DAS 5315 - Sistemas Distribuídos para Automação Industrial

1. Web Services DAS 5315 - Sistemas Distribuídos para Automação Industrial 2º Semestre 2011 Professor: Joni da Silva Fraga Estagiário: Vinícius Moll DAS5315 - Sistemas Distribuídos

2. Agenda • Introdução • SOA (Service Oriented Architecture) • Web Services • Arquitetura • XML • SOAP • WSDL • UDDI • Ferramentas • Conclusão

3. Introdução Comunicação distribuída • Estratégias que permitem a comunicação entre aplicações distribuídas. • Tipos distintos de comunicação em um sistema distribuído: • Sucesso da Internet • Sockets • RMI - Remote Method Invocation • CORBA – Commom Object Request Broker Architecture • EJB – Enterprise Java Bean • Web Services

4. SOA

5. Service Oriented Architecture (SOA) • SOA é uma arquitetura que representa funcionalidades do software como serviços • É uma caracterização de sistemas distribuídos, que visa organizar aplicações e sua infra-estrutura, através de um conjunto de interações de serviços que são acessados através de interfaces e protocolos padronizados, tendo como foco processos de negócio. • Já existiam tecnologias para SOA • Ex.: CORBA, RMI, etc... • Interoperabilidade é muito importante • Padronização • Fraco acoplamento

6. Service Oriented Architecture (SOA) • Neutro à tecnologia • Invocado através de tecnologias padrões (protocolos, mecanimos de publicação e de busca) amplamente aceitas • Fracamente acoplado • Não requer o conhecimento prévio de qualquer estrutura interna presente no lado do cliente ou do serviço • Localização transparente • Informações sobre a definição e localização são publicadas em um repositório e estão acessíveis a uma variedade de clientes, independente da localizações dos mesmos

7. Service Façade Business Layer Service Oriented Architecture Interface desacoplada da lógica de processamento dos dados troca de mensagens boa arquitetura 3-tier service Serviço Central Compras UI Presentation Layer Data Layer Web Service Standards permitem ligaçõescross-platform Dados e Lógica Negócio encapsulados por uma Web Service Façade

8. Web Services

9. Serviços Web • São compostos por objetos distribuídos • Fazem a integração de aplicações distribuídas • Utilizam a infra-estrutura da Internet • Os documentos e protocolos usam o XML • Serviços são especificados em WSDL • Usam o protocolo SOAP para troca de mensagens • Usam a UDDI para publicação e localização dos serviços • Exemplo: comércio eletrônico, serviços de busca, etc

10. Definição de Web Services Um Web Service é: • Qualquer serviço que é disponibilizado através da web. • Qualquer serviço que possibilita duas aplicações de computador trocarem dados. • Principalmente, mas não exclusivamente • Baseado em: • XML para codificação de dados • HTTP para transporte de dados • Um documento XML transmitido remotamente e mapeado para um programa executável.

11. Definição de Web Services Um Web Service é: • Tecnologia de chamada remota de objetos • Fornecem a infra-estruturapara criação de aplicações distribuídas (web ou não) • Permitem a criação de pequenos módulos de código reutilizáveis e disponibilizados para construção de aplicações “LEGO” • Utiliza protocolos Web como meio de transporte e comunicação • Alto grau de abstração em relação a linguagens de programação e plataformas de hardware / software

12. Definição de Web Services • Comunicação entre aplicações de WS usam 4 camadas que empacotam a requisição e a resposta entre o servidor e o cliente. • XML – possibilita estabelecer objetos, métodos, parâmetros, dados e tipos de dados • SOAP – protocolo que estabelece a comunicação entre os ambientes • WSDL – descreve o serviço (XML) • UDDI – representa service broker. Contém as descrições dos WS. UDDI WSDL SOAP XML

