Web Services e XML Um Novo Paradigma da Computação Distribuída

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1 Web Services e XML Um Novo Paradigma da Computação Distribuída Aleksader Knabben Becker Daniela Barreiro Claro João Bosco Sobral Resumo Universidade Federal de Santa Catarina Departamento de Informática e Estatística INE Curso de Graduação em Ciências da Computação CCO Caixa Postal 476 Florianópolis Santa Catarina No ambiente heterogêneo da Internet são encontrados equipamentos e sistemas de vários fabricantes diferentes em aplicações diversas. Isto torna a integração desses sistemas e aplicações, uma tarefa complicada e dispendiosa. Este trabalho aborda duas novas tecnologias, a linguagem XML como um meio de compartilhar a informação de forma neutra e Web Services, que representa um novo paradigma da programação distribuída e promove a integração de sistemas e aplicações de uma maneira fracamente acoplada, dinâmica e programática. Além disso, são abordadas tecnologias relacionadas com Web Services, como UDDI, WSDL e SOAP. Para exemplificar a integração destas tecnologias foi implementada uma aplicação relativa ao planejamento de uma viagem a um determinado lugar, que executa operações utilizando Web Services e XML. Abstract In the heterogeneus Internet s environment are found equipaments and systems of several diferents vendors in several applications. That makes the integration among systems and applications a complex job.this paper will focus two new tecnologies, XML language as a commom neutral way to share information and Web Services that represents a new distributed programming paradigm and which promotes the integration among systems and applications in a programatic, dynamic, and loosely coupled way. Besides, it approaches some Web Services related tecnologies, such as SOAP, UDDI and WSDL. In order to show how is the integration of this tecnologies was implemented an application related to planning a travel for a specific place, that performs operations using Web Services and XML. 1. Introdução No começo dos anos 60, o modelo de computação vigente era um modelo centralizado, com um grande computador central (mainframe) que possuía um grande poder de processamento e tinha vários computadores de pouco ou nenhum poder de processamento (terminais burros) conectados a ele. Nesta época, não havia nenhuma preocupação com a padronização de protocolos e interfaces, e por isso cada fabricante tinha seus próprios produtos e soluções que na maioria das vezes não eram compatíveis com os produtos de outros fabricantes. Com o passar dos anos, a necessidade de padronização foi ficando cada vez mais clara. A diversidade de soluções dificultava a interconexão de redes de computadores. Neste contexto,

2 em meados dos anos 70, começam os trabalhos de padronização da ISO, que propôs uma arquitetura de conexão dividida em sete camadas. O modelo de computação centralizada foi perdendo força com o surgimento e a proliferação da Internet. Quando a Internet foi aberta para a exploração comercial, o uso das redes de computadores se popularizou rapidamente como um meio de trocar informações. Hoje em dia, existe um modelo de computação distribuída vigente na Internet, com a arquitetura clienteservidor desempenhando papel fundamental em um ambiente de rede descentralizado, com máquinas autônomas e independentes. Este ambiente descentralizado utiliza o protocolo TCP/IP como principal meio de comunicação entre máquinas de arquiteturas diferentes executando sistemas operacionais e aplicações diferentes. Aplicações distribuídas podem ser implementadas utilizando objetos distribuídos. Estas aplicações muitas vezes são transformadas em serviços, que podem ficar à disposição de um grupo de usuários que utilizam estes serviços de maneira transparente. Com a evolução da computação distribuída surgiram novos padrões para o desenvolvimento de aplicações distribuídas orientadas ao uso em rede, como, por exemplo, CORBA (Commom Object Request Broker Architeture)[CORBA98]. Este padrão proposto pela OMG (Object Management Group) especifica uma arquitetura para o desenvolvimento de aplicações distribuídas. A Microsoft tem sua proposta de objetos distribuídos que é o DCOM. Porém, todas estas propostas levaram ao desenvolvimento de sistemas fortemente acoplados, onde é necessário um pré-acordo entre as organizações para determinar o tipo de dados e a interface dos métodos. Como resultado tem-se agora um cenário onde os sistemas das organizações consistem em uma mistura de soluções particulares, executando sob uma variedade de plataformas. Integrar sistemas existentes com novo software é uma tarefa complicada, além dos rígidos formatos de dados e interfaces não serem facilmente adaptados aos novos requisitos. Desenvolvedores são desafiados com software escrito em diferentes linguagens, para diferentes sistemas operacionais, diferentes redes, e hardwares. Assim, faz-se necessário a criação de padrões para a especificação de um meio de compartilhar informações em um ambiente de aplicações heterogêneas como a Internet. A linguagem XML foi criada como uma ferramenta para tornar este compartilhamento de informações possível. Nos últimos, anos a indústria tem visto uma evolução de novos padrões para melhorar a integração entre organizações. TCP/IP e HTTP definem protocolos necessários para uma rede publica e mundial. A tecnologia Java permite a criação de aplicações independentes de plataforma. XML complementa Java permitindo a criação de dados independentes de plataforma específica. Porém, as organizações não podem simplesmente abandonar seus investimentos em tecnologia e nos seus sistemas atuais. O requerimento de integrar software legado com novas soluções tem levado à criação de novos produtos e padrões que permitem aplicações existentes trabalhar junto de uma forma fracamente acoplada. Esta integração flexível entre sistemas pode ser alcançada somente com a criação de um padrão para a troca de dados independente de plataforma. Uma forma de se alcançar esta integração é através da utilização de Web Services, que permite de integrar sistemas já existentes com novos sistemas.

