Como funcionam os Web Services

Web Service é uma solução utilizada na integração de sistemas e na comunicação entre aplicações diferentes. Com esta tecnologia é possível que novas aplicações possam interagir com aquelas que já existem e que sistemas desenvolvidos em plataformas diferentes sejam compatíveis. Os Web Services são componentes que permitem às aplicações enviar e receber dados em formato XML. Cada aplicação pode ter a sua própria “linguagem”, que é traduzida para uma linguagem universal, o formato XML.

Para as empresas, os Web Services podem trazer agilidade para os processos e eficiência na comunicação entre cadeias de produção ou de logística. Toda e qualquer comunicação entre sistemas passa a ser dinâmica e principalmente segura, pois não há intervenção humana.

Essencialmente, o Web Service faz com que os recursos da aplicação do software estejam disponíveis sobre a rede de uma forma normalizada. Outras tecnologias fazem a mesma coisa, como por exemplo, os browsers da Internet acessam às páginas Web disponíveis usando por norma as tecnologias da Internet, HTTP e HTML. No entanto, estas tecnologias não são bem sucedidas na comunicação e integração de aplicações. Existe uma grande motivação sobre a tecnologia Web Service pois possibilita que diferentes aplicações comuniquem entre si e utilizem recursos diferentes.

Utilizando a tecnologia Web Service, uma aplicação pode invocar outra para efetuar tarefas simples ou complexas mesmo que as duas aplicações estejam em diferentes sistemas e escritas em linguagens diferentes. Por outras palavras, os Web Services fazem com que os seus recursos estejam disponíveis para que qualquer aplicação cliente possa operar e extrair os recursos fornecidos pelo Web Service.

Os Web Services são identificados por um URI (Uniform Resource Identifier), descritos e definidos usando XML (Extensible Markup Language). Um dos motivos que tornam os Web Services atractivos é o fato deste modelo ser baseado em tecnologias standards, em particular XML e HTTP (Hypertext Transfer Protocol). Os Web Services são utilizados para disponibilizar serviços interactivos na Web, podendo ser acessados por outras aplicações usando, por exemplo, o protocolo SOAP (Simple Object Access Protocol).

O objectivo dos Web Services é a comunicação de aplicações através da Internet. Esta comunicação é realizada com intuito de facilitar a EAI (Enterprise Application Integration) que significa a integração das aplicações de uma empresa, ou seja, interoperabilidade entre a informação que circula numa organização nas diferentes aplicações como, por exemplo, o comércio electrónico com os seus clientes e seus fornecedores. Esta interação constitui o sistema de informação de uma empresa. E para além da interoperabilidade entre as aplicações, a EAI permite definir um workflow entre as aplicações e pode constituir uma alternativa aos ERP (Enterprise Resource Planning). Com um workflow é possível optimizar e controlar processos e tarefas de uma determinada organização.

PADRÃO

O W3C, OASIS são as instituições responsáveis pela padronização dos Web Services. Empresas como IBM e Microsoft, duas das maiores do setor de tecnologia, apoiam o desenvolvimento deste padrão. Segundo o W3C (World Wide Web Consortium) um Web Service define-se como: um sistema de software projetado para suportar a interoperabilidade entre máquinas sobre rede.
Tem uma relação descritiva num formato machine-processable, especificamente WSDL (Webservice Description Language). Outros sistemas interagem com o Web Service usando as mensagens SOAP, tipicamente sobre HTTP com XML na junção com outros standards da Web.

TECNOLOGIAS

As bases para a construção de um Web Service são os padrões XML e SOAP. O transporte dos dados é realizado normalmente via protocolo HTTP ou HTTPS para conexões seguras (o padrão não determina o protocolo de transporte). Os dados são transferidos no formato XML, encapsulados pelo protocolo SOAP.

SEGURANÇA

Muitas empresas temiam, no passado, prover funcionalidades na Internet devido ao medo de expor seus dados. Mas com advento dos Web Services elas podem publicar serviços de forma simples e que são totalmente isolados da base de dados.
A segurança dos Web Services é um dos pontos fracos desta tecnologia. O problema não é a falta de mecanismos de segurança mas sim a falta de consenso em qual deve ser o mecanismo a ser adaptado pela tecnologia Web Service.

