CN101047663A - 一种减少有效负荷的方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种减少有效负荷的方法及***。该方法包括：1)将简单对象访问协议消息数据用抽象句法符号语法表示；2)将抽象句法符号语法表示的简单对象访问协议消息数据换算成二进制数据；3)将二进制数据转换成文本格式后嵌入简单对象访问协议消息。该***包括：存储单元，用于存储简单对象访问协议消息；转换单元，用于转换简单对象访问协议消息；转换单元将存储单元的简单对象访问协议消息数据用抽象句法符号语法表示，并换算成二进制数据，再转换成文本格式后嵌入简单对象访问协议消息。该方法及***能够减少简单对象访问协议SOAP消息数据的有效负荷，降低有效负荷的复杂程度。
Description
技术领域
本发明涉及互联网技术领域，尤其涉及一种在简单对象访问协议SOAP消息中减少有效负荷的方法及***。
背景技术
简单对象访问协议SOAP(Simple Object Access Protocol)是一项能够让对象在交互式环境下交互的行业标准。SOAP设计的初衷是为了能在互联网上进行对象交互，在传统的网络服务上增加远程过程调用RPC(RemoteProcedure Call)的功能。SOAP消息是采用可扩展标记语言XML(ExtensibleMarkup Language)编码，世界万维网联盟W3C组织对定义XML命名空间和XML编码规则严格要求统一。
SOAP消息由如下几部分组成：
1)将XML数据指定为SOAP消息的信封Envelope元素。
2)含有头信息的供选用的报头Header元素。
3)含有要求和响应信息的强制性消息体Body元素。
4)供选用的错误Fault元素，如果处理消息时出错，它将提供有关该错误的信息。
SOAP主要使用请求/响应消息的传送机制，按传统的方法，SOAP应用程序通过互联网交换封装成HTTP消息的SOAP消息。SOAP请求可以作为超文本传输协议HTTP POST(传递)消息或HTTP GET(获取)消息发送出去，响应则可以作为标准的HTTP响应来获取，所使用的内容Content类型通常是text/xml(纯文字型式的xml)、application/xml(应用型式的xml)或application/soap+xml(应用型式的soap+xml)。
当前基于网络服务的SOAP主要是把整个SOAP有效负荷编码成XML来发送出去。所述有效负荷是指SOAP消息传输的数据。基于XML的设计是将数据编码为复杂的嵌套结构，并按照通常的方式将其作为字符数据通过HTTP协议发送出去。
但是，现有技术存在以下不足：
首先，随着请求和响应越来越复杂，在“soap:Body”元素上传输的SOAP有效负荷也越来越大。当响应消息里携带了大量的信息，必然会导致生成一个巨大的XML文件，并且在XML结构中的每个标记元素除了实际的目标信息，还含有诸如名称和类型之类的信息。就XML的格式来说，有效负荷未做特别的编码，是作为一个简单的字符串发送出去的；
其次，对越来越复杂的网络服务来说，在“soap:Body”元素中传输的SOAP有效负荷结构也越来越复杂。因为必须将不少参数编码成多个结构和子结构，从而形成了嵌套程度很深的XML树格式，随着XML数据组织的层次越来越多，在分析和恢复数据值并进行应用处理时的运算量也越来越大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种减少有效负荷的方法及***，该方法及***能够减少简单对象访问协议消息的有效负荷，降低有效负荷的复杂程度。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供一种减少有效负荷的方法，包括：1)将简单对象访问协议消息数据用抽象句法符号语法表示；2)将抽象句法符号语法表示的简单对象访问协议消息数据换算成二进制数据；3)将二进制数据转换成文本格式后嵌入简单对象访问协议消息。
进一步的，所述步骤2)包括使用基本编码规则将简单对象访问协议消息数据换算成二进制数据。
进一步的，所述步骤2)包括使用分组编码规则将简单对象访问协议消息数据换算成二进制数据。
进一步的，所述步骤3)中具体为使用BASE64编码将二进制数据转换成文本格式。
