Web Services na Distribuição de DadosConceitos e Aplicações
Farley Millano{[email protected]}
Professor:Fernando Fonseca
Motivação
• Mitigação para problemas de integração– Dados, plataformas,etc.
• Simplificação da comunicação entre aplicações– Menores custos de desenvolvimento,
manutenção, implantação, etc.
• Eliminação do forte acoplamento das tecnologias RPC-style– RPC, CORBA, RMI, e DCOM– Flexibilidade e adaptabilidade
• Reuso para outras aplicações– Heterogeneidade
Roteiro
• O que é?• Background Standards
– XML– SOAP– WSDL– UDDI
• Vantagens sobre outras tecnologias– Quadro comparativo– WS x RMI– WS x CORBA
• Frameworks– Comparação– Axis
• Aplicação em BDD– Cenário
• Contextos de uso– Web Services + Distribuição
• ELPIF• BioSimGRID• DHRD
• Conclusões
O que é? – Definição [1/2]
• De forma extremamente simplista... – “Um site sem GUI”– Imagine poder usar o engenho
de busca do Google mas poder definir sua própria GUI
– Estabelecimento de um contrato de serviço para o cliente:
• Requisição => tratamento de resultados
O que é? – Definição [2/2]
• ... formalizando:“conjuntos de protocolos e padrões que permitem que aplicações se comuniquem via uma rede (geralmente Internet). Esta comunicação baseada em padrões permite que as aplicações descrevam o que fazem e permite então chamar ou utilizar os serviços de outra aplicação.”
O que é? - Critérios
• Ser hábil para mostrar e descrever a si mesmo para outras aplicações
• Localização por outras aplicações (registro de serviço em diretório on-line)
• Poder ser chamado pela aplicação original usando o protocolo de rede
Background Standards
• Stack
Directory: Publish & Find Services: UDDI
Description: Formal Service Description: WSDL
Wire Format: Services Interactions: SOAP
Universal Data Format: XML
Ubiquitous Communications: Internet/HTTP
XML - Background Standards • eXtensible Markup Language• Tecnologia aberta• Linguagem de descrição hierárquica de
dados definida pela W3C• Composta por tags
– Schemas: significado às tags• Forma de representação e estruturação
de todos os documentos envolvidos em Web Services– Dados nas mensagens
recebidas/enviadas• Um documento XML correto tem que ser
válido (Schema ou DTD) e bem formado (sintaxe)
• Schema define os elementos presentes na comunicação do Web Service
XML - Background Standards
• Exemplo: Schema + documento
<?xml version="1.0"?> <xs:schema xmlns:xs=http://www.w3.org/2001/XMLSchema xmlns=“document" ><xs:element name = “DOCUMENT”>
<xs:element name=“CUSTOMER"> </xs:element></xs:element></xs:schema>
<?xml version="1.0"?> <xs:schema xmlns:xs=http://www.w3.org/2001/XMLSchema xmlns=“document" ><xs:element name = “DOCUMENT”>
<xs:element name=“CUSTOMER"> </xs:element></xs:element></xs:schema>
pedido.xsd
<?xml version=“1.0”?><DOCUMENT xmlns=“document” xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" Xsi:schemaLocation=“order.xsd”><DOCUMENT>
<CUSTOMER>sam smith</CUSTOMER><CUSTOMER>sam smith</CUSTOMER>
</DOCUMENT>
<?xml version=“1.0”?><DOCUMENT xmlns=“document” xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" Xsi:schemaLocation=“order.xsd”><DOCUMENT>
<CUSTOMER>sam smith</CUSTOMER><CUSTOMER>sam smith</CUSTOMER>
</DOCUMENT>
Documentoderivado doschema
SOAP – Background Standards
• Simple Object Access Protocol• Encapsulamento das chamadas a
serviços (parâmentros, chamadas e retornos)
• Baseado em XML• Response e Request paradigm• SOAP Messages
– Provê um “envelope” padrão onde está contida a mensagem
– Não informa nada sobre seu conteúdo, cabe ao remetente/ receptor tratá-la
SOAP – Background Standards
• SOAP Messages– Conteúdo:– Um Envelope– Um Header
(optional)– Um Body– O Body pode
conter um elemento Fault
SOAP BODY
SOAP ENVELOPE
FAULT
SOAP HEADER
Transport protocol
MIME header
Envolve todo documento
Informações adicionais
Núcleo da mensagem -chamada RPC ou mensagemXML própria
Informação de condição excepcional
SOAP – Background Standards
• Exemplo:
SOAP – Background Standards
• Exemplo Request:– Método: – int doubleAnInteger (int numberToDouble);
SOAP – Background Standards
• Exemplo Response:
WSDL – Background Standards
• Web Services Description Language• XML Schema para descrição dos Web
Services– “Receita do serviço”– Descrição dos serviços (operações,
mensagens, parâmetros, etc)• Definição da interface do serviço
– Abstrai a semântica para o Web Service• Definição da implementação do serviço
– Contém destino reais e endereços de onde os Web Services podem ser chamados
• Delineação entre a mensagem “concreta” e a “abstrata”
WSDL – Background Standards
• WSDL Schema – Interface...