13. Arquitetura Web Services Legenda: Publicação do WSDL Pesquisando Web services Retorna WSDL do serviço Interação cliente-serviço usando SOAP Registro UDDI 3 WSDL 2 WSDL 1 Consumidor Serviço Provedor Serviços SOAP 4

14. Arquitetura Web Services O processo para geração de um Web Service se resume em três passos: • Publicação • Localização • Consumação

15. Arquitetura Web Services • Service ProviderResponsável por prover o serviço. A técnica de troca de mensagens com o Service Requester ocorre com o uso de SOAP, um XML que contém dados sobre a requisição e os resultados encontrados. • Service RequesterResponsável por consumir o serviço. Efetua a troca de mensagens com o Service Provider com o uso do SOAP.  Os métodos acessíveis no Web Service estão especificados no Service Broker através do uso da tecnologia WSDL, outro XML que prove estes dados. • Service BrokerResponsável por publicar e divulgar o serviço. O Service Provider disponibiliza as informações de seu Web Service ao Service Broker, o qual irá registrar este serviço em um diretório público e gerenciá-lo. Este diretório possui um nome, UDDI, que teoricamente deveria ser uma espécie de Google aos consumidores de Web Services mas que na prática ainda é pouco usual. Seu uso é vital para troca de dados WSDL.

16. Arquitetura Web Services Agente diretório serviços Publicação do Serviço Busca do serviço Retorno da descrição WSDL Client que necessita do Serviço UDDI (Descoberta) WSDL (Descrição) Provedor de Web Services SOAP (Interação)

17. Protocolos de Web Services Agente diretório serviços Encontre um serviço Consumidor do Serviço http://www.uddi.org HTML com referência para WSDL Como conversamos (WSDL) Serviço Web http://servico.com/?WSDL Descrições de serviço (XML) Deixe-me falar com você (SOAP) http://servico.com/svc1 Resposta do serviço (XML)

18. Implementation .NET/J2EE Data Data Business Logic Business Logic Arquitetura Web Services Message SOAP / XML Transport HTTP(S) Discovery UDDI Description WSDL

19. Arquitetura Web Services

20. Invocação de Web Services <soap:Envelope <soap:Body> <add> <i1>10</i1> <i2>5</i2> </add> </soap:Body> </soap:Envelope> Client (Ex.: CalcClient.java) Web Server (Ex.: Apache Tomcat) calculator.add(10, 5) Java Web Service Toolkit (Ex.: Apache Axis) SOAP Binding Java to SOAP Web Service Code (Ex.: Calculator.java) add(10, 5) SOAP Request SOAP to Java Java

21. Por que utilizar Web Services? • Dois fatores chave: • Ubiqüidade • Facilidade de uso • Interoperável: • Neutro em relação a SO e linguagem • Integração Java & .NET : simples e barata • Todo mundo dá suporte ou irá dar a Serviços Web: • Necessário dar suporte a Serviços Web para facilitar • Integração • Não-invasivos(impactante): • Baseados em protocolos ubiqüos: HTTP/SMTP • Complementam tecnologias já existentes

22. XML • O XML foi projetado para marcar documento de estrutura arbitraria em oposição ao HTML que foi projetado para marcar documentos com estruturas fixas. • Atualmente é bastante utilizado em uma série de atividades de desenvolvimento de software, incluíndo os Web Services (WSDL, SOAP).

23. XML • XML (Extensible Markup Language) é uma linguagem para marcar documentos que contêm informações estruturadas. • Informação estruturada tem tanto conteúdo como alguma indicação de que rol esse conteúdo tem no documento. • Um documento pode ter o conteúdo “Fernando Gauthier” na área de bibliografias o que tem significado diferente de estar na página de rosto logo abaixo do título.

