Обзор технологий разработки серверных веб-приложений. Веб-сервисы

Интеграция на основе XML

Большое количество систем, стандартов и технологий приводит к тому, что эффективно связать разные источники данных в одну систему не получается. Даже такие, на первый взгляд однородные источники, как системы управления базами данных, применяют языки запросов и форматы представления выбираемой информации, которые редко полностью совместимы между собой. Как следствие, проекты интеграции в таких условиях требуют больших усилий - требуется вникать в детали различных баз данных, протоколов, операционных систем и так далее. В результате интеграция нескольких приложений или систем реализуется по схеме, представленной ниже:

Рис. 15.2. Традиционная схема интеграции приложений.

Заставить разные системы работать вместе - чрезвычайно трудоемкая задача. Идея использования XML в интеграции информационных систем сводится к созданию общего XML-языка, которым могла бы пользоваться каждая из них.

Такое решение сразу же намного упрощает проект. Вместо реализации взаимодействия между каждой парой систем следует всего лишь научить каждую из них "говорить" на XML языке. Иначе говоря, все сводится к разработке нескольких врапперов (wrapper - упаковщик, программное средство создания системной оболочки для стандартизации внешних обращений и изменения функциональной ориентации действующей системы), которые будут переводить со стандартного XML-языка интегрированной системы на язык, понятный каждой системе в отдельности.

• средства разработки и стандартные библиотеки для XML существуют практически на всех платформах и для большинства популярных языков программирования;
• методы работы с XML достаточно стандартны для того, чтобы в разных системах можно было пользоваться одинаковыми приемами;
• информация, оформленная в виде XML, может обрабатываться не только машинами, но и человеком (что намного облегчает отладку).

В принципе, интеграция по XML-схеме не отличается коренным образом от интеграции на основе любого другого общего стандарта. Вместе с тем, она имеет целый ряд весомых преимуществ:

• XML языки не зависят от аппаратных и программных платформ, что позволяет связывать разнородные системы;
• выразительная мощность XML достаточно велика для того, чтобы описать данные практически любой сложности;

Рис. 15.3. Схема интеграции приложений на основе XML.

Интеграция на основе XML практически реализуется в рамках протоколов:

• XML-RPC. Это протокол удаленного вызова процедур с передачей данных в формате XML через TCP-порт 80, т.е. HTTP -порт.
• WDDX (Web Distributed Exchange). Представляет собой механизм обмена сложными структурами данных по протоколу HTTP. Протокол базируется не на структурах, а на событиях.
• ebXML (electronic buisiness XML) - XML для электронного бизнеса. Основное назначение - предоставление открытой XML-инфраструктуры, обеспечивающей безопасное глобальное использование информации электронного бизнеса.
• Веб-сервисы (веб-службы).

Веб-сервисы

Веб-сервис - программная система, имеющая идентификатор URI, и общедоступные интерфейсы которой определены на языке XML. Описание этой программной системы может быть найдено другими приложениями, которые могут взаимодействовать с ней в соответствии с этим описанием посредством сообщений, основанных на XML, и передаваемых с помощью интернет-протоколов. Веб-служба является единицей модульности при использовании сервис-ориентированной архитектуры приложения.

Реализация веб-сервисов .NET осуществляется так же просто, как и активизация удаленного веб-сервиса или вызов метода локального класса. Это достигается за счет применения инструментов, предоставляемых системой .NET Framework, которые позволяют создать полноценный веб-сервис, без необходимости изучения деталей работы таких стандартов, как SOAP, WSDL и UDDI. При этом выполняются следующие действия:

1. Веб-сервис разрабатывается как .NET-класс с атрибутами, которые идентифицируют его как веб-сервис с некоторыми функциями.
2. В среде .NET автоматически создается документ WSDL, где описывается, как клиент должен взаимодействовать с веб-сервисом.
3. Потребитель находит созданный веб-сервис и может добавить соответствующую веб-ссылку в проект Visual Studio .NET.
4. В среде .NET осуществляется автоматическая проверка документа WSDL и генерируется прокси-класс, который позволяет потребителю взаимодействовать с веб-сервисом.
5. Потребитель вызывает один из методов вашего класса веб-сервиса. С его точки зрения этот вызов внешне ничем не отличается от вызова метода любого другого класса, хотя взаимодействие происходит на самом деле с прокси-классом, а не с веб-сервисом.
6. Прокси-класс преобразует переданные параметры в сообщение SOAP и отправляет его веб-сервису.
7. Затем прокси-класс получает SOAP-ответ, преобразует его в соответствующий тип данных и возвращает его как обычный тип данных .NET.
8. Потребитель использует полученные данные.