As questões mais relevantes na segurança são as seguintes:

Autenticidade (ter a certeza que uma transação do Web Service ocorreu entre o servidor e seu cliente;
Privacidade (todas as mensagens trocadas entre o servidor e o cliente não são interceptadas por uma pessoa não autorizada);
Integridade (as mensagens enviadas tanto pelo servidor ao cliente, como o contrário, devem permanecer inalteradas).

Principais mecanismos de segurança.

SSL

O SSL (Secure Socket Layer) [Netscape 1996] quando aplicado a pequenos dispositivos oferece autenticação, integridade de dados e privacidade de serviços. Assim, tornou-se possível enviar informação confidencial utilizando um mecanismo de segurança SSL sob HTTP também conhecido como HTTPS (Hypertext Transfer Protocol Secure). Este mecanismo protege informações confidenciais e é fácil de ser configurado. Tem como desvantagem ser mais lento do que as transacções HTTP não cifradas pelo que não é adequado para taxas de transferências de dados elevadas. Por ser um mecanismo de proteção no nível de transporte, apresenta restrições para ser aplicado em aplicações Web Services, pois o SSL não permite criptografia de parte da informação nem o uso de sessões seguras entre mais de duas partes, uma vez que seu funcionamento se baseia em uma arquitetura de transporte sem-fim.

XML Signature

A XML Signature [IETF e W3C 2000] é uma iniciativa conjunta da IETF (Internet Engineering Task Force) e do W3C para especificar uma sintaxe XML e regras de processamento para criação e representação de assinatura digital. As vantagens na utilização da XML Signature, ao contrário de outras normas de assinaturas digitais, estão baseadas na independência da linguagem de programação, fácil interpretação humana e independência do fabricante. Esta tecnologia também permite assinar digitalmente subconjuntos de um documento XML.

XML Encryption

A XML Encryption [IETF e W3C 2002] especifica um processo para cifra de dados e sua representação em formato XML. Os dados podem ser dados arbitrários (incluindo um documento XML), elementos XML ou conteúdos de elementos XML. Um documento XML que utiliza a XML Encryption pode ser visto por qualquer utilizador, mas apenas o proprietário da chave de descodificação conseguirá compreender o conteúdo codificado.

WS-Security

O WS-Security (Web ServiceS Security) é uma iniciativa conjunta de empresas como Microsoft, IBM e Verisign destinada ao uso da XML-Signature e da XML-Encryption para fornecer segurança às mensagens SOAP. O WS-Security é um esforço destinado a fazer com que os Web Services trabalhem melhor em um ambiente global. O WS-Security também inclui alguns importantes componentes como encaminhamento, confiança e tratamento de transações.

SAML

O SAML (Security Assertion Markup Language) [OASIS 2001] é um padrão emergente para a troca de informação sobre autenticação e autorização. O SAML soluciona um importante problema para as aplicações da próxima geração, que é a possibilidade de utilizadores transportarem seus direitos entre diferentes Web Services. Isto é importante para aplicações que tencionam integrar um número de Web Services para formar uma aplicação unificada.

Integração de sistemas

Muitas pessoas consideram que os Web Services corrigem um grande problema da informática: a falta de integração de sistemas.
Os Web Services permitem que a integração de sistemas seja realizada de maneira compreensível, reutilizável e padronizada.
É uma tentativa de organizar um cenário cercado por uma grande variedade de diferentes aplicativos, fornecedores e plataformas.

Tecnologias Utilizadas

Para a representação e estruturação dos dados nas mensagens recebidas/enviadas é utilizado o XML (eXtensible Markup Language).
As chamadas às operações, incluindo os parâmetros de entrada/saída, são codificadas no protocolo SOAP (Simple Object Access Protocol, baseado em XML). Os serviços (operações, mensagens, parâmetros, etc.) são descritos usando a linguagem WSDL (Web Services Description Language). O processo de publicação/pesquisa/descoberta de Web Services utiliza o protocolo UDDI (Universal Description, Discovery and Integration).

XML

Extensible Markup Language (XML) é a base em que os Web Services são construídos. O XML fornece a descrição, o armazenamento, o formato da transmissão para trocar os dados através dos Web Services e também para criar tecnologias Web Services para a troca dos dados.
A sintaxe de XML usada nas tecnologias dos Web Services especifica como os dados são representados genericamente, define como e com que qualidades de serviço os dados são transmitidos, pormenoriza como os serviços são publicados e descobertos. Os Web Services decodificam as várias partes de XML para interagir com as várias aplicações.

