Lernziele. ohne Browser. Beispiel: Beispiel: ohne Browser. Definition
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- Johanna Hertz
- vor 6 Jahren
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1 Lernziele Web-Dienste Was sind Web-Dienste (Web Services)? Was ist eine dienstorientierte Architektur? Was ist, WSDL und UDDI? Nur kurze Einführung, und WSDL werden später ausführlich behandelt. zwei verschiedene Formen der Kommunikation zwischen Web-Diensten: Entfernte Prozeduraufrufe (RPCs) Messaging Klaus Schild, Klaus Schild, Was sind Web-Dienste (Web Services)? traditionelle Web- Beispiel: ohne Browser Browser HTML Webseiten Web-Dienst (Web Service) Daten Mensch-Maschine-Kommunikation Maschine-Maschine-Kommunikation With Google Web APIs, your computer can do the searching for you. Google gibt es auch als Web-Dienst: Suche und Rechtschreibkorrektur. sprogramm sendet Google eine - Nachricht. Google antwortet wiederum mit -Nachricht. Klaus Schild, Klaus Schild, Beispiel: ohne Browser Definition Google kann also aus einem sprogramm heraus aufgerufen werden, um z.b.: in periodischen Abständen zu einem bestimmten Thema nach neuen Informationen zu suchen automatisch neue Trends im WWW zu identifizieren die Rechtschreibkorrektur von Google zu nutzen Inhalt: Transport: HTTP(S), SMTP, FTP Web-Dienst Schnittstellenbeschreibung mit WSDL Funktionalität Ein Web-Dienst (Web Service) ist eine Software, die 1. auf einem bereitgestellt wird, 2. eine bestimmte Funktionalität als Blackbox zur Verfügung stellt, 3. über gängige Internet-Protokolle unter Benutzung von zugreifbar ist und 4. über eine mit WSDL beschriebene Schnittstelle verfügt. Klaus Schild, Klaus Schild,
2 Eigenschaften von Web-Diensten Einfacher Zugriff auf Systeme implementieren keine neuen Systeme Fassade für bestehende Systeme, um diese einfach zuzugreifen nutzen gängige Internet-Protokolle wie HTTP(S), SMTP und FTP verwenden XML-Standards und WSDL unabhängig von Programmiersprachen und Betriebssystemen zwei Erscheinungsformen: entfernte Prozeduraufrufe (synchron) oder Messaging (asynchron) Beispiel: Auftragsabwicklung (SAP) Beispiel: Lagerverwaltung Web-Dienst Schnittstellenbeschreibung mit WSDL existierende Software Klaus Schild, Klaus Schild, Alter Wein in neuen Schläuchen? Web-Dienste keine revolutionär neue Technologie große Ähnlichkeiten mit Corba Neu ist jedoch: alle bedeutenden IT-Unternehmen konnten sich auf einen Standard einigen: /WSDL nicht nur RPCs, sondern auch Messaging Statt proprietäre Protokolle (wie IIOP und DCOM) werden gängige Internet-Protokolle (wie HTTP und SMTP) benutzt. Dienstorientierte Architektur Klaus Schild, Klaus Schild, Dienstorientierte Architektur Öffentliches Verzeichnis Dienst suchen Verzeichnis Dienst abrufen Dienst publizieren Anbieter publizieren (publish): Die Beschreibung eines Dienstes in einem Verzeichnis (registry) veröffentlichen. suchen (find): Die Beschreibung eines Dienstes suchen. abrufen (bind): Beschreibung des Dienstes verwenden, um Dienst abzurufen. Dienst abrufen Schnittstelle Anbieter Dienst publizieren Öffentliches Verzeichnis nicht zwingend notwendig: Auch ohne zentrales Verzeichnis kann ein Dienst gefunden werden. Schnittstelle kann z.b. auf Webseite des Anbieters veröffentlicht werden. Verzeichnisse heute kaum genutzt Klaus Schild, Klaus Schild,
3 vs. Anbieter von Diensten Standards Dienst abrufen Dienst abrufen Anbieter/ Anbieter Dienst-Anbieter (service provider) bietet Dienste an. Dienst- (service requestor) nutzt Dienste anderer Anbieter. Anbieter von Diensten kann gleichzeitig Dienste anderer nutzen (und so ) sein. Diese Begriffe sind deshalb relativ. WSDL- Beschreibung öffentliches Verzeichnis UDDI* -Nachrichten *Universal Description, Discovery and Integration WSDL- Beschreibung Anbieter allgemein akzeptiert umstritten, ob WSDL als Web-Dienst-Beschreibung ausreicht UDDI umstritten und wenig genutzt Klaus Schild, Klaus Schild, Das