Ziele, Entwicklungs- und
Anwendungsaspekte
der Web Service Technologie
- Studienanleitung -
Fakultät Informatik, IVS - Arbeitsgruppe Softwaretechnik
Dr.-Ing.
Andreas Schmietendorf
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
Fakultät Informatik - Institut für verteilter Systeme
Postfach 4120, D-39016 Magdeburg
Web: http://ivs.cs.uni-magdeburg.de/~schmiete
Email: schmiete@ivs.cs.uni-magdeburg.de
Inhaltsverzeichnis
3.1 Grundlagen und Einführung in die WS-Technologie
3.1.1 Überblick zu verteilten Informationssystemen
3.1.2 Enterprise Application Integration
3.1.3 Grundlegende Web Service Technologien
3.1.4 Verfügbare Web Services im Internet
3.2 Anwendungsaspekte und Entwicklung von WS
3.2.1 Anwendungsaspekte von Web Services
3.2.2 Entwicklung von Web Services
3.2.3 Koordination & Management WS-basierter Integrationslösungen
3.2.4 UDDI – zentrale Verzeichnisdienste
3.3 Web-Service basierte Integrationslösungen
3.3.1 Komposition von Web Services zu komplexen EAI-Lösungen
3.3.2 Spezifikation und Verteilung von Web Services
3.3.3 Etablierung service-orientierter Architekturen – SOA
3.3.4 Ausblick und Entwicklungstendenzen
4. Übungen im Rahmen der Vorlesung
5. Annotierte Literaturhinweise
Anlage – Plan der Vorlesungen/Übungen im WS 2004/2005
Wenngleich Web Services eher als ein evolutionärer, denn als ein revolutionärer Entwicklungsschritt im Umfeld der Web Technologien betrachtet werden können, bieten sich mit dieser Technologie vielfältige neue Ansätze im Umfeld von Integrationslösungen. Insbesondere der Anspruch der Web Services auf Plattform-, Protokoll- und Sprachenunabhängigkeit positionieren diese Technologie im Kontext mit dem Internet als globale Business-Infrastruktur.
Entsprechend der Definition des W3C (World Wide Web Consortium) handelt es sich bei einem Web Service um ein Softwaresystem, das im Internet ausgeführt wird und über einen URI (Uniform Ressource Identifier) eindeutig identifiziert werden kann. Sowohl zur Spezifikation als auch für den eigentlichen Zugriff auf die durch den Web Service nach außen angebotenen Schnittstellen wird XML verwendet. Auf Grundlage der WSDL-Spezifikation (Web Service Description Language) können andere Softwaresysteme den Web Service auffinden und entsprechende Operationen des Web Service aufrufen. Sowohl für den Aufruf als auch für potentielle Antworten werden XML-basierte SOAP-Nachrichten (Simple Object Access Protocol) verwendet, die über Standard-Internet Protokolle übertragen werden. Typischerweise erfolgt die Übertragung der in XML-Dokumente verpackten Daten und Funktionsaufrufe auf der Basis des http-Protokolls, so dass auch durch Firewalls hindurch kommuniziert werden kann. Insbesondere diese Eigenschaft bietet die Möglichkeit, echte B2B (Business to Business)-Anwendungen zu entwickeln. Zur Lokalisierung im Internet verfügbarer Web Services werden UDDI-Verzeichnisdienste (Universal Description, Discovery and Integration) verwendet, wie diese z.B. von IBM und Microsoft betrieben werden.
Noch wird die Web-Service-Technologie primär im Rahmen der Applikationsentwicklung als Ersatz für bewährte Middlewaretechnologien, wie z.B. CORBA, verwendet. Der dabei entstehende Vorteil bezieht sich auf die erreichbare Technologieunabhängigkeit, so dass im Rahmen der Applikationsentwicklung z.B. eine Kombination von SUNs J2EE-Technologie und Microsofts .net-Technologie erfolgen kann. Durch die zumindest bei den Basistechniken erreichten Standardisierungen können Web Services als im Internet residierende Softwarebausteine in nahezu jedes Anwendungsszenario eingebunden werden und so Veränderungen von Geschäftsprozessen über Unternehmensgrenzen hinaus „just in time“ unterstützen.
