Netzprogrammierung Web-Dienste

Transkript

1 Netzprogrammierung Web-Dienste Robert Tolksdorf und Mitarbeiter und Peter Löhr

2 Überblick 1. Was sind Web-Dienste? 3 2. WSDL Axis SOAP SOAP und HTTP Zusammenfassung 36 Robert Tolksdorf und Peter Löhr 2

3 Was sind Web-Dienste? Robert Tolksdorf und Mitarbeiter und Peter Löhr

4 Entwicklung Mensch-Mensch-Kommunikation Versendung von uninterpretiertem Text WWW: Mensch-Rechner-Kommunikation der Mensch ist aktiv: konsumiert und gibt an, was er als nächstes lesen möchte. der Rechner ist reaktiv: erbringt Dienstleistung für den Menschen Web-Dienst (Web Service): Rechner-Rechner-Kommunikation Rechner erbringt Dienstleistung für anderen Rechner Nachrichtencodierung: XML ( ) Protokoll: SOAP (ursprünglich für Simple Object Access Protocol) Robert Tolksdorf und Peter Löhr 4

5 Was sind Web-Dienste? traditionelle Web-Anwendung Browser HTML Webseiten Web-Dienst Anwendung Mensch-Maschine- Kommunikation Anwendung SOAP Daten Anwendung Maschine-Maschine- Kommunikation Robert Tolksdorf und Peter Löhr 5

6 Beispiel: ohne Browser»With Google Web APIs, your computer can do the searching for you.«google als Web-Dienst Suche Rechtschreibkorrektur Zugriff auf Web Cache Suche als Web-Dienst Suchanfrage als SOAP-Nachricht Suchergebnis als SOAP-Nachricht ( nicht mehr unterstützt) Robert Tolksdorf und Peter Löhr 6

7 Austausch einer SOAP-Nachricht Sender Empfänger Information Nachricht Information verpacken (serialisieren) auspacken (deserialisieren) Robert Tolksdorf und Peter Löhr 7

8 Definition Client Inhalt: SOAP Transport: HTTP(S), SMTP, FTP Web-Dienst Schnittstellenbeschreibung mit WSDL Funktionalität Server Ein Web-Dienst ist eine Softwareanwendung, die 1. über eine URI eindeutig identifizierbar ist, 2. über eine WSDL-Schnittstellenbeschreibung verfügt, 3. nur über ihre Schnittstelle zugreifbar ist, 4. über gängige Internet-Protokolle unter Benutzung von XML-basierten Nachrichtenformaten wie z.b. SOAP zugreifbar ist. Robert Tolksdorf und Peter Löhr 8

9 Eigenschaften von Web-Diensten implementieren häufig keine neuen Systeme, sondern sind Fassade für bestehende Systeme abstrahieren von Programmiersprache und Plattform, mit der die Anwendung realisiert ist ( Virtualisierung von Software ) zwei Erscheinungsformen: - Fernaufrufe ( synchron ) - Messaging ( asynchron ) Robert Tolksdorf und Peter Löhr 9

10 Alter Wein in neuen Schläuchen? Web Services keine revolutionär neue Technologie große Ähnlichkeiten mit CORBA weniger effizient als CORBA Aber: alle bedeutenden IT-Unternehmen haben sich auf zugehörige Standards geeinigt: XML, SOAP, WSDL CORBA wurde nie von Microsoft unterstützt nicht nur Fernaufrufe, sondern auch Messaging Dienstorientierte Architekturen (SOA) Robert Tolksdorf und Peter Löhr 10

11 Web-Dienste-Wellen Semantic Web Services (?) Semantische Spezifikationen: OWL, RDF Weiterführende Spezifikation: UDDI, WS Security Basisspezifikation WSDL, SOAP Robert Tolksdorf und Peter Löhr 11

12 Web Services Description Language - WSDL Robert Tolksdorf und Mitarbeiter und Peter Löhr

13 Web Services Description Language Servicebeschreibung abstrakte Schnittstelle Operation Anfrage Antwort konkrete Schnittstelle Operation SOAP-Anfrage SOAP-Antwort Web-Adressen (End Points) WSDL beschreibt Schnittstelle XML-basierter Standard W3C Note von 2001 abstrakte Schnittstelle (port type) Schnittstelle unabhängig von Nachrichtenformaten Beschreibung mit XML Schema konkrete Schnittstelle (binding) Abbildung der abstrakten Schnittstelle auf unterstützte Nachrichtenformate Robert Tolksdorf und Peter Löhr 13

14 WSDL-Beschreibung von Web-Adresse konkrete Manifestation in SOAP abstrakte Syntax (view source!) XMLSPY: Robert Tolksdorf und Peter Löhr 14