•<definitions> nó raiz do WSDL
•<import> permite inclusão de outrasEntidades
•<types> definição da informação – Xsd
•<message> define os parâmetros dafunção Web Service
•<portType> define operações deentrada/saída
•<binding> especifica como cada mensagem é enviada pelo canal
WSDL – Background Standards
• WSDL Schema - ...Implementação
•<service> especifica detalhessobre a implementação
•<port> contém o próprio endereço
Exemplo – tradutor BabelFish
UDDI – Background Standards• Universal Description, Discovery
and Integration – Publicação/ pesquisa/ desoberta de
WebServices• Serviço de diretório
– Permite que aplicações, agentes, provedores de Web service, usuários de Web service, pessoas, objetos, e procedimentos a localizar uns aos outros
– Páginas brancas – entidades encontradas por nome
– Páginas amarelas – entidades encontradas por características e capacidades
– UDDI corresponde a ambos mas é passivo, simples base de dados
UDDI – Background Standards
-businessKey-name-description-businessServices-categoryBag-identifierBag
businessEntity
-serviceKey-businessKey-name-description-bindingTemplates-categoryBag
businessService
-bindingKey-serviceKey-description-accessPoint
bindingTemplate
-name-description-overviewDoc-categoryBag-identifierBag
tModel
identifierBag
categoryBag
-keyName-keyValue
keyedReference
-description-overviewDoc
tModelInstanceInfo
UDDI – Background Standards
• Estrutura de dados
businessEntity: informações sobrea parte que publica informação sobre
o serviço
businessEntitycontém businessServices
businessService: informação descritiva sobre uma família
particular de serviços técnicos
businessServices contém bindingTemplates
bindingTemplate: informação técnica sobre ponto de entrada de
um serviço e especificações deimplementação
tModel: descrições para especificações de serviços ou conjunto de valores. Base para
identificação técnica
bindingTemplates contémreferências para tModelsestas desginam interfacespara o serviço
UDDI – Background Standards
• Correspondência com WSDL
<import>
<port>
<port>
BusinessEntity
BusinessService
BindingTemplate
BindingTemplate
Service Implementation
UDDI
<service>
Service Interface
<types>
<message>
<portType>
<binding>
tModel
WSDL
UDDI – Background Standards• Requisição para um UDDI Registry
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><find_business xmlns="urn:uddi-
org:api_v3"> <findQualifiers> <findQualifier> uddi:uddi.org:findqualifier:exactmatch </findQualifier> </findQualifiers> <!--find information about all businesses
with the exact name "WeatherService Inc." --> <name>WeatherService Inc.</name></find_business>
UDDI – Background Standards• Resposta para um UDDI Registry <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><businessList> <businessInfos> <businessInfo businessKey="...KO..."> <name>WeatherService, Inc.</name> <serviceInfos> <serviceInfo serviceKey="...KN..." businessKey="...K1..."> <name>Temperature Service</name> </serviceInfo> </serviceInfos> </businessInfo> </businessInfos></businessList>
