Web Services versus REST Eine Betrachtung jenseits der Glaubenskriege. Uwe Friedrichsen, codecentric GmbH OOP 2009, München, 28.

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1 Web Services versus REST Eine Betrachtung jenseits der Glaubenskriege Uwe Friedrichsen, codecentric GmbH OOP 2009, München, 28. Januar 2009

2 Agenda Small Talk Der Einmarsch der Gegner Der übliche Wettkampf Ein etwas anderer Blick auf die Dinge Gibt es einen Wettkampf? Alles gut oder was? Die Moral von der Geschicht 2

3 Uwe Friedrichsen Jahrgang 1966 IT-Erfahrung seit 1981 beruflich seit 1993 Architekt Berater Projektleiter Coach SOA EA Agilität Leiter Beratung codecentric GmbH 3

4 Agile Software Factory codecentric GmbH Unternehmen Gegründet 2005 Überdurchschnittliches Wachstum Aktuell > 30 Mitarbeiter Hauptsitz in Solingen Tochterunternehmen codecentric d.o.o. in Doboj, Bosnien Services Agile Software Factory Consulting & Mentoring Architecture Performance Agile Methods Scrum/XP Technology (JavaEE/OpenSource) Nearshoring Application Management Knowledge Leadership Quality Agility Trust Architecture Performance Agile Methods Training Consultiung & Mentoring 4

5 Agenda Small Talk Der Einmarsch der Gegner Web Services REST Der übliche Wettkampf Ein etwas anderer Blick auf die Dinge Gibt es einen Wettkampf? Alles gut oder was? Die Moral von der Geschicht 5

6 Web Services Historie Entstanden um 2000 als leichtgewichtiger Gegenentwurf zu den schwergewichtigen CORBA-Standards Erste SOAP-Definition von Userland im Jahr 2000 mit Unterstützung von Microsoft Leichtgewichtiges RPC-artiges Protokoll für einfache verteilte Kommunikation ( SOAP is a lightweight protocol for exchange of information in a decentralized, distributed environment. ) WSDL im Jahr 2000 von IBM, Microsoft und Ariba zur Beschreibung von Web Services in ihrem SOAP Toolkit entwickelt Aufgrund von Wildwuchs und Interoperabilitätsproblemen Standardisierung ab ca SOAP & WSDL sind 2003 vom W3C übernommen worden Interoperabilität von unterschiedlichen WS-Stack-Implementierungen seit 2004 auf Basis des WS-I Basic Profile WSDL 2.0 seit Mitte 2007 Höhere Flexibilität Geringe Verbreitung Noch nicht Bestandteil von WS-I Basic Profile 6

7 Web Services Definition & Prinzipien Definition des W3C: A Web service is a software system designed to support interoperable machine-to-machine interaction over a network. It has an interface described in a machine-processable format (specifically WSDL). Other systems interact with the Web service in a manner prescribed by its description using SOAPmessages, typically conveyed using HTTP with an XML serialization in conjunction with other Web-related standards. Maschine-Maschine-Kommunikation Basierend auf SOAP & WSDL Interoperabel Unabhängig von Plattform, Programmiersprache und Transportprotokoll Informationsaustausch auf Basis von XML Üblicherweise HTTP als Trägerprotokoll eingesetzt, selten MQ, TCP oder Topologie-neutral: Kann z.b. als P2P, mit Broker oder mit ESB eingesetzt werden Funktions-orientiertes Protokoll (basierend auf RPC-Konzepten) 7

8 Web Services Status Quo Sehr hohe Verbreitung und Akzeptanz Standard für interoperable Kommunikation in Unternehmensanwendungen Breite Interoperabilität auf Basis des WS-I Basisstandards (SOAP, WSDL) unter Verwaltung des W3C Adressiert nur Basisfunktionalitätsspektrum Große Anzahl an WS-* Standards Ergänzen Web Services um häufig benötigte Funktionalitäten im Kontext von verteilten Unternehmensanwendungen (Zu) frühe Entwicklung der Standards Entwicklung vielfach Interessen- und Hype-getrieben Teilweise konkurrierende und widersprüchliche Standards Häufige Kritikpunkte XML als Bandbreitenfresser Zu viele WS-* Standards Zu schwergewichtig und unübersichtlich 8