相应的，本发明提供一种减少有效负荷的***，包括：存储单元和转换单元；存储单元用于存储简单对象访问协议消息；转换单元用于转换简单对象访问协议消息；转换单元将存储单元的简单对象访问协议消息数据用抽象句法符号语法表示，并换算成二进制数据，再转换成文本格式后嵌入简单对象访问协议消息。
进一步的，转换单元包括使用基本编码规则将简单对象访问协议消息数据换算成二进制数据。
进一步的，转换单元包括使用分组编码规则将简单对象访问协议消息数据换算成二进制数据。
进一步的，转换单元具体为使用BASE64编码将二进制数据转换成文本格式。
以上技术方案可以看出，本发明具有以下效果：
首先，前述现有技术中简单对象访问协议消息数据采用XML格式，有效负荷未做特别的编码，占据很大空间，而本发明将简单对象访问协议消息数据用抽象句法符号语法表示，并换算成二进制数据，再将二进制数据转换成文本格式后嵌入简单对象访问协议消息，从而使有效负荷占据的空间大大减少；
进一步的，前述现有技术中简单对象访问协议数据采用XML格式，有效负荷结构比较复杂，结构嵌套程度深，而本发明将简单对象访问协议消息数据采取抽象句法符号语法表示，是采用单向导航格式，嵌套程度低，从而降低了有效负荷的复杂程度，也使处理数据时运算量减少。
附图说明
图1是本发明减少有效负荷的方法流程图；
图2是本发明减少有效负荷的***示意图。
具体实施方式
简单对象访问协议SOAP应用可用两种模式工作，一种被称为文档模式，一种为远程过程调用RPC(Remote Procedure Call)模式。
以下是文档模式的一条最小SOAP消息：
| <?xml version="1.0"?> //版本信息<soap:Envelope //信封元素，表明该节点下的xml元素是soap消息xmlns:soap="http://www.w3.org/2001/12/soap-envelope"><soap:Body> //消息体元素，携带应用自定义的soap消息<m:GetItemsLimitByPrice xmlns:m="urn:Prices"><m:Price>100</m:Price>//该节点表示这个soap消息要访问服务器的GetItemsLimitByPrice接口，参数名称是Price，参数值是100</m:GetItemsLimitByPrice></soap:Body></soap:Envelope> |
以下为远程过程调用RPC模式的一条最小SOAP消息：
| <?xml version="1.0"?> //版本信息<soap:Envelope //信封元素，表明该节点下的xml元素是soap消息xmlns:soap="http://www.w3.org/2001/12/soap-envelope"><soap:Body> //消息体元素，携带应用自定义的soap消息<m:GetItemsLimitByPrice xmlns:m="urn:Prices"><m:Price xsi:type=”xsd:int”>100</m:Price> //该节点表示这个soap消息要访问服务器的GetItemsLimitByPrice接口，参数名称是Price，参数值是100</m:GetItemsLimitByPrice></soap:Body></soap:Envelope> |
上述简单的SOAP消息表示的意义是，消息的发送方想远程调用消息接收方的GetItemsLimitByPrice这个远程接口，并提供一个参数为100。
可以看到，SOAP消息是用可扩展标记语言XML编码，XML数据是经过编码的字符，并带有一个层次递归表示法。本发明的目的是通过引入字符数据的二进制编码，再从有效负荷中移除额外的冗余信息，就可大大缩小它所占用的空间。同时，将XML数据转换成单向导航结构，并且不使用递归表示法，这样在接收端的解码就更简单。
本发明提供的一种减少有效负荷的方法和***，其核心思想是：1)将简单对象访问协议消息数据用抽象句法符号语法表示；2)将简单对象访问协议消息数据换算成二进制数据；3)将二进制数据转换成文本格式后嵌入简单对象访问协议消息。
请参阅图1，是本发明减少有效负荷的方法流程图，包括步骤：
a1)将简单对象访问协议消息数据用抽象句法符号语法表示；
本发明的第一步是将简单对象访问协议SOAP消息数据换算成等效的抽象句法符号ASN.1(Abstract Syntax notation one)语法。
