Webengineering. Einführung. Dienstag, 21. Mai 13

Transkript

1 Webengineering Einführung Marcel Vilas 1 DHBW - Stuttgart 1

2 Web - Historie Tim Berners-Lee: Tim Berners-Lee: Universität Illinois: Projektantrag für die Implementierung eines Hypertextsystems Entwicklung der Hypertext Markup Language (HTML) und Namensprägung WorldWideWeb National Center for Supercomputing Applications (NCSA) stellt Mosaic-Browser vor Gründung von Mosaic Communications Corp. - später Netscape Gründung des World Wide Web Consortiums (W3C) Netscape bringt erste Mozilla-Version und Netscape Navigator 1.0 heraus Microsoft will Netscape Browser lizensieren. Da dies nicht zustande kommt wird der eigene Internet Explorer entwickelt Netscape Navigator 2.0 mit Java-Unterstützung Vorstellung der Extensible Markup Language (XML) Vorstellung der Ideen zum Semantic Web von Tim Berners-Lee Konzeption von Technologien für das Semantic Web (z.b. DAML, OIL) 2 2

3 Webtechnologien Internet Webtechnologien bauen auf dem Internet auf. Das WWW ist Teil des Internet. Das Internet basiert technologisch auf dem Internet-Protokoll IP. Jeder Rechner ist eindeutig durch die IP-Adresse identifiziert. IPv4 IPv6 Name 32-bit 128-bit fe00::7da5:5f7f 3 3

4 1.2 Webtechnologien - Technologien (Netze) - Das Internet ist eine Rechnernetztechnologie, die auf dem Internet-Protokoll (IP) basiert un im Allgemeinen implizit in Einrichtungen oder Firmen bzw. explizit von einem Internet Servic Provider (ISP) zur Verfügung gestellt wird. Im Internet ist jeder Rechner eindeutig identifizie und adressiert. Er wird auf dieser Grundlage zentral erfasst, verwaltet und kontrolliert Ein auf Internettechnologien basierendes Netz, welches vom Internet getrennt ist (ggf. durch eine Firewall) Intranet Das Intranet ist eine Internet-basierte Rechnernetzform, die vom übrigen Internet entweder vollständig getrennt ist oder mittels spezieller Schutzmechanismen (z. B. so genannte Firew über Kontaktstellen (zumeist über Router) zum äußeren Internet verfügt. 4 4

5 Webtechnologien Extranet Ein spezieller geschützter Bereich des Internet, der für einen bestimmten Personenkreis freigegeben ist. Die Datenübertragung erfolgt z.b. über das öffentliche Telefonnetz. Client/Server In einem Client/Server System wird zwischen Diensterbringer (Server) und Dienstnutzer (Client) unterschieden. Peer-2-Peer (P2P) anwendungsbezogener Rollenwechsel Webserver stellt Webdienste zur Verfügung Mail-Server, FTP-Server, File-Server, Druck-Server,... Application-Server bestimmter Anwendung zugeordnet 5 5

6 Webtechnologien URL Die Referenzierung von Dokumenten auf dem Webserver erfolgt über den URL (Uniform Resources Locator) /folder/search.php?x=keyword Protokoll (mailto, ftp, file, news) Host ( ) Verzeichnis Parameterübergabe 6 6

7 Webtechnologien URL Zeichenkodierung in URLs Nicht reservierte Zeichen: [A-Z], [a-z], [0-9] und - _. ~ Reservierte Zeichen:! # $ % & ' ( ) * +, / : ; [ ] Kodierung jeweils mit der %-Schreibweise und der Hexadezimaldarstellung in der jeweiligen Zeichenkodierung: ASCII: # UTF-8: ö %23 %C3%B6 7 7

8 Webtechnologien HTTP Hypertext Transfer Protocol. Dient zur Standardkommunikation in Client/Server-Web- Architekturen HTTP Webbrowser WebServer 8 8

9 Webtechnologien HTTP Allgemeine Informationen Erfunden 1989 am CERN Grundlagen des WWW: HTTP + URL + HTML Zustandsloses Protokoll Durch Header in der Lage beliebige Daten zu übertragen Angewiesen auf zuverlässiges Transportprotokoll (TCP Port 80) 2 Versionen (HTTP 1.0 & 1.1) definiert in RFC 1945 & 2616 Bietet einen Authentifizierungsmechanismus an HTTPS: Erweiterung zur verschlüsselten Übertragung der Daten 9 9

