FRANCISCO DE ASSIS DOS SANTOS JUNIOR. Web Services com JWSDP: melhorias no Servidor HelpNet e Implementação do Cliente

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1 FRANCISCO DE ASSIS DOS SANTOS JUNIOR Web Services com JWSDP: melhorias no Servidor HelpNet e Implementação do Cliente Palmas 2004

2 ii FRANCISCO DE ASSIS DOS SANTOS JUNIOR Web Services com JWSDP: melhorias no Servidor HelpNet e Implementação do Cliente Trabalho apresentado ao curso de Sistemas de Informação do Centro Universitário Luterano de Palmas como requisito Parcial da disciplina de Estágio, orientado pela professora Madianita Bogo. Palmas 2004

3 iii FRANCISCO DE ASSIS DOS SANTOS JUNIOR Web Services com JWSDP: melhorias no Servidor HelpNet e Implementação do Cliente Trabalho apresentado ao curso de Sistemas de Informação do Centro Universitário Luterano de Palmas como requisito Parcial da disciplina de Estágio, orientado pela professora Madianita Bogo. Aprovado em Dezembro de BANCA EXAMINADORA Profª. Msc. Madianita Bogo Centro Universitário Luterano de Palmas Profº. Msc. Eduardo Leal Centro Universitário Luterano de Palmas Profº. Jackson Gomes de Souza Centro Universitário Luterano de Palmas

4 iv SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS... vi LISTA DE TABELAS... vii LISTA DE ABREVIATURAS... viii RESUMO... ix ABSTRACT...x 1. INTRODUÇÃO REVISÃO DE LITERATURA Aplicações Distribuídas RPC Web Services Vantagens na utilização de Web Services Desvantagens na utilização de Web Services XML XML em Web Services XML-RPC HTTP SOAP Vantagens e Desvantagens do SOAP WSDL Elemento <types> Elemento <message> Elemento <porttype> Elemento <binding> Elemento <Service> UDDI JWSDP A Java API for XML-based RPC (JAX-RPC) API s SAAJ e JAXR Considerações sobre Ferramentas Utilizadas Banco de Dados Comparativo entre o Microsoft Access 2000 e o SQL Server JavaServer Pages (JSP) MATERIAl E MÉTODOS Material Métodos RESULTADOS E DISCUSSÃO Aplicação Original Banco de dados...49

5 v Descrição do Banco de dados Cliente Implementado Informações Gerais CONCLUSÕES Considerações Finais Trabalhos Futuros REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...59 ANEXOS...61 ANEXO I: Código do arquivo inserirequipamento.jsp...62 ANEXO II: classe HelpImpl.java...63 ANEXO III: classe HelpIF.java...72 ANEXO IV: classe Connect.java...83

6 vi LISTA DE FIGURAS Figura 1: Modelo cliente-servidor retirado de (CARDOSO,2004) Figura 2: Funcionamento básico de uma RPC (TANENBAUM, 1992)...14 Figura 3: Aplicação de Web Services BASIURA(2003) Figura 4: Arquitetura genérica de um RPC (IST,2004)...23 Figura 5: Estrutura de um documento WSDL, baseada em (HENDRICKS, 2002)...29 Figura 6: Documento WSDL: elemento types Figura 7: Documento WSDL: elemento message...30 Figura 8: Documento WSDL: elemento porttype...31 Figura 9: Documento WSDL: elemento binding HENDRICKS (2002)...32 Figura 10: Documento WSDL: elemento service...32 Figura 12: Unificação das tabelas Solicitacao e ManutencaoEq...49 Figura 13: Banco de dados atual do HelpNet...51 Figura 14: Tela inicial para o programa Cliente...52 Figura 15: Tela de funcionalidades disponíveis ao usuário...53 Figura 16: Trecho do código do arquivo Connect.java...54 Figura 17: Trecho do código do arquivo inserirequipamento.jsp...54 Figura 18: Inserção de equipamentos...55

7 vii LISTA DE TABELAS Tabela 1: comparativo entre: Access 2000 e SQL Server 2000 (MSSQLCITY,2004).41 Tabela 2: capacidade de armazenamento (MSSQLCITY,2004)...42

8 viii LISTA DE ABREVIATURAS CORBA HTTP HTTP-GET HTTP-POST JWSDP RMI RPC SGBD SOAP UDDI URI URL WSDL WWW XML Common Object Request Broker Architecture Hyper Text Transfer Protocol Hyper Text Transfer Protocol GET Hyper Text Transfer Protocol POST Java Web Service Developer Pack Remote Method Invocation Remote Procedure Call Sistemas de Gerenciamento de Banco de Dados Simple Object Access Protocol Universal Description, Discover and Integration Uniform Resource Identifier Uniform Resource Locators Web Service Description Language World Wide Web Extensible Markup Language

9 ix RESUMO A utilização de Web Service é uma maneira simples e robusta de realizar a comunicação entre aplicativos através da Internet utilizando os padrões SOAP, XML, UDDI, WSDL e HTTP. Este trabalho realiza estudo do pacote JWSDP, para o entendimento da aplicação HelpNet desenvolvida em Java que disponibiliza serviços Web. Após a análise do aplicativo, foram feitas algumas melhorias no banco de dados migrando do banco de dados Microsoft Access para o banco de dados SQL Server 2000 e feitas algumas alterações no programa servidor para a adequação do novo banco de dados. O trabalho também apresenta um cliente desenvolvido em JSP que consome os serviços disponibilizados pelo novo HelpNet.

10 x ABSTRACT The use of Web Service is applicatory a simple and robust way to carry through the communication between through the Internet using standards SOAP, XML, UDDI, WSDL and HTTP. This work carries through study of package JWSDP, for the agreement of the HelpNet application developed in Java that disponibiliza Web. After the analysis of the applicatory one, had been made some improvements in the data base migration of the data base Microsoft Access for the data base SQL Server 2000 and made some alterations in the serving program for the adequacy of the new data base. The work also presents a customer developed in JSP that consumes the services disponibilizados for the new HelpNet.

