Corso di Applicazioni Telematiche

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1 Service Oriented Architectures e Web Services Corso di Applicazioni Telematiche A.A Prof. Simon Pietro Romano Università degli Studi di Napoli Federico II Facoltà di Ingegneria

2 Cos è un Web Service? L evoluzione delle tecnologie Internet ha due obiettivi principali: soddisfare i bisogni degli utenti integrare sistemi informativi eterogenei e sempre più complessi Web Service: componenti software distribuiti ed accoppiati in modo lasco forniscono un servizio ben definito servizio inteso non necessariamente come un servizio finale, ma come un componente indipendente che può essere usato per fornire un servizio finale sono accessibili da programmi mediante protocolli Internet standard

3 Web Services secondo il W3C Software applications identified by a URI, whose interface and bindings are capable of being identified, described and discovered by XML artifacts and supports direct interactions with other software applications using XML based messages via Internetbased protocls (W3C).

4 Web Service: definizioni Componenti per la programmazione web: auto-contenuti, auto-descrittivi, modulari possono essere, sempre tramite interazioni basate sul web: pubblicati localizzati invocati

5 Caratteristiche dei Web Service Riutilizzabili Indipendenti da: piattaforma (Unix, Windows, Mac, ) implementazione (VB, C#, Java,...) architettura sottostante (.NET, J2EE, ) Accessibili mediante un interfaccia standard auto-descrittiva Combinano opportunamente: lo sviluppo basato sui componenti gli standard web

6 Service Oriented Architecture (SOA) I WS si basano sulla cosiddetta Service Oriented Architecture (SOA) Tre componenti principali: 1. Service Provider rende disponibile il servizio e pubblica il contratto che ne descrive l interfaccia, tramite un apposita entità detta Broker 2. Service Requestor o Consumer invia richieste al service broker; quest ultimo cerca il servizio compatibile 3. Service Registry o Broker fornisce informazioni al consumer riguardo quale servizio utilizzare (ivi compresa la sua localizzazione)

7 Scenario di richiesta di un servizio Ricerca di un servizio Richiesta al registro Link verso il servizio Registro Client Descrizione Richiesta della descrizione del servizio Descrizione del servizio Invocazione del servizio Chiamate Service Risposte

8 WS: non così nuovi Sun RPC (Remote Procedure Call) 1985 CORBA (Common Object Resource Broker) 1992 DCE/RPC 1993 Microsoft COM 1993 Microsoft DCOM 1996 Java RMI (Remote Method Invocation) 1996

9 ma comunque diversi! Neutrali rispetto alla piattaforma Basati su standard aperti Interoperabili Basati sull impiego di componenti software ampiamente diffusi parser XML server HTTP

10 Web Services: ruoli ed interazioni Service Service Provider Service Registry Find Service User

11 Web Services: architettura Interazione: SOAP Dati: XML Service Provider Comunicazione: HTTP Service Broker UDDI/WSDL Find Service User

12 Web Services: scenario tipico di interazione Il Provider crea e definisce il servizio utilizzando il linguaggio WSDL (Web Services Description Language) Il Provider registra il servizio tramite UDDI (Universal Description Discovery and Integration) L utente trova il servizio effettuando una ricerca nel registro UDDI L applicazione utente: si collega ( binding ) al Web Service invoca le operazioni da esso definite, tramite il protocollo SOAP (Simple Object Access Protocol)

13 Stack di tecnologie per i web services UDDI (Universal Description, Discovery and Integration): le pagine gialle dei servizi Web WSDL (Web Services Description Language): descrizione dei messaggi SOAP (Simple Object Access Protocol): protocollo per lo scambio di messaggi XML (extensible Markup Language): formato per lo scambio dei dati Emerging layers UDDI WSDL SOAP Internet Protocols (HTTP, FTP,...)

