La tecnologia per le applicazioni Web

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1 La tecnologia per le applicazioni Web Laura Farinetti Dip. Automatica e Informatica Politecnico di Torino farinetti@polito.it L. Farinetti - Politecnico di Torino 1 Obiettivo z Capire il funzionamento delle applicazioni Web z Avere un quadro di riferimento delle tante tecnologie coinvolte ASP VBScript SSI XML HTTP TCP/IP Java JavaScript L. Farinetti - Politecnico di Torino 2 Laura Farinetti - DAUIN Politecnico di Torino pag. 1

2 Strumenti per sviluppare applicazioni Web z Tutte le applicazioni Web fanno all'incirca le stesse cose: z forniscono un interfaccia per la richiesta di informazioni (query interface); es: ricerca in un database, richiesta di un file, acquisto di un libro,... z trasmettono al Web server i dati dell'utente z eseguono l elaborazione dei dati sul lato server (server-side processing) L. Farinetti - Politecnico di Torino 3 Strumenti per sviluppare applicazioni Web z Tutte le applicazioni Web fanno all'incirca le stesse cose: z trasmettono al client i risultati delle query z eseguono l elaborazione dei dati sul lato client (client-side processing) L. Farinetti - Politecnico di Torino 4 Laura Farinetti - DAUIN Politecnico di Torino pag. 2

3 Workflow delle applicazioni Web L'utente definisce una query tramite la query interface La query è inviata all'agente sul lato server L'agente risponde alla query utilizzando la sorgente dei dati Utente Interfaccia lato client (browser) Elaborazione lato server Sorgente dei dati Il risultato della query è mostrato all'utente L'agente sul lato server restituisce il risultato della query La sorgente dei dati restituisce il risultato della query L. Farinetti - Politecnico di Torino 5 Tecnologie e strumenti z Centinaia di tecnologie e strumenti per lo sviluppo di applicazioni Web, che però ricadono in 4 categorie z GUI layer (display layer) z Communication layer z Middleware layer z Data layer L. Farinetti - Politecnico di Torino 6 Laura Farinetti - DAUIN Politecnico di Torino pag. 3

4 Tecnologie e strumenti Data Layer Middleware Layer Communication Layer GUI Layer Utente L. Farinetti - Politecnico di Torino 7 Quadro di riferimento L. Farinetti - Politecnico di Torino 8 Laura Farinetti - DAUIN Politecnico di Torino pag. 4

5 GUI (display) layer z Detto anche "font-end" z Interfaccia fra l utente e il calcolatore z traduttore fra i due linguaggi z Compito z tradurre intenzioni, desideri, necessità, richieste dell'utente in istruzioni comprensibili dal calcolatore z tradurre i dati generati dal calcolatore in informazioni comprensibili all utente L. Farinetti - Politecnico di Torino 9 GUI (display) layer z Creazione e modifica di UI widgets, o controlli z strumenti per la creazione di interfacce che permettano agli utenti di inserire richieste, informazioni,... z possono contenere bottoni, menu, finestre di dialogo, immagini cliccabili,... z Parole chiave: intuitività e facilità d'uso z fondamentali per la qualità percepita dall utente L. Farinetti - Politecnico di Torino 10 Laura Farinetti - DAUIN Politecnico di Torino pag. 5

6 Tecnologie per il GUI layer z Quelle che consentono di creare interfacce basate su widgets L. Farinetti - Politecnico di Torino 11 Il browser Web z È un programma che sa z come contattare il Web server (usando il protocollo HTTP) z come richiedere un documento al Web server z come visualizzare per l utente il documento restituito dal server z Il documento restituito dal Web server è formattato (linguaggio HTML) L. Farinetti - Politecnico di Torino 12 Laura Farinetti - DAUIN Politecnico di Torino pag. 6

7 Il browser Web messaggio di richiesta connessione HTTP Client browser Web Web server documento HTML L. Farinetti - Politecnico di Torino 13 Tecnologie per il GUI layer z Le form HTML sono un esempio di widget z consentono di definire formati standard di input (test box, bottoni, menu, quiz,...) z Cookies z mantengono lo stato dell applicazione z HTTP è un protocollo stateless (che non conserva lo stato) z Questo è quanto può fare il Web browser z per andare oltre: plug-in L. Farinetti - Politecnico di Torino 14 Laura Farinetti - DAUIN Politecnico di Torino pag. 7

