Praktischer Einsatz und Potentiale der XML-Technologie

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1 Praktischer Einsatz und Potentiale der XML-Technologie Mario Jeckle DaimlerChrysler Forschungszentrum Ulm

2 Gliederung Der Hype und die Wirklichkeit... Das XML Universum Architekturelle Aspekte XML-Artefakte und die zugehörige Informationslogistik XML im Einsatz: Praktische Empfehlungen XML-Anbindung an Programmiersprachen Standards und Standardisierung Persistenz und Datenhaltung Middleware und Enterprise Application Integration XML und Sicherheit XML-Werkzeuge M. Jeckle Praktischer Einsatz und Potentiale der XML-Technologie

3 Der Hype und die Wirklichkeit... Visibility Linux WAP Bluetooth Portals XML Key will reach the plateau in: less than two years two to five years five to 10 years more than 10 years DSL Digital Subscriber Line IP Internet Protocol WAP Wireless Application Protocol XML Extensible Markup Language E-Cash Knowledge Mangement Biometrics Synthetic Characters Voice Over IP Speech Recognition Java Language Digital Link Text Mining Quantum Computing Jini 3 D Web DSL/Cable Modems Digital Certifications Smart Cards As of 2/2000 Source: Gartner Group Technology Trigger Peak of Inflated Expectations Trough of Disillusionment Slope of Enlightenment Plateau of Productivity M. Jeckle Praktischer Einsatz und Potentiale der XML-Technologie

4 Der Hype und die Wirklichkeit... Visibility WAP/Wireless Web Voice Portals Biometrics ASP`s Webtops Bluetooth Key will reach the plateau in: less than two years two to five years five to 10 years more than 10 years DSL Digital Subscriber Line IP Internet Protocol WAP Wireless Application Protocol XML Extensible Markup Language Enterprise Portals Digital Ink 14 Monate! Synthetic Characters Jini xdsl/ Cable Modems Java Language Audio Mining Smart Cards Quantum Computing 3 D Web Micropayments XML Speech Recognition Voice over IP As of 6/2001 Source: Gartner Group Technology Trigger Peak of Inflated Expectations Trough of Disillusionment Slope of Enlightenment Plateau of Productivity M. Jeckle Praktischer Einsatz und Potentiale der XML-Technologie

5 Der Hype und die Wirklichkeit... Das Datenformat [XML] erleichtert den Informationsaustausch zwischen vernetzten Computern Das XML-Format, [...] das richtige Werkzeug zur Herstellung eigener Webinhalte Alle Dokumente [DER SPIEGEL, ] sind gleich Nachfolger für ungeliebte Cookies [...] Enge Verbindung von Java mit XML, [...] Erweiterung des HTML -Standards XML XML schickt schickt sich sich an an in in die die Fußstapfen von von HTML HTML zu zu treten treten [F.A.Z., ] Streit um Programmiersprache XML [SZ, ] [DER SPIEGEL, ] Ein digitales Esperanto für das Internet [DER SPIEGEL, ] [DER SPIEGEL, ] Sinnliche Suchmaschine [...] existierende Systeme wie [...] XML Die Extended Markup Language für ecommerce [c't 10/2000, p. 200] Vom Vom zugänglichen XML XML [...] [...] im im Web Web kaum kaum noch noch was was zu zu sehen sehen [...] [...] [Süddeutsche Zeitung, ] M. Jeckle Praktischer Einsatz und Potentiale der [Die XML-Technologie Welt, ] [F.A.Z.] Sortieren statt Stottern Programmiersprache HTML stößt an ihre Grenzen XML ist kommender Code im Netz [c t,18/2001, 188]

6 Der Hype und die Wirklichkeit... XML ist allgegenwärtig als Schnittstelle in verschiedensten Softwareprodukten... als Standardsprache des Web (HTML)... als Datenaustauschformat... als Marketing-Term XML ist billig... leicht einzusetzen... geringer Schulungsaufwand Technologisch durchaus anspruchsvoll M. Jeckle Praktischer Einsatz und Potentiale der XML-Technologie

7 Das XML-Universum Research and Technology Architekturen JAXB Transformation DTD XML- Schema Vokabulare Schichten (J)DOM <?XML!> Anfragesprachen Editoren W3C ISO Datenbanken SAX OASIS Standards Applikationserstellung Parser Web-Services SOAP Integration M. Jeckle Praktischer Einsatz und Potentiale der XML-Technologie Werkzeugunterstützung Stylesheet-, Linkingprozessoren,...