15 Einfaches Beispiel <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <wsdl:definitions xmlns=" xmlns:tns=" xmlns:xsd=" xmlns:wsdlsoap= > <wsdl:message name="myoprequest"> <wsdl:part name="myarg" type="xsd:int" /> </wsdl:message> Parameter <wsdl:message name="myopresponse"> <wsdl:part name="myres" type="xsd:string" /> </wsdl:message> <wsdl:porttype name="myexampleport"> <wsdl:operation name="myop"... > Signatur <wsdl:input message="tns:myoprequest"... /> <wsdl:output message="tns:myopresponse"... /> </wsdl:operation> </wsdl:porttype Robert Tolksdorf und Peter Löhr 15

16 Einfaches Beispiel <wsdl:binding type="tns:myexampleport" name="myexamplesoapbinding" > <wsdlsoap:binding style="rpc" transport=" /> <wsdl:operation name="myop"... > <wsdlsoap:operation soapaction="" /> SOAP <wsdl:input name="myoprequest" > <wsdlsoap:body namespace=... /> </wsdl:input> <wsdl:output name="myopresponse" > <wsdlsoap:body namespace=... /> </wsdl:output> </wsdl:operation> </wsdl:binding <wsdl:service name="myexampleservice" > <wsdl:port binding="tns:myexamplesoapbinding"... > URL <wsdlsoap:address location=" /> </wsdl:port> </wsdl:service </wsdl:definitions> Robert Tolksdorf und Peter Löhr 16

17 Einfaches Beispiel Das Entsprechende in Corba IDL: module mymodule { interface myexample { void myop(in int myarg, out string myres); }; }; Dies entspricht den Informationen in den WSDL-Teilen wsdl:messages und wsdl:porttype. Die übrigen Angaben gehören nicht zur abstrakten Schnittstelle: wsdl:binding bindet die Realisierung an das SOAP-Protokoll. wsdl:service legt die URL des Dienstes fest. Robert Tolksdorf und Peter Löhr 17

18 Bewertung Bewertung von WSDL: zwiespältig - einerseits für den Menschen lesbar konzipiert andererseits für den Menschen ungenießbar daher de facto - besser maschinell verarbeitet (automatische Generierung, Interpretation, Umwandlung,...) Robert Tolksdorf und Peter Löhr 18

19 Axis Robert Tolksdorf und Mitarbeiter und Peter Löhr

20 Prominente Plattformen Microsoft: IIS mit ASP.NET für die.net-sprachen Sun: Metro Software Stack, GlassFish als Container Apache Axis für Java und C++ z.b. im Apache Tomcat Application Server installierbar Web-Dienst kann z.b. als Java-Klasse implementiert werden: public class MyExample { public String myop(int myarg) {... } } Bereitstellung (deployment) der Klasse im Tomcat z.b. unter der URL WSDL-Übersetzer WSDL2Java erzeugt aus WSDL-Text eine Vertreter-Klasse mit einer Schnittstelle MyExample für den Dienst (außerdem Hilfsklassen). Robert Tolksdorf und Peter Löhr 20

21 public class MyExampleTest { public static void main(string[] arg) throws Exception { MyExampleService service = new MyExampleServiceLocator(); // stub factory MyExample myexample = service.getmyexample(); // get stub System.out.println(myExample.myOp(4711)); } } Beachte: die hier benutzte Schnittstelle MyExample ist synonym mit der Klasse MyExample, die den Dienst implementiert. Eine Namenskollision hat das nicht zur Folge, da beide in getrennten Kontexten eingesetzt werden. Robert Tolksdorf und Peter Löhr 21

22 SOAP Robert Tolksdorf und Mitarbeiter und Peter Löhr

23 Austausch einer SOAP-Nachricht Sender Empfänger Information Nachricht Information verpacken (serialisieren) auspacken (deserialisieren) Robert Tolksdorf und Peter Löhr 23

24 SOAP für Web-Dienst-Fernaufruf ( ) <value type="int"> </value> <value type="int"> </value> ( ) Anw. lokaler Aufruf blockiert lokale Rückkehr Stub Methode kodieren Parameter kodieren Entpacken Ergebnis Komm Versenden Empfangen Komm Empfangen Versenden Stub Entpacken Parameter Methode auswählen Verpacken Ergebnis Anw. lokaler Aufruf ausführen lokale Rückkehr Rechner A Netz Rechner B Robert Tolksdorf und Peter Löhr 24

25 Aufbau einer SOAP-Nachricht SOAP Envelope SOAP Header SOAP Body <?xml version='1.0'?> <env:envelope xmlns:env=" <!- SOAP Header -->... <!- SOAP Body -->... XML Schema für env </env:envelope> Robert Tolksdorf und Peter Löhr 25

26 Vergleich mit HTML HTML <html> <head> Zusatzinformationen </head> <body> Inhalt: Webseite </body> </html> SOAP <Envelope> <Header> Zusatzinformationen </Header> <Body> Inhalt: XML-Daten </Body> </Envelope> XML-basierter W3C-Standard ( ) - SOAP 1.1: W3C Note von SOAP 1.2: W3C Recommendation von 2003 Robert Tolksdorf und Peter Löhr 26