9 REST Historie Maßgeblich von Roy Fielding im Kontext der Spezifikation von HTTP/1.1 entwickelt Publikation der zugehörigen Doktorarbeit im Jahr 2000 (A posteriori definiertes) Fundament für das WWW Positionierung als Architektur für verteilte Hypermedia Systeme Seit ca. 2005/2006 verstärkte Nutzung als leichtgewichtige Alternative zu Web Services Zunehmende Beliebtheit insbesondere in Entwicklerkreisen Seit 2007 zunehmende Unterstützung durch Bibliotheken und Frameworks Einheitliche Java API mit JSR 311 im Herbst 2008 JAX-RS: The Java API for RESTful Web Services JSR: Referenz-Implementierung: https://jersey.dev.java.net/ 9

10 REST Definition & Prinzipien Definition von Roy Fielding: A network-based architectural style that conforms to the following constraints Client/Server Stateless Cache Uniform Interface Layered System Code-On-Demand Architektur für große Hypermedia-Systeme Ressourcen-zentriert Ressource ist ein konzeptionelles Mapping auf eine Menge von Entitäten Schnittstelle mit einheitlichen Operationen Gleiche Operator-Semantik für alle Ressourcen State Transfer Konzept Hypermedia: The use of text, data, graphics, audio and video as elements of an extended hypertext system in which all elements are linked so that the user can move between them at will (Wiktionary) 10

11 REST Status quo Steigende Popularität auch außerhalb von Entwicklerkreisen Viele Web 2.0/Mashup-APIs (z.b. Amazon, Google, ebay) werden sowohl als SOAP- als auch als REST-Variante angeboten Regelmäßiges Thema in Fachzeitschriften und auf Konferenzen Relativ weit oben auf der Hype-Kurve Alle praktischen Anwendungsfälle basieren auf HTTP (inkl. URIs) Formal ist REST nicht auf HTTP limitiert Meistens Beschränkung der Operationen auf die HTTP-Verben PUT, GET, (POST), DELETE, (HEAD), (OPTIONS) Häufig CRUD-Semantik (Create, Read, Update, Delete) Retrieval und Manipulation von Entitäten/Daten Keine Erweiterungs-Standards Fokussierung auf die Architektur des Webs Nutzung von HTTP zur Erfüllung der nichtfunktionalen Anforderungen Caching, Security, Layering, Statelessness 11

12 Web Services und REST Zusammenfassung Web Services Funktionsaufruf als Kernkonzept Sehr offen Viele Erweiterungsstandards Steile Lernkurve Fokus Client Diverse Transportprotokolle O1 O2 O3 O4 O5 D1 D2 D3 D4 REST Client Ressourcen-zentriertes Konzept HTTP(S) Sehr fokussiert Keine Erweiterungen Flache Lernkurve Fokus PUT R1 GET POST DELETE R2 R3 R4 Ressource 12

13 Agenda Small Talk Der Einmarsch der Gegner Der übliche Wettkampf Die religiöse Variante Die wissenschaftliche Variante Ein etwas anderer Blick auf die Dinge Gibt es einen Wettkampf? Alles gut oder was? Die Moral von der Geschicht 13

14 Die religiöse Variante Evangelisierung Häufig auf der Seite des Herausforderers anzutreffen Im aktuellen Kontext auf Seiten der REST-Befürworter Vergleichbare religiös geführte Argumentationen gab es vor ca. 8 Jahren von Web Service Befürwortern im Vergleich mit CORBA Typische Argumente Web Services sind zu überladen, REST ist einfach Web Services sind inperformant, REST ist performant wegen Caching HTTP ist kein Trägerprotokoll, sondern ein Anwendungsprotokoll Designfehler in Web Services REST ist natürliches Protokoll für Web-Anwendungen Oftmals eine eher emotionale, nur vordergründig sachliche Argumentation Vielfach limitierter Blickwinkel Allgemeine Vergleichbarkeit von Web Services und REST wird angenommen 14

