Design und Implementierung eines Clients um auf einen CalDAV Server zuzugreifen

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1 VERTIEFUNGSARBEIT Communication Systems Group, Prof. Dr. Burkhard Stiller Design und Implementierung eines Clients um auf einen CalDAV Server zuzugreifen Thomas Hunziker Zürich, Schweiz Matrikelnummer: Betreuer: Martin Waldburger, Hanspeter Kunz Abgabedatum: 31. Dezember 2011 Universität Zürich Institut für Informatik (IFI) Binzmühlestrasse 14, CH-8050 Zürich, Schweiz

2 Vertiefungsarbeit Communication Systems Group (CSG) Institut für Informatik (IFI) Universität Zürich Binzmühlestrasse 14, CH-8050 Zürich, Schweiz URL:

3 Kurzfassung Das Institut für Informatik (IFI) der Universität Zürich stellt seinen Mitarbeitern einen Kalenderserver zur Verfügung. Die Mitarbeiter sollen nicht nur mit den gängigen CalDAV Clients auf den Server zugreifen können, sondern auch mit einem Webinterface. Diese Arbeit stellt eine Bibliothek für den Zugriff auf einen CalDAV Server zur Verfügung. Durch eine flexible und anpassbare Architektur soll gewährleistet werden, dass die Bibliothek durch Erweiterungen auf die Bedürfnisse unterschiedlicher Anwendungen angepasst werden kann. Als Erstes werden bestehende PHP Applikationen und Bibliotheken, die auf einen CalDAV Server zugreifen, beschrieben und evaluiert. Im Anschluss wird die gewählte Implementierung und deren Herausforderungen beschrieben. Abschliessend wird ein Fazit über den aktuellen Stand der Bibliothek gezogen und die weiteren Arbeiten aufgezeigt. i

4 ii

5 Inhaltsverzeichnis Abstract i 1 Einführung Motivation Beschreibung des Arbeitsumfangs und der Anforderungen Überblick Verwandte Applikationen DAViCal Client AgenDAV Client SabreDAV WebDav Client Schlussfolgerung Implementierung Relevante RFC WebDAV (RFC 4918) CalDAV (RFC 4791) icalendar (RFC 2445) Weitere RFC Architektur des Clients WebDAV Client Basis Funktionalität Erweiterungssystem iii

6 iv INHALTSVERZEICHNIS CalDAV Erweiterung Locking Erweiterung icalendar Komponenten Properties Parameter Datentypen Design Entscheidungen Decorator Pattern ICalendar Objekte Evaluation 19 5 Zusammenfassung Zukünftige Arbeiten Fazit Literaturverzeichnis 23 Abkürzungen 25 Abbildungsverzeichnis 25 A Inhalt der CD 29 A.1 Source Code A.2 Referenzen

7 Kapitel 1 Einführung Das Institut für Informatik (IFI) der Universität Zürich stellt seinen Mitarbeitern einen Kalenderserver zur Verfügung. Die Kalender sollen über ein Web Interface verfügbar und nutzbar sein. 1.1 Motivation CalDAV 1 ist ein Protokoll um Kalenderdaten auszutauschen. DAViCal [4] ist eine Open Source Implementierung eines Kalenderservers, welcher das CalDAV Protokoll unterstützt. Das IFI verwendet einen DAViCAl Server. Es gibt viele Clients, wie zum Beispiel Mozilla Lightning, Evolution oder Apple s ical, die das CalDAV Protokoll unterstützen und so auf Kalender zugreifen können. Die meisten dieser Clients erlauben den Zugriff auf die s und auf die Kalender in einer Applikation. Viele Nutzer sind sich an diese Kombination gewöhnt. Um von einem beliebigen Computer aus auf diese Daten zuzugreifen, soll ein Web Interface zur Verfügung gestellt werden, welches einen integrierten Zugriff auf die s und die Kalender ermöglicht. Zurzeit wird für den Mail Zugriff Roundcube [13] verwendet. Roundcube, eine in PHP geschrieben Anwendung, bietet die Einbindung von weiteren Funktionen über ein Plugin System. Die direkte Integration des Kalenders in Roundcube ist, aufgrund der Komplexität von CalDAV, nicht möglich. Um die Interaktion zu vereinfachen, wird ein Abstraktionslayer zwischen dem Userinterface und dem Backend Server benötigt. 1 Calendaring Distributed Authoring and Versioning [8] 1