27 Fernaufruf-Nachricht <env:envelope..> <env:body> <myns:myop xmlns:myns=" <myns:myarg1...> value1 </myns:myarg1> <myns:myargn...> valuen </myns:myargn> </myns:myop > </env:body> </env:envelope> Prozedur myop: Kind-Element von Body Parameter myarg1,... : Kind-Elemente der Prozedur Beachte: Positionsparameter - Reihenfolge ist relevant! Robert Tolksdorf und Peter Löhr 27

28 Fernaufruf-Antwort <env:envelope > <env:body> <myns:myopresponse xmlns:myns="..." xmlns:rpc=" <rpc:result> myns:myresi </rpc:result> <myns:myres1> value1 </myns:myres1>.. <myns:myresn> valuen </myns:myresn> </myns:myopresponse> </env:body> </env:envelope> rpc:result : ausgezeichnetes Ergebnis (optional) Namensraum /soap-rpc ist Teil der SOAP-Spezifikation im Fehlerfall spezielle Fehler-Antworten Robert Tolksdorf und Peter Löhr 28

29 Übertragung von SOAP-Nachrichten Abschnitt 4 Robert Tolksdorf und Mitarbeiter und Peter Löhr

30 Übertragung von SOAP-Nachrichten heute meist über HTTP oder HTTPS Request/Response-Verhalten von HTTP unterstützt Fernaufrufe. mit HTTP auch Fernaufrufe über eine Firewall hinweg Übertragung aber auch z.b. mit oder Messaging-Systemen möglich Protokoll-Bindung (protocol binding) Robert Tolksdorf und Peter Löhr 30

31 Protokoll-Bindung SOAP HTTP SMTP Abschnitt 4.1 Abschnitt TCP Robert Tolksdorf und Peter Löhr 31

32 Aufruf-Nachricht mit POST POST /axis/services/myexample HTTP/1.1 Host: Content-Type: application/soap+xml; charset=utf-8 Content-Length: xxxxx <?xml version='1.0' encoding='utf-8'?> <env:envelope..> <env:body> <myns:myop xmlns:myns=" <myns:myarg1...> value1 </myns:myarg1> <myns:myargn...> valuen </myns:myargn> </myns:myop > </env:body> </env:envelope> Robert Tolksdorf und Peter Löhr 32

33 Antwort-Nachricht HTTP/ OK Content-Type: application/soap+xml; charset=utf-8 Content-Length: xxxxx Connection: close <?xml version='1.0' encoding='utf-8'?> <env:envelope > <env:body> <myns:myopresponse xmlns:myns="..." xmlns:rpc=" <rpc:result> myns:myresi </rpc:result> <myns:myres1> value1 </myns:myres1>... </myns:myopresponse> </env:body> </env:envelope> Robert Tolksdorf und Peter Löhr 33

34 RESTful Web Services Web-Dienst-Aufruf mit POST erzeugt Objekt... liefert als Resultat eine Kennung X für das Objekt Web-Dienst-Aufruf mit GET und lediglich mit Query String "...=X" liefert Daten des Objekts als SOAP-Nachricht 4.1: <env:body> (in Antwort auf POST) <m:chargereservationresponse... xmlns:m=" <m:code>ft35zbq</m:code> <m:viewat> </m:viewat> </m:chargereservationresponse> </env:body> (Aufruf ohne SOAP!) GET /travelcompany.example.org/reservations?code=ft35zbq HTTP/1.1 Host: travelcompany.example.org Accept: text/html;q=0.5, application/soap+xml ( Antwort mit SOAP) Robert Tolksdorf und Peter Löhr 34

35 Zusammenfassung Robert Tolksdorf und Mitarbeiter und Peter Löhr

36 Zusammenfassung Web-Dienst wird durch URI identifiziert, und mit ihm wird i.d.r. über HTTP und SOAP kommuniziert WSDL = Sprache für die Spezifikation von Web-Diensten XML-basiert Schnittstellenbeschreibung Bindung an Protokolle und Diensterbringer SOAP = Protokoll für strukturierte Nachrichten-Daten XML-basiert einfache Nachrichten Frage/Antwort-Nachrichtenpaare für Fernaufrufe typischerweise auf HTTP aufgesetzt weiterführend: Web-Architekturen, SOA, REST,... Robert Tolksdorf und Peter Löhr 36

37 Literatur M.D. Hansen: SOA Using Java EE Web Services. Prentice- Hall 2007 Th. Frotscher, M. Teufel, D. Wang: Java Web Services mit Apache Axis2. Entwickler.press 2007 M. Kalin: Java Web Services - Up and Running. O Reilly 2009 W3C: XML. W3C: Web Services. Microsoft: Web Services. Sun: Metro Web Services. Apache: Axis. Robert Tolksdorf und Peter Löhr 37