3 Este trabalho está dividido em seções. A seção 2 está focada na definição de conceitos e especificações que formam a linguagem XML. Esta linguagem serve de base para a criação de novas tecnologias que estão expostas na seção 3, UDDI, SOAP e WSDL. A seção 4 destina-se a implementação da aplicação proposta e por fim a seção 5 refere-se as conclusões deste trabalho. 2. A Linguagem XML XML ( EXtensible Markup Language ) ou linguagem extensível de marcação, é uma linguagem designada para descrever e estruturar informações. Como uma linguagem de marcação, XML se assemelha com a linguagem HTML, possuindo marcações para descrever os dados. Porém, estas marcações não são pré-definidas na linguagem, tornando possível a criação de marcações de acordo com necessidades específicas. XML é uma recomendação da W3C (World Wide Web Consortium) e o seu desenvolvimento e especificação tem sido supervisionado pelo XML Working Group. XML é uma especificação pública, ou seja, não é propriedade de nenhuma companhia. O desenvolvimento de XML começou em 1996 e é um padrão W3C desde fevereiro de A Sintaxe XML Um arquivo XML é um arquivo texto, composto por marcações aninhadas e delimitadas. A primeira linha descreve a versão do documento. A próxima linha descreve o elemento raiz. As próximas linhas definem os elementos derivados do elemento raiz. A listagem a seguir mostra um exemplo de arquivo XML : <?xml version="1.0"?> <computador marca= DELL > <preço> 3000,00 </preço> <hd un= GB > 20 </hd> <memória> 128 </memória> <monitor marca= LG > 15 </monitor> </computador> Um elemento XML localiza-se entre de uma marcação de início e uma marcação de fim, incluindo a própria marcação. Serve para delimitar conteúdo e todo documento XML deve possuir pelo menos um elemento raiz. Elementos possuem correspondência com outros elementos, podendo ter uma relação de pai ou filho, formando assim forma uma estrutura de árvore. Um elemento pode ter um conteúdo outro elemento (contém outros elementos) além de conteúdos misturados (contém texto e outros elementos), conteúdo simples (texto) ou ainda conteúdo vazio (não contém informação).

4 Documentos XML geralmente possuem correspondência com uma tabela em uma base de dados. Pode-se utilizar, por exemplo, os nomes dos campos da tabela como nomes de elementos. Elementos XML podem conter atributos. Um atributo armazena informação adicional sobre elementos, informação que não faz parte dos dados do elemento. XML Namespaces são atributos especiais de elementos que servem para evitar conflitos de nomes de elementos, desde que estes nomes não sejam pré-definidos (palavras reservadas). Quando um namespace é definido na marcação de início de um elemento, todos os elementos filhos com o mesmo prefixo estarão associados ao mesmo namespace. Os endereços utilizados para identificar um namespace não são utilizados pelo parser para processar informações. A principal finalidade destes endereços é fornecer um único nome ao namespace. Comumente, um namespace é utilizado como um ponteiro para uma página Web que contém informações a seu respeito. 2.2 XML e Validação de Documentos Um documento XML bem formado é um documento que está em conformidade com as regras sintáticas. Um documento XML válido é um documento bem formado e que está em conformidade com as regras de um DTD ( Document Type Definition ou Definição do Tipo do Documento). Um DTD define os elementos permitidos em um documento XML. O propósito de um DTD é definir a estrutura do documento com uma lista de elementos possíveis. Com o uso de uma definição de documento, cada arquivo XML pode carregar uma descrição do seu próprio formato. Deste modo, grupos independentes podem concordar em usar um DTD comum para a troca de informação. Uma aplicação pode usar um DTD para verificar se os dados que recebeu são válidos. O ponto principal de um documento DTD é a declaração de elementos e da estrutura do documento XML. É possível declarar um elemento ou um conjunto de elementos como uma expressão regular, permitindo a definição da ocorrência de um determinado elemento. 2.3 As APIs XML Um módulo de software capaz de ler documentos e fornecer acesso a seu conteúdo e estrutura é chamado de XML parser e a interface de programação, incluindo os nomes dos métodos e atributos é uma API XML. Desenvolvedores são livres para implementar suas próprias APIs, levando em consideração os padrões aceitos pela indústria. Fazendo isto, um desenvolvedor pode escrever uma API que pode ser executada em diferentes ambientes sem maiores modificações. Existem varias interfaces de programação (APIs) desenvolvidas ou em desenvolvimento para a manipulação de XML, porém, as duas principais especificações que estão se tornando padrões industriais são : SAX e DOM. A XML DOM (Document Object Model) é uma API abstrata para documentos XML. Ela define uma maneira na qual um documento XML pode ser acessado e manipulado. Como uma especificação da W3C (World Wide Web Consortium), ela fornece uma API padrão para uma variedade de aplicações. DOM foi projetado para ser utilizado com qualquer linguagem de