24. SOAP(Simple Object Access Protocol) Protocolo para troca de mensagens • Baseado em XML, encapsula chamadas remotas de procedimento (RPC) sobre outros protocolos • Opera sobre protocolos da camada de aplicação (pilha TCP/IP) mas geralmente é tratado como um protocolo de transporte • Geralmente adota-se SOAP sobre o protocolo HTTP • Mas pode-se usar sobre o SMTP, TCP, UDP, etc. • Permite troca de mensagens uni-direcional e bi-direcional

25. SOAP(Simple Object Access Protocol) Uma mensagem SOAP consiste basicamente: • Envelope • Elemento raiz no documento XML que representa a mensagem SOAP • Cabeçalho (opcional) • Oferece mecanismos para estender a mensagem • Informações de roteamento, segurança, coordenação • Corpo • Document - A RPC em si faz parte deste elemento • Fault (opcional)

26. SOAP(Simple Object Access Protocol) A especificação do SOAP é dividida em três partes: • Envelope SOAP • Documento XML formado por elementos que definem os dados que serão trocados entre as aplicações • Regras de codificação dos dados • Definem como as instâncias de tipos de dados definidos no nível de aplicação devem ser codificadas • Convenções RPC • Define convenções para representar RPC através de mensagens SOAP

27. SOAP(Simple Object Access Protocol) • Envelope (Exemplo)

28. SOAP(Simple Object Access Protocol) • No cabeçalho da mensagem SOAP podem ser definidas informações específicas para nós SOAP intermediários (roteadores SOAP)

29. SOAP(Simple Object Access Protocol) • Cabeçalho HTTP do pedido

30. SOAP(Simple Object Access Protocol) • Formato do pedido SOAP

31. SOAP(Simple Object Access Protocol) • Cabeçalho HTTP da resposta

32. SOAP(Simple Object Access Protocol) • Formato da resposta SOAP

33. WSDL(Web Service Description Language) • Descreve interface para consumir um Serviço Web • Interface: operações (entrada e saída) • Acesso: (ligação de protocolo) • End point: (localização do Serviço)

34. WSDL(Web Service Description Language) • Um documento WSDL é composto por três elementos principais: • Definição dos tipos de dados • especifica a estrutura e o conteúdo das mensagens • Operações abstratas • descreve as operações que poderão ser executadas • Associação dos serviços • especifica como mapear as operações nos protocolos de rede utilizados para o transporte

35. WSDL(Web Service Description Language) • types - Definição dos tipos de dados(Ex: inteiros, booleano, tipos compostos, etc.) • messages - Mensagens que um Serviço Web espera enviar ou receber • operation - Define como o serviço irá tratar os dados e como deverão ser retornados em uma resposta • one-way - Serviço recebe mensagem mas não envia resposta • request-response - Serviço recebe mensagem e envia resposta • solicit-response - Serviço envia mensagem e recebe resposta • notification - Serviço envia mensagem sem esperar por resposta • portType - Agrupamento lógico de operações (elemento operation) análogo a uma definição de objeto que contém múltiplos métodos • binding - Descreve como os elementos messages e operation serão mapeados em um protocolo de transporte • port - Combinação entre o elemento binding e endereço de rede, provendo um endereço único para acessar um serviço • service - Coleção de elementos port

36. WSDL(Web Service Description Language)

37. WSDL(Web Service Description Language)

38. WSDL(Web Service Description Language)

39. WSDL(Web Service Description Language)

40. UDDI (Universal Description Discovery and Integration specification) • Diretório independente de plataforma de descrição para Serviços Web • Método padrão para publicar e descobrir Serviços Web e fornecedores • Suporta vários tipos de descrição de serviços, não limitados à WSDL • Registros UDDI podem ser gerados a partir de descrições WSDL

41. UDDI (Universal Description Discovery and Integration specification) • Para efetuar uma chamada a um Serviço Web é necessário primeiramente conhecer sua interface, semântica de chamada e localização • A disponibilização dessas informações pode ser feita de duas maneiras: • Divulgação direta entre o provedor e os consumidores do serviço • Através de um serviço de diretórios • Um diretório global de registros de Serviços Web, onde ficam disponibilizadas informações sobre as empresas fornecedoras de serviços • O resultado é um documento WSDL, que contém a URI para o serviço

