Roteiro. Por que Web Services? Computação Distribuída - DCOM e CORBA. Visão Geral XML. João Gustavo Gazolla Borges, Maverson Eduardo Schulze Rosa SOAP

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1 Roteiro Introdução Introdução à Web Services João Gustavo Gazolla Borges, Maverson Eduardo Schulze Rosa DINF / UFPR 10 de novembro de 2006 Motivação Visão Geral XML SOAP WSDL UDDI Segurança Conclusão Definição Computação Distribuída O W3C (World Wide Web Consortium) define um Web Service como um sistema de software desenvolvido para permitir a interação máquina-a-máquina em uma rede. Web Services é uma solução para implementar Computação Distribuída, isto é, o particionamento da lógica da aplicação entre 2 ou mais computadores distribuídos em uma rede. Vantagens da computação distribuída: Vincular diferentes organizações. Permite utilizar os dados remotos como se fossem locais. Permite reutilização de código. A carga pode ser dividida entre mais máquinas, possibilitando melhora da performance. Computação Distribuída - DCOM e CORBA Por que Web Services? DCOM (Distributed Component Object Model) e CORBA (Common Object Request Broker Architecture) são os protocolos dominantes para computação distribuída. Permitem chamada a objetos remotos, como os Web Services. Mas apresentam problemas: Protocolos complexos. Dificuldade de integração de plataformas diferentes. Problemas de firewall. Antes dos Web Services, as interações entre máquina-máquina eram feitas através de diversos métodos não padronizados. Os Web Services foram criados para padronizar e facilitar a interação máquina-a-máquina, tornando-a independe de plataforma.

2 Por que Web Services? - cont. Como Funciona? Resolvem problemas típicos como passagem por firewall, complexidade dos protocolos e integração de plataformas heterogêneas. Alto grau de abstração em relação a linguagens de programação. Permite a infra-estrutura para criação de aplicações distribuídas, aumentando a escalabidade. São fracamente acoplados aos clientes Para o transporte dos dados pode-se utilizar diversos protocolos de transporte, como o HTTP, o SMTP, ou FTP. Utiliza-se XML (Extensible Markup Language) como formato de dados. O protocolo SOAP (Simple Object Access Protocol)é utilizado para a troca de informações entre computadores, especialmente para a execução de funções remotas (RPC - Remote Procedure Call). A linguagem WSDL (Web Service Description Language) define uma gramática XML para descrever os serviços oferecidos por um Web Service. Os serviços podem ser localizados em um diretório de serviços, o UDDI (Universal Discovery Description and Integration). Ciclo de um Web Service XML - Extensible Markup Language XML é um subtipo de SGML (Standard Generalized Markup Language - Linguagem Padronizada de Marcação Generica) capaz de descrever diversos tipos de dados. Seu propósito principal é a facilidade de compartilhamento de informações através da Internet. SOAP, WSDL e UDDI são baseados no XML: SOAP: utiliza-o como formato de codificação de dados. WSDL: usa um esquema XML para descrever a estrutura de um Web Service. UDDI: usa um esquema XML para definir a estrutura do registro. XML - Estrutura dos Documentos XML - Exemplo de um documento A estrutura básica dos documentos XML é composta por um cabeçalho, chamado prólogo, e do restante do documento, chamado instância. Exitem os seguintes tipos de marcações que podem ocorrer em um documento XML: Elementos; Atributos; Comentários; Entidades; Namespaces. <?xml version="1.0"?> <!--Aqui começa a inst^ancia --> <Automovel> <nome>siena</nome> <marca>fiat</marca> <combustivel>gasolina</combustivel> <cor>branca</cor> </Automovel>

3 XML - Elementos XML - Atributos / Comentários São a forma de marcação mais comum; Delimitados pelos rótulos de início (Start-tag) e de fim (End-tag); Exemplo: <nome>siena</nome>; Elementos vazios também podem ser válidos. Atributos: São qualificadores de elementos; Usados para descrever, ou fornecer uma informação adicional sobre os elementos XML; Representados como um par atributo-valor conforme o exemplo seguinte; Exemplo: <div class= alfa > </div>; Comentários: São porções de texto que devem ser ignoradas pelo parser XML; Exemplo: <! O texto entre esses delimitadores é um comentário >. XML - Entidades XML - Namespaces São utilizadas para incluir caracteres especiais no documento, como por exemplo o <, que aparece em todas as tags. Também podem ser utilizadas para definir versões mais curtas de palavras que se repetem no documento. A forma de referência a entidades, chamada de referência a caracter, é usada para inserir caracteres Unicode no documento. Começam com & (e-comercial) e terminam com ponto e vírgula. Namespaces, ou espaços identificadores de nomes, tem por objetivos: Determinar um escopo para os elementos declarados; Disponibilizar Containers para os nomes usados no documento; São URIs (Uniform Resources Identifiers), geralmente escritos usando o formato URL, porém, com a única finalidade de ser um identificador único. XML - Exemplo de Namespace XML Schema <viper:cds xmlns:viper=" <viper:cd viper:gen="pop"> <viper:titulo>the Best of</viper:titulo> <viper:autor>u2</viper:autor> <viper:ano>1999</viper:ano> </viper:cd> </viper:cds> O termo XML Schema é o nome do W3C para a tecnologia de esquema usada para a validação de documentos XML. Um documento XML, para ser considerado bem formatado, segue regras de formatação. Um documento bem formatado é válido quando ele tem associado a ele um DTD Document Type Difinition ou XML Schema e está compatível com este. O documento de esquema descreve a estrutura e tipo do documento XML (documento de instância).

