Widerholung: Ablauf des Verbindungsaufbaus bei TCP/IP-Sockets in UNIX

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1 Widerholung: Ablauf des Verbindungsaufbaus bei TCP/IP-Sockets in UNIX Hochschule Regensburg Vorlesung 5, Universitätsstraße 31, Regensburg Prof. Dr. Jan Dünnweber Server socket() bind() listen() accept() Client socket() connect() recv() send() send() recv() Die Rollen von Client und Server sind festgelegt Die Parameterbelegung wird mittels getaddrinfo bestimmt Prof. Dr. Jan Dünnweber, Folie 2 von 17 TCP/IP Socket Server in C server.c int main(int argc, char argv[]) { struct addrinfo hints; struct addrinfo servinfo; struct sockaddr_in cli_addr; int sockfd, newsockfd; socklen_t clilen; char buffer[256]; if (argc < 2) { printf("no port!\n"); exit( 1); } memset(&hints, 0, sizeof(hints)); hints.ai_family = AF_INET; hints.ai_socktype = SOCK_STREAM; hints.ai_flags = AI_PASSIVE; if (getaddrinfo(null, argv[1], &hints, &servinfo)!= 0) { fprintf(stderr,"setup error: %s\n",gai_strerror(status)); exit(1); } sockfd = socket(servinfo >ai_family, servinfo >ai_socktype, servinfo >ai_protocol); if (sockfd < 0) error("error opening socket"); if ( bind(sockfd, servinfo >ai_addr, servinfo >ai_addrlen) < 0 ) error("error on binding"); listen(sockfd,5); clilen = sizeof(cli_addr); newsockfd = accept(sockfd, (struct sockaddr ) &cli_addr, &clilen); if (newsockfd < 0) error("error on accept"); bzero(buffer,256); n = read(newsockfd,buffer,255); if (n < 0) error("error reading from socket"); else printf("here is the message: %s\n",buffer); close(newsockfd); close(sockfd); freeaddrinfo(servinfo); return 0; } TCP/IP Socket Client in C client.c int main(int argc, char argv[]) { int sockfd; struct sockaddr_in serv_addr; struct addrinfo hints; struct addrinfo servinfo; char buffer[256]; if (argc < 3) { fprintf(stderr,"usage %s hostname port\n", argv[0]); exit(0); } memset(&hints, 0, sizeof(hints)); hints.ai_family = AF_INET; hints.ai_socktype = SOCK_STREAM; hints.ai_flags = AI_PASSIVE; if (getaddrinfo(argv[1], argv[2], &hints, &servinfo)!= 0) { printf("getaddrinfo error: %s\n", gai_strerror(status)); exit(1); } sockfd = socket( servinfo >ai_family, servinfo >ai_socktype, servinfo >ai_protocol ); if (sockfd < 0) error("error opening socket"); if ( connect(sockfd, servinfo >ai_addr, servinfo >ai_addrlen) < 0 ) error("error connecting"); printf("please enter the message: "); bzero(buffer,256); fgets(buffer,255,stdin); n = write(sockfd,buffer,strlen(buffer)); if (n < 0) error("error writing to socket"); close(sockfd); return 0; } Prof. Dr. Jan Dünnweber, Folie 3 von 17 Prof. Dr. Jan Dünnweber, Folie 4 von 17

2 Multithreading in C PThread Beispielprogramm POSIX Threads Im Allgemeinen sind Server-Programme immer multi-threaded, um gleichzeitig mehrere Anfragen (Requests) bedienen zu können Multi-Threaded C Prorgamme verwenden POSIX Threads (ISO/IEC PThreads-Programming, O Reilly, ISBN ) Grundsätzlich sind hier die gleichen Mechanismen anzuwenden, wie bei Java Threads: 1 Threads erzeugen und starten 2 Threads koordinieren (join, interrupt, usw.) 3 Das Management verteilter Ressourcen und Sperren Zentral sind die Funktionen pthread create und pthread join C Programm mit zwei Threads #include <stdio.h> #include <pthread.h> void mythread(void arg) { printf("inside my newly created thread"); } int main(argc, char argv[]) { pthread_t threadid; void threadresult; pthread_create(&threadid, NULL, mythread, NULL); printf("inside my main thread\n"); pthread_join(threadid, &threadresult); } Prof. Dr. Jan Dünnweber, Folie 5 von 17 Prof. Dr. Jan Dünnweber, Folie 6 von 17 Service-Orientiere Architektur (SOA) SOA ist eine Systemarchitektur, die Programme in C, Java (und anderen Programmiersprachen) vereinen kann: verschiedene, eventuell inkompatible Methoden, Funktionen oder Applikationen werden als wieder verwendbare Dienste im Internet repräsentiert und eine plattformunabhängige Nutzung wird ermöglicht. Die wichtigsten Features sind: Interoperabilität (s.o.) und lose Kopplung (d.h. Dienste können ersetzt werden, da nur die Schnittstellen fixiert sind, nicht die Implementierung) Bei einer Realisierung mittels Web Services erfolgt die Kommuniktation via SOAP (SOA-Protokoll, bzw. bis 2003: Simple Object Access) und die Schnittstellenbeschreibung via WSDL (WS Description Language) Hinweis: Vortrag SOA in der Praxis von Florian Springer (Senacor), morgen um 17:00 im U212, Rollenverteilung in einer SOA 1. veröffentlichen Dienstanbieter Dienstverzeichnis 4. Abfrage der Beschreibung 5. Nutzung des Dienstes 2.suchen 3. Verweis auf Dienst Dienstnutzer In einer SOA unterscheidet man die Rollen von Anbietern, Nutzern und Vermittlern (SOA-Dreieck) Prof. Dr. Jan Dünnweber, Folie 7 von 17 Prof. Dr. Jan Dünnweber, Folie 8 von 17

3 Beschreibung der Rollen in einer SOA Beispiel WSDL Dokument 1 Dienstanbieter stellt Plattform zur Verfügung, auf der der Dienst angeboten und betrieben wird meldet Dienst im Dienstverzeichnis an Datensicherung, Wartung &Security 2 Dienstverzeichnis (z.b. Universal Discovery & Description Interface, UDDI) stellt Plattform zur Verfügung, auf der der Dienst angeboten und betrieben wird Registry (enthält Dienstreferenzen), Repository (enthält Dienste) (z.b. IBM WSRR) White Pages, Yellow Pages & Green Pages (inhaltlich, geschäftliche und technische Beschreibung) 3 Dienstnutzer findet den Dienst und kommuniziert mit ihm, z.b. via SOAP <definitions name="helloservice" targetnamespace=" HelloService.wsdl" xmlns=" xmlns:soap=" xmlns:tns=" xmlns:xsd=" <message name="sayhellorequest"> <part name="firstname" type="xsd:string"/> </message> <message name="sayhelloresponse"> <part name="greeting" type="xsd:string"/> </message> <porttype name="hello_porttype"> <operation name="sayhello"> <input message="tns:sayhellorequest"/> <output message="tns:sayhelloresponse"/> </operation> </porttype> Prof. Dr. Jan Dünnweber, Folie 9 von 17 Prof. Dr. Jan Dünnweber, Folie 10 von 17 Beispiel WSDL Dokument, Fortsetzung Beispiel WSDL Dokument, Fortsetzung <binding name="hello_binding" type="tns:hello_porttype"> <soap:binding style="rpc" transport=" <operation name="sayhello"> <soap:operation soapaction="sayhello"/> <input> <soap:body encodingstyle=" soap/encoding/" namespace="urn:examples:helloservice" use="encoded"/> </input> <output> <soap:body encodingstyle=" soap/encoding/" namespace="urn:examples:helloservice" use="encoded"/> </output> </operation> </binding> <service name="hello_service"> <documentation>wsdl File for HelloService</documentation> <port binding="tns:hello_binding" name="hello_port"> <soap:address location=" </port> </service> </definitions> WSDL ist eine XML-basierte IDL Prof. Dr. Jan Dünnweber, Folie 11 von 17 Prof. Dr. Jan Dünnweber, Folie 12 von 17

4 Inhalte der WSDL Schnittstellenbeschreibung SOAP Nachrichten Auch die Kommunikation ist XML basiert: Hello Request Definition HelloService Messages: 1 sayhellorequest: firstname Parameter 2 sayhelloresponse: greeting Rückgabewert PortType: Definiert Request und Response der sayhello-operation Binding: Vereinbart HTTP als Transportprotokoll Service: Vereinbart die Zugriffsadresse (URL) <s:envelope xmlns:s=" xmlns:xsi=" instance" xmlns:xsd=" <s:body> <m:sayhello xmlns:m= urn:example1 > <name xsi:type= xsd:string >James</name> </m:sayhello> </s:body> </s:envelope> Der größte Vorteil von SOAP gegenüber proprietären Protokollen (on-top-of TCP/IP, d.h. via Socket-Kommunikation), CORBA (IIOP), DCOM u.a. ist der offene Standard Unabhängigkeit von speziellen Plattformen, Programmiersprachen, Produkten, etc. Prof. Dr. Jan Dünnweber, Folie 13 von 17 Prof. Dr. Jan Dünnweber, Folie 14 von 17 SOAP Nachrichten Response sieht nicht viel anderes aus als Request Hello Response <s:envelope xmlns:s=" envelope" xmlns:xsi=" instance" xmlns:xsd=" <s:body> <n:sayhelloresponse xmlns:n="urn:example1"> <return xsi:type="xsd:string"> Hello James </return> </n:sayhelloresponse> </s:body> </s:envelope> der größte Nachteil ist der Overhead bei der Kodierung Performance-Einbußen Weitere Vorteile und Nachteile bzgl. Repräsentation, State Management, Security, usw. Prof. Dr. Jan Dünnweber, Folie 15 von 17 SOA Migration und Integration Ein häufig umgesetzter Weg zur Migration von Legacy-Architekturen zu einer SOA unterteilt sich in die Schritte Extract, Transform und Load (ETL), ein Teilgebiet der Enterprise Application Integration (EAI) Produkte für die Umsetzung von ETL Vorgängen sind z.b. die EAI-Tools PowerCenter von informatica.com, Oracle Warehouse-Builder, der Data Integration Server von sas.com und die BI-Suite von pentaho.com In der Folgevorlesung sehen wir uns Wege zur Umsetzung einer ETL-basierten Datenintegration an: 1 Die On-The-Fly Migration 2 Die Big-Bang Migration 3 Den Parallelbetrieb 4 kombinierte Ansätze Prof. Dr. Jan Dünnweber, Folie 16 von 17

5 Zusammenfassung und Ausblick TCP/IP Sockets lassen sich in C wie in Java realisieren. Die Kommunikation wird durch Bibliotheksfunktionen umgesetzt, für die nebenläufige Verarbeitung (Multithreading!) von Service-Anfragen ist der Programmierer verantwortlich Multithreading in C wird mittels POSIX-Threads und (u.a.) den Funktionen pthread create und pthread join programmiert Eine interoperable (z.b. inkl. C und Java Code) und lose gekoppelte Architektur ist die SOA Eine häufig genutzte Variante zur Darstellung einer SOA ist das SOA-Dreieck Eine Möglichkeit zur Implementierung einer SOA sind Web Services (SOAP, WSDL & UDDI) Prof. Dr. Jan Dünnweber, Folie 17 von 17