10 Webtechnologien HTTP Einordnung im Referenzmodell 10 10

11 Webtechnologien HTTP Typische HTTP-Funktionen (Request-Methoden) GET DELETE HEAD OPTIONS POST PUT Dokumentanforderung, bzw. Programmausführung Löschen eines Dokuments auf dem Server Lesen der Dateiinformationen auf dem Server Angabe der erlaubten Methoden für diesen URL Angabe des URL, Formulareingaben übermitteln Abspeichern eines URL auf dem Webserver 11 11

12 Webtechnologien HTTP Aufbau des Protokols HEADER Statuscode, Content-Type, Kodierung, Server-/ Client-Information LEERZEILE: <CR><LF> (\r\n) BODY Inhalt Inhalt Inhalt 12 12

13 Webtechnologien HTTP Funktionsweise des Protokols Aufruf Request Response GET /example.html HTTP/1.1 Host: HTTP/ OK Server: Apache/ (Unix) PHP/4.3.4 Content-Length: (Größe von example.html in Byte) Content-Language: de Connection: close Content-Type: text/html (Inhalt von example.html) 13 13

14 Webtechnologien HTTP Wesentliche Verbesserungen in HTTP 1.1 Mehrere Anfragen pro TCP-Verdindung (HTTP-Pipelining) Fortsetzung abgeprochener Übertragungen HTTP PUT HTTP DELETE HTTP TRACE 14 14

15 Webtechnologien HTTP Übertragung von Parametern (HTTP GET) Bei der GET-Methode werden die Parameter mittels dem URL übertragen. Aufruf Header GET /example.php?arg1=val1&arg2=val2 HTTP/1.1 Host:

16 Webtechnologien HTTP Übertragung von Parametern (HTTP POST) Bei der POST-Methode werden die Parameter im Body des HTTP-Protokolls übertragen. Header Body POST /example.php HTTP/1.1 Host: Content-Type: application/x-www-form-urlencoded Content-Length: 24 arg1=val1&arg2=val

17 Webtechnologien HTTP HTTP Statuscodes 1xx 2xx 3xx 4xx 5xx Informationen (Zwischenantworten vom Webserver) Erfolgreiche Operation Umleitung Client-Fehler Server-Fehler OK Moved Permanently Unauthorized Forbidden Not Found Internal Server Error Service Unavailable 17 17

18 Webanwendungen Definition: Allgemeiner Name für Anwendungen, die für das Internet, ein Intranet oder ein Extranet erstellt wurden. Dabei wird ein Browser als Benutzerschnittstelle verwendet, während die Verarbeitung auf dem Server stattfindet

19 Webanwendungen Vorteile: Clientseitige Voraussetzung: Browser Keine weitere Software erforderlich Platformunabhängig Änderungen sind nur auf dem Webserver notwendig (Kostenreduktion) 19 19

20 Webanwendungen Nachteile: Sicherheitsproblematik Ständige Verbindung mit dem Server nötig Hohe Bandbreiten Einsatzszenarien wie Offline-Nutzung sind nach Definition ausgeschlossen 20 20

21 Webanwendungen relativ einfach statische Webanwendungen: bestehen aus HTML-Code Seite wird vom Server kopiert keine Datenbank im Hintergrund Modifikationen relativ umständlich Erhaltung des Designs problematisch geringe Anfangsinvestitionen, u.u. hohe Folgekosten 21 21

22 Webanwendungen statische Webanwendungen: Client Server HTTP URL:

23 Webanwendungen dynamische Webanwendungen: Baukastenprinzip Basiert auf einer Datenbank Seite wird erst während des Aufrufs erzeugt Änderungen / Erweiterungen vergleichsweise einfach Hohe Anfangsinvestitionen, geringe Folgekosten 23 23

24 Webanwendungen dynamische Webanwendungen: Client Server PHP-Processor HTTP URL: DB 24 24

25 Webanwendungen 25 25

26 Webanwendungen 1. Generation wenig Bilder meist Text CGI (Common Gateway Interface) GIF (Graphics Interchange Format) Mosaik (1993) 26 26

27 Webanwendungen 2. Generation mehr multimediale Inhalte JPEG (Joint Picture Experts Group) Cookies (temporäres Speichern von Userinformationen) Netscape (1995) 27 27

