Web Services na Distribuição de Dados Conceitos e Aplicações Farley Millano {[email protected]}...
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Web Services na Distribuição de DadosConceitos e Aplicações
Farley Millano{[email protected]}
Professor:Fernando Fonseca
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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
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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
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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
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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.”
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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SOAP – Background Standards
• Exemplo:
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SOAP – Background Standards
• Exemplo Request:– Método: – int doubleAnInteger (int numberToDouble);
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SOAP – Background Standards
• Exemplo Response:
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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”
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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
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WSDL – Background Standards
• WSDL Schema - ...Implementação
•<service> especifica detalhessobre a implementação
•<port> contém o próprio endereço
Exemplo – tradutor BabelFish
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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
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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
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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
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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
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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>
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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>
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Background - Esquema
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Comparação
• Quadro comparativo geral
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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
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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
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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?
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Frameworks – Java
• Visam automatizar a tarefa de geração dos serviços
• Mais comuns:– Axis1.x– Axis2– Celtix– Glue– JBossWS– XFire1.2– GlassFish
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Frameworks - comparação
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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
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Aplicações em BDD
• Cenário de Distribuição
?
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Aplicações em BDD
• Evolução
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Aplicações em BDD
• Ilustração geral
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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
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Aplicações em BDD
• 3ª geração da web
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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
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Contexto de uso – Web Services + Distribuição de Dados
• Contexto atual
Serviços básicos
Ordem de compraServidor B2B em e-commerce
Status para o usuário
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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
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Contexto de uso – Web Services + Distribuição de Dados
• Ilustração - arquitetura
Fornecimento do template e correspondência dos dados
Submarino, Americanas.com …
procura
usa
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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)”
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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
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Contexto de uso – Web Services + Distribuição de Dados
• BioSimGRID– Arquitetura
Facilidade de acessoCelular, PDA, desktop...
ServiçosDisponibilizados(UDDI Register)Transparência
ao acesso“Máquina virtual única”
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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
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DHRD - Funcionamento
• DHRD - funcionamento
Clientes enviamrequisição HTTPao Web Server
procura
Retorna basede dados
BindUso do serviço
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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
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Objetos[7] Chariot Presentations. 2005. Web Services in Java – The shortest path
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BIOMOLECULAR SIMULATIONS[9] HUGHES, Andrew. 2004 Web Services for Distributed Database
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Dúvidas