8 2 KAPITEL 1. EINFÜHRUNG 1.2 Beschreibung des Arbeitsumfangs und der Anforderungen Die Abstraktion vom CalDAV Protokoll soll durch eine Klassenbibliothek ermöglicht werden. Diese Bibliothek stellt eine Schnittstelle zu einem beliebigen CalDAV Server her. Es sollten auch andere Server neben DAViCal angesprochen werden können. Im Folgenden wird mit Client diese Schnittstelle verstanden und nicht der komplette Client inklusive Webfrontend. Der Client muss folgende Anforderungen erfüllen: 1. PHP basierte Implementation: Die Implementierung muss in PHP geschehen, da die Roundcube Applikation in PHP geschrieben wurde. 2. Serverfähigkeiten erkennen: Nicht alle CalDAV Server implementieren den gleichen Funktionsumfang. Der Client muss daher erkennen können, welche Funktionen der Server unterstützt. 3. Principal 2 auffinden: Der Server stellt nicht immer auf der gleichen URL Informationen zum Principal zur Verfügung. Der Client muss in der Lage sein, diese Informationen selbständig zu finden. 4. Kalender auffinden: Meist kann ein CalDAV Server pro Principal mehrere Kalender verwalten. Der Client muss diese auf dem Server finden. 5. CRUD 3 auf Kalender Ressourcen: Das CalDAV Protokoll erlaubt das Anlegen, Verändern und Löschen von Kalendern. Der Client soll diese Operationen auf den Kalender Ressourcen ausführen können. 6. CRUD auf Principal Ressourcen: Einige CalDAV Server erlauben auch die Manipulation von Principal Ressourcen. Der Client soll in der Lage sein, die Principal Ressourcen soweit möglich zu verändern. 7. CRUD von Kalendereinträgen: Ein Kalender besteht aus einer Sammlung von Events, Todos, Journaleinträgen und FreeBusy-Einträgen. Der Client soll diese erzeugt, gelesen, verändert und gelöscht können. 8. Suche in Kalendereinträgen: Ein Kalender kann aus mehreren tausend Einträgen bestehen. Es muss daher eine Möglichkeit geben, die Menge aller Einträge einzuschränken auf ein Subset. 9. Scheduling Unterstützung: Das Scheduling ermöglicht es den Nutzern untereinander Termine zu vereinbaren. 10. Access Control Lists (ACL) Unterstützung: Auf Ressourcen wie zum Beispiel Events sollen nicht alle User zugreifen können. Es soll aber möglich sein, den Zugriff für einige zu ermöglichen. Die ACL Erweiterung von WebDav ermöglicht dies. 2 Ein Principal im Kontext von WebDAV ist ein Benutzer. 3 CRUD = Create Read Update Delete

9 1.3. ÜBERBLICK Locking von Ressourcen: Typischerweise arbeiten mehrere Nutzer gleichzeitig auf den gleichen Ressourcen. Es muss daher möglich sein, diese Ressourcen in gewissen Situationen zu schützten. 12. Faktorisierung des Codes: Der Code soll jeden Fakt jeweils nur einmal abbilden. Es sollen keine Redundanzen im Code vorhanden sein. 13. Erweiterbarkeit des Codes: Der Code soll die Erweiterung um weitere Funktionen ermöglichen. 14. Pay-As-You-Go Prinzip: Der Client soll sich so anpassen lassen, dass nur genau die Funktionalität geladen wird, die auch benötigt wird. Dies bedeutet, dass zur Laufzeit Funktionalität hinzugefügt werden kann. 15. Dokumentation: Der Code muss ausführlich dokumentiert sein. Diese Anforderungen umfassen das Endprodukt. Diese Arbeit hat zum Ziel möglichst alle diese zu erfüllen. 1.3 Überblick Diese Arbeit stellt bereits existierende CalDAV Client Bibliotheken vor, erklärt die gewählte Implementierung und geht auf die Erfüllung, der im Abschnitt 1.2 genannten Anforderungen, ein. Als Erstes werden bestehende Applikationen vorgestellt und es wird aufgezeigt welche Anforderungen diese erfüllen und welche durch diese entsprechenden Implementierungen nicht erfüllt werden können. Danach werden die relevanten Protokolle eingeführt und darauf aufbauend wird auf die Implementierung der Schnittstelle eingegangen. Insbesondere werden die Probleme bei der Implementierung aufgezeigt und es wird erklärt, wie diese gelöst wurden. Die Evaluation zeigt auf, welche Anforderungen durch die gewählte Implementierung erfüllt wurden und welche nicht. Abschliessend wird gezeigt, wo es weiterer Arbeit bedarf und wo die Herausforderungen der Arbeit lagen.

10 4 KAPITEL 1. EINFÜHRUNG

11 Kapitel 2 Verwandte Applikationen Dieses Kapitel behandelt existierende CalDAV Client Applikationen, deren grobe Implementierung und zeigt auf weshalb diese Applikationen den in Kapitel 1 definierten Anforderungen nicht genügen. 2.1 DAViCal Client Der DAViCal [4] Server liefert einen Client mit, der den Zugriff auf den CalDAV Server ermöglicht. Eine detaillierte Evaluation ist im folgenden Abschnitt zu finden. Die primären Mängel sind in der Code Qualität und der fehlenden Funktionalität in den Bereichen Scheduling und Kalendereinträgen zu finden. 1. PHP basierte Implementation: DAViCal ist in PHP implementiert. 2. Serverfähigkeiten erkennen: Wird von DAViCal nicht unterstützt. 3. Principal auffinden: Die Implementierung von DAViCal findet den Principal nicht. 4. Kalender auffinden: DAViCal findet die Kalender nicht. 5. CRUD auf Kalender Ressourcen: Die Kalender Ressourcen können durch DAViCal nicht manipuliert werden. 6. CRUD auf Principal Ressourcen: Wird nicht unterstützt. 7. CRUD von Kalendereinträgen: Die Kalender Einträge können manipuliert werden. Allerdings werden die Einträge nicht geparst. 8. Suche in Kalendereinträgen: Die Suche wird unterstützt. 9. Scheduling Unterstützung: Wird nicht unterstützt. 10. Access Control Lists (ACL) Unterstützung: Wird nicht unterstützt. 5