Die Vorlesung richtet sich an alle, die einen grundlegenden Überblick über die Web Service Technologie und deren potentielle Anwendungsgebiete erhalten wollen. Organisatorisch wird es 12 Vorlesungen, entsprechend den im folgenden Abschnitt dargestellten Inhalten, geben. Ergänzt wird die Vorlesung durch 6 praktische Übungen (jeweils im 14 täglichen Rhythmus), in deren Rahmen ausgewählte Sachverhalten vorgestellt werden und durch die Studenten eigene Aufgaben zu lösen sind. Nach Besuch der Vorlesung sollten die folgenden Kenntnisse bei den Stundenten vorhanden sein:
o Einordnung der Web Services im Umfeld der Web-Lösungen,
o Voraussetzungen für Web-Service basierte Lösungen,
o Chancen und Risiken Web-Service basierter Lösungen,
o Basistechnologien für die Implementierung von Web Services,
o Erweiterte Technologien zur Service-Koordination,
o Möglichkeiten von Web Service Techniken im EAI-Umfeld,
o Anbieter von Web Service Implementierungstechniken,
o Vorgehensweise zur Web Service Implementierung und Komposition,
o Web Services und Service orientierte Architekturen,
o Verfügbare und geplante Standardisierungsansätze.
Grundlage der Vorlesung sind die durch den Dozenten im praktischen Kontext gewonnenen Erfahrungen im Umgang mit den derzeit verfügbaren industriellen Ansätzen zu Web-Service-basierten Lösungen und vielfältige, im Umfeld des Software-Messlabors der Universität Magdeburg durchgeführte Untersuchungen zu prozess-, anwendungs- und ressourcenbezogenen Aspekten dieser Technik.
Der 1. Teil der Vorlesung dient der Wiederholung von Themen im Umfeld verteilter Informationssysteme, der Einführung in heute verfügbare Web-Technologien und der Vermittlung von Kenntnissen im Kontext der Basistechnologien für die Entwicklung von Web Services.
o Grundlagen und Merkmale verteilter Systeme
o Design verteilter Informationssysteme
o Potentielle Architekturansätze
o Kommunikationsbeziehungen (synchron vs. asynchron)
o Middleware (CORBA und MOM)
o Grundlegende Web-Technologien (Protokolle und Generationen)
o Application Server als Integrationsplattformen.
o Historische Entwicklung und Zielstellungen von EAI
o Schichtenmodell der Applikationsintegration
o Integrationslevel
o Datenaustausch mit XML
o Dienste von EAI-Lösungen
o Produkte im EAI-Umfeld
o XML als Datenbeschreibungssprache
o SOAP – Simple Object Access Protocol
o WSDL – Spezifikation von Web Services
o Überblick zu verfügbaren Web Service Verzeichnissen
o Auffinden von Web Services
o Art der derzeit im Internet angebotenen Web Services
o Empirische Betrachtungen zu verfügbaren Web Services
o Identifizierung über die Basistechnologien hinausgehender Ansätze.
Der 2. Teil der Vorlesung wird nach einer einführenden Darstellung potentieller Anwendungsaspekte der Web-Service-Technologie auf die Vorgehensweise zur Entwicklung elementarer Web Services und die Komposition neuer Integrationslösungen auf der Basis bereits verfügbarer Web Services eingegangen. Im Einzelnen werden die folgenden Themen aufgegriffen.
o Web Services als Middleware im Rahmen der Entwicklung
o Web Service basierte EAI-Lösungen
o Web Service basierte B2B-Lösungen
o Etablierung von Web-Service-Marktplätzen
o Dynamische und adaptive Web Service Lösungen.
o Möglichkeiten zur Entwicklung von Web Services
o Entwicklung von Web Services auf der Basis der J2EE-Technologie
o Merkmale einer WSDL-Beschreibung
o WSDL-Programmierungstechniken
o Einordnung und Abgrenzung zum Web Engineering.
o WS-Coordination – Integration heterogener Transaktionsprotokolle
o WS-Transaction - Transaktionsmodelle
o WS Notification – Publish/Subscribe Techniken im Internet
o BPEL Business Process Execution Language - Workflowsteuerung
o WSLA – Web Service Service Level Agreement
o Web Service Security (SAML - Verschlüsselung, Verkryptung, …)
o Zielstellungen White-, Yellow- und Green-Pages
o UDDI-Datenstrukturen
o UDDI-Registry-API
o Zusammenhang zwischen WSDL und UDDI
Der 3. Teil dient der Vertiefung ausgewählter Aspekte von Web Service basierten Integrationslösungen. In diesem Zusammenhang wird neben der praktischen Übung zur Integration bereits vorhandener Web Services auf die notwendige Beschreibung zu publizierender Web Services bzw. die schrittweise Einführung von serviceorientierten Architekturen eingegangen. Das klassische Feedback eines jeden Seminars soll in Form eines moderierten Brainstormings sowohl dazu genutzt werden, um gemeinsam Herausforderungen an die Web Service Technologien zu identifizieren, als auch Mehrwertpotentiale für potentielle Kunden herauszuarbeiten.
o EAI-Anwendungen auf der Basis vorhandener Web Services
o Vorgehensweise zur Implementierung.