4 SOAP Por que SOAP? Segundo o W3C, o SOAP (Simple Object Access Protocol) é um protocolo leve para troca de informações em um ambiente descentralizado e distribuído. SOAP é parte essencial da pilha de protocolos Web Service. Baseado no XML-RPC, que é um protocolo de chamada de procedimentos remotos mais simples. Diferenças entre SOAP e XML-RPC: SOAP pode ser utilizado como mecanismo de RPC, mas também para trocas de documentos XML. SOAP permite codificação de tipos de dados e estruturas mais complexas do que XML-RPC. Viabilizar a integração de aplicativos distribuídos pela Internet, reaproveitando códigos e criando maior modularização da Web. Permitir um método simples e padronizado de troca de informações textuais entre clientes e aplicações. É independente de linguagem e plataforma. Pode ser utilizado sobre HTTP, FTP, ou SMTP, o que evita problemas com firewalls. O Format SOAP Exemplo de Requisição SOAP As mensagens SOAP são documentos XML compostos de 3 partes: Envelope, que é a raiz do documento XML Cabeçalho, que contém atributos opcionais utilizados no processamento da mensagem Corpo, que contém informações sobre a chamada (nome do método e argumentos) ou a resposta. <soap:envelope xmlns:soap=" soap/envelope/"> <soap:body> <getproductdetails xmlns=" mple.com/ws"> <productid>827635</productid> </getproductdetails> </soap:body> </soap:envelope> Exemplo de Resposta SOAP WSDL - Web Services Description Language <soap:envelope xmlns:soap=" soap/envelope/"> <soap:body> <getproductdetailsresponse xmlns=" <getproductdetailsresult> <productname>toptimate 3-Piece Set</productName> <productid>827635</productid> <description>3-piece luggage set. Black Polyester.</description> <price>96.50</price> <instock>true</instock> </getproductdetailsresult> </getproductdetailsresponse> </soap:body> </soap:envelope> É uma linguagem que permite descrever Web Services através de um documento XML. Permite especificar o Web Service de maneira padronizada e formal. Facilita a utilização do Web Service, pois permite que a aplicação cliente crie objetos de Proxy.

5 WSDL - Informações WSDL - Funcionamento Com o WSDL é possível obter as seguintes informações sobre um Web Service: Endereço do Serviço. Protolo de transporte utilizado (HTTP, SMTP ou FTP). Argumentos das funções, tipo e formato dos dados trocados. Um documento WSDL é um arquivo no formato XML que contém os seguintes elementos: Definitions Types Messages PortType Binding Service WSDL - Definitions WSDL - Definitions (Exemplo) O elemento Definitions é a raiz do documento WSDL. Ele possui os seguintes atributos principais: Name: dá um nome ao documento. Definições dos espaços de nomes (Namespaces). <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <definitions name="purchaseorderservice" xmlns=" xmlns:soap-enc=" xmlns:soap=" xmlns:tns="purchaseorderservice" xmlns:xsd=" xmlns:xsd1="purchaseorderservice-xsd" xmlns:xsi=" resto do documento... </definitions> WSDL - Types WSDL - Types (Exemplo) Esquema de XML embutido em que são definidos os tipos de dados utilizados nos argumentos e no retorno das funções. <types> <schema targetnamespace="purchaseorderservice-xsd" xmlns=" xmlns:wsdl=" <complextype name="purchaseorder"> <all> <element name="companyname" type="xsd:string"/> <element name="items" type="xsd1:arrayofitem"/> <element name="address" type="xsd1:address"/> </all> </complextype> </schema> </types>

