Sadržaj Uvod....3 Ideja i način rada Web usluga.... 4 Slojevi Web usluga i protokoli.....6 XML (extensible Markup Language).... 7 SOAP (Simple Object Access Protocol)....9 WSDL (Web Service Description Languages)....12 UDDI (Universal Description, Discovery and Integration)...15 Zaključak...17
Uvod Napretkom informacijskih znanosti javila se potreba za složenijom komunikacijom između klijenta i servera. Iz tog razloga nastaju koje pružaju generičku, standardiziranu klijent-server poveznicu za pokretanje programa na serveru. Neki od razloga razvoja Web usluga su karakteristike interneta: heterogenost (izolirani otoci sadržaja u korisničkim bazama podataka i web portalima), nestrukturiran (većina informacija prezentirana na Webu nije strukturirana tako da omogući razmjenu između strojeva, nego je naglasak na preglednom prikazu za ljudsko oko), neklasificiran (nema mjerila kvalitete) i nestandardiziran (do pojave XML Web usluga nije postojao široko prihvaćeni standard za razmjenu podataka). Internet je također: strojno povezan (omogućuje razmjenu podataka između aplikativnih softvera i web portala), integriran (podaci se ne prepisuju, nego dohvaćaju direktno s mjesta nastanka), te user-friendly (umjesto zamornog pretraživanja, korisnik sve informacije o traženom sadržaju dobiva na jednom mjestu). su definirane od strane W3C-a kao programski sustav stvoren za podršku računaloračunalo interakciju preko mreže. Web uslugama se može pristupiti preko mreže, kao što je internet, i mogu biti izvršene na udaljenom sustavu kada se neka usluga zatraži. Definicija W3C web usluga obuhvaća mnogo različitih sistema, ali u uobičajena uporaba se temelji na odnosu klijenata i servera koji komuniciraju preko XML poruka koje slijede SOAP standarda. U takvim sustavima, često se nalazi opis operacija koji je razumljiv računalima dan sa uslugom napisanom u WSDL-om(Web Services Description Language). Web aplikacije su aplikacije koje se izvode na Web-u i one su ugrađene u Web pretraživače i uglavnom ih može koristiti bilo koji pretraživač na bilo kojoj platformi. Prava snaga Web usluga predstavlja mogućnost integracije različitih aplikacija putem standardiziranog načina komuniciranja. Također je prednost korištenja Web usluga i u tome što ne ovise o arhitekturi racunala na kojem se izvode pa se na taj nacin rješava problem heterogenosti racunalne okoline. Slika 1.1. prikazuje način rada Web usluga. Rad usluge zapoćinje kada pružatelj usluge objavljuje opis usluge, tj objavljuje Web uslugu (objavljivanje). Zatim se locira određena usluga na Web-u, odnosno klijent pronalazi potrebnu Web uslugu (pronalaženje). Zadnji korak se obično naziva spajanje sa uslugom, a omogućuje ga SOAP (povezivanje).
Slika 1.1 Uloge Web usluga kao tehnologija predstavljaju logičan nastavak razvoja interneta prema labavo povezanoj (loosely connected) strukturi, koja će pomalo zamijeniti karakterističnu heterogenost interneta. Upravo zato mnoge tvrtkr danas ulažu u razvoj Web usluga (servisa), jer oni prevladavaju nekompatibilnosti između postojećih formata podataka i računalnih sustava, te time snizuju troškove slanja podataka preko računalnih mreža. Ideja i način rada Web usluga su građene na nekoliko tehnologija koje rade zajedno sa određenim standardima koji osiguravaju sigurnost i upravljivost, te se mogu kombinirati bez obzira na sučelje., dakle, kombiniraju najbolje dijelove komponentno orijentiranog razvoja i Web-a. Služe za izgradnju raspodijeljenih računalnih sustava zasnovanih na otvorenim Internet standardima, te opisuju standardizirani način integriranja web-baziranih aplikacija koristeći XML, SOAP, WSDL i UDDI o kojima ćemo u daljnjem tekstu više govoriti. Dakle, pod Web uslugom se podrazumijeva bilo koja softverska aplikacija koja je dostupna preko mreže (Internet ili intranet) i koja koristi standardizirani XML sustav poruka za razmjenu podataka. Razmjena se odvija tako da korisnik poziva Web uslugu slanjem upita u XML formatu, a poslužitelj u istom formatu vraća rezultat obrade. Budući da se sva komunikacija odvija uz pomoć XML-a, nisu vezane ni za jedan operacijski sustav ili razvojno okruženje, čime se nadilaze nekompatibilnosti među postojećim softverima.
