Apache Axis, Teil 1: Architektur und Tools

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1 , Teil 1: Architektur und Tools Thomas Bayer Orientation in Objects GmbH Weinheimer Str Mannheim 1 Einführung 2

2 Was ist Axis SOAP Implementierung 100 % Java Framework für Clients, Server und Gateways Tools für die Entwicklung von Web Services Open Source unter der ASF Lizenz Apache extensible Interaction System 3 Highlights Hohe Performanz Flexible Konfiguration und Erweiterbarkeit Unabhängigkeit vom Transport. ( HTTP, FTP, SMTP, JMS,...) Unterstützung von SOAP 1.1 und teilweise von 1.2 WSDL Unterstützung JAX-RPC und SAAJ Konformität Erweiterungen für Sicherheit Provider für den Zugriff auf Enterprise JavaBeans... 4

3 SOAP4J, Apache SOAP und AXIS Architektur 1 IBM SOAP4J Basis für Apache SOAP Architektur 2 Apache SOAP Auf der Codebasis von IBM SOAP4J, DOM basiert Architektur 3 AXIS Komplette Neuimplementierung SAX basiert 5 Axis vs. Apache SOAP Performance SAX vs. DOM Interoperability Ausgereifte Architektur Flexibler ( Module, Handler, Transport Framework) WSDL Unterstützung Test Suite Nachfolger von Apache SOAP, dem Nachfolger von IBM SOAP4J 6

4 Unterstützte Standards SOAP Teile von SOAP 1.2 CR WSDL 1.1 SAAJ 1.1 JAX-RPC Wo ist überall Axis drin? IBM WSTK / ETTK Macromedia JRun, ColdFusion MX Apple s Web Objects JBoss Borland Enterprise Server Sonic ESB... Quelle: 8

5 Axis Engine im Web Container Web Container Axis Web Anwendung Axis Servlet Web Service Web Service Web Service Admin Servlet SOAP Monitor Servlet 9 Installation Voraussetzungen Java 1.3 oder höher Servlet 2.2 Container Webapp installieren Verzeichnis kopieren 10

6 Happiness 11 Erstellen von Web Services 12

7 JWS Java Quellcode ist sofort als Web Service verfügbar Drop-in Deployment Hello.jws: public class Hello { } public String sayhello( String name) { return "Hello " + name + "!"; } 13 Demo Deployment mit JWS 14

8 Server Implementierung package de.oio.axisdemo.hello; public class Server { } public String sayhello( String name) { return "Hello " + name + "!"; } 15 Deployment Descriptor für Hello Service <?xml version="1.0"?> <deployment xmlns="http://xml.apache.org/axis/wsdd/" xmlns:java="http://xml.apache.org/axis/wsdd/providers/java"> <service name="hello" provider="java:rpc"> <parameter name="classname" value="de.oio.axisdemo.hello.server"/> <parameter name="allowedmethods" value="*"/> </service> </deployment> 16

9 Deployment mit AdminClient java org.apache.axis.client.adminclient deploy.wsdd <Admin>Done processing</admin> Web Container Axis Web Anwendung Axis Servlet Admin Client WSDD Web Service Web Service Web Service Admin Servlet SOAP Monitor Servlet 17 Architektur 18

10 Subsysteme JMS MDB SMTP EJB WSDD HTTP RPC SOAP Administration Transport Provider Service Encoding... Nachrichten, Handler, Engine 19 Message Context Message Context Request Message SOAPPart Attachments Response Message SOAPPart Attachments 20

11 Handler Message Context Message Context Request Message SOAPPart Attachments invoke() Request Message SOAPPart Attachments Response Message SOAPPart onfault() Response Message SOAPPart Attachments Attachments Message Path Übergabe per Reference 21 Handler Chain Ist selbst ein Handler Enthält geordnete Collection von Handlern Vorteile Flexibilität, Erweiterbarkeit 22

12 Transport Listener z.b. Servlet für HTTP Aufgaben Protokoll spezifische Dinge werden in ein Message Objekt gepackt Die Nachricht selbst wird in einen MessageContext gepackt Properties im MessageContext werden gesetzt (z.b. SOAP Action) transportname des MessageContext wird gesetzt Übergabe des MessageContexts an die Axis Engine 23 Transports HTTP JMS Dateien Transportation Framework 24

13 Transport Listener Ist selbst ein Handler Enthält geordnete Collection von Handlern Vorteile Flexibilität, Erweiterbarkeit Transport Request Chain Transport Listener 25 Pivot Handler Request Service Chain Provider z.b. RPC Target Service z.b. HelloServer.class Response 26