15 Die wissenschaftliche Variante Vergleich auf Basis eines Evaluierungs-Frameworks Festlegung der Bewertungsdimensionen und -kriterien Evaluierung der Alternativen auf Basis des Frameworks Bekanntes Beispiel C. Pautasso, O. Zimmermann, F. Leymann RESTful Web Services vs. Big Web Services: Making the right architectural decision Vergleich auf Basis Unterstützter Architekturprinzipien Möglicher und notwendiger konzeptioneller Entscheidungen Möglicher und notwendiger technischer Entscheidungen Tendenziell eher sachliche Betrachtungen Aussagekraft stark abhängig von der Auswahl der Bewertungs-Kriterien Setzen eine allgemeine Vergleichbarkeit von Web Services und REST voraus 15

16 Agenda Small Talk Der Einmarsch der Gegner Der übliche Wettkampf Ein etwas anderer Blick auf die Dinge Aufgaben und Nutzen von Architektur Konsequenzen für die Betrachtung Gibt es einen Wettkampf? Alles gut oder was? Die Moral von der Geschicht 16

17 Aufgaben und Nutzen von Architektur Complexity Alignment Architecture Core Objective Base Objectives Adaptability IT Value Business Value 17

18 Der Lebenszyklus von Anwendungen Erstellung Wartung & Weiterentwicklung Betrieb t Entwicklung einer Anwendung kostet 10%-30% Zeit Aufwand Budget Betrieb, Wartung und Weiterentwicklung kosten 70%-90% Zeit Aufwand Budget Koskinen, J Software Maintenance Cost. 18

19 Nutzen von Architektur im Lebenszyklus von Anwendungen Anwendungs- Entwicklung 10% 50% Wartung und Weiterentwicklung Anwendungs- Betrieb 40% Der Nutzen einer Architektur entfaltet sich erst nach der initialen Erstellung Optimierung einer Summe über die Zeit 19

20 Konsequenzen für eine Betrachtung aus Architektursicht Zentrale Themen für eine nachhaltige Architektur sind Wartbarkeit Weiterentwickelbarkeit Betreibbarkeit Zuverlässigkeit Wirtschaftlichkeit Primäre Anforderung Architektur dient dem Alignment zwischen Aufgabenstellung und Lösung Verständlichkeit der Lösung in Bezug auf die Aufgabenstellung Architektur soll eine Lösung einfacher machen und intuitiver verständlich Fokus für die folgende Betrachtung Sekundäre Anforderungen z.b. Tool-Unterstützung (Wartbarkeit) z.b. Überwachbarkeit (Betreibbarkeit) In der folgenden Betrachtung nicht im Fokus 20

21 Agenda Small Talk Der Einmarsch der Gegner Der übliche Wettkampf Ein etwas anderer Blick auf die Dinge Gibt es einen Wettkampf? Ansatz für die Betrachtung Einsatzgebiete von Web Services und REST Folgerungen & Empfehlungen Alles gut oder was? Die Moral von der Geschicht 21

22 Problem der allgemeinen Betrachtung Feststellung Eine vergleichende Bewertung mehrerer Architekturkonzepte ist nur im Kontext einer konkreten Aufgabenstellung möglich Konsequenz aus Alignment zwischen Aufgabenstellung und Lösung Problem Bei einer allgemeinen Betrachtung von Architekturkonzepten kann keine konkrete Aufgabenstellung fixiert werden Forderung der allgemeinen Betrachtung steht im Widerspruch mit Fixierung einer konkreten Aufgabenstellung Alternativer Lösungsansatz Identifizieren geeigneter Aufgabenstellungen zu den gegebenen Architekturkonzepten Füllen des Architektenkoffers 22