8 Klassische Vorläufer und Einflußfaktoren Auszeichnungssprachen Strukturierte Methoden <?XML!> Generische Methoden Neutrale Datenformate M. Jeckle Praktischer Einsatz und Potentiale der XML-Technologie

9 Architekturelle Aspekte <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <Vortrag> <Titel>Praktischer Einsatz und und Potentiale der derxml-technologie</titel> <Veranstaltung datum=" "> <Name>Management Circle</Name> </Veranstaltung> <Referent> <Name>Mario Jeckle</Name> <Firma>DaimlerChrysler Research and and Technology</Firma> <URL> </Referent> </Vortrag> M. Jeckle Praktischer Einsatz und Potentiale der XML-Technologie

10 Architekturelle Aspekte Klärung der Sinnfälligkeit des XML-Einsatzes Festlegung der einzusetzenden XML-Technik pro Applikationsschicht Format- oder Standardauswahl Folgenabschätzung (Infrastruktur, Prozeßkette,...) Werkzeug- und Implementierungsplattform Sinnvolle Begrenzung XML-Architektur vs. Architektur die XML enthält Offene Architektur um weitere Elemente des XML-Universums einsetzen zu können M. Jeckle Praktischer Einsatz und Potentiale der XML-Technologie

11 Architekturelle Aspekte -- XML-Schema Erlaubt die Erstellung regulärer kontextfreier Grammatiken für XML-Vokabulare Part 1 beschreibt Strukturen und Inhaltseinschränkungen Part 2 definiert Datentypdefinition für Schema Part 1 und weitere XML-Vokabulare Signifikante Erweiterung der DTD-Mächtigkeit, wird diese langfristig ersetzen Ist eine XML-Sprache Integriert die wichtigsten konkurrierenden Vorgängeransätze Seit W3C Recommendation Basis aller W3C-Standards der zweiten Generation (XSLT v2.0, XHTML v2.0, SOAP v1.2,...) Werkzeugunterstützung verfügbar Erster Schritt der Schema-Bestrebungen, weitere werden folgen... M. Jeckle Praktischer Einsatz und Potentiale der XML-Technologie