14 Message Path Axis Client Engine Axis Server Engine Service Global Transport Transport Global Service Client Service Impl. Targeted Chain Request Response 27 Message Path Axis Server Engine Transport Global Service Service Impl. Request Response Handler transport.request Handler global.request Handler service.request Handler service.response Handler global.response Handler transport.response 28

15 Provider Axis Server Engine Transport Global Service Service Impl. Request Response Java EJB RMI CORBA Message BSF COM 29 Konfiguration 30

16 Verzeichnisstruktur der Webapplikation Bibliotheken für Axis myaxisserver WEB-INF lib classes Service Implementierung jwsclasses attachments Konfiguration Axis Konfiguration Axis Servlet 31 server-config.wsdd <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <deployment...> <globalconfiguration>... </globalconfiguration> <service...>... </service> <transport...>... </transport> </deployment> 32

17 server-config.wsdd <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <deployment...>... <transport name="http"> <requestflow> <handler type="urlmapper"/> <handler type="java:org.apache.axis.handlers.http.httpauthhandler"/> </requestflow> <responseflow> </responseflow> </transport> </deployment> 33 server-config.wsdd Globale Configuration <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <deployment...> <globalconfiguration> <parameter name="adminpassword" value="admin"/> <parameter name="attachments.directory" value="c:\konferenzen\jax2003\..\web-inf\attachments"/>... <requestflow> <handler type="java:org.apache.axis.handlers.jwshandler">... </handler> </requestflow> <responseflow> </responseflow> </globalconfiguration> </deployment> 34

18 server-config.wsdd Service Chain <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <deployment...>... <handler name="hello" type="java:de.oio.axisdemo.hello.handler"/> <service name="helloservice" provider="java:rpc"> <requestflow> <handler type="hello"/> </requestflow> <responseflow> <handler type="hello"/> </responseflow> <parameter name="allowedmethods" value="*"/> <parameter name="classname" value="hello"/> </service> </deployment> 35 WSDL 36

19 WSDL Client WSDL Server WSDL Code Generator WSDL Generator Service Proxy bestelle( 10, SK-001-SW ) Server Objekt int bestelle( anzahl, artikel) 37 WSDL abrufen 38

20 WSDL2Java WSDL WSDL2Java Client Stubs Server Skeletons Vorlage für Implementierung Deployment Descriptoren JUnit Tests 39 Stile 40

21 Service Styles rpc/encoded document/literal document/wrapped 41 RPC Style Provider: java:rpc Encoding ist in der SOAP Spezifikation (Section 5) geregelt Methode: ausbrüten Parameter: 38 Gips 42

22 RPC und Dokument Stil Client bestelle( 10, SK-001-SW ) Server int bestelle( anzahl, artikel) Server Client <?xml... <po>... <?xml... <po>... XML Dokument (Bestellung) 43 Schema Definition in WSDL <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <definitions...> <types> <s:schema elementformdefault="qualified" targetnamespace="http://www.xignite.com/services/"> <s:element name="getlifeexpectancy"> <s:complextype> <s:sequence> <s:element name="age" type="s:int" /> <s:element name= Gender" type="s0:gender" /> </s:sequence> </s:complextype> </s:element> <s:simpletype name="gender"> <s:restriction base="s:string"> <s:enumeration value="male" /> <s:enumeration value="female" /> </s:restriction> </s:simpletype> </s:schema> </types>... 44

23 Document Style Request Request: <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <soapenv:envelope..."> <soapenv:body> <GetLifeExpectancy xmlns="http://www.xignite.com/services/"> <Age>36</Age> <Gender>Male</Gender> </GetLifeExpectancy> </soapenv:body> </soapenv:envelope> 45 Document Style Response Response: <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <soap:envelope...> <soap:body> <GetLifeExpectancyResult> <Age>36</Age> <Gender>Male</Gender> <LifeExpectancy>76.4</LifeExpectancy> <DieNextYear> </DieNextYear> </GetLifeExpectancyResult> </soap:body> </soap:envelope> 46

24 Document Style Client mit XML Element elem = document.createelementns( "http://www.xignite.com/services/", "GetLifeExpectancy");... Call call = (Call) service.createcall(); call.settargetendpointaddress( new java.net.url(endpoint)); call.setsoapactionuri( "http://www.xignite.com/services/getlifeexpectancy"); SOAPEnvelope env = new SOAPEnvelope(); env.addbodyelement( new SOAPBodyElement( elem)); OperationDesc oper = new OperationDesc(); oper.setstyle( Style.DOCUMENT); oper.setuse( Use.LITERAL); call.setoperation( oper); call.invoke(env); 47 Document Style Client mit Bean aus WSDL XigniteRetirementLocator loc = new XigniteRetirementLocator(); XigniteRetirementSoap stub = loc.getxigniteretirementsoap(); LifeExpectancy lifeexpectancy = stub.getlifeexpectancy( 36, Gender.Male); 48