5 programação ou sistema operacional. Para arquivos extensos isto pode se tornar um problema. Se um grande arquivo está sendo transmitido via rede, pode não ser conveniente esperar o término de download do arquivo para começar a manipulá-lo. SAX ( Simple API for XML) não requer que um documento completo esteja na memória para processá-lo, pois o acesso ao conteúdo do documento é feita de forma seqüencial. Diferente de DOM, onde o arquivo é percorrido seguindo uma estrutura de árvore. Além disso, SAX é uma interface baseada em eventos. Um parser XML é um processador que lê um documento XML e determina a estrutura e propriedades dos dados. Se o parser vai além das regras de validação para um XML bem formado e valida o documento com um DTD, o parser é dito ser um validador XML. 2.4 XML e XSL XML utiliza marcações que não são pré-definidas, assim não são interpretadas pelo browser. Ou seja, o browser não sabe como apresentar os elementos XML. Para contornar este problema, é necessário um mecanismo que descreva como um documento XML deve ser apresentado. Deste modo, foi desenvolvido pelo W3C a tecnologia XSL ( Extensible StyleSheet Language). XSL é uma linguagem que serve basicamente para formatar XML. Esta linguagem pode filtrar e ordenar elementos XML, endereçar partes específicas de documentos XML, formatar dados baseados em seu valor e pode direcionar a saída de um documento para ser formatado em vídeo, papel ou ainda em voz. Esta separação entre apresentação e conteúdo torna a linguagem XML mais aperfeiçoada para o desenvolvimento de sistemas baseados na Web. Assim, XML é uma linguagem que está rapidamente se tornando um padrão mundial de compartilhamento de informações. Vários fabricantes estão disponibilizando produtos baseados em XML entre eles Microsoft, HP, IBM, Sun e Oracle. XML permite que as informações sejam armazenadas em lugares distintos ao do modelo de apresentação dos dados (XSL). Isto permite que se diferencie os dados e apresentação, o que em HTML não era possível. Outra área onde XML está sendo cada vez mais utilizado é em comércio eletrônico. Neste caso, requisições de compra podem ser feitas utilizando-se o formato XML, bem como pesquisas de preço. Sendo uma meta-linguagem, XML também torna possível a criação de novas linguagens que padronizam o tratamento de qualquer tipo de informação, como pó exemplo a apresentação de dados(xsl), a transferência de dados(soap), a comunicação entre aplicações(wsdl), a descrição de relacionamento entre dados(xpointer, Xlink), a descrição de aplicações (AppML) entre outros. Para a implementação de serviços Web, XML fornece um meio de troca de informações a respeito de interfaces, tipos de parâmetros e resultados, devido à sua natureza independente de linguagem ou plataforma específica.

