FAKULTÄT FÜR INFORMATIK DER TECHNISCHEN UNIVERSITÄT MÜNCHEN

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1 FAKULTÄT FÜR INFORMATIK DER TECHNISCHEN UNIVERSITÄT MÜNCHEN Master s Thesis in Wirtschaftsinformatik Anwenderunabhängige Flugdatenschnittstelle basierend auf Web Services am Beispiel der Flughafen München GmbH User Independent Flight Data Interface based on Web Services using the Example of the Flughafen München GmbH Bearbeiter: Andreas Waltl Aufgabensteller: Univ.-Prof. Bernd Brügge, Ph.D. Betreuer: Univ.-Prof. Bernd Brügge, Ph.D. Abgabedatum: 15. März 2010

2 Zusammenfassung Lange Zeit wurden Web Services in Unternehmen vor allem aufgrund von Sicherheits- und Leistungsbedenken aber auch aus Gründen der Unreife nur zurückhaltend eingesetzt. Mittlerweile haben sich Web Services auch im Unternehmensumfeld etabliert, nicht zuletzt aufgrund der Tatsache, dass sich in der jüngeren Vergangenheit viel getan hat, um die kritischen Themen, allen voran die Sicherheit von Web Services, zu adressieren. Mit dem Einsatz von Web Services zur Kommunikation innerhalb und zwischen Unternehmen sind aber auch viele Vorteile verbunden. Exemplarisch seien hier die Standardisierung und die verfügbaren Werkzeuge genannt, die dazu geführt haben, dass Web Services auf fast allen Plattformen und Infrastrukturen relativ einfach angebunden und benutzt werden können. Die vorliegende Arbeit wurde in Zusammenarbeit mit der Flughafen München GmbH (FMG) erstellt, die Web Services ebenfalls einsetzen will, um externe Partner damit (noch) einfacher anbinden zu können. Zu den Kernaufgaben dieser Master s Thesis zählen deshalb die Konzeption und Implementierung einer universell einsetzbaren Web Service Schnittstelle unter Berücksichtigung der besonderen Anforderungen eines Flughafens hinsichtlich Sicherheit und Leistung sowie der ereignisgetriebenen Architektur. Anhand eines realen Beispiels soll die Einsatzbereitschaft der Schnittstelle demonstriert werden. Stichworte: Web Services, Web Service Sicherheit, Web Service Performance, Datenaustausch, Push Notification, Web Service Messaging, Middleware, CORBA, SOA, XML, SOAP, WSDL, REST. Abstract For a long time there has been a lack of using Web Services in companies due to security and performance issues, but also because of their immaturity. In the meantime Web Services were established also in enterprise environments not to mention due to the fact that there has been taken a lot of effort to address the critical issues, such as the first one security. But there are also a lot of advantages when using Web Services for communication within or between company borders. For instance, the standardization and available tools have to be mentioned, which have lead to relatively easy linking and using of Web Services on almost all platforms and infrastructures. The present paper was created in collaboration with the Flughafen München GmbH (FMG), which intends to use Web Services in order to (continue) facilitate linking of external partners. The main tasks of this Master s Thesis are to work out and implement a concept for an all-purpose Web Service interface regarding the special requirements of an airport with respect to security and performance and also the event-driven architecture. The utilizability of the interface should be demonstrated on the basis of a real example. Key words: Web Services, Web service security, Web service performance, Data interchange, Push Notification, Web Service Messaging, Middleware, CORBA, SOA, XML, SOAP, WSDL, REST. IV

3 Inhaltsverzeichnis Vorwort... III Zusammenfassung... IV Abbildungsverzeichnis... VIII Tabellenverzeichnis... X Abkürzungsverzeichnis... XI 1 Einführung in die Thematik Ausgangssituation Kurzvorstellung der Flughafen München GmbH Problemstellung Ziele und Aufbau der Arbeit Anforderungsermittlung Akteure Szenarien Anwendungsfälle Funktionale Anforderungen Nichtfunktionale Anforderungen FMG Middlewareinfrastruktur Anforderungen an die Verkehrssysteme der FMG Historische Entwicklung der FMG Middlewareinfrastruktur CORBA CORBA-Softwarekomponenten in der FMG Middlewareinfrastruktur Abgleich der SOA-Merkmale in der FMG-Middlewareinfrastruktur Web Services Grundlagen Definition Anwendungsgebiete Web Services als RPC Web Services als Umsetzung einer SOA Web Services Architektur Basistechnologien und Spezifikationen XML SOAP WSDL UDDI V

4 4.4.5 Geschäftsprozessmodellierung: WS-BPEL und WS-CDL WS-* REST Sicherheitsaspekte von Web Services Sicherheitsprobleme beim Einsatz von Web Services WS-Security Web Service Firewall Leistungsaspekte von Web Services Einflussfaktoren auf die Leistung von Web Services Leistungsvergleich: SOAP Web Services vs. CORBA Konzeption und Implementierung der FMG Web Service Schnittstelle Ziele der FMG Web Service Schnittstelle Software Product Line Engineering Domain Engineering Application Engineering Software Product Lines bei der FMG Web Service Schnittstelle Analyse Objektmodell Dynamisches Modell Systementwurf Integration in die FMG Softwarelandschaft Kommunikationsmodelle Entwurfsziele Systemzerlegung Realisierung der Entwurfsziele Abbildung der Subsysteme auf Hardware und Software Identifizierung und Speicherung von persistenten Daten Einrichtung von Zugriffsrechten Entwurf des globalen Kontrollflusses Identifizierung von Randbedingungen Objektentwurf Objektmodell der Web Service Konfiguration Objektmodell der Web Service Domain Implementierung Reales Beispiel: Skytanking Flugdatenschnittstelle Beschreibung der Schnittstelle Umsetzung Leistungstest Ergebnisse der Arbeit VI

5 6.1 Ergebnisse von allgemeinem Interesse Ergebnisse von speziellem Interesse seitens der FMG Abschließende Betrachtung und Ausblick Literaturverzeichnis Anhang Anhang A Glossar Anhang B XML und XML Schema Details Anhang C UDDI Datenmodell und API Anhang D WS-* Spezifikationen: WS-Addressing und WS-Notification Anhang E XML-Signature, XML-Encryption, SAML, XACML VII