Telecooperation. Telekooperation 1 Chapter 2, Part II a (Mainstream Paradigms) Web Services. Technische Universität Darmstadt

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1 Technische Universität Darmstadt Telecooperation 1 Chapter 2, Part II a (Mainstream Paradigms) Web Services Gerhard Austaller, Erwin Aitenbichler, Max Mühlhäuser Copyrighted material; for TUD student use only

2 Web-Anwendung Online-Shops Auskunft (Bahn, RMV) Routenplaner WebServices 2

3 Web Services Kommunikation zwischen Diensten Web-Anwendungen Mensch -> Computer Web-Services Computer -> Computer Gute Unterstützung heterogener Systeme Unterschiedliche Plattformen Objektmodelle Programmiersprachen Google WebServices 3

4 Vor- und Nachteile Vorteile gegenüber CORBA, DCOM, RMI, denn diese verlangen einheitliches Objektmodell Systeme haben oft eine primäre Sprache/Plattform (keine breite Akzeptanz in der Industrie) nicht für Internet-scale entworfen Probleme mit Firewalls Nachteile Zustandslos (im Gegensatz zu o.g. OO-Konkurrenten) Nur ein RPC-Modell Ineffizient Große Datenpakete (SOAP) Hinzufügen einer Methode kann Servlet um 25 KB aufblasen XML-Verarbeitung verschlingt Rechenzeit WebServices 4

5 Funktionsweise Orientierung an SOA Service Oriented Architecture Serviceanbieter Bietet Dienst(e) an Veröffentlichung der Dienste in einem Verzeichnis mit Beschreibung Servicekonsument Durchsucht Verzeichnis an Hand von Anforderungen Wählt Dienst aus Austausch von Nachrichten Servicebroker Speichert Dienstbeschreibung Verzeichnisdienst, Registry WebServices 5

6 Funktionsweise Orientierung an SOA Service Oriented Architecture Serviceanbieter Bietet Dienst(e) an Veröffentlichung der Dienste in einem Verzeichnis mit Beschreibung Servicekonsument Durchsucht Verzeichnis an Hand von Anforderungen Wählt Dienst aus Austausch von Nachrichten Servicebroker Speichert Dienstbeschreibung Verzeichnisdienst, Registry Keine exklusiven Rollen! Komplexere Dienste benutzen evtl. selbst weitere Dienste und sind somit auch Konsumenten. WebServices 6

7 Grundgerüst SOAP Simple Object Access Protocol Seit Version 1.2 nicht mehr offizielle Abkürzung, da Nicht wirklich einfach (simple) Nicht nur Zugriff auf Objekte Austausch von Nachrichten Daten zwischen Systemen Remote Procedure Calls WSDL Web Service Description Language Metasprache zur Beschreibung von Web Services UDDI Universal Description, Discovery and Integration Verzeichnisdienst Basiert auf SOAP WebServices 7

8 mit vielen Erweiterungen WS-Addressing Hinter einer Adresse kann sich ein Pool mehrer Dienstinstanzen befinden Klient muss immer mit der selben Instanz interagieren WS-Addressing ermöglich Adressierung von Instanzen WS-MetadataExchange Austausch von Informationen über den Dienst WS-Security Signieren von Nachrichten Verschlüsseln von Nachrichten WebServices 8

9 noch mehr Erweiterungen WS-RealiableMessaging WS-Policy Framework WS-Notification WS-Eventing WS-Coordination WS-CDL WebServices 9

10 SOAP Kommunikation zwischen den Knoten über Nachrichten Nachricht (Message) enthält Envelope Eine Nachricht umschließendes Entity Definiert Namespaces Header Body Enthält Metadaten zu Body viele WS-* Erweiterungen platzieren hier die zusätzlichen Informationen Enthält Nutzdaten Aufbau des Inhalts durch weitere Spezifikationen WebServices 10

11 Beispiel: SOAP-Request <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <soap:envelope xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/xmlschema-instance" xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/xmlschema" xmlns:soap="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/"> <soap:body> <ConvertTemp xmlns="http://www.webservicex.net/"> <Temperature xsi:type="xsd:double">12.23</temperature> <FromUnit xsi:type="temperatureunit">degreecelsius</fromunit> <ToUnit xsi:type="temperatureunit">degreefahrenheit</tounit> </ConvertTemp> </soap:body> </soap:envelope> RPC WebServices 11