42. UDDI (Universal Description Discovery and Integration specification) • Dados e meta-dados dos Serviços Web são armazenados em diretórios UDDI (UDDI registry) • E são associados a um identificador único, denominado, UDDI key • UDDI key é criado de acordo com regras de classificação especificadas para cada organização • Permite aos consumidores realizarem consultas mais granulares • Ex: buscar por provedores que forneçam o serviço X dentro de uma determinada localização geográfica

43. UDDI (Universal Description Discovery and Integration specification) • É possível armazenar informações relacionadas diretamente à entidade que provê o serviço • O modelo de dados do UDDI prevê os seguintes tipos: • businessService - descrições sobre as funções de negócio do serviço • businessEntity - informações sobre a organização detentora do serviço • bindingTemplate - informações técnicas do serviço • tModel - outros atributos, como taxonomia geográfica, mas geralmente contém o WSDL que descreve o serviço

44. UDDI (Universal Description Discovery and Integration specification) A idéia inicial do UDDI: • Diretório público de livre acesso para as organizações divulgarem seus serviços • Porém, com a adoção dos Serviços Web para integrar aplicações dentro das próprias organizações, surgiu a necessidade de diretórios privados • A especificação 3.0 do UDDI prevê os seguintes tipos de diretórios: • privado - diretório interno, isolado da rede pública • afiliado - somente clientes autorizados tem acesso ao diretório • público - acesso aberto e público ao diretório

45. Ferramentas • Java Web Services Developer Pack • Kit para construção, implantação e para testes de Web Services, assim como para aplicações Web e baseadas em XML Provê implementações para: WSDL, SOAP e UDDI • Contém: • JAXP - Java API for XML Processing • JAXR - Java API for XML Registries • JAX-RPC - Java API for XML-based RPC • SAAJ - SOAP with Attachments API for Java

46. Java Web Services Developer Pack 2.0 • Fast Infoset • Service Registry • XML • JAXB • JAXP • JAXR • JAX-RPC • SAAJ • JAXM • XML Web Services Security • Service Registry • Sun Java Streaming XML Parser • JSTL

47. Ferramentas • Diversas empresas estão provendo ferramentas de desenvolvimento para Serviços Web • Apache, Sun, IBM, Microsoft, BEA, etc. • Diversas linguagens de programação já apresentam suporte aos Serviços Web • Java, C++, C#, PHP, Perl, Python • Vamos usar duas ferramentas baseadas em Java • Java Web Services Developer Pack - JWSDP • Apache Axis

48. Ferramentas Apache Axis • Basicamente uma implementação SOAP para construção de clientes e servidores • Possui um servidor de aplicação pequeno e simples • Pode ser utilizado em conjunto com o Tomcat • Grande suporte ao WSDL • Ferramenta para monitoramento de pacotes TCP/IP

49. Ferramentas Apache Axis2 • Aprenderam algumas lições com o Axis1 e isso tornou o Axis2 mais robusto e modular • Fica mais fácil adicionar novas funcionalidades • Porém, o desenvolvimento de uma simples aplicação ficou um pouco mais complexo se comparado com o Axis1 • Já possui implementações para as especificações de segurança, coordenação, etc.

50. Web Services Project @ Apache • Addressing (WS-Addressing) • Axis (SOAP) • EWS (J2EE 1.4) • JaxMe (JAXB) • jUDDI (UDDI) • Kandula (WS-Coordination, WS-AtomicTransaction, WS-BusinessActivity) • Mirae (J2ME) • Muse (WSDM MUWS) • Pubscribe (WS-Notification) • Sandesha (WS-ReliableMessaging) • Scout (JAXR) • Woden (WSDL 2.0) • WSIF • WSRF (WS-ResourceFramework) • WSS4J (WS-Security) • XML-RPC