Background - Esquema
Comparação
• Quadro comparativo geral
Web Service X RMI
• Vantagens:– Suporte a operações assíncronas– Orientado a documento
• XML
– Protocolo de comunicação independente de linguagem
• SOAP
– Descrição de serviço independente de linguagem
• WSDL
– Interoperabilidade sobre plataformas• RMI consegue parcialmente através de
IIOP
Web Service X CORBA• Vantagens:
– Fraco acoplamento cliente-servidor– Independente de linguagem– Localização por URL– Aplicabilidade a sistemas de arquitetura de
segurança com Firewall• HTTP porta 80
– Mais aplicável a sistemas com interface Web• Conversão: SOAP message => HTML
– Melhor suporte à mobilidade e à distribuição• Troca de mensagens = facilidade para troca de
endereços• Proxies realizam trabalho transparente para os
envolvidos• Simples reenvio da mensagem em caso de erro
– Clientes limitados (ex: celulares)• Necessidade: enviar / receber SOAP messages• Parser ajustado apenas pela funcionalidade
requerida pela aplicação do cliente
Vantagens• Interoperabilidade• Disponibilização de serviços• Integração com sistemas legados• Liberdade de escolha• Suporte a vários tipos de cliente• Aumento de produtividade• O mercado não absorveu RMI nem
CORBA como ideal para integração B2B• Apoio de empresas como: Microsoft,
IBM, Sun e Oracle• Materialização da idéia de “venda de
serviços”– “Eu publico meu algoritmo XYZ e cobro
pelo seu uso”– Fim da pirataria?
Frameworks – Java
• Visam automatizar a tarefa de geração dos serviços
• Mais comuns:– Axis1.x– Axis2– Celtix– Glue– JBossWS– XFire1.2– GlassFish
Frameworks - comparação
Frameworks em XML
• Apache Axis– Originalmente nomeado IBM SOAP4J,
depois doado e virou Apache SOAP, e finalmente Apache Axis (2002)
– Open– Baseado em Java e XML– Possui uma versão para C++– Dois modos de criação dos Web
Services:• JWS (Java Web Service) – mais
simples• WSDD (Web Service Deployment
Descriptor) – descrição detalhada de como serão criados
• Geração dos WSDL com a interface para os Web Services
Aplicações em BDD
• Cenário de Distribuição
?
Aplicações em BDD
• Evolução
Aplicações em BDD
• Ilustração geral
Aplicações em BDD
• Empresas, parceiros e fornecedores precisam se comunicar– Risco: morte por isolamento– Perda de mercado
• Web Service permite a interligação de diferentes clientes, dispositivos, plataformas, linguagens...
• É a “Web programável”– Fraco acoplamento– Interfaces bem definidas
Aplicações em BDD
• 3ª geração da web
Contexto de uso – Web Services + Distribuição de Dados
• Empresas como UPS, FedEx provêm soluções internas– Ferramentas on-line XML e HTML– WebTools FedEx API– Facilidade para desenvolvedores?
• Desenvolvedores não enxergam uma interface de serviço comum– Implementações específicas– Plataformas proprietárias, limitações...
