Що таке веб-сервіси: поняття, принципи роботи, переваги і недоліки

Сучасні інтернет-програми використовують різні програмні платформи для розробки веб-додатків. Деякі програми можуть бути розроблені на Java, інші – на .Net, Angular JS, Node.js. На підставі цього може виникнути питання, що таке веб-сервіси і як вони застосовуються. В основному робоча середовище не помітна звичайним користувачам.

Найчастіше цим унікальним програм потрібно якась комунікація між ними. Оскільки вони побудовані з використанням різних мов розробки, стає дійсно важко забезпечити точну зв’язок між додатками.

Актуальність розробок

Розглядаючи питання, що таке веб-сервіси, варто визначити, наскільки актуальна така розробка і чи є у неї аналоги. Представлена технологія узагальнює служби та програми дає їм можливість зв’язуватися між собою.

Веб-сервіси надають загальну платформу, яка дозволяє безлічі додатків, побудованих на різних мовах програмування, мати можливість спілкуватися один з одним.

У статті буде більш детально розказано про те, що таке веб-сервіси, про різні елементи, що складають їх, і трохи про засади SOA (сервіс-орієнтована архітектура). Технології хоч і мають складні визначення, але являють собою доступну середовище для розробок і програмування.

Визначення технології

Відповідаючи на питання, що таке веб-сервіси, можна сказати, що це стандартизована середовище для розповсюдження зв’язку між клієнтськими і серверними додатками у Всесвітній павутині. Вона може редагуватися і мати пакети поліпшень.

Крім цього веб-сервіс можна позначити як програмний модуль, призначений для виконання певного набору завдань. Структурні елементи додатків можуть бути знайдені в Мережі, а також можуть бути викликані відповідним чином. При виклику веб-служба зможе надавати функціональні можливості клієнту, який запитує цей портал. Це відбувається протягом пари секунд.

Принцип дії

Говорячи про те, що таке веб-сервіси, необхідно розглянути умови їх роботи. Це дозволить зрозуміти, як функціонує система.

Клієнт буде здійснювати серію викликів веб-служби допомогою запитів до сервера, на якому буде розміщена реальна веб-служба.

Ці запити виконуються через так звані віддалені виклики процедур. Віддалені виклики процедур (RPC) – це виклики методів, які розміщуються у відповідному запиті.

Прикладом веб-сервісу може стати компанія Amazon. Організація має мережу онлайн-магазинів і систем доставок. Вона надає веб-сервіс, який запитує ціни на продукти, продавані через онлайн amazon.com. Зовнішній рівень або рівень подання може бути .Net або Java, але будь-яка мова програмування по-своєму взаємодіє з веб-службою. Відбувається це на загальній платформі.

Складові компоненти

Основним компонентом веб-сервісів в інтернеті є дані, які передаються між клієнтом і сервером, і це XML (extensible markup language-розширювана мова розмітки). Він є аналогом HTML і легко зрозумілий для проміжного мови, який розуміють багато мов програмування. Тому, коли додатка спілкуються один з одним, вони фактично спілкуються в XML. Це забезпечує загальну платформу для додатків, розроблених на різних мовах програмування, для зв’язку один з одним.

Портали використовують так званий SOAP (простий протокол доступу до об’єктів) для відправки даних XML між додатками. Дані відправляються за звичайним HTTP. Відомості, які відправляються з веб-служби в додаток, називаються SOAP-повідомлень.

Повідомлення SOAP – це не що інше, як документ XML. Оскільки документ написаний на XML, клієнтське додаток, що викликає веб-сервіс, який може бути написаний будь-якою мовою програмування.

Які є типи додатків

Є в основному два типи веб-сервісів:

SOAP.

RESTful.

Для того щоб розроблена середовище була повністю функціональної, необхідна наявність певних компонентів. Ці компоненти повинні бути присутніми незалежно від того, яку мову розробки використовується для програмування конкретного запиту. Створити веб-сервіс самостійно можна. Для цього необхідно створити портал для його розміщення і встановити робочу середу програмування.

