Einführung in Internet- und Middleware Technologien

Transkript

1 Einführung in Internet- und Middleware Technologien SS 2003 Prof. Dr. Stefan Böttcher Universität Paderborn Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 1

2 Inhaltsüberblick aus Anwendersicht Inhalte Stichwörter IT-Grundbegriffe ( Internet, HTML, HTTP, TCP/IP,... ) Webserver-Aufbau ( Apache,... ) Dokumentenmanagement ( XML, XSL, XPath, DTD,... )... mit mobile Partnern ( WML ) Sicherheit im Internet ( Verschlüsselung,... ) Java ( Applets, Webeinbindung,... ) Web-Server-Technologien ( Servlets, CGI, JSP,... ) Datenbankanbindung ( JDBC, EJB,... ) Systemarchitekturen ( RMI, 3-Tier-Architektur,... ) Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 2

3 Beispiel: Web-Shop??? Applikation Software Hardware Client Web-Shop,... Web-Browser mit Applet,... PC Server Produkt- Datenbank Web-Server, Datenbank,... Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 3

4 IT- und TK-Infrastruktur??? Client Netzwerk Server Applikation (Such-)Dienste, Web-Shop,... Kataloge, Dienste, Mall, Bank,... Software Web-Browser, Applet,... Middleware, Internet,... Web-Server, Datenbank-S.,... Hardware PC, Laptop, Handy,... Festnetz, Funknetz,... Unix-Rechner,... Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 4

5 Software zur Vernetzung Internet-Technologien Web-Client Web-Server Dokumentsprachen Datenbankkopplung Andere Middleware ( CORBA, Java-RMI, SOAP, EJB,... ) Client-Technologie Server-Technologie... (unterschiedliche weitere T.) Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 5

6 Überblick über Middleware? Client Middleware Server Middleware = womit Client und Server kommunizieren Java-RMI : Java CORBA : Java, C++,... (alle Sprachen) SOAP : XML & Java, XML & Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 6

7 Überblick über Internet-Technologien Server-Technologien Datenbankkopplung Dokumentsprachen Client-Technologien Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 7

8 Überblick über Internet-Technologien Server-Technologien XSP Java Server Pages (JSP) Servlet generiert HTML PHP CGI generiert HTML nur HTML trennt Layout / Logik / Daten trennt z.t. Layout / Logik / Daten effizient / geht nur in Java einfach generierte Webseiten geht in jeder Sprache einfach Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 8

9 Überblick über Internet-Technologien nur HTML einfach (Firewalls+) HTML+Javascript schnell entwickelbare Animationen HTML+Applets Typ-sichere, wartbare Animationen Client-Technologien Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 9

10 Überblick über Internet-Technologien Dokumentsprachen nur HTML (läuft auch in altem Browser) XML+XSL (trennt Layout und Inhalt, wartbar) Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 10

11 Überblick über Internet-Technologien Datenbankkopplung entlastet Web-Server Client-PGM ruft DB-Server enge Kopplung Web-Server ruft Datenbankserver Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 11

12 Überblick über Internet-Technologien Server-Technologien XSP Java Server Pages (JSP) Servlet generiert HTML Datenbankkopplung Client-PGM ruft DB-Server PHP CGI generiert HTML nur HTML nur HTML XML+XSL Dokumentsprachen Web-Server ruft Datenbankserver nur HTML HTML+Javascript HTML+Applets Client-Technologien Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 12

13 Internet-Grundlagen: OSI-Modell (1) Anwendung Präsentation Sitzung Transport Netzwerk Verbindung Physische Ebene Client Anwendungsprotokoll Präsentationsprotokoll Sitzungsprotokoll Transportprotokoll Netzwerksprotokoll Verbindungsprotokoll Anwendungsprotokoll Zwischenrechner Anwendung Präsentation Sitzung Transport Netzwerk Verbindung Physische Ebene Server Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 13

14 Internet-Grundlagen: OSI-Modell (2) Anwendung Präsentation Sitzung Transport Netzwerk Verbindung Physische Ebene Client Protokolle der höheren Schichten nutzen jeweils das darunter liegende Protokoll Client-Anwendung ruft Server Anwendung... Client... ruft Server Physische Ebene ruft physische Ebene Anwendung Präsentation Sitzung Transport Netzwerk Verbindung Physische Ebene Server Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 14

15 Internet-Grundlagen: TCP-IP-Modell Anwendung Anwendungsprotokoll z.b. HTTP, FTP, SMTP,... Anwendung Transport Internet Netzwerk- Interface Client Transportprotokoll (TCP) Internetprotokoll (IP) Zwischenrechner Transport Internet Netzwerk- Interface Server Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 15