6 WSDL - Messages WSDL - Messages (Exemplo) Cada elemento message define uma mensagem, que pode ser uma requisição ou uma resposta. Possui um atributo, name, que define o nome da mensagem. Possui como filhos elementos do tipo part, que declaram os argumentos da função. O elemento part contém o nome do argumento e o tipo. <message name="postpurchaseorderrequest"> <part name="order" type="xsd1:purchaseorder"/> </message> <message name="postpurchaseorderresult"> <part name="return" type="xsd:float"/> </message> WSDL - Port Type WSDL - Binding Define uma coleção de operações <porttype name="purchaseorderporttype"> <operation name="postpurchaseorder"> <input message="tns:postpurchaseorderrequest" name="postpurchaseorder"/> <output message="tns:postpurchaseorderresult" name="postpurchaseorderresult"/> </operation> <operation name="postpurchaseorders"> <input message="tns:postpurchaseordersrequest" name="postpurchaseorders"/> <output message="tns:postpurchaseordersresult" name="postpurchaseordersresult"/> </operation> </porttype> Associa um Port Type a um protocolo de transporte WSDL - Binding (Exemplo) WSDL - Binding (Exemplo) - Cont. <binding name="purchaseorderbinding" type="tns:purchaseorderporttype"> <soap:binding style="rpc" transport=" <operation name="postpurchaseorder"> <soap:operation soapaction="purchaseorderservice/postpurchaseorder" style="rpc"/> <input name="postpurchaseorder"> <soap:body encodingstyle=" encoding/" namespace="purchaseorderservice" use="encoded"/> </input> <output name="postpurchaseorderresult"> <soap:body encodingstyle=" encoding/" namespace="purchaseorderservice" use="encoded"/> </output> </operation> </binding>

7 WSDL - Service UDDI - Universal Description, Discovery, and Integration Define o nome e o endereço do serviço a ser oferecido. <service name="purchaseorderservice"> <port binding="tns:purchaseorderbinding" name="purchaseorderport"> <soap:address location=" /> </port> </service> É uma iniciativa conjunta entre indústrias para criar um registro global de Web Services. Pode ser visto de, pelo menos, três aspectos: Um registro central de Web Services; Especificações da estrutura do registro e especificações das APIs para acessar/alterar o registro; Uma organização, UDDI - O Web Service UDDI UDDI - Estrutura dos registros Para procurar, atualizar ou acrescentar um registro de Web Service ao UDDI são utilizados os Web Services UDDI. Pode-se fazer o acesso ao Web Service através das seguintes maneiras: Enviando mensagens de solicitação SOAP e recebendo respostas SOAP; Através de páginas Web que disponibilizem um serviço de acesso aos Web Services UDDI Ex.: SoapClient, Cliente web para consultas aos registros UDDI encontrado em: Programas prontos / SDKs (Sofwate Development Kits) para desenvolvimento de aplicações que que acessem os registros UDDI Ex.: Uma lista com produtos e SDKs pode ser encontrada em: A estrutura do registro UDDI define a seguinte hierarquia de elementos XML: businessentity: representa o provedor de um Web Service. Apresenta dados de uma determinada organização/empresa, como contatos, serviços oferecidos, etc; businessservice: elemento filho do elemento businessentity, descreve a função de negócio de um serviço; bindingtemplate: referencia os detalhes técnicos do serviço, interface ou API; tmodels: qualquer conceito abstrato pode ser registrado, como taxonomia, assinaturas digitais, etc. UDDI - Representação Gráfica do modelo de dados Introdução Segurança é fundamental nos Web Services, pois eles normalmente são acessíveis pela Internet, e expõem acesso a programas e dados (como números de cartão de crédito)

8 O que é Segurança Algumas ameaças aos Web Services Confidencialidade Integridade Autenticidade Autorização Disponibilidade Leitura de mensagens Solução: Criptografar as mensagens Alteração de mensagens (Man-in-the-middle attack) Solução: Assinaturas digitais de ambas as partes Negação de Serviço Solução: Firewall Soluções de Segurança para Web Services WS-Security Em nível de rede: IPSec Em nível de transporte: SSL (Secure Sockets Layer) Em nível de mensagem: WS-Security Framework que define mecanismos de segurança a serem incorporados ao protocolo SOAP. Não define nenhum sistema novo, apenas estabelece como adapatar os sistemas existentes aos Web Services. É um conjunto de especificações que adicionam informações nos cabeçalhos das mensagens SOAP para implementar mecanismos de segurança. WS-Security - Funcionamento WS-Security - Proteções O WS-Security proteje contra: Alteração de Mensagens: adiciona assinaturas digitais das partes envolvidas nas transações. Leitura de Mensagens: criptografa as mensagens Integridade: Utiliza algoritmos de hash

9 WS-Security - Exemplo Conclusão Proteção por senha <wsse:security xmlns:wsse=" <wsse:usernametoken> <wsse:username>ericn</wsse:username> <wsse:password>8bcnu6</wsse:password> </wsse:usernametoken> </wsse:security> Vimos que os Web Services podem ser interessantes para integração de sistemas na Web, pois: São independentes de plataforma Funcionam bem em sistemas com firewall São fáceis de implementar Referências Bibliográficas R. Basiura et al, Professional ASP.NET Web Services, editora Makron Books, 2003 Y. Shohoud, Real World XML Web Services, editora Addison Wesley, 2003 E. Newcomer, Understanding Web Services, editora Addison Wesley, 2002