SOAP消息是用可扩展标记语言XML编码，XML数据是经过编码的字符。XML数据的基本组成有标签、属性和值，这些数据都以纯字符来表示。由于网络服务的规范是公开的，因此为每个元素都添加标签和属性是多余的。之所以需要这样数据，因为这是一种保留结构和传送有关值的信息的手段，而ASN.1完全能满足这些属性。在ASN.1机制中，元素名称信息也可一并去掉，并且可以用更少的数据对类型信息进行编码。
抽象句法符号ASN.1是一个涉及面很广的标准，它几乎可以用来表示任何一种数据，例如整数、浮点数、随机长度的二进制数据、字符和字符串等。同时，它还能以模块的方式方便地表示嵌套程度很深的结构。编码的ASN.1数据采用单向导航，使它比用XML表示的采用多向树状导航的数据更容易解码，从而降低了提取有用信息的复杂性。所谓单向导航是指数据信息是线性排列的，这样的话，解码就是单向的，没有必要前后移动。所谓多向树状导航是指数据信息按照树的节点进行分组，访问某个节点相关的数据，可以通过一个唯一的路径进行访问，但是这种表示法要检索相关信息时需要在多个方向上来回移动，所以这样表示的信息需要解码处理时，需要更多的计算量。
以上述所列出的RPC模式的最小SOAP消息为例，这个SOAP消息要访问的接口是GetItemsLimitByPrice，它需要一个整数型的参数，参数名为price。将其用抽象句法符号ASN.1语法表示，具体如下：
| module-prices DEFINITIONS AUTOMATIC TAGS::= //ASN.1里定义的一个模块BEGIN //开始定义标签GetItemsLimitByPrice::={getItemLimitByPrice Price}Price::=INTEGER //接口名和该接口需要的参数描述END //结束定义标签 |
这里，SOAP消息的主要部分，即“soap:Body”元素已经被转换成抽象句法符号语法表示。
a2)将抽象句法符号语法表示的简单对象访问协议消息数据换算成二进制数据；
本发明使用分组编码规则PER(Packed Encoding Rule)或基本编码规则BER(Basic Encoding Rule)将简单对象访问协议消息数据换算成二进制数据。
一旦抽象句法符号ASN.1的表示可用，对应的数据就可以根据BER和PER来进行编码，这些编码规则在国际电信联盟ITU-T X.690(BER)和ITU-TX.691(PER)文件中有详细说明，运用这些规则，可以把用XML编码的简单的字符数据转换成二进制数据。
使用分组编码规则PER或基本编码规则BER将上述已经被转换成抽象句法符号表示的简单对象访问协议消息数据换算成二进制数据具体如下：
| ASN.1 syntax: //ASN.1表示法Price:=INTEGER //Price是一个整数类型Input(value: //参数是Price，其值为100Price:=100(10进制)Output(encoded data): //经过编码后输出的二进制数据 |
| BER(16进制) 02 01 64即BER(2进制) 00000010 00000001 01100100PER(2进制) 1100100 |
需要说明的是，本发明使用基本编码规则BER或分组编码规则PER将简单对象访问协议消息数据换算成二进制数据但并不局限于此，本领域技术人员也可以采用其他编码规则将简单对象访问协议消息数据换算成二进制数据。
a3)将二进制数据转换成文本格式后嵌入简单对象访问协议消息。
本发明使用BASE64编码将二进制数数据转换成以显示的字符文本格式后嵌入SOAP/XML消息。
由于纯二进制数据不能和作为SOAP消息发送的XML字符数据混用，因此要求使用BASE64编码将数据转换成标准的US ASCII或iso-8859-1文本格式字符集。
对上述例子中的按ASN.1编码的数据进行BASE64编码：
| 根据BER 00000010 00000001 01100100进行BASE64编码为： AgFk根据PER 1100100进行BASE64编码为： yA== |
需要说明的是，本发明使用BASE64编码将二进制数据数据转换成文本格式但并不局限于此，本领域技术人员也可以采用其他编码将二进制数据数据转换成文本格式。