12 WSDL 1.1 XML Dokument mit folgenden Elementen Types: Definition neuer Typen Message: Definition aus- oder eingehender Nachrichten Operation: Definition vom Dienst unterstützten Aktionen; Spezifikation der im Rahmen der Operation gesendeten bzw. erwarteten Nachrichten; verschieden Interaktionmuster möglich (request/response, one-way, ) Port Type: gruppiert logisch zusammengehörige Operationen; WSDL 2.0: Interface Binding: Definiert Protokolldetails, wie die Übertragungsart, z.b. SOAP über HTTP Port: Definieren individuelle Endpunkte, an denen der Dienst benutzt werden kann; WSDL 2.0: Endpoint Service: Container für Ports Beispiele von WebServices 12

13 WSDL XML Dokument mit folgenden Elementen Types: Definition neuer Typen aus Basistypen von XML Schema ( xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/xmlschema", xmlns:tns="http://www.webservicex.net/") <xsd:simpletype name="temperatureunit"> <xsd:restriction base="xsd:string"> <xsd:enumeration value="degreecelsius" /> <xsd:enumeration value="degreefahrenheit" /> <xsd:enumeration value="degreerankine" /> <xsd:enumeration value="degreereaumur" /> <xsd:enumeration value="kelvin" /> </xsd:restriction> </xsd:simpletype> Beschreibt den Typ TemperatureUnit <xsd:element name="converttemp"> Beschreibt den Request <xsd:complextype> <xsd:sequence> <xsd:element minoccurs="1" maxoccurs="1" name="temperature" type="xsd:double" /> <xsd:element minoccurs="1" maxoccurs="1" name="fromunit" type="tns:temperatureunit" /> <xsd:element minoccurs="1" maxoccurs="1" name="tounit" type="tns:temperatureunit" /> </xsd:sequence> </xsd:complextype> </xsd:element> WebServices 13

14 WSDL XML Dokument mit folgenden Elementen Message: Definition aus- oder eingehenden Nachrichten <wsdl:message name="converttempsoapin"> <wsdl:part name="parameters" element="tns:converttemp" /> </wsdl:message> <wsdl:message name="converttempsoapout"> <wsdl:part name="parameters element="tns:converttempresponse" /> </wsdl:message> WebServices 14

15 WSDL XML Dokument mit folgenden Elementen Operation: Definition vom Dienst unterstützten Aktionen; Spezifikation der im Rahmen der Operation gesendeten bzw. erwarteten Nachrichten; verschieden Interaktionmuster möglich (request/response, one-way, ) <wsdl:operation name="converttemp"> <wsdl:input message="tns:converttempsoapin" /> <wsdl:output message="tns:converttempsoapout" /> </wsdl:operation> WebServices 15

16 WSDL XML Dokument mit folgenden Elementen Port Type: gruppiert zusammengehörige Operationen; WSDL 2.0: Interface <wsdl:porttype name="converttemperaturesoap"> <wsdl:operation name="converttemp"> <wsdl:input message="tns:converttempsoapin" /> <wsdl:output message="tns:converttempsoapout" /> </wsdl:operation> <wsdl:operation name="gettemp">. </wsdl:operation> </wsdl:porttype> Funktion Interface WebServices 16

17 WSDL XML Dokument mit folgenden Elementen Binding: Definiert Protokolldetails, wie die Übertragungsart (SOAP über HTTP) <wsdl:binding name="converttemperaturesoap" type="tns:converttemperaturesoap"> <soap:binding transport="http://schemas.xmlsoap.org/soap/http" style="document" /> <wsdl:operation name="converttemp"> <soap:operation soapaction="http://www.webservicex.net/converttemp" style="document" />. </wsdl:operation> </wsdl:binding> Port: Definieren individuelle Endpunkte, an denen der Dienst benutzt werden kann; WSDL 2.0: Endpoint Service: Container für Ports <wsdl:service name="converttemperature"> <wsdl:port name="converttemperaturesoap" binding="tns:converttemperaturesoap"> <soap:address location="http://www.webservicex.net/converttemperature.asmx" /> </wsdl:port> </wsdl:service WebServices 17

18 UDDI Ermöglicht Dienstsuche White pages Information über den Businesspartner, Name, Kontaktinformationen, textuelle Beschreibung Yellow pages Information über Art des Business durch genormte Kategorien wie North American Industrial Classification System (NAICS); Universal Standard Products and Services Classification (UNSPSC); Geographic Classification System (GCS) Green pages Information über Zugriff auf den Dienst, Web Services sind eine Möglichkeit Definiert auch Reihe von APIs für Zugriff. WebServices 18