• Com Web Services fica fácil transpor essas limitações– As companhias implementam uma
interface padrão– Registram seus serviços (UDDI)– Os usuários tem suas requisições
distribuídas de forma mais fácil
Contexto de uso – Web Services + Distribuição de Dados
• Contexto atual
Serviços básicos
Ordem de compraServidor B2B em e-commerce
Status para o usuário
Contexto de uso – Web Services + Distribuição de Dados
• E-Logistics Processes Integration Framework– “Integração” dos serviços das
companhias de entrega para os clientes
• “Distribuição” na visão das empresas– Componentes:
• Common Alliance Interface – abstração para os clientes dos serviços
• Adaptation Layer – conector entre os Web Services e os sistemas legados de cada companhia
• Dynamic Data Binding – função realizada pela camada anterior, conecta o template da conexão aos dados da transação
Contexto de uso – Web Services + Distribuição de Dados
• Ilustração - arquitetura
Fornecimento do template e correspondência dos dados
Submarino, Americanas.com …
procura
usa
Contexto de uso – Web Services + Distribuição de Dados
• BioSimGRID– Framework para distribuição de
dados na área de saúde– Os dados de simulação estão
acessíveis apenas onde foi realizado os experimentos
• Combinação de resultados– Foi construído sobre platadorma
aberta• OGSI (Open Grid Services Infrastructure)• OGSA (Open Grid Service Architecture)• Padrões “de facto” em Grid Computing
– Permitem o tratamento de requisições como “uma máquina virtual única” via Web Services e Grid Computing
– Desafio: “(we estimate an initial size of >2 TB storage for ~1000 trajectories)”
Contexto de uso – Web Services + Distribuição de Dados
• BioSimGRID– Elementos:– GUI
• browser ou outra aplicação web– Services
• Camada dedicada à analise e mineração dos dados para as comunidades biológicas
• Há também serviços auxiliares: monitoramento, transação, e query distribuída
• SOAP/XML– Grid Middleware
• GT3: Provê serviços essenciais para o grid• Mais alguns componentes sobre ele que implementam:
segurança, recurso, gerenciamento, acesso à base de dados e comunicações
– Database/data• Distribuídos ao longo dos sites colaboradores• A camada anterior provê um acesso transparente à essa• Atualmente usa-se IBM DB2 Universal Database
Enterprise Server (Oxford and Southampton)
• Previsão de se usar OGSA-DAI (Open GridService Architecture Database Access and Integration) proverá suporte a requisições distribuídas em meio heterogêneo (DB2, Oracle9i,..)
– OGSA-DAI = DBMS + XML + Distributed SQL
Contexto de uso – Web Services + Distribuição de Dados
• BioSimGRID– Arquitetura
Facilidade de acessoCelular, PDA, desktop...
ServiçosDisponibilizados(UDDI Register)Transparência
ao acesso“Máquina virtual única”
Contexto de uso – Web Services + Distribuição de Dados
• DHRD– Distributed Heterogeneous
Relational Data Warehouse– Reduz computação central,
atraso de rede e acesso transparente à datasets para clientes locais
– As bases de dados se registram em um UDDI Registry como um Web Service
DHRD - Funcionamento
• DHRD - funcionamento
Clientes enviamrequisição HTTPao Web Server
procura
Retorna basede dados
BindUso do serviço
Conclusões• A integração/distribuição de sistemas
tem sido crucial para as empresas– Web Service e sua interoperabilidade
sobre plataformas facilita o trabalho neste sentido
– Ampliação do leque de plataformas para as empresas
• Flexibilidade de definição de schemas para os dados e informações a serem trocados– Facilidade de mapeamento entre sistemas
• Apoio de grandes empresas• Desenvolvimento de frameworks para
automatização• Reuso• Tecnologia nova
– Potencial imenso
Referências[1] RADKO,John. 2002. Data integration and Web services.
http://www.computerworld.com/databasetopics/data/story/0,10801,70043,00.html?from=story_picks
[2] HANSEN,Mark; MADNICK Stuart; SIEGEL, Michael. Data Integration Using Web Services
[3] GHIJS, Mark. 2004. Web Services in .NET[4] National e-Science Centre. Introduction do Web Services protocols[5] SINGH, Munindar; HUHNS, Michael. Willey, 2005. Service-Oriented
Computing: Semantics, Processes, Agents[6] GOULART, Fernando. 2006. Web Services – Sistema Orientados a
Objetos[7] Chariot Presentations. 2005. Web Services in Java – The shortest path
to expose and consuming Web Services in Java.[8] WU, Bing; TAI, Kaishu. BIOSIMGRID: A DISTRIBUTED DATABASE FOR
BIOMOLECULAR SIMULATIONS[9] HUGHES, Andrew. 2004 Web Services for Distributed Database
Applications[10] IVANOVA, Elena. WSDL Interface of Services for Distributed Search
in Databases[11] TSENOV,Martin. Soap/Xml Method used for Data Exchangebetween Distributed Databases[12] WEI,Han-Chieh; GODFREY,Travis. Database Middleware and Web
Services for Data Distribution and Integration in Distributed Heterogeneous Database Systems
[13] IGBAL,Saima; BUNN, Julian; NEWMAN, Harvey. Distributed Heterogeneous Relational Data Warehouse In A Grid Environment
Dúvidas