Веб-сервисы как средство интеграции приложений в WWW
Что есть веб-сервис?
Всемирная паутина является готовой платформой для создания и использования распределенных машинно-ориентированных систем на основе веб-сервисов. Веб-сервер выступает в качестве сервера приложений, к которым обращаются не конечные пользователи, а сторонние приложения. Это позволяет многократно использовать функциональные элементы, устранить дублирование кода, упростить решение задач интеграции приложений.
Веб-служба, веб-сервис (англ. web-service) — это сетевая технология, обеспечивающая межпрограммное взаимодействие на основе веб-стандартов. Консорциум W3C определяет веб-сервис, как «программную систему, разработанную для поддержки интероперабельного межкомпьютерного (machine-to-machine) взаимодействия через сеть»
Веб-службы: концепции и протоколы
Веб-сервис идентифицируется строкой URI. Веб-сервис имеет программный интерфейс, представленный в машинно-обрабатываемом формате WSDL. Другие системы взаимодействуют с этим веб-сервисом путем обмена сообщениями протокола SOAP. В качестве транспорта для сообщений используется протокол HTTP. Описание веб-сервисов и их API могут быть найдены средствами UDDI. Концептуальная схема технологии приведена на рис. 1., а связь между протоколами — на рис. 2.
Рис. 1. Концепция веб-сервиса
- SOAP (Simple Object Access Protocol) — протокол обмена сообщениями между потребителем и поставщиком веб-сервиса;
- WSDL (Web Services Description Language) — язык описания внешних интерфейсов веб-службы;
- UDDI (Universal Discovery, Description and Integration) — универсальный интерфейс распознавания, описания и интеграции, используемый для формирования каталога веб-сервисов и доступа к нему.
Рис. 2. Протоколы веб-сервисов
Все спецификации, используемые в технологии, основаны на XML и, соответственно, наследуют его преимущества (структурированность, гибкость и т.д.) и недостатки (громоздкость, медлительность).
SOAP
SOAP (изначально Simple Object Access Protocol, а в версии 1.2 официальная расшифровка аббревиатуры отсутствует) — простой протокол доступа к объектам (компонентам распределенной вычислительной системы), основанный на обмене структурированными сообщениями. Как любой текстовый протокол, SOAP может использоваться с любым протоколом прикладного уровня: SMTP, FTP, HTTPS и др., но чаще всего SOAP используется поверх HTTP.
Все сообщения SOAP оформляются в виде структуры, называемой конвертом (envelop), включающей следующие элементы:
- Идентификатор сообщения (локальное имя).
- Опциональный элемент Header (заголовок):
- Ноль или более ссылок на используемые пространства имен;
- Ноль или более свойств, доступных в этом пространстве имен.
- Обязательный элемент Body (тело сообщения)
- Ноль или более ссылок на используемые пространства имен;
- Дочерние элементы тела сообщения
Развернутый список элементов сообщения SOAP приведен в схеме данных (для SOAP версии 1.2).
Пример сообщения SOAP:
<env:Envelope xmlns:env="http://www.w3.org/2003/05/soap-envelope"> <env:Header> <n:alertcontrol xmlns:n="http://example.org/alertcontrol"> <n:priority>1</n:priority> <n:expires>2001-06-22T14:00:00-05:00</n:expires> </n:alertcontrol> </env:Header> <env:Body> <m:alert xmlns:m="http://example.org/alert"> <m:msg>Get up at 6:30 AM</m:msg> </m:alert> </env:Body> </env:Envelope>
XML-RPC: Не конкурент, а альтернатива SOAP
XML-RPC — очень простой и эффективный протокол взаимодействия веб-сервисов. Он не предназначен для решения глобальных задач, как SOAP, но широко используется во многих веб-разработках.
Концепция XML-RPC
XML-RPC — это "... спецификация и набор реализаций, которые позволяют программному обеспечению, работающему на разных операционных системах и в различных условиях, вызывать процедуры через Интернет. Это удаленный вызов процедуры с использованием HTTP как транспорта и XML как способа кодирования. XML-RPC разработан настолько простым, насколько это возможно для сложных структур данных, подлежащих передаче, обработке и приему". — [хmlrpc.com]
"Мы хотели, чистый, расширяемый и очень простой формат. Он должен представлять HTML-кодеру возможность заглянуть в файл, содержащий описание XML-RPC вызова, понять, что тот делает и быть в состоянии изменить его, чтоб он заработал с первой или второй попытки... Мы также хотели, чтобы это был легко реализуемый протокол, который может быть быстро адаптирован для работы в другой среде или на других операционных системах."- [xmlrpc.com]
WSDL
Язык описания веб-сервисов (Web services Description Language, WSDL) предназначен для унифицированного представления внешних интерфейсов веб-службы. Текущая версия протокола (на момент написания этой лекции) WSDL 2.0 и она имеет некоторые отличия от предыдущих версий (см. табл. 1 и рис. 3).