SOAP

O SOAP (Simple Object Access Protocol) baseia-se numa invocação remota de um método e para tal necessita especificar o endereço do componente, o nome do método e os argumentos para esse método. Estes dados são formatados em XML com determinadas regras e enviados normalmente por HTTP para esse componente. Não define ou impõe qualquer semântica, quer seja o modelo de programação, quer seja a semântica específica da implementação. Este aspecto é extremamente importante, pois permite que quer o serviço, quer o cliente que invoca o serviço sejam aplicações desenvolvidas sobre diferentes linguagens de programação. Por esta razão, o SOAP tornou-se uma norma aceita para se utilizar com Web Services, uma tecnologia construída com base em XML e HTTP.
Desta forma, pretende-se garantir a interoperabilidade e intercomunicação entre diferentes sistemas, através da utilização da linguagem XML e do mecanismo de transporte HTTP ou outro como, por exemplo, SMTP. O SOAP permite que os documentos XML de envio e de recepção sobre a Web suportem um protocolo comum de transferência de dados para uma comunicação de rede eficaz, ou seja, o SOAP providencia o transporte de dados para os Web Services.
Em relação a Web, o SOAP é um protocolo de RPC que funciona sobre HTTP (ou SMTP, ou outro) de forma a ultrapassar as restrições de segurança/firewalls normalmente impostas aos sistemas clássicos de RPC (RMI, DCOM, CORBA/IIOP) suportando mensagens XML. Em vez de usar HTTP para pedir uma página HTML para ser visualizada num browser, o SOAP envia uma mensagem de XML através do pedido HTTP e recebe uma resposta, se existir, através da resposta do HTTP. Para assegurar corretamente a transmissão da mensagem de XML, o servidor de HTTP, tais como Apache ou IIS (Microsoft Internet Information Server), recebe mensagens SOAP e deve validar e compreender o formato do documento XML definido na especificação SOAP v1.1.

WSDL

É a sigla de Web Services Description Language, padrão baseado em XML para descrever o serviço como no COM, onde ele traz os métodos do Web Services. Funciona como uma espécie de “TypeLibrary” do Web Service, além de ser usado para a validação das chamadas dos métodos. O WSDL (Web Services Description Language) é uma especificação desenvolvida pelo W3C que permite descrever os Web Services segundo um formato XML.
O WSDL é extensível para permitir a descrição dos serviços e suas mensagens, independentemente dos formatos de mensagem e dos protocolos de rede que sejam usados. No entanto, é comum usar-se o MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions) e o HTTP://SOAP.
O WSDL descreve os serviços disponibilizados à rede através de uma semântica XML, este providencia a documentação necessária para se chamar um sistema distribuído e o procedimento necessário para que esta comunicação se estabeleça. Enquanto que o SOAP especifica a comunicação entre um cliente e um servidor, o WSDL descreve os serviços oferecidos.

UDDI

Protocolo desenvolvido para a organização e registro de Web Services.
O UDDI (Universal Description Discovery and Integration) é uma iniciativa em desenvolvimento no âmbito do consórcio industrial UDDI promovido originalmente pela IBM, Microsoft e Arriba, com objectivo de acelerar a interoperabilidade e utilização dos Web Services, pela proposta de um serviço de registro de nomes de organizações e de descrição do serviço.

Um registro UDDI contém três tipos de informação:

Informações gerais de cada organização, tais como o nome, morada, telefone e contactos;
Informações de organizações e serviços por categorias de negócios;
Informações técnicas sobre os serviços providenciados pelas organizações.

O UDDI providencia três funções principais, conhecidas como Publicação, Descoberta e Ligação:

Publicação: permite que uma organização divulgue o(s) seu(s) serviço(s);
Descoberta: permite que o cliente do serviço, procure e encontre um determinado serviço;
Ligação (bind): permite que o cliente do serviço, possa estabelecer a ligação e interagir com o serviço.

WS-i

A WS-I (Web Services Interoperability) é uma associação de empresas do setor de TI, incluindo a IBM e a Microsoft, que garantem a integração e comunicação entre os Web Services, visando criar serviços Web, onde todas as empresas possam usar.