14 Web Services: protocolli Web Service Consumer Find a Service Link to discovery document Discovery HTML with link to WSDL How do we talk? (WSDL) return service descriptions (XML) Let me talk to you (SOAP) return service response (XML) UDDI Web Service

15 Servizi di comunicazione e trasporto Strato di trasporto: XML è usato per descrivere la struttura dei messaggi scambiati tra servizi Web Il messaggio è costituito da: l identificativo il destinatario una lista di argomenti eventuali il nome dell operazione invocata una lista di valori di ritorno attesi altri parametri SOAP HTTP TCP/IP Transport

16 Trasporto HTTP, con il metodo POST, è il più comune ma è possibile: utilizzare HTTP, con il metodo GET adoperare altri protocolli classici FTP SMTP adoperare altri protocolli di nuova generazione: Jabber (XMPP) BEEP

17 SOAP Un protocollo basato su XML e tipicamente incapsulato in HTTP Costituito da: un involucro esterno per descrivere: ciò che c è in un messaggio come processare il messaggio un insieme di regole di codifica per rappresentare istanze di tipi di dati definiti a livello applicativo una convenzione per rappresentare chiamate a procedure remote, insieme alle relative risposte

18 Messaggio SOAP La struttura dei messaggi SOAP la busta l header Il corpo del messaggio Busta SOAP <SOAP:Envelope xmlns:soap=" Header SOAP <SOAP:Header> <example:header xmlns:example=" </SOAP:Header> Corpo del messaggio SOAP <SOAP:Body> <example:body xmlns:example=" </SOAP:Body> </SOAP:Envelope>

19 Schema della comunicazione SOAP Applicazione Client XML API Client SOAP HTTP API HTTP XML API Server SOAP HTTP API Applicazione Server

20 Chiamata al metodo remoto CLIENT Stack a=5 b=6 SERVER Stack a=5 b=6 SOAP XML <a>5 </a> <b>6 </b> HTTP SOAP

21 Invio del messaggio di risposta CLIENT Stack Result=30 SERVER Stack Result = 30 SOAP XML <Result> 30 </Result> HTTP SOAP

22 Esempio di richiesta SOAP POST /AT-WebServicesSample2/services/DayOfWeekPort HTTP/1.0 Content-Type: text/xml; charset=utf-8 Accept: application/soap+xml, application/dime, multipart/related, text/* User-Agent: Axis/1.4 Host: localhost:8080 Cache-Control: no-cache Pragma: no-cache SOAPAction: "getdayofweek" Content-Length: 304 <?xml version="1.0" encoding="utf-8" standalone="no"?> <soapenv:envelope xmlns:soapenv=" xmlns:xsd=" xmlns:xsi=" <soapenv:body> <date xsi:type="xsd:date"> </date> </soapenv:body> </soapenv:envelope>

23 Esempio di risposta SOAP HTTP/ OK Server: Apache-Coyote/1.1 Content-Type: text/xml;charset=utf-8 Date: Mon, 12 Apr :56:35 GMT Connection: close <?xml version="1.0" encoding="utf-8" standalone="no"?> <soapenv:envelope xmlns:soapenv=" " xmlns:xsd=" xmlns:xsi=" <soapenv:body> <dayofweek>ok ciccio...the day is a : Monday</dayOfWeek> </soapenv:body> </soapenv:envelope>

24 WSDL Documento XML che contiene la descrizione dell interazione client-server Un documento WSDL completo deve dare due tipi di informazioni: Descrizione del servizio di livello applicativo (interfaccia astratta) Vocabolario Messaggi Interazioni Dettagli dipendenti dal protocollo specifico quale protocollo di comunicazione usare: es. SOAP su HTTP tipi di interazione su questo protocollo endpoint (indirizzo di rete)

