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1 29/05/2010, Area Ricerca CNR, Pisa Web Service Introduzione Massimo Martinelli Consiglio Nazionale delle Ricerche - CNR Istituto di Scienza e Tecnologie della Informazione - ISTI

2 Il software nell'era di Internet Esistono linguaggi di programmazione (dato del 2007) - più di 1200 sistemi operativi SW installato su dispositivi eterogenei: palmare, televisore, automobile... SW costa scriverlo, modificarlo, sostituirlo: - risorse finanziarie e umane Raro: programma che funziona da solo (senza collegarsi ad altri programmi o risorse installate su dispositivi, sistemi operativi e linguaggi differenti) L'interoperabilità del software non è una moda, è un'esigenza I Web Service forniscono un metodo per far interagire programmi in modo indipendente dal linguaggio e dalla piattaforma

3 Interoperabilità Come fanno due applicazioni a comunicare tra loro? Varie soluzioni proposte in passato: DCE - procedurale RPC, ORB - object oriented COM, DCOM, CORBA, RMI, EJB, MOM -- message oriented JMS, PROBLEMA: generalmente servono a mettere in comunicazione due programmi utilizzando un formato binario in modo sincrono tra implementazioni equivalenti (stesso linguaggio e piattaforma) e/o proprietarie in una rete intranet sicura in un modo piuttosto complicato

4 Le possibili soluzioni devono prevedere Indipendenza dalla piattaforma e dal linguaggio (separazione della specifica dall implementazione) Interazioni basate su messaggi sincroni e anche asincroni Comunicazioni su Internet (non solo intranet) Protocolli standard prestabiliti che tengano di conto della sicurezza

5 Le soluzioni emerse ad oggi XML-RPC SOAP simili REST XML-RPC si basa su uno scambio di informazioni codificate tramite un XML molto semplice e utilizza HTTP come mezzo di trasporto SOAP (XML-Protocol) ha una specifica più ampia basata su XML, utilizza HTTP/HTTPS come protocollo di trasporto ma prevede il supporto per altri protocolli ( SMTP, FTP, TCP diretto, ) REST mette a disposizione dei metodi (API) che mappano le azioni HTTP come GET, PUT, POST, DELETE per gestire le informazioni sul server remoto Lo scambio di informazioni può essere basato su XML ma non è vincolante come per XML-RPC e SOAP (utilizza una forma libera)

6 Limiti di XML-RPC Sincronia: risposta avviene sulla stessa connessione HTTP richiesta Gestione problemi timeout o errori calcolo Stateless: HTTP non mantiene lo stato, non ha un concetto di sessione, ogni richiesta-risposta ha una vita a se programmazione procedurale: scarsa gestione degli oggetti HTTP pensato per far comunicare browser e server non applicazione e applicazione Manca la gestione della sicurezza

7 SOA Service Oriented Architecture

8 SOA Service Oriented Architecture Registro dei Servizi prova questo cerco un servizio che mi consenta di Richiedente di un Servizio r e ric ca pu bb l utilizzo del servizio (bind) vorrei utilizzare questo servizio ic az io ne fornisco questo servizio con questi criteri Fornitore di un Servizio

9 Cosa è un Web Service Definizione e significato in evoluzione Definizione formale secondo il W3C: Un Web service è una applicazione software identificata da un identificatore univoco delle risorse (URI), le cui interfacce e i binding (protocolli e codifiche) sono in grado di essere definite, descritte e ricercate tramite artefatti XML e supporta interazioni dirette con altre applicazioni software usando messaggi basati su XML tramite protocolli basati sui internet.

10 Web Services: tecnologie standard Protocollo di comunicazione HTTP/HTTPS, previsti anche anche SMTP, FTP, TCP, Codifica delle informazioni SOAP (Simple Object Access Protocol), XML Schema Descrizione dell interfaccia WSDL (Web Services Definition Language) Descrizione e ricerca del servizio UDDI (Universal Description, Discovery and Integration protocol) Sicurezza WS-Security(WS-Secure Conversation, WS-Federation, WS-Authorization, WS-Policy, WS-Trust, WS-Privacy), XML-Signature, XML-Encryption,...

