Computação Orientada a Serviços

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1 Universidade Tecnológica Federal do Paraná Campus Cornélio Procópio Computação Orientada a Serviços Elias Canhadas Genvigir

2 Roteiro de Apresentação Introdução Problema Computação Orientada a Serviços Serviços SOAP WSDL UDDI SOA

3 Introdução Objetivo inicial: Apresentar aula de revisão dos conceitos sobre Web Services. Tema...: Computação Orientada a Serviços, abordando seus princípios. Desenvolvimento: Explorar os fundamentos da Computação Orientada a Serviços e observar de que forma ela pode apresentar soluções para o desenvolvimento de sistemas. 1) Exposição de slides 2) Apresentação de exemplos

4 Problema Organizações são cada vez mais dependentes da sua infra-estrutura de Tecnologia da Informação. Dependência...: Tomada de decisões; Redução de custos; Gerenciamento de recursos; Outros. Desafio: Organizações desenvolverem soluções próprias para cada uma de suas necessidades. Problemas: Controle da comunicação entre diferentes aplicações; Reuso de componentes; e Comunicação de sistemas existentes com novas tecnologias. (RAKIC; MEDVIDOVIC, 2001)

5 Problema 1. De que maneira a Computação Orientada a Serviços pode contribuir para solucionar os problema apresentados? Três classes de problemas: os ambientais os organizacionais e os de fatores técnicos (associados ao processo)

6 Computação Orientada a Serviços - SOC BSD Sockets NFS - Sun SMB - Microsoft CORBA, RMI, DCOM, COM, DDE, OLE,.NET... Sockets RPC Sistemas Distribuídos Serviços Web Stubs e Skeletons Cliente/ Servidor XDR IDL 3 camadas

7 Computação Orientada a Serviços - SOC - Três principais elementos: 1. Serviços Web. 2. Arquitetura Orientada a Serviços SOA. 3. Gerenciamento de Processos de Negócio BPM. - Extensible Markup Language XML como elo de convergência. Serviço Web Computação Orientada a Serviços - Agrega: interoperabilidade de serviços, independência de plataforma, reuso e suporte a processos de negócio. Gerenciamento de Processos de Negócio Arquitetura Orientada a Serviços

8 Primeiro Elemento do SOC Serviços Um serviço é um local de uma rede em que um software recebe e envia, opcionalmente, mensagens. Padrões de troca de mensagens; Contrato entre requisitor e fornecedor através de dados da mensagem; Metadados descrevem o endereço de rede para o serviço, as operações que ele suporta, seus requisitos para a confiabilidade, segurança e controle de transações. É dividido em três partes Duas dessas partes são chamadas de camadas; e a outra de implementação.

9 Partes de um Serviço continuação A primeira camada Mapeamento A segunda camada Descrição A terceira parte - Implementação do serviço Camada de Mapeamento Serviço Serviço Implementação do Serviço Implementação do Serviço Camada de Descrição do Serviço Serviço Implementação do Serviço Serviço Implementação do Serviço

10 Partes de um Serviço Camada 1: Mapeamento - consiste dos padrões de troca e elementos de comunicação como o endereço de rede do serviço. Camada 2: Descrição - contem a descrição da implementação do serviço, ou seja, as operações suportadas e os requisitos de segurança, confiabilidade e controle de transações. Terceira parte: Implementação do serviço ou agente executável (MAAMAR et al., 2004), consiste da própria implementação das operações do serviço e pode ser feita para qualquer ambiente através de variáveis de execução definidas, tipicamente, por sistemas de software e/ou linguagens de programação.

11 Serviço Web Especialização de um serviço. É uma aplicação programável que é acessível como um componente através de protocolos desenvolvidos para a Web. A arquitetura de um Serviço Web consiste de especificações: Simple Oriented Protocol - SOAP Web Services Description Language - WSDL Universal Description Discovery and Integration UDDI

12 Serviço Web continuação Podem fazer uso de fraco acoplamento permitindo que programas que realizam tarefas simples interajam entre si provendo serviços mais amplos. Funcionamento: Interação de um serviço requisitante com um serviço provedor através de descritores. Publicação da descrição do Serviço Web em WSDL. O requisitor acessa essa descrição usando ou não o UDDI. A execução de um serviço no provedor é requerida enviando as mensagens através do SOAP. Registro do Serviço Pesquisa em UDDI ou WSDL Registra em UDDI Publica em WSDL Requisitor do Serviço Vincula em SOAP Provedor do Serviço

13 Simple Object Access Protocol - SOAP continuação O SOAP é um protocolo projetado para a troca de informações estruturadas em ambientes descentralizados e distribuídos; Definido pelo World Wide Web Consortium (W3C) Está na versão 1.2; Baseado em XML; Define um mecanismo simples para expressar a semântica de aplicações; Fornece um modelo de empacotamento para codificação de dados dentro dos módulos; Não é necessário o conhecimento do seu funcionamento para se criar e consumir um Web Service.