11 11 1. INTRODUÇÃO Web Services é uma tecnologia para implementação de aplicações distribuídas que permitem a interoperabilidade entre ambientes heterogêneos através da integração de diversas aplicações (KURNIAWAN,2002). A interoperabilidade obtida com a construção de Web Services é fruto da utilização de padrões existentes, tais como: SOAP, XML, UDDI, WSDL e HTTP, que serão apresentados no decorrer do trabalho. Assim, os Web Services são considerados por alguns autores (BASIURA, KURNIAWAN) como um modelo de aplicação distribuída fracamente acoplado que utiliza mecanismos de transporte conhecidos, tais como: HTTP, FTP e outros para a comunicação entre aplicações através de mensagens codificadas em XML. Dentro deste contexto, existem várias ferramentas de desenvolvimento de Web Services. Este trabalho optou por utilizar o JWSDP (Java Web Service Developer Pack) por ser um pacote específico para o desenvolvimento de Web Services em Java que está disponível gratuitamente podendo ser obtido gratuitamente através da Internet. Este pacote permite a construção, realização de testes e distribuição de Web Services. O objetivo do estágio é fazer um estudo sobre Web Services e o JWSDP para realizar melhorias no aplicativo HelpNet. Dentro deste contexto, existe um Web Service que foi implementado utilizando a linguagem de programação Java juntamente com um banco de dados criado através da ferramenta Microsoft Access Devido esta aplicação não estar disponível através da Web, optou-se por realizar melhorias de forma que atendesse as necessidades encontradas,

12 12 tais como: acesso através da Internet, controle de concorrência, funções definidas para o usuário, views, relatórios de logs, tamanho da base de dados e outros. Este documento apresenta o resultado da pesquisa bibliográfica e informações sobre as alterações realizadas no aplicativo HelpNet e a implementação do cliente, sendo organizado da seguinte maneira: a seção REVISÃO DE LITERATURA apresenta informações sobre as tecnologias importantes para a compreensão dos Web Services: XML, SOAP, WSDL, UDDI e JWSDP. Além dos tópicos específicos de Web Services há uma seção que trata os bancos de dados utilizados e outra seção sobre JSP, que foi a linguagem de programação usada; MATERIAL E MÉTODOS descreve quais softwares utilizados, dentre eles o pacote JWSDP, e metodologias usadas na realização do trabalho; RESULTADOS E DISCUSSÃO mostra o aplicativo HelpNet atual, as alterações feitas no programa servidor seguido do resultado da migração do banco de dados e o desenvolvimento do cliente em JSP com algumas informações gerais. Já CONSIDERAÇÕES FINAIS apresentam considerações sobre o trabalho realizado, sugestão de melhorias na aplicação e sugestão de trabalhos futuros relacionados à Web Services. As REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS contêm descrições de livros, artigos e páginas na Internet referentes aos temas: Web Services, JWSDP, Microsoft SQL Server e JSP.

13 13 2. REVISÃO DE LITERATURA 2.1. Aplicações Distribuídas Aplicações distribuídas são programas que podem ser executados em microcomputadores distintos e são capazes de trocar informações a partir de uma rede de comunicação como, por exemplo, a Internet.(CARDOSO,2004). Estes programas são desenvolvidos a partir de uma arquitetura chamada de Cliente-Servidor, sendo que o cliente poderá ser um usuário de sistema ou um processo e o servidor é o conjunto do hardware e o software que oferecem o serviço para o cliente. A Figura 1 demonstra o modelo da aplicação distribuída conforme a arquitetura cliente-servidor. Micro-Cliente Software Cliente Micro-Servidor Software Servidor Figura 1: Modelo cliente-servidor retirado de (CARDOSO,2004). Na Figura 1 o Micro-Cliente é o Cliente da aplicação que está fazendo uma requisição de serviços ao Servidor denomidado de Micro-Servidor. O Servidor recebe a requisição feita pelo Cliente e logo em seguida envia uma requilição de resposta para o Cliente. Uma forma de comunicação entre as aplicações distribuidas é a utilização de mecanismos RPC (Remote Procedure Call), que será visto na próxima seção.

14 RPC Chamadas a procedimentos remotos (RPCs) são mecanismos permitem que as funções (procedimentos) sejam chamados remotamente, de forma transparente para o usuário/desenvolvedor, seguindo o modelo cliente-servidor (TANENBAUM, 1992). Dentro deste conceito, os stubs são mecanismos que realizam chamadas a um servidor, tratando e convertendo dados de forma que possam ser representados externamente. Ele é o programa responsável pelo envio da mensagem ao servidor, solicitando um serviço. Já os skeletons (ties) são responsáveis por receber a mensagem de requisição de um stub (cliente), transformá-la em uma chamada de requisição local dentro do servidor para que a mensagem seja tratada localmente e devolvida para a aplicação que originou a requisição. Dessa forma, a comunicação através de uma RPC começa quando as aplicações cliente e servidor trocam informações através dos stub cliente e skeleton no servidor, conforme mostra a Figura 2. Cliente Servidor 1 6 Stub Cliente Skeleton Servidor 9 Transp. Transp. Kernel Kernel 8 Figura 2: Funcionamento básico de uma RPC (TANENBAUM, 1992). 3 4 Conforme mostrada na Figura 2, uma chamada remota a procedimento é realizada através dos seguintes passos (TANENBAUM, 1992): 1. o procedimento do cliente chama o stub do cliente de maneira usual; 2. o stub do cliente constrói uma mensagem (empacota os parâmetros) e envia uma interrupção ao kernel; 3. o kernel do cliente envia uma mensagem ao kernel remoto (do servidor);

15 15 4. o kernel remoto entrega a mensagem ao stub do servidor; 5. o stub do servidor desempacota os parâmetros constantes da mensagem e chama o método da aplicação servidor ; 6. o servidor realiza o seu trabalho e retorna o resultado para um buffer dentro do seu stub; 7. o stub do servidor empacota tais resultados em uma mensagem e emite envia uma interrupção ao kernel; 8. o kernel remoto envia a mensagem para o kernel do cliente; 9. o kernel do cliente entrega a mensagem ao stub do cliente; 10. o stub do cliente desempacota os resultados e os fornece a aplicação cliente, como retorno do método chamado. A transferência de dados entre os programas cliente e servidor, geralmente é feito ponto-aponto utilizando os protocolos UDP ou TCP. A comunicação é feita de forma transparente o é código gerado automaticamente pelo compilador do mecanismo utilizado, que compatibiliza o formato de dados nas diversas plataformas existentes, linguagens e compiladores Web Services Devido à popularização da Internet e ao crescente avanço tecnológico, a troca de informações entre aplicações disponíveis na Web está se tornando uma necessidade, principalmente no ramo de negócios. Assim, cada vez mais surgem ferramentas de desenvolvimento, permitindo que serviços ou aplicativos se comuniquem utilizando a Web como transporte. Com esse crescimento surge a necessidade de se oferecer aplicações especiais, como gerenciamento de transações B2B 1 (Business-to-Business), informações de vôo em tempo real, sistema de armazenamento de documento XML, catálogos de endereços 1 B2B Significa empresas que realizam negócios com outras empresas eletronicamente através da Internet.