12 XML-Artefakte und die zugehörige Informationslogistik XML Schema Repository Web-Zugriff Anfrage mit Spezialwerkzeugen <?xml <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <Vortrag> <Titel>Praktischer Einsatz und und Potentiale der der XML-Technologie</Titel> <Veranstaltung datum=" ,24"> <Name>Management Circle</Name> </Veranstaltung> <?xml version ="1.0"?> <!DOCTYPE <Referent> XMI SYSTEM "Feature. dtd"> <XMI <?xml xmi.version version = ="1.0"?> "1.0"> <XMI.header> <!DOCTYPE XMI SYSTEM "Feature. dtd"> <XMI.metamodel xmi.version <Name>Mario xmi.name = "1.0"> = "Feature" Jeckle</Name> xmi.version = "1.0"/> </XMI.header> <XMI.header> <XMI.content> <XMI.metamodel xmi.name = "Feature" xmi.version = "1.0"/> <Firma>DaimlerChrysler Research and and Technology</Firma> <Feature> </XMI.header> <Feature. <XMI.content> normativenumber>din_32869</feature. normativenumber> <Feature.name>Grundloch</Feature.name> <Feature> <URL> <Feature.number>1</Feature.number> normativenumber>din_32869</feature. normativenumber> <Feature.usage> <Feature.name>Grundloch</Feature.name> < >mario.jeckle@daimlerchrysler.com</ > <Usage> <Feature.number>1</Feature.number> <Emp> <Usage.normativeParameter> <Feature.usage> </Referent> <ParameterValue> <Usage> <employee> <ParameterValue <Usage.normativeParameter>.parameterID>DB</ ParameterValue.parameterID> </Vortrag> <ParameterValue <ParameterValue>.value>10</ ParameterValue.value> <empno>7369</empno> </ParameterValue> <ParameterValue.parameterID>DB</ ParameterValue.parameterID> <ParameterValue> <ParameterValue.value>10</ ParameterValue.value> <ename>smith</ename> <ParameterValue </ParameterValue>.parameterID>DP</ ParameterValue.parameterID> <ParameterValue <ParameterValue>.value>12</ ParameterValue.value> <job>clerk</job> </ParameterValue> <ParameterValue.parameterID>DP</ ParameterValue.parameterID> <ParameterValue> <ParameterValue.value>12</ ParameterValue.value> <ParameterValue </ParameterValue>.parameterID>T</ ParameterValue.parameterID> </employee> <ParameterValue <ParameterValue>.value>8</ ParameterValue.value> </ParameterValue> <ParameterValue.parameterID>T</ ParameterValue.parameterID> <employee> </Usage.normativeParameter> <ParameterValue.value>8</ ParameterValue.value> <Usage.userDefinedParameter> </ParameterValue> <empno>7499</empno> <ParameterValue> </Usage.normativeParameter> <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <ParameterValue <Usage.userDefinedParameter>.parameterID>DCX:X1</ ParameterValue.parameterID> <ename>allen</ename> <ParameterValue <ParameterValue>.value>42</ ParameterValue.value> <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <XMI timestamp=" t11:08:00+02:00" </ParameterValue> <ParameterValue.parameterID>DCX:X1</ verified="true" ParameterValue.parameterID> xmi.version="1.0"> <job>salesman</job> </Usage.userDefinedParameter> <ParameterValue.value>42</ ParameterValue.value> timestamp=" t11:08:00+02:00" verified="true" xmi.version="1.0"> <XMI.header> </Usage> </ParameterValue> </Feature.usage> </Usage.userDefinedParameter> </employee> <XMI.documentation> <XMI.header> </Feature> </Usage> </XMI.content> </Feature.usage> <XMI.documentation> <emplyoee> <XMI.longDescription>DCC Datenmodell für DaMoDo v1.0</xmi.longdescription> </XMI> </Feature> </XMI.content> <XMI.longDescription>DCC Datenmodell für DaMoDo v1.0</xmi.longdescription> <empno>7566</empno> <XMI.exporter>Mario </XMI> Jeckle</XMI.exporter> <XMI.contact>Mario <XMI.exporter>Mario Jeckle, Jeckle</XMI.exporter> mario.jeckle@daimlerchrysler.com</xmi.contact> </XMI.documentation> <XMI.contact>Mario Jeckle, mario.jeckle@daimlerchrysler.com</xmi.contact> <XMI.metamodel </XMI.documentation> xmi.name="damodo" xmi.version="1.0"/> </XMI.header> <XMI.metamodel xmi.name="damodo" xmi.version="1.0"/> <XMI.content> </XMI.header> <datenmodell> <XMI.content> <Class <datenmodell> xmi.id="classmodelyear"> <Class.name>Model xmi.id="classmodelyear"> Year</Class.name> <Class.isAdopted> <Class.name>Model Year</Class.name> <Role <Class.isAdopted> xmi.idref="rolemyhasvf"/> </Class.isAdopted> <Role xmi.idref="rolemyhasvf"/> </Class> </Class.isAdopted> <Class </Class> xmi.id="classvehiclefamily"> <Class.name>Vehicle xmi.id="classvehiclefamily"> Family</Class.name> <Class.isAdopted> <Class.name>Vehicle Family</Class.name> <Role <Class.isAdopted> xmi.idref="rolevfbelongstomy"/> <Role <Role xmi.idref="rolehhbackward"/> xmi.idref="rolevfbelongstomy"/> </Class.isAdopted> <Role xmi.idref="rolehhbackward"/> </Class>... </Class.isAdopted> </Class>... M. Jeckle Praktischer Einsatz und Potentiale der XML-Technologie