SOAP (простий протокол доступу до об’єктів)

Використання веб-сервісів залежить від застосовуваних технологій. З їх допомогою відбувається конвертація необхідна і налаштування вихідних і потокових даних, що передаються системою. SOAP відомий як незалежний від версії і системи протокол обміну повідомленнями. Він заснований на передачі даних XML у вигляді кодованих повідомлень. Кожне послання містить документ XML. Тільки структура XML-документа слід певним шаблоном, але не змісту. Краща частина веб-сервісів і SOAP полягає в тому, що всі вони відправляються через HTTP, який є стандартним веб-протоколом.

Ось з чого складається SOAP-повідомлення:

Кожен документ SOAP повинен мати кореневий елемент, відомий як елемент <Envelope>. Кореневий елемент є першим елементом в документі XML.

«Конверт», у свою чергу, ділиться на 2 частини. Перша – заголовок, а наступна – тіло.

Заголовок містить дані маршрутизації, які в основному представляють собою інформацію, якому клієнту XML-документ повинен бути відправлений.

Тіло буде містити фактичне повідомлення.

WSDL (мова опису програми)

Веб-сервіс не може бути використаний, якщо він не може бути знайдений. Клієнт, що викликає службу, повинен знати, де насправді знаходиться її протокол.

Крім цього клієнтське додаток повинен знати, що насправді робить конкретна служба, щоб воно могло викликати правильний веб-сервіс. Це робиться з допомогою WSDL, відомого як мова опису веб-сервісів. Файл WSDL знову є файлом на основі XML, який в основному повідомляє клієнтського додатка, що робить веб-служба. Використовуючи документ WSDL, клієнтське додаток зможе зрозуміти, де знаходиться веб-служба, і як її можна використовувати.

Переваги розробки

Веб-сервіси виникли в першу чергу, щоб надати платформу, яка дозволяла б різними додатками спілкуватися один з одним.

Тепер необхідно подивитися на деякі інші переваги того, чому важливо використовувати веб-сервіси:

Подання бізнес-функцій в Мережі. Веб-служба – це одиниця керованого коду, яка надає деяку функціональність клієнтським програмам або кінцевим користувачам. Ця функція може бути викликана за протоколом HTTP, що означає, що вона також може бути викликана через Інтернет. В даний час всі програми знаходяться в Інтернеті, що робить призначення веб-сервісів більш корисним. Це означає, що веб-сервіс може бути де завгодно в Інтернеті і надавати потрібну функціональність по мірі необхідності.

Взаємодія між програмами – веб-сервіси дозволяють різним додаткам спілкуватися один з одним і обмінюватися даними і послугами між собою. Всі типи додатків можуть спілкуватися один з одним. Таким чином, замість написання певного коду, який може бути зрозумілий тільки для певних програм, тепер можна написати загальний код, зрозумілий для всіх додатків.

Стандартизований протокол, який всі розуміють, веб-сервіси використовують стандартизований промисловий протокол для зв’язку. Всі чотири рівні (рівні передачі служб, повідомлень XML, опису служб і виявлення служб) використовують чітко визначені протоколи в системі.

Зниження вартості зв’язку – веб-сервіси використовують протокол SOAP поверх HTTP, тому можна використати існуючий недорогий інтернет для реалізації веб-сервісів.

Це одні з основних переваг, які виділяють власники порталів і розробники. Варто відзначити, що, якщо при виклику веб-сервісу сталася помилка, необхідно перевірити вихідні дані. Можливо, сервер або сам додаток відключені від загальної бази, що перешкоджає передачі даних і відправки запитів за вказаними протоколами.

Архітектура програми

Розробка веб-сервісів – завдання нескладна, але досить об’ємна. Необхідно розробити власну середу, куди будуть надалі вивантажуватися всі робочі протоколи, а також підключити бази даних.

