Zustandsgebundene Webservices

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1 Zustandsgebundene Webservices Präsentation ausgewählter Problemstellungen der Informatik Markus Oertel Universität Paderborn 25. September 2005 Zustandsgebundene Webservices Seite 1

2 Gliederung Webservice Grundlagen 1 Webservice Grundlagen 2 3 Zustandsgebundene Webservices Seite 2

3 Service Orientierte Architektur Protokolle und Sprachen Was sind Webservices Kommunikationstechnologie für verteilte Systeme über eindeutigen Namen identifizierbar zustandslos Selbstbeschreibungsfähigkeit Client Methodenaufruf XML über HTTP Server Zustandsgebundene Webservices Seite 3

4 Service Orientierte Architektur Protokolle und Sprachen Das Beispiel Addier-Service zwei Zahlen als Parameter, Summe als Antwort 1,4 5 Client 7,3 10 3,2 5 Adder Zustandsgebundene Webservices Seite 4

5 Service Orientierte Architektur zum Auffinden neuer Server Verzeichnisdienst verwaltet Server Service Orientierte Architektur Protokolle und Sprachen Verzeichnisdienst Dienst wird angefragt/ Adresse wird übermittelt registriert sich Client benutzt den Dienst Server Zustandsgebundene Webservices Seite 5

6 Übersicht Webservice Grundlagen Service Orientierte Architektur Protokolle und Sprachen SOAP-Protokoll als Transportgrundlage WSDL zur Interface Beschreibung Verzeichnisdienst WSDL-Dokumente über SOAP WSDL-Dokumente über SOAP Client Methodenaufruf über SOAP Server Zustandsgebundene Webservices Seite 6

7 Die WSDL-Sprache Webservice Grundlagen Service Orientierte Architektur Protokolle und Sprachen Beschreibt den Webservice Dokument besteht aus 5 Teilen 1 <Type> 2 <Message> 3 <PortType> 4 <Binding> 5 <Service> Zustandsgebundene Webservices Seite 7

8 Die WSDL-Sprache Webservice Grundlagen Service Orientierte Architektur Protokolle und Sprachen Die Typendefinitionen 1 <Type> 2 <ComplexType Name= M yin teg e r > 3 <Element Name= v a l u e Type= i n t /> 4 </ComplexType> 5 </Type> Zustandsgebundene Webservices Seite 8

9 Die WSDL-Sprache Webservice Grundlagen Service Orientierte Architektur Protokolle und Sprachen Die Typendefinitionen 1 <Type> 2 <ComplexType Name= M yin teg e r > 3 <Element Name= v a l u e Type= i n t /> 4 </ComplexType> 5 </Type> Die Nachrichten 1 <Message Name= addrequest > 2 <Part Name= Number1 Type= M yin teg e r /> 3 <Part Name= Number2 Type= M yin teg e r /> 4 </Message> 5 <Message Name= addresponse > 6 <Part Name= r e t u r n Type= M y I n t e g e r /> 7 </Message> Zustandsgebundene Webservices Seite 9

10 Die WSDL-Sprache Webservice Grundlagen Service Orientierte Architektur Protokolle und Sprachen Die Nachrichten 1 <Message Name= addrequest > 2 <Part Name= Number1 Type= M yin teg e r /> 3 <Part Name= Number2 Type= M yin teg e r /> 4 </Message> 5 <Message Name= addresponse > 6 <Part Name= r e t u r n Type= M y I n t e g e r /> 7 </Message> Der PortType 1 <PortType Name= Adder > 2 <Operation Name= add > 3 <I n p u t Message= addrequest /> 4 <Output Message= addresponse /> 5 </Operation> 6 </PortType> Zustandsgebundene Webservices Seite 10

11 Die WSDL-Sprache Webservice Grundlagen Service Orientierte Architektur Protokolle und Sprachen Der PortType 1 <PortType Name= Adder > 2 <Operation Name= add > 3 <I n p u t Message= addrequest /> 4 <Output Message= addresponse /> 5 </Operation> 6 </PortType> Die Binding 1 <Binding Name= Adder Type= Adder > 2 <soap : Binding S t y l e = r p c T r a n s p o r t= HTTP/> 3 <Operation Name= add > 4 <Input > <body e n c o d i n g S t y l e = SOAP /> </Input > 5 <Output> <body e n c o d i n g S t y l e = SOAP /> </Output> 6 </Operation> 7 </Binding> Zustandsgebundene Webservices Seite 11