12 6 KAPITEL 2. VERWANDTE APPLIKATIONEN 11. Locking von Ressourcen: Locking wird nicht unterstützt. 12. Faktorisierung des Codes: Der Code ist teilweise redundant. 13. Erweiterbarkeit des Codes: Der Code ist in einer einzelnen Datei und in zwei Klassen implementiert. Eine Erweiterbarkeit kann nur durch Vererbung erreicht werden. 14. Pay-As-You-Go Prinzip: Das Verhalten kann zur Laufzeit nicht verändert werden. 15. Dokumentation: Die Dokumentation der einzelnen Funktionen ist vorhanden. 2.2 AgenDAV Client AgenDAV [1] ist eine Implementierung eines Webfrontends für einen CalDAV Server. AgenDAV nutzt im Kern auch den DAViCal Client, welcher durch eigene Funktionalität erweitert wird. Eine detaillierte Evaluation ist im folgenden Abschnitt zu finden. Die primären Mängel bei AgenDAV sind die fehlende Möglichkeit den Code zu erweitern, die Code Qualität, das Fehlen der Scheduling Funktionalität und die fehlende Möglichkeit für das Nutzen der Ressourcen Locks. 1. PHP basierte Implementation: AgenDAV ist in PHP geschrieben. 2. Serverfähigkeiten erkennen: AgenDAV kann die Fähigkeiten des Servers erkennen. 3. Principal auffinden: Wird unterstützt und funktioniert. 4. Kalender auffinden: DAViCal findet die Kalender nicht. 5. CRUD auf Kalender Create, Read und Update werden unterstützt. 6. CRUD auf Principal Ressourcen: Nur read wird unterstützt. 7. CRUD von Kalendereinträgen: Die Kalender Einträge können manipuliert werden. Allerdings werden die Einträge nicht in eine Objektstruktur geparst. 8. Suche in Kalendereinträgen: Die Suche wird unterstützt. 9. Scheduling Unterstützung: Wird nicht unterstützt. 10. Access Control Lists (ACL) Unterstützung: Wird unterstützt. 11. Locking von Ressourcen: Wird nicht unterstützt. 12. Faktorisierung des Codes: Der Code ist zum Teil redundant, weil lange Methoden überschrieben werden. 13. Erweiterbarkeit des Codes: Da AgenDAV auf DAViCal aufbaut und dessen Client über Vererbung erweitert, ist die Erweiterbarkeit auch bei AgenDAV nicht gegeben. 14. Pay-As-You-Go Prinzip: Das Verhalten kann zur Laufzeit nicht verändert werden. 15. Dokumentation: Die Dokumentation der einzelnen Funktionen ist vorhanden.

13 2.3. SABREDAV WEBDAV CLIENT SabreDAV WebDav Client SavreDAV [14] ist ein Framework für die Bereitstellung von WebDAV 1 (siehe Abschnitt 3.1.1) und CalDAV Servern. Dieses Framework liefert einen einfachen WebDAV Client mit. Die Code Qualität wäre bei diesem Client gut. Leider fehlt die komplette Unterstützung für CalDAV, was gemäss den in Kapitel 1 definierten Anforderungen essentiell ist. 2.4 Schlussfolgerung Keine der erwähnten Client Bibliotheken erfüllt alle Anforderungen. Die Anforderungen werden primär in den Bereichen der Softwarequalität und der fehlenden Funktionalität im Bereich des Schedulings nicht erfüllt. Weil bei den vorgestellten Bibliotheken die Software Qualität nicht ausreichend ist, macht es auch keinen Sinn die bestehenden Bibliotheken, um die zusätzliche Funktionen zu erweitern. Aus diesem Grund macht die Implementierung einer eigenen Bibliothek Sinn. Es gibt mehrere Versuche eine solche Bibliothek zu implementieren. Beispielsweise PHP CalDAV [12] oder SlashDAV [15]; beide wurden nicht vollständig implementiert. Es kann daher davon ausgegangen werden, dass eine solche Bibliothek von der Community unterstützt wird, wenn diese als Open Source Projekt veröffentlich wird. 1 HTTP Extensions for Web Distributed Authoring and Versioning (WebDAV)

