Microsoft PowerPoint

245

Architektura zorientowana na usługi

• Usługa sieciowa (Web Service) to technologia budowania

rozproszonych, komunikujących się ze sobą aplikacji

• Usługi sieciowe

– samodzielnie się opisują
– są zorientowane na świadczenie usług
– są oparte o standardy (HTTP, SMTP, XML, SOAP, WSDL, UDDI)
– opisują komunikację między aplikacjami
– są niezależne od platformy i języka implementacji

dostawca

usługi

klient usługi

rejestr usług

opublikuj

znajdź

wywołaj

246

Elementy usług sieciowych

• Komunikacja: podstawą funkcjonowania usług sieciowych

są tradycyjne protokoły internetowe (HTTP, FTP) za
pomocą których usługi sieciowe komunikują się ze sobą

• Uniwersalny format danych: usługi sieciowe korzystają

z XML w celu wymiany danych oraz w celu opisu
funkcjonalności poszczególnych usług

• Simple Object Access Protocol: usługi sieciowe

wykorzystują protokół SOAP do wymiany komunikatów
XML. Protokół SOAP funkcjonuje jako wrapper dla
komunikatów XML, zamykając je w tzw. kopertach

247

Elementy usług sieciowych

• Web Services Description Language: dokumenty WSDL

to samoopisujące się specyfikacje prezentujące
funkcjonalność danej usługi. Dokumenty WSDL są zgodne z
XML i zawierają informację w jaki sposób należy korzystać z
danej usługi sieciowej

• Universal Description, Discovery and Integration:

rejestry usług UDDI przechowują dokumenty WSDL
opisujące usługi. Rejestry te są przeszukiwane w celu
zlokalizowania odpowiedniej usługi. Rejestry UDDI są
wykorzystywane przez dostawców usług do publikowania
usług

248

Zalety korzystania z usług sieciowych

• Rozproszony model komponentów
• Wykorzystanie XML do reprezentacji i przesyłania danych
• Pełna niezależność od języka implementacji
• Łatwość dostępu przy pomocy standardowych protokołów,

takich jak HTTP, FTP, SMTP

• Oszczędność czasu, istniejące komponenty mogą być

bardzo łatwo udostępnione jako usługi sieciowe

• Różne sposoby wykorzystania

– komunikacja synchroniczna (RPC)
– komunikacja asynchroniczna (przesyłanie komunikatów)

249

Ogólny model usług sieciowych

aplikacja klienta

rejestr usług

(UDDI)

usługa

sieciowa

inerfejs XML (WSDL)

interfejs XML (WSDL)

250

Protokół SOAP

• SOAP to prosty protokół oparty na XML który pozwala na

wymianę danych z wykorzystaniem protokołu HTTP oraz na
implementowanie usług sieciowych

• SOAP jest przenośnym protokołem, aplikacje korzystające z

SOAP mogą być napisane w różnych językach i mogą być
wykonywane na różnych platformach

• Komunikacja między aplikacjami wykorzystującymi SOAP

odbywa się poprzez

– zdalne wołanie procedur (RPC – Remote Procedure Call)
– wymianę komunikatów

251

Architektura SOAP

• Wywołanie metody przez klienta jest konwertowane do

dokumentu XML, parametry wywołania są konwertowane
do postaci binarnej i dokument XML jest wysyłany za
pomocą protokołu HTTP do usługi sieciowej. Metoda
sieciowa zwraca wynik działania w analogiczny sposób.

klient

SOAP

serwer

SOAP

usługa

SOAP

konwersja

odczytanie

konwersja

odczytanie

HTTP

XML

wynik

metoda()

252

Koperta SOAP

• Koperta SOAP to poprawny dokument XML który zawiera

następujące elementy

– <Envelope></Envelope> wyznacza początek i koniec koperty
– <Header></Header> wyznacza początek i koniec nagłówka

koperty, w nagłówku umieszczane są informacje specyficzne dla
aplikacji, np. routing, cache, szyfrowanie, podpisy cyfrowe

– <Body></Body> wyznacza początek i koniec ciała koperty, w ciele

zawarte są dane wywołania usługi (np. nazwy i wartości
parametrów) jak i wyniki działania usługi

– <Fault></Fault> wyznacza początek i koniec bloku opisującego

błędy powstałe podczas przetwarzania

253

Przykład koperty SOAP

POST /dodaj HTTP/1.1

Content-Type: text/xml; charset=utf-8

Content-Length: xxx

SOAPAction "http://miner.cs.put.poznan.pl/kalkulator"

