Учебно-методические материалы для студентов кафедры АСОИУ

Учебные программы » Сетевые технологии » Конспект лекций

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.

Веб-сервисы

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.
Стек протоколов веб-сервиса

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.

XML-RPC
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.
Структура WSDL

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.

Концепция UDDI

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.

Анатольев А.Г., 21.01.2014

Постоянный адрес этой страницы:

↑ В начало страницы