8 Plug-in z Ai browser Web sono richieste sempre nuove caratteristiche z supporto alla visualizzazione di audio, video, animazioni, interattività,... z Browser più potenti? Meglio di no z meglio leggeri perché siano veloci z necessario un aggiornamento continuo z Soluzione: plug-in z aggiunta di nuove componenti, di dimensioni ridotte, solo quando richiesto L. Farinetti - Politecnico di Torino 15 Java z Linguaggio di programmazione sviluppato dalla Sun Microsystems nel 1991 z nasce come plug-in, ma è ben presto integrato nei browser z in realtà Sun intendeva creare un linguaggio di programmazione indipendente dai sistemi operativi, orientato anche all elettronica di consumo (TV, VCR, elettrodomestici,...) z Java Virtual Machine: interpreta il codice Java scaricato dal Web server L. Farinetti - Politecnico di Torino 16 Laura Farinetti - DAUIN Politecnico di Torino pag. 8

9 Java z In Java si possono scrivere due tipi di programmi z programmi classici, object-oriented z applet Java: programmi appositi per Web z Libreria di widget estremamente completa L. Farinetti - Politecnico di Torino 17 JavaScript z Linguaggio di script sviluppato da Netscape z Il codice JavaScript è parte integrante del documento HTML z è interpretato dal browser Web (client): non richiede programmazione sul lato server z permette al client di intraprendere azioni direttamente senza passare dalla rete z consente la creazione di widgets L. Farinetti - Politecnico di Torino 18 Laura Farinetti - DAUIN Politecnico di Torino pag. 9

10 VBScript z Risposta di Microsoft a JavaScript z inizialmente Microsoft aveva sviluppato Jscript, poi in gran parte abbandonato in favore di VBScript z Linguaggio di script basato su Visual Basic L. Farinetti - Politecnico di Torino 19 DHTML z Dynamic HTML, consente di combinare l'html con i fogli stile (CSS, Cascading Style Sheets) e con i linguaggi di script z I fogli di stile (Style Sheet) consentono di controllare la visualizzazione di un documento Web senza comprometterne la struttura z font, colori, margini,... L. Farinetti - Politecnico di Torino 20 Laura Farinetti - DAUIN Politecnico di Torino pag. 10

11 DHTML z Utilizza il Document Object Model (DOM), che descrive l anatomia di una pagina Web z Il DOM è utilizzato per creare dei widget virtuali a partire dalle componenti di una pagina Web z accessibilità di qualunque porzione di una pagina Web (paragrafo, tabella, cella di una tabella, singolo carattere...) L. Farinetti - Politecnico di Torino 21 DHTML z Le componenti di una pagina diventano widget z a qualunque componente può essere applicato uno stile z a qualunque componente può essere associato uno script in JavaScript o VBScript per modificarne gli attributi o definirne un comportamento z Tecnologia nuova, non ancora standard per i browser ma molto promettente L. Farinetti - Politecnico di Torino 22 Laura Farinetti - DAUIN Politecnico di Torino pag. 11

12 GUI layer - riepilogo z Molte tecnologie, ma il loro scopo è comunque sempre creare e manipolare i "widget" sul lato Web browser (client) z A questo punto la maggior parte delle applicazioni Web deve spedire i dati inseriti dall'utente nella GUI al Web server per un'ulteriore elaborazione z Accesso al Web server: tecnologie del communication layer L. Farinetti - Politecnico di Torino 23 Communication layer z Compito: trasferire i dati inseriti dall utente dal browser Web al Web server z L informazione deve essere trasferita interamente, correttamente, e nella sequenza in cui è stata inserita z In più l informazione può (o deve) essere trasferita in modo sicuro z nessuno deve poterla leggere, modificare, o spacciarsi come autore L. Farinetti - Politecnico di Torino 24 Laura Farinetti - DAUIN Politecnico di Torino pag. 12

13 Communication layer z Molte tecnologie z Problema: la comunicazione deve essere garantita fra tipi di calcolatori e di programmi diversi L. Farinetti - Politecnico di Torino 25 I protocolli z Standard di comunicazione estremamente rigorosi che garantiscono il dialogo fra calcolatori e programmi diversi z Protocollo TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) z insieme (suite) di protocolli alla base di Internet z gestisce la comunicazione fra i nodi di una rete L. Farinetti - Politecnico di Torino 26 Laura Farinetti - DAUIN Politecnico di Torino pag. 13