<?xml version="1.0"?>

<soap:Envelope xmlns:soap="http://www.w3.org/2001/12/soap-envelope"

soap:encodingStyle="http://www.w3.org/2001/12/soap-encoding">

<soap:Body>

<m:dodaj xmlns:m="http://miner.cs.put.poznan.pl/kalkulator">

<m:val1>10</m:val1>

<m:val2>20</m:val2>

</m:dodaj>

</soap:Body>

</soap:Envelope>

Wywołanie metody

float dodaj(float x, float y)

z wartościami 10 i 20

254

Przykład koperty SOAP

HTTP/1.1 200 OK

Content-Type: text/xml; charset=utf-8

Content-Length: xxx

<?xml version="1.0"?>

<soap:Envelope xmlns:soap="http://www.w3.org/2001/12/soap-envelope"

soap:encodingStyle="http://www.w3.org/2001/12/soap-encoding">

<soap:Body>

<m:dodajResponse

xmlns:m="http://miner.cs.put.poznan.pl/kalkulator">

<m:dodajResult>30</m:dodajResult>

</m:dodajResponse>

</soap:Body>

</soap:Envelope>

Wynik metody

float dodaj(float x, float y)

z wartościami 10 i 20

255

Przykład koperty SOAP

HTTP/1.1 500 Server Error

Connection: close

Content-Type: text/xml; charset=utf-8

Content-Length: xxx

Date: 01 Feb 2004 04:02:23 GMT

<?xml version="1.0"?>

<soap:Envelope xmlns:soap="http://www.w3.org/2001/12/soap-envelope"

soap:encodingStyle="http://www.w3.org/2001/12/soap-encoding">

<soap:Body>

<soap:Fault xmlns:m="http://miner.cs.put.poznan.pl/kalkulator">

<faultCode>soap:client</faultCode>

<faultString>Podano zbyt wiele parametrów</faultString>

</soap:Fault>

</soap:Body>

</soap:Envelope>

Wynik metody

float dodaj(float x, float y)

, pojawił się niespodziewany błąd

256

Implementacja

• Protokół SOAP jest niezależny od języka implementacji,

proces kodowania (serializacji) żądania i wyniku działania
usługi, jak i proces komunikacji przez protokół HTTP może
być przeprowadzony w dowolnym języku programowania.

• Wiele języków udostępnia wygodne biblioteki

– Java SOAP for Apache
– Java GLUE
– Perl SOAP::Lite
– C/C++ gSoap
– Microsoft SOAP (część platformy .NET)

257

Architektura Apache SOAP

klient

serwer

SOAP

klasa

Java

org.apache.soap

org.apache.soap.rpc

serwer WWW

HTTP

XML

258

Ręczna implementacja usługi

public class Kalkulator {

public float dodaj(float x, float y) { return x+y; }

}

Kod usługi

<isd:service xmlns:isd="http://xml.apache.org/xml-soap/deployment"

id="urn:MojKalkulator">

<isd:provider type="java" scope="Application" methods="dodaj">

<isd:java class="Kalkulator" static="false"/>

</isd:provider>

</isd:service>

Deskryptor instalacji

java org.apache.server.ServiceManagerClient \

http://miner.cs.put.poznan.pl/apache-soap/servlet/rpcrouter \

deploy deployment_descriptor.xml

Instalacja usługi

259

Ręczna implementacja usługi

import java.net.URL;

import java.util.Vector;

import org.apache.soap.*;

import org.apache.soap.rpc.*;

...

Call call = new Call();

call.setTargetObjectURI("urn:MojKalkulator");

call.setMethodName("dodaj");

call.setEncodingStyleURI(Constants.NS_URI_SOAP_ENC);

Vector parameters = new Vector();

parameters.addElement(new Parameter("val1", Float.class, 10, null));

parameters.addElement(new Parameter("val2", Float.class, 20, null));

call.setParams(parameters);

Response response = call.invoke(new

URL("http://miner/apache-soap/servlet/rpcrouter"), "");

Parameter returnValue = response.getReturnValue();

Object value = returnValue.getValue();

...

260

Web Services Description Language

• Wołając daną usługę programista musi zaszyć w kodzie

lokalizację usługi, nazwę metody, liczbę i typy parametrów.

• WSDL to oparty o XML język opisu usługi, dokument WSDL

zawiera wszystkie informacje potrzebne do wywołania
usługi (lokalizacja, nazwa, parametry).