13 XML-Artefakte und die zugehörige Informationslogistik Recherche existierender XML-Vokabulare vor Definition eigener Redundanzvermeidung in Speicherung und Vermeidung unnötiger Doppelarbeit Wiederverwendung bestehender Artefakte (zentrale) Versionierung Qualitätssicherung Stärkung der Interoperabilität Effiziente Verwaltung Zugriffskontrolle Integration externer Partner M. Jeckle Praktischer Einsatz und Potentiale der XML-Technologie

14 XML-Anbindung an Programmiersprachen Hauptherausforderung: Verhinderung des impedance mismatch Möglichst transparente Verarbeitung XML-codierter Daten Abbildung von XML-(Baum-)Strukturen in den Hauptspeicher Abgleich zwischen Datenmodellierung und Vokabularerstellung Idealerweise: Wiederverwendung vorhandenen (Meta-)Wissens Verwendung von XML als Serialisierungsformat für Speicherstrukturen Gibt es ein XML-spezifisches Programmierparadigma? Rolle von Java, C# (.NET) -- impliziert XML inhärent eine neue Architektur? M. Jeckle Praktischer Einsatz und Potentiale der XML-Technologie

15 XML-Anbindung an Programmiersprachen Linear-Ereignisbasierte XML-Verarbeitung (SAX) <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <Vortrag> <Titel>Praktischer Einsatz und und Potentiale der der XML-Technologie</Titel> <Veranstaltung <Veranstaltung datum=" ,24"> datum=" ,24"> <Name>Management Circle</Name> </Veranstaltung> <Referent> <Name>Mario Jeckle</Name> <Firma>DaimlerChrysler Research and and Technology</Firma> <URL> </Referent> </Vortrag> Applikation Abbildung in generische Hauptspeicherstrukturen (xdom) <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <Vortrag> <Titel>Praktischer Einsatz und und Potentiale der der XML-Technologie</Titel> <Veranstaltung datum=" ,24"> <Name>Management Circle</Name> </Veranstaltung> <Referent> <Name>Mario Jeckle</Name> <Firma>DaimlerChrysler Research and and Technology</Firma> <URL> </Referent> </Vortrag> Applikation Konfluenz von XML- und Applikationsdatenstrukturen (z.b. JAXB) <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <Vortrag> <Titel>Praktischer Einsatz und und Potentiale der der XML-Technologie</Titel> <Veranstaltung <Veranstaltung datum=" ,24"> datum=" ,24"> <Name>Management Circle</Name> </Veranstaltung> <Referent> <Name>Mario Jeckle</Name> <Firma>DaimlerChrysler Research and and Technology</Firma> <URL> </Referent> </Vortrag> <?xml version = "1.0" encoding = "UTF-8"?> <xsd:schema <?xml version xmlns:xsd = "1.0" encoding = = "UTF-8"?> " <xsd:schema xmlns:xsd = " " elementformdefault = "qualified"> " <xsd:element elementformdefault name = "Vortrag"> = "qualified"> <xsd:complextype> <xsd:element name = "Vortrag"> <xsd:sequence> <xsd:complextype> <xsd:element <xsd:sequence> ref = "Titel"/> <xsd:element ref ref = "Veranstaltung"/> = "Titel"/> <xsd:element ref ref = "Referent"/> = "Veranstaltung"/> </xsd:sequence> <xsd:element ref = "Referent"/> </xsd:complextype> </xsd:sequence> Start Document Start Element... End Element End Document { { Document Document document document = = builder.parse( builder.parse( args[0] args[0] ); ); Element Element therootelement therootelement = = document.getdocumentelement(); document.getdocumentelement(); } } </Vortrag> M. Jeckle Praktischer Einsatz und Potentiale der XML-Technologie... </xsd:complextype> Schema Generierung public class Vortrag extends public MarshallableObject class Vortrag extends implements MarshallableObject Element, IdentifiableElement { implements Element, IdentifiableElement { public void validatethis() public throws void LocalValidationException validatethis() { throws LocalValidationException... { } } }... } Daten - struktur