经过BASE64编码的数据可以直接作为字符串嵌入SOAP/XML消息。为了表示所嵌入的数据是按照ASN.1句法编码的，可使用标准的SOAP编码类型“soap:encodingStyle”属性。世界万维网联盟W3C组织规定SOAP编码类型属性通常用于定义使用了该属性的XML文档里的数据类型。此属性可以出现在任何一个SOAP消息元素当中，应用于其元素或子元素的内容中。
经过整个转换过程后，SOAP消息转换成以下形式：
| <?xml version="1.0"?> //使用BER编码soap:Body内容<soap:Envelopexmlns:soap="http://www.w3.org/2001/12/soap-envelope"> |
| <soap:Body><m:GetItemsLimitByPrice xmlns:m="urn:Prices"soap:encodingStyle="urn:ASN.1BER">//说明本消息内容使用BER编码AgFk //进行BASE64编码后的数据</m:GetItemsLimitByPrice></soap:Body></soap:Envelope><?xml version="1.0"?> //使用PER编码soap:Body内容<soap:Envelopexmlns:soap="http://www.w3.org/2001/12/soap-envelope"><soap:Body><m:GetItemsLimitByPrice xmlns:m="urn:Prices"soap:encodingStyle="urn:ASN.1PER">//说明本消息内容使用PER编码yA== //进行BASE64编码后的数据</m:GetItemsLimitByPrice></soap:Body></soap:Envelope> |
可以看出，用XML表示的SOAP消息采用本发明方法能有效减少有效负荷，SOAP消息转换前是41字节，而转换后只有4字节。具体比较情况如下：
| 原始的用XML表示的数据没有被转换的情况：<m:Price xsi:type=”xsd:int”>100</m:Price> 41bytes(字节)转换成ASN.1表示法：Price:=100经过BER或PER编码后：BER编码(2进制) 00000010 00000001 01100100 3bytes(字节)PER编码(2进制) 1100100 7bits(比特)(约1字节) |
| 对BER或PER编码的数据进行BASE64编码：根据BER数据编码为： AgFk 4bytes(字节)根据PER数据编码为： yA== 4bytes(字节) |
如果是对海量XML数据进行编码时，采用本发明方法减少有效负荷的效果更加明显。
需要说明的是，虽然经过这样的转换，但形成的SOAP消息仍然是完全符合W3C推荐标准的，可以照常通过HTTP传输。
另外，转换后的消息传输到接收端后，接收端首先把从SOAP消息中提取出来的BASE64数据解码，然后根据ASN.1的规格对数据进一步进行解码从而得到有效负荷的值。解码过程如下：
| decode_soap_body() //解码soap消息体元素begin //解码开始if(soap:encodingStyle present)then //如果有属性soap:encodingStyleif(soap:encodingStyle eq”urn:ASN.1BER”)then//如果属性值为urn:ASN.1BERdecode_content_using_BASE64() //使用BASE64解码数据continue_decode_using_ASN1BER() //继续使用ASN1BER解码else if(soap:encodingStyle eq”urn:ASN.1BER”)then//如果属性值为urn:ASN.1PERdecode_content_using_BASE64() //使用BASE64解码数据continue_decode_using_ASN1PER() //继续使用ASN1PER解码else //否则对剩下的字符文本数据进行解码follow_character_decoding()else //如果没有soap:encodingStyle属性，直接进行字符解码follow_character_decoding()end //解码结束 |
上述对本发明提供的一种减少有效负荷的方法进行了详细介绍，相应的，本发明提供一种减少有效负荷的***，请参阅图2本发明减少有效负荷的***示意图。
