A Conceptual Architecture for Semantic Web Enabled Web Services David Spretke Seminar Web Services and Semantic Web Wintersemester 2007/ 08 Universität Konstanz 22. 01. 2008
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion Outline Introduction SWWS Requirement Web Service Modeling Framework Conceptual Architecture Related Work Conclusion
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion Introduction Semantic Web Enabled Web Services Bringing the web to its full potential Dynamic Web Services UDDI, WSDL, SOAP Intelligent Web Services (Semantic Web Services) Static WWW URI, HTML, HTTP Semantic Web RDF, RDF(S), OWL Time line
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion Introduction Semantic Web Enabled Web Services Überführen des Webs in verteiltes Berechnungsmodell Basis dafür bilden Semantic Web Technologien (RDF, RDF-S, OWL) maschinell verarbeitbare und interpretierbare Web-Inhalte Ziel ist die automatische Entdeckung, Auswahl und Ausführung von Web Diensten Ontologien als konzeptuelle Modelle
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion Introduction Web Service Stack & Semantics Technology Protocol Stack BPEL4WS Service Flow & Composition Trading Partner Agreement Service Agreement UDDI / WS Inspection Service Discovery Semantics UDDI Service Publication WSDL Service Description WS Security Service Messaging SOAP XML Messaging HTTP, FTP, SMTP, MQ, RMI over IIOP Transport
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion Introduction fully enabled e-commerce weltweite Kommunikation/Handel zwischen jedermann benötigt mechanisiert Unterstützung Finden und Vergleich von Anbietern und Produkten Umgang mit numerischen / heterogenen Datenformaten / Business Logics maschinell ausführbare Semantiken von Informationen konzeptuelles Modeling Framework konzeptuelle Architektur auf Basis existierender Web Service Standards Prinzipien starke Entkopplung skalierbarer Vermittlungsservice
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion SWWS Requirements B2B Use Case employee specification manager get authorization calculate cheapest laptop calculate cheapest combination send purchase order purchasing process get offer get service contract hardware vendors service contract vendors Dell Apple HP
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion SWWS Requirements Probleme Modellierung des gesamten Prozesses Ausführung als Geschäftsprozess Sicherheit und Zuverlässigkeit der Netzwerk- Transaktionen Finden der Anbieter von Hardware und Wartungsverträgen Initialisierung eines Nachrichtenaustauschs Preise und Produkte vergleichbar machen Erfordert Transformation verschiedener Formate von Dokumenttypen
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion SWWS Requirements Voraussetzungen Dokumenttypen Beschreibung des Dokumentinhalts (Kaufaufträge, Rechnungen) Definition des Inhalts mittels Elementterme (Bestellnummer, Artikelpreis) Ontologien zum Beschreiben der Struktur und Semantiken
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion SWWS Requirements Voraussetzungen Dokumenttypen Syntax Verschiedene Syntax-Formate XML EDI (Electronic Data Interchange)
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion SWWS Requirements Voraussetzungen Dokumenttypen Syntax Semantics Initialisierung mit korrekten Werten Vokabular mit gültigen Werten Regeln zur automatisierten Erzeugung konsistenter Werte Verwendung von Ontologien Definition der Absicht für Austausch eines Dokuments
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion SWWS Requirements Voraussetzungen Dokumenttypen Syntax Semantics Transportbindung HTTP/S, S/MIME, FTP, EDIINT Auswahl des Transport-Modells Für jede verfügbare Transportart: Festlegen des Nachrichten-Layouts interne Darstellung des Dokuments
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion SWWS Requirements Voraussetzungen Dokumenttypen Syntax Semantics Transportbindung Austauschverhalten Festlegung des verwendeten Protokolls zur Service Nutzer - Provider - Kommunikation
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion SWWS Requirements Voraussetzungen Dokumenttypen Syntax Semantics Transportbindung Austauschverhalten Prozess-Definition Definition der Geschäftsprozesse in Abhängigkeit von Nachrichtensequenzen Ermöglicht konsistenten Prozess-Status
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion SWWS Requirements Voraussetzungen Dokumenttypen Syntax Semantics Transportbindung Austauschverhalten Prozess-Definition Sicherheit Verschlüsselung/Signaturen gewährleisten Datenschutz Non-repudiation Service geben Auskunft über den Erhalt/Versand von Nachrichten
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion Web Service Modeling Framework Grundlage zur Beschreibung und Entwicklung von Web Services und seinen Komponenten zwei komplementäre Prinzipien eine starke Entkopplung der unterschiedlichen Komponenten ein skalierbaren Vermittlungsdienst, basierend auf Semantic Web Technologien vier unterschiedliche Hauptelemente
