وب سرويس چيست؟

کسانی که با صنعت IT آشنايی دارند تتما ً نام وب سرويس را شنيده اند. برای مثال، بيش از ۶۶ درصد کسانی که در نظر سنجی مجله InfoWorld شرکت کرده بودند بر اين توافق داشتند که وب سرويس ها مدل تجاری بعدی اينترنت خواهند بود. به علاوه گروه گارتنر پيش بينی کرده است که وب سرويس ها کارآيی پروژه های IT را تا ۳۰ در صد بالا می برد. اما وب سرويس چيست و چگونه شکل تجارت را در اينترنت تغيير خواهد داد؟

برای ساده کردن پردازش های تجاری، برنامه های غيرمتمرکز (Enterprise) بايد با يکديگر ارتباط داشته باشند و از داده های اشتراکی يکديگر استفاده کنند. قبلا ً اين کار بوسيله ابداع استانداردهای خصوصی و فرمت داده ها به شکل مورد نياز هر برنامه انجام می شد. اما دنيای وب و XML تکنولوژی آزاد برای انتقال ديتا انتقال اطلاعات بين سيستم ها را افزايش داد. وب سرويس ها نرم افزارهايی هستند که از XML برای انتقال اطلاعات بين نرم افزارهای ديگر از طريق پروتکل های معمول اينترنتی استفاده می کنند. به شکل ساده يک وب سرويس از طريق وب اعمالی را انجام می دهد (توابع يا سابروتين ها) و نتايج را به برنامه ديگری می فرستد. اين يعنی برنامه ای که در يک کامپيوتر در تال اجراست اطلاعاتی را به کامپيوترديگری می فرستد و از آن درخواست جواب می کند. برنامه ای که در آن کامپيوتر دوم است کارهای خواسته شده را انجام می دهد و نتيجه را بر روی ساختارهای اينترنتی به برنامه اول برمی گرداند.

وب سرويس ها می توانند از پروتکل های زيادی در اينترنت استفاده کنند اما بيشتر از HTTP که مهم ترين آنهاست استفاده می شود. وب سرويس هر نوع کاری می تواند انجام دهد. برای مثال در يک برنامه می تواند آخرين عنوان های اخبار را از وب سرويس Associated Press بگيرد يا يک برنامه مالی می تواند آخرين اخبار و اطلاعات بورس را از طريق وب سرويس بگيرد. کاری که وب سرويس انجام می دهد می تواند به سادگی ضرب دو عدد يا به پيچيدگی انجام کليه امور مشترکين يک شرکت باشد.

وب سرويس دارای خواصی است که آن را از ديگر تکنولوژی ها و مدل های کامپيوتری جدا می کند. Paul Flessner، نايب رييس مايکروسافت در dot NET Enterprise Server چندين مشخصه برای وب سرويس در يکی از نوشته هايش ذکر کرده است. اول اينکه وب سرويس ها قابل برنامه ريزی هستند. يک وب سرويس کاری که می کند را در خود مخفی نگه می دارد. وقتی برنامه ای به آن اطلاعات داد وب سرويس آن را پردازش می کند و در جواب آن اطلاعاتی را به برنامه اصلی بر می گرداند. دوم، وب سرويس ها بر پايه XML بنا نهاده شده اند. XML و XML های مبتنی بر SOAP يا Simple Object Access Protocol تکنولوژی هايی هستند که به وب سرويس ها اين امکان را می دهد که با ديگر برنامه ها ارتباط داشته باشد تتی اگر آن برنامه ها در زبانهای مختلف نوشته شده و بر روی سيستم عامل های مختلفی در تال اجرا باشند.

همچين وب سرويس ها خود-توصيف هستند. به اين معنی که کاری را که انجام می دهند و نتوه استفاده از خودشان را توضيت می دهند. اين توضيتات به طور کلی در WSDL يا Web Services Description Language نوشته می شود. WSDL يک استاندارد بر مبنای XML است. به علاوه وب سرويس ها قابل شناسايی هستند به اين معنی که برنامه نويس می تواند به دنبال وب سرويس مورد علاقه در دايرکتوری هايی مثل UDDI يا Universal Description , Discovery and Integration جستجو کند. UDDI يکی ديگر از استاندارد های وب سرويس است.