Karakteristike infrastrukture Web servisa su: - Web usluga poslužitelj i korisnik Web usluga su spojeni na Internet, te mogu komunicirati međusobno i s drugim servisima - način komunikacije mora odgovarati nekom široko prihvaćenom standardu - obično su to SOAP poruke, a mogu i biti HTTP-GET ili HTTP-POST zahtjevi - rad Web usluga ne ovisi o operacijskom sustavu, objektnom modelu niti o programskom jeziku, sve dok se Web uslugu i korisničke aplikacije pridržavaju otvorenih standarda Web usluga radi na principu da korisnik šalje upit prema poslužitelju. Korisnik ima privid da komunicira preko Interneta direktno sa Web uslugom, a u stvari komunicira sa proxy klasom, koja je lokalna korisniku. Zadatak proxy-a je da obavi sve komunikacijske pojedinosti niske razine potrebne za slanje podataka preko Interneta do poslužitelja. Proxy isto tako prima rezultate i prezentira ih korisniku. Sve je to moguće uz uvjet da je proxy prethodno registriran kod korisničke aplikacije.
Slojevi Web usluga i protokoli svoju funkcionalnost postižu pomoću standardnih protokola, dakle, način komunikacije mora odgovarati nekom široko prihvaćenom standardu. To su standardni protokoli koji su prihvaćeni među vodećim informatičkim tvrtkama (Microsoft, Sun, IBM, itd). Slika 2.1 Slojevi Web usluga i protokoli Service Transport sloj je odgovoran za prenos poruka između aplikacija i u njega su uključeni sljedeći protokoli: HTTP, SMTP, FTP, itd. XML Messaging sloj se koristi za razumijevanje poruka za razmenjivanje koje se implementiraju u XML formatu i uključuje protokole XML-RPC i SOAP. Service Description sloj definira javni interfejs za određeni Web servis i opisuje se kroz WSDL protokol. Service Discovery je odgovoran za centraliziranje usluga u zajednički i jedinstveni registar koji omogučuje jednostavno objavljivanje i pronalaženje usluga. Otkrivanje servisa trenutno se obrađuje kroz UDDI protokol. Grupa protokola koji omogućuju rad Web usluga su: XML (extensible Markup Language) SOAP (Simple Object Access Protocol) WSDL (Web Service Description Languages) UDDI (Universal Description, Discovery and Integration) Za lakše razumijevanje navedenih protokola možemo zamisliti Web uslugu kao običan telefonski razgovor. XML predstavlja samu konverzaciju, SOAP definira pravila kako nekoga nazvati, WSDL opisuje o kakvom se razgovoru radi, a UDDI predstavlja telefonski imenik.
XML (extensible Markup Language) XML je jezik za označavanje podataka. Ideja je bila stvoriti jedan jezik koji će biti jednostavno čitljiv i ljudima i računalnim programima. Način realizacije je vrlo jednostavan: odgovarajući sadržaj treba se uokviriti odgovarajućim oznakama koje ga opisuju i imaju poznato ili lako shvatljivo značenje. Format oznaka u XMLu vrlo je sličan formatu oznaka u npr. HTML jeziku. Danas je XML jezik vrlo raširen i koristi se za različite namjene: odvajanje podataka od prezentacije, razmjenu podataka, pohranu podataka, povećavanje dostupnosti podataka i izradu novih specijaliziranih jezika za označavanje. XML je standardizirani jezik i za njegovu standardizaciju brine se World Wide Web Consortium. XML je fleksibilan način kreiranja podataka zajedničke strukture. Takav zapis podataka omogućava istodobni prijenos dvije stvari: podaci i njihova struktura. Oznake (tag) čine ga samoopisnim i lako razumljivim među ljudima, ali i programima. XML mogu koristiti pojedinci, grupa pojedinaca ili razne tvtke koje žele razmjenjivati informacije na konzistentan način. XML je nastao iz SGML-a (Standard Generalized Markup Language) i napravljen je specijalno za web dokumente. On omogućuje korisnicima da stvore sami svoje tagove, dozvoljavajući prijenos, provjeru i interpretaciju podataka između aplikacija i između organizacija. Najrašireniji i najuspješniji tip usluge je XML usluga. Na taj tip usluge postavljaju se dva temeljna zahtjeva: - komunikacija Internet protokolima (najčešće HTTP) - komunikacija putem XML dokumenata Standardna Web usluga trebala bi: - omogućiti opis usluga koji barem sadrži WSDL document - biti sposobna prenijeti XML dokument koristeći SOAP (preko HTTP-a) Zajedničko svim Web uslugama je: - mogu se ponašati i kao primatelji i kao pružatelji usluga - biti registrirane kod agenta za otkrivanje preko kojeg mogu biti locirane