11 SOA Service Oriented Architecture Registro dei Servizi r ic Richiedente di un Servizio c er a ud di pu b ud di utilizzo del servizio (bind) wsdl soap bl ic a zi on e Fornitore di un Servizio

12 SOAP Simple Object Access Protocol / Service Oriented Architecture Protocol

13 SOAP Semplice protocollo XML per scambio di informazione strutturata su Internet in modo decentralizzato in ambienti distribuiti Si basa su: Un contenitore (envelope) che definisce una struttura per descrivere il contenuto del messaggio (body) e chi e come deve elaborarlo (header opzionale) Un insieme di regole di codifica per esprimere istanze di tipi di dato definiti da applicazioni e una convenzione per rappresentare chiamate a procedure remote e le risposte Hea der Bod y cod ifica XM L XML Envelope

14 Modalità SOAP: Messaggio e SOAP-RPC Messaggio (one-way/senso unico) Applicazione 1 Applicazione 2 Chiamata di procedura remota e risposta Comunicazione asincrona e sincrona

15 Modello di elaborazione SOAP: mittente, intermediari e destinatario finale Applicazione 1 Intermediario 1 SOAP Envelope SOAP Envelope SOAP Header SOAP Header Header Block: aaa Intermediario 2 SOAP Envelope SOAP Header Header Block: aaa Header Block: aaa Header Block: bbb Header Block: bbb Header Block: bbb SOAP Body SOAP Body SOAP Body Body sub-element: x Body sub-element: x Body sub-element: x Body sub-element: y Body sub-element: y Body sub-element: y Body: riservato al destinatario finale I blocchi header processati devono essere rimossi Intermediario attivo (elabora) o passivo (gira il messaggio ad un altro nodo)

16 Come funziona SOAP Un esempio: supponiamo che l ipotetico richiedente Mario Rossi di voglia prenotare un viaggio presso una agenzia richiedente invia messaggio all agenzia chiedendo di fare una prenotazione per un viaggio da Lucca a Olbia destinatario ultimo (recipient) del messaggio SOAP spedito dall applicazione è il servizio fornito dall agenzia di viaggi. Possibile che il messaggio venga girato tra a uno o più intermediari SOAP che agiscono in qualche modo sul messaggio (log, verifica, modifica, )

17 La richiesta SOAP (Messaggio) SOAP Envelope SOAP Header Header Block: prenotazione Header Block: passeggero SOAP Body Body sub-element: itinerario Body sub-element: alloggio

18 La richiesta SOAP (Messaggio) <?xml version='1.0'?> <env:envelope xmlns:env="http://www.w3.org/2003/05/soap-envelope"> <env:header> <m:prenotazione xmlns:m="http://compagniaviaggi.esempio.org/prenotazione" env:role="http://www.w3.org/2003/05/soap-envelope/role/next env:mustunderstand="true"> mustunderstand="true" <m:riferimento>uuid:093a2da1-q r-ba5d-pqff98fe8j7d</m:riferimento> <m:data_e_ora> t12:20: :00</m:data_e_ora> </m:prenotazione> <n:passeggero xmlns:n="http://miacompagnia.esempio.com/impiegati" env:role="http://www.w3.org/2003/05/soap-envelope/role/next env:mustunderstand="true"> <n:nome>mario Rossi</n:nome> </n:passeggero> </env:header> <env:body> <p:itinerario xmlns:p="http://compagniaviaggi.esempio.org/prenotazione/viaggio"> <p:andata> <p:partenza_da>lucca</p:partenza_da> <p:arrivo_a>olbia</p:arrivo_a> <p:data_partenza> </p:data_partenza> <p:ora_partenza>mattina</p:ora_partenza> <p:preferenza_posto>finestrino</p:preferenza_posto> </p:andata> <p:ritorno> <p:partenza_da>olbia</p:partenza_da> <p:arrivo_a>lucca</p:arrivo_a> <p:data_partenza> </p:data_partenza> <p:ora_partenza>sera</p:ora_partenza> <p:preferenza_posto /> </p:ritorno> </p:itinerario> <q:alloggio xmlns:q=" <q:preferenza>non mi spennare, please</q:preferenza> </q:alloggio> </env:body> </env:envelope>

