Departamento de Engenharia Informática
Web Services
2014-15
Sistemas Distribuídos
1
Departamento de Engenharia Informática
Primeiro objectivo: Serviços e aplicações
de grande escala na Internet
Usar de forma directa o HTTP e HTTPS
como protocolos de transferência de
informação
• Conseguindo maior facilidade de passar através
das firewalls
Usar URL e URI como referências
remotas para objectos
2014-15
Sistemas Distribuídos
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Departamento de Engenharia Informática
Motivação dos Web Services (I)
• Protocolo muito simples para garantir a
interoperação entre plataformas de múltiplos
fabricantes
• Tratar todo o tipo de heterogeneidade de
dados e informação com XML
• Permitir utilizar RPC ou MOM (Message
Oriented Middleware)
– sistemas de comunicação síncronos e assíncronos
2014-15
Sistemas Distribuídos
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Departamento de Engenharia Informática
Motivação dos Web Services (II)
• Usar de forma directa o HTTP e HTTPS como protocolos
de transferência de informação
– Conseguindo maior facilidade de passar através das firewalls
• Usar URL e URI como referências remotas para objectos
• Permitir a transferência de todo o tipo de informação
– desde estruturas de dados a documentos estruturados e
informação multimédia
• Eliminar a distinção de sistemas para transferência de
documentos e sistemas para transferência de dados
2014-15
Sistemas Distribuídos
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Departamento de Engenharia Informática
Evolução
• 1997
– A Sun distribui o JDK 1.1 que inclui o Remote Method Invocation (RMI) que
define um modelo de computação distribuída usando objectos Java. O RMI é
semelhante ao CORBA e ao DCOM mas funciona só com objectos Java.
– Microsoft desenvolveu o COM+ sucessor do DCOM muito próximo do modelo
CORBA.
• 1999
– A SUN distribui o Java 2 Platform Entreprise Edition (J2EE) que integra o RMI e
o IIOP tornando mais simples a interoperação de sistemas entre sistemas Java
e CORBA.
– O Simple Object Acess Protocol – SOAP apareceu pela primeira vez.
• 2001
– A IBM e a Microsoft propõem as pilhas de protocolos dos Web Services à W3C
(World Wide Web Consortium)
• Wire stack
• Description stack
• Discovery stack
2014-15
Sistemas Distribuídos
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Departamento de Engenharia Informática
Dinâmica do Mercado
• IBM
– O produto principal é o Websphere que inclui o SOAP, WSDL, UDDI
• Microsoft
– .NET suporta directamente Web Services mas é muito mais
abrangente
– O biztalk suporta web services
• Sun Microsystems
– O suporte da Sun ao Java faz com que esta plataforma é uma das que
incorpora a tecnologia Java Enterprise e os Web services.
• Oracle:
– Oracle 11g Web Service Broker. BPEL server, Oracle BPMS
• SAP:
– SAP XI,
2014-15
Sistemas Distribuídos
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Departamento de Engenharia Informática
Uniform Resource Identifiers (URIs)
• Standard de nomes de recursos na WWW
• Sintaxe: [prefixo]:[sufixo-específico-do-protocolo]
– Exemplos:
– urn:isbn:0-486-27557-4
– https://www.ist.utl.pt/index.html
– mailto:[email protected]
• Duas funções distintas:
– Identificar univocamente um recurso na internet
• Chamados URNs (Uniform Resource Names)
– e/ou
– Localizar um recurso na internet
• Chamados URLs (Uniform Resource Locator)
2014-15
Sistemas Distribuídos
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Departamento de Engenharia Informática
Porque podem ter sucesso os Web
Services se os RPC falharam (??)
• SOAP = só mais um protocolo de RPC
– Muitos precursores: SunRPC, DCE, DCOM, Corba, …
– Modelo Cliente Servidor
– Todos iam transformar a informática das empresas, integrar os sistemas
legados, …
• Porque não o fizeram?
• Especulação:
– Não tinha uma interface Web (não eram aplicações a três níveis)
– Poucas implementações open-source
– O protocolo não era o mesmo entre o cliente PC (Microsoft) e o backend (IBM,
Sun, VMS)
– As redes empresariais eram locais, ligações à Internet limitadas
2014-15
Sistemas Distribuídos
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Departamento de Engenharia Informática
Modelo dos Web Services
(arquitectura básica)
Name & Service
description
Service
Registry
Find
Client
Publish
Service
Service
Requestor
Service
Provider
Bind
Request /Response
2014-15
Service
description
Sistemas Distribuídos
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Departamento de Engenharia Informática
Web Services (standards)
Choreography - CDL4WS
Orchestration - BPEL4WS
Business
Processes
Management
Transactions
WS-Reliability
WS-Security
Coordination
Quality of
Service
Context
UDDI
Discovery
WSDL
Description
Description
SOAP
Message
XML
HTTP, JMS, SMTP
2014-15
Transport
Sistemas Distribuídos
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Departamento de Engenharia Informática
Arquitectura dos Web Services
• Um serviço de Directório para
registo e pesquisa dos
serviços : UDDI (ou outros)
• Páginas amarelas e directório
(endereço, contactos, identificadores,
categorizadores, ...)