25 MS Services bei XMethods 49 Wann document Style verwenden?.net Kompatibilität Wenn Schema für XML bereits vorliegt? Warum für document Style SOAP verwenden? REST? 50

26 Message Service Beliebiges XML im SOAP Envelope Es findet kein Type Mapping oder XML Binding statt Wir kümmern uns selbst um das XML Signaturen: public Element[] method(element [] bodies); public SOAPBodyElement[] method (SOAPBodyElement [] bodies public Document method(document body); public void method(soapenvelope req, SOAPEnvelope resp); 51 SOAP with Attachments Axis unterstützt MIME und DIME Attachments SAAJ 52

27 Entwicklung von Web Services mit Axis 53 Output Folder myaxisserver WEB-INF lib classes Service Implementierung output folder in die webapp 54

28 Catalina Ant Tasks I 55 Catalina Ant Tasks II <!-- ================================================== --> <!-- Installs Webapp to Tomcat --> <!-- ================================================== --> <target name="install-webapp" description="install webapp"> <install url="${manager.url}" username="${manager.username}" password="${manager.password}" path="${tomcat.context}" war="file:///${webapp.dir}"/> </target> <!-- ================================================== --> <!-- Reload Webapp in Tomcat --> <!-- ================================================== --> <target name="reload-webapp" description="reload webapp"> <reload url="${manager.url}" username="${manager.username}" password="${manager.password}" path="${tomcat.context}"/> </target> 56

29 Axis AdminService Tasks <axis-admin port="${target.port}" hostname="${target.server}" failonerror="true" servletpath= axis/services/adminservice" debug="true" xmlfile="${dd.dir}/hello-service.wsdd"/> 57 AXIS Ant Tasks <wsdl2java output="${build.dir}/generated" url="${src.dir}/wsdl/amazonwebservices.wsdl"> </wsdl2java> <java2wsdl classname= de.oio.axis.foo location= namespace= output= foo.wsdl style= RPC > <mappingset>... </mappingset> </java2wsdl> 58

30 Demo - Axis TCPMonitor Client Server Proxy 59 tcpmon 60

31 SOAP Monitor Applet 61 Interoperabilität 62

32 soapbuilders community interoperability tests Siehe: 63 Probleme Vorzeichenlose Datentypen JAX-RPC berücksichtigt keine unsigned Typen Axis bietet Unterstützung ( Vorsicht: Nur für Clients verwenden) Maps und Hashtables Lücke in der SOAP Spec => fehlende Interoperabilität 64

33 Java (Axis) /.NET Mapping Java (Axis) C# VB Framework Type String string String System.String boolean bool Boolean System.Boolean byte sbyte N / A System.SByte short short Decimal System.Int16 int int Integer Systen.Int32 long long Long System.Int64 float float Single System.Single double double Double System.Double Quelle: 65 How to write interoperable Web Services Keine Methoden überschreiben Arrays anstatt Collection API Keine Maps, Enumeration etc. Nur eindimensionale einfache Arrays SwA anstatt DIME Attachments verwenden Im Zweifel Strings verwenden Nicht schon wieder! 66

34 Sicherheit 67 XML Security - Beispiele XML Dokument Allgemein lesbar Verschlüsselter Teil (XML Encryption) Allgemein lesbar, Signiert (XML Signature) 68

35 Generierung einer Digitalen Signatur <?xml version="1.0"/> <bestellung> <waren> <position> <name>hagan Tourenski tour extreme</name> <anzahl>10</anzahl> <preis cur="eur">160</preis> </position>... </bestellung> Dokument an Empfänger <?xml version="1.0"/> <bestellung> Hash- Funktion <waren> <position> <name>hagan Tourenski tour extreme</name> <anzahl>10</anzahl> <preis cur="eur">160</preis> </position>... </bestellung> Hash Signier- Funktion Digitale Signatur Private Key 69 Validierung einer Digitalen Signatur Dokument an Empfänger <?xml version="1.0"/> <bestellung> <waren> <position> <name>hagan Tourenski tour extreme</name> <anzahl>10</anzahl> <preis cur="eur">160</preis> </position>... </bestellung> Hash- Funktion Hash Digitale Signatur Verifizier- Funktion Ergebnis Public Key 70