6 3. Web Services Web Services são conjuntos de aplicações auto-descritivas que podem ser publicadas, localizadas e invocadas através da Web. Estas aplicações podem ser desde simples processos, como troca de mensagens, até complexas transações industriais, como a compra de mercadorias. Uma vez que um Web Service é publicado, outras aplicações (ou outros Web Services) podem acessá-los e invocá-los, tanto para a obtenção de dados como interação com serviços que uma organização oferece. Diferente de outras tecnologias, Web Services não são acessados através de protocolos específicos de modelagem de objetos, como IIOP, RMI ou DCOM. São acessados através de protocolos e formatos de dados independentes de plataforma como HTTP, XML e SOAP. A interface de um Web Service é acessível através de uma mensagem XML padronizada. São descritos utilizando um padrão formal chamado descrição de serviço, que envolve os detalhes necessários para a interação com o serviço, incluindo o formato das mensagens, tipos de dados e localização. A interface encapsula os detalhes de implementação do serviço, permitindo a sua utilização independente de plataforma de hardware ou software na qual está implementado o serviço. Os Web Services possuem uma arquitetura baseada na interação de três categorias : provedor do serviço (service provider), provedor de registro (registry provider ou registry broker) e o cliente do serviço ( service requestor). Estas categorias envolvem as operações de procura (find), publicação (publish) e acoplamento (bind) do serviço.o provedor publica o serviço com a operação publish. O cliente do serviço utiliza a operação find para obter uma descrição de serviço do provedor de registro e usa esta descrição para, dinamicamente, acessar e interagir (bind) com o provedor do serviço. A figura 1 ilustra esta arquitetura : Fig. 1 : Arquitetura e Integração de Web Services. A interação entre Web Services pode ser feita estaticamente ou dinamicamente em tempo de execução. Um solicitante de um serviço descreve as características do serviço procurado e utiliza o provedor de registro para localizar um serviço apropriado. Uma vez localizado o serviço, a informação na descrição do serviço é utilizada para a interação entre cliente e servidor. A descoberta, a invocação dinâmica de serviços (publish, find, bind) e uma colaboração baseada em mensagens permite o desenvolvimento de aplicações distribuídas fracamente acopladas com um enorme grau de interoperabilidade.

7 Web Services é uma tecnologia que se constitui de outras tecnologias e padrões que estão sendo desenvolvidas há pouco tempo. Estes padrões especificam meios de troca de mensagens entre serviços (SOAP), busca de serviços em registros (UDDI) e configuração dinâmica de clientes baseadas em descrições de serviços (WSDL). A figura 2 retrata a interoperabilidade e padrões na qual são desenvolvidos Web Services : Outros padrões ainda não definidos Universal Description Discovery Integration ( UDDI ) Web Services Description Language ( WSDL ) Simple Object Access Protocol ( SOAP ) Extensible Markup Language ( XML ) Protocolos Internet ( TCP/IP, HTTP, SMTP ) Fig. 2 : Pilha de protocolos que compõe Web Services. Nos próximos itens, são abordadas as formas de comunicação que permitem a implementação de Web Services. 3.1 RPC RPC (Remote Procedure Call) é um conjunto de regras para a construção de sistemas distribuídos. Estas regras especificam meios de codificar e decodificar informação transmitida entre duas aplicações. Efetivamente, RPC fornece um mecanismo para definição de interfaces que podem ser invocadas através de uma rede. Uma operação RPC possui uma assinatura( o nome da operação), seus parâmetros de entrada, resultados e exceções que podem acontecer. A assinatura de uma operação é encapsulada em uma estrutura chamada IDL (Interface Definition Language). Chamar um procedimento que está localizado em um sistema remoto requer especificar qual sistema contatar, como codificar os parâmetros, como receber a resposta e como decodificar a resposta para utilização em um sistema específico. Uma das primeiras especificações para construção de sistemas distribuídos foi feita em 1990 pela OSF (Open Software Foundation) com DCE (Distributed Computing Environment). Dois outros produtos de desenvolvimento de aplicações distribuídas que surgiram em seguida foram CORBA(OMG) e DCOM(Microsoft). Estes produtos especificam mecanismos que forçam a utilização de um protocolo específico para a comunicação entre as aplicações. 3.2 SOAP SOAP (Simple Object Access Protocol) originou-se da idéia de um mecanismo de RPC baseado em XML originalmente proposto por Dave Winer em A idéia evoluiu e hoje SOAP é uma especificação da W3C proposta por organizações como Userland, Ariba, Microsoft, IBM, Compaq, HP, Lótus, SAP, entre outras.