• Um protocolo de
pedido/resposta para
invocação do serviço:
SOAP (ou outros)
• Interacção
• Uma especificação da
interface do serviço
WSDL
2014-15
• Contratos
Sistemas Distribuídos
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Departamento de Engenharia Informática
Exemplo:
Amazon Web Services
• Permitem programar aplicações que usam
serviços da Amazon através de Web Services
– Vários serviços disponíveis para execução em cluster
de grande escala
• Exemplo de serviço:
controlo de inventário e
vendas para vendedores
– Existe API que permite a clientes remotos:
• Registar fornecimentos de produtos para armazéns da
Amazon
• Verificar estado dos fornecimentos
• Consultar estado de vendas dos produtos fornecidos
2014-15
Sistemas Distribuídos
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Departamento de Engenharia Informática
Exemplo:
Composição de Web Services
flight booking
a
flight booking
b
Travel Agent
Service
Client
hire car booking a
hire car bookingb
hotel booking a
2014-15
hotel booking b
Sistemas Distribuídos
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Departamento de Engenharia Informática
JAX – WS (sucessor do JAX-RPC)
Integração dos Web Services com o
ambiente Java
2014-15
Sistemas Distribuídos
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Departamento de Engenharia Informática
Quando usar cada abordagem?
Implementation-first
• Oferecer (por Web Service) serviços já implementados
• Construir novo web service de raiz sem ter de aprender a
programar WSDL
Contract-first
• Programador conhecedor de WSDL que pretende ter elevado
controlo sobre o que é especificado no contrato
• Substituir a implementação de um web service existente por
outro mantendo compatibilidade com clientes
• Aderir a contrato definido por terceiros (e.g. protocolo
definido por consórcio de organizações)
2014-15
Sistemas Distribuídos
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Departamento de Engenharia Informática
Exemplo Implementation-First
Definição da interface do Web Service
@WebService
public interface Hello {
@WebMethod
String sayHello(String name);
}
2014-15
Sistemas Distribuídos
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Seja eco-eficiente, evite imprimir-me
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Departamento de Engenharia Informática
Exemplo Implementation-First
Implementação do Web Service
@WebService(endpointInterface="example.ws.Hello")
@WebServlet("/endpoint")
public class HelloImpl implements Hello {
public String sayHello(String name) {
return "Hello " + name + "!";
}
}
2014-15
Sistemas Distribuídos
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Departamento de Engenharia Informática
Cliente
• O cliente pode ter um static proxy criado antes
da execução (static stub)
– Compilado a partir do WSDL pelo wsimport
• O cliente pode também usar um dynamic proxy
– Classe que é criada durante a execução a partir do
WSDL
2014-15
Sistemas Distribuídos
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Departamento de Engenharia Informática
Cliente com Stub
• Um stub nunca é distribuído aos clientes
• O stub implementado em Java só é relevante
para o run-time do JAX-WS e não é portável
para outros ambientes
• O stub é específico para um protocolo de
transporte
• Com um stub o cliente não precisa do WSDL em
tempo de execução
2014-15
Sistemas Distribuídos
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Departamento de Engenharia Informática
JAX-WS: Arquitectura
Web Container (e.g. JBoss)
Service Client
Stub
WSDL
description
Service Endpoint
Stub (Tie)
Dispatch
JAX-WS API
Client Side JAX-WS
Runtime System
WSDL
<->
Java Mapping
JAX-WS API
Server Side JAX-WS
Runtime System
Message Protocol - SOAP
Transport Protocol – HTTP, etc
2014-15
Sistemas Distribuídos
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Departamento de Engenharia Informática
Cliente com Stub estático: Exemplo
public static void main(String[] args) {
HelloImplService service = new HelloImplService();
Hello port = service.getHelloImplPort();
String result = port.sayHello("friend");
System.out.println(result);
}
Stub, gerado previamente
com ferramenta wsimport
2014-15
Sistemas Distribuídos
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Departamento de Engenharia Informática
JAX-WS: Arquitectura
Código do
programador
Código do
programado
r
Artefactos
gerados pelo
wsimport
(stubs, etc)
Artefactos
gerados pelo
wsimport
(stubs, etc)
2014-15
Servlet recebe pedidos HTTP e invoca a operação
correspondente
da implementação do Web Service
Sistemas Distribuídos
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Departamento de Engenharia Informática
Cliente: invocação dinâmica
• Invocação “semi-dinâmica” (dynamic proxy)
– Classe criada durante a execução a partir do WSDL
que se obtém na altura
– Antes da execução, apenas a interface abstracta do
serviço é conhecida (correspondendo a uma