28 Webanwendungen 3. Generation 1997 Skripts, Applets, Plugins 28 28

29 Webanwendungen 4. Generation 1999 CMS (Content Management Systeme) Serverseitige Skriptsprachen PHP (Hypertext Processor) MySQL (Datenbanksystem) 29 29

30 Webanwendungen 5. Generation 2001 Anwendungen für das Semantic Web RDF (Ressource Description Framework) DAML (DARPA Agent Markup Language) SOAP (Simple Object Access Protocol) (Datenbanksystem) 30 30

31 Entwicklung Dokumentenzentriert Komplexität statische Homepage Webradio Firmenpräsentation Interaktiv Virtuelle Ausstellung News-Sites Fahrplanauskunft 31 31

32 Entwicklung Transaktional Komplexität Onlinebanking E-Shopping Reservierungssysteme Workflow-basiert E-Government B2B-Lösungen Patienten-Workflow 32 32

33 Entwicklung Kollaborativ Komplexität Chatrooms E-Learning-Plattformen Virtueller gemeinsamer Arbeitsraum Portalorientiert Community-Portal Online Shopping Mall Unternehmensportal 33 33

34 Entwicklung Ubiquitär Komplexität Personalisierte Dienste Ortsabhängige Dienste Multi-Platform Delivery Sematisches Web Recommender-System Syndication Unternehmensportal 34 34

35 Architekturen Client 2-Tier DB Eigenschaften: Hohe Serverlast Skaliert nicht Web-Server Application-Server DB-Server 35 35

36 Architekturen Client 3-Tier DB Eigenschaften: Verteilte Last Höhere Skalierbarkeit Web-Server Application-Server DB-Server 36 36

37 Architekturen n-tier Client DB Web-Server Application-Server DB-Server Eigenschaften: Höhere Performance Server können für spezielle Aufgaben optimiert werden 37 37

38 Webengineering Definition: Web Engineering ist die methodenbasierte, werkzeugunterstützte, quantifizierte, standardgerechte, erfahrungsnutzende und Community-bezogene Entwicklung und Wartung von webbasierten Softwaresystemen

39 Webengineering Grundprinzipien des Webengineerings: Ähnlich wie jene des Softwareengineerings Klar definierte Ziele und Anforderungen Systematische Entwicklung der Webanwendung in Phasen Sorgfältige Ausgestaltung dieser Phasen Kontinuierliche Überwachung des gesamten Entwicklungsprozesses 39 39

40 Webengineering 40 40

41 Allgemeine Definition: Webengineering Ziel des Webengineerings: Eine Systematisierung und anschließende Automatisierung der Entwicklung von Anwendungen bleibt aber wünschenswert, damit die Ziele des Softwareengineering - Kosten- und Terminbeherrschung in Prognose und Durchführung und angemessene Qualität - erreicht werden können. Oberstes Ziel: Das oberste Ziel des Webengineering ist es, ein Web Projekt mit niedrigsten Kosten und hoher Systemqualität, effizient, effektiv und zufriedenstellend aufzubauen

42 Webengineering Häufige Probleme bei der Entwicklung von Webanwendungen: Unklar spezifiziert Fehlerhaft Unvollständig Instabil... Die Folgen: Mangelnde Akzeptanz durch Benutzer Fehlplanungen Kosten 42 42

43 Webengineering Anforderungstypen für eine qualitativ hochwertige Webanwendung: Funktionale Anforderungen Qualitative Anforderungen Plattformbezogene Anforderungen Prozessbezogene Anforderungen 43 43

44 Webengineering Funktionale Anforderungen: Korrektes Problem- bzw. Systemzielverständnis Einhaltung allgemeiner rechtlicher Regelungen im Web Klärungsprozess Besprechung Verhandlung Konsultation Abklärung oder Vereinbarung Kernmethodik: Brainstorming 44 44

45 Webengineering Qualitative Anforderungen (nach ISO9126): 45 45

46 Webengineering Plattformbezogene Anforderungen: Bezieht sich auf technologische Aspekte: Hardware Systemsoftware Implementationsparadigma Anpassungsanforderungen an veränderte Hard- und Softwaregrundlagen 46 46

47 Webengineering Prozessbezogene Anforderungen: Bezieht sich auf Anforderungen zu: Entwicklungsverlauf eingesetzte Ressourcen Kostenverhältnissen Entscheidung zwischen Eigen- und Fremdentwicklung In-House-Entwicklung Out-Sourced-Entwicklung 47 47