14 8 KAPITEL 2. VERWANDTE APPLIKATIONEN

15 Kapitel 3 Implementierung In diesem Kapitel wird die Implementierung des Clients erklärt. Als Erstes werden die einzelnen Protokolle und deren Zusammenhang mit der Implementertierung erläutert. Aufbauend darauf wird dann die Implementierung vorgestellt. Die eigentliche Implementierung besteht aus dem WebDAV bzw. CalDAV Teil und der icalendar Implementierung. Es wird dokumentiert wie diese Teile zusammenhängen und wie die eigentliche Schnittstelle am Ende umgesetzt wurde. 3.1 Relevante RFC Das CalDAV Protokoll und alle dazugehörigen Protokolle sind in frei verfügbaren Quellen definiert. CalDAV basiert auf WebDAV, wobei WebDAV auf dem HTTP Protokoll basiert. Die Daten, welche über CalDAV ausgetauscht werden, sind im icalendar Format spezifiziert. Auf das HTTP Protokoll wird in diesem Zusammenhang nur am Rande eingegangen, da dies keiner speziellen Erläuterung Bedarf, weil es als allgemein bekannt betrachtet werden kann WebDAV (RFC 4918) Web Distributed Authroing and Versioning (WebDAV) [9] ist eine Erweiterung des HTTP Protokolls. WebDAV stellt ein Protokoll zur Verfügung für den Zugriff auf Ressourcen in einem Netzwerk. Eine Ressource kann ein beliebiges Daten Element sein. Die Ressourcen sind ähnlich zu einem Filesystem organisiert. Es gibt Collections und Nodes, wobei die Collections, in der Filesystem Analogie, die Ordner darstellen und die Nodes die Files. Jeder Ressource ist eine eindeutige URL zugewiesen. WebDAV regelt das Auffinden und das Manipulieren solcher Ressourcen. Zudem definiert WebDAV auch die Möglichkeit zum Speichern von Metadaten zu den Ressourcen. Diese 9

16 10 KAPITEL 3. IMPLEMENTIERUNG Metadaten werden im WebDAV Kontext Properties genannt. Ein Property kann zum Beispiel den Autor oder das Änderungsdatum enthalten. Des Weiteren werden Mechanismen für das Locking 1 von Ressourcen zur Verfügung gestellt. Das Locking ermöglicht, dass auch mehrere Nutzer parallel auf die Ressourcen zugreifen können, ohne dass Veränderungen durch Überschreiben verloren gehen. Auch das Problem von Dirty Reads kann mit dem Locking gelöst werden. Das Versioning wird in einem separaten RFC definiert (RFC 3253). Da dies im Kontext von CalDAV keine Rolle spielt, wird an dieser Stelle nicht näher darauf eingegangen CalDAV (RFC 4791) Calendaring Extention to WebDAV (CalDAV) [8] erweitert das WebDAV Protokoll um die Fähigkeit in einer WebDAV Struktur, Kalenderdaten zu speichern und zu verwalten. Das CalDAV Protokoll sieht vor, dass mehrere Kalender pro Principal angelegt werden können. Jeder Kalender besteht aus einer Liste von Events, Todo s, Journaleinträgen und FreeBusy Items. Das Auffinden von Kalendern kann über den Principal geschehen. Das Auffinden von Kalendereinträgen kann dann über die Kalender Collection geschehen, wobei jeder Kalender, jeder Principal und jeder Kalendereintrag eine eigene URL besitzt. Ein Kalendereintrag enthält immer nur ein Fakt. Ein Eintrag kann zum Beispiel nie aus mehreren, unabhängigen Events bestehen. Die Kalendereinträge selber sind im icalender (siehe 3.1.3) Format definiert. Das Scheduling wird in einer Erweiterung von CalDAV definiert (siehe 3.1.4) icalendar (RFC 2445) Das Internet Calendering (icalendar) [5] Format definiert das Format von Events, von Journaleinträgen, von Todo s und von FreeBusy Items. Das Format kann verwendet werden, um ganze Kalender zu definieren oder auch nur einzelne Items, wie dies bei CalDAV gelöst ist. icalender spezifiziert lediglich das Format, aber nicht die Übertragungsmethode. Die Übertragung kann via , via FTP, via CalDAV oder via eines anderen Protokolls geschehen. Das Format definiert unterschiedliche Komponenten und jede Komponente kann wiederum Komponenten enthalten. Eine Komponente kann ein Set von Properties haben. Jedes 1 Locking verhindert, dass zwei Benutzer gleichzeitig die selbe Ressource schreiben (Lost Update) oder dass ein Benutzer die Ressource verändert, während der andere Benutzer davon ausgeht, dass sie unverändert ist (Dirty Read) [9].

17 3.2. ARCHITEKTUR DES CLIENTS 11 Property hat einen Wert und kann ein Set von Parametern enthalten. Ein Parameter stellt zusätzliche Informationen zum Wert zur Verfügung oder enthält Metainformationen zum Property. Jede Komponente, jeder Parameter und jedes Property hat einen eindeutigen Namen. Das Format ist als Plain Text File spezifiziert. Eine Zeile definiert entweder den Start oder das Ende einer Komponente oder enthält ein Property mit den Parametern. Wenn eine Zeile länger als 75 Zeichen lang ist, wird diese umgebrochen, auch folding genannt Weitere RFC Nachfolgend werden weitere Spezifikationen vorgestellt. Im Rahmen dieser Arbeit wird aber nicht genauer darauf eingegangen. WebDAV Access Control (RFC 3744) [2]: Die Access Control Erweiterung von Web- DAV ermöglicht den Zugriff auf Ressourcen, genau zu steuern. Diese Erweiterung ist zum Teil durch DAViCal implementiert. CalDAV Scheduling [6] und [7]: Die Scheduling Erweiterung von CalDAV ermöglicht den Austausch von Einladungen direkt über den CalDAV Server. Im RFC 4791 wird angenommen, dass dies über einen externen Dienst wie zum Beispiel gemacht wird. Hypertext Transfer Protocol (HTTP) [10]: Das HTTP definiert im RFC 2616 wie Applikationen in einem verteilten System Informationen austauschen können. Das HTTP bildet die Basis von WebDAV und CalDAV. 3.2 Architektur des Clients Die Architektur wird durch die im Abschnitt 3.1 erläuterten Protokolle geprägt. Die Grundlage bildet ein HTTP Interface. Darauf aufbauend bildet der WebDAV Client das Kernstück für die Übertragung der Daten. Der WebDAV Client wird durch eine Erweiterung auch CalDAV fähig. Die Daten selber werden im icalendar Format übertragen. Es kann daher zwischen der übertragenden Komponente, dem WebDAV Client, und dem Datenformat, dem icalendar Format, unterschieden werden. Im Abschnitt 3.3 beziehungsweise im Abschnitt 3.4 werden diese Bibliotheken genauer erläutert. Der WebDAV Client kommt ohne die icalendar Funktionalität aus. Erst das Hinzufügen der CalDAV Erweiterung erfordert das Vorhandensein der icalender Bibliothek.