***200包括存储单元201和转换单元202。
存储单元201用于存储简单对象访问协议SOAP消息；转换单元202用于转换简单对象访问协议消息；转换单元202将存储单元201的简单对象访问协议消息数据用抽象句法符号ASN.1语法表示，并换算成二进制数据，再转换成文本格式后嵌入简单对象访问协议消息。
SOAP消息是用可扩展标记语言XML编码，XML数据是经过编码的字符。XML数据的基本组成有：标签、属性和值，这些数据都以纯字符来表示。由于网络服务的规范是公开的，因此为每个元素都添加标签和属性是多余的。之所以需要这样数据，因为这是一种保留结构和传送有关值的信息的手段，而ASN.1完全能满足这些属性。在ASN.1机制中，元素名称信息也可一并去掉，并且可以用更少的数据对类型信息进行编码。
抽象句法符号ASN.1是一个涉及面很广的标准，它几乎可以用来表示任何一种数据，例如整数、浮点数、随机长度的二进制数据、字符和字符串等。同时，它还能以模块的方式方便地表示嵌套程度很深的结构。本发明***的转换单元202将存储单元201的简单对象访问协议消息数据用抽象句法符号ASN.1语法表示，ASN.1数据采用单向导航，使它比用XML表示的采用多向树状导航的数据更容易解码，从而降低了提取有用信息的复杂性。所谓单向导航是指数据信息是线性排列的，这样的话，解码就是单向的，没有必要前后移动。所谓多向树状导航是指数据信息按照树的节点进行分组，访问某个节点相关的数据，可以通过一个唯一的路径进行访问，但是这种表示法要检索相关信息时需要在多个方向上来回移动，所以这样表示的信息需要解码处理时，需要更多的计算量。
转换单元202包括使用基本编码规则BER或分组编码规则PER将简单对象访问协议消息数据换算成二进制数据。
需要说明的是，本发明使用基本编码规则BER或分组编码规则PER将简单对象访问协议消息数据换算成二进制数据但并不局限于此，本领域技术人员也可以采用其他编码规则将简单对象访问协议消息数据换算成二进制数据。
由于纯二进制数据不能和作为SOAP消息发送的XML字符数据混用，因此转换单元202包括使用BASE64编码将二进制数据数据转换成文本格式后嵌入简单对象访问协议消息。
需要说明的是，本发明使用BASE64编码将二进制数据数据转换成文本格式但并不局限于此，本领域技术人员也可以采用其他编码将二进制数据转换成文本格式。
以上对本发明所提供的一种减少有效负荷的方法及***进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1、一种减少有效负荷的方法，其特征在于，包括：
1)将简单对象访问协议消息数据用抽象句法符号语法表示；
2)将抽象句法符号语法表示的简单对象访问协议消息数据换算成二进制数据；
3)将二进制数据转换成文本格式后嵌入简单对象访问协议消息。
2、根据权利要求1所述的减少有效负荷的方法，其特征在于：
所述步骤2)包括使用基本编码规则将简单对象访问协议消息数据换算成二进制数据。
3、根据权利要求1所述的减少有效负荷的方法，其特征在于：
所述步骤2)包括使用分组编码规则将简单对象访问协议消息数据换算成二进制数据。
4、根据权利要求2或3所述的减少有效负荷的方法，其特征在于：
所述步骤3)中具体为使用BASE64编码将二进制数据转换成文本格式。
5、一种减少有效负荷的***，其特征在于，包括：
存储单元和转换单元；
存储单元用于存储简单对象访问协议消息；
转换单元用于转换简单对象访问协议消息；
转换单元将存储单元的简单对象访问协议消息数据用抽象句法符号语法表示，并换算成二进制数据，再转换成文本格式后嵌入简单对象访问协议消息。
6、根据权利要求5所述的减少有效负荷的***，其特征在于：
转换单元包括使用基本编码规则将简单对象访问协议消息数据换算成二进制数据。
7、根据权利要求5所述的减少有效负荷的***，其特征在于：
转换单元包括使用分组编码规则将简单对象访问协议消息数据换算成二进制数据。
8、根据权利要求6或7所述的减少有效负荷的***，其特征在于：
转换单元具体为使用BASE64编码将二进制数据转换成文本格式。
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2006
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