При работе веб-сервисов .NET используется технология ASP .NET, являющаяся частью системы .NET Framework. Она также требует поддержки со стороны сервера Microsoft IIS.

Работа веб-сервисов построена на использовании нескольких открытых стандартов:

• XML - расширяемый язык разметки, предназначенный для хранения и передачи структурированных данных;
• SOAP - протокол обмена сообщениями на базе XML;
• WSDL - язык описания внешних интерфейсов веб-сервисов на базе XML;
• UDDI - универсальный интерфейс распознавания, описания и интеграции (Universal Discovery, Description, and Integration). Каталог веб-сервисов и сведений о компаниях, предоставляющих веб-сервисы во всеобщее пользование или конкретным компаниям.

Спецификация WSDL

Каждый веб-сервис предоставляет документ WSDL (Web Service Description Language - язык описания веб-сервиса), в котором описывается все, что клиенту необходимо для работы с этим сервисом. WSDL-документ предоставляет простой и последовательный способ задания разработчиком синтаксиса вызова любого веб-метода. Более того, этот документ позволяет использовать инструменты автоматического генерирования прокси-классов, подобные включенным в среды Visual Studio .NET и .NET Framework. Благодаря указанным средствам использование веб-сервиса является таким же простым, как и применение локального класса.

WSDL-документ имеет основанный на XML формат, в соответствии с которым информация подразделяется на пять групп. Первые три группы представляют собой абстрактные определения, не зависящие от особенностей платформы, сети или языка, а оставшиеся две группы включают конкретные описания.

Протокол SOAP

Связь между веб-сервисами и их клиентами осуществляется посредством сообщений в формате XML.

SOAP (Simple Object Access Protocol - простой протокол доступа к объектам) представляет собой протокол сообщений для выбора веб-сервисов.

Основная идея стандарта SOAP заключается в том, что сообщения должны быть закодированы в стандартизированном XML-формате.

Кроме сообщений SOAP, для обмена данными с сервисами .NET можно использовать методы GET и POST протокола HTTP.

Преимущества применения формата SOAP перед другими форматами для передачи данных:

• Кодировать в XML структуры данных и наборы DataSet с использованием SOAP так же легко, как и данные простых скалярных типов.
• При использовании SOAP-сообщений предоставляются дополнительные инструменты, позволяющие легко добавлять, например, функции обеспечения безопасности или трассировки.
• Имеются наборы инструментов SOAP для различных языков программирования (и даже для предыдущих версий Microsoft C++ и Visual Basic). Иначе, для того чтобы обеспечить связь с сервисом посредством методов GET и POST протокола HTTP, придется, очевидно, самостоятельно конструировать строку запроса, а затем проводить синтаксический анализ ответа.

Стандарт DISCO

Стандарт DISCO предоставляет простейший способ получения доступа к файлам манифестов, позволяющий группировать ссылки на веб-сервисы.

DISCO-файл может включать файлы различных веб-серверов и поддерживает "динамический поиск" - автоматический поиск каталога файлов веб-сервисов на сервере.

Файлы манифеста полезны тем, что объединяют множество веб-сервисов в единственном списке, однако они не позволяют клиентам отыскивать веб-сервисы определенного типа без указания наименования компании-разработчика.

Спецификация UDDI

Спецификация UDDI (Universal Description, Discovery, and Integration - универсальное описание, поиск и интеграция) позволяет избежать указанных проблем посредством использования специального хранилища (репозитория), где предприятия и организации могут размещать данные о предоставляемых ими сервисах. Инициаторами создания технологии UDDI стали более 100 компаний (полный список можно найти по адресу http://www.uddi.org/community.html), включая Sun и Microsoft. Объединив свои усилия, эти компании разработали проект спецификации UDDI, которая по истечении 18 месяцев была стандартизирована.

Информация в этом репозитории должна обновляться вручную. С этой целью некоторые "узловые операторы" хранят идентичные копии репозитория UDDI. Эти компании обеспечивают хранение указанного репозитория и бесплатный доступ к нему для популяризации веб-серисов. Кроме того, Майкрософт включила версию UDDI в программное обеспечение сервера Windows .NET для использования в корпоративных сетях интранета.

В хранилище UDDI содержатся сведения о предприятиях, предоставляющих веб-сервисы, о типе каждого сервиса и связях с информацией и спецификациями, относящимися к этим сервисам. Интерфейс UDDI сам по себе представляет собой веб-сервис. Для регистрации или поиска службы следует отправить SOAP-сообщение.

Главными недостатками веб-сервисов являются меньшая производительность и больший размер сетевого трафика по сравнению с такими технологиями как RMI, CORBA, DCOM за счет использования текстовых XML-сообщений.