19 JWSDP 2.0 Java Web Services Developer Pack Ursprünglich von SUN Jetzt von der Java Community weiter gepflegt https://jwsdp.dev.java.net/ Beinhaltet mehrere APIs Java API for XML Web Services (JAX-WS) Java Architecture for XML Binding (JAXB) Java API for XML Messaging (JAXM) Java API for XML Processing (JAXP) SUN Java Streaming XML Parser (SJSXP) Java API for XML Registries (JAXR) Java API for XML-based RPC (JAX-RPC) SOAP with Attachments API for Java (SAAJ) Java API for XML Web Services Addressing (JAX-WSA) WebServices 19

20 Service Management Lifecycle Bis jetzt wurden nur einzelne Services betrachtet Service Management Lifecycle Discovery Finden von Diensten Z.B. per UDDI oder WSIL Selection Auswahl von passenden Diensten Z.B. passt Dienst zu Task im Workflow Assembly Verbinden der Dienste Komposition ist wieder ein Dienst Execution Ausführen der Komposition WebServices 20

21 Service-oriented Architecture (SOA) Was bringt SOA? (yet another...) Komponentenmodell; aber: nicht-technische Sicht steht im Vordergrund Im Vergleich zu DOOP: Verteilung auf der richtigen Granularität Anwendungsfeld: SOA in Business Dienste haben eine konkrete Bedeutung auf Geschäftsebene Eins-zu-eins Beziehung zw. Geschäfts- u. Software-Artefakten Langlebigkeit von Artefakten in beiden Bereichen Bringt Geschäfts- und Software-Bereich zusammen, gem. Sprache Dr. Erwin Aitenbichler Anwendungsfeld: SOA in Ubicomp Integration findet immer auf Software-Ebene statt Optimale Granularität für Modularisierung? - offene Frage Jedes Smart Product oder jede Smart Application besteht aus mind. einem Software-Service Services befinden sich in dynamischen Umgebungen und müssen ständig auf eine andere Weise kooperieren WebServices 21

22 SOA in Business Dr. Erwin Aitenbichler XML, SOAP, WSDL Web Services UDDI (Universal Description, Discovery & Integration) Zentrale Service Directories (white, yellow, green pages) WSIL (Web Services Inspection Language) Dezentrales Discovery durch Verlinkung aus HTML-Seiten BPEL (Business Process Execution Language) Prozessbeschreibung, kann WSes aufrufen und selbst wieder WS sein Vom Prinzip hier eine imperative Programmiersprache Rückwärtsschritte im Prozess schwierig, keine Event-Integration WSCI (Web Service Choreography Interface) Ergänzt WSDL um Verhaltensbeschreibung Aufbau ähnlich zu BPEL BPML (Business Process Modeling Language) Formales Modell, um Geschäftsprozesse zu beschreiben; bottom-up m. WS-CDL (WS Choreography Description Language) Beschreibt Transaktionen; top-down modellierung WebServices 22

23 SOA in Business WS-CDL Stack WS-CDL BPEL Transaktionen, Sicherheit, Reliable Messaging UDDI WSDL SOAP XML HTTP Dr. Erwin Aitenbichler Aktuelle Tools SAP NetWeaver unterstützt Programmierer bei Service-Suche Service-URL ist dann hardcoded Ontobroker: Semantic Web Services, uvm. WebServices 23

24 SOA in Ubicomp Dr. Erwin Aitenbichler Applications? Services Middleware Anwendungen Ausprogrammieren des Anwendungsverhaltens in einem Koordinations-Service (Graphische) RAD-Tools Dazwischen? Manuelle Programmierung und Spezifikation so wenig wie möglich gewünscht Automatische Service-Komposition so viel wie möglich gewünscht Middleware, Services Einige Middleware-Lösungen vorhanden (MundoCore, BASE/PCOM, UIC) 24

25 Weiterführende Informationen XML Grundlagen: ws0708/tk1/xml-workshop.pdf Verwenden von JWSDP: ws0708/tk1/javawebservicedevpack.pdf WebServices 25

26 Zusammenfassung Web Services SOAP: Nachrichtenformat WSDL: Schnittstellenbeschreibung, etc. Finden von Diensten UDDI: zentrale Registrierung WSIL: dezentral; verweisen auf Dienste aus HTML Service-Komposition Service Management Lifecycle Service-orientierte Architekturen WebServices 26

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