18 12 KAPITEL 3. IMPLEMENTIERUNG 3.3 WebDAV Client Der WebDAV Client stellt die Basis Funktionalität für die Interaktion zwischen einem WebDAV Server und einer benutzenden Applikation bereit. In der Grafik 3.1 ist ein Klassen Diagramm des WebDAV Clients abgebildet. Sie beschränkt sich auf die wichtigen Aspekte, des WebDAV Clients Basis Funktionalität Die Basis Funktionalität des WebDAV Clients besteht aus dem Herstellen einer Verbindung zum Server, der Auflösung der Principal Ressource URL, dem Auflösen der Server Fähigkeiten und dem Manipulieren von Ressourcen und Properties. Alle weiteren Funktionalitäten müssen über das Erweiterungssystem hinzugefügt werden. Die Ressourcen und die Properties sind in einem Decorator Pattern implementiert. Dadurch können Erweiterungen zur Laufzeit weitere Decorators mit anderer Funktionalität zu den Basis Klassen hinzufügen. Im Abschnitt wird auf diese Erweiterbarkeit genauer eingegangen Erweiterungssystem Eine Anforderung an den WebDAV und auch an den CalDAV Client ist, dass soweit möglich nur die Funktionalität dem Client hinzugefügt wird, die gerade gebraucht wird (Anforderung 14 aus Kapitel 1: Pay-As-You-Go Prinzip). Diese Anforderung wird durch das Erweiterungssystem erfüllt. Das Erweiterungssystem des Basis Clients lässt es zu, dass zur Laufzeit Erweiterungen eingebunden werden können. Diese Erweiterungen können den Client so manipulieren, dass zum Beispiel weitere Decorator für Ressourcen oder Properties hinzugefügt werden können. Erweiterungen können auch das Mapping zwischen Ressourcen und den PHP Implementierungen steuern. Die Factory Klassen können über Erweiterungen ausgetauscht werden. Dadurch können auch komplett neue Erweiterungsmöglichkeiten eingeführt werden, die noch nicht vorgesehen sind. Die zwei nächsten Abschnitte zeigen solche Erweiterungen CalDAV Erweiterung Die CalDAV Erweiterungen zum WebDAV Protokoll wurden als Erweiterung gemäss Abschnitt implementiert. Die wichtigsten Erweiterungen sind die zusätzlichen Funktionen für die Principal Ressource und die zusätzlichen Ressourcen Decorators für die Kalender und die Kalendereinträge. Der Principal wurde mit einer Funktion erweitert, die es ermöglicht Kalender über den Principal zu suchen. Die Suche der Kalender funktioniert über das Property calendarhome-set gemäss RFC 4794 Abschnitt 6.2.

19 3.3. WEBDAV CLIENT 13 Abbildung 3.1: Klassendiagramm des WebDAV Client mit dem Decorator Pattern und den Fabrikklassen

20 14 KAPITEL 3. IMPLEMENTIERUNG Die zusätzliche Kalender Ressource stellt Funktionen zur Verfügung für das Auffinden von Kalendereinträgen. Die Implementierung dieser Suchfunktionalität ist noch nicht vollständig. Die Ressource müsste gemäss Anforderung 5 aus Kapitel 1 auch Funktionen zum Anlegen neuer Kalender zur Verfügung stellen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde dies nicht implementiert Die Ressource Kalendereinträge stellt Funktionalität (Anforderung 7 aus Kapitel 1) zur Verfügung für das Manipulieren von Kalendereinträgen. Das Laden und das Speichern der Ressource wurde noch nicht implementiert, da eine Abhängigkeit zur icalender Komponente besteht, welche noch nicht vollständig implementiert ist (siehe Abschnitt 3.4) Locking Erweiterung Das Locking wird nicht von allen WebDAV Servern unterstützt. Gemäss dem Prinzip Pay-As-You-Go muss diese Funktionalität ebenfalls als Erweiterung zur Verfügung gestellt werden und sollte nicht Teil des Kerns sein. Die Erweiterung fügt einen weiteren Decorator hinzu, der bei allen Ressourcen angebracht wird. Dadurch können die save Funktion und auch andere Funktionen der Ressource durch das Locking geschützt werden. Zudem kann ein Lock auch explizit durch die benutzende Applikation erzeugt werden. Die Erweiterung ist noch nicht vollständig implementiert. Die aktuelle Implementierung zeigt grundsätzlich, wie ein Locking umgesetzt werden kann. Die Erweiterung zeigt auch, dass das Erweiterungskonzept funktioniert. 3.4 icalendar Die icalendar Bibliothek stellt ein Interface zur Verfügung für das Parsen von icalendar Dateien und für das Erzeugen von icalendar Dateien. Der Output des Parsers ist eine Objektstruktur. Die Grafik 3.2 zeigt das Klassendiagramm der icalendar Bibliothek. Eine icalendar Datei besteht im Wesentlichen aus einzelnen Zeilen. Jede Zeile markiert entweder den Start oder das Ende einer Komponente (Event, Todo etc.) oder sie repräsentiert ein Property. Jedes Property hat wiederum ein Value mit einem Datentyp und möglicherweise auch ein oder mehrere Parameter. Abschnitt geht genauer auf das Format von icalendar ein. Die icalender Bibliothek stellt für die Komponenten, die Properties, die Parameter und die Datentypen jeweils ein Interface und eine abstrakte Klassen Implementierung zur Verfügung. Des Weiteren implementiert die Bibliothek alle Komponenten, alle Properties, alle Parameter und alle Datentypen gemäss RFC Einige Klassen wurden noch nicht vollständig implementiert und deshalb ist die Bibliothek noch nicht einsatzbereit. Die icalendar Bibliothek wird durch die CalDAV Erweiterung benötigt (siehe Abschnitt 3.3.3).