Таблица 1. Основные элементы протокола WSDL.
| Элемент WSDL 1.1 | Элемент WSDL 2.0 | Краткое описание |
|---|---|---|
| PortType | Interface | Представляет описание интерфейса веб-сервиса (список операций и их параметров). |
| Service | Service | Список системных функций |
| Binding | Binding | Специфицирует интерфейсы и задает параметры связывания с протоколом SOAP: стиль связывания (RPC/Document) и транспорт (SOAP). Эта секция доступна и для каждой из операций |
| Operation | Operation | Определяет операцию, представляемую веб-сервером. WSDL-операция — это аналог традиционным функциям и процедурам. |
| Message | не использ. | Сообщение, связанное с определенной операцией. Содержит информацию, необходимую для выполнения данной операции. Каждое сообщение может состоять из нескольких логических частей, описывающих типы данных и имена атрибутов. В версии 2.0 было исключено, т.к. была внедрена поддержка XML Schema для всех элементов. |
| Types | Types | Описание данных в соответствии с XML Schema. |
Рис. 3. Структура протокола WSDL
В спецификации WSDL 1.1 было определено 4 шаблона обмена сообщениями (типы операций):
- Однонаправленные операции (One-way): операция может принимать сообщение, но не будет возвращать ответ.
- Запрос-ответ (Request-response): операция может принять запрос и должна вернуть ответ.
- Вопрос-ответ (Solicit-response): операция может послать запрос и будет ждать ответ на него.
- Извещение (Notification): операция может послать сообщение, но не будет ожидать ответ.
В версии WSDL 2.0 эти шаблоны изменены и расширены в сторону поддержки сообщений об ошибках (например, шаблон Robust-in-only), но для обратной совместимости поддерживаются типы WSDL 1.1
Пример описания веб-сервиса на языке WSDL (версия 2.0).
UDDI
Universal Description, Discovery and Integration (UDDI, универсальный интерфейс распознавания, описания и интеграции) — открытый стандарт, утвержденный OASIS, определяющий методы публикации и обнаружения сетевых программных компонентов сервис-ориентированной архитектуры (SOA). В практической реализации UDDI представляет собой сетевой реестр (службу каталогов), представляющий данные и метаданные о веб-сервисах и доступный по адресу http://uddi.xml.org/services.
UDDI опирается на отраслевые стандарты HTTP, XML, XML Schema (XSD), SOAP и WSDL. Концептуальная связь между UDDI и другими протоколами стека веб-сервисов показана на рисунке 4.
Рис. 4. Место UDDI в стеке протоколов веб-служб
Функциональное назначение реестра UDDI — представление данных и метаданных о веб-службах. Он может использоваться как в сети общего пользования, так и в пределах внутренней инфраструктуры организации. Реестр UDDI предлагает основанный на стандартах механизм классификации, каталогизации и управления веб-службами, позволяющий применять их (веб-сервисы) другими приложениями. Этот механизм включает средства для поиска сервиса, вызова этой службы, а также для управления метаданными об этой службе.
Ключевыми функциями UDDI являются публикация информации о службе в реестре и поиск этой информации сторонними приложениями. Наряду с этими, реализованы и типовые для службы каталогов функции: представление модели хранимых данных и структуры информационной базы, отношения между объектами реестра, репликация, обеспечение безопасности и т.д. —Все основные функции реестра представлены в виде веб-сервисов и доступны через API UDDI.
Веб-сервисы: Pro et Contra
Достоинства
- Обеспечивают взаимодействие программных систем независимо от платформы.
- Основаны на базе открытых стандартов и протоколов.
- Использование HTTP позволяет приложениям взаимодействовать через межсетевой экран.
Недостатки
- Меньшая производительность и больший объем сетевого трафика по сравнению с такими технологиями как CORBA или DCOM.
CC-BY-CA Анатольев А.Г., 21.01.2014