Nachrichtenformat -Nachricht HTML <html> <head> Zusatzinformationen </head> <body> Inhalt: Webseite </body> </html> <Envelope> <Header> Zusatzinformationen </Header> <Body> Inhalt: XML-Daten </Body> </Envelope> -Nachricht = spezielles XML-Dokument Nachrichteninhalt (Body) und Zusatzinformation (Header) voneinander getrennt -Nachricht enthält Daten und keine Webseiten. Envelope Header Zusatzinformation Header Block Body Nachrichteninhalt Envelope: umschließt Nachrichteninhalt (Body) und den Briefkopf (Header) Body: Nachrichteninhalt Header: optionaler Briefkopf enthält Zusatzinformationen W3C-Standard Seit 1.2 steht nicht mehr für für Simple Object Access Protocol Klaus Schild, Klaus Schild, Eine -Nachricht an <Envelope xmlns=" > <Body> <dogooglesearch xmlns="urn:googlesearch"> <key <keyxsi:type="xsd:string"> </key> <q <qxsi:type="xsd:string">xml Infotage</q> <start xsi:type="xsd:int">0</start> <maxresults xsi:type="xsd:int">10</maxresults> </dogooglesearch> </Body> </Envelope> dogooglesearch wird aufgerufen. Datentypen (wie xsd:boolean und xsd:int) stammen von XML-Schema Klaus Schild, Übertragung von -Nachrichten -Nachrichten werden meist über HTTP(S) übertragen. Request-Response-Verhalten von HTTP unterstützt entfernte Prozeduraufrufe (RPCs). Mit HTTP können RPCs auch über eine Firewall hinweg realisiert werden. -Nachrichten können auch über SMTP übertragen werden (Messaging). Klaus Schild,
4 Web Services Description Language Die WSDL-Beschreibung von Servicebeschreibung abstrakte Operationen Operation Antwort konkrete Operationen Operation - -Antwort Web-Adressen von konkreten Operationen beschreibt Syntax einer Schnittstelle ( IDL) WSDL-Beschreibung = spezielles XML-Dokument Abstrakte Operationen (Operations): Syntax der Schnittstelle unabhängig von Nachrichtenformate Syntax wird mit XML-Schema beschrieben. konkrete Operationen (Binding): Abbildung auf unterstützte Nachrichtenformate Klaus Schild, konkrete Manifestation in konkrete Manifestation in abstrakte Syntax abstrakte Syntax Web-Adresse Klaus Schild, Eigenschaften von WSDL beschreibt die Schnittstelle (Syntax) eines Web- Dienstes und wo dieser abgerufen werden kann baut auf XML-Schema auf Mit XML-Schema kann die Schnittstelle bis ins kleinste Detail festgelegt werden. Grundlegende Interaktionsmuster (wie -Antwort) können beschrieben werden. Semantische Aspekte entweder gar nicht oder nur indirekt darstellbar: Qualität: nicht darstellbar synchron vs. asynchron: nur indirekt über ein Protokoll-Binding (z.b. HTTP vs. SMTP) darstellbar Wie wird WSDL verwendet? aus einer WSDL-Beschreibung automatisch eine Schnittstelle zur (Stubs) generieren (z.b. mit.net von Microsoft) Stubs abstrahieren von und vom konkreten Übertragungsprotokoll. Web-Dienst erscheint dann als lokale Bibliothek. Klaus Schild, Klaus Schild, Dynamische Einbindung eines Dienstes Dynamische Einbindung eines Dienstes WSDL- Beschreibung öffentliches Verzeichnis -Nachrichten WSDL- Beschreibung Anbieter WSDL beschreibt die Syntax der Schnittstelle, nicht jedoch die Bedeutung der Parameter. Um einen Dienst dynamisch zur Laufzeit abzurufen, muss er daher standardisiert sein. Zudem muss der Dienst unkritisch sein. sucht in einem Verzeichnis einen Web- Dienst, z.b. für Echtzeitkurse von Aktien Suchergebnis: WSDL-Beschreibung erzeugt aus WSDL-Beschreibung Stubs ruft Web-Dienst als lokale Bibliothek auf dynamisches Einbinden zur Laufzeit ist ist Ausnahme WSDL erleichtert aber das Einbinden zur Entwicklungszeit Klaus Schild, Klaus Schild,