19 Messaggio SOAP L agenzia invia un messaggio di chiarimento: ci sono 3 possibili aeroporti da cui partire (Pisa, Firenze, Roma)

20 Messaggio SOAP I dati del richiedente <?xml version='1.0'?> non si perdono, <env:envelope xmlns:env="http://www.w3.org/2003/05/soap-envelope"> vengono spostati nell Header <env:header> <m:prenotazione xmlns:m="http://compagniaviaggi.esempio.org/prenotazione" env:role="http://www.w3.org/2003/05/soap-envelope/role/next env:mustunderstand="true"> <m:riferimentoe>uuid:093a2da1-q r-ba5d-pqff98fe8j7d</m:riferimento> <m:data_e_ora> t12:20: :00</m:data_e_ora> </m:prenotazione> <n:passeggero xmlns:n="http://miacompagnia.esempio.com/impiegati" env:role="http://www.w3.org/2003/05/soap-envelope/role/next env:mustunderstand="true"> <n:nome>mario Rossi</n:nome> </n:passeggero> </env:header> <env:body> <p:chiarimento_itinerario xmlns:p="http://compagniaviaggi.esempio.org/prenotazione/viaggio"> <p:andata> <p:partenza_da> <p:possibili_aeroporti> La richiesta di chiarimento(dell agenzia) Pisa Firenze Roma viene messa nel Body </p:possibili_aeroporti> </p:partenza_da> </p:andata> <p:ritorno> <p:arrivo_a> <p:possibili_aeroporti> Pisa Firenze Roma </p:possibili_aeroporti> </p:arrivo_a> </p:ritorno> </p:chiarimento_itineratio> </env:body> </env:envelope>

21 Messaggio SOAP Il richiedente sceglie l aeroporto

22 Messaggio SOAP I dati del richiedente <?xml version='1.0'?> sono sempre a disposizione <env:envelope xmlns:env="http://www.w3.org/2003/05/soap-envelope"> <env:header> <m:prenotazione xmlns:m="http://compagniaviaggi.esempio.org/prenotazione" env:role="http://www.w3.org/2003/05/soap-envelope/role/next env:mustunderstand="true"> <m:riferimentoe>uuid:093a2da1-q r-ba5d-pqff98fe8j7d</m:riferimento> <m:data_e_ora> t12:20: :00</m:data_e_ora> </m:prenotazione> <n:passeggero xmlns:n="http://miacompagnia.esempio.com/impiegati" env:role="http://www.w3.org/2003/05/soap-envelope/role/next env:mustunderstand="true"> <n:nome>mario Rossi</n:nome> </n:passeggero> </env:header> <env:body> <p:itinerario xmlns:p="http://compagniaviaggi.esempio.org/prenotazione/viaggio"> <p:andata> <p:partenza_da> Pisa la scelta dell aeroporto è nel Body </p:partenza_da> </p:andata> <p:ritorno> <p:arrivo_a> Pisa </p:arrivo_a> </p:ritorno> </p:itineratio> </env:body> </env:envelope>

23 SOAP-RPC Dopo una serie di messaggi il richiedente conferma l itinerario ed effettua il pagamento tramite carta di credito L agenzia procede pagando presso una terza parte (es: compagnia aerea o albergo per semplicità è una sola) In questo caso non si tratta in un semplice messaggio one-way ma viene chiamata una procedura remota che restituirà un risultato (il codice di prenotazione)