16 16 compartilhados, rastreamento de encomendas usando a disponibilização de serviços distribuídos (DAUM, 2002). Uma das maneiras de implementar e disponibilizar esses serviços é através de Web Service, que são construídos a partir da utilização de ferramentas de desenvolvimento, tais como.net e Java. Estas tecnologias permitem a construção de aplicações a partir da utilização de padrões especificados pelo W3C (XML, SOAP, UDDI, WSDL e HTTP), que permitem a integração entre aplicações, mesmo havendo heterogeneidade, como diferentes tipos de hardware, sistemas operacionais, arquitetura de rede, linguagens de programação, protocolos de comunicação, e diferentes formas de representação de dados (MONTEZ, 2003). Assim, BASIURA (2003), afirma que o conceito de Web Services pode ser dividido em partes: lógica de aplicação um Web Service apresenta alguma lógica de aplicação ou código, podendo fazer cálculos, consultas à banco de dados ou qualquer outra atividade que um programa de computador pode fazer. acessível a programas - enquanto a maioria dos sites Web de hoje são acessados por humanos, usando um navegador Web, os Web Services serão acessados por programas de computadores, ou seja, um Web Service será acessado sem haver intervenção humana para acessar o serviço; protocolo-padrão da Web - o conceito de Web Services se baseia em um conjunto de protocolos e linguagens padrão da Web, tais como: HTTP, XML, SOAP, WSDL e UDDI; independente de plataforma - os Web Services podem ser implementados em diferentes plataformas. Desta forma, um Web Service pode ser acessado por qualquer programa, aplicação ou serviço desenvolvido em qualquer plataforma, conforme pode ser verificado na Figura 3.

17 17 Navegador Web HTML Aplicação Windows Aplicação Web SOAP SOAP Web Service HelpNet Ulbra-to SOAP Web Service HelpNet Canoas SOAP Web Service HelpNet Ji-Paraná SOAP Web Service HelpNet Itumbiara Figura 3: Aplicação de Web Services BASIURA(2003). A Figura 3 apresenta a interação entre Web Services. A partir dela, pode-se verificar que um programa pode ser uma aplicação Web, uma aplicação para Windows, ou qualquer tipo de aplicação. A aplicação pode usar Web Services internos à organização ou externos, via Web Services fornecidos por parceiros. As mensagens trocadas entre Web Services, internos e externos, são codificadas através do SOAP. Como em toda tecnologia, os Web Services possuem vantagens e desvantagens em sua utilização. A próxima seção irá apresentar estas particularidades Vantagens na utilização de Web Services Esta seção irá mostrar as vantagens na utilização de Web Services para a construção de aplicações distribuídas. Existem várias vantagens na construção de aplicações distribuídas utilizando Web Services, quando é feita uma breve comparação em relação aos demais mecanismos de comunicação, tais como: fornecem uma base para o baixo grau de acoplamento necessário em sistemas de distribuição de serviços, pois o atraso para troca de mensagens entre máquinas é alto.

18 18 reutilização de código, permitindo baixo custo no desenvolvimento de B2B, por utilizar funcionalidades que já foram implementadas em outras aplicações; a diversidade de componentes utilizados na implementação de aplicações não afeta a interoperabilidade, sistema operacional, linguagem de programação ou arquitetura de hardware e software; a diversidade de linguagens de programação não afeta a interoperabilidade, pois os padrões utilizados (HTTP, WSDL, UDDI e XML) são os mesmos em todas as linguagens; no futuro próximo tende a ser uma padronização dos mecanismos de interoperação, utilizar padrões de larga aceitação, como XML; Como pode se perceber, a utilização de Web Services para construir aplicações distribuídas é bastante interessante, uma vez que esta tecnologia independe de linguagem de programação, sistema operacional, arquitetura de hardware ou software o que certamente proporciona mais facilidade para o desenvolvedor de aplicações baseadas em Web Services. A partir da publicação de um Web Service outras aplicações podem realizar um vínculo e utilizá-lo para implementação de serviços que atendam às necessidades da empresa, tais como: checagem de cartão de crédito e CPF, acompanhamento em tempo real de encomendas, acompanhamento on-line de vôo. No entanto, quando são desenvolvidas aplicações utilizando Web Services, existem algumas desvantagens que devem ser consideradas quando comparadas aos mecanismos de RMI, CORBA,.Net e outros. Assim, a próxima seção apresenta estas desvantagens Desvantagens na utilização de Web Services Ao implementar Web Services algumas desvantagens podem ser percebidas. Esta seção apresenta informações referentes às desvantagens na escolha deste mecanismo de

19 19 comunicação quando comparadas a demais tecnologias existentes (RMI, CORBA,.NET Remoting). Transmissão de dados: o uso do XML pode adicionar dados desnecessários, como espaços em branco e caracteres usados para marcação; ainda, por não utilizar um protocolo orientado a conexão, a cada solicitação enviada pelo cliente é necessário estabelecer uma conexão, enviar a mensagem e desconectar; isso pode, por exemplo, causar sobrecarga do servidor (XML, 2003); Descoberta do Web Service: o servidor precisa informar ao cliente o endereço do serviço (URL da WSDL) (WSDL, 2003), ou seja um Web Service ao ser criado deve ser registrado em um UDDI para que outros Web Services possam utilizá-lo; Disponibilidade: como a resposta é enviada sobre o protocolo HTTP, podem acontecer os mesmos problemas que ocorrem com os web sites; o HTTP não garante a resposta/entrega de uma mensagem, por não ser orientado a conexão (KURNIAWAN, 2002); Formato dos dados: o cliente precisa interpretar XML (serialização e desserialização), XML Schema e SOAP (além da WSDL) (JWSDP, 2004), pois todas as mensagens trocadas entre o cliente e o serviço são formatadas utilizando o XML Schema; Falta de padronização: como Web Services não é um padrão de implementação, e sim uma arquitetura, várias empresas podem criar as suas próprias extensões ou implementações específicas (JWSDP, 2004). Após a criação do Web Service suas extensões devem ser compatíveis com a versão inicial para que os clientes possam continuar utilizando o Web Service sem problemas de compatibilidade de versão ou atualização; Diferenças na interface pública: a mudança constante da interface pública pode fazer com que os clientes não consigam usar o serviço (JWSDP, 2004). A partir da publicação do Web Service em um registro UDDI, os clientes são implementados utilizando a URL do serviço publicado. Quando a interface pública é alterada, o código do cliente precisa ser reestruturado.