interface Java)
• Invocação dinâmica (dynamic invocation
interface,DII)
– O cliente em tempo de execução utiliza o WSDL para
construir a invocação
– Antes da execução, nem interface abstracta nem
concreta do serviço são conhecidas
2014-15
Sistemas Distribuídos
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Departamento de Engenharia Informática
Exemplo:
Cliente com dynamic proxy
public static void main(String[] args) throws Exception{
String namespace = “http://www.flutebank.com/xml”;
String wsldport “BillPayPort”;
String wsdlservice = “Billpayservice”;
String
wsdllocation=“http://127.O.O.1:8080/billpayservice/billpayservice.wsdl”;
URL wsldurl = new URL(wsdllocation);
ServiceFactory factory = ServiceFactory.newlnstance();
Service service = factory.createService(
wsldurl, new QName(namespace, wsdlservice));
//make the call to get the stub corresponding to this service and
interface
BillPay stub (BillPay) service.getPort(
new QName(namespace,wsldport), BillPay.class);
// invoke methods on the service
double lastpaid= stub.getLastPayment
(“my cable tv provider”);
System.out.println(“Last payment was” + lastpaid);
}
}
2014-15
Sistemas Distribuídos
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Departamento de Engenharia Informática
Exemplo:
Cliente com invocação dinâmica (DII)
public class DIIClient_WSDL{
public static void main(String[] args) throws Exception {
String wsdllocation =
http://127.O.O.1:9090/billpayservice/billpayservice.wsdl”;
String namespace = “http://www.flutebank.com/xml”;
String serviceName = “Billpayservice”;
ServiceFactory factory = ServiceFactory.newlnstanceQ;
Service service = (Service) factory.createService (
new URL(wsdllocation),
new QName(namespace,serviceName));
QName portName = new QName(namespace,”BillPayPort”);
QName operationName = new QName(namespace”getLastPayment”);
Call call = service.createCall(portName, operationName);
Object[] params = {“my cable tv provider”};
Object lastpaid = (Double)call.invoke(params);
System.out.println(”Last
payment was”
+ lastpaid);
2014-15
Sistemas Distribuídos
}
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Departamento de Engenharia Informática
JAX-WS Handlers
• Handler
– Estende a classe javax.xml.ws.handler.Handler
– Métodos relevantes:
• handleRequest(MessageContext context)
• handleResponse(MessageContext context)
• handleFault(MessageContext context)
• Handler Chain
– Sequência de handlers executados sobre pedidos e respostas
2014-15
Sistemas Distribuídos
42
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Departamento de Engenharia Informática
Simple Object Access Protocol
SOAP
Protocolo de comunicação dos Web
Services
2014-15
Sistemas Distribuídos
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Departamento de Engenharia Informática
Simple Object Access Protocol - SOAP
Objectivo
• Ubiquitous XML distributed computing infrastructure
Características
• Protocolo de comunicação distribuído permitindo o envio de qualquer tipo
de informação entre aplicações
• Define o protocolo de pedido resposta – estrutura das mensagens e da
interacção entre cliente e servidor
• O protocolo de representação de dados baseado em XML.
• Referências remotas baseadas em URI
• Protocolo extensível permitindo a incorporação de várias facetas :
segurança, tolerância a faltas, através de headers associados às mensagens
2014-15
Sistemas Distribuídos
45
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Departamento de Engenharia Informática
Wire stack – Visão dos Web Services
XML Messaging
XML and
SOAP
Data Encoding
HTTP(S),
SMTP, FTP,
sockets.
Quality of Service
SOAP
Manageability
Envelope
Extensions
Security
SOAP Headers
Network Protocol
2014-15
Sistemas Distribuídos
46
Departamento de Engenharia Informática
SOAP Simple Object Access Protocol
SOAP 1.1 Message
Structure
• Define:
SOAP
Envelope
– Modelo de
empacotamento
Header
Entries
[Header
Element]
• SOAP Envelope
• Baseado em XML
• Pode usar vários
transportes:
Body
Element
– HTTP
– SMTP
– ...
[Fault
Element]
2014-15
Sistemas Distribuídos
47
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Departamento de Engenharia Informática
Interacções previstas no SOAP
one-Way
Client
Server
Client
Server
Client
Server
Client
Server
Mensagem simples
request-response
RPC
Notification
callback
notification-response
2014-15
Sistemas Distribuídos
48
Departamento de Engenharia Informática
Execução simples em SOAP
• É necessário um URL de destino
• O nome de uma operação
• Os parâmetros.
– Os parâmetros são passados por cópia (in e out)
– Não existem referências para os objectos remotos
criadas automaticamente como em Java RMI
• Informação contextual, como a informação de
segurança
2014-15
Sistemas Distribuídos
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Departamento de Engenharia Informática
Binding de
SOAP sobre HTTP
SOAP - Pedido
O que há de
específico deste
transporte?