16 Internet-Grundlagen: Adressierung Client Server Dienst IP-Nummer Name pc-boettshk1.upb.de : PORT daytime 13 telnet 23 http Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 16

17 Internet-Grundlagen: HTTP Client Verbindung öffnen: Server Verbinde zu Anforderung senden: GET /willkommen.html HTTP/1.0 Antwort schicken: HTTP/ OK Server: Apache Web Server Content-Type: text/html Content-Length: 34 Willkommen in unserem Internetshop Verbindung schließen Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 17

18 Internet-Grundlagen: Server und Services Port 13: Zeit 23: Telnet 80: : WWW alternativ 8723: eigener Service Mehrere Services auf einem Rechner => jeder auf einem eigenen Port Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 18

19 2. Internet-Programmierung in Java Sockets HTTP-Client HTTP-Server Proxy-Server Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 19

20 Internetzugriff über Streams und Strings InputStreams (=Datenströme mit Eingabedaten) : Tastatur lokale Dateien Internetseiten Lesen geht für alle Eingabe-Ströme gleich: BufferedReader strom = new BufferedReader ( ein Eingabestrom ) ; String s = strom.readline( ) ; // 1. Zeile lesen Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 20

21 Strings lesen aus Strömen Lesen von der Tastatur BufferedReader ein = new BufferedReader( new InputStreamReader(System.in) ) ; String s = ein.readline() ; while (s!= null) { // hier Zeile verarbeiten s = ein.readline(); // nächste Zeile holen } Lesen aus lokalen Dateien: BufferedReader dateiein = new BufferedReader( new FileInputStream( Kunde.java ) ) ; String s = dateiein.readline() ; //... Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 21

22 Strings lesen aus Strömen (2) Lesen aus dem Internet (über URL) URL url = new URL( " BufferedReader einurl = new BufferedReader( new InputStreamReader(url.openStream()) ); String s = einurl.readline() ; //... Ausnahmen abfangen (bei allen Leseoperationen) try { //... Leseoperationen } catch(exception e) { System.out.println(e); } // Ausnahmen abfangen Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 22

23 Sockets Andere Rechner sind genauso zugreifbar wie lokale Dateien in Java über Eingabe- bzw. Ausgabe-Ströme String host = paris.uni-paderborn.de"; Socket socket = new Socket(host, 13); BufferedReader in = new BufferedReader( new InputStreamReader(socket.getInputStream())); String zeit = in.readline(); System.out.println( Die Zeit auf Rechner " + host + " ist " + zeit); Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 23

24 Ein HTTP-Client import java.io.*; import java.net.*; public class HttpClient { public static void main( String[ ] args ) { try { Socket socket = new Socket(" ", 8080 ); BufferedReader from_server = new BufferedReader( new InputStreamReader( socket.getinputstream() ) ) ; PrintWriter to_server = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(socket.getOutputStream())); // Sende HTTP GET Kommando zum Web server und welche Seite to_server.println("get /start.html"); to_server.println(); to_server.flush(); // sende sofort String zeile = from_server.readline() ; while ( zeile!= null ) { System.out.println( zeile ) ; zeile = from_server.readline() ; } socket.close(); // Wenn alles gelesen ist, schließe Socket } catch (Exception e) { System.out.println(e); } } } Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 24

25 Einfacher HTTP-Spiegelserver import java.io.*; import java.net.*; public class HttpSpiegel { public static void main(string args[]) { try { ServerSocket ss = new ServerSocket(8080); // Service einrichten for(;;) { Socket client = ss.accept( ); // warte bis ein Client sich anmeldet BufferedReader in = new BufferedReader( new InputStreamReader( client.getinputstream( ) ) ); PrintWriter out = new PrintWriter( new OutputStreamWriter( client.getoutputstream( ) ) ); out.println("http/ "); out.println("content-type: text/plain"); out.println( ); out.flush( ); String zeile = in.readline( ) ; while( zeile!= null && zeile.length( )!= 0 ) { out.println( zeile ); zeile = in.readline() ; } out.close( ); in.close( ); client.close( ); } // for: Warte auf nächsten Client } catch (Exception e) { System.out.println(e); } } } Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 25

26 Einfacher HTTP-Spiegelserver import java.io.*; import java.net.*; public class HttpSpiegel { public static void main(string args[]) { try { ServerSocket ss = new ServerSocket(8080); // Service einrichten for(;;) { Socket client = ss.accept( ); // warte bis ein Client sich anmeldet BufferedReader in = new BufferedReader( new InputStreamReader( client.getinputstream( ) ) ); PrintWriter out = new PrintWriter( new OutputStreamWriter( client.getoutputstream( ) ) ); out.println("http/ "); out.println("content-type: text/plain"); out.println( ); out.flush( ); String zeile = in.readline( ) ; while( zeile!= null && zeile.length( )!= 0 ) { out.println( zeile ); zeile = in.readline() ; } out.close( ); in.close( ); client.close( ); } // for: Warte auf nächsten Client } catch (Exception e) { System.out.println(e); } } } Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 26

