轫之初

    2000年以后，人们普遍认识到基于公共——专有互联网之上的电子商务具有极大的发展潜力，因此需要创建一套全新的基于互联网的开放通信框架，以满足企业对电子商务中各分立系统之间通信的要求。于是，人们提出了Web服务的概念，希望通过将企业对外服务封装为基于统一标准的Web服务，实现异构系统之间的简单交互。这一时期，出现了三个著名的Web服务标准和规范：

? 简单对象访问协议（Simple Object Access Protocal，SOAP）
? Web服务描述语言（Web Services Description Language，WSDL）
? 通用服务发现和集成协议（Universal Discovery Description and Integration，UUDI）

    这三个标准可谓Web服务三剑客，极大地推动了Web服务的普及和发展。短短几年之间，互联网上出现了大量的Web服务，越来越多的网站和公司将其对外服务或业务接口封装成Web服务，有力地推动了电子商务和互联网的发展。Web服务也是互联网Web 2.0时代的一项重要特征。

    1.3 成长阶段

    从2005年开始，SOA推广和普及工作开始加速。不仅专家学者，几乎所有关心软件
行业发展的人士都开始把目光投向SOA。一时间，SOA频频出现在各种技术媒体、新产品发布会和技术交流会上。

    各大厂商也逐渐放弃成见，通过建立厂商间的协作组织共同努力制定中立的SOA标准。这一努力最重要的成果体现在3个重量级规范上：SCA/SDO/WS-Policy。SCA和SDO构成了SOA编程模型的基础，而WS-Policy建立了SOA组件之间安全交互的规范。这三个规范的发布，标志着SOA进入了实施阶段。

    从整体架构角度看，人们已经把关注点从简单的Web服务拓展到面向服务体系架构的各个方面，包括安全、业务流程和事务处理等。

    2. 标准与规范

    2.1 标准与规范的区别

    大多数人习惯上把“标准”与“规范”这两个术语交替使用，这样做基本没有问题。但严格地讲，二者还是有一定差异的。规范是标准的建议文档。这就意味着，标准一般是由业界公认的标准化组织制定和发布。而规范要灵活的多，多为厂商或非标准化组织发布。事实上，很多规范并不是标准，比如SDO和SCA，而是由某些厂商或厂商联盟制定发布。但是凭借这些厂商强大的市场地位，这些规范往往会成为事实上的标准。

    我们大体上可以把SOA标准分为XML标准集、Web服务标准集和SOA参考模型，下面我将分别介绍，为叙述方便，不再严格区分标准和规范，统一称作标准。

    2.2 XML标准集

    2001年10月，W3C发布了XML信息集（XML Information Set，XML Infoset）。
Infoset是一个抽象的数据模型，它兼容基于文本的XML 1.0，也是所有最新XML规范（XML Schema、XML Query和XSLT 2.0）的基础。由于Web服务架构是以XML Infoset为基础，而不是以某一特定的表现形式为基础，使得该架构及其核心协议组件可与各种编码技术兼容。

    除了基于纯文本的Infoset编码技术以外，Web服务架构还需要支持另外一种编码技术——即允许不透明的二进制数据与传统的基于文本的标记交织在一起。由于XML Infoset仅支持基于文本的XML，W3C于2005年初发布了XML二进制优化封装协议（XML-binary Optimized Packaging，XOP）。XOP格式使用MIME将原始二进制数据引入到XML 1.0文档中，而不采用base64编码。通过其配套规范——SOAP 消息（Transmission Optimization Method，MTOM）实现将二进制XOP格式绑定到SOAP。XOP和MTOM是将原始二进制数据与基于文本的XML混合在一起的首选方法，它们取代了目前普遍遭到反对的SOAP with Attachments（SwA）和WS-Attachments/DIME。

    2.3 Web服务标准集

    经过几年的努力，Web服务标准集已经初具规模，内容涵盖传输层、消息机制、编程模型、服务发现和描述、可靠性、事务处理、安全和管理等方面。尽管其中部分内容还处于规范级别，但由于受到广泛的关注和支持，成为正式标准只是时间上的问题。

      2.4 SOA参考模型

    SOA参考模型由结构化信息标准促进组织制定和发布。事实上，它并不是一个标准，而是SOA架构的一个抽象框架，统一了SOA相关术语用法并且定义了这些术语的涵义，同时还明确定义了SOA各组件之间的关系。SOA架构师或系统设计人员可以根据这个模型指导自己的SOA实践，下图说明了SOA参考模型与SOA实践之间的关系。



从上图可以看出，参考模型位于抽象级别的顶部，也就是说参考模型提供了SOA实现的抽象基础。每个SOA架构设计者都要考虑参考架构、模式、模型以及由参考架构派生出的概念架构，审慎思考实际环境（需求、动机和目标等）对实现架构的影响，同时利用已有的标准和协议，这样就形成了一个比较完整的SOA设计方法论。总而言之，SOA参考模型使得我们能够系统地考虑SOA架构的实现，并给出最基本的概念和设计模式。

   3. 标准化组织对标准的贡献

    3.1结构化信息标准促进组织（Organization for the Advancement of Structured Information Standards，OASIS）