o Architektur einer Web-Service-basierenden EAI-Lösung
o Web Service basierte Kapselung von Altanwendungen
o Steuerung integrierter Web Services auf der Basis von BPEL
o UML-Modellierung und BPEL-Implementierung
o Identifikation von Servicekandidaten
o Beschreibungsebenen von Web Services
o Spezifikation und Klassifikation
o Informationen zentraler UDDI Registries
o API’s des UDDI Verzeichnisses.
o Koexistenz heterogener Services-Angebote
o SOA Modell und Grundkomponenten
o Vorgehensweise zur SOA Implementierung
o Aufgaben und Zielstellungen von Service Centern (Service Registrys)
o Aktuelle Standardisierungsansätze
o Ungelöste Problemstellungen
o Intelligente Web Services
o Semantische Aspekte im Web
Die Vorlesung wird durch die folgenden 6 Übungen (genaue Termine siehe Anlage) ergänzt, die Teilnahme an diesen Übungen bildet die Vorraussetzung für die Scheinaufgabe bzw. eine entsprechende Prüfung.
- Grundzüge der CORBA-Technologie
- Empirische Analyse im Internet verfügbarer Web Services
- Vorgehensweise zur Implementierung von Web Services
- Spezifikation von Web Services
- Choreographie Web Service basierter Lösungen
- Entwicklung eines Service Centers zur Etablierung von Service Marktplätzen
Die Übungen werden in 2 Gruppen mit jeweils ca. 16 Stundenten durchgeführt und können im 14-täglichen Zyklus besucht werden.
Die im Folgenden kurz vorgestellten Literaturhinweise bieten eine Übersicht zu weiterführenden Information, zu den im Kontext der Vorlesung vermittelten Themengebieten. Die dabei gewählte Reihenfolge widerspiegelt die Stärke des Bezugs zur Vorlesung, d.h. auf die Inhalte der letzt genannten Bücher wird im Rahmen der Vorlesung nur geringer Bezug genommen.
Alonso, G.; Casati, F.; Kuno, H.; Machiraju, V.: Web Services – Concepts, Architectures and Applications, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg New York, 2004
- Conventional middleware
§ Distributed information systems
§ Middleware
§ Enterprise Application Integration
- Web services
§ Basic Web services technologies
§ Service coordination protocols
§ Service composition
Knuth, M. (Hrsg.); Dimitrov, E.; Großmann, M.; Lezius, J.; Pöhner, G.; Reitz, D.; Renner, J.; Schmidt, M.; Schmietendorf, A.: Web Services – Einführung und Übersicht, Software & Support Verlag, Frankfurt, 2003
- Technologien – XML, SOAP, CORBA
- Web Services mit Scriptsprachen
- Microsoft .net Plattform
- Enterprise Application Integration
Schmietendorf, A.; Dimitrov, E.; Dumke, R.: Enterprise JavaBeans – Einführung in die Entwicklung, mitp-Verlag, 2002
- Einführung in die Java-Entwicklung und Java-Komponenten
- Vorgehensweise zur Erstellung und Installtions von EJB-Komponenten
- Implementierung einer EAI-Integrationsservers (Referenzdatenbank)
- Vereinfachte Fallstudie eines realen EAI-Projektes der Deutschen Telekom
Dumke, R.; Lother, M.; Wille, C.; Zbrog, F.: Web Engineering, Pearson Studium, München Boston San Francisco …, 2003
- Grundlagen des WWW und des Web Engineerings
- Websystem Entwicklung (Anforderung, Spezifikation, Entwurf, …)
- Vorgehensmodelle und CASE-Tools
- Entwicklungsaspekte ausgewählter Websysteme (Fallstudien)
Sneed, H. M.; Sneed, S. H.: Web-basierte Systemintgegration – So überführen Sie bestehende Anwendungssysteme in eine moderne Webarchitektur, Vieweg-Verlag, Braunschweig/Wiesbaden, 2003
- Enterprise Application Integration durch Kapselung
- Webbasierte Systemarchitekturen
- XML als Systemkleber
- Kapselung bestehender Anwendungen
Juric, M. B.; Basha, S. J.; Leander, R.; Nagappan, R.: Professional J2EE EAI, Wrox Press Ltd., Birmingham, 2001
- Integrating the Enterprise (EAI, Middleware)
- Integration Architecture, Integration Process
- Data-, CORBA-, EJB- and XML-based Integration
- Transaction and Security Management
Keller, W.: Enterprise Application Integration – Erfahrungen aus der Praxis, dpunkt.verlag, Heidelberg 2002
- Darstellung potentieller Anwendungsfelder für EAI
- Vergleich von Microsofts .net und SUNs J2EE Strategie zu EAI
- Funktionalitäten von EAI-Servern
- Fallstudien und prakrische Erfahrungen im Umfeld Finanzdienstleistern
Woods, D.: Enterprise Service Architecture – SAPs Bauplan für Geschäftsapplikationen der nächsten Generation, Galileo Press
- Enterprise Service Architecture (Komponenten/Services, Komposition)