XML dokument je obična tekstualna datoteka. Njezin sadržaj je vidljiv i pristupačan čovjeku, bez ikakvog posebnog programa kao i svakom računalnom programu koji može čitati tekstualne datoteke. Razmjena između sustava na različitim platformama najčešće ide na način da jedan sustav ispiše svoje podatke u dogovorenom formatu u tekstualnu datoteku, a drugi sustav ih pročita. Format tih datoteka obično je bio pozicijski (svi podaci u jednom retku, a svaki podatak ima određenu duljinu) ili delimiterski (podaci razdvojeni posebnim znakom - delimiterom npr. zarez ili točka-zarez). Problem kod toga je što je za svaku posebnu razmjenu potrebno raditi novi format prema dogovoru strana u razmjeni. osim toga ti formati su neintuitivni. Kada pogledate tekstualnu datoteku u pozicijskom formatu bez dokumentacije toga formata nećete moći niti naslutiti kakvi podaci se u njoj nalaze. XML omogućuje da svaka strana opiše podatke koje ima, odnosno one koje im trebaju odgovarajućim oznakama koje su čitljive i čovjeku i koje dosta dobro opisuju podatak koji se unutar određene oznake nalazi. Slika 2.2.1 Primjer jednostavne XML datoteke
SOAP (Simple Object Access Protocol) SOAP je aplikacijski protokol i kao takav može raditi iznad bilo kojeg prijenosnog protokola. Današnji Internet prepun je zastupnika i zaštitnih stijena koje dozvoljavaju jedino promet preko HTTP protokola. U cilju pouzdanog povezivanja aplikacija, SOAP mora omogućiti prijenos podataka kroz zastupnike i zaštitne stijene. To se postiže postavljanjem SOAP-a, u mrežnoj arhitekturi, iznad HTTP-a. Postavljanje SOAP-a iznad HTTP-a znači da su SOAP poruke dio HTTP poruka i kao takve mogu se prenositi preko svih mreža koje propuštaju HTTP protokol. HTTP je dobar izbor i zbog toga što je neovisan o platformi i uredajima koji ga koriste. Kako bi postigao platformsku neovisnost SOAP za predstavljanje podataka koristi XML. Kao i HTTP, XML je platformski neovisan. Zahvaljujući tome SOAP omogućava komunikaciju izmedu aplikacija bez obzira na platformu na kojoj se izvode i mrežu na kojoj su postavljeni. Osnovna prednost SOAP-a je u tome što je jednostavan. Na ovaj način nastoji se poticati proizvođače da ga usvoje i upotrebljavaju. Slika 2.2.2. Arhitektura SOAP poruke
SOAP nije zamišljen da riješi sve problem raspodijeljenih sustava, već da definira onaj minimum koji je potreban da bi aplikacije mogle međusobno komunicirati. SOAP se zasniva na prometu SOAP poruka od pošiljatelja (sender) do primatelja (recipient). Da bi se shvatio SOAP, najbolje je na SOAP poruke gledati kao poruke koje se razmjenjuju izmedu klijenta i Web usluga. Arhitektura SOAP poruke sastoji se od omotnice (envelope) koja može imati zaglavlje (header) i mora imati tijelo (body). Unutar tijela SOAP poruke nalaze se podaci (teret) koje treba prenijeti od pošiljatelja do primatelja. U osnovi SOAP poruka je dobro definirani XML dokument koji se sastoji od <envelope> i <body> elemenata koji pripadaju imeniku SOAP omotnice, kao što je prikazano na slici 2.2.3.: Slika 2.2.3. SOAP poruka SOAP poruka može imati nekoliko oblika koji se razlikuju po tome kako izgledaju podaci smješteni unutar tijela poruke. Kako bi se podaci poslali unutar SOAP poruke, potrebno ih je serijalizirati. Ako se aplikacija piše u objektnom jeziku to znači da se objekti, koji se žele poslati, moraju prevesti u XML dokument. Da bi se takav XML dokument poslao primatelju, može se jednostavno stvoriti SOAP poruka i unutar tijela poruke umetnuti XML dokument. Na ovakav način stvaraju se UDDI poruke. Dakle, SOAP je jednostavan protokol za razmjenu informacija u decentraliziranom, distribuiranom okruženju. Baziran je na XML message protokolu koji je standardiziran od strane World Wide Web Consortium (W3C). Pomoću SOAP-a se može implementirati RPC stil komunikacije u kojem SOAP poruka sadrži pozivajuću funkciju i parametre koje prosljeđuje funkciji. Uobičajeno je da takvu poruku šalje korisnik, a poslužitelj vraća poruku s rezultatom pokrenute funkcije. SOAP također podržava "dokumentni stil" aplikacije u kojima je SOAP samo omotač oko XML dokumenta. Takve aplikacije su fleksibilne i zato se danas koristi ta prednost prilikom kreiranja Web usluga.