25 WSDL: struttura Tipi: definizione dei tipi di dati del Web Service (uso di XMLSchema) Messaggio: definizione dei messaggi che fanno riferimento ai tipi Tipo di porta: insieme di operazioni (action) implementate da un Web Service una porta è un punto di terminazione identificato in maniera univoca da: un identificativo (ad es: URL) un binding Binding WSDL/SOAP: un protocollo concreto d accesso a una porta e un formato dei messaggi e dei dati per questa porta Servizio: una collezione di porte (le instanze delle porte WSDL) <wsdl:definition> <wsdl:types> </wsdl:types> <wsdl:message> <wsdl:message> </wsdl:message> </wsdl:message> <wsdl:porttype> <wsdl:porttype> </wsdl:porttype> </wsdl:porttype> <wsdl:service> <wsdl:service> <wsdl:binding> </wsdl:service> </wsdl:service> </wsdl:binding> <wsdl:service> <wsdl:service> </wsdl:service> </wsdl:service> </wsdl:definition>

26 WSDL in sintesi Types Message Port Type Operation Binding Definizioni tipi di dati Firme di richesta e risposta per ogni metodo ( IDL) <servizio, protocollo> operazioni metodo messaggi Specifica del Protocollo e del formato dei dati Service { Port binding } Port Indirizzo ( URL)

27 WSDL: un esempio

28 UDDI Universal Description, Discovery and Integration insieme di specifiche che definiscono un modo per pubblicare e cercare servizi attraverso una repository centralizzata Obiettivo: fornire un catalogo mondiale che permetta di ricercare i Servizi Web in base allo stesso principio delle pagine gialle Definizione delle informazioni da fornire per ciascun servizio e del tipo di codifica API di ricerca ed aggiornamento che descrivono come si può accedere alla repository ed aggiornare le informazioni La riuscita di UDDI richiede che i diversi fornitori di Servizi Web si accordino sulla definizione di criteri comuni e di determinate categorie di servizi Operatori: Microsoft, IBM, SAP e HP Problematico cfr. slide seguente!

29 UDDI: un registro pubblico?

30 UDDI: un sito di esempio ancora vivo

31 Discovery UDDI Inquiry UDDI Registry Publish

32 Discovery UDDI Inquiry UDDI Registry Publish

33 UDDI Le specifiche UDDI definiscono le tre parti costituenti il registry Pagine bianche Identità del fornitore, indirizzo fisico ed elettronico, qualificazioni che fanno riferimento a tassonomie industriali standard Pagine gialle La descrizione dei servizi offerti Pagine verdi Informazioni sui modelli di accesso al servizio e i differenti modelli di dati sottostanti

34 Servizi Business Si tratta generalmente di funzioni legate al commercio elettronico Riproduzione in un mondo virtuale delle transazioni commerciali del mondo reale transazioni, contratti, fatturazione, pagamenti, ecc. I servizi Web Business mettono a disposizione degli sviluppatori un insieme di specifiche che facilitano lo sviluppo di applicazioni Web per settori applicativi specifici Per quanto riguarda gli aspetti tecnici, la specifica di alcuni Servizi Business è iniziata prima delle attività di standardizzazione del W3C

35 Servizi Business ebxml e RosettaNet: per formalizzare un infrastruttura completa per l e-commerce BitzTalk di Microsoft: formalizzazione dello scambio elettronico dei documenti professionali (fatture, ordini, ecc.) tra applicazioni Web distribuite WSFL (Web Services Flow Language) di IBM, XLANG di Microsoft e WSCL (Web Services Conversation Language) di HP per la specifica della composizione di un applicazione Web per l esecuzione di processi business BPML (Business Process Modeling Language) e BPQL del consorzio BPMI: una parte delle specifiche copre la sincronizzazione dei processi business in diverse aziende (es: gestione delle relazioni con i clienti, logistica, ecc.) WSUI (Web Service User Interface) di Epicentric, WSXL (Web Services Experience Language) di IBM e WSIA (Web Services Interactive Applications) di OASIS: Gestione dell accesso ai servizi Web BizTalk WSFL XLANG BPML BPQL ebxml RosettaNet tpaml WSUI WSXL WSIA Servizi Business