5 Grundlegende Architektur Verteilte Systeme Unabhängige, heterogene Computer tauschen - Nachrichten über gängige Internet-Protokolle aus. Schnittstellen mit WSDL beschrieben Aus WSDL-Beschreibungen werden Stubs generiert, die von und den verwendeten Transportprotokollen abstrahieren. Ein verteiltes System ist ist eine Ansammlung von unabhängigen Computern, die den Nutzern als ein einziges kohärentes System erscheinen [Tanenbaum & van Steen 2002]. Klaus Schild, Klaus Schild, Web-Dienst Dienst-Architektur = verteiltes System Dienstorientierte Architektur ist eine spezielle Form eines verteilten Systems: es werden -Nachrichten über gängige Internet- Protokolle ausgetauscht Schnittstellen mit WSDL beschrieben mit automatisch generierten Stubs kann von und dem verwendeten Protokoll abstrahiert werden Klaus Schild, Kommunikation in verteilten Systemen Unabhängige Computer eines verteilten Systems können auf drei verschiedene Weisen miteinander kommunizieren: entfernte Prozeduraufrufe werden von Austausch von Nachrichten (Messaging) unterstützt über Streams Klaus Schild, Traditionelle verteilte Systeme Entfernte Prozeduraufrufe sprogramm () send(search(string S)) receive(result(string[] R)) search(string S)) result(string[] R)) sprogramm () string[] seach(string S) traditionell basierte Kommunikation in verteilten Systemen auf dem Austausch von Nachrichten. sprogramm ruft send- und receive- Operationen auf. Kommunikation im sprogramm sichtbar. Klaus Schild, Klaus Schild,
6 Entfernte Prozeduraufrufe Entfernte Prozeduraufrufe sprogramm () seach(string S) sprogramm () string[] seach(string S) Birrell & Nelson [84]: Prozedur kann auf entfernten Computer so aufgerufen werden, als ob die Prozedur auf dem lokalen Computer ausgeführt würde. Ortstransparenz Kommunikation mit entfernten Computer für das sprogramm nicht sichtbar. auch Remote Procedure Call (RPC) genannt RPC-Aufruf auf Ergebnis warten Aufruf lokaler Prozedur RPC abgeschlossen Ergebnis (reply) Klaus Schild, Klaus Schild, Call-By By-Value vs. Call-By By-Reference Synchrone RPCs Parameter können auf zwei verschiedene Weisen übergeben werden: Call-By-Value: Wert des Parameters wird als vollständige Kopie übergeben. Call-By-Reference: Nicht der Wert des Parameters, sondern ein Verweis auf den Wert wird übergeben. RPC-Aufruf auf Ergebnis warten Aufruf lokaler Prozedur RPC abgeschlossen Ergebnis (reply) Üblicherweise wartet der auf das Ergebnis des entfernten Prozeduraufrufes und ist solange blockiert. Deshalb werden solche RPCs auch als synchron bezeichnet. Klaus Schild, Klaus Schild, Asynchrone RPCs Synchrone vs. asynchrone RPCs RPC-Aufruf auf accept warten akzeptiert (accept) Aufruf lokaler Prozedur RPC abgeschlossen häufig nicht nötig, dass der auf das endgültige Ergebnis wartet (z.b. Eintrag in eine Datenbank) Alternative: lediglich warten bis RPC vom angenommen wurde RPC-Aufruf RPC-Aufruf auf Ergebnis warten Aufruf lokaler Prozedur auf accept warten akzeptiert (accept) Aufruf lokaler Prozedur RPC abgeschlossen Ergebnis (reply) RPC abgeschlossen synchron asynchron Klaus Schild, Klaus Schild,
7 Messaging Messaging en interagieren durch den Austausch von Nachrichten miteinander Kommunikation in den jeweiligen en sichtbar verschiedene Formen des Messaging werden anhand folgender Kriterien unterschieden: 1. Kommunikationsstruktur 2. Interaktionsmuster 3. verbindungsorientierte vs. persistente Kommunikation 4. Synchronität 5. Qualität (quality of service) 6. Nachrichtenformat Klaus Schild, Klaus Schild, Kommunikationsstruktur Eins-zu zu-eins-kommunikation Anzahl und Organisation der Kommunikationspartner wichtigste Kommunikationsstrukturen: Eins-zu-Eins-Kommunikation One-to-Many-Kommunikation Sender Sender sendet Nachricht an bestimmten. Beispiel: Kunde sendet Bestellung per an Firma Klaus Schild, Klaus Schild, One-to to-many-kommunikation Sender Sender sendet identische Kopie gleichzeitig an mehrere. Sender (publisher) veröffentlicht Nachricht zu einem bestimmten Thema (topic), zu dem sich die (subscriber) angemeldet haben. auch publish-subscribe oder topic-based messaging genannt Beispiel: Mailing-Liste Klaus Schild, Messaging Kriterien: 1. Kommunikationsstruktur 2. Interaktionsmuster 3. verbindungsorientierte vs. persistente Kommunikation 4. Synchronität 5. Qualität (quality of service) 6. Nachrichtenformat Klaus Schild,