    OASIS是一个非赢利的国际协会，致力于电子商务相关标准的制定和推广，也是目前制定Web服务标准最多的一个组织。除了制定通用的电子商务、Web服务和安全标准之外，OASIS还制定了很多针对行业的电子标准。OASIS理事会成员几乎全部来自微软、IBM、BEA system、Oracle、Sun、SAP AG、诺基亚等业界大公司。

    OASIS为SOA专门成立了六个技术委员会（Technical Committees），分别负责制定电子商务、Web Service开发和部署、服务质量以及面向服务架构等方面的标准。

    3.2 开放SOA合作组织（Open SOA Collaboration，OSOA）

    OSOA是一个非正式的厂商联盟，使得各厂商能够共同开发一个语言中立的编程模型。该编程模型帮助企业软件开发人员能够最大限度的发挥SOA架构的特性和优势。目前加入OSOA的厂商包括IBM、BEA、SAP、Oracle等。尽管OSOA不是一个标准化组织，但由于有IBM、BEA等业界厂商的支持，它制定的规范很可能会成为事实上的标准。因此，我们可以把它看作一个准标准化组织。OSOA成立了两个项目组，分别负责制定SCA和SDO规范。

    3.3万维网联盟（World Wide Web Consortium，W3C）

    W3C成立于1994年，主要负责制定Web相关标准和规范，比如HTML、CSS等。W3C专门成立了Web服务专区，下辖六个工作组，负责制定Web服务相关的标准。W3C对Web服务的发展可谓功不可没，像非常著名的SOAP和WSDL皆出自于W3C。

    3.4 Web服务互操作组织（Web Services Interoperability Organization，WS-I）

    WS-I是一个开放的厂商联盟，鼓励任何对Web服务有兴趣的厂商加盟并贡献自己的力量。 它主要致力于提升Web服务基于平台、操作系统和编程语言中立的互操作能力，其成员几乎覆盖了所有重量级厂商，如IBM、微软、Sun、Oracle和BEA等。

    3.5 互联网工程任务组(Internet Engineering Task Force，IETF)

    The IETF（因特网工程工作小组）是定义标准因特网操作协议（像TCP/IP）的团体，IETF接受国际互联网协会Internet架构委员会（Internet Architecture Board，IAB）的监督管理。IETF的成员分别来自于互联网协会的个人或者组织成员。

    4.厂商之间的博弈

    谁控制了标准，谁就控制了游戏规则，就能够在未来的软件行业立于不败之地。因此，几乎当前所有的主要工具供应商和平台提供商都参与了SOA标准的制定，包括微软、IBM、BEA、Oracle、Sun、SAP AG、诺基亚、IONA、Xcalia、Zend 、Sonic Software。

    表面上，标准化组织都声称自己独立于任何厂商，强调其独立性和自主性。但如果观察这些组织理事会的成员构成，就会发现大部分成员都来自上面提到的业界寡头，来自欧美发达国家，可以说是“大国俱乐部”和“大厂俱乐部”。

    在参与制定标准的同时，各大厂还开始并购优秀的行业SOA解决方案提供商，积累针对特定行业标准的实施经验，以期获取竞争优势。2006年8月，IBM宣布成功收购了一家专门提供面向行业的 SOA软件与服务的私有企业——Webify解决方案公司。Webify公司专注于提供帮助企业加速开发和部署应用的软件产品，以及数以百计的针对特定行业的基于标准的预置加速器、工具和框架，用于解决特定行业的业务问题，如帮助医疗保健行业符合《健康保险便携性及责任性法案》（HIPAA）的要求、帮助保险行业满足《国际保险业数据标准》（ACORD）等。此次收购将进一步增强IBM在SOA领域的领导地位。 Webify在语义方面的专业技术与IBM在开放标准开发利用丰富经验的结合，能够更好地解决特定垂直行业的常见业务问题。

    5.标准的发展趋势

    2007年将有三个重量级的标准问世，它们目前都属于规范级别。它们就是SCA、SDO、WS-Policy。SCA和SDO构成了SOA组件开发的核心，而WS-Policy则成为SOA组件间安全通讯的标准，其作用类似于安全套接层在浏览器与服务器通讯中的重用。事实上，WS-Policy的基本原理与SSL是一致的。

    今后标准开发将具有一个共同的特点，就是标准与SOA架构的协调性。也就是说，无论是已有的标准还是正在开发的标准，都必须符合SOA架构的要求，同时要考虑单个标准与其它SOA标准之间的协调一致。

    2007年将会有许多SOA的规范升级为标准。SCA和SDO计划于2007年由OASIS审核通过，而WS-Policy也将于2007年8月正式成为W3C标准。

    基于市场的强劲需求，各标准化组织将继续加大在制定SOA相关标准上的投入力度，标准的制定和发布周期将大大缩短。比如对WS-Policy，W3C制定了精密的时间表。目前WS-Policy的发布时间表是这样安排的，2007年3月发布候选推荐版本(Candidate Recommendation drafts)，2007年7月发布提议推荐版本(Proposed Recommendation drafts)，2007年8月发布W3C推荐版本(W3C Recommendations)。W3C历来以严谨和审慎著称，发布一个标准平均需要3至5年的时间。但就WS-Policy而言，从2006年4月 IBM和微软公司将WS-Policy规范提交给W3C算起，按照目前的时间表，整个标准发布周期仅为16个月。