20 20 Portanto, ainda existe muito a ser pesquisado sobre a tecnologia de Web Services. Constantemente surgem padrões que ainda não estão totalmente formalizados. Porém, os Web Services são um modelo de arquitetura de implementação de aplicações distribuídas viável, uma vez que utiliza padrões estudados, publicados e com larga aceitação pelos desenvolvedores. Assim esta tecnologia proporciona o desenvolvimento de aplicações distribuídas utilizando cinco padrões, que podem ser descritos da seguinte forma: XML descreve e estrutura informações; HTTP, protocolo para transporte de mensagens; SOAP, protocolo para vínculo dos serviços; UDDI, protocolo para publicação ou localização de serviço Web; e WSDL, que utiliza XML para descrever serviços Web. Esses padrões são essenciais na construção de Web Services e serão apresentados com mais detalhes nas seções seguintes XML XML (Extensible Markup Language) é um padrão, criado pela W3C para representar dados, que possibilita descrever, armazenar, intercambiar e manipular dados estruturados (XML, 2003). Este padrão é considerado como uma linguagem de marcação de dados que facilita as declarações precisas de conteúdo e resultados, possibilitando o surgimento de novas gerações de aplicações de manipulação e visualização de dados via Web. Um documento XML possui dados descritos em um Unicode 2, que é utilizado para a implementação de Web Service por disponibilizar um meio para a troca de informações referentes a interfaces, tipos de parâmetros e resultados. Isso permite a codificação de toda comunicação entre um cliente e um servidor (ADI, 2004). Para Todd (2003), o XML oferece um formato de dados que representa as seguintes características: sintaxe não complexa: semelhante ao HTML; 2 Unicode É um padrão para representação de caracteres que utiliza 16 bits podendo representar até caracteres únicos.

21 21 legível pelas pessoas: facilmente compreensível por programadores; flexível: o mesmo arquivo poderá ser utilizado por outros aplicativos; portável: aceito por outras linguagens de programação tais como: Java, JSP, ASP e.net; extensível: pode ser trabalhada em conjunto com outros padrões; genérica: não se prende a uma linguagem ou plataforma; gratuita: existência de software para manipulação simples e free. Portanto, a partir dos conceitos apresentados, percebe-se que o XML consegue oferecer uma forma específica de modelar dados estruturados em um formato texto. Estes dados são compatíveis com um formato particular, como faturas, documentos de texto, catálogos de endereços e parâmetros de configuração. Dessa maneira, a próxima seção, apresenta a correlação entre XML e Web Services XML em Web Services Na implementação de Web Services, o padrão XML é utilizado para a representação de dados nas mensagens SOAP e no arquivo WSDL, que é gerado no momento de compilação do servidor (JWSDP, 2004). XML é utilizada na construção de Web Services para a codificação das mensagens a serem trocadas entre o cliente e o servidor. Utilizando a ferramenta JWSP para construção dos Web Services, esta linguagem será utilizada em 4 arquivos (config-interface.xml, web.xml, config.xml e jaxrpc-ri.xml) que são necessários para o processo de compilação dos programas cliente e servidor e no arquivo gerado no momento de compilação do programa servidor, conhecido por WSDL.

22 22 A vantagem da utilização do protocolo XML para construção de Web Services deve-se ao fato da mesma permitir a utilização de marcações a partir de XSL 3 para a formatação dos elementos, possibilitando assim a visualização em qualquer browser na Internet. A maioria dos padrões para construção de Web Services são baseados em XML como, por exemplo, a codificação de dados feita pelo SOAP, a descrição do Web Service pela WSDL e a estrutura do registro feito pelo UDDI. Assim, para que possa existir a comunicação a partir das especificações XML há um padrão denominado XML-RPC, que é apresentado na próxima seção XML-RPC As RPCs (chamadas a procedimentos remotos) são um conjunto de regras utilizadas na construção de aplicações distribuídas, em que as funções (procedimentos) podem ser chamadas remotamente, de forma transparente para o usuário a partir do modelo clienteservidor (TANENBAUM, 1992). O modelo RPC é baseado na necessidade de se executar um componente de uma aplicação em qualquer local da rede. RPCs utilizam uma construção tradicional de programação, a chamada a procedimentos, a qual é estendida de um único sistema para uma rede de sistemas (RPC,1998). Desta maneira, a Figura 4 apresenta a arquitetura genérica de uma RPC. 3 XSL - EXtensible Stylesheet Language é um para formatação de dados que permite manipular dados XML através de folhas de estilo. Utilizando o XSL é possível definir diferentes tipos de apresentação para um documento XML sem ser obrigatoriamente o HTML.

23 23 Figura 4: Arquitetura genérica de um RPC (IST,2004). Conforme mostra a Figura 4, a comunicação entre as aplicações é iniciada quando existe a troca de informações entre o cliente e o servidor. As RPCs, através dos stubs e skeletons (ties), permitem a comunicação entre o cliente e o servidor através de um protocolo de transporte, que pode ser: HTTP, SMS, FTP, entre outros. Conclui-se, então, que o mecanismo de RPC é baseado na comunicação entre stubs e skeletons, sendo que o stub envia uma solicitação através de uma mensagem para o servidor que, através do (tie), retorna uma resposta através de um processo de comunicação transparente para os desenvolvedores. Para BASIURA (2003), o XML-RPC suporta apenas alguns tipos de dados, tais como: 4-byte signed integer (inteiro com sinal, de 4 bytes, representado pela tag <i4> ou tag <int>; valores booleanos (representado pela tag <boolean>); strings (representadas pela tag <string>); números em ponto flutuante com sinal, de dupla precisão (<double>); datas-padrão internacional ISO 8601, como, por exemplo, T12:12:21 (<datatime.iso8601>); base-64 encoded binary data (representados pela tag <base64>).