24 SOAP-RPC: la richiesta del servizio <?xml version='1.0'?> <env:envelope xmlns:env="http://www.w3.org/2003/05/soap-envelope" > <env:header> <t:transazione xmlns:t="http://terzaparte.esempio.org/transazione" env:encodingstyle="http://esempio.com/encoding" env:mustunderstand="true" >5</t:transazione> </env:header> <env:body> <m:pagamento_prenotazione env:encodingstyle="http://www.w3.org/2003/05/soap-encoding" xmlns:m="http://compagniaviaggi.esempio.org/"> <m:prenotazione xmlns:m="http://compagniaviaggi.esempio.org/prenotazione"> <m:codice>ft35zbq</m:codice> </m:prenotazione> <o:carta_di_credito xmlns:o="http://miacompagnia.esempio.com/finanziaria"> <n:nome xmlns:n="http://miacompagnia.esempio.com/impiegati"> Mario Rossi </n:nome> <o:numero> </o:numero> <o:scadenza> </o:scadenza> </o:carta_di_credito> </m:pagamento_prenotazione> </env:body> </env:envelope>

25 SOAP-RPC: la risposta (Response) <?xml version='1.0'?> <env:envelope xmlns:env="http://www.w3.org/2003/05/soap-envelope" > <env:header> <t:transazione xmlns:t="http://terzaparte.esempio.org/transazione" env:encodingstyle="http://example.com/encoding" env:mustunderstand="true">5</t:transazione> </env:header> <env:body> <m:pagamento_prenotazioneresponse env:encodingstyle="http://www.w3.org/2003/05/soap-encoding" xmlns:m="http://compagniaviaggi.esempio.org/"> <m:codice>ft35zbq</m:codice> <m:vedere_a> </m:vedere_a> </m:pagamento_prenotazioneresponse > </env:body> L agenzia manda la conferma al </env:envelope> richiedente Due parametri in output (out) codice - vedere_a

26 SOAP-RPC: rpc:result <?xml version='1.0'?> <env:envelope xmlns:env="http://www.w3.org/2003/05/soap-envelope" > <env:header> <t:transazione xmlns:t="http://terzaparte.esempio.org/transazione" env:encodingstyle="http://example.com/encoding" env:mustunderstand="true">5</t:transazione> </env:header> <env:body> <m:pagamento_prenotazioneresponse env:encodingstyle="http://www.w3.org/2003/05/soap-encoding" xmlns:rpc="http://www.w3.org/2003/05/soap-rpc" xmlns:m="http://travelcompany.example.org/"> <rpc:result>m:status</rpc:result> <m:stato>confermato</m:stato> <m:codice>ft35zbq</m:codice> <m:vedi_a> </m:vedi_a> </m: m:pagamento_prenotazioneresponse > </env:body> </env:envelope> Altro modo per inviare la conferma Un valore di return e due parametri out

27 WSDL Web Service Definition Language

28 Web Service Definition Language (WSDL) Supponiamo un fornitore metta a disposizione il seguente servizio: public class Converti { public double inlire(double euro) { return euro* ; } } Come lo descrive? La classe Converti mette a disposizione un metodo inlire che richiede un parametro di tipo double e restituisce un risultato di tipo double Solo noi umani riusciremo a capire una tale descrizione, proviamo a scriverla in un formato comprensibile da una macchina <?xml version= 1.0?> <definizioni> <servizio nome= Converti > <metodo nome= inlire > <parametro nome= euro tipo= double > <risultato nome= Responso_inLire tipo= double > </metodo> </servizio> </definizioni> Ci siamo (quasi)! Questo è il ruolo di WSDL

29 Web Service Definition Language (WSDL) WSDL è un linguaggio che fornisce un modello e un formato XML per descrivere servizi di rete Il documento XML contiene una serie di definizioni

30 Analisi del documento WSDL <definitions> l elemento radice <types> tipi di dati che verranno trasmessi, generalmente XML-Schema <message> messaggi che verranno trasmessi descrive un messaggio (asincrono, o di richiesta o di risposta) definisce il nome del messaggio e può contenere elementi <part> che specificano eventuali parametri o valori di ritorno (risultati). <porttype> operazioni/funzioni che saranno supportate definite tramite un elenco di <operations> (se pensiamo a java sono le classi e i metodi messi a disposizione) <binding> come i messaggi verranno trasmessi (http, smtp, ) e la codifica <service> dov è il servizio (generalmente l URL) (endpoint)

31 tipi S SOAP definisce un tipo di codifica che è possibile utilizzare basata su una prima versione di XML-Schema E possibile utilizzarne un altra In questo caso è necessario specificarla tramite l attributo env:encodingstyle Esempio con RDF <rdf:rdf xmlns:rdf="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#" xmlns:x="http://compagniaviaggi.esempio.org/vocab#" env:encodingstyle="http://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntaxns#"> <x:reservationrequest rdf:about="http://compagniaviaggi.esempio.org/prenotazioni? codice=ft35zbq">. </rdf:rdf>

32 Mapping dei tipi tra SOAP-XML e Java S xsd:base64binary xsd:boolean xsd:byte xsd:datetime xsd:decimal xsd:double xsd:float xsd:hexbinary xsd:int xsd:integer xsd:long xsd:qname xsd:short xsd:string byte[] boolean byte java.util.calendar java.math.bigdecimal double float byte[] int java.math.biginteger long javax.xml.namespace.qname short java.lang.string

33 messaggi <wsdl:message name="inlirerequest"> <wsdl:part name="euro" type="xsd:double" /> </wsdl:message> <wsdl:message name="inlireresponse"> <wsdl:part name="inlirereturn" type="xsd:double" /> </wsdl:message> S

34 operazioni S <wsdl:porttype name="converti"> <wsdl:operation name="inlire" parameterorder="euro"> <wsdl:input message="impl:inlirerequest" name="inlirerequest" /> <wsdl:output message="impl:inlireresponse" name="inlireresponse" /> </wsdl:operation> </wsdl:porttype>

35 S Binding (adattatore protocollo in altre tecnologie) + encoding (codifica) <wsdl:binding name="convertisoapbinding" type="impl:converti"> <wsdlsoap:binding style="rpc" transport="http://schemas.xmlsoap.org/soap/http"/> <wsdl:operation name="inlire"> <wsdlsoap:operation soapaction=""/> <wsdl:input name="inlirerequest"> <wsdlsoap:body use="encoded encodingstyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/ namespace="urn:converti"/> </wsdl:input> <wsdl:output name="inlireresponse"> <wsdlsoap:body use="encoded encodingstyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/ namespace="urn:converti"/> </wsdl:output> </wsdl:operation> </wsdl:binding>

36 Endpoint (metodi eseguibili del WS) <wsdl:service name="convertiservice"> <wsdl:port name="converti" binding="impl:convertisoapbinding"> <wsdlsoap:address location="http://localhost:8080/axis/services/converti"/> </wsdl:port> </wsdl:service> S

37 Il documento WSDL relativo al servizio Converti <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <wsdl:definitions targetnamespace="urn:converti" xmlns:impl="urn:converti" xmlns:intf="urn:converti" xmlns:apachesoap="http://xml.apache.org/xml-soap" xmlns:wsdlsoap="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/soap/" xmlns:soapenc="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/" xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/xmlschema" xmlns:wsdl="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/" xmlns="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/"> <wsdl:message name="inlireresponse"> <wsdl:part name="inlirereturn" type="xsd:double"/> </wsdl:message> <wsdl:message name="inlirerequest"> <wsdl:part name="euro" type="xsd:double"/> </wsdl:message> <wsdl:porttype name="converti"> <wsdl:operation name="inlire" parameterorder="euro"> <wsdl:input name="inlirerequest" message="impl:inlirerequest"/> <wsdl:output name="inlireresponse" message="impl:inlireresponse"/> </wsdl:operation> </wsdl:porttype> <wsdl:binding name="convertisoapbinding" type="impl:converti"> <wsdlsoap:binding style="rpc" transport="http://schemas.xmlsoap.org/soap/http"/> <wsdl:operation name="inlire"> <wsdlsoap:operation soapaction=""/> <wsdl:input name="inlirerequest"> <wsdlsoap:body use="encoded" encodingstyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/" namespace="urn:converti"/> </wsdl:input> <wsdl:output name="inlireresponse"> <wsdlsoap:body use="encoded" encodingstyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/" namespace="urn:converti"/> </wsdl:output> </wsdl:operation> </wsdl:binding> <wsdl:service name="convertiservice"> <wsdl:port name="converti" binding="impl:convertisoapbinding"> <wsdlsoap:address location="http://localhost:8080/axis/services/converti"/> </wsdl:port> </wsdl:service> </wsdl:definitions>

38 Stile Wrapped DOCUMENT S Per ottenere il massimo dai due stili (RPC e DOCUMENT) si sta diffondendo un nuovo stile: Wrapped Document package public interface Calcola int somma(int num1, int num2); } <?xml version="1.0"?> <!-- stile Unwrapped --> <soapenv:envelope xmlns:soapenv="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/" xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/xmlschema"> <soapenv:body> <num1 xmlns:ans="http://calcoli/">3</num1> <num2 xmlns:ans="http://calcoli/">5</num2> </soapenv:body> </soapenv:envelope> <?xml version="1.0"?> <!-- stile Wrapped --> <soapenv:envelope xmlns:soapenv="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/" xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/xmlschema"> <soapenv:body> <somma xmlns:ans="http://calcoli/"> <num1>3</num1> <num2>5</num1> </somma> </soapenv:body> </soapenv:envelope>

39 UDDI Universal Description, Discovery and Integration

40 UDDI - Universal Description, Discovery and Integration Un server UDDI è un registro di Servizi Web Permette la pubblicazione e la ricerca di Servizi Web Mette a disposizione 3 tipi di informazione Pagine Bianche: informazioni anagrafiche delle aziende, come l'indirizzo ed i numeri di telefono Pagine gialle: informazioni che indicano la categoria dei servizi e delle aziende Pagine verdi: informazioni tecniche per comunicare con un servizio web (url, wsdl, ) Il registro è sincronizzato con altri nodi in modo simile al DNS. Quando viene pubblicato un servizio su un nodo questo lo propaga agli altri.

41 UDDI demo Colleghiamoci a questo indirizzo (bisogna prima registrarsi) https://uddi.ibm.com/ubr/registry.html (browser) Sun JAXR

42 Esempio di ricerca: messaggio SOAP The che può essere spedito ad un registro UDDI per cercare servizi di nome prenotazione viaggi": <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <Envelope xmlns="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/"> <Body> <find_service businesskey="*" generic="1.0" xmlns="urn:uddi-org:api"> <name>prenotazione viaggi</name> </find_service> </Body> </Envelope> Altre possibilità di ricerca: es. per categoria

43 ESEMPI

44 Esempi di Servizi Web Google: Ontologie per migliorare la ricerca Amazon:

45 Interoperabilità (linguaggi e piattaforme diverse) Poichè i messaggi e le chiamate di procedura avvengono utilizzando XML è semplice realizzare programmi scritti con linguaggi differenti che interagiscono tra loro. Esempi in Java,.NET, man anche in php, perl pypthon sono reperibili facilmente su internet VB6 client (Microsoft SOAP Toolkit) Java server (Axis): clientvbconverti.txt

46 Bibliografia XML Protocol / SOAP Sun: JWS Tutorial UDDI: Understanding XML Web Services:The Web Services Idea readme/default.aspx Java Web Services O Reilly Java Web Services Up and Running O'Reilly

47 Grazie!

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