16 Standards und Standardisierung Hauptstandardisierungslinie : World Wide Web Consortium (W3C) Offene non for profit Organisation Herstellergremium Definiert keine Normen sondern Industriestandards (Recommendation) Verantwortlich für: XML, XLink, XPointer, XPath, (X)HTML, XQuery, XSL(T),... Weitere Gremien und Initiativen xml-dev-mailingliste. Kommunikationsplattform der XML-Entwickler. Ursprung der SAX-Schnittstelle Organization for the Advancement of Structured Information Standards (OASIS). Definiert Sekundärstandards auf der Basis von SGML und XML Weitere: ebxml, BizTalk-Initiative, OAGIS,... M. Jeckle Praktischer Einsatz und Potentiale der XML-Technologie

17 Standards und Standardisierung Web-Prähistorie 1. Generation 2. Generation XLink, XPointer XSL-FO und XSLT XML Metadata Interchange... XSLT v2 XSD part 1 XSD part 2 XML Query XPath v2 Mod. XHTML using XSD... XML HTML... XHTML v1.0 Namensräume XML v1.0 XML 2 nd edition v M. Jeckle Praktischer Einsatz und Potentiale der XML-Technologie

18 Persistenz und Datenhaltung XML scheint strukturinhärent eher eine Baum-artige denn eine mengenorientierte Speicherung zu bedingen Geschwindigkeitsgewinn beim Zugriff durch Indexierung Einschränkende Sichten auf XML-Daten Aggregation und Integration Erweiterung post-relationaler Datenbankmanagementsysteme Erweiterung semi-strukturierter DBMS Native XML-DBMS M. Jeckle Praktischer Einsatz und Potentiale der XML-Technologie

19 Persistenz und Datenhaltung Naheligend: XML-Speicherung im Dateisystem <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <Vortrag> <Titel>Praktischer Einsatz und und Potentiale der der XML-Technologie</Titel> <Veranstaltung <Veranstaltung datum=" ,24"> datum=" ,24"> <Name>Management Circle</Name> </Veranstaltung> <Referent> <Name>Mario Jeckle</Name> <Firma>DaimlerChrysler Research and and Technology</Firma> <URL> </Referent> </Vortrag> Klassisch: XML-Speicherung in Datenbanksystemen <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <Vortrag> <Titel>Praktischer Einsatz und und Potentiale der der XML-Technologie</Titel> <Veranstaltung datum=" ,24"> <Name>Management Circle</Name> </Veranstaltung> <Referent> <Name>Mario Jeckle</Name> <Firma>DaimlerChrysler Research and and Technology</Firma> <URL> </Referent> </Vortrag> Abbildung auf logische DB-Strukturen Neu : native XML-Speicherung <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <Vortrag> <Titel>Praktischer Einsatz und und Potentiale der der XML-Technologie</Titel> <Veranstaltung datum=" ,24"> <Name>Management Circle</Name> </Veranstaltung> <Referent> <Name>Mario Jeckle</Name> <Firma>DaimlerChrysler Research and and Technology</Firma> <URL> < >mario.jeckle@daimlerchrysler.com</ > </Referent> </Vortrag> Ineffizient Eingeschränkte Verteilbarkeit Kaum Zugriffsunterstützung u. U.Ineffizient Impedance mismatch Kaum DBMS-Unterstützung Baumorientierte Speicherung Höhere lineare Performanz Im Entstehen begriffen M. Jeckle Praktischer Einsatz und Potentiale der XML-Technologie