27 3. Java-Webserver (1) Der Tomcat-Webserver Servlets HTML-Forms Session-Konzepte Servlets mit Datenbank-Anbindung Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 27

28 Generierter HTML-Code <html> <head> <title> Generierter HTML-Code</title> </head> <body> Jetzt, Do 8. Feb 10:00:00 Uhr bieten wir Ihnen... </body> </html> Variabler Teil Konstanter Teil Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 28

29 Java-Code zum generieren der Seite import java.io.*; import java.util.*; Variable für die Ausgabe Ausgabestrom public class Kunde3 { public static void main( String[ ] args ) { Date zeit = new Date() ; PrintWriter aus = new PrintWriter(System.out) ; // aus für Ausgabe aus.println("<html>"); aus.println(" <head> <title> Kunde3 </title> </head> "); aus.println(" <body>"); aus.println(" <p>jetzt, "+ zeit + " bieten wir Ihnen:... \n </p>"); aus.println(" </body>"); aus.println("</html>"); aus.close() ; } } Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 29

30 Tomcat Web-Server installieren download von: Default-Installation vornehmen Server starten mit: C:\tomcat\bin\startup.bat Server stoppen mit: C:\tomcat\bin\shutdown.bat Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 30

31 HTML-Dokumente auf dem Server speichern Dokumente speichern in: C:\tomcat\Webapps\Root z.b.: HTML-Dokument lokal speichern als C:\tomcat\Webapps\Root\Start.html HTML-Dokumente ggf. editieren, z.b. mit Netscape (Datei Seite ändern) oder UltraEdit Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 31

32 Tomcat Web-Server zugreifen im Browser Zugriff auf: IP-Nummer eines laufenden Tomcat-Servers Default-Port: 8080 Dokumentname (z.b. Start.html) eines Dokuments im Root-Verzeichnis C:\tomcat\Webapps\Root Zugriff auf Dokumente in Unterverzeichnissen des Root-Verzeichnisses über Pfade, z.b. Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 32

33 Überblick: Web-Server mit Servlets Browser auf dem Client evtl. mit Eingaben ruft Erzeugt HTML- Seite Web-Server HTML-Seiten evtl. Servlets Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 33

34 Servlet : erstes Beispiel Servlet-Ausgabe IP-Nummer Port (8080) Servlet-Verzeichnis des Web-Servers Servlet-Name Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 34

35 Was ist ein Servlet? (in Java geschriebene und compilierte) Anwendung auf dem Server. wird vom Webserver automatisch gestartet. erzeugt eine neue Seite für den Client. wird auf dem Server gespeichert, z.b. in C:\tomcat\webapps\Root\Web-Inf\classes kann Eingaben des Benutzers in HTML-Forms verarbeiten. Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 35

36 Servlet-Code zum ersten Beispiel import java.io.* ; import javax.servlet.* ; import javax.servlet.http.* ; public class Servlet1 extends HttpServlet { public void doget ( HttpServletRequest req, HttpServletResponse res ) throws ServletException, IOException { res.setcontenttype("text/html"); PrintWriter aus = res.getwriter ( ); aus.println( Willkommen in unserem Internetshop!"); } } Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 36

37 HTML-Form-Beispiel Submit-Knopf Input-Feld Webseite Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 37

38 HTML-Form Teil eines HTML-Dokuments Kann Eingaben des Benutzers verarbeiten. Input-Felder für interaktive Eingabe des Benutzers auf dem Client Submit-Knopf (zum abschicken des ausgefüllten Formulars) Eingaben werden z.b. in Servlets verarbeitet Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 38

39 HTML-Form-Code-Beispiel <html> <head> <title> Hallo Kunde, bitte identifizieren! </title> </head> <body> <H3>Herzlich willkommen in unserem Internetshop. Bitte geben Sie Ihren Namen ein! </H3> <form method=get action="servlet/kenntkunde"> <input type=text name="anrede"> <p> <input type=submit value="absenden"> </form> </body> </html> Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 39

40 Servlet-Code zum Form Beispiel import java.io.*; import javax.servlet.*; import javax.servlet.http.*; public class KenntKunde extends HttpServlet { public void doget ( HttpServletRequest req, HttpServletResponse res ) throws ServletException, IOException { res.setcontenttype("text/html"); PrintWriter aus = res.getwriter (); String kunde = req.getparameter("anrede"); aus.println("ihre Name ist: "); aus.println( kunde ); } } Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 40