23 Identifizieren geeigneter Aufgabenstellungen (empirisch) Historische Betrachtung ( Aus der Geschichte lernen ) Betrachtung der Aufgabenstellung, für die das Architekturkonzept ursprünglich entworfen worden ist Betrachtung der Entwicklung des Architekturkonzepts über die Zeit Liefert häufig gute Indikatoren für die Stärken und Schwächen des Konzepts sowie geeignete Aufgabenstellungen Hilfreiche Ergänzung bei der Betrachtung mehrerer Konzepte: Kreuzvergleich Prüfen der Eignung eines Architekturkonzepts gegen die identifizierten Einsatzgebiete der anderen Konzepte Optionale Ergänzung: Heuristische Analyse Prüfung der Architekturkonzepte gegen willkürlich gewählte Aufgabenstellungen Herausforderung ist das Finden und Beschränken geeigneter Aufgabenstellungen 23

24 Historische Betrachtung Web Services Ursprünglich konzipiert für den Aufruf von Funktionen in verteilten Unternehmenssystemen SOAP is a lightweight protocol for exchange of information in a decentralized, distributed environment. Orientierung an den einfachen funktionsorientierten RPC-Protokollen aus dem OSF/DCE Erweitert um die Erfüllung von NFRs im Kontext verteilter Unternehmensanwendungen Mittlerweile all purpose Baukasten für die Kommunikation in verteilten Unternehmensanwendungen REST Ursprünglich konzipiert für Zugriff und Manipulation von Ressourcen in großen Hypermedia-Systemen zzgl. Unterstützung des Hypermedia- Konzepts (State Transfer) The REST interface is designed to be efficient for large-grain hypermedia data transfer, optimizing for the common case of the Web, but resulting in an interface that is not optimal for other forms of architectural interaction. (Roy Fielding, 2000) Seit ca. 2005/2006 verstärkte Positionierung als leichtgewichtige Alternative zu Web Services Keine Erweiterungen für andere Einsatzgebiete 24

25 Kreuzvergleich Web-Services für Retrieval und Manipulation von Ressourcen Benötigt Kapselung in (häufig gleichem) Wrapper-Code Impliziert Overhead Nicht intuitiv verständlich Nicht optimal für Aufgabenstellung geeignet REST für Remote-Funktionsaufruf Benötigt Kapselung in Wrapper-Ressourcen Impliziert Overhead Nicht intuitiv verständlich Alternativ Re-Definition der Operator-Semantik Zerstört das Konzept der einheitlichen Schnittstelle auf semantischer Ebene Sollte unbedingt vermieden werden! Nicht optimal für Aufgabenstellung geeignet 25

26 Folgerungen aus Architektursicht Web Services und REST sind für unterschiedliche Aufgabenstellungen konzipiert worden Web Services sind für den Aufruf von Funktionen in verteilten Unternehmenssystemen konzipiert worden REST ist für Zugriff und Manipulation von Ressourcen in großen Hypermedia-Systemen konzipiert worden (zzgl. Unterstützung des Hypermedia-Konzepts) Beide Konzepte sind für die klassischen Aufgabenstellungen des anderen Konzepts nicht sonderlich gut geeignet Ein allgemeiner direkter Vergleich macht keinen Sinn Vergleich von Äpfeln mit Birnen Scheinbare Konkurrenten stehen in keinem direkten Wettbewerb Aussagen bzgl. besserer Eignung nur in Bezug auf eine konkrete Aufgabenstellung möglich 26

27 Empfehlungen für den Architekten Das Prinzip der Wahl der geeigneten Waffen Nutze Konzepte angemessen, nutze angemessene Konzepte Nutze Web Services, wenn Funktionsaufrufe im Vordergrund stehen besondere Anforderungen an Integrität, Security, etc. gestellt werden Nutze REST, wenn Ressourcenzugriff und -manipulation im Vordergrund stehen keine besonderen Anforderungen an Integrität, Security, etc. gestellt werden es um Hypermedia-Anwendungen geht (Mashups) Vergiss nicht, alternative Architekturkonzepte wie z.b. ETL-Tools in Erwägung zu ziehen Kombinationen der Konzepte zu bedenken z.b. REST für Information Services, Web Services für Process Services Konsequenzen für Betrieb, Wartung und Kosten nicht vergessen 27