8 Grundlegende Interaktionsmuster Beispiel Börsenticker Einweg (one way, fire and forget) -Antwort (request-response) Benachrichtigung (notification) Interaktionsmuster: Benachrichtigung (notification) Benachrichtigung-Antwort (notification-response) Beachte: Antwort bezieht sich auf die jeweilige, nicht auf das Netzwerk. Klaus Schild, Kommunikationsstruktur: One-to-Many (publish-subscribe) Sender Klaus Schild, Komplexe Interaktionsmuster Komplexe Interaktionsmuster Registrierung zum Börsenticker Bestätigung der Registrierung aktuelle Aktienkurse (Benachrichtigung) Börsenticker Abfolge der Nachrichten wichtig z.b. keine Benachrichtigung ohne vorherige Registrierung auch als Konversation (conversation) bezeichnet Bestellanfrage mit spätestem Liefertermin Angebot mit zugesichertem Liefertermin Bestellung Bestätigung des Eingangs der Bestellung Bestätigung der Lieferung Rechnung Bestellvorgang Klaus Schild, Klaus Schild, Messaging Kriterien: 1. Kommunikationsstruktur 2. Interaktionsmuster 3. verbindungsorientierte vs. persistente Kommunikation 4. Synchronität 5. Qualität (quality of service) 6. Nachrichtenformat Klaus Schild, Verbindungsorientierte Kommunikation Sender Netzwerkgrenze Sender und kommunizieren direkt ohne Puffer miteinander. Sender und müssen während der gesamten Übertragung präsent sein. auch verbindungsorientiert (connection-oriented) oder vergänglich (transient) genannt Beispiel: http Klaus Schild,
9 Persistente Kommunikation Sender Netzwerkgrenze Kommunikationsserver Kommunikationsserver Nachricht wird solange gespeichert, bis sie dem tatsächlich zugestellt wurde. auch persistente Kommunikation genannt Beispiel: , MQSeries von IBM Messaging Kriterien: 1. Kommunikationsstruktur 2. Interaktionsmuster 3. verbindungsorientierte vs. persistente Kommunikation 4. Synchronität 5. Qualität (quality of service) 6. Nachrichtenformat Klaus Schild, Klaus Schild, Synchronität asynchron + verbindungsorientiert auch beim Messaging Unterscheidung zwischen synchron oder asynchron persistente Kommunikation: typischerweise asynchron (wegen Puffer) Beispiel: theoretisch auch synchron: Sender solange blockiert, bis er eine Bestätigung über den Empfang der Nachricht bekommt verbindungsorientierte Kommunikation: auch in der Praxis sowohl synchron als auch asynchron A B A verschickt N und läuft weiter N B empfängt N N kann nur verschickt werden, wenn B läuft. Beispiel: UDP (User Datagram Protocol) Klaus Schild, Klaus Schild, synchron + verbindungsorientiert I synchron + verbindungsorientiert II A B A verschickt B läuft, verarbeitet noch nicht die A wartet auf Antwort Antwort (reply) B verarbeitet auch antwortorientiert (response-based) genannt Beispiel: synchrone RPCs A B A verschickt B läuft, verarbeitet noch nicht die A wartet auf Bestätigung Bestätigung (accept) B verarbeitet auch bestätigungsorientiert (delivery-based) genannt Beispiel: asynchrone RPCs Klaus Schild, Klaus Schild,
10 Messaging Kriterien: 1. Kommunikationsstruktur 2. Interaktionsmuster 3. verbindungsorientierte vs. persistente Kommunikation 4. Synchronität 5. Qualität (quality of service) 6. Nachrichtenformat Qualität (quality( quality of service) Kriterien: maximale Verzögerung (latency) maximale Last Toleranz gegenüber Ausfällen (z.b. ob Puffer in einer Datenbank gespeichert sind) Verschlüsselung Authentifizierung Nachrichten erreichen auf jeden Fall den Nachrichten werden höchstens einmal zugestellt Klaus Schild, Klaus Schild, RPC vs. Messaging RPC oder Messaging? RPC eng gekoppelte, starre Systeme + einfach, abstrahiert von Kommunikation - nur Eins-zu-Eins-Kommunikation - und müssen präsent sein. - nicht skalierbar Messaging lose gekoppelte, flexible Systeme - abstrahiert nicht von Kommunikation + erlaubt auch One-to-Many-Kommunikation + Weder Sender noch müssen präsent sein. + erlauben Priorisierung und Lastverteilung, dadurch skalierbar Klaus Schild, Klaus Schild,
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