SOAP protokol obuhvaća: - ovojnicu, koja definira framework za opisivanje sadržaja poruke, definiranje primatelja i važnost poruke - SOAP pravila kodiranja koja definiraju mehanizam serijalizacije koji se koristi prilikom prijenosa instanci aplikacijski definiranih tipova podataka - SOAP RPC opis, koji definira kako koristiti SOAP za implementaciju poziva udaljenih procedura (RPC) - SOAP dokument se sastoji od obavezne SOAP ovojnice (envelope), opcionalnog SOAP zaglavlja (header) i obaveznog SOAP tijela (body). SOAP Evenlope sadrži encondingstyle atribut koji definira korištena pravila serijalizacije u toj SOAP poruci. Taj se atribut može pojaviti u bilo kojem elementu i prenosi se na sve podređene elemente (child elements) koji ne sadrže vlastiti atribut. SOAP Header je prvi podređeni element SOAP evenlope elementa. Podređeni elementi header elementa (child elements) moraju biti identificirani. Svaki element može sadržavati atribut mustunderstand kojim se primatelju naznačuje da je obvezno procesiranje zaglavlja (vrijednost atributa =1). SOAP poruka koja putuje do određene destinacije obično na svom putu prolazi kroz skup posrednika. Za tu svrhu postoji poseban atribut actor koji definira kojim je sve posrednicima namijenjena poruka. SOAP Body element je podređeni element SOAP evenlope elementa koji se koristi za prijenos parametara metoda i poruka o greški. SOAP je lako povezati s HTTP protokolom, koji je podržan od skoro svih operacijskih sustava.
WSDL (Web Service Description Languages) WSDL je standard za dokumentiranje usluga koje pruža Web servis. Notacija koju koristi je bazirana na standardnoj XML shemi. To znači da je WSDL višeplatformski, neovisan o sklopovlju i programskom okruženju te je zato pogodan za opisivanje sučelja Web usluga. WSDL u jednoj XML datoteci definira sve što je potrebno za pisanje korisničkog softvera koji koristi usluge Web servisa. WSDL opisuje sučelja mrežnih usluga, protokole koje podržava mrežna usluga i lokaciju na kojoj je usluga smještena. Aplikacija koja želi koristiti neku mrežnu uslugu koristi WSDL datoteku kako bi doznala lokaciju te usluge, dostupne funkcijske pozive i način pristupa njima (za svaki funkcijski poziv WSDL opisuje njegov oblik). Korisnik koji poziva uslugu aplikacije prvo od poslužitelja dobiva WSDL datoteku, a onda koristi informacije iz te datoteke kako bi oblikovao SOAP zahtjev. Moguće je odrediti sintaksu za poziv funkcije bez WSDL-a, samo iz dostupne dokumentacije, ali pri tom je u komunikaciju uključen čovjek koji je podložan greškama. S WSDL-om se taj postupak može automatizirati. WSDL opis Web usluga može se podijeliti u 2 temeljna dijela kako je prikazano na slici 2.2.4. Slika 2.2.4. Prikaz WSDL opisa Web usluga
Elementi u strukturi WSDL dokumenta: porttype definira operacije koje web usluga izvršava message - definira poruke koje web usluga koristi types - definira tipove podataka koje web usluga koristi binding - definira komunikacijske protokole koje web usluga koristi definitions korijenski element operation apstraktna definicija operacija koje usluga podržava port predstavlja jednu mrežnu točku koja se sastoji od mrežne adrese i binding elementa na koji se referencira service kolekcija port elemenata Osnovna struktura WSDL dokumenta: WSDL tipovi operacija: One-way operacija može primiti poruku, ali ne vraća odgovor Request-response operacija može primiti poruku i vraća odgovor (ovo je najčešće korišteni tip operacije) Solicit-response operacija može poslati zahtjev i čekati na odgovor Notification operacija može poslati zahtev, ali ne čeka odgovor
WSDL definira uslugu (servis) kao set apstraktnih, krajnjih točaka mreže (network end-points), tj. portova. Poruke su apstraktni opisi podataka koji se izmjenjuju. Nadalje, WSDL uključuje operacije koje opisuju pod-akcije Web servisa. Apstraktna definicija portova, poruka i operacija je odvojena od konkretnog korištenja u instanci, što omogućuje ponovnu upotrebu tih definicija. Tek se u posljednjoj fazi procedure izvršavanja tim definicijama dodijele konkretne vrijednosti. Slika 2.2.5. Struktura WSDL-a Može se reći da WSDL pruža razrađen mehanizam za definiranje Web servisa. Zbog njihove kompleksnosti, čovjeku je WSDL dokumente teško čitati i shvatiti. Ali to nije problem budući da se pri stvaranju WSDL dokumenata većinom koriste programski alati.