POST /ExemploHelloWS/endpoint HTTP/1.1
Host: www.server.com
Content-Type: text/xml; charset="utf-8"
Content-Length: 322
SOAPAction: ""
Envelope SOAP
com pedido
<soapenv:Envelope xmlns:soapenv="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/"
xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
xmlns:ns1="http://hello">
<soapenv:Body>
<ns1:sayHello>
<ns1:name>friend</ns1:name>
</ns1:sayHello>
</soapenv:Body>
</soapenv:Envelope>
2014-15
Sistemas Distribuídos
50
Departamento de Engenharia Informática
SOAP - Resposta
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/xml; charset="utf-8"
Content-Length: 367
<soapenv:Envelope xmlns:soapenv="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/"
xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
xmlns:ns1="http://hello">
<soapenv:Body>
<ns1:sayHelloResponse
ns1:sayHelloResponse>
ns1:sayHelloResponse
<ns1:return>Hello friend!</ns1:return>
</ns1:sayHelloResponse>
</soapenv:Body>
</soapenv:Envelope>
2014-15
Sistemas Distribuídos
51
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Seja eco-eficiente, evite imprimir-me
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Departamento de Engenharia Informática
Exemplo
• Servidor que disponibiliza o último preço
praticado para um produto
• Função Remota
float GetLastTradePrice(string symbol)
2014-15
Sistemas Distribuídos
52
Departamento de Engenharia Informática
Soap - Pedido
POST /StockQuote HTTP/1.1
Host: www.stockquoteserver.com
Content-Type: text/xml; charset="utf-8“
Content-Length: nnnn
SOAPAction: "Some-URI“
<SOAP-ENV:Envelope
xmlns:SOAP-ENV="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/"
SOAP-ENV:encodingStyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/">
<SOAP-ENV:Body>
<m:GetLastTradePrice xmlns:m="Some-URI">
<symbol>DIS</symbol>
</m:GetLastTradePrice>
</SOAP-ENV:Body>
</SOAP-ENV:Envelope>
2014-15
Sistemas Distribuídos
53
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Seja eco-eficiente, evite imprimir-me
18
Departamento de Engenharia Informática
SOAP - Resposta
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/xml; charset="utf-8“
Content-Length: nnnn
<SOAP-ENV:Envelope
xmlns:SOAP-ENV="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/"
SOAP-ENV:encodingStyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/"/>
<SOAP-ENV:Body>
<m:GetLastTradePriceResponse
GetLastTradePriceResponse xmlns:m="Some-URI">
<Price
Price>34.5</Price>
Price
</m:GetLastTradePriceResponse>
</SOAP-ENV:Body>
</SOAP-ENV:Envelope>
2014-15
Sistemas Distribuídos
54
Departamento de Engenharia Informática
Binding do SOAP ao protocolo de
Transporte
• O HTTP é um protocolo de pedido-resposta, o
que torna o protocolo de RPC do SOAP muito
simples
– Para outros protocolos tem de se criar um protocolo
de controlo da invocação remota
• O HTTP permite que o servidor não tenha
estado
• A confidencialidade da informação pode ser
assegurada pelo HTTP/S
2014-15
Sistemas Distribuídos
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Departamento de Engenharia Informática
SOAP - Erro
HTTP/1.0 500 Internal Server Error
Content-Type: text/xml; charset=”utf-8”
Content-Length: nnn
<SOAP - ENV: Envelope
xmlns:SOAP-ENV=”http//schemas.xmlsoap.org/soap/enve1ope/”
SOAP-ENV:encodingStyle=”http//schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/”>
<SOAP-ENV:Body>
<SOAP-ENV:Fault>
<faultcode>Client .AuthenticationFailure</faultcode>
<faultstring>Failed to authenticate client</faultstring>
<faultactor>urn:X-SkatesTown:PartnerGateway</faultactor>
</SOAP-ENV:Fault>
</SOAP-ENV:Body>
</SOAP-ENV:Envelope>
2014-15
Sistemas Distribuídos
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Departamento de Engenharia Informática
Physical (Communication Protocol) Message
POST /LookupCentral HTTP/1.1
Host: www.lookupcentralserver.com
Content-Type: text/xml; charset=“utf-8”
Content-Length: nnn
SOAPAction: “Directory/LookupPerson”
Out-of-message context (target URI)
Out-of-message context (SOAPAction)
Logical SOAP Message
<SOAP-ENV:Envelope
xmlns:SOAP-ENV=http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/”
SOAP-ENV:encodingStyle=http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/”/>
SOAP Headers
<SOAP-ENV:Header>
In-message context
<a: AuthorizationLevel>
xmls:a=“some-URI”>
</a:AuthorizationLevel>
</SOAP-ENV:Header>
<SOAP-ENV:Body>
<m:LookupPerson xmlns:m=“Some-URI”>
<FirstName>Big<FirstName>
<LastName>Boss</LastName>
</m:LookupPerson>
</SOAP-ENV:body>
SOAP Body
</SOAP-ENV:Envelope>
2014-15
Sistemas Distribuídos
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Departamento de Engenharia Informática
eXtensible Markup Language XML
Resolver a heterogeneidade na
comunicação e nos dados de forma
universal
2014-15
Sistemas Distribuídos
61
Departamento de Engenharia Informática
Arquitectura de Integração da Informação
• Em muitos casos a integração tem de resolver o problema da
troca de informação com múltiplas representações
• A solução mais simples para este problema é representar os
dados num formato canónico que todos sabiam utilizar
• Os dados originais de cada sistema têm de ser mapeado no
formato canónico mas depois podem ser usados por todos
que sigam o formato.
• Se o formato canónico tiver uma representação explicita as
mensagens deixam de ter se ser construídas pela ordem
estrita de invocação, pode verificar-se se estão de acordo
com o esperado, podem ser analisadas por ferramentas
independentes do RPC
• Esta é a razão da grande importância do XML
2014-15
Sistemas Distribuídos
62
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Seja eco-eficiente, evite imprimir-me
21
Departamento de Engenharia Informática
eXtensible Markup Language (XML)
• Deriva de uma linguagem muito mais antiga para
definição do formato de impressão de documentos, o
SGML
– O SGML já tinha sido a tecnologia de base no desenvolvimento
do HTML.