8 SOAP é um protocolo baseado em XML que permite a comunicação entre aplicações utilizando-se HTTP. Atualmente, aplicações comunicam-se através de objetos distribuídos como CORBA e DCOM. HTTP não foi designado para isto. Utilizar RPC na Internet também representa um problema de segurança. Firewalls e proxys normalmente irão bloquear este tipo de fluxo na rede. Uma melhor forma de comunicação entre aplicações seria a utilização de HTTP, uma vez que este protocolo é suportado por todos os servidores Web, browsers e firewalls. A sintaxe de uma mensagem SOAP é simples. Esta deve ser codificada no padrão XML e contém as seguintes partes : SOAP Envelope : define o conteúdo da mensagem e os vários namespaces que são usados pelo resto da mensagem, incluindo xmlns:soap-env(soap Evelope), xmlns:xsi (Xml Schema for Instances) e xmlns:xsd (Xml Schema for Datatypes) SOAP Header (opcional ) : contém informação a respeito de autenticação, transação e contabilização. SOAP Body : contém informação a respeito de métodos e parâmetros a serem chamados ou respostas enviadas. Quando SOAP é utilizado como RPC, esta parte possui um único elemento que contém o nome do método, parâmetros e a identificação do serviço. Mensagens SOAP podem ser enviadas utilizando outros protocolos de transporte, como por exemplo SMTP. A figura 3 contém um exemplo de uma requisição SOAP/HTTP utilizada como RPC : POST /soap/servlet/rpcrouter HTTP/1.0 Host: localhost:8070 Content-Type: text/xml Content-Length: 461 SOAPAction: "" <SOAP-ENV:Envelope xmlns:soap-env="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/" xmlns:xsi="http://www.w3.org/1999/xmlschema-instance" xmlns:xsd="http://www.w3.org/1999/xmlschema"> <SOAP-ENV:Body> <ns1:getrate xmlns:ns1="urn:xmethods-exchange" SOAP- ENV:encodingStyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/"> <country1 xsi:type="xsd:string">usa</country1> <country2 xsi:type="xsd:string">japan</country2> </ns1:getrate> </SOAP-ENV:Body> </SOAP-ENV:Envelope> Fig. 3 : Formato de uma Requisição SOAP/HTTP. Uma mensagem SOAP/HTTP é geralmente processada por uma aplicação que está em um servidor Web. Quando a aplicação recebe uma requisição, esta primeiro confere a existência do campo SOAPAction na requisição. Se possuir tal campo, a requisição é direcionada para a SOAP Engine, responsável por processar a parte XML da mensagem e usar o endereço do serviço especificado para executar uma varredura em seu registro local ( este registro contém informações a respeito dos serviços disponíveis no servidor ). Então, é utilizado reflexão para localizar e invocar o método especificado no serviço e retornar a resposta.

9 Uma resposta SOAP é retornada em um documento XML estruturado como em uma requisição, exceto quando contém o resultado do método requisitado. A segurança no envio de mensagens SOAP é um tópico importante. Em um nível mais baixo, mensagens SOAP podem ser trocadas pela rede utilizando HTTPS ao invés de HTTP. Como HTTPS utiliza SSL no seu transporte, fica garantida a proteção contra possíveis intervenções. Além disso, o cliente e servidor podem verificar cada um suas respectivas identidades. Embora HTTPS resolva o problema de proteção das mensagens contra possíveis invasores, este não ajuda muito quando se necessita da segurança necessária para a autenticação de usuários de Web services específicos. Estes serviços irão fornecer algum tipo de combinação de usuário/senha durante a fase inicial de registro no serviço e então esta será utilizada para acessos futuros. Os serviços UDDI são um tipo de Web Services que requerem um registro inicial antes da utilização de seus serviços de publicação. Não há ainda um padrão de autenticação para Web services, mas tal padrão deverá surgir em pouco tempo devido trabalho de organizações como Microsoft e Verisign. O apoio industrial ao protocolo SOAP está aumentando a cada dia com o lançamento de produtos que suportam este protocolo pelas maiores organizações. Enquanto cada um destes produtos possuem suas próprias capacidades, todos são capazes de produzir e processar mensagens SOAP. Isto significa que não importa como a aplicação foi implementada, ou onde está localizada, ou ainda em qual linguagem foi implementada, o que interessa é que a interoperabilidade entre aplicações está garantida. 3.3 WSDL WSDL (Web Services Description Language) é uma linguagem baseada em XML projetada para descrever Web Services, como o que um serviço pode fazer, onde está localizado e como invocá-lo. Uma descrição de serviço contém uma definição abstrata para um conjunto de operações e mensagens, um protocolo de integração para estas operações e uma localização específica na rede. Sendo baseado em XML, um documento WSDL é dividido em seções constituídas por elementos. O elemento <definition> contém informações a respeito de um ou mais serviços. Dentro deste elemento, encontram-se outros quatro elementos : <message> e <porttype> : define quais operações o serviço fornece. <type> : este elemento opcional serve para definir tipos de dados estruturados. <binding> : designa como as operações são invocadas. <service> : explicita onde o serviço está localizado. Um documento WSDL pode ser dividido em documentos distintos, um que se refere à implementação de um serviço e outro que se refere à interface do serviço. Neste caso, o documento de implementação conterá um elemento <service> e um elemento <import> que apontará para o documento WSDL com a definição da interface do serviço. No documento que define a interface serão encontrados os elementos < types>, <message>, <porttype> e <binding>.