14 Simple Object Access Protocol - SOAP continuação Consiste de três partes: 1) um envelope que define uma estrutura para descrever o que compõe a mensagem e como processá-la, 2) um grupo de regras codificadas para expressar instâncias de tipos de dados definidos pela aplicação, 3) uma convenção para representar chamadas e respostas remotas. O SOAP pode ser usado potencialmente em combinação com uma variedade de outros protocolos; entretanto, sua definição original descreve seu uso sobre o protocolo HTTP.

15 SOAP Estrutura XML Envelope Header Body Dados de sistema (opcional) Endereçamento Segurança Transações... Dados de negócio Fault Tipo de erro Mensagem de erro <SOAP-ENV:envelope> <SOAP-ENV:header> </SOAP-ENV:header> <SOAP-ENV:body> <SOAP-ENV:fault> </SOAP-ENV:fault> </SOAP-ENV:body> </SOAP-ENV:envelope>

16 Web Services Description Language - WSDL O WSDL é um formato escrito em XML para descrever serviços como uma coleção de elementos para comunicação capazes de executar trocas de mensagens. É um vocabulário XML para criar contratos de serviços; Cada serviço é definido por um contrato WSDL; O contrato WSDL contém toda a informação necessária para criar um cliente capaz de comunicar com o Web Service; Definido pelo World Wide Web Consortium (W3C) Versão 2.0; Várias ferramentas para criar os contratos WSDL AXIS, JAX-WS.

17 Web Services Description Language - WSDL continuação Define padrões para automatizar a comunicação entre aplicações. Encapsula as funcionalidades de um serviço em um alto nível de abstração. Descreve um Serviço Web em duas partes: 1) Abstrata - descreve em XML os termos dos envios e recebimentos de mensagens independentemente da linguagem utilizada no sistema. 2) Concreta - especifica os padrões de transporte e de interfaces, incluindo as implementações de interfaces.

18 Web Services Description Language - WSDL continuação

19 Exemplo -WSDL 01 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <definitions name="hello" 04 targetnamespace="http://hello" 05 xmlns:tns="http://hello" 06 xmlns="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/" 07 xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/xmlschema" 08 xmlns:soap="http://schemas.xmlsoap.org/wsdl/soap/"> 09 <types> 10 <xsd:schema elementformdefault="qualified" 11 targetnamespace="http://hello"> <xsd:complextype name="sayhellotype"> 14 <xsd:sequence> 15 <xsd:element name="name" type="xsd:string" /> 16 </xsd:sequence> 17 </xsd:complextype> 18 <xsd:element name="sayhello" type="tns:sayhellotype" /> <xsd:complextype name="sayhelloresponsetype"> 21 <xsd:sequence> 22 <xsd:element name="return" type="xsd:string" /> 23 </xsd:sequence> 24 </xsd:complextype> 25 <xsd:element name="sayhelloresponse type="tns:sayhelloresponsetype" /> </xsd:schema> 28 </types> 29 O 'service' define um 'port' (linhas 57-61) que é uma interface concreta de acesso ao serviço. O endereço de acesso é indicado na linha 59. O 'port' concretiza a interface abstracta do 'port type' (linhas 37-42), através do 'binding' (44-55). O 'port type' define a 'operation' "sayhello" (38-41), que tem como 'input' e 'output', respectivamente as 'message': "tns:sayhellorequest" (30-32) e "tns:sayhelloresponse" (33-35). Cada 'message' tem pelo menos uma 'part'. Cada 'part' é definida por um tipo ou elemento XSD. Neste caso são usados os elementos "sayhello" (18) e "sayhelloresponse" (25). Os tipos são os 'complextypes' "sayhellotype" (13-17) e "sayhelloresponsetype" (20-24). Os Namespaces (3-8, 11) permitem saber onde são definidos os vários elementos XML que são necessário no WSDL. 30 <message name="sayhello"> 31 <part name="parameters" element="tns:sayhello" /> 32 </message> 33 <message name="sayhelloresponse"> 34 <part name="result" element="tns:sayhelloresponse" /> 35 </message> <porttype name="helloporttype"> 38 <operation name="sayhello"> 39 <input message="tns:sayhello" name="sayhello"/> 40 <output message="tns:sayhelloresponse" name="sayhelloresponse"/> 41 </operation> 42 </porttype> <binding name="hellobinding" type="tns:helloporttype"> 45 <soap:binding transport="http://schemas.xmlsoap.org/soap/http" style="document" /> 46 <operation name="sayhello"> 47 <soap:operation soapaction="" /> 48 <input> 49 <soap:body use="literal" /> 50 </input> 51 <output> 52 <soap:body use="literal" /> 53 </output> 54 </operation> 55 </binding> <service name="helloservice"> 58 <port name="helloport" binding="tns:hellobinding"> 59 <soap:address location="http://server:port/context/endpoint" /> 60 </port> 61 </service> </definitions> WSDL de um Web Service "Hello World", que tem uma operação "sayhello", que recebe um nome e devolve uma saudação.