• Essencialmente o XML permite através de etiquetas
(tags) associar a descrição do formato aos dados de um
documento.
• Toda a descrição é textual
– Resolve muito dos problemas de portabilidade.
• O XML é uma proposta do W3C
– Percepcionado como o substituto dos formatos anteriores de
representação de dados como o EDI
2014-15
Sistemas Distribuídos
63
Departamento de Engenharia Informática
Importância do XML
O XML trabalha sobre documentos
Os documentos podem ser usados para múltiplos
fins:
• Representar/apresentar a informação num forma visível: em
papel ou transformada para html
• Comunicação de dados entre plataformas heterogéneas
• Para armazenamento da informação em ficheiros ou em bases
de dados
2014-15
Sistemas Distribuídos
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Seja eco-eficiente, evite imprimir-me
22
Departamento de Engenharia Informática
Sintaxe XML
• Regras de construção simples mas rígidas:
–
–
–
–
Existe um elemento raiz único
Todos os elementos têm que fechar
Fecham pela ordem inversa em que abrem
Os nomes são case-sensitive
• Um documento que respeita as regras diz-se bem
formado (well formed)
• Adicionalmente, pode-se definir uma gramática para
validar documentos XML
– Que sequências de elementos são válidas
– Que tipo de dados contém o elemento
2014-15
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65
Departamento de Engenharia Informática
Exemplo de uma estrutura de dados em XML
<?xml version=“1.0” encoding =“UTF-8”?>
<!– este documento define uma lista de empregados -->
<employeeList xmlns="http://www.company.org/Emp”>
<employee type=“contract”>
<employee_id>75868</employee_id>
<name>
<first_name>John</first_name>
<last_name>Doe</last_name>
</name>
<extn>27304</extn>
<dept>1104332089</dept>
<email>[email protected]</email>
</employee>
</employeeList>
2014-15
Sistemas Distribuídos
employeeList
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Seja eco-eficiente, evite imprimir-me
23
Departamento de Engenharia Informática
Benefícios do XML
• Tecnologia não proprietária
• Independente das plataformas – o formato é texto
• Compatível com o HTTP
– O XML tem uma sintaxe mais restritiva que o HTML, mas pode
ser usado como o HTML pelo que passa pelas firewalls
• Internacional
– Formato texto que usa UTF-8 ou UTF-16 para representar os
caracteres
• Extensível
– Novas tags podem ser adicionadas por necessidade de
extensão.
– Para evitar duplicações existem namespaces a que um
documento pode ser associado.
2014-15
Sistemas Distribuídos
67
Departamento de Engenharia Informática
Benefícios do XML(II)
• A interpretação das mensagens depende de tags e não
da posição do campo na mensagem
• Permite a transformação automática dos dados
– As transformações são especificadas usando XML Stylesheet
Language Transformatiom (XSLT)
• Auto definida
– A estrutura de um documento XML tem uma meta-descrição
com base Document Type Definition (DTD) ou actualmente
com XML schema
• Ferramentas genéricas
– Ferramentas Open Source em Java e ferramentas já existentes
para SGML.
2014-15
Sistemas Distribuídos
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Departamento de Engenharia Informática
Tecnologia XML
• Namespaces
–
Permite a unicidade de nomes e resolver colisões. Os Espaços de nomes são
normalmente associados a um domínio de aplicação
– Um nome torna-se único por associação a um URI
• Xpath
– Define um mecanismo de acesso a elementos dentro de um documento XML
• Xlink
– Mecanismo para indexar outros documentos semelhantes aos hiperlinks do HTML
mas mais robusto
• XSL
– XML style sheet- documentos XML que definem transformações de documentos
em XML
• DOM - Document Object Model
– O DOM define os métodos para aceder a um documento XML. Pressupõe que o
documento é carregado em memória e que através de uma API se acede aos
diferentes elementos
• SAX - Simple API for XML
– O SAX é um parser que invoca funções à medida que encontra elementos no
documento
2014-15
Sistemas Distribuídos
70
Departamento de Engenharia Informática
Exemplo simples – mensagem
Com definição de namespace
<mensagem xmlns="urn:empresa.pt:mensagem"
id="74536">
<!-- isto é um comentário -->
<de>João</de>
<para>Carla</para>
<assunto>Reunião</assunto>
<texto>Confirmo a reunião dia 6</texto>
</mensagem>
2014-15
Sistemas Distribuídos
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Seja eco-eficiente, evite imprimir-me
25
Departamento de Engenharia Informática
eXtensible Stylesheet Language (XSL)
• Permite:
–
–
–
–
Transformar XML em HTML
Transformar XML noutro XML
Filtrar e ordenar dados XML
Apresentar o mesmo documento de formas
diferentes dependendo do dispositivo de destino
(ecrã, impressão, telefone móvel, etc.)