Кожному фреймворку потрібна якась архітектура, щоб переконатися, що весь портал працює як потрібно. Точно так само у веб-сервісах є архітектура, яка складається з трьох окремих ролей, як зазначено нижче:

Провайдер створює веб-сервіс і робить його доступним для клієнтського додатка, який хоче його використовувати.

Запитувана сторона – це клієнтське додаток, якому необхідно зв’язатися з веб-службою. Клієнтський додаток може бути .Net, Java або будь-яким іншим мовним додатком, яке шукає якусь функціональність через веб-сервіс.

Брокер – це програма, яка надає доступ до UDDI. UDDI дозволяє клієнтського додатка знаходити веб-сервіс.

Взаємодія з іншими системами

Без локальних і віртуальних баз даних додатка функціонувати не зможуть. Веб-сервіси дозволяють використовувати протоколи і запити для обробки і отримання інформації від усіх носіїв. Адміністратори можуть і самостійно підключати каталоги, і формувати нові напрямки.

Для роботи та взаємодії між системами і додатками існує 3 основних виду запиту:

Публікація – це дія, коли постачальник інформує брокера (реєстр служб) про існування веб-служби за допомогою інтерфейсу публікації брокера, щоб зробити службу доступною для клієнтів.

Знайти – запросчик, консультацію з брокером, щоб знайти опублікований веб-сервіс.

Прив’язка. Отримавши інформацію від веб-служби, отриману від брокера (реєстру служб), запитувана сторона може зв’язувати або викликати веб-службу.

Характеристики розробки

Всі відомості, що надходять в системі перенаправляються в кореневі каталоги. Кожна операція в Мережі при роботі протоколу реєструється. Опис веб-сервісів на кожному конкретному порталі дає можливість швидко провести інтеграцію і підключити необхідний джерело інформації.

Вони мають такі особливі поведінкові характеристики:

Вони засновані на XML веб-служби використовують XML для відображення даних на рівнях представлення і транспортування даних. Використання XML усуває будь-які залежно від мереж, операційних систем або платформ, оскільки XML є спільною мовою, зрозумілою всім.

Слабосвязанная система означає, що клієнт і веб-служба не пов’язані один з одним. Навіть якщо додаток змінюється з часом, воно не повинно змінювати спосіб виклику клієнтом веб-служби. Використання слабосвязанной архітектури робить програмні системи більш керованими і спрощує інтеграцію між різними системами.

Синхронний або асинхронний функціональність – синхронність відноситься до прив’язці клієнта до виконання служби. У синхронних операції клієнт фактично буде очікувати завершення операції веб-службою. Прикладом цього, ймовірно, є сценарій, в якому виконуються операції читання і запису у базу даних. Якщо дані зчитуються з однієї бази даних і згодом записуються в іншу, то операції повинні виконуватися послідовно. Асинхронні операції дозволяють клієнту викликати службу, а потім паралельно виконувати інші функції. Це один з найбільш поширених і, ймовірно, найбільш бажаних методів забезпечення того, щоб інші служби не зупинялися при виконанні певної операції.

Можливість підтримки віддалених викликів процедур (RPC) – веб-служби дозволяють клієнтам викликати процедури, функції і методи для віддалених об’єктів з використанням протоколу на основі XML. Віддалені процедури надають вхідні і вихідні параметри, які повинен підтримувати веб-сервіс.

Підтримують обмін документами. Одним з ключових переваг XML є його загальний спосіб подання не тільки даних, але і складних документів. Ці документи можуть бути такими ж простими, як уявлення поточного адреси, або такими ж складними, як і подання всієї книги.

Перераховані параметри докладно описують структуру і властивості сервісів в інтернеті. З їх допомогою розробники додатків та власники порталів можуть інтегрувати різні сценарії операції, при цьому використовуючи різні мови програмування.