- Implementierung einer Enterprise Service Architecture
- Projekt- und Unternehmensmanagement
- Wertschöpfungskette eines Unternehmens
Wagner, J.; Schwarzenbacher, K.: Föderative Unternehmensprozesse – Technologien, Standards und Perspektiven für vernetzte Systeme, Siemens, Berlin München, 2004
- Grundlagen und Anforderungen föderativer Unternehmensprozesse
- Service-orientierte Architekturen
- Web- und Grid-Services
- Föderierte Datnhaltungen und föderative Prozesse
Dr. Andreas Schmietendorf arbeitet seit 1993 als Consultant bzw. Senior-Consultant für System- und Softwareentwicklung im Bereich der Informationsverarbeitung des Telekom-Konzerns beim Entwicklungszentrum Berlin. Anfang des Jahres 2001 wurden ihm die Aufgaben eines Kompetenzmanagers für System- und Technologieentwicklung übertragen. Im Rahmen dieser Tätigkeiten verantwortete er vielfältige Projekte der angewandten Forschung und Entwicklung, die sich in der jüngeren Vergangenheit insbesondere den Themenstellungen der Integration und der komponenten- bzw. servicebasierten Entwicklung von Softwaresystemen widmeten.
Er absolvierte Studien zum Diplom-Ingenieur für Nachrichtentechnik und technische Informatik an Hochschulen in Berlin und Dresden. Nach dem Abschluss als Diplom-Informatiker an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg promovierte er dort zum Themengebiet des Software Performance Engineerings. Seit 1997 tritt er regelmäßig als Referent auf nationalen und internationalen Fachtagungen auf. Er publizierte mehr als 60 Artikel in deutsch- und englischsprachigen Fachzeitschriften. Darüber hinaus veröffentlichte er mehrere Bücher beim Springer-, mitp- und Shaker-Verlag.
Andreas Schmietendorf ist aktives Mitglied der Central Europe Computer Measurement Group (CECMG), der deutschsprachigen Anwendergruppe für Software-Metrik und Aufwandschätzung (DASMA) und der Gesellschaft für Informatik (GI). Seit 1999 lehrt er als Gast-Dozent an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg und der Fachhochschule für Technik und Wirtschaft Berlin.
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Vorlesung |
Termin |
Vorlesung |
Übung |
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01 |
14.10.2004 |
Einführung und Übersicht |
keine |
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02 |
21.10.2004 |
Überblick zu verteilten Informationssystemen |
Grundzüge |
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03 |
28.10.2004 |
Aspekte des Enterprise Application Integration |
Grundzüge |
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04 |
11.11.2004 |
Grundlegende Web Service Technologien |
Empirische Studie zu verfügbaren WS |
|
05 |
18.11.2004 |
Verfügbare Web Services im Internet |
Empirische Studie zu verfügbaren WS |
|
06 |
25.11.2004 |
Anwendungsaspekte von Web Services, Arten von Applikationen |
Implementierung eines WS |
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07 |
02.12.2004 |
Web Engineering im Kontext der Entwicklung von Web Services |
Implementierung eines WS |
|
08 |
09.12.2004 |
Koordination & Management WS-basierter Integrationslösungen |
Choreographie von WS Lösungen |
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09 |
16.12.2004 |
UDDI –Verzeichnisdienste zur Verwaltung von Web Service Angeboten |
Choreographie von WS Lösungen |
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10 |
23.12.2004 |
Komposition von Web Services zu komplexen EAI-Lösungen |
Spezifikation von Web Services |
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11 |
13.01.2005 |
Spezifikation und Verteilung von Web Services |
Spezifikation von Web Services |
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12 |
20.01.2005 |
Etablierung service-orientierter Architekturen SOA |
Entwicklung Service Centers |
|
13 |
27.01.2005 |
Ausblick/Entwicklungstendenzen im Umfeld der Web Service Technologie |
Entwicklung Service Centers |
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14 |
03.02.2005 |
Zusammenfassung und Auswertung/Feedback zur Vorlesung |
keine |
Die Belegung der 6 Übungen ist Vorrausetzung für die Ablegung eines Scheines bzw. der mündlichen Prüfung! Die Durchführung der Prüfung erfolgt entsprechend der offiziellen Prüfungswoche bzw. nach Vereinbarung mit dem Dozenten im Falle einer Scheinaufgabe.