UDDI (Universal Description, Discovery and Integration) UDDI je neovisan o platformi, bazira se na XML-u, a koristi se za objavu liste usluga i međusobno otkrivanje istih. Također definira način na koji usluge ili softverske aplikacije surađuju putem Interneta. UDDI poslovna registracija sastoji se od tri dijela: - Bijele stranice: adresa, kontakt i poznati identifikatori (opisuju pružatelja usluge) - Žute stranice: industrijska kategorizacija - Zelene stranice: tehničke informacije o usluzi (opisuju sučelje servisa - WSDL) Slika 2.2.6. Pretraživanje UDDI registra UDDI je jedan od osnovnih standarda Web usluga (servisa). Dizajniran je kako bi mu mogle pristupiti SOAP poruke i ispitati njegov sadržaj ne bi li omogućile pristup WSDL dokumentima, opisujući korištene protokole i oblike poruka, kako bi mogli pristupati Web uslugama opisanima u UDDI direktoriju. UDDI je integriran u interoperabilnost (Web-service Interoperability WS-I) kao centralni nosioc infrastrukture Web usluga. Do kraja 2005. godine više od 70% kompanija iz
skupine Fortune 500 imalo je u planu koristiti ili su već koristile u javnoj ili privatnoj domeni UDDI. Mnoge od tih kompanija su se pretplatile na neku od SOA arhitektura. Njegove specifikacije podržavaju javno pristupačan jedinstveni poslovni registar u kojem je nazivlje usluga konfigurirano od strane UDDI brokera. Javni poslovni registar omogućuje pristup informacijama bilo kojoj klijentskoj aplikaciji. Implementacija UDDI specifikacije je UDDI Business Registry. Namijenjen je klijentima koji žele objaviti svoje usluge i onima koji određene usluge traže. Taj telefonski imenik Web usluga koristi standardnu industrijsku klasifikaciju za kategoriziranje poslovnih i drugih tipova usluga. Korisnici mogu pretraživati UDDI Registry po industrijskim i proizvodnim kategorijama, te po zemljopisnoj lokaciji. Kao rezultat pretraživanja dobiva se XML datoteka koja sadrži informacije (linkovi, tehnički podaci, itd) na temelju kojih se mogu naći servisi koji odgovaraju zahtjevima.
Zaključak Pojavom Interneta počela je globalizacija svijeta u svim područjima ljudskog života, a prije svega računalnom. Tehnologije se rađaju i koriste zahvaljujući svojim pozitivnim aspektima i raširenosti ili pak izumiru zbog svojih nedostataka ili slabe rasprostranjenosti. U moru Web tehnologija, se ističu nad ostalima. Ističu se zbog centraliziranosti (UDDI), dobre definicije pojedine (WSDL), te lakoće komunikacije (SOAP). Najrašireniji način korištenja Web usluga je jednostavno pozivanje metoda na udaljenim računalima. Da bi se Web poslovanja odvijala bez teškoća, te da bi bila profitabilna potrebno je osigurati dobro upravljanje i visok stupanj pouzdanosti Web usluga. kao krajnja točka u komunikaciji između korisnika i pružatelja usluga opisana je upravljačkim interfejsom dostupnim korisniku. Koristeći te specifikacije, korisnik servisa može kontrolirati kvalitetu usluge, ostvariti dogovor o razini usluge, nadzirati izvršavanje određenog zadatka i neposredno upravljati životnim ciklusom određene usluge. Veliki plus za SOAP i je podrška od strane velikih kompanija kao što su IBM i Microsoft.