20 Middleware und Enterprise Application Integration Remote Procedure Call RPC Java Remote Method Invocation RMI GIOP/IIOP PC PC Common Object Request Broker Architecture CORBA Ftile Transfer Protocol FTP Berkley Sockets TCP/IP UNIX-Server UNIX-Workstation Common Programming Interface-Communications CPI-C Batch-Export/ Import 3270 IMS/VS Mainframe System Network Architecture SNA Mainframe COM+ TCP/IP DMS II M. Jeckle Praktischer Einsatz und Potentiale der XML-Technologie Windows Windows UNIX-Workstation Host

21 Middleware und Enterprise Application Integration <?XML!> Applikations-spezifisches Datenformat Applikations-spezifisches Datenformat XML als Integrationsbaustein Welches neutrale Format? Physische Datenübertragung? Applikations-spezifisches Datenformat Systemintegration Datenversorgung für Portale Offene Schnittstellen M. Jeckle Praktischer Einsatz und Potentiale der XML-Technologie

22 XML und Sicherheit XML ist lesbarer Unicode-Text Praktisch für Fehlersuche und Analysezwecke. unpraktisch für Vertrauliches oder gar Geheimes XML definiert keinen inhärenten Sicherheitsmechanismus ist aber offen für beliebige Sicherungsverfahren Besondere Herausforderung: XML-Versandt über Internet-Wege Sichere Übertragung Digitale Signaturen Kryptographie Public Key Infrastruktur M. Jeckle Praktischer Einsatz und Potentiale der XML-Technologie

23 XML und Sicherheit HTTP-Port Remote Procedure Call RPC Java Remote Method Invocation RMI GIOP/IIOP PC PC Common Object Request Broker Architecture CORBA Ftile Transfer Protocol FTP Berkley Sockets TCP/IP UNIX-Server UNIX-Workstation Common Programming Interface-Communications CPI-C Batch-Export/ Import 3270 Mainframe System Network Architecture SNA IMS/VS Mainframe <?XML!> Remote Procedure Call RPC Java Remote Method Invocation RMI GIOP/IIOP PC PC Common Object Request Broker Architecture CORBA Ftile Transfer Protocol FTP Berkley Sockets TCP/IP UNIX-Server UNIX-Workstation Common Programming Interface-Communications CPI-C Batch-Export/ Import 3270 Mainframe System Network Architecture SNA IMS/VS Mainframe COM+ TCP/IP Windows COM+ Windows TCP/IP UNIX-Workstation DMS II Host Windows Windows UNIX-Workstation DMS II Host XML-basierte Protokolle (z.b. SOAP) lassen Sicherheit absichtsvoll unberücksichtigt W3C definiert XML Digital Signatures (Authentifizierung, Datenintegrität) W3C definiert XML Encription (Verschlüsselungsrahmen). Zum effizienten Einsatz asymmetrischer Verfahren PKI notwendig! Sichere Kommunikation auf Leitungsebene durch SSL M. Jeckle Praktischer Einsatz und Potentiale der XML-Technologie

24 XML-Werkzeuge Zumeist vergleichsweise preisgünstig verfügbar Oftmals gute Open-Source Implementierungen. Vorsicht: Lizenzbestimmungen! Standardkonformität prüfen! Auf Basis der Standardschnittstellen leicht eigene Werkzeuge umsetzbar Werkzeuge sind nicht alles! A fool with a tool remains a fool Möglichst nur ein einziges Werkzeug einer Werkzeugklasse einsetzen M. Jeckle Praktischer Einsatz und Potentiale der XML-Technologie

25 XML-Werkzeuge Werkzeugklassen DTD-/Schemaeditoren XML-Spy XML-Authority EditML... XML- oder Instanzeditoren XML-Spy XML-Instance Merlot... XML-Parser XML4J Apache Xerces MSXML kommerziell kommerziell kommerziell kommerziell XSLT-Prozessoren Saxon Apache Xalan Infoteria... kommerziell XSL-FO Prozessoren Apache FOP RenderX XEP kommerziell Datenbanken Oracle DB2 Tamino DBDom dbxml kommerziell kommerziell kommerziell M. Jeckle Praktischer Einsatz und Potentiale der XML-Technologie