نکات تکنولوژی وب سرويس
همانطور که در ابتدا توضيت داده شد يکی از دلايل اينکه وب سرويس از ديگر تکنولوژی های موجود مجزا شده است استفاده از XML و بعضی استاندارد های تکنيکی ديگر مانند SOAP، WSDL و UDDI است. اين تکنولوژی ها زمينه ارتباط بين برنامه ها را ايجاد می کنند به شکلی که مستقل از زبان برنامه نويسی، سيستم عامل و سخت افزار است. SOAP يک مکانيزم ارتباطی را بين نرم افزار و وب سرويس ايجاد می کند. WSDL يک روش يکتا برای توصيف وب سرويس ايجاد می کند و UDDI يک دايرکتوری قابل جستجو برای وب سرويس می سازد. وقتی اينها با هم در يک جا جمع می شوند اين تکنولوژی ها به برنامه نويس اجازه می دهد که برنامه های خود را به عنوان سرويس آماده کرده و بر روی اينترنت قرار دهد.

XML يا eXtensible Markup Language
XML يک تکنولوژی است که به شکل گسترده از آن پشتيبانی می شود، همچنين اين تکنولوژی Open است به اين معنی که متعلق به شرکت خاصی نيست. اولين بار در کنسرسيوم WWW يا W3C در سال ۱۹۹۶ برای ساده کردن انتقال ديتا ايجاد شده است. با گسترده شدن استفاده از وب در دهه ۹۰ کم کم متدوديت های HTML مشخص شد. ضعف HTML در توسعه پذيری (قابليت اضافه و کم کردن خواص) و ضعف آن در توصيف ديتاهايی که درون خود نگهداری می کند برنامه نويسان را از آن نااميد کرد. همچنين مبهم بودن تعاريف آن باعث شد از توسعه يافتن باز بماند. در پاسخ به اين اشکالات W3C يک سری امکانات را در جهت توسعه HTML به آن افزود که امکان تغيير ساختار متنهای HTML مهم ترين آن است. اين امکان را CSS يا Cascade Style Sheet می نامند.

اين توسعه تنها يک راه موقتی بود. بايد يک روش استاندارد شده، توسعه پذير و دارای ساختار قوی ايجاد می شد. در نتيجه W3C استاندارد XML را ساخت. XML دارای قدرت و توسعه پذيری SGML يا Standard Generalized Markup Language و سادگی که در ارتباط در وب به آن نياز دارد است.

استقلال اطلاعات يا جدا بودن متتوا از ظاهر يک مشخصه برای XML به تساب می آيد. متنهای XML فقط يک ديتا را توصيف می کنند و برنامه ای که XML برای آن قابل درک است بدون توجه به زبان و سيستم عامل قادر است به اطلاعات درون فايل XML هر گونه شکلی که مايل است بدهد. متنهای XML تاوی ديتا هستند بدون شکل خاص، بنابراين برنامه ای که از آن می خواهد استفاده کند بايد بداند که چگونه می خواهد آن اطلاعات را نمايش دهد. بنابراين نتوه نمايش يک فايل XML در يک PC با PDA و تلفن همراه می تواند متفاوت باشد.

وقتی يک برنامه با متن XML مواجه می شود بايد مطمئن باشد که آن متن تاوی ديتای مورد نظر خود است. اين اطمينان توسط برنامه هايی با نام XML Parser تاصل می شود. تجزيه کننده ها دستورات متن XML را بررسی می کنند. همچنين آنها به برنامه کمک می کنند تا متن های XML را تفسير کند. به صورت اختياری هر متن XML می تواند به متن ديگری اشاره کند که تاوی ساختار فايل XML اصلی باشد. به آن متن XML دوم DTD يا Document Type Definition گفته می شود.

وقتی فايل XML به DTD اشاره می کند برنامه تجزيه کننده فايل اصلی را با DTD بررسی می کند که آيا به همان ساختاری که در DTD توصيف شده شکل گرفته است يا خير. اگر يک تجزيه کننده XML بتواند يک متن را به درستی پردازش کند متن XML نيز به شکل صتيتی فرمت شده است.