36 Piattaforme di sviluppo e esercizio Web Service su piattaforma leggera Server HTTP e Parser XML Esempi: Apache SOAP, Apache Axis, SOAP::Lite (Perl), PHPSOAP (PHP), WhiteMesa SOAP (C++), SOAP for ADA, Smalltalk Web Services Web Service su Application Server Valori aggiunti: gestione dell accesso concorrente, gestione delle transazioni, sicurezza e autenticazione, infrastrutture, tool di sviluppo Classificazione dei fornitori: Basi di dati: DBMS tradizionale + infrastruttura XML per integrare l architettura UDDI/WSDL/SOAP: Oracle, IBM, Sybase Middleware: BEA, Vitia, IBM, Progress Sistemi operativi: SUN, IBM, Microsoft

37 Supporto Java per Web Services JAX-RPC (Java API for XML-RPC): è di fatto Java RMI (Remote Method Invocation) su SOAP fornisce un interfaccia remota per lo scambio di messaggi SOAP in stile RPC SAAJ (SOAP API with Attachments for Java): è un API che modella la struttura di un messaggio SOAP ed implementa alcune funzionalità del protocollo per la comunicazione JAXM (Java API for XML Messaging): è simile a JMS (Java Message Service) fornisce un infrastruttura di messaging per spedire e ricevere messaggi SOAP

38 SOAP Toolkit: API- vs Stub-based Un toolkit SOAP è un API usata per spedire e ricevere messaggi SOAP Ci sono dozzine di SOAP toolkit in molti linguaggi: Java, C e C++, C#, VB.NET, Perl, ecc. Un toolkit stub-based usa il tradizionale modello di programmazione basato su RPC: uno stub RPC per comunicare con un Web service client-side si modella un Web service come un oggetto (remoto) che espone dei metodi JAX-RPC è lo standard stub-based di EJB 2.1 Un toolkit API-based è usato per costruire messaggi SOAP (Envelope, Header, Body, ecc.) esplicitamente SAAJ è lo standard SOAP API in EJB 2.1

39 Modelli di programmazione JAX-RPC 1. Generated Stub 2. Dynamic Proxy 3. DII (Dynamic Invocation Interface)

40 Generated Stub Il toolkit JAX-RPC genera, in accordo con la descrizione WSDL: l interfaccia java RMI il relativo stub Interfaccia RMI e stub possono poi essere pubblicati in un JNDI ENC (Environment Naming Context) In questo modello lo stub è generato a deployment time

41 Dynamic Proxy Un dynamic proxy è usato nello stesso modo di generated stub, ma: l implementazione dello stub e l interfaccia remota sono generati dinamicamente, a run-time Come per il caso precedente, la generazione dell interfaccia remota avviene in accordo con il documento WSDL che descrive le interfacce come porte ogni porta può avere una o più operazioni Porte e operazioni sono analoghe, rispettivamente, ad interfacce e metodi Java

42 DII (Dynamic Invocation Interface) JAX-RPC supporta un ulteriore API, ancora più dinamica, chiamata DII (Dynamic Invocation Interface) DII permette di assemblare chiamate a metodi SOAP dinamicamente, a run time L idea è la stessa di CORBA Dynamic Invocation Interface JAX-RPC DII permette di: creare oggetti che rappresentano singole operazioni di Web Service, altrimenti modellati come metodi di un interfaccia remota invocare tali operazioni senza la necessità di accedere ad una service factory o di usare uno stub e un interfaccia remota

43 AXIS: Apache extensible Interaction System Un SOAP Engine open source, caratterizzato da: configurazione/deployment molto flessibili (file.wsdd ) supporto per drop-in deployment (Java Web Service, JWS) supporto per tutti i tipi base serializzazione/deserializzazione automatica di Java Bean e possibilità di definire serializer/deserializer custom RPC e message-based provider Supporto per WSDL (WSDL2Java, Java2WSDL) Trasporto: HTTP, JMS (stabili)

44 Domande? 44

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