20 Universal Description Discovery and Integration UDDI O UDDI provê uma plataforma independente para descrever serviços, características de negócios e a integração de serviços de negócio usando como meio a Internet. Definido pelo Organization for the Advancement of Structured Information Standards (OASIS) Version O principal foco da UDDI é a definição de um grupo de elementos que suporte a descrição e apresentação de: (1) negócios, organizações e provedores de serviços Web, (2) disponibilidade de serviços Web, (3) interfaces técnicas que podem ser usadas para acessar os serviços.

21 Plataforma Além dos recursos apresentados, as especificações para Serviço Web possuem em seus modelos padrões para: Segurança; Confiabilidade; Transações ; e Gerência de metadados. Elementos foram padronizados e definidos com a finalidade de fornecer soluções necessárias para suportar uma grande variedade de problemas em projetos.

22 Exemplo Serviço para somar dois números em uma operação. 1) Criar um projeto -> Menu File -> new Project... -> Web -> Web Application -> Project Name: TesteWS -> Server -> Apache Tomcat 6.x. 2) Na Pasta Source Packages -> botão direito -> new folder -> nome: ws. 3) No Frame Services -> botão direito no Apache Tomcat -> start. 4) Botão direito sobre o projeto TesteWS -> new Web Service -> Name: WSCalculadora -> package -> ws 5) Design -> add operation -> name: add - type: int parameters-> add i: int j: int 6) Aba Source ->Mudar o código da operação = "add") public int = "i") int = "j") int j) { //TODO write your implementation code here: return 0; = "add") public int = "i") int = "j") int j) { int k=i+j; return k; }

23 7) Executar o projeto. 8) Testar o WS: Exemplo

24 Usando o WS 1) Na pasta Source Packages -> botão direito -> new folder -> nome: serv. 2) Botão direito sobre o projeto TesteWS -> new Web Service Client... -> Project -> botão Browse -> TesteWS -> WSCalculadora -> Package: digitar: wscliente 3) Botão direito sobre o projeto TesteWS -> new Servlet -> Class Name: SUsaCalculadora -> Package: serv.

25 Usando o WS 4) No método processrequest Remover os comentários e adicionar linhas em branco.

26 Usando o WS 5) Arrastar a operação add do cliente para o espaço em branco. 6) Mudar os valores 0 para outros.

27 Usando o WS 7) Editar o index.jsp 7) Executar o Projeto

28 Segundo Elemento do SOC Arquitetura Orientada a Serviço - SOA SOA é um estilo de projeto e de desenvolvimento que guia os aspectos da criação de serviços durante todo seu ciclo de vida. Entidades resolvem ou dão suporte a seus problemas e necessidades. Não existe necessariamente uma relação um para um entre as necessidades e as capacidades de uma organização; A Granularidade entre necessidades e capacidades variam do fundamental ao complexo. Uma dada necessidade pode requerer a combinação de numerosas capacidades enquanto uma simples capacidade pode ser orientada a mais de uma necessidade.

29 Arquitetura Orientada a Serviço - SOA continuação SOA fornece uma estrutura para alinhar necessidades e potencialidades permitindo combinar as potencialidades e dirigí-las às necessidades. Essa estrutura é composta de sete conceitos de projeto que formam o modelo de definição do SOA: Serviço - permite o acesso a uma ou mais capacidades, Visibilidade capacidade de interação entre provedor e requisitor, Interação - modo de desempenho e execução de ações do serviço, Aspectos do Mundo Real propósito associado a interação do serviço, Descrição do Serviço informações requeridas para usar um serviço, Contrato e Políticas padrões para usar ou desenvolver um serviço, Contexto de Execução parte instanciada de uma interação.