2014-15
Sistemas Distribuídos
72
Departamento de Engenharia Informática
Esquema do Documento
• A especificação de documentos era inicialmente
efectuada em DTD – Document Type Definition
• Em 2001 foi proposto o XML Schema
– Estende as capacidades do DTD mas cuja principal vantagem é
ter uma sintaxe XML que o DTD não tinha
• Um parser usando um DTD ou XML Schema pode
verificar se o documento está sintacticamente correcto
e se está conforme com um determinado tipo
• A meta-descrição pode ser incluída no documento, mas
a utilização mais interessante é poder aceder-lhe
através de um URI partilhando-o entre aplicações
2014-15
Sistemas Distribuídos
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Seja eco-eficiente, evite imprimir-me
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Comparação XML Schema e DTD
• DTD era anterior ao XML pelo que não suporta bem
alguns aspectos da norma como por exemplo os
namespaces
• O DTD tinha por objectivo descrever documentos
legíveis por humanos e não documentos para
representar dados, por conseguinte faltam-lhe alguns
construções para exprimir diversas restrições simples,
– ex.: idade só pode ter um valor não negativo entre 0 e 150
• A sintaxe do DTD não é a do XML o que torna mais
complexas as ferramentas
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DTD Simples para o documento
employeeList
<!DOCTYPE employeeList [
<!ELEMENT employeeList (employee*)>
Element emplyeeList consists of zero or more employee elements.
NOTE: “*” = zero or more, “?”= zero or one, “+”= one or more
<!ELEMENT employee (employee_id, name, extn, dept, email)>
Element employee contains elements employee_id, name, dept,
and email.
<!ATTLIST emplyee type (perm|contract) #REQUIRED>
Attribute type for element employee is required and must have
either of these two values: contract or perm.
<!ELEMENT employee_id (#PCDATA)>
<!ELEMENT NAME (first_name, last_name)>
<!ELEMENT first_name (#PCDATA)>
<!ELEMENT last_name (#PCDATA)>
<!ELEMENT extn (#PCDATA)>
<!ELEMENT dept (#PCDATA)>
<!ELEMENT email (#PCDATA)>
]>
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Sintaxe
próxima das
expressões
Element dept. may containregulares
any parsable character data
(PCData).
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XML Schema para o documento employeeList
</xml version=“1.0” encoding=“UTF-8”?>
<xsd:schema xmlns:xsd=“http://www.w3.org/2001/XMLSchema
targetNamespace=“http://www.flute.com“
xmlns=“http://www.flute.com“>
Namespace declaration
<!ELEMENT employeeList (employee*)>
<xsd:element name=“employeeList”>
<xsd:complexType>
<xsd:sequence>
<xsd:element ref=“employee” minOccurs=“1”
maxOccurs=“unbounded”/>
<xsd:seuqence>
</xsd:complexType>
</xsd:element>
<xsd:element name=“employee”
<xsd:complexType>
<xsd:sequence>
<xsd:element ref=“employee_id” minOccurs=“1” maxOccurs=“1”/>
<xsd:element ref=“name” minOccurs=“1” maxOccurs=“1”/>
<xsd:element ref=“extn” minOccurs=“1” maxOccurs=“1”/>
<xsd:element ref=“dept” minOccurs=“1” maxOccurs=“1”/>
<xsd:element ref=“email” minOccurs=“1” maxOccurs=“1”/>
</xsd:sequence>
<xsd:attributeGroup ref=“employeeAttribute”/>
</xsd:comlexType>
</xsd:element>
<!ELEMENT employee (employee_id, name,
extn, dept, email)>
<!ELEMENT name (first_name,
last_name)>
<xsd:element name=“name”
<xsd:complexType>
<xsd:sequence>
<xsd:element ref=“first_name” minOccurs=“1” maxOccurs=“1”/>
<xsd:element ref=“last_name” minOccurs=“1” maxOccurs=“1”/>
<xsd:sequence>
</xsd:complexType>
</xsd:element>
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<xsd:element name=“employee_id”>
<xsd:simpleType>
<xsd:restriction base=“xsd:int”>
<xsd:minlnclusive value=“1”/>
<xsd:maxlnclusive value=“100000”/>
<xsd:restriction>
</xsd:simpleType>
</xsd:element>
employee:_id must be an integer between
1 and 100,000.
<xsd:element name=“first_name” type=“xsd:string”/>
<!ELEMENT first_name (PCDATA)>
<xsd:element name=“last_name” type=“xsd:string”/>
<xsd:element name=“email” type=“xsd:string”/>
<!ELEMENT email (PCDATA)
<xsd:element name=“dept” >
<xsd:simpleType>
<xsd:restriction base=“xsd:string>
Department must be specified in the form:
“999-999-9999”.
<xsd:pattern value=“[0-9]{3}-[0-9]{3}-[0-9]{4}”/>
</xsd:restriction>
</xsd:simpleType>
</xsd:element>
<xsd:element name=“extn”>
<xsd:simpleType>
<xsd:restrition base=“xsd:string”>
<xsd:pattern value=“[0-9]{5}”/>
</xsd:restrition>
</xsd:simpleType>
</xsd:element>
Extension must be specified in the form
“99999” (String consisting of five digits).
<xsd:attributeGroup name0”employeeAttribute”>
<xsd:attribute name=“type” use=“required”>
<xsd:simpleType>
<xsd:restriction base=“xsd:string”>
<xsd:enumerator value=“contract”/>
<!ATTLIST employee type (permicontract)
#REQUIRED>
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XML Schema
• Define
– Elementos obrigatórios e proibidos
– Estrutura hierárquica dos elementos
– Atributos necessários ou opcionais dos elementos e
gama de valores permitidos
– Referências de parte de um documento a outros
elementos do documento
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Tecnologia XML
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SAX – Simple API for XML
• Processamento em série
• Baseado no tratamento de eventos
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Quando usar
• Quando pretendemos processar informação em
série (data stream).