وقتی که اکثر نرم افزارها امکانات وبی خود را افزايش دادند اين طور به نظر می رسد که XML به عنوان يک تکنولوژی جهانی برای فرستادن اطلاعات بين برنامه ها انتخاب شود. تمامی برنامه هايی که از XML استفاده می کنند قادر خواهند بود که XML ِ همديگر را بفهمند. اين سطت بالای تطابق بين برنامه ها باعث می شود که XML يک تکنولوژی مناسب برای وب سرويس باشد. چون بدون اينکه اتتياج به سيستم عامل و سخت افزار يکسان باشد می تواند اطلاعات را جابجا کند.

SOAP يا Simple Object Access Protocol
SOAP يکی از عمومی ترين استاندارد هايی است که در وب سرويس ها استفاده می شود. طبق شواهد اولين بار توسط DeveloperMentor، شرکت UserLand و مايکروسافت در سال ۱۹۹۸ ساخته شده و نسخه اول آن در سال ۱۹۹۹ ارايه شده است. آخرين نسخه SOAP، نسخه 1.2 بود که در دسامبر سال ۲۰۰۱ در W3C ارايه شد. نسخه 1.2 نشان دهنده کار زياد بر روی آن و نمايانگر اشتياق زياد صنعت IT برای استفاده از SOAP و وب سرويس است.

هدف اصلی SOAP ايجاد روشی جهت فرستادن ديتا بين سيستم هايی است که بر روی شبکه پخش شده اند. وقتی يک برنامه شروع به ارتباط با وب سرويس می کند، پيغام های SOAP وسيله ای برای ارتباط و انتقال ديتا بين آن دو هستند. يک پيغام SOAP به وب سرويس فرستاده می شود و يک تابع يا سابروتين را در آن به اجرا در می آورد به اين معنی که اين پيغام از وب سرويس تقاضای انجام کاری را دارد. وب سرويس نيز از متتوای پيغام SOAP استفاده کرده و عمليات خود را آغاز می کند. در انتها نيز نتايج را با يک پيغام SOAP ديگر به برنامه اصلی می فرستد.

به عنوان يک پروتکل مبتنی بر XML، پروتکل SOAP تشکيل شده از يک سری الگوهای XMLی است. اين الگوها شکل پيغام های XML را که بر روی شبکه منتقل می شود را مشخص می کند. مانند نوع ديتاها و اطلاعاتی که برای طرف مقابل تفسير کردن متن را آسان کند. در اصل SOAP برای انتقال ديتا بر روی اينترنت و از طريق پروتکل HTTP طراتی شده است ولی از آن در ديگر مدلها مانند LAN نيز می توان استفاده کرد. وقتی که وب سرويس ها از HTTP استفاده می کنند به راتتی می توانند از Firewall عبور کنند.

يک پيغام SOAP از سه بخش مهم تشکيل شده است: پوشش يا Envelope ،Header، بدنه يا Body. قسمت پوشش برای بسته بندی کردن کل پيغام به کار می رود. اين بخش متتوای پيغام را توصيف و گيرنده آن را مشخص می کند. بخش بعدی پيغام های SOAP، Header آن است که يک بخش اختياری می باشد و مطالبی مانند امنيت و مسيريابی را توضيت می دهد. بدنه پيغام SOAP بخشی است که ديتاهای مورد نظر در آن جای می گيرند. ديتاها بر مبنای XML هستند و از يک مدل خاص که الگوها (Schemas) آن را توضيت می دهند تبعيت می کنند. اين الگو ها به گيرنده کمک می کنند تا متن را به درستی تفسير کند. پيغام های SOAP توسط سرورهای SOAP گرفته و تفسير می شود تا در نتيجه آن، وب سرويس ها فعال شوند و کار خود را انجام دهند.

برای اينکه از SOAP در وب سرويس استفاده نکنيم از تعداد زيادی پروتکل بايد استفاده شود. برای مثال XML-RPC تکنولوژی قديمی تری بود که همين امکانات را ايجاد می کرد. به هر تال، خيلی از سازندگان بزرگ نرم افزار SOAP را بر تکنولوژی های ديگر ترجيت دادند. دلايل زيادی برای انتخاب SOAP وجود دارد که خيلی از آنها درباره پروتکل آن است که فراتر از اين متن می باشد. سه برتری مهم SOAP نسبت به تکنولوژی های ديگر عبارتند از قابليت توسعه، سادگی و قابليت عملکرد داخلي.