30 Terceiro Elemento do SOC Business Process Management - BPM O terceiro elemento que compõem o SOC é o Business Process Management BPM. Possui como principal foco o controle e uso de processos. 1)Na década de 90 era visto como um modelo associado a programas de qualidade. Ponto de Partida Preparação Seleção do Processo Descrição do Processo Quantificar o Processo Seleção das Melhorias Para o Processo Implementação Ciclo contínuo de melhoria

31 Business Process Management - BPM continuação 2) A partir do ano 2000 conceitos tecnológicos foram agregados. Business Process Management System Composto de cinco elementos: Usuário Informações em tempo real Monitoração das Atividades de Negócio Modelagem de Processos Execução de Processos Monitoração de Processos

32 Web Services Business Process Execution Language WS-BEPL BPMS necessita de um protocolo de negócio para controle. BPEL - Principal implementação para protocolo de negócio, definido pelo Organization for the Advancement of Structured Information Standards (OASIS) Permite descrever, claramente, em uma plataforma independente, os aspectos comportamentais do negócio. Baseado em 10 metas: 1. Serviços Web como base. 2. XML como formato de dados. 3. Possui um grupo de conceitos que suportam processos abstratos e executáveis 4. Controle de comportamento. 5. Manipulação de dados. 6. Propriedades e correlação (instância de processos). 7. Suporte ao Ciclo de vida. 8. Modelo para execução de transações. 9. Modularização. 10. Compatibilidade com funcionalidades dos serviços Web

33 Composição, Orquestração e Coreografia O mecanismo de invocação de mensagens de um serviço Web é denominado Composição. Dois tipos de Composição: Orquestração Contrato Coreografia SOAP BPEL SOAP SOAP BPEL BPEL Contrato Contrato Serviço Web Serviço Web

34 Combinando BPM, SOA e Serviços Web 1º Modelo Aplicações e Tecnologias 2º Modelo Aplicações, Tecnologias e Serviços Serviço 1 Serviço 2 Serviço 3 Aplicação 1 Aplicações Aplicação 2 Aplicação 3 Camada de Aplicações Plataforma de Serviços Web Camada de Serviços Aplicações Tecnologias Tecnologia 1 Tecnologia 2 Tecnologia 3 Camada de Tecnologias Aplicação 1 Aplicação 2 Aplicação 3 Tecnologias Camada de Aplicações Tecnologia 1 Tecnologia 2 Tecnologia 3 Camada de Tecnologias

35 Combinando BPM, SOA e Serviços Web continuação 3º Modelo Aplicações, Tecnologias, Serviços e Processos Processo 1 Processo 2 BPM Processo 3 Processo 4 Processo 5 Camada de Processos de Negócio Serviço 1 Serviço 2 Serviço 3 Plataforma de Serviços Web Camada de Serviços Aplicação 1 Aplicações Aplicação 2 Aplicação 3 Camada de Aplicações Tecnologias Tecnologia 1 Tecnologia 2 Tecnologia 3 Camada de Tecnologias

36 Vantagens e Desvantagens Desvantagens SOAP protocolo lento comparado a protocolos Binários como o IIOP Aumento de complexidade Necessidade de gerenciar processos Vantagens Protocolo simples, legível para humanos, transparente para firewalls e assíncrono Fraco acoplamento, reutilização Diminuição de impacto nas mudanças nos processos

37 Conclusão A Computação Orientada a Serviços surge como mais uma solução tecnológica. Deve ser avaliado a implicação do uso ou da alteração de tecnologias antecedentes Tendência para o fornecimento de software como um serviço. Aumento da complexidade: SOA, SOAP, WSDL, UDDI, BPEL, etc... Volta a conceitos já abordados mas pouco explorados: Workflow, fraco acoplamento, processos.

38 Referências RAKIC, M.; MEDVIDOVIC, N. Increasing the confidence in o-the-shelf components: a software connector-based approach. In: SYMPOSIUM ON SOFTWARE REUSABILITY: PUTTING SOFTWARE REUSE IN CONTEXT - SIGSOFT, Proceedings... [S.l.]: ACM Special Interest Group on Software Engineering, v. 46, p MAAMAR, Z.; SHENG, Q. Z.; BENATALLAH, B.; AL-KHATIB, G. A three-level specification approach for an environment of software agents and web services. Electronic Commerce Research and Applications, Elsevier, v. 3, n. 3, p , may 2004.

39 Discusão

40 Documento Estruturado Um documento estruturado é composto por conteúdo (texto, figuras, etc) e informação sobre como ele está organizado. Exemplo: um artigo técnico é usualmente composto por: "título", "autores", "resumo", "seções" e "bibliografia", nesta ordem. Os componentes ou elementos entre aspas representam uma parte estrutural do documento. Um documento estruturado pode ser apresentado ao usuário de diferentes formas: Impresso em papel, na tela de um navegador, na tela de um notebook ou de um telefone celular ou em equipamentos multimídia. Um documento estruturado também pode ser enviado para armazenamento ou processamento por algum software especializado como um Gerenciador de Banco de Dados.

41 O Processo de Marcação Um processamento de texto requer informações adicionais para interpretar o texto natural e o documento que está sendo processado. Estas informações são chamadas marcação e servem para dois propósitos: 1. Separar elementos lógicos para o documento; 2. Especificar as funções de processamento para serem executadas sobre esses elementos. Duas categorias para linguagens de marcação: 1. Marcação Procedural Instruções de processamento complexas embutidas na marcação do documento - sistema de editoração TeX. 2. Marcação Generalizada Descreve a estrutura do documento e outros atributos em vez de especificar o processamento a ser feito. Define como programas podem ser usados para processar o documento. - SGML A Marcação generalizada não restringe documentos a uma única aplicação, estilo de formatação ou sistema de processamento

42 Evolução cronológica SGML foi criada no final da década de 60 pelos pesquisadores da IBM Goldfarb, Mosher e Lorie. Goldfarb provou em 1974 que um analisador sintático (parser) é capaz de validar um documento SGML sem realmente processá-lo. Em 1986 o SGML tornou-se um padrão internacional e foi amplamente adotada por como padrão para intercâmbio e armazenamento de documentos SGML HTML 1.0 HTML... XML HTML 4.01 XHTML.

43 Standard Generalized Markup Language - SGML O SGML não possui um conjunto pré-definido de tags e de elementos, ela é na verdade uma meta-linguagem para especificar linguagens de marcação. Ela não possui uma semântica pré-definida. A sintaxe de uma linguagem de marcação definida através do SGML é especificada através de construções coletadas num documento denominado DTD (Document Type Definition) que define: 1) declarações de elementos; 2) possíveis marcações válidas para o elemento (a ordem, a obrigatoriedade, a quantidade, etc,) 3) declarações de atributos, que especificam os tipos de valores de atributos, valores default, etc. O DTD define uma gramática para a linguagem de marcação do documento. A declaração de um elemento e de seus atributos no DTD utiliza a notação gramatical EBNF (Extended Backus-Naur Form).

44 XML - Extensible Markup Language A XML é uma meta-linguagem de marcação criada a partir do SGML, e tem os seguintes objetivos: 1. Prover o intercâmbio de documentos através da Web de forma independente aos sistemas operacionais ou formatos de arquivos, 2. Suportar uma grande gama de aplicações, permitindo a definição de elementos pelo usuário (ou aplicação) para estruturar documentos, 3. Facilitar a análise de documentos XML por programas, 4. Ser legível por humanos, 5. Ter uma especificação formal para a marcação de documentos. Organizar Documentos Modelo comum para Compartilhar dados

45 XML XML tornou-se um padrão internacional em Ao contrário da SGML, a XML não requer um DTD para cada documento. Se o documento XML possui um DTD associado e segue a gramática especificada pelo DTD, então ele é dito válido. A validação de um documento garante que os dados estejam completos, colocados na ordem correta no documento e com os valores apropriados dos atributos. Vários pacotes de software livres estão sendo disponibilizados para verificar a boa formação e a "validação" de documentos XML.

46 XML XML não possui um conjunto pré-definido de tags ou elementos como o HTML. Em um documento XML tags para definir o significado dos dados, podem ser definidos livremente de acordo com o domínio dos dados e da aplicação. XML não provê mecanismos para apresentação de dados nem para ligação entre documentos. Tais recursos são disponibilizados por outras especificações de linguagens como, por exemplo, XSL ou XSLT (Extensible Stylesheet Language Transformations) para estilos, e Xlink para especificação de links entre documentos.

47 Tecnologias XML Validação: DTD; XML Schema - XML Schema Definition (XSD); TREX - Tree Regular Expressions for XML; RELAX NG. Apresentação: CSS, XSLT, XHTML Programação: SAX, DOM. Desenho: SVG Scalable Vector Graphics

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