12 Die WSDL-Sprache Webservice Grundlagen Service Orientierte Architektur Protokolle und Sprachen Die Binding 1 <Binding Name= Adder Type= Adder > 2 <soap : Binding S t y l e = r p c T r a n s p o r t= HTTP /> 3 <Operation Name= add > 4 <Input > <body e n c o d i n g S t y l e = SOAP /> </Input > 5 <Output> <body e n c o d i n g S t y l e = SOAP /> </Output> 6 </Operation> 7 </Binding> Der Service 1 <S e r v i c e Name= Adder > 2 <Port Binding= Adder Name= A d d e r S e r v i c e > 3 <a d d r e s s l o c a t i o n = HTTP: / / s e r v e r. com : 8 0 / Adder /> 4 </Port> 5 </S e r v i c e > Zustandsgebundene Webservices Seite 12

13 Service Orientierte Architektur Protokolle und Sprachen Das SOAP-Protokoll spezifiziert Methodenaufrufe nachrichtenbasiertes Protokoll Nachricht besteht aus Head und Body Daten im Head werden vom Protokoll ausgewertet Daten im Body werden an den Webservice weitergegeben Anhänge können per MIME übermittelt werden Zustandsgebundene Webservices Seite 13

14 Das SOAP-Protokoll Service Orientierte Architektur Protokolle und Sprachen Methodenaufruf über SOAP 1 <e n v e l o p e > 2 <head> 3 <e n c r y p t i o n >s s l </e n c r y p t i o n > 4 </head> 5 <body> 6 <add> 7 <Number1> <v a l u e >3</v a l u e > </Number1> 8 <Number2> <v a l u e >7</v a l u e > </Number2> 9 </add> 10 </body> 11 </e n v e l o p e > Zustandsgebundene Webservices Seite 14

15 Zustandsgebundene Operationen Einfuehrung Implied Resource Pattern WS-Resource Lebenszyklus WS-Resource Properties Document Viele Softwareprodukte auf Zustände angewiesen: Transaktionen Authentifizierung Dennoch hat Zustandslosigkeit Vorteile: Service kann jederzeit neu gestartet werden Service kann jederzeit ersetzt werden Einfaches Konzept Wie lassen sich diese Ansätze vereinen? Einführung einer Trennung von Zustand und Webservice Implied Ressource Pattern (WSRF) Zustandsgebundene Webservices Seite 15

16 Zustandsgebundene Operationen Einfuehrung Implied Resource Pattern WS-Resource Lebenszyklus WS-Resource Properties Document Viele Softwareprodukte auf Zustände angewiesen: Transaktionen Authentifizierung Dennoch hat Zustandslosigkeit Vorteile: Service kann jederzeit neu gestartet werden Service kann jederzeit ersetzt werden Einfaches Konzept Wie lassen sich diese Ansätze vereinen? Einführung einer Trennung von Zustand und Webservice Implied Ressource Pattern (WSRF) Zustandsgebundene Webservices Seite 16

17 Addierer erweitern Webservice Grundlagen Einfuehrung Implied Resource Pattern WS-Resource Lebenszyklus WS-Resource Properties Document Addierer benutzt zustandsgebundene Operationen Rückgabewert ist die Summe aus den Parametern und dem letzten Rückgabewert 1,4 5 Client 7,3 15 3,2 20 Adder Zustandsgebundene Webservices Seite 17

18 Was ist eine Ressource? Einfuehrung Implied Resource Pattern WS-Resource Lebenszyklus WS-Resource Properties Document Ressource ist ein Container für Zustandsinformationen Viele Komponenten als Ressource modellierbar Datenbank Datei Cluster Sensor Die Ressource muss einen definierten Satz von Zustandsdaten enthalten und diese müssen in XML darstellbar sein... hat einen festgelegten Lebenszyklus... ist mindestens einem Webservice zugeordnet Zustandsgebundene Webservices Seite 18

19 Was ist eine Ressource? Einfuehrung Implied Resource Pattern WS-Resource Lebenszyklus WS-Resource Properties Document Ressource ist ein Container für Zustandsinformationen Viele Komponenten als Ressource modellierbar Datenbank Datei Cluster Sensor Die Ressource muss einen definierten Satz von Zustandsdaten enthalten und diese müssen in XML darstellbar sein... hat einen festgelegten Lebenszyklus... ist mindestens einem Webservice zugeordnet Zustandsgebundene Webservices Seite 19

20 Ressourcen zuweisen Einfuehrung Implied Resource Pattern WS-Resource Lebenszyklus WS-Resource Properties Document Webservice kann mehrere Ressourcen verwalten Verbindung von Webservice und Ressource heißt WS-Resource Resourcen Resource 1 WS-Resource Webservice OldSum=5 Resource 2 OldSum=13 Resource 3 OldSum=7 Zustandsgebundene Webservices Seite 20