21 3.4. ICALENDAR 15 Abbildung 3.2: Klassendiagramm der icalendar Bibliothek mit allen Interfaces Komponenten Jede Kalenderkomponente erlaubt, selber wieder Komponenten zu beinhalten. Zudem kann eine Komponente ein Set von Properties beinhalten. Die konkreten Klassen müssen definieren, welche Komponenten zur betreffenden Komponente hinzugefügt werden können und welche Properties gesetzt werden dürfen. Gewisse Properties können auch mehrfach zur Komponente hinzugefügt werden. Einige Properties hingegen sind zwingend nötig und müssen immer gesetzt werden. Die Komponente stellt eine Methode (serialize) zur Verfügung, um aus der Objektstruktur ein icalendar konformer String zu erzeugen Properties Ein Property hat immer einen Wert. Gewisse Properties können auch mehrere Werte beinhalten. Der Wert hat immer einen Datentyp. Zudem können Parameter definiert werden, welche entweder den Wert des Propertys beinhalten oder Metainformationen über das Property zur Verfügung stellen. Die Property Implementierung stellt eine Methode (serialize) zur Verfügung, um aus dem Objekt eine icalender konforme String-Repräsentation zu erzeugen Parameter Ein Parameter kann dazu verwendet werden, mehr Informationen über den Wert im Property zur Verfügung zu stellen. Ein Parameter macht erst im Kontext des Propertys und des Wertes Sinn. Die semantische Auswertung muss im Property umgesetzt werden.

22 16 KAPITEL 3. IMPLEMENTIERUNG Datentypen Jeder Wert im Property muss ein Datentyp haben. Die icalendar Datentypen wurden als PHP Klassen implementiert. Dadurch kann die Konvertierung der textbasierten Repräsentation in die PHP Umgebung dynamisch geschehen. Auch eine String-Repräsentation kann automatisch erzeugt werden. 3.5 Design Entscheidungen Dieser Abschnitt beschreibt einige ausgewählte Design Entscheidungen, die während der Implementierung der Bibliotheken gefällt wurden Decorator Pattern Um die Qualitätsanforderungen, aus Kapitel 1 in Bezug auf die Flexibilität zu erfüllen, musste das Design möglichst flexible gehalten werden. Wie im Abschnitt beschrieben, wurde dies zum Teil durch das Decorator Pattern gelöst. Die Alternative dazu wäre die Implementierung eines separaten Clients 2 für die CalDAV Funktionalität gewesen. Diese Implementierung hätte dazu geführt, dass die ACLs und das Locking im Kern des WebDAV Clients implementiert worden wären. Die benutzende Applikation hätte diese Features über Parameter steuern müssen. Im Weiteren hätte eine Anwendung nur schwer Erweiterungen einbringen können. Dies wäre nur noch über Vererbung möglich gewesen. Dies hätte bedeutet, dass bei einer Erweiterung des WebDAV Clients durch Vererbung, das gleiche Feature für den CalDAV Client nicht zur Verfügung gestanden wäre. Die Vorteile des Decorator Patterns konnten aber nur realisiert werden, in dem es durch eine Fabrik Klasse und ein Extension System ergänzt wurde ICalendar Objekte Bei der Implementierung des icalendar Formats wurde versucht, möglichst die Objektstruktur des RFC 2445 zu übernehmen. Der Grund dafür ist, dass eine möglichst hohe Kompatibilität garantiert werden muss und dass die benutzende Applikation alle Features des Formates nutzen kann. Wenn die Objektstruktur anders gewählt worden wäre, dann hätte dies in den meisten Fällen eine Vereinfachung bedeutet. Dies ist zwar für eine API meist wünschenswert, allerdings in diesem Fall hätte dies bedeutet, dass gewisse Attribute oder Eigenschaften nicht mehr zur Verfügung gestanden wären. Ein Beispiel: Ein Property kann mehrere Werte beinhalten. Dafür sieht der RFC 2445 zwei Möglichkeiten vor. Das Property kann mehrfach der Komponente hinzugefügt werden oder 2 Dieser Client hätte über Vererbung implementiert werden müssen.