36 Transparentes signieren/verschlüsseln SOAP Body mit private Key des Clients signieren SOAP Body mit public Key des Clients verifizieren Axis Client Engine Axis Server Engine Service Global Transport Transport Global Service Client Service Impl. SOAP Body mit public Key des Servers verifizieren SOAP Body mit private Key des Servers signieren Request Response Request mit sign. Body Response mit sign. Body 71 Signierter Request <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <soapenv:envelope xmlns:soap-sec="http://schemas.xmlsoap.org/soap/security/ > <soapenv:header> <SOAP-SEC:Signature> <ds:signature xmlns:ds="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#"> <ds:signedinfo> <ds:canonicalizationmethod Algorithm="http://www.w3.org/TR/2001/REC-xml-c14n "/> <ds:signaturemethod Algorithm="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#dsa-sha1"/> <ds:reference URI="#Body"> <ds:digestmethod Algorithm="http://www.w3.org/2000/09/xmldsig#sha1"/> <ds:digestvalue>2jmj7l5rsw0yvb/vlwaykk/ybwk=</ds:digestvalue> </ds:reference> </ds:signedinfo> <ds:signaturevalue>xlychckeghefa7ijioybn9kshg==</ds:signaturevalue> <ds:keyinfo>[ X509 Zertifikat]</ds:KeyInfo> </ds:signature> </SOAP-SEC:Signature> </soapenv:header> <soapenv:body>[ausgeschnitten]</soapenv:body> </soapenv:envelope> Achtung: Stark verkürzt! 72

37 Authentifizierung und Autorisierung mit JAAS Client LoginModul login() 5 LoginModul 6 LoginModul 8 Session 4 7 bestand?() 9 Subject ( Logins, Passwörter, Tokens, Keys) DB oder LDAP 1 Aufruf login-ws ( Übermittlung eines Passworts) ERP 2 Ausführung von LoginModulen 3 LoginModul liest Credentials aus DB z.b. Passwörter, Token u. Schlüssel 4 LoginModul befüllt Subject mit Credentials 5 Subject wird in die Session gelegt 6 Cookie wird zum Client übertragen 7 Client ruft Businessmethode auf 8 Informationen zur Anmeldung am ERP System werden aus Subject geholt 9 Zugriff auf ERP System mit Anmeldeinformationen aus dem Subject 73 Weitere Möglichkeiten SSL vom Tomcat verwenden Apache mit SSL vorschalten Integration mit Servlet 2.2 Sicherheit 74

38 Wie löse ich die Sicherheit?...[WS-Security] will be useful for some, but in the meantime the existing SSL (Secure Sockets Layer) security standard "solves 80 percent" of security needs for Web services... Anne Thomas Manes, The Burton Group Corp 75 EJB als Web Service 76

39 EJB Provider Web Container EJB Server Axis Web Service Stateless SessionBean EJB Client Bibliothek Entity SessionBean Deployment Descriptor mit Informationen zum SessionBean. Achtung: JNDI Properties angeben 77 EJB Provider <?xml version="1.0" encoding="cp1252"?> <deployment xmlns="http://xml.apache.org/axis/wsdd/" xmlns:java="http://xml.apache.org/axis/wsdd/providers/java"> <service name="addiererservice" provider="java:ejb"> <parameter name="beanjndiname" value="ejb/addierer"/> <parameter name="homeinterfacename" value="de.oio.xsoap.ejb.addiererhome"/> <parameter name="remoteinterfacename" value="de.oio.xsoap.ejb.addierer"/> <parameter name="allowedmethods" value="add"/> <parameter name="jndiurl" value="jnp://localhost:1099"/> <parameter name="jndicontextclass" value="org.jnp.interfaces.namingcontextfactory"/> </service> </deployment> 78

40 Performance 79 Performance Lastverhalten Große XML Dokumente Sicherheit Signaturen, Verschlüsselung 80

41 Daumenwerte für Roundtrips Signiert < 500ms Normal < 30ms CORBA < 3 ms JAX Axis -> xignite.net document Style 1400 ms Lokale Aufrufe, PIII 600 Mhz, JDK 1.4, Axis 1.1 RC2 81 Warum Axis Axis ist eine J2EE Web Anwendung Eigener Code kann in die Webapp integriert werden Axis kann in eigene Webapps integriert werden Open Source unter ASF Lizenz Schnell Stabil Flexibel Erweiterbar Weite Verbreitung 82

42 Quellen Axis Wiki Die SOAP Engine Apache AXIS 83 Fragen?????? 84

43 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Thomas Bayer Weblog: Orientation in Objects GmbH Weinheimer Str Mannheim 85

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