Что такое веб-сервисы: понятие, принципы работы, достоинства и недостатки

Современные интернет-приложения используют различные программные платформы для разработки веб-приложений. Некоторые приложения могут быть разработаны на Java, другие - на .Net, Angular JS, Node.js. На основании этого может возникнуть вопрос, что такое веб-сервисы и как они применяются. В основном рабочая среда не заметна обычным пользователям.

Чаще всего этим уникальным приложениям требуется какая-то коммуникация между ними. Поскольку они построены с использованием разных языков разработки, становится действительно трудно обеспечить точную связь между приложениями.

Актуальность разработок

Рассматривая вопрос, что такое веб-сервисы, стоит определить, насколько актуальна такая разработка и есть ли у нее аналоги. Представленная технология обобщает службы и приложения и дает им возможность связываться между собой.

Веб-сервисы предоставляют общую платформу, которая позволяет множеству приложений, построенных на разных языках программирования, иметь возможность общаться друг с другом.

В статье будет более подробно рассказано о том, что такое веб-сервисы, о различных элементах, составляющих их, и немного о принципах SOA (сервис-ориентированная архитектура). Технологии хоть и имеют сложные определения, но представляют собой доступную среду для разработок и программирования.

Определение технологии

Отвечая на вопрос, что такое веб-сервисы, можно сказать, что это стандартизированная среда для распространения связи между клиентскими и серверными приложениями во Всемирной паутине. Она может редактироваться и иметь пакеты улучшений.

Кроме этого веб-сервис можно обозначить как программный модуль, предназначенный для выполнения определенного набора задач. Структурные элементы приложений могут быть найдены в Сети, а также могут быть вызваны соответствующим образом. При вызове веб-служба сможет предоставлять функциональные возможности клиенту, который запрашивает этот портал. Это происходит в течение пары секунд.

Принцип действия

Говоря о том, что такое веб-сервисы, необходимо рассмотреть их условия работы. Это позволит понять, как функционирует система.

Клиент будет осуществлять серию вызовов веб-службы посредством запросов к серверу, на котором будет размещена реальная веб-служба.

Эти запросы выполняются через так называемые удаленные вызовы процедур. Удаленные вызовы процедур (RPC) - это вызовы методов, которые размещаются в соответствующей запросе.

Примером веб-сервиса может стать компания Amazon. Организация имеет сеть онлайн-магазинов и систем доставок. Она предоставляет веб-сервис, который запрашивает цены на продукты, продаваемые онлайн через amazon.com. Внешний уровень или уровень представления может быть в .Net или Java, но любой язык программирования по-своему взаимодействует с веб-службой. Происходит это на общей платформе.

Составляющие компоненты

Основным компонентом веб-сервисов в интернете являются данные, которые передаются между клиентом и сервером, и это XML (расширяемый язык разметки). Он является аналогом HTML и легко понятен для промежуточного языка, который понимают многие языки программирования. Поэтому, когда приложения общаются друг с другом, они фактически общаются в XML. Это обеспечивает общую платформу для приложений, разработанных на разных языках программирования, для связи друг с другом.

Порталы используют так называемый SOAP (простой протокол доступа к объектам) для отправки данных XML между приложениями. Данные отправляются по обычному HTTP. Сведения, которые отправляются из веб-службы в приложение, называются SOAP-сообщениями.

Сообщение SOAP - это не что иное, как документ XML. Поскольку документ написан на XML, клиентское приложение, вызывающее веб-сервис, может быть написано на любом языке программирования.

Какие есть типы приложений

Есть в основном два типа веб-сервисов:

1. SOAP.
2. RESTful.

Для того чтобы разработанная среда была полностью функциональной, необходимо наличие определенных компонентов. Эти компоненты должны присутствовать независимо от того, какой язык разработки используется для программирования конкретного запроса. Создать веб-сервис самостоятельно можно. Для этого необходимо создать портал для его размещения и установить рабочую среду программирования.

SOAP (простой протокол доступа к объектам)

Использование веб-сервисов зависит от применяемых технологий. С их помощью происходит необходимая конвертация и настройка исходящих и потоковых данных, передаваемых системой. SOAP известен как независимый от версии и системы протокол обмена сообщениями. Он основан на передаче данных XML в виде кодированных сообщений. Каждое послание содержит документ XML. Только структура XML-документа следует определенному шаблону, но не содержимому. Лучшая часть веб-сервисов и SOAP заключается в том, что все они отправляются через HTTP, который является стандартным веб-протоколом.

Вот из чего состоит SOAP-сообщение:

1. Каждый документ SOAP должен иметь корневой элемент, известный как элемент <Envelope>. Корневой элемент является первым элементом в документе XML.
2. «Конверт», в свою очередь, делится на 2 части. Первая - заголовок, а следующая - тело.
3. Заголовок содержит данные маршрутизации, которые в основном представляют собой информацию, какому клиенту XML-документ должен быть отправлен.
4. Тело будет содержать фактическое сообщение.

WSDL (язык описания приложения)

Веб-сервис не может быть использован, если он не может быть найден. Клиент, вызывающий службу, должен знать, где на самом деле находится ее протокол.

Кроме этого клиентское приложение должно знать, что на самом деле делает конкретная служба, чтобы оно могло вызвать правильный веб-сервис. Это делается с помощью WSDL, известного как язык описания веб-сервисов. Файл WSDL снова является файлом на основе XML, который в основном сообщает клиентскому приложению, что делает веб-служба. Используя документ WSDL, клиентское приложение сможет понять, где находится веб-служба и как ее можно использовать.