• A informação a processar não precisa de
manter estado.
• Importação/exportação de dados
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DOM - Document Object Model
• Manipulação de árvore em memória
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WSDL - Web Service Definition
Language
Definição do contrato do Serviço
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WSDL - Web Service Definition Language
• A IDL para descrição dos contratos em Web Services
• Define o contrato a que o serviço se obriga
• A definição permite descrever
–
–
–
–
Qual o serviço
Que mensagens devem ser enviadas e qual a sua estrutura
Como usar os vários protocolos de transporte
Onde o serviço está localizado, mais precisamente para que
rede a mensagem deve ser enviada
Diferenças vs IDL de RPC?
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WSDL
Web Services Description Language
Interface
Abstracta
WSDL 1.1 Document
Structure
WSDL
Document
[Types]
{Messages}
Interface
Concreta
{Port Types}
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{Bindings}
{Services}
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WSDL information model
part
type
abstract interface
portType
(abstract)
message
(abstract)
operation
concrete
implementation
binding
(concrete)
message
(concrete)
message
Made concrete by
service
concrete endpoint port
Contains zero or more
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WSDL
Web Services Description Language
• O contrato WSDL indica quais as
operações disponibilizadas pelo
Web Service aos seus clientes
• O conjunto das operações é
designado por interface
• Para cada operação, especifica os
argumentos (inputs), os resultados
(outputs) e os erros (faults).
• Os tipos de dados dos argumentos,
resultados e erros são descritos
com esquemas XSD
• O contrato WSDL não é fácil de ler
– É extenso
– A sua organização está invertida
– Tem múltiplas dependências
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Definições
• Port Type – Descreve a interface abstracta de um Web
service.
– Atenção porque o termo “port” é usado com um sentido
totalmente diferente dos sockets. Um port de um Web Service
é semelhante a uma interface Java
• message – assinatura das operações descrevendo o
nome e os parâmetros da operação
• types – colecção de todos os tipos de dados usados na
especificação.
• Estes elementos são reutilizáveis porque definem
entidades abstractas e não a concretização de um
serviço
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portType
<portType name=”PriceCheckPortType”>
<operation name=”checkPrice”>
<input message=”pc:PriceCheckRequest”/>
<output message=”pc:PriceCheckResponse”/>
</operation>
</portType>
• Descreve o que o Serviço faz
• As mensagens permitem saber a assinatura dos métodos
• Normalmente um documento WSDL contem apenas um port type por
razões de reutilização
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Mensagens
<! - - Message definitions - ->
<! - - A PriceCheckRequest is simply an item code (sku) - ->
<message name=”PriceCheckRequest”>
<part name=”sku” type=”xsd:string”/>
</message>
<! - - A PriceCheckResponse consists of an availability structure,
- - >
<! - - defined above.
<message name=”PriceCheckResponse”>
<part name=”result” type=”avail:availabilityType”/>
</message>
• As mensagens podem ser de input, output ou assinalar faltas
• podem ser usadas para diferentes operações
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Tipos de dados
<types>
<xsd:schema
targetNamespace=http://www.skatestown.com/ns/availability
xmlns:xsd=http://www.w3.org/2001/XMLSchema>
<xsd:complexType name=”availabilityType”>
<xsd:sequence>
<xsd:element name=”sku” type=”xsd:string”/>
<xsd:element name=”price” type=”xsd:double”/>
</xsd:sequence>
</xsd:complexType>
</xsd:schema>
</types>
• Tipos utilizados no documento WSDL
• Os tipos são declarados num XML schema
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Binding
• A função do binding é tornar concreto o serviço
definindo a forma como funciona
• Exemplos:
– Protocolo de transporte: SOAP; HTTP; SMTP
– Valor do Soap action
– Formatação da mensagem
• Um portType pode ter um mais bindings
associados, mas cada documento WSDL
normalmente só tem um.
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Exemplo de binding para HTTP
<binding name=”PriceCheckSOAPBinding” type=”pc:PriceCheckPortType”>
<soap:binding style=”rpc”
transport=http://schemas.xmlsoap.org/soap/http/>
<operation name=”checkPrice”>
<soap:operation soapAction=” “/>
<input>
<soap:body use=”encoded”
namespace= http://www.skatestown.com/services/PriceCheck
encodingStyle= http://schemas.xmlsoap.org./soap/encoding/”/>
</input>
<output>
<soap:body use=”encoded”
namespace= http://www.skatestown.com/services/PriceCheck
encodingStyle= http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding//>
</output>
</operation>
</binding>
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Exemplo de binding para SMTP
<!- - Binding definitions - ->
<binding name=“PriceCheckSMTPBinding”
type=“pc:PriceCheckPortType”>
<soap:binding style= “document”
Transport= “http://schemas.xmlsoap.org/soap/smtp”/>
<operation name=“checkPrice”>
<input>
<soap:body use=“literal”/>
</ input>
<output>
<soap:body use=“literal”/>
</ output>
</ operation>
</ binding>
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Departamento de Engenharia Informática
Exemplo de opções no binding
RPC/encoded
document/literal
document/encoded
RPC/literal
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Port
<! - - Service definition - ->
<service name=”PriceCheckService”>
<port name=”PriceCheck” binding=”pc:PriceCheckSOAPBinding”>
<soap:address location=
http://localhost:8080/axis/services/PriceCheck/>
</port>
</service
<! - - Service definition - - >
<service name=“PriceCheckSMTPService”>
<port name=“PriceCheckSMTP” binding=“PriceCheckSMTPBinding”>
<soap:address location= “mailto:[email protected]”/
</ port>
</ service>
• Define o endereço da rede da rede onde o Web service é disponibilizado.