23 3.5. DESIGN ENTSCHEIDUNGEN 17 das Property selber kann mehrere Werte beinhalten. Nicht jedes Property unterstützt gemäss RFC 2445 beide Varianten. Idealerweise würde die API die beiden Fälle aber zusammenfassen. Neben der erschwerten Übersetzung dieser veränderten Objektstruktur zurück in das icalendar Format, hätte diese Struktur auch dazu geführt, dass man die Werte jedes Propertys nicht mehr über Parameter verändern gekonnt hätte. Für die Repräsentation der icalendar Strukturen sind gegen 100 Klassen nötig. Alternativ zu den sechzehn Typen Klassen hätte auch ein switch Statement verwendet werden können. Für die Verwendung und die Wartung der API ist dieses äusserst unpraktisch.

24 18 KAPITEL 3. IMPLEMENTIERUNG

25 Kapitel 4 Evaluation Dieses Kapitel zeigt den Erfüllungsgrad der Implementierung, gemäss den Anforderungen aus Kapitel 1, auf. Auswertung der Anforderungen: 1. PHP basierte Implementation: Die Implementierung ist vollständig objektorientiert und in PHP realisiert. 2. Serverfähigkeiten erkennen: Die Serverfähigkeiten können mit dem WebDAV Client erfragt werden. (siehe im Anhang A.1) 3. Principal auffinden: Der WebDAV Client kann den Principal finden. 4. Kalender auffinden: Das Auffinden über das Property calendar-home-set funktioniert. Beim Google CalDAV Server funktioniert dies nicht [11] (siehe im Anhang A.1). 5. CRUD auf Kalender Ressourcen: Read und update wurden implementiert. Delete und create wurden noch nicht implementiert. 6. CRUD auf Principal Ressourcen: Create und Delete wird von den meisten WebDAV Servern nicht unterstützt. Read und update wurde implementiert. 7. CRUD von Kalendereinträgen: Aufgrund dessen, dass die icalender Bibliothek noch nicht vollständig implementiert wurde, konnte hier noch keine Operation vollständig implementiert werden (siehe im Anhang A.1). 8. Suche in Kalendereinträgen: Die Suche funktioniert noch nicht. Es können zurzeit nur alle Kalendereinträge eines Kalenders geladen werden. Es kann aber noch nicht nach Datum oder nach bestimmten Key Words gesucht werden. 9. Scheduling Unterstützung: Das Scheduling wurde noch nicht implementiert. 10. Access Control Lists (ACL) Unterstützung: Die ACL wurden noch nicht implementiert. 19

26 20 KAPITEL 4. EVALUATION 11. Locking von Ressourcen: Das Locking ist noch nicht vollständig implementiert. 12. Faktorisierung des Codes: Aufgrund der gewählten Design Patterns ist der Code vollständig faktorisiert. Es gibt keine Code Duplizitäten. 13. Erweiterbarkeit des Codes: Der Code lässt sich über mehrere Mechanismen erweitern. (Factory Pattern, Decorator Pattern) 14. Pay-As-You-Go Prinzip: Das gewählte Design für die Erweiterungen lässt es zu, dass die Funktionalität nach Bedarf zum Client hinzugefügt werden kann. 15. Dokumentation: Das Verhältnis von den physischen 1 (etwa 4000) und den absoluten 2 (etwa 9000) Zeilen zeigt, dass rund die Hälfte des Codes aus Dokumentation besteht. Die Anforderung kann deshalb als erfüllt betrachtet werden. Die Implementierung erfüllt nicht alle Anforderungen. Im Wesentlichen ist dies im Bereich des Schedulings und den Access Control Lists der Fall. Wichtige Kernanforderungen werden erfüllt und die Implementierung stellt eine solide Basis für die Weiterentwicklung dar. Die Zusammenfassung im Kapitel 5 zeigt die zukünftigen Arbeiten auf, die in der aktuellen Implementierung fehlen. 1 Anzahl Zeilen Code, die wirklich auch Code enthalten. 2 Dies sind alle Code Zeilen inklusive leerer Zeilen und Kommentare.