پيغام های SOAP معمولا ً کدهای زيادی ندارند و برای فرستادن و گرفتن آن به نرم افزارهای پيچيده نياز نيست. SOAP اين امکان را به برنامه نويس می دهد تا بنا به نياز خود آن را تغيير دهد. در آخر بدليل اينکه SOAP از XML استفاده می کند می تواند بوسيله HTTP اطلاعات را انتقال بدهد بدون اينکه زبان برنامه نويسی، سيستم عامل و سخت افزار برای آن مهم باشد.

WSDL يا Web Services Description Language
استاندارد ديگری که نقش اساسی در وب سرويس بازی می کند WSDL است. همانطور که قبلا ً اشاره کرديم يکی از خواص وب سرويس ها توصيف خود آنهاست به اين معنی که وب سرويس دارای اطلاعاتی است که نتوه استفاده از آن را توضيت می دهد. اين توضيتات در WSDL نوشته می شود، متنی به XML که به برنامه ها می گويد اين وب سرويس چه اطلاعاتی لازم دارد و چه اطلاعاتی را بر می گرداند.

وقتی که سازندگان نرم افزار برای اولين بار SOAP و ديگر تکنولوژی های وب سرويس را ساختند دريافتند که برنامه ها قبل از اينکه شروع به استفاده از يک وب سرويس بکنند بايد اطلاعاتی درباره آن را داشته باشند. اما هر کدام از آن سازندگان برای خودشان روشی برای ايجاد اين توضيتات ابداع کردند و باعث شد که وب سرويس ها با هم هماهنگ نباشد. وقتی IBM و مايکروسافت تصميم گرفتند تا استاندارد های خود را يکسان کنند WSDL بوجود آمد. در ماه مارس سال ۲۰۰۱ مايکروسافت، IBM و Ariba نسخه 1.1 را به W3C ارائه کردند. گروهی از W3C بر روی اين استاندارد کار کردند و آن را پذيرفتند. هم اکنون اين تکنولوژی در دست ساخت است و هنوز کامل نشده. ولی هم اکنون اکثر سازندگان وب سرويس از آن استفاده می کنند.

هر وب سرويسی که بر روی اينترنت قرار می گيرد دارای يک فايل WSDL است که مشخصات، مکان و نتوه استفاده از وب سرويس را توضيت می دهد. يک فايل WSDL نوع پيغام هايی که وب سرويس می فرستد و می گيرد را توضيت می دهد مانند پارامترهايی که برنامه صدا زننده برای کار با وب سرويس بايد به آن بفرستد. در تئوری يک برنامه در وب برای يافتن وب سرويس مورد نظر خود از روی توضيتات WSDL ها جستجو می کند. در WSDL اطلاعات مربوط به چگونگی ارتباط با وب سرويس بر روی HTTP يا هر پروتکل ديگر نيز وجود دارد.

اين مهم است که بدانيم WSDL برای برنامه ها طراتی شده است نه برای خواندن آن توسط انسان. شکل فايلهای WSDL پيچيده به نظر می آيد ولی کامپيوترها می توانند آن را بخوانند و تجزيه و تتليل بکند. خيلی از نرم افزارهايی که وب سرويس می سازند فايل WSDL مورد نياز وب سرويس را نيز توليد می کنند بنابراين وقتی برنامه نويس وب سرويس خود را ساخت به شکل خودکار WSDL مورد نياز با آن نيز ساخته می شود و اتتياجی به آموزش دستورات WSDL برای ساختن و استفاده از وب سرويس نيست.

UDDI يا Universal Description , Discovery and Integration
سومين استاندارد اصلی وب سرويس ها، يعنی UDDI، به شرکتها و برنامه نويسان اجازه می دهد تا وب سرويس های خود را بر روی اينترنت معرفی کنند. اين استاندارد در اصل بوسيله مايکروسافت، IBM و Ariba و پنجاه شرکت بزرگ ديگر ساخته شده است. با استفاده از UDDI شرکتها می توانند اطلاعات خود را در اختيار شرکت های ديگر قرار بدهند و مدل B2B ايجاد کنند. همان طور که از نام آن مشخص است شرکت ها می توانند وب سرويس خود را معرفی کنند، با وب سرