Web Services und SOA

Transkript

1 Web Services und SOA

2 Web Services und SOA Die Comelio GmbH bietet Beratung und Software - Dienstleistungen für Web Services und Service-Orientierte Architekturen an. Programmierung von Web Services und Service -Orientierten Architekturen (SOA) mit.net und Java System- und Daten-Integration für MS SQL Server, Oracle und Microsoft -Server sowie individuelle Software -Projekte Beratung und Konzeption von Web Services und SOA bzgl. Datenmodellierung, Transaktionen und Sicherheit

3 Grundlagen und Architektur Die Grundidee der Webservices stammt aus den Überlegungen und Arbeiten zur Entwicklung von verteilter Software. Dies ist ein Ansatz, der in der Informatik bereits seit wesentlich längerer Zeit verfolgt wird und der bedeutend älter ist als jegliche Überlegung zum Webservice- Begriff und angrenzenden Technologien. Dieser Abschnitt soll den Bogen nicht allzu weit spannen und auch keinen geschichtlichen Abriss über die verschiedenen Techniken geben, die es im Laufe der Zeit in verschiedenen Programmiersprachen und auf unterschiedlichen Plattformen gegeben hat, um verteilte Anwendungen zu realisieren. Stattdessen genügen die beiden Hinweise auf die weit zurückliegenden Basisüberlegungen und die begrenzten Möglichkeiten, die mit bereits umgesetzten und auch heute noch nutzbaren Techniken einhergingen. Sie lassen sich im Wesentlichen mit der geringen Austauschbarkeit von binären Datenströmen zum Methoden-/Dienstaufruf und damit gleichermaßen verbundenen Schwierigkeiten, eine Parameterübergabe von einer Plattform/Programmiersprache zur anderen zu realisieren, umreißen. Für gewöhnlich besteht auch heute noch der einfachste Weg darin, die Plattform und Programmiersprache nicht zu verlassen, wenn verteilte Anwendungen mit herkömmlichen Mitteln konstruiert werden. Dies ist bei Webservices aufgrund der eingesetzten XML-Technologien zum Austausch und zur Beschreibung von Nachrichten sowie des ganzes Dienstes eine gänzlich andere Situation. Web Services-Architektur mit SOAP, WSDL und XML-Daten

4 Definition von Web Services Auch wenn das W3C quasi die gesamte Webservice-Technologie maßgeblich steuert und sicherlich die größte Antriebskraft zu ihrer Entwicklung und ihrem Ausbau darstellt, so gibt es verschiedene andere Ansätze und Technologien, mit deren Hilfe sie eingerichtet werden können. Nichtsdestoweniger soll an dieser Stelle insbesondere die W3C-Definition von Webservices im Vordergrund stehen. Sie ist im Dokument "Web Services Architecture, W3C Working Group Note 11 February 2004" ( im Abschnitt "1.4 What is a Web service?" zu finden und lautet: A Web service is a software system designed to support interoperable machine-to-machine interaction over a network. It has an interface described in a machine-processable format (specifically WSDL). Other systems interact with the Web service in a manner prescribed by its description using SOAP messages, typically conveyed using HTTP with an XML serialization in conjunction with other Web-related standards. Die verschiedenen Teile der Definition lassen sich leicht auseinander nehmen und mit erweiterten Angaben so versehen, dass man einen guten Überblick über den grundlegenden Aufbau und die Funktionsweise eines Webdienstes erhält. Zunächst handelt es sich um eine netzwerkgestützte Software, deren Ziel die Unterstützung und Einrichtung von Maschine-zu-Maschine- Kommunikation bzw. - im Wortlaut der Definition - Interaktion ist. Die Existenz eines Netzwerkes ist insoweit wichtig, als dass gerade kein allein stehendes System errichtet wird, sondern eine solches, dessen Einzelteile an verschiedenen Netzwerkadressen verfügbar sind. Seine Schnittstelle, d.h. seine aufrufbaren Operationen und die für ihre Funktionsweise notwendigen Parameter- und Rückgabewerte sowie natürlich die Operationsnamen und weitere Informationen, die für die Nutzung des Dienstes Bedeutung haben, sind gleichfalls in einem maschinenlesbaren Format gehalten. Sofern ausschließlich W3C-Technologien zum Einsatz kommen, wäre dies ein XML-Dokument im WSDL-Format (Web Services Description Language). Die verschiedenen Klienten des Dienstes führen ihre Interaktion, d.h. den Aufruf der angebotenen Operationen, so aus, dass sie die Beschreibung verarbeiten bzw. sich in ihrem Verhalten gegenüber dem System nach dieser Beschreibung richten und die Nachrichten typischerweise über HTTP in XML austauschen. Sofern auch in diesem Fall ausschließlich W3C-Technologien zum Einsatz kommen, wäre das grundlegende Nachrichtenformat SOAP, welches andere XML-Formate wie XML Schema oder Standards wie die XML Schema-Datentypen beinhaltet.

5 XML-Einsatz bei der Verwendung von Web Services mit SOAP, WSDL und XML Schema Service-Orientierte Architekturen Unterschiedliche Begriffe und Bezeichnungen formen eine Basisarchitektur, die durch unterschiedliche Softwareentwicklungstechnologien sowie XML-Standards und andere technische Gegebenheiten zu einem Gebilde umgesetzt werden können, welches den Namen Webservice tragen kann. Agent und Webservice Die ersten beiden Begriffe sind Agent und Webservice. Sie werden im genannten Dokument im Abschnitt Agents and Services ( beschrieben. Der Begriff Webservice selbst wird mehr in Form eines Konzepts verstanden. Es handelt sich um eine Software, die als Agent verstanden werden kann und die den Dienst durch den Empfang und den Versand von Nachrichten implementiert. Der Agent ist dabei diejenige Entität, die für den Nachrichtenaustausch zur Verfügung steht, während der Webservice durch die angebotenen Operationen errichtet wird. Beide Konzepte (Agent und Webservice) sollen deutlich voneinander getrennt werden. Der Agent wird durch eine gegebene Programmiersprache implementiert, deren genaue Verwendung sich genauso ändern kann wie die genutzte Programmiersprache selbst. Sofern allerdings die verschiedenen eingesetzten Technologien die gleichen Operationen anbieten, handelt es sich um denselben Webservice.

6 Anbieter nach Nachfrager Die nächsten beiden Begriffe werden im genannten Dokument im Abschnitt Requesters and Providers ( vorgestellt. Ein Webservice wird auf Bestreben und unter der Zielsetzung seines Besitzers eingerichtet. Dies können eine Person oder eine Organisation wie z.b. auch ein Unternehmen sein. Die einrichtende Einheit wird als Anbieter verstanden, welche einen geeigneten Agenten für das Angebot eines Webdienstes erstellt. Auf der anderen Seite existiert ein Nachfrager, der ebenfalls in konkreter Gestalt einer Person oder Organisation auftreten kann und der den angebotenen Dienst nutzen möchte. Dies geschieht über einen nachfragenden Agenten, der mit dem Agenten des Anbieters geeignete und vom Anbieter in ihrem Format festgelegte Nachrichten austauscht und Antworten empfängt. In den verschiedenen Anwendungsfällen für Webservices gibt es genügend Beispiele für Einsatzbereiche, in denen der erste Schritt gerade nicht vom Nachfrager ausgeht, sondern vom Anbieter, aber dies soll die beiden Konzepte nicht in ihrer Benennung und Beschreibung verändern oder beeinflussen. Beschreibung der Operationen Für die Nutzung des Webdienstes wird eine Beschreibung der angebotenen Operationen benötigt. Dies wird als eigenständiges Konzept im Abschnitt Service Description ( eingeführt. Die Webservices-Beschreibung ist zunächst nicht notwendigerweise im vom W3C vorgeschlagenen und standardisierten WSDL- Format zu verfassen. Vielmehr ist für die Basisarchitektur überhaupt eine Dienstbeschreibung notwendig, welche ebenfalls als maschinenlesbares Dokument vorliegt und inhaltlich die Operationen und ihre Signaturen festlegt. Darüber hinaus soll es auch das Nachrichtenformat beschreiben - sofern keine atomaren Datentypen wie bei einfachen Methoden zum Einsatz kommen -, das Transportprotokoll und sonstige technische Informationen wie Netzwerkadressen enthalten, die für die konkrete Nutzung des Diensts unverzichtbar sind.

7 Beschreibung der Semantik des Dienstes Als vorletzten Grundbaustein der Basisarchitektur existiert die Notwendigkeit, die Bedeutung/Semantik des Dienstes zu beschreiben. Diese Eigenschaft von Webservices ist im Abschnitt Semantics ( zu finden. Die dem Dienst zukommende Bedeutung wird als von beiden beteiligten Parteien (Anbieter und Kunde) geteilte Erwartung beschrieben, die das Verhalten des Dienstes betrifft. Als Reaktion kommen dabei die Art und das Format der ausgetauschten Nachrichten als kristallisierte Ergebnisse der Interaktion zum Ausdruck. Wie nun die Bedeutung des angebotenen Operationen festgelegt und verhandelt wird, ist ausdrücklich nicht festgelegt. Es kann die verschiedensten Formate und Vorgehensweisen geben, zu denen ausdrücklich neben maschinenlesbaren auch mündliche, rechtliche oder explizite und implizite Formen gehören. Neben der Dienstbeschreibung, welche die angebotenen Operationen und ihre technische Funktionsweise betrifft, soll die Vereinbarung über die Semantik des Dienstes seine Absichten und Bedeutung im Hinblick auf die Interaktion mit der nachfragenden Partei festlegen.

8 Technologien von Webservices Verschiedene der im Rahmen von Webservices verwendeten Technologien wurden bereits beispielhaft namentlich erwähnt. Sie sollen in diesem Abschnitt noch einmal kurz und übersichtlich dargestellt werden. Dies zeigt vor allen Dingen, welche verschiedenen Techniken dabei nebeneinander zum Einsatz kommen und wie sie miteinander verwoben sind. Eine Vielzahl dieser Techniken besteht aus XML-Technologien und damit aus einzelnen Textdateien, die unterschiedliche Aspekte der Implementierung von Webservices berühren. Daneben gibt es eine Vielzahl an ergänzenden Techniken, die sich teilweise auf fertige Softwarekomponenten wie bspw. Server zur Einrichtung von Sicherheitsrichtlinien stützen. Die Abbildung soll die verschiedenen grundlegenden Bereiche illustrieren. Es lassen sich unterschiedliche Varianten von Darstellungen berücksichtigen. Hier wurde ein Haus verwendet, in dem von unten nach oben - also von den Fundamenten bis zum Dach - einzelne Bereiche in einem Zusammenhang zueinander gesetzt wurden. XML - extensible Markup Language Die Schlüsseltechnologie für die gesamte Webservice-Idee bildet XML. Dies ist in vielen anderen Softwarebereichen ebenfalls festzustellen, wobei hier das XML- Datenformat gleichermaßen für die Beschreibung, den Nachrichtenaustausch, die Validierung bzw. Strukturierung der Nachrichten sowie in technischer Hinsicht auch für die Einrichtung von Servern, auf denen denkbare Dienste installiert sind, als Konfigurationsanweisungen vorzufinden ist. Während einzelne XML-Formate spezielle Bereiche der Webservice-Idee abdecken und ihr Format strukturieren, meint der Hinweis, XML sei die Schlüsseltechnologie bzw. eine Grundvoraussetzung für Webservices die allgemeine Idee, die hinter dem XML-Format steckt. Damit ist nicht ein spezielles Datenformat gemeint, sondern vielmehr die Art und Weise, wie Informationen und ihre Eigenschaften aufbereitet werden, also das, was vom W3C mit dem Begriff des XML Infoset gemeint ist.

9 SOAP Der SOAP-Standard ist ein Beispiel für ein festgelegtes Datenformat in XML für den Nachrichtenaustausch. Es bietet verschiedene Elemente und Attribute, die einen XML- Rahmen für andere, frei zu modellierende XML-Strukturen bilden, die übertragen werden sollen. Es handelt sich dabei um eine erweiterbare Struktur, deren Ausprägungen in Dateiformat über unterschiedliche Kommunikationskanäle wie HTTP, SMTP, FTP, RMI/IIOP oder sonstige proprietäre Protokolle für den Nachrichtentransport ausgetauscht werden können. Das Akronym löst sich offiziell nicht mehr zu verschiedenen einzelnen Wörtern auf, wobei die Dokumentation zwei unterschiedliche Möglichkeiten anbietet, wie man die verschiedenen Buchstaben verstehen kann und die gleichzeitig auch zwei Grundverständnisweisen von SOAP anbieten. Die eine Auflösung führt zu Service Oriented Architecture Protocol und soll die Möglichkeit in den Vordergrund stellen, Dienste aufrufen und damit nutzen zu können. Die zweite mögliche Auflösung führt zu Simple Object Access Protocol und soll die SOAP RPC (Remote Procedure Call)-Repräsentation betonen, mit deren Hilfe ein entferntes Objekt aufgerufen werden kann, wobei die serialisierte Parameterliste gerade über die Kapselung in einer SOAP-Datei gelingt. WSDL - Web Services Description Language Für die Beschreibung von Webservices existiert ein weiteres standardisiertes XML-Format, welches solche Angaben wie Operationsnamen, erwartete Parameter bzw. Datenstrukturen beinhaltet sowie weitere Informationen wie z.b. die Adresse, unter welcher der Dienst aufgerufen werden kann, enthält. Diese Datei eignet sich weniger zum selbstständigen Lesen; sie wird auch nicht vom Dienstentwickler tatsächlich von Hand erstellt, sondern über die Plattform, auf welcher der Dienst installiert und abrufbar ist, automatisch generiert. Sie kann in unterschiedlichen Programmiersprachen für die Entwicklung von Zugriffspunkten, Proxy-/ Stellvertreter-Objekten und ähnlichen Techniken genutzt werden.

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