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion Web Service Modeling Framework Grundlage zur Beschreibung und Entwicklung von Web Services und seinen Komponenten zwei komplementäre Prinzipien eine starke Entkopplung der unterschiedlichen Terminologie für die anderen Komponenten Bestandteile Abbildung der Semantik inkompatibler ein skalierbaren Vermittlungsdienst, basierend auf Komponenten auf gemeinsame Semantic Web Technologien Ontologie vier unterschiedliche Hauptelemente Ontology
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion Web Service Modeling Framework Grundlage zur Beschreibung und Entwicklung von Web Services und seinen Komponenten zwei komplementäre Prinzipien eine starke Entkopplung der unterschiedlichen Komponenten ein skalierbaren Vermittlungsdienst, basierend auf Semantic Web Technologien vier unterschiedliche Hauptelemente Definition der Problemstellung Pre-Conditions Was muss gelten, damit der Service genutzt werden darf? Welche Eingabeinformationen sind notwendig? Post-Conditions Bedingungen, die für die Ausgabe zutreffen Ontology Goal Repositories
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion Web Service Modeling Framework Grundlage zur Beschreibung und Entwicklung von Web Services und seinen Komponenten zwei komplementäre Prinzipien Black Box Descriptions eine starke Entkopplung der unterschiedlichen Name des Web Service Komponenten Ziel des Web Services Pre/Post-Conditions ein skalierbaren Vermittlungsdienst, basierend auf Struktur der Eingabe-/Ausgabe- Semantic Web Technologien Daten vier unterschiedliche Hauptelemente Ontology Goal Repositories Web Service Descriptions
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion Web Service Modeling Framework Grundlage zur Beschreibung und Entwicklung von Web Services und seinen Komponenten zwei komplementäre Prinzipien eine starke Entkopplung der unterschiedlichen Komponenten ein skalierbaren Vermittlungsdienst, basierend auf Semantic Web Technologien vier unterschiedliche Hauptelemente Überbrücken interoperationaler Probleme Adapter Wiederverwendung von Objekt- Beschreibungen Kombinieren verschiedener Objekte Vermittlung zwischen Unterschieden in Datenstrukturen Business Logics Übertragungsprotokollen Service-Aufrufe Ontology Web Service Descriptions Goal Repositories Mediators
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion Conceptual Architecture SWWS Frontend Tools Modeling & Deployment Enviroment Simulation Admin / Management / Configuration SWWS Components Centralized Coordinator & Manager B2B Protocol Engine Discovery Negotiation Deployment Transport Security Audit / Tracking Trading Partner Manager Semantic Transformation Adaptors Web Service, Goal, Ontology and Workflow Manager Customer Database Legacy Database (Web) Application Database Workflow Engine... Ontology Server Repository External Data & Applications SWWS Storage and External Components
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion Conceptual Architecture Ontology Support in SWWS Ontologien notwendig für Dokumenttypen und Semantiken Dokumenttypen Definition der Datenstruktur Bezug auf Konzepte, Konzeptaspekte und Beziehungen zwischen Konzepten Semantiken Bezug auf den korrekten Bestand von Attributen mit richtigen Werten Speicherung und Zugriff auf/über Ontologie Server und Repositories
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion Conceptual Architecture Mediation Support in SWWS WSMF setzt Peer-to-Peer Kommunikationsstruktur voraus Vermittlung von Unterschiede innerhalb der Dokumenttypen, Semantiken, Business Logics Bsp: California - CA Vermittlung übernimmt die <Semantic Transformation> Komponente Regelset für Abweichungen
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion Conceptual Architecture SWWS Szenario Buyer Seller ERP Adapter Coordinator B2B Protocol Engine Workflow Manager Trading Partner Management Transport Audit/ Tracking Transformation Security SWWS Architecture
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion Conceptual Architecture SWWS Szenario Buyer Seller ERP PO Adapter Coordinator B2B Protocol Engine Workflow Manager Trading Partner Management Transport Audit/ Tracking Transformation Security SWWS Architecture PO : Purchase Order
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion Conceptual Architecture SWWS Szenario Buyer Seller ERP PO Adapter Coordinator B2B Protocol Engine Workflow Manager Trading Partner Management Transport Audit/ Tracking Transformation Security SWWS Architecture PO : Purchase Order
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion Conceptual Architecture SWWS Szenario Buyer Seller ERP PO Adapter Coordinator B2B Protocol Engine Workflow Manager Trading Partner Management Transport Audit/ Tracking Transformation Security SWWS Architecture PO : Purchase Order
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Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion Conceptual Architecture SWWS Szenario Buyer Seller ERP PO Adapter Coordinator B2B Protocol Engine Workflow Manager Trading Partner Management Transport Audit/ Tracking Transformation Security SWWS Architecture PO : Purchase Order