14 Struttura di una rete nodo nodo nodo nodo L. Farinetti - Politecnico di Torino 27 I protocolli z Protocollo HTTP (Hypertext Protocol) z protocollo utilizzato dai browser e dai server Web per scambiarsi informazioni z protocollo privo di stato (stateless), di tipo richiesta/risposta che gestisce il trasporto ed il mantenimento dell integrità dei documenti multimediali z Protocollo HTTPS (HTTP sicuro) z versione di HTTP che utilizza la comunicazione criptata L. Farinetti - Politecnico di Torino 28 Laura Farinetti - DAUIN Politecnico di Torino pag. 14

15 La crittografia z È il metodo più diffuso per proteggere i dati z I dati vengono alterati tramite una formula matematica prima di essere trasmessi, in modo da essere illeggibili z I dati originali possono essere recuperati applicando la formula matematica inversa z es: HAL IBM (2001: Odissea nello spazio) L. Farinetti - Politecnico di Torino 29 La crittografia z Due tipi di crittografia z Crittografia a chiave segreta z mittente e ricevente hanno la stessa chiave per codificare/decodificare i dati z problema: trasmettere la chiave segreta z Crittografia a chiave pubblica e privata z due chiavi, una privata e una pubblica L. Farinetti - Politecnico di Torino 30 Laura Farinetti - DAUIN Politecnico di Torino pag. 15

16 Crittografia a chiave pubblica e privata z Coppia di chiavi, una privata (mai trasmessa) ed una pubblica (trasmessa a tutti) z i testi codificati con la chiave pubblica possono essere decodificati con la chiave privata: messaggi protetti z i testi codificati con la chiave privata possono essere decodificati con la chiave pubblica: certificazione del mittente, firma digitale L. Farinetti - Politecnico di Torino 31 Crittografia a chiave pubblica e privata A Chiave privata Chiave pubblica B Chiave privata Testo criptato Chiave pubblica + Testo originale L. Farinetti - Politecnico di Torino 32 Laura Farinetti - DAUIN Politecnico di Torino pag. 16

17 Crittografia a chiave pubblica e privata A B Chiave privata + Testo criptato = Testo originale Chiave pubblica L. Farinetti - Politecnico di Torino 33 Crittografia a chiave pubblica e privata A B Chiave privata + Testo originale Testo "certificato" Chiave pubblica L. Farinetti - Politecnico di Torino 34 Laura Farinetti - DAUIN Politecnico di Torino pag. 17

18 Crittografia a chiave pubblica e privata A B Chiave privata Chiave pubblica + Testo "certificato" = Testo originale che proviene da A L. Farinetti - Politecnico di Torino 35 MiddleWare layer z Nel 99,9% delle applicazioni Web, il browser Web si connette ad un Web server z Il Web server è il punto di ingresso del Middleware Layer z Scopo: accettare le richieste in arrivo ed elaborarle, utilizzando le risorse fornite... z... dal Web server, dalla macchina su cui è installato il Web server, o dalla rete di server e di risorse a cui il Web server è connesso L. Farinetti - Politecnico di Torino 36 Laura Farinetti - DAUIN Politecnico di Torino pag. 18

19 MiddleWare layer L. Farinetti - Politecnico di Torino 37 CGI z Common Gateway Interface: strumento di base per accedere alle risorse del Web server z Servizio fornito da tutti i Web server che consente di z creare uno script eseguibile che il Web server può richiamare su richiesta z trasferire dati z filtrare le risposte generate dallo script e trasmetterle al browser L. Farinetti - Politecnico di Torino 38 Laura Farinetti - DAUIN Politecnico di Torino pag. 19

20 HTML vs. CGI z Differenza chiave: è possibile generare le informazioni dinamicamente document o HTML browser Web (client) server Web script CGI applicazione L. Farinetti - Politecnico di Torino 39 CGI z CGI non è un linguaggio di programmazione, ma un modo standard di accedere alle risorse z definisce un modo di far dialogare il Web server con le risorse z Le applicazioni CGI possono essere scritte in un qualunque linguaggio di programmazione: C, C++, Perl, Python,... L. Farinetti - Politecnico di Torino 40 Laura Farinetti - DAUIN Politecnico di Torino pag. 20

21 CGI L. Farinetti - Politecnico di Torino 41 CGI z Problema degli script CGI: la velocità di esecuzione z ogni volta che il Web server riceve una richiesta deve eseguire lo script CGI z Soluzione: estendere le funzionalità del Web server, aggiungendo capacità logiche e di elaborazione L. Farinetti - Politecnico di Torino 42 Laura Farinetti - DAUIN Politecnico di Torino pag. 21