Преимущества разработки

Веб-сервисы возникли в первую очередь, чтобы предоставить платформу, которая позволяла бы различным приложениям общаться друг с другом.

Теперь необходимо посмотреть на некоторые другие преимущества того, почему важно использовать веб-сервисы:

1. Представление бизнес-функций в Сети. Веб-служба - это единица управляемого кода, которая предоставляет некоторую функциональность клиентским приложениям или конечным пользователям. Эта функция может быть вызвана по протоколу HTTP, что означает, что она также может быть вызвана через Интернет. В настоящее время все приложения находятся в Интернете, что делает назначение веб-сервисов более полезным. Это означает, что веб-сервис может быть где угодно в Интернете и предоставлять нужную функциональность по мере необходимости.
2. Взаимодействие между приложениями - веб-сервисы позволяют различным приложениям общаться друг с другом и обмениваться данными и услугами между собой. Все типы приложений могут общаться друг с другом. Таким образом, вместо написания определенного кода, который может быть понятен только для определенных приложений, теперь можно написать общий код, понятный для всех приложений.
3. Стандартизированный протокол, который все понимают, - веб-сервисы используют стандартизированный промышленный протокол для связи. Все четыре уровня (уровни передачи служб, сообщений XML, описания служб и обнаружения служб) используют четко определенные протоколы в системе.
4. Снижение стоимости связи - веб-сервисы используют протокол SOAP поверх HTTP, поэтому можно использовать существующий недорогой интернет для реализации веб-сервисов.

Это одни из основных преимуществ, которые выделяют владельцы порталов и разработчики. Стоит отметить, что, если при вызове веб-сервиса произошла ошибка, необходимо проверить исходящие данные. Возможно, сервер или само приложение отключены от общей базы, что препятствует передаче данных и отправке запросов по указанным протоколам.

Архитектура приложения

Разработка веб-сервисов - задача несложная, но достаточно объемная. Необходимо разработать собственную среду, куда будут в дальнейшем выгружаться все рабочие протоколы, а также подключить базы данных.

Каждому фреймворку нужна какая-то архитектура, чтобы убедиться, что весь портал работает как нужно. Точно так же в веб-сервисах есть архитектура, которая состоит из трех отдельных ролей, как указано ниже:

1. Провайдер создает веб-сервис и делает его доступным для клиентского приложения, которое хочет его использовать.
2. Запрашивающая сторона - это клиентское приложение, которому необходимо связаться с веб-службой. Клиентское приложение может быть .Net, Java или любым другим языковым приложением, которое ищет какую-то функциональность через веб-сервис.
3. Брокер - это приложение, которое предоставляет доступ к UDDI. UDDI позволяет клиентскому приложению находить веб-сервис.

Взаимодействие с другими системами

Без локальных и виртуальных баз данных приложения функционировать не смогут. Веб-сервисы позволяют использовать протоколы и запросы для обработки и получения информации от всех носителей. Администраторы могут и самостоятельно подключать каталоги, и формировать новые направления.

Для работы и взаимодействия между системами и приложениями существует 3 основных вида запроса:

1. Публикация – это действие, когда поставщик информирует брокера (реестр служб) о существовании веб-службы с помощью интерфейса публикации брокера, чтобы сделать службу доступной для клиентов.
2. Найти - запросчик, консультирующийся с брокером, чтобы найти опубликованный веб-сервис.
3. Привязка. Получив информацию от веб-службы, полученную от брокера (реестра служб), запрашивающая сторона может связывать или вызывать веб-службу.

Характеристики разработки

Все поступающие сведения в системе перенаправляются в корневые каталоги. Каждая операция в Сети при работе протокола регистрируется. Описание веб-сервисов на каждом конкретном портале дает возможность быстро провести интеграцию и подключить необходимый источник информации.

Они имеют следующие особые поведенческие характеристики:

1. Они основаны на XML - веб-службы используют XML для представления данных на уровнях представления и транспортировки данных. Использование XML устраняет любые зависимости от сетей, операционных систем или платформ, поскольку XML является общим языком, понятным всем.
2. Слабосвязанная система означает, что клиент и веб-служба не связаны друг с другом. Даже если приложение изменяется со временем, оно не должно изменять способ вызова клиентом веб-службы. Использование слабосвязанной архитектуры делает программные системы более управляемыми и упрощает интеграцию между различными системами.
3. Синхронная или асинхронная функциональность - синхронность относится к привязке клиента к выполнению службы. В синхронных операциях клиент фактически будет ожидать завершения операции веб-службой. Примером этого, вероятно, является сценарий, в котором выполняются операции чтения и записи в базу данных. Если данные считываются из одной базы данных и впоследствии записываются в другую, то операции должны выполняться последовательно. Асинхронные операции позволяют клиенту вызывать службу, а затем параллельно выполнять другие функции. Это один из наиболее распространенных и, вероятно, наиболее предпочтительных методов обеспечения того, чтобы другие службы не останавливались при выполнении определенной операции.
4. Возможность поддержки удаленных вызовов процедур (RPC) - веб-службы позволяют клиентам вызывать процедуры, функции и методы для удаленных объектов с использованием протокола на основе XML. Удаленные процедуры предоставляют входные и выходные параметры, которые должен поддерживать веб-сервис.
5. Поддерживают обмен документами. Одним из ключевых преимуществ XML является его общий способ представления не только данных, но и сложных документов. Эти документы могут быть такими же простыми, как представление текущего адреса, или такими же сложными, как и представление всей книги.

Перечисленные параметры подробно описывают структуру и свойства сервисов в интернете. С их помощью разработчики приложений и владельцы порталов могут интегрировать различные сценарии операции, при этом используя разные языки программирования.