• Se existirem vários bindings são definidos vários ports
– exemplo para http ou o endereço de email para SMTP
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Modelo dos Web Services
(arquitectura básica)
Service
Registry
Name & Service
description
Find
Client
Publish
Service
Service
Requestor
Bind
Request /Response
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Service
Provider
Service
description
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Departamento de Engenharia Informática
Universal Description Discovery &
Integration (UDDI)
• Definição de um conjunto de serviços que
suportam a descrição e a localização de:
– Entidades que disponibilizam Web Services
(empresas, organizações)
– Os Web Services disponibilizados
– As interfaces que devem ser utilizadas para aceder
aos Web Services
• Baseada em standards Web: HTTP, XML, XML
Schema, SOAP
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Informação representada na UDDI
• A UDDI permite pesquisar informação muito variada
sobre os Web Services. Ex:
– Procurar Web Services que obedeçam a uma determinada
interface abstracta
– Procurar Web Services que estejam classificados de acordo
com um esquema conhecido de classificação
– Determinar os protocolos de transporte e segurança
suportados por um determinado Web Service
– Procurar Web Services classificados com uma palavra-chave
• O acesso é via as API definidas mas os operadores
também disponibilizam sites para acesso via web
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Modelo estrutural da informação
businessEntity
businessServices
human readable
businessServices
information
about the publisher
key
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businessServices
bindingTemplate
human readable
bindingTemplate
information
URL
bindingTemplate
about a
information
family of services
about the
URL
serviceinterfaces
interfaces
service
key
URL
key
tModel
tModel
tModel
service descriptions
Sistemas Distribuídos
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Departamento de Engenharia Informática
Modelo estrutural da informação
• businessEntity: descreve uma empresa ou organização
que exporta Web Services
– A informação encontra-se conceptualmente dividida em:
– Páginas brancas – informação geral de contacto
– Páginas amarelas – Classificação do tipo de serviço e localização
– Páginas verdes – Detalhes sobre a invocação do serviço
• businessService: descreve um conjunto de Web
Services exportado por uma businessEntity
• bindingTemplate: descreve a informação técnica
necessária para usar um determinado serviço
• tModel: descreve o “modelo técnico” de uma entidade
reutilizável, como um tipo de Web Service, o binding a
um protocolo usado por um Web Service, etc.
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Sistemas Distribuídos
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Seja eco-eficiente, evite imprimir-me
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Departamento de Engenharia Informática
Taxionomia
• Os serviços registados devem ser categorizados em
taxionomias que os permitam pesquisar
• Existem várias taxionomias normalizadas, ex.:
– ISO 3166 – geografias
– D-U-N-S – Data Universal Numbering System – Dun&Bradstreet
– UN/SPSC- produtos e serviços – ONU
• O UDDI permite que todas as entidades sejam
classificadas
• As pesquisas podem usar múltiplas classificações
• Para uso interno das organizações podem ser definidos
os seus esquemas de classificação. Ex.: qualidade de
serviço do fornecedor do web service
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Sistemas Distribuídos
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Departamento de Engenharia Informática
Arquitectura UDDI - Registries
• Um Registry é composto por um ou mais nós
UDDI
• Os nós de um Registry gerem colectivamente
um conjunto bem definido de dados UDDI.
Tipicamente, isto é suportado com replicação
entre os nós do Registry
• A representação física de um Registry é deixada
à escolha das implementações
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Departamento de Engenharia Informática
Registry Server privado
• Gere a base de dados com
os registos UDDI
• Modos de acesso
– Aplicações JAX-R
– Registry Browser
– Xindice
• Interfaces
– API
– Acesso directo aos registos
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Departamento de Engenharia Informática
Discovery Stack
• Protocolo de ligação ou binding entre o cliente e o
servidor.
• Os fornecedores dos serviços publicam a respectiva
interface
• O protocolo de inspecção permite verificar se um dado
serviço existe baseado na sua identificação
• O UDDI responde às questões
– Onde é que o Web service está localizado?
– Qual o processo de negócio que o serviço disponibiliza
• O UDDI permite encontrar o serviço baseado na sua
definição – capability lookup
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Sistemas Distribuídos
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Seja eco-eficiente, evite imprimir-me
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Departamento de Engenharia Informática
JAX-R API
Estruturas de dados
• O JAX-R tem um modelo de
dados muito próximo do
standard UDDI
– O mapeamento de um para outro
é quase directo
– Só mudam alguns nomes
• Pacote de classes que
implementam o modelo de
dados:
–
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javax.xml.registry.infomodel
Sistemas Distribuídos
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