21 Einfuehrung Implied Resource Pattern WS-Resource Lebenszyklus WS-Resource Properties Document Kommunikation über Endpoint References bei Kommunikationsbeginn Ressource erstellen Webservice benennt WS-Resource Endpoint Reference wird erstellt und dem Client zugestellt enthält Adresse des Webservices enthält den Namen der WS-Resource Webservices die Ressourcen und ERs erstellen heißen Factory Client schickt den WS-Resource Namen bei jeder Anfrage mit Handling der ResourceID übernimmt SOAP Zustandsgebundene Webservices Seite 21

22 Einfuehrung Implied Resource Pattern WS-Resource Lebenszyklus WS-Resource Properties Document Kommunikation über Endpoint References in Address und Reference Properties unterteilt Endpoint Reference 1 <E n d p o i n t R e f e r e n c e > 2 <Address > 3 HTTP: / / s e r v e r. com : 8 0 / Adder 4 </Address > 5 <R e f e r e n c e P r o p e r t i e s > 6 <ResourceID > </ResourceID > 7 <R e f e r e n c e P r o p e r t i e s > 8 </E n d p o i n t R e f e r e n c e > Enthält der Endpoint eine ResourceID wird er als WS-Resource Qualified Endpoint Reference bezeichnet Zustandsgebundene Webservices Seite 22

23 Erstellung von Ressourcen Einfuehrung Implied Resource Pattern WS-Resource Lebenszyklus WS-Resource Properties Document Client gibt Erstellung in Auftrag direkt oder über Nachricht in zustandsbasiertem Endpoint Reference als Resultat der Erstellung Ressource wird benannt Zustandsgebundene Webservices Seite 23

24 Benennung der WS-Resource Einfuehrung Implied Resource Pattern WS-Resource Lebenszyklus WS-Resource Properties Document 1 Aus Sicht des Webservices Ressource aus WS-Resource Namen identifizierbar Name der WS-Resource Name Ressource möglich 2 Aus Sicht des Clients WS-Resource Name hat keine Bedeutung kann nicht auf Ressource schließen direkter Zugriff auf Ressource ist implementationsabhängig Zustandsgebundene Webservices Seite 24

25 Zerstörung der WS-Resource Einfuehrung Implied Resource Pattern WS-Resource Lebenszyklus WS-Resource Properties Document 1 Sofortige Zerstörung vom Client ausgelöst Nachricht mit expliziter Zerstörungsanweisung synchrone Zerstörung 2 Zeitlich geplante Zerstörung vom Server ausgelöst Ressource besitzt Zerstörungsdatum muss vom Client verlängert werden Zustandsgebundene Webservices Seite 25

26 WS-Resource Properties Document Einfuehrung Implied Resource Pattern WS-Resource Lebenszyklus WS-Resource Properties Document Beschreibt die zugreifbaren Zustands-Attribute Enthält Namen und Typen im WSDL Dokument verlinkt WS-Resource Properties Dokument 1 <Schema> 2 <Element Name= oldsum Type= M yin teg e r /> 3 <Element Name= A d d e r R e s o u r c e P r o p e r t i e s > 4 <ComplexType> 5 <Element r e f = oldsum /> 6 <ComplexType> 7 </Element> 8 </Schema> Zustandsgebundene Webservices Seite 26

27 WSRF vs. selbstgebaute Lösung WSRF vs. Eigenbau Weitere WSRF Spezifikationen Grenzen des WSRF Zusammenfassung Verlagerung der Information vom Body in den Head Verlagerung der Verarbeitung vom Webservice ins Protokoll dadurch einfachere Implementierung sichereres Design, da Service viel exakter beschrieben Interoperabilität Zustandsgebundene Webservices Seite 27

28 Weitere WSRF Spezifikationen WSRF vs. Eigenbau Weitere WSRF Spezifikationen Grenzen des WSRF Zusammenfassung Renewable References WS-Notification Base Faults Service Groups Zustandsgebundene Webservices Seite 28

29 Grenzen des WSRF Webservice Grundlagen WSRF vs. Eigenbau Weitere WSRF Spezifikationen Grenzen des WSRF Zusammenfassung Nur Grundlage für Authentifizierung und Transaktionen keine Sicherheitvorkehrungen Trotz exakterer Servicebeschreibung immer noch Menschen notwendig (Semantik) Zustandsgebundene Webservices Seite 29

30 Zusammenfassung Webservice Grundlagen WSRF vs. Eigenbau Weitere WSRF Spezifikationen Grenzen des WSRF Zusammenfassung Zustandsgebundene Kommunikation mit Webservices Zustandslosigkeit erhalten Implied Resource Pattern Zugriff auf Ressourcen Resource Properties Document Handhabung der Ressourcen WS-Resource Lebenszyklus Anwendungsgebiete Buchungssysteme Grid Computing Zustandsgebundene Webservices Seite 30

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