27 Kapitel 5 Zusammenfassung Die Implementierung erfüllt die wichtigsten Anforderungen (siehe Kapitel 4) und wichtige Design Problem bezüglich der Erweiterbarkeit wurden gelöst. 5.1 Zukünftige Arbeiten Zurzeit werden die beiden Bibliotheken WebDAV und icalendar in einem Package ausgeliefert. Da grundsätzlich die icalendar Bibliothek unabhängig genutzt werden kann, sollte diese ausgegliedert werden in eigenes Package oder ein eigenes Projekt. Die Implementierung des icalendar Protokolls muss noch vollständig umgesetzt werden. Da CalDAV die icalender Elemente parsen und aber auch erzeugen können muss, sollte jede Variation des Formats behandelt werden können. Wenn beispielsweise ein Parameter nicht oder falsch unterstützt wird, kann beim Lesen und anschliessenden Schreiben ein Datenverlust auftreten. Bei der Implementierung des CalDAV Protokolls ist nicht die gleiche Präzision nötig wie bei icalendar, da durch ein nicht unterstütztes Feature keine Daten verloren gehen. Die Implementierung der ACL ist für das Funktionieren des Clients wichtig, da dies von der CalDAV Spezifikation gefordert wird. Ohne eine entsprechende Implementierung können die Zugriffsrechte nur über ein separates Webinterface definiert werden, was von den Nutzern nicht akzeptiert würde. Das Scheduling kann relative losgelöst von den anderen Arbeiten betrachtet werden, da es lediglich weitere Ressourcen definiert. Diese können ebenfalls über eine Erweiterung eingebunden werden. Zurzeit gibt es noch keine Unit Tests. Für eine längerfristige Stabilisierung der Bibliotheken wäre es sinnvoll, zumindest für die zentralen Klassen, Unit Tests zu schreiben. Gewisse Klassen können nicht, oder nur schwer, durch Unit Tests abgedeckt werden, da eine Interkation mit einem WebDAV oder CalDAV Server nötig ist. 21

28 22 KAPITEL 5. ZUSAMMENFASSUNG 5.2 Fazit Die Implementierung des Clients ist noch nicht vollständig abgeschlossen (siehe Kapitel 4). Die Architektur ermöglicht aber eine einfache Erweiterung der Funktionalität. Grundsätzlich wurde der Arbeitsaufwand unterschätzt, insbesondere die exakte Implementierung der RFCs. Zudem muss der Code für eine Bibliothek wesentlich robuster geschrieben werden als für eine reguläre Applikation. Es war auch nicht von Beginn her klar, welche Funktionalität implementiert werden muss oder über externe Bibliotheken eingebunden werden kann. In diesem Zusammenhang ist es erstaunlich, dass es keine icalender Bibliothek für PHP gibt, die icalender Daten parsen und erzeugen kann. Destotrotz kann der Client eine Verbindung zum Server öffnen, dessen Fähigkeiten herausfinden, die Ressourcen lesen und teilweise schreiben, die Properties manipulieren und das icalendar Format teilweise verarbeiten.

29 Literaturverzeichnis [1] AgenDAV. [2] Geoff Clemm, Julian F. Reschke, Eric Sedlar, Jim Whitehead: WebDAV Access Control Protocol, Network Working Group, May [3] GPL FAQ. [4] DAViCal. [5] Frank Dawson, Derik Stenerson: Internet Calendaring and Scheduling Core Object Specification (icalendar), Network Working Group, rfc2445, November [6] Cyrus Daboo: Calendar Transport-Independent Interoperability Protocol (itip), Network Working Group, December [7] Cyrus Daboo, Bernard Desruisseaux, Lisa Dusseault: Scheduling Extensions to CalDAV (draft), Network Working Group, January 26, [8] Cyrus Daboo, Bernard Desruisseaux, Lisa Dusseault: Calendaring Extensions to Web- DAV (CalDAV), Network Working Group, March 2007 [9] Lisa Dusseault: HTTP Extensions for Web Distributed Authoring and Versioning (WebDAV), Network Working Group, June 2007 [10] Roy T. Fielding, Jim Gettys, Jeffrey C. Mogul, Henrik Frystyk, Larry Masinter, Paul J. Leach, Tim Berners-Lee: Hypertext Transfer Protocol, Network Working Group, June [11] Google Calendar Issue Queue. google-caldav-issues/issues/detail?id=3 [12] PHP CalDAV. [13] Roundcube. [14] SabreDAV. 23

30 24 LITERATURVERZEICHNIS [15] SlashDAV.

31 Abkürzungen RFC PHP CalDAV WebDAV HTTP Request For Comment PHP: Hypertext Preprocessor Calendaring Distributed Authoring and Versioning Web Distributed Authoring and Versioning Hypertext Transfer Protocol 25

32 26 ABBREVIATONS

33 Abbildungsverzeichnis 3.1 Klassendiagramm des WebDAV Client mit dem Decorator Pattern und den Fabrikklassen Klassendiagramm der icalendar Bibliothek mit allen Interfaces

34 28 ABBILDUNGSVERZEICHNIS

35 Anhang A Inhalt der CD Die beiliegende CD beinhaltet diese Arbeit, alle Referenzen in elektronischer Form, den Source Code und die Sourcen für die Erzeugung dieser Arbeit. A.1 Source Code Der Source Code steht unter der GNU Lesser General Public License (LGPL) v2.1 oder einer neueren Version. Diese ist kompatible zur GPL und ermöglich auch die Einbindung der Bibliothek in jede andere Applikation, die möglicherweise unter einer anderen Lizenz steht [3]. Im Source Code Ordner sind Beispiele zu folgenden Use Cases enthalten: Abfrage der Serverfähigkeiten (discover-server-capabilities.php) Abfrage aller Kalender eines Principals (get-calendars.php) Abfrage aller Events eines Kalenders (get-events.php) Beispiel der Verwendung von icalendar (icalendar.php) A.2 Referenzen Im Ordner References sind alle RFCs enthalten, die in dieser Arbeit referenziert wurden. Alle RFC wurden so von den offiziellen Quellen bezogen. 29

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