22 SSI z Server Side Includes z la prima delle tecnologie sviluppate in questa direzione z Tag particolari sono inseriti nel documento HTML z Il server Web è in grado di interpretare questi tag, e di tradurli al volo mentre il documento HTML viene trasferito al browser L. Farinetti - Politecnico di Torino 43 SSI z Nel documento HTML vengono inserite delle direttive SSI L. Farinetti - Politecnico di Torino 44 Laura Farinetti - DAUIN Politecnico di Torino pag. 22

23 SSI con insieme di tag proprietari z Partendo dall idea di SSI alcune aziende hanno sviluppato dei Web server dotati di moltissime funzionalità per rendere le pagine dinamiche z es: Cold Fusion (la più conosciuta, oltre 70 tag custom definiti), Net Objects L. Farinetti - Politecnico di Torino 45 ASP: Active Server Pages z La tecnologia SSI è limitata all insieme di comandi/tag offerti da chi ha implementato il Web server SSI-enabled z Come inserire in una pagina HTML del codice che su richiesta venga interpretato dinamicamente dal Web Server? z Per questo è nata la tecnologia ASP z una specie di ibrido CGI-SSI L. Farinetti - Politecnico di Torino 46 Laura Farinetti - DAUIN Politecnico di Torino pag. 23

24 ASP: Active Server Pages z ASP è un estensione dell IIS Web server rilasciata da Microsoft z anche il Web server Apache oggi ha un estensione che permette di utilizzare la tecnologia ASP z Consente di definire tag di tipo custom in JavaScript o VBScript z Tali tag vengono interpretati da IIS prima che le pagine vengano trasmesse al browser per la visualizzazione L. Farinetti - Politecnico di Torino 47 ASP: Active Server Pages z Un pagina ASP è semplicemente un file di testo con estensione.asp che contiene codice HTML e script z gli script sono interpretati dinamicamente z Come tutte le tecnologie del lato server (server-side) le funzionalità sono compatibili con qualunque browser z l'elaborazione è fatta dal server, e il risultato è visualizzato come semplice HTML L. Farinetti - Politecnico di Torino 48 Laura Farinetti - DAUIN Politecnico di Torino pag. 24

25 Java server-side z Alternativa alle tecnologie CGI o SSI/ASP per creare servizi sul Web server in grado di ricevere gli input delle applicazioni Web, di elaborarli e di restituire i dati elaborati z Due tecnologie legate a Java z Java Server Pages (JSP): simile ad ASP z Java Servlet: simile a CGI, ma scritti in Java L. Farinetti - Politecnico di Torino 49 Data layer z I dati sono un elemento fondamentale delle applicazioni Web z Caratteristiche dei dati z hanno un valore, un tipo, una descrizione, un formato z Le tecnologie del Data Layer hanno lo scopo di definire, descrivere o standardizzare una o più di queste caratteristiche L. Farinetti - Politecnico di Torino 50 Laura Farinetti - DAUIN Politecnico di Torino pag. 25

26 Data layer L. Farinetti - Politecnico di Torino 51 Interfaccia con basi di dati z Le pagine Web sono create al volo da un programma che invia delle query al database e produce un documento HTML in base ai risultati della query L. Farinetti - Politecnico di Torino 52 Laura Farinetti - DAUIN Politecnico di Torino pag. 26

27 XML z XML: extensible Markup Language z Linguaggio estensibile realizzato per elaborare i documenti strutturati z Pensato per il Web e per superare i limiti dell HTML z HTML è un linguaggio predefinito z XML è un metalinguaggio z non ha tag predefiniti z consente di definire nuovi linguaggi L. Farinetti - Politecnico di Torino 53 Le componenti di XML Contenuto Struttura Stile L. Farinetti - Politecnico di Torino 54 Laura Farinetti - DAUIN Politecnico di Torino pag. 27

28 Le componenti di XML z Tre parti fondamentali di un documento che dovrebbero essere gestite separatamente z Il contenuto (XML) z Le specifiche relative agli elementi: la struttura (DTD: Document Type Definition o XML Schema) z Le specifiche relative alla visualizzazione: lo stile (XSL) L. Farinetti - Politecnico di Torino 55 L. Farinetti - Politecnico di Torino 56 Laura Farinetti - DAUIN Politecnico di Torino pag. 28