10 3.4 UDDI UDDI (Universal Description Discovery and Integration) é uma iniciativa da indústria que permite às organizações publicar e buscar informações a respeito de Web Services. É composto por um grupo de registros baseados na Web que fornecem informações a respeito de uma organização ou entidade. Estes registros são executados em múltiplos servidores (operadores ) e podem ser usados por qualquer um que queira tornar disponível informações a respeito de negócios ou entidades, ou ainda por qualquer um que queira buscar estas informações. A informação definida em uma descrição de serviço encontrada em um documento WSDL é complementar à informação encontrada em um registro UDDI. Este fornece suporte para vários tipos de descrições de serviços, ou seja, UDDI não possui suporte direto para WSDL ou outro mecanismo de descrição de serviços. Os quatro tipos de dados encontrados em um registro UDDI são : businessservice : fornece informações sobre uma organização e pode conter um ou mais businessservice. businessentity: fornece informações técnicas e descrições de serviço. Pode conter um ou mais bindingtemplate. bindingtemplate : contém uma referência a um ou mais tmodels. tmodel: utilizado para definições de especificações técnicas de serviço. A informação fornecida por um registro UDDI pode ser comparada à uma lista telefônica. As páginas brancas (white pages), fornecem informações tais como nome da organização, contato e identificadores. As páginas amarelas (yellow pages) são compostas por um índice de serviços e produtos e as páginas verdes (green pages) contém informações a respeito de transações, descrições de serviço e invocação de aplicações. UDDI é uma especificação em constante desenvolvimento. É coordenada por UDDI.ORG, que é composta por vários membros da indústria, como Microsoft, IBM e Ariba. Esta especificação fornece uma API para consulta e publicação de serviços em registros UDDI. A consulta e publicação em registros UDDI é executada utilizando-se mensagens no formato SOAP. Estas operações são baseadas na especificação de uma API proposta por UDDI.ORG e possui mensagens especificas para a busca, publicação e alteração de registros. 4. Implementação Nesta seção é mostrado um exemplo de implementação que tem como objetivo principal exemplificar as características da utilização de Web Services e XML. Através do exemplo, é exposto o modo como a integração destas tecnologias permite a criação de uma aplicação que através de uma função de alto nível, como o planejamento de uma viagem a um determinado lugar, executa operações de baixo nível com Web Services, como a consulta de aluguel de

11 carros, reservas em hotéis e passagens de aviões. Estes serviços podem ser selecionados em tempo de execução baseados no seu custo, qualidade, viabilidade e segurança. Outra característica interessante que deve-se notar é a separação da apresentação e conteúdo que é possível alcançar com o uso de XML e XSL. As ferramentas utilizadas para a implementação do exemplo são disponibilizadas como freeware e são as seguintes : Apache Jakarta Tomcat servidor Web de código aberto, também implementa a especificação Java Servlet API 2.2, ou seja, atua como um servlet container. [JSP01] Apache SOAP 2.0 implementação do protocolo SOAP para Java, inclui suporte para a especificação SOAP 1.1 e integra o servidor web. Apache Xerces 1.2 este parser XML de código aberto para Java implementa as especificações XML mais recentes, bem como DOM e SAX. Apache Xalan Java implementa a especificação XSL 1.0 e também a linguagem Xpath 1.0. IBM WSTK 2.4 Web Services ToolKit da IBM, fornece ferramentas úteis no processo de desenvolvimento e publicação de Web Services. JDK Java Development Kit, necessário para executar o servidor e as classes que formam a aplicação. Para exemplificar o uso de Web Services e XML, tem-se um sistema que fornece uma interface com o usuário como mostrado na figura 4 : Fig. 4 : Interface do usuário da aplicação. Esta interface possui um formulário que permite a definição de quatro parâmetros : o país e a cidade de destino, a data de ida e a data de retorno. Pode-se opcionalmente escolher que tipos de serviços deseja-se consultar. Após a definição dos parâmetros, o usuário submete o formulário para processamento no servidor. No servidor estão hospedadas as aplicações cliente que executarão as consultas.