28 Agenda Small Talk Der Einmarsch der Gegner Der übliche Wettkampf Ein etwas anderer Blick auf die Dinge Gibt es einen Wettkampf? Alles gut oder was? Web Services und REST in verteilten Unternehmensanwendungen Bekannte Kritikpunkte Die Moral von der Geschicht 28

29 QoS Anforderungen an verteilte Unternehmensanwendungen Integrität Transaktionen und Synchronisation Umgang mit Nebenläufigkeit Sicherheit Authentifizierung, Autorisierung, Vertraulichkeit, Fälschungssicherheit, Eindeutige Zuordnung Robustheit Umgang mit teilweisem Ausfall Skalierbarkeit Umgang mit vielen Anfragen und großen Datenmengen Antwortzeitverhalten 29

30 Web Services und REST in verteilten Enterprise Applications Web Services Erfüllen viele QoS Anforderungen über Erweiterungsstandards Aber teilweise redundante und widersprüchliche Erweiterungen Sehr aufwändige Einarbeitung Kein Konzept für skalierenden Datenzugriff in sehr großen Systemen REST Erfüllt viele QoS Anforderungen an Unternehmenssysteme nicht Kein Konzept für allgemeinen Funktionsaufruf Fazit Beide Architekturkonzepte sind für verteilte Unternehmensanwendungen nicht optimal 30

31 Bekannte Kritikpunkte (1) Web Services sind zu schwergewichtig Prinzipiell richtig, liegt aber in der Natur der Sache Verteilte Anwendungen sind komplex! Gleiche Entwicklung wie bei OSF/DCE und CORBA History Repeating (Propellerheads) ;-) Keine Entschuldigung für redundante Erweiterungen HTTP ist kein geeignetes Transportprotokoll für Web Services, da es ein Applikationsprotokoll ist Prinzipiell richtig, ist aber kein Argument gegen Web Services Mangels geeigneter Alternative bislang fast unumgänglich Alternative: Neues Protokoll müsste insbesondere Firewall-tauglich sein sollte für Internet und Unternehmensanwendungen geeignet sein müsste flächendeckend akzeptiert und verfügbar sein Thema wird im Kontext von Cloud-Computing mehr Aufmerksamkeit erhalten 31

32 Bekannte Kritikpunkte (2) REST wird viel häufiger genutzt als Web Services Aussage basiert u.a. stark auf der Veröffentlichung von Nutzungszahlen der Amazon API Muss im Kontext bewertet werden Mashup-API Stark datengetriebene API (gilt für viele Mashup-APIs) XML ist ein Bandbreitenfresser Eingeschränkt richtig, ist aber ein Trade-Off zwischen Kompaktheit, Plattformunabhängigkeit und Lesbarkeit durch Menschen Verteilte Kommunikation ist immer kritisch bzgl. Performanz! Web Services sind nicht Bookmarking-fähig Bookmarking ist im Kontext von Maschine-Maschine-Kommunikation nicht relevant 32

33 Agenda Small Talk Der Einmarsch der Gegner Der übliche Wettkampf Ein etwas anderer Blick auf die Dinge Gibt es einen Wettkampf? Alles gut oder was? Die Moral von der Geschicht 33

34 Zusammenfassung Architektur Architektur muss in erster Linie für Alignment zwischen Aufgabenstellung und Lösung sorgen Architekturkonzepte sind bzgl. der Eignung für eine bestimmte Aufgabenstellung zu bewerten und auszuwählen Wahl der geeigneten Waffen Web Services und REST sind keine Konkurrenten Beide sind für unterschiedliche Aufgabenstellungen konzipiert Web Services für verteilten Funktionsaufruf REST für Retrieval und Manipulation von Ressourcen (zzgl. Hypermedia-Konzept) Beide Konzepte sind für die klassischen Aufgabenstellungen des anderen Konzepts nicht sonderlich gut geeignet Beide Konzepte sind für verteilte Unternehmensanwendungen nicht optimal geeignet Eine gemeinsame Nutzung ist möglich Glaube nicht alles, was Du hörst 34

35 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! codecentric GmbH Merscheider Straße Solingen phone Fax

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