41 Ausgabe des Servlets Ausgabe Servlet Parameter Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 41

42 Alternative: Servlet generiert HTML-Code Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 42

43 Servlet generiert HTML-Code import java.io.*; import javax.servlet.*; import javax.servlet.http.*; public class KenntKunde2 extends HttpServlet { public void doget ( HttpServletRequest req, HttpServletResponse res ) throws ServletException, IOException { res.setcontenttype("text/html"); PrintWriter aus = res.getwriter ( ); String kunde = req.getparameter("anrede"); aus.println("<html><head><title>willkommen</title></head><body>"); aus.println("<h3>hallo <i>" + kunde + "</i>, willkommen in unserem...!</h3>"); aus.println("<h3>in welchem Jahr sind Sie geboren, " + kunde +"?</h3>" ); } } aus.println("<form method=get action=rechnet>"); aus.println("<input type=text name=alter><p>"); aus.println("<input type=submit value=absenden>"); aus.println("</form></body></html>"); Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 43

44 Umwandlung von Strings in Zahlen/Ausnahmen String s = tf.gettext() ; // String s aus TextField tf einlesen Umwandlung nach int über Klasse Integer try{ // try-block wird ausgeführt, bis Ausnahme auftritt // Ausnahme, falls s keine Ganzzahl enthält int intwert = Integer.valueOf( s ).intvalue() ; } catch ( Exception e ) { System.out.println( Fehler : + e ) ; } Umwandlung nach double über Klasse Double try{ // Ausnahme, falls s keine Komma-Zahl enthält double doublewert = Double.valueOf( s ).doublevalue() ; } catch ( Exception e ) { System.out.println( Fehler : + e ) ; } auffangen einer Ausnahme Ausnahme-Behandlung Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 44

45 Ausgabe des Servlets Rechnet.class Servlet Parameter Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 45

46 Java-Code des Servlets: Rechnet.java import java.io.*; import javax.servlet.*; import javax.servlet.http.*; public class KenntKundeundRechnet extends HttpServlet { public void doget ( HttpServletRequest req, HttpServletResponse res ) throws ServletException, IOException { res.setcontenttype("text/html"); PrintWriter aus = res.getwriter (); String geburtsjahr = req.getparameter("alter"); int alter = new Integer(geburtsjahr).intValue(); aus.println( "<HTML><HEAD><TITLE>Berechnet Alter des Kunden" + "</TITLE></HEAD><BODY>" ); aus.println("<h3>2001 minus " + geburtsjahr + " sind " + alter + ".</H3><P>"); aus.println("dann sind Sie also <b>" + alter + "</b> Jahre alt " + "- oder werden es noch in diesem Jahr </BODY></HTML>"); } } Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 46

47 HTML-Form-Passwort-Beispiel Passwort-Felder für NICHT SICHTBARE interaktive Eingabe des Benutzers. Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 47

48 HTML-Code zum Passwort-Beispiel <html> <head> <title>hallo Kunde, Passwort bitte!</title> </head> <body> <H3>Herzlich willkommen in unserem Internetshop! </H3> <p> <form method=get action="servlet/kenntkunde2"> Benutzername: < input type=text name= anrede ><p> Passwort: < input type=password name= code ><p> < input type=submit value= Absenden > </form> </body> </html> Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 48

49 Servlet-Code zur Passwort-Abfrage Passwort abfragen in Java... public void doget ( HttpServletRequest req, HttpServletResponse res ) throws ServletException, IOException {... String passwort = req.getparameter( code ); if ( passwort.equals( xy45!q% ) ) SeiteZeigen ( res ) ; else MeldungFalschesPasswort ( res ) ; } Seite generieren, je nachdem, ob Passwort o.k. Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 49

50 INPUT-Arten für HTML-Forms Submit-Knopf zum Abschicken der Eingabe Reset-Knopf zum Zurücksetzen der Eingabe Image (wirkt wie Submit) Checkbox Radio-Button Text : Feld zur sichtbaren Eingabe von Text Passwort: Feld zur Eingabe von Passwörtern NICHT SICHTBARE Hidden-Felder für Sitzungsinformationen. Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 50

51 Sitzungen Hidden-Felder werden benutzt, um Informationen von einer Seite zur nächsten zu tragen. Alternative 1: Alle bisher ausgetauschten Daten werden im Hiddenfeld codiert. Alternative 2: Nur eine Session-Id wird im Hiddenfeld codiert, der Rest wird serverseitig gespeichert. Datenbanken und Informationssysteme 2 - SS Prof. Dr. Stefan Böttcher Folie 51