12 Existem duas maneiras de se construir um cliente de um Web Service: estaticamente e dinamicamente. Quando se tem conhecimento prévio da localização e interface de um serviço, não é necessário realizar uma consulta a um registro UDDI para determinar estas informações. O cliente que acessa este serviço já possui conhecimento prévio da interface, localização e tipos dos parâmetros que devem ser utilizados, que são implementados no desenvolvimento da aplicação. Este tipo de cliente seleciona o serviço estaticamente. Porém, nem sempre é possível o conhecimento prévio destas informações. Deste modo, é necessário uma consulta à um registro UDDI para obter estas informações, que estão definidas em um documento WSDL. Então o cliente determina a localização e interfaces do serviços com base em uma consulta e dinamicamente seleciona os serviços que deseja acessar em tempo de execução. No exemplo são utilizados Web Services acessados dinâmica e estaticamente. Com base nos parâmetros que são enviados para o servidor, é feita uma série de consultas aos serviços disponibilizados na Web. Estes serviços são disponibilizados por organizações em todo mundo. A primeira consulta é a chamada a um serviço Web que fornece a taxa de conversão de moedas entre dois países. Este serviço aceita dois parâmetros como entrada, que são os nomes dos países e retorna uma resposta que é a taxa de conversão de moedas entre estes dois paises. Como já se conhece a localização e a interface do serviço, o cliente já está configurado para chamar o método, bastando apenas setar um parâmetro que é o país que se deseja obter a taxa de conversão. Para invocar um serviço Web com um cliente Java, são importados os pacotes necessários para preparar uma chamada remota SOAP (org.apache.soap.*). Esta chamada remota é feita através de um objeto Call. Cada parâmetro é representado por um objeto Parameter com o nome do argumento, o tipo do argumento, o seu valor e o tipo de codificação do argumento, como demonstrado abaixo : Vector params = new Vector(); params.addelement( new Parameter( "country1", String.class, brazil, null ) ); params.addelement( new Parameter( "country2", String.class, usa, null ) ); Para enviar a chamada do método, é executado o método invoke() do objeto Call. Para isto são setados a URL, o nome do método e a identificação do método bem como seus argumentos. A resposta é então retornada em um objeto RESPONSE. O trecho de código abaixo mostra este procedimento : call.setparams( params ); call.settargetobjecturi("urn:xmethods-currencyexchange" ); call.setmethodname( "getrate" ); Response response = call.invoke(new URL( "http://services.xmethods.net/soap" ), "" ); A seguir é efetuada uma consulta a um serviço para obter preços de passagem de avião e disponibilidade de vôos. Esta consulta é feita através de uma chamada SOAP-RPC a um serviço que tem como parâmetros de entrada a data de ida e retorno, bem como as siglas dos aeroportos de destino e retorno. Na tabela 1 podemos ver o texto em formato XML que é enviado para o provedor do serviço e na tabela 2 tem-se a resposta da requisição:

13 <search> <depart> <depart_airportcode>lax</depart_airportcode> <arrive_airportcode>gru</arrive_airportcode> <depart_year>2001</depart_year> <depart_month>jul</depart_month> <depart_day>13</depart_day> </depart> <return> <return_year>2001</return_year> <return_month>aug</return_month> <return_day>22</return_day> </return> </search> Tab. 1 :Requisição do serviço. <flight> <price> </price> <outbound> <airline>lan Chile</airline> <number>601</number> </outbound> <return> <airline>lan Chile</airline> <number>750</number> </return> </flight> Tab. 2: Resposta do serviço. Esta resposta é armazenada em um arquivo XML. Este arquivo é utilizado juntamente com um arquivo XSL para a formatação em HTML. Esta formatação pode ser feita no browser do cliente ou pode ser transformado no servidor. A segunda opção foi utilizada neste caso, com o uso do pacote Xalan, que possui o processador XSL responsável por executar a transformação. O seguinte trecho de código executa esta transformação : TransformerFactory tfactory = TransformerFactory.newInstance(); File ht = new File( arqdest.html ); FileOutputStream os = new FileOutputStream(ht); Transformer trans = tfactory.newtransformer(new StreamSource( arqxsl.xsl )); trans.transform(new StreamSource( arqxml.xml ),new StreamResult(os)); Após a execução deste procedimento tem-se uma saída HTML (tabelas) que é incorporada à página do cliente em tempo de requisição, gerando a resposta ilustrada na figura 5: Fig. 5 : Resultado da pesquisa nos Web Services.

14 Por fim, é executada uma pesquisa em um registro UDDI para obtenção de serviços relacionados com hospedagem e reservas em hotéis, com base na cidade destino. Registros UDDI fornecem meios de buscar informações baseadas em códigos industriais (taxonomias) como por exemplo NAICS, UN/SPSC ou baseadas em localização geográfica ( ISO ). Para executar tal consulta, é utilizado o pacote WSTK da IBM que fornece uma API para manipulação de registros UDDI que abstrai a complexidade do uso de consultas a registros UDDI. O trecho de código que realiza a busca é detalhado abaixo : ServiceRegistryProxy srp = new ServiceRegistryProxy(); ServiceDefinition[ ] sdlist = srp.findservices( service, false); ServiceDefinition sd = sdlist[0]; Esta consulta retorna uma lista com os serviços encontrados. Após a seleção do serviço, o próximo passo é encontrar a definição de serviço, que é o arquivo WSDL, e define os parâmetros e interface do serviço. Para isto é executado o seguinte código : WSDLDocument wsdl = sd.getserviceimplementation().getwsdldocument(); Com a definição de serviço em mãos, é feita uma invocação ao serviço. Esta invocação é feita de forma dinâmica, ou seja, a mensagem a ser enviada é construída em tempo de execução. Utiliza-se para isto os objetos ServiceProxy e SoapServiceRequest, encontrados no pacote WSTK da IBM. O código é exemplificado a seguir : ServiceProxy proxy = ServiceProxyFactory.getServiceProxy(service, port, wsdl); SoapServiceRequest request = new SoapServiceRequest(operation, args); request.setsoapmappingregistry(getsmr()); ServiceResponse sr = proxy.invoke(request); Response response = (Response)sr.getOneResult(1); Esta implementação mostra as etapas necessárias para localização e invocação estática e dinâmica de Web Services. Características de segurança, controle de autenticação e gerenciamento de transação não foram abordados, haja vista o caráter introdutório deste exemplo. Porém, estes são detalhes importantes que devem ser levados em consideração no projeto de sistemas distribuídos. 5. Conclusão Web services é uma tecnologia recente que representa uma evolução e um novo paradigma de programação distribuída. Esta nova proposta pode se tornar um novo modelo na qual transações comerciais ou não são realizadas pela Internet, onde as mesmas podem ser dinamicamente selecionadas e acessadas utilizando-se o protocolo SOAP.