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion Conceptual Architecture SWWS Szenario Buyer Seller ERP PO Adapter Coordinator B2B Protocol Engine Workflow Manager Trading Partner Management Transport Audit/ Tracking Transformation Security SWWS Architecture PO : Purchase Order
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion Conceptual Architecture SWWS Szenario Buyer Seller ERP PO Adapter Coordinator B2B Protocol Engine Workflow Manager Trading Partner Management Transport Audit/ Tracking Transformation Security SWWS Architecture PO : Purchase Order
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion Conceptual Architecture SWWS Szenario Buyer Seller ERP PO Adapter Coordinator B2B Protocol Engine Workflow Manager Trading Partner Management Transport Audit/ Tracking Transformation Security SWWS Architecture PO : Purchase Order
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion Conceptual Architecture SWWS Szenario Buyer Seller ERP PO Adapter Coordinator B2B Protocol Engine Workflow Manager Trading Partner Management Transport Audit/ Tracking Transformation Security SWWS Architecture PO : Purchase Order
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion Conceptual Architecture SWWS Szenario Buyer Seller ERP PO Adapter Coordinator B2B Protocol Engine Workflow Manager Trading Partner Management Transport Audit/ Tracking Transformation Security SWWS Architecture PO : Purchase Order
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion Conceptual Architecture SWWS Szenario Buyer Seller ERP PO Adapter Coordinator B2B Protocol Engine Workflow Manager Trading Partner Management Transport PO PO Audit/ Tracking Transformation Security SWWS Architecture PO : Purchase Order
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion Conceptual Architecture SWWS Szenario Buyer Seller ERP PO POA Adapter Coordinator B2B Protocol Engine Workflow Manager Trading Partner Management Transport PO POA PO POA Audit/ Tracking Transformation Security SWWS Architecture PO : Purchase Order POA : Purchase Order Acknowledgment
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion Related Work WSMO (Web Service Modeling Ontology) verfeinert und erweitert WSMF um formale Ontologie und Sprache W3C Submission seit April 2005 IRS-III (Internet Reasoning Service) verwendet und erweitert WSMO OWL-S (Ontology Web Language for Services)
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion Related Work Ontology Web Language for Services (OWL-S) hervorgegangen aus DAML-S (DARPA Agent Markup Language for Services) OWL-S: Ontologie zur Beschreibung von Web Services OWL-S definiert eine Reihe von Klassen/Eigenschaften zur Beschreibung eines Web Services Service Profile Service Model atomarer Prozess einfacher Prozess zusammengesetzter Prozess Service Grounding
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion Related Work WSMF/WSMO vs. OWL-S Ontologien sind essentiell für die automatischen Interaktionen mit und zwischen Web Services OWL-S spezialisierte und generalisierte Modellierung Zusammenschluss unabhängiger und atomarer Prozesse zu größeren Prozessen WSMF/WSMO gleichberechtigte Insellösungen Kommunikation über skalierbare Vermittler
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion Conclusion Vision der Semantic Web Enabled Web Services EU finanziertes Projekt 2002-2005 Dieter Fensel, Universität Innsbruck WSMF Framework und SWWS Architektur zur Beschreibung und Modellierung semantischer Web Services mit Fokus auf e-commerce Anwendungen WSMO Implementierungen bereits vorhanden SWWS Architektur rein konzeptuell - Weiterentwicklung fraglich
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion References Christoph Bussler, Dieter Fensel, Alexander Maedche: A Conceptual Architecture for Semantic Web Enabled Web Services, in Special Section on Semantic Web and Data Management, SIGMOD Record. vol. 4, 2002 Artur Dappa, Jana Dittmann, Martin Steinebach, Claus Vielhauer: Eine Sicherheitsarchitektur auf Basis digitaler Wasserzeichen und kryptographischer Ansätze, in Verlässliche IT-Systeme 2001, Sicherheit in komplexen IT-Infrastrukturen, Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbh, Braunschweig/Wiesbaden pp. 209-224, 2001 DAML Services: http://www.daml.org/services/owl-s/ Dieter Fensel, Christoph Bussler: The Web Service Modeling Framework WSMF, in White Paper and Internal Report Vrije Unversiteit Amsterdam, 2002 Liliana Cabral, John Domingue, Enrico Motta, Terry Payne, Farshad Hakimpour: Approaches to Semantic Web Services: An Overview and Comparisons, in Proceedings of the First European Semantic Web Symposium, ESWS 2004, Heraklion, Crete, Greece Web Service Modeling Ontology (WSMO): http://www.w3.org/submission/wsmo/ ESSI WSMO Working Group: http://www.wsmo.org/
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