• WSDL jest tworzony przez dostawcę usługi i publikowany,

programiści mogą ściągnąć opis usługi i wykorzystać go do
wywołania danej usługi.

• Dokumenty WSDL mogą być automatycznie przetłumaczone

na język programowania wykorzystywany przez
programistę (za pomocą Client Proxy), tłumaczenie może
też odbywać się w momencie wywoływania usługi.

261

Przykład pliku WSDL

<?xml version = '1.0' encoding = 'UTF-8'?>

<definitions name="LookupEmp"

targetNamespace="http://webservice/LookupEmp.wsdl"

xmlns="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/"

xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"

xmlns:soap="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/soap/"

xmlns:tns="http://webservice/LookupEmp.wsdl"

xmlns:ns1="http://webservice/Webservice.xsd">

<message name="dodaj0Request">

<part name="x" type="xsd:float"/><part name="y" type="xsd:float"/>

</message>

<message name="dodaj0Response">

<part name="return" type="xsd:float"/>

</message>

</operation>

</portType>

<soap:binding style="rpc"/>

<operation name="dodaj">

<input name="dodaj0Request"><soap:body use="encoded" namespace="Kalkulator"/></input>

<output name="dodaj0Response"><soap:body use="encoded" namespace="Kalkulator"/></output>

</operation>

</binding>

<service name="Kalkulator">

<port name="WebservicePort" binding="tns:WebserviceBinding">

<soap:address location="http://miner.cs.put.poznan.pl/Kalkulator"/>

</port>

</service>

</definitions>

262

Automatyczna translacja dokumentów

WSDL przez Client Proxy

• Utworzony przez dostawcę usługi dokument WSDL jest

pobierany przez programistę/klienta. Klient tłumaczy
dokument WSDL na język, w którym tworzona jest aplikacja
łącząca się z usługą sieciową.

Dokument WSDL

Client Proxy

oracle.wsdl.toolkit.ProxyGenerator

263

Rejestr UDDI

• UDDI to specyfikacja bazy danych, w których dostawcy

usług rejestrują swoje usługi przy pomocy dokumentów
WSDL

– white pages: adres, dostawca, informacja kontaktowa
– yellow pages: wyszukiwanie wg typu, lokalizacji, kategorii i innych
– green pages: informacje techniczne, interfejs, URL, itp.

• Rejestr UDDI jest wykorzystywany do odczytania

dokumentu WSDL i przesłania go do klienta w celu
wygenerowania kodu łączącego się z usługą

• Dostępne obecnie usługi sieciowe oferują bardzo szeroki

zakres świadczeń, m.in. prognozy pogody, wymiana walut,
wyszukiwarki, sklepy internetowe, i wiele innych

264

REST

• Podejście REST (Representational State Transfer): krytyka

technologii usług sieciowych

– tradycyjne techniki i metody HTTP (POST,GET,PUT,DELETE) w

zupełności wystarczające

– unikalny URL reprezentuje komponent usług sieciowych a nie

konkretną usługę, przez co trudniej buforować wyniki

– bezpośrednia dostępność usług ułatwia ich integrację
– konieczność uczenia się nowych narzędzi i technik

265

Podsumowanie

UDDI

XML

Java

Client
Proxy

usługa

SOAP

usługa

SOAP

Java

wyszukanie usługi

WSDL

aplikacja klienta

wywołanie usługi

wyniki

266

Klasa Java

public class Kalkulator {

public Kalkulator() {}

public float dodaj(float x, float y) { return x+y; }

public double odejmij(double x, double y) { return x - y; }

public double pomnoz(double x, double y) { return x * y; }

public double podziel(double x, double y) { return x / y; }

}

Kalkulator.java

public interface IKalkulator

{

public double dodaj(double x, double y);

public double odejmij(double x, double y);

public double pomnoz(double x, double y);

public double podziel(double x, double y);

}

IKalkulator.java

275

Fragment przykładowego klienta

....

public class KalkulatorWebServiceStub

{

public KalkulatorWebServiceStub() {

m_httpConnection = new OracleSOAPHTTPConnection();

m_smr = new SOAPMappingRegistry(); }

public static void main(String[] args) {

try

{

KalkulatorWebServiceStub stub = new KalkulatorWebServiceStub();

Double x = new Double(10);

Double y = new Double(20);

Double result = stub.podziel(x,y);

System.out.println(result);

}

catch(Exception ex) { ex.printStackTrace(); }

}

KalkulatorWebServiceStub.java