15 Na arquitetura de Web Services, cada componente é visto como um serviço, encapsulando seu comportamento e fornecendo uma API para invocação através da Internet. Este modelo fornece vantagens como por exemplo a interoperabilidade entre aplicações de uma maneira simples, pois sua interface é limitada ao que é absolutamente necessário e de baixo custo, desde que a comunicação é baseada em texto (XML) e, além disso, suas principais ferramentas de desenvolvimento são disponibilizadas como freeware. Porém, como uma tecnologia composta por padrões recentemente desenvolvidos, Web Services tem alguns problemas a serem melhor resolvidos, como a segurança, autenticação e controle de transação. Existe um grande interesse da industria em torno de Web Services, com as maiores organizações participando da definição dos padrões e fornecendo suporte em seus produtos a esta tecnologia. É o caso da Microsoft, que tem sua plataforma.net baseada na tecnologia dos Web Services bem como a IBM, que fornece integração de produtos como WebSphere com Web Services. Outras grandes companhias estão lançando produtos que suportam Web Services como a Oracle, HP, Ariba, entre outras. Assim, espera-se nos próximos anos uma grande disseminação do uso desta tecnologia no que pode se tornar um passo evolucionário no desenvolvimento de aplicações distribuídas. 7. Referências Seely, Scott. SOAP Cross Platform Web Service Development using XML, Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ 07458, USA, Laurent, Simon; Johnston, Joe. Programming Web Services with XML-RPC, O Reilly, California, USA, McGrath, Sean. XML Aplicações Práticas, Editora Campus, Rio de Janeiro, Brasil, [JSP01] Houghland, Damon; Tavistock, Aaron. Core JSP, Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ 07458, USA, UDDI.ORG. UDDI Version 2.0 API Especification, UDDI.ORG. UDDI Version 2.0 Data Structure Reference, Kreger, Heather. Web Services Conceptual Architeture, IBM Sotware Group, May, [CORBA98] Orfali, Robert; Harley, Dan; Client Server Programming with Java and CORBA, Wiley, USA, 1998.

16 8. Biografia Aleksander Knabben Becker é graduando da última fase do curso de Ciências da Computação da Universidade Federal de Santa Catarina. Atualmente trabalha como estagiário na Prefeitura Municipal de Florianópolis. Suas áreas de interesse são Programação para Web, redes de computadores e sistemas distribuídos. Daniela Barreiro Claro é doutoranda em Ciência da Computação na UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina, na área de Engenharia de Sistemas Distribuídos. Ela é bacharel em Ciência da Computação pela UNIFACS - Universidade Salvador. Atualmente, ela trabalha com planejamento e desenvolvimento de sistemas computacionais em empresa privada além de participar do programa de extensão no nível de pós-graduação do CPGCC/UFSC. Suas áreas de interesse são Computação Distribuída com Agentes Móveis, Banco de Dados, tecnologias Web e suas aplicações. João Bosco Mangueira Sobral é professor na Universidade Federal de Santa Catarina, na área de Engenharia de Sistemas Distribuídos.É doutor pela Universidade Federal do Rio de Janeiro(COPPE) em Cursou seu mestrado em Engenharia de Sistemas e Computação pela UFRJ/COPPE em É graduado em Matemática pelo Instituto de Matemática da UFRJ (1973). Desde 1978 trabalha no Departamento de Informática e Estatística, atuando no Curso de Graduação e Pós-Graduação em Ciência da Computação da UFSC. Suas áreas de interesse são Computação Distribuída, Mobilidade em Computação e suas aplicações.

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