24 24 Dentro deste contexto, o Xml-RPC é um protocolo que utiliza o HTTP como protocolo de transporte e XML como formato de codificação. O objetivo deste protocolo é permitir chamadas de método remoto e respostas entre dois pontos. Este protocolo é importante para implementação de Web Services, pois independe de ferramenta de desenvolvimento de aplicações distribuídas ou plataformas utilizadas. Para que os Web Services possam trocar mensagens, é necessário ter um protocolo que se responsabiliza pelo transporte de dados. A próxima seção mostra o protocolo HTTP como protocolo padrão para o transporte de mensagens dentro da arquitetura de Web Services HTTP HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) é o protocolo que permite aos servidores Web e browsers trocar dados pela Web. Este protocolo utiliza conexões TCP confiáveis por padrão, na porta TCP 80 (KURNIAWAN, 2002). Dentro deste conceito, um cliente HTTP realiza uma conexão TCP com um servidor e envia uma solicitação HTTP, podendo ser GET ou POST: Método GET - este método é utilizado para recuperar dados dos servidores a partir de parâmetros passados na URL (Universal Resource Location), que é um endereço único para identificação de um computador na Internet (BASIURA, 2003). Método POST - Este método é utilizado para transmitir informações para o servidor Web (BASIURA, 2003). Neste contexto, o HTTP é um protocolo bastante utilizado na Internet e utiliza a porta 80 como porta de serviços. Devidor a grande parte das páginas disponibilizadas na web usar este protocolo para acesso a páginas Web, este serviço está disponível na maioria dos servidores. As mensagens textuais utilizadas pelo Web Service transportadas pelo HTTP são codificadas através do SOAP. Assim este padrão será apresentado na próxima seção.

25 SOAP O SOAP (Simple Object Access Protocol) surgiu em 1998 através de um grupo de empresas como a Microsoft, a DevelopMentor e a User Land Software. A intenção original do protocolo consistia, simplesmente, em definir um mecanismo para a transmissão de documentos XML que contivessem comandos capazes de disparar operações ou respostas em sistemas remotos, ou RPC (Web Services, 2002). Atualmente, o SOAP é um padrão adotado pela W3C, um órgão de padronização da Web. O SOAP é um protocolo que proporciona a codificação de dados complexos, mensagens, chamada remota de método e comunicação de erro em um formato legível por qualquer analisador XML (BASIURA, 2003). O objetivo deste protocolo é permitir um método padronizado de troca de informações textuais entre clientes e aplicações executando na Internet. Para isto este padrão codifica dados em um formato XML, o que possibilita a qualquer sistema realizar a comunicação com outra aplicação. Uma mensagem que utiliza o SOAP é composta por: envelope, cabeçalho, corpo e fault. envelope: elemento principal ou raiz no documento XML que representa uma mensagem SOAP; cabeçalho (Header): elemento opcional que permite apresentar informações mais detalhadas sobre a carga que está sendo transportada pelo corpo da mensagem; corpo (body): elemento que guarda a essência das chamadas de métodos remotos. É o local em que as informações sobre as chamadas de método e seus argumentos relacionados são codificadas, a resposta a uma chamada de método é colocada e as informações de erro são armazenadas; fault: elemento responsável por armazenar as falhas na troca de mensagens.

26 26 Uma mensagem codificada em SOAP é um documento XML que é transportado através da Internet, utilizando protocolos para transporte de mensagens tais como: FTP, JMS, HTTP e outros. No entanto, ainda que possa utilizar diversos protocolos, normalmente é utilizado o HTTP como padrão para comunicação, devido à praticidade com que os pacotes HTTP trafegam dados na web atravessando firewalls e proxys. Neste contexto, existem várias vantagens e desvantagens na construção de Web Services utilizando o protocolo SOAP como padrão para transmissão de mensagens conforme apresenta a próxima seção Vantagens e Desvantagens do SOAP O SOAP é um protocolo utilizado pelos Web Services para a transmissão de mensagens entre as aplicações. Este padrão possui as seguintes vantagens: atravessar firewalls com facilidade, pois utiliza o protocolo HTTP que trabalha na porta 80 que está geralmente liberada devido ser a porta para acesso à páginas na Internet; os dados do SOAP são estruturados usando XML que é considerada por alguns autores como um padrão para representação de dados. Isto é interessante, pois possibilitará a interoperabilidade entre as aplicações; o SOAP pode ser usado, potencialmente, em combinação com vários protocolos de transporte, tais como: HTTP, SMTP e JMS; o SOAP mapeia satisfatoriamente para o padrão de solicitação/resposta HTTP e HTTP Extension Framework; o SOAP é considerado por HENDRICKS (2002) como um protocolo razoavelmente superficial pois contém menos recursos do que outros protocolos de comunicação distribuídos, o que o torna menos complexo; existe suporte para o SOAP, por parte de vários fornecedores, incluindo a Microsoft, a IBM e a SUN.

27 27 Para a construção de aplicações distribuídas utilizando o protocolo SOAP, Hendricks (2002) define algumas desvantagens que devem ser observadas, tais como: falta de interoperabilidade entre toolkits do SOAP, embora o SOAP tenha um amplo suporte, ainda existem problemas de incompatibilidades entre diferentes implementações do SOAP; mecanismos de segurança são imaturos: o SOAP não define um mecanismo para a autenticação de uma mensagem antes que esta seja processada. Também não define um mecanismo para a criptografia do conteúdo de uma mensagem SOAP, o que evitaria que outras aplicações tivessem acesso indesejato, indevido ao conteúdo da mensagem; não existe garantia quanto à entrega da mensagem: quando uma mensagem estiver sendo transferida, se o sistema falhar, uma aplicação que utilize SOAP não saberá como reenviar a mensagem. não existem publicações nem assinaturas: um cliente SOAP não pode enviar uma solicitação a vários servidores, sem enviar a solicitação a todos os servidores. Diante das colocações realizadas, podem ser verificadas várias vantagens e desvantagens na construção de Web Services, portanto cabe ao desenvolvedor aproveitá-las de forma positiva no desenvolvimento de serviços web. Logo, as aplicações cliente podem interagir com os Web Services somente se conhecerem os métodos disponíveis e os tipos de dados utilizados através do acesso a descrição do serviço publicado (WSDL, 2003). Assim, a próxima seção trata sobre a linguagem utilizada para a descrição de Web Services que é conhecida por WSDL (Web Service Description Language - Linguagem de Descrição do Web Services).

28 WSDL A WSDL é uma linguagem, baseada em XML, que tem a finalidade de descrever Web Services (BASIURA, 2003). Foi criada a partir de um trabalho conjunto das empresas IBM, Microsoft e Ariba para representar as funcionalidades de um Web Service, através da definição de como será o serviço, do local em que será encontrado e de como chamá-lo (HENDRICKS, 2002). A WSDL funciona em conjunto com o SOAP e a UDDI para habilitar os Web Services a interagir com outros Web Services, aplicações e dispositivos através da Internet (BASIURA, 2003). O UDDI permite publicar e localizar um Web Service, enquanto o SOAP proporciona informações de transporte e a WSDL descreve o mesmo. Assim, um documento WSDL representa a interface externa de um serviço Web que, além de descrever a interface apresentada, também contém a localização do serviço (HENDRICKS, 2002). O serviço descrito pela WSDL está registrado em um local conhecido pelo desenvolvedor, permitindo que o cliente possa acessá-lo de forma confiável, o que de certa forma acarreta na independência de local. Logo, o serviço poderá ser movido para outro local de acordo com as necessidades comerciais e de distribuição. Portanto, a WSDL é um documento no formato XML, em que são descritas as funções de um Web Service conforme mostra a Figura 5.

29 29 <definitions> <types> [XML Schema uma descrição dos tipos de dados utilizados] </types> <message> [Descrição da mensagem] </message> <porttype> <operation> [Referência de entrada e saída] <operation> </porttype> <binding> [Descrição da mensagem] </binding> <Service> <port> [Referência atual da localização do serviço] </port> </Service> </definitions> Figura 5: Estrutura de um documento WSDL, baseada em (HENDRICKS, 2002). A Figura 5 mostra um documento WSDL que consiste em cinco estruturas básicas: types, message, porttype, binding e Service. Estes elementos são apresentados nas próximas seções Elemento <types> O elemento types possui as definições de quaisquer tipos de dados que serão passados entre o cliente e o servidor (Web Service) (TODD, 2003). A Figura 6 apresenta um exemplo de representação deste elemento.

30 30 <types> <schema xmlns = targetnamespace = bookns > <complextype name = Book > <sequence> <element name = id type = xsd:int /> <element name = autor nillable = true type = xsd:string /> <element name = titulo nillable = true type = xsd:string /> <element name = preco type = xsd:double /> </sequence> </complextype> <element name= Book nillable = true type = tns1:book > </schema> </ types> Figura 6: Documento WSDL: elemento types. A Figura 6 apresenta como o elemento types é apresentado dentro de um documento WSDL. Dentro desta figura pode ser verificado o elemento types que possui a definição do elemento element: id, autor, título e preço e o tipo de dados: string, int, double e o atributo type. A próxima seção apresenta um outro elemento existente em um documento WSDL, denominado message. Este elemento é responsável pela declaração dos tipos de dados Elemento <message> O elemento <message> define formatos abstratos para os dados que são enviados ou recebidos pelos Web Services (WSDL, 2001). A Figura 7 mostra um exemplo deste elemento. <wsdl:message name = getbookbyidresponse > <wsdl:part name = return type = tns1:book /> </wsdl:message> <wsdl:message name = getbookbyidrequest /> <wsdl:part name = in0 type = xsd:int /> </wsdl:message> Figura 7: Documento WSDL: elemento message.

31 31 Como pode ser verificado na Figura 7 é apresentado o elemento message (message name), há duas mensagens definidas para o Web Service bookservice, uma é para a solicitação (getbookbyidrequest) e outra para a resposta (getbookbyidresponse). O parâmetro de solicitação é um int e a resposta é um Book Elemento <porttype> O elemento <porttype> define os vários métodos que estão disponíveis para aplicações clientes. Este elemento é uma coleção de operações (BASIURA, 2003). Assim, a Figura 8 mostra a representação deste elemento. <wsdl:porttype name = BookRetriever > <wsdl:operation name = getbookbyid parameterorder = in0 > <wsdl:input message = intf:getbookbyidrequest /> <wsdl:output message = intf:getbookbyidresponse /> </wsdl:operation> </wsdl:porttype> Figura 8: Documento WSDL: elemento porttype. A Figura 8 mostra o elemento porttype. Nesta figura é possível observar uma coleção composta por 2 operações. A operação de entrada (intf:getbookbyidrequest) e a operação de saída (intf:getbookbyidresponse) da operação denominada (getbookbyid) Elemento <binding> O elemento binding descreve o mecanismo usado por um serviço, para se comunicar com um cliente (HENDRICKS, 2002). Este elemento possui várias características tais como: binding name (nome do serviço), binding name type (utilizado para ligar o elemento binding ao elemento porttype), soap:binding (extensão da estrutura principal da WSDL) e operation name (há uma operação para cada um dos métodos e nome de métodos utilizados para nomear as operações) conforme mostra a Figura 9.

32 32 <binding name= AddressBookBinding type = AddressBook > <soap:binding style= rpc transport = <operation name = getaddress > <soap: operation soapaction = urn:addressbook /> <input> <soap:body encodingstyle=http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/ namespace= urn:addressbook use= encoded /> </input> <output> <soap:body encodingstyle=http://schemas.xmlsoap.org/soap;encoding/ namespace= urn:addressbook use= encoded /> </output> <fault> <soap:fault encodingstyle = namespace= urn:addressbook use= encoded /> </fault> </operation> </binding> Figura 9: Documento WSDL: elemento binding HENDRICKS (2002). A Figura 9, apresentada por HENDRICKS (2002) mostra o elemento binding composto pelas características tais como: binding name (AddressBookBinding) contendo o nome do Web Service e operation name (getaddress) com as operações de entrada e saída Elemento <Service> O elemento service é o último elemento no arquivo WSDL. Ele define a URL real do Web Service, sendo acessado, ou seja, este elemento contém uma coleção de portas e pontos finais de um serviço publicado (BASIURA, 2003). Uma porta fornece informações de endereço ou um URI, conforme mostra a Figura 10. <wsdl:service name = BookRetrieverService > <wsdl:port name= bookservice binding= intf:bookservicesoapbinding > <wsdlsoap:addess location = </wsdl:port> </wsdl:service> Figura 10: Documento WSDL: elemento service.

33 33 A Figura 10 mostra o elemento service com os parâmetros service name e port name. Nesta figura é possível observar o serviço: BookRetrieverService cuja nome da porta é bookservice e está localizado no endereço: Assim, um documento WSDL fornece todas informações necessárias para o acesso e utilização de Web Services, sendo que estas são descritas em um documento XML. Dentro deste documento XML está contido um conjunto de definições de descrevem o Web Service, tais como as operações de entrada e saída, os parâmetros utilizados, o endereço de localização do serviço. Para localizar e publicar Web Services atualmente o padrão utilizado é o UDDI (Universal Description, Discovery, and Integration), que é um registro central o qual os desenvolvedores disponibilizam a URL e a WSDL de um determinado serviço. Este padrão será abordado na próxima seção UDDI O UDDI é um registro central de Web Services que, atualmente, é disponibilizado por duas empresas Microsoft e IBM, que define o modelo das informações relacionadas às descrições de negócio e do serviço (UDDI, 2002). Este registro contém algumas especificações que descrevem como um registro armazena dados, e como ele pode ser acessado. Este registro é composto por um conjunto de registros baseados na Internet, que disponibilizam informações sobre negócios, entidades, para aplicações que desejar obter informações sobre os serviços Web publicados. Assim, o UDDI é um banco de dados independente de plataforma que contém informações sobre a localização e categoria das empresas e Web Services (BASIURA, 2003). Essa característica permite localizar parceiros comerciais ou fornecedores e também localizar e utilizar Web Services.

34 34 Para HENDRICKS (2002), no UDDI existem quatro especificações que são as seguintes: estrutura de dados define o tipo de dados que será armazenado no UDDI. Esta estrutura será baseada em XML podendo ser descrita por meio de XML Schema, o que garante a neutralidade em relação a plataforma e a linguagem de programação; API do programador informa como será o acesso a um registro UDDI. As apis dentro do UDDI podem ser de dois tipos: funções de publicação e funções de pesquisa. As primeiras são utilizadas para criar e atualizar entradas existentes nos registros, e as últimas são de leitura que permitem que as entradas existentes sejam consultadas de maneira programática; especificação de replicação contém as descrições sobre a maneira como os registros trocam informações entre si; especificação do operador define as políticas de segurança e de gerenciamento de dados para a implementação e execução de aplicação em um registro UDDI. Dentro da especificação estrutura de dados no registro UDDI, os dados são estruturados de maneira semelhante a um catálogo telefônico, ou seja, eles são divididos em white pages (páginas brancas), yellow pages (páginas amarelas) e green pages (páginas verdes). páginas brancas contêm nomes, endereços, números de telefone e outras informações sobre os negócios; páginas amarelas contêm listagens comerciais baseadas nos tipos de negócios armazenados nas páginas brancas; páginas verdes indicam os serviços oferecidos por cada negócio, incluindo todas as informações técnicas envolvidas na interação com o serviço, ou com a sua utilização, como parâmetros, valores da extremidade etc. Portanto, o UDDI é um registro central de serviços Web que está disponível publicamente para os consumidores de serviços envolvendo a Internet. Além de publicar a descrição de seu serviço Web, também poderá ser utilizado para publicar informações relacionadas ao negócio, como o nome dos seus negócios, os diferentes serviços Web por eles oferecidos e

35 35 outras aplicações. Sendo assim, o UDDI possivelmente facilita a busca de um determinado Web Service, uma vez que o serviço estará disponível em um único local. Sendo assim, para a construção deste Web Service existem várias ferramentas de desenvolvimento, uma delas é o JWSDP, que é o foco desse trabalho e será apresentado na próxima seção JWSDP O JWSDP (Java Web Service Developer Pack Pacote de Desenvolvimento de Web Service em Java) é um pacote desenvolvido pela SUN Microsystems constituído por um conjunto de aplicações que permitem construir, testar e distribuir aplicativos XML, Web Services e aplicações Web (JWSDP, 2004). O pacote é constituído pelas APIs, JAXR, JAX-RPC e SAAJ que são APIs relacionadas ao desenvolvimento de Web Services. Esse pacote reúne as tecnologias necessárias para desenvolvimento e distribuição de Web Services em todo o ciclo de desenvolvimento, está disponibilizado gratuitamente na Internet e por ser uma tecnologia relativamente nova deve ser estuda mais profundamente na construção de Web Service complexos. As próximas seções descrevam as APIs oferecidas pelo JWSDP para a construção de Web Services que são relevantes para a compreensão do trabalho. A API JAX-RPC, que foi utilizada na implementação da comunicação remota e as API s SAAJ e JAXR, que também oferecem serviços para a comunicação remota de Web Services A Java API for XML-based RPC (JAX-RPC) Segundo HENDRICKS (2002), esta API possui duas estruturas modulares que permitem aceitar futuros protocolos da XML, que são as seguintes: uma API para chamar serviços; e requisitos para a implementação de um sistema de tempo de execução para o fornecimento de serviços.

36 36 As aplicações que utilizam esta API para chamar serviços, são conhecidas como clientes do serviço JAX-RPC. Os serviços fornecidos pelo sistema de tempo de execução são conhecidos como serviços JAX-RPC. Para Todd (2003), um dos benefícios dessa API é que não há requisitos específicos para que o procedimento remoto invocado seja um procedimento remoto baseado em Java. Assim, as aplicações podem ser implementadas em uma plataforma completamente diferente, como Microsoft.NET. A API JAX-RPC é responsável por auxiliar a construção de Web Service, baseando-se no modelo de comunicação RPC permitindo a geração de infra-estrutura de comunicação entre as aplicações cliente e servidor. O desenvolvimento de serviços utilizando o JAX-RPC é semelhante ao desenvolvimento de aplicações que utilizam o RMI, ou seja, JAX-RPC é RMI sobre SOAP. Logo, deve suportar e analisar se é possível a execução de chamadas remotas de SOAP sobre o protocolo HTTP. Esta API possui um alto nível de abstração sobre o envelope SOAP, ou seja, o documento é gerado automaticamente pela API, não precisando ser manipulado (JWSDP, 2004). O seu desenvolvimento é semelhante a RMI (simples e baseado em geração e código). Diante dos conceitos apresentados, a Figura 11 apresenta a arquitetura da API Jax-RPC, mostrando o processo de comunicação entre o cliente e o servidor. Web Container -Tomcat Cliente Stub WSDL Descrição do WS Servidor Tie JAX - RPC API Cliente JAX-RPC WSDL JAX - RPC API Servidor JAX-RPC Protocolo de Mensagem - SOAP Protocolo de Transporte - HTTP Figura 11: Arquitetura da API JAX-RPC retirada de (IST,2004).

37 37 Na Figura 11 pode ser verificado que quando um serviço encontra-se publicado no TOMCAT 4, é disponibilizada a sua WSDL, ou seja, a descrição do serviço para que o cliente possa acessar o mesmo. Dentro da WSDL o cliente encontrará a definição de como será o serviço, o local em que será encontrado e como chamá-lo. Para realizar a comunicação entre o cliente e o serviço disponibilizado, os programas stubs e skeletons utilizam a API JAX-RPC. Assim, a comunicação será realizada a partir do momento em que um determinado serviço é publicado em um Web Container, dentro do Tomcat, com o endereço da WSDL. Para que um cliente possa utilizar um Web Service é necessário criar um vínculo com o serviço desejado através do SOAP sobre o protocolo de transporte HTTP. A partir do momento que a infra-estrutura do Web Service for criada, os programas Stubs e Skeletons ficam responsáveis pela comunicação entre o cliente e o serviço. Resumindo, um cliente descobre um determinado Web Service. Através do Stub, que se comunica através do SOAP sobre HTTP, realiza a solicitação de um serviço ao Skeleton, que passará o pedido para a aplicação servidora e depois que receber a resposta retorna para o Stub. Com a API Jax-RPC, que é responsável pela comunicação entre o cliente e o servidor, serão tratados os parâmetros utilizados pelos métodos no programa servidor. Dessa forma, o cliente poderá invocar um método remoto de forma transparente, como se fosse local. Dessa maneira, a arquitetura desta API é considerada por alguns autores como a API principal do pacote JWSDP. Em seguida, serão descritas as outras APIs do JWSDP para desenvolvimento de Web Services: SAAJ (SOAP with attachaments API for Java) e JAXR (API for XML Registries. 4 TOMCAT servidor Web que disponibiliza paginas.jsp estática ou dinâmicas.(www.sun.com.br).

38 API s SAAJ e JAXR A SAAJ (SAAJ - SOAP with attachaments API for Java) é uma API que oferece um conjunto de funcionalidades para manipulação de envelopes SOAP que possibilita transportá-los sobre HTTP, SMTP e outros protocolos que permite a comunicação entre um cliente e um serviço disponível através do Web Services (JWSDP, 2004). Todd (2003) afirma que esta API fornece funcionalidades para processar as mensagens SOAP que estão envolvidas nas invocações de Web Sercive e que essas APIs são utilizadas extensamente dentro de implementações baseadas em Java. Dentro desta API javax.xml.rpc: existem os pacotes javax.xml.soap, javax.xml.messaging e api javax.xml.soap é responsável pelo tratamento das mensagens SOAP; api.javax.xml.messaging é responsável pela codificação das mensagens; api.javax.xml.rpc é responsável pela comunicação. Portanto, o SAAJ é a API básica para enviar mensagens. A intenção é que ela seja utilizada em implementações JARX-RPC, fazendo com que o processo de criação de mensagens SOAP seja mais detalhado, enviando chamadas e resposta RPC. Já a API JAXR (JAXR - API for XML Registries) é responsável por oferecer uma forma de acesso a registros de negócios na Internet, que podem ser baseados em padrões abertos (ebxml) ou especificações de consórcios de empresas UDDI (HENDRICKS, 2002). O ebxml é um padrão de registro de aplicações voltado para o comércio eletrônico e o UDDI é um padrão criado para registro de Web Services, constituído por uma coleção de diretórios contendo informações sobre negócios e serviços. A API JAXR permite acessar diferentes sistemas de registro de serviços baseados em XML, tais como: ebxml e o UDDI. Esta API consegue mapear UDDI para ebxml o que permite a inclusão e pesquisa de organizações e serviços. Assim, os registros armazenados (UDDI) são acessados através desta API utilizando a linguagem Java.

39 39 Esta API é composta por uma arquitetura baseada no cliente, que é responsável por permitir que usuários possam acessar os registros armazenados, e no provider, que implementa diversas interfaces definidas pela especificação UDDI com o objetivo de permitir que os clientes possam acessar os registros. Portanto, a API SAAJ é uma API que fornece funcionalidade de processar as mensagens SOAP, a API JAX-RPC fornece às aplicações Java a capacidade de fazer chamadas de procedimento remoto utilizando protocolos de mensagens e a API JAXR interage com os registros para publicação dos serviços Considerações sobre Ferramentas Utilizadas Nesta seção são apresentadas todas as ferramentas utilizadas para a implementação do trabalho além do JWSDP. As ferramentas básicas para o desenvolvimento da aplicação foram: Microsoft Access 2000, SQL Server 2000 e o JWSDP. A primeira ferramenta foi utilizada na primeira versão da aplicação HelpNet, a segunda para a migração dos dados e um controle maior sobre a base de dados e a última para a construção do Web Service. Assim, esta seção irá apresentar apenas informações gerais sobre estas ferramentas para apenas facilitar a compreensão e não informações detalhadas Banco de Dados Existem várias ferramentas para construção de banco de dados, tais como: Mysql, Paradox, Microsoft Access, Microsoft SQL e outros. Porém este trabalho irá enfatizar apenas as comparações entre as ferramentas Microsoft Access 2000 e Microsoft SQL Server 2000 pois foram os objetos de estudo deste trabalho. A ferramenta Microsoft Access 2000 foi utilizada na primeira versão do software para a construção da base de dados da aplicação que controla os equipamentos de informática. Na versão atual, o Access foi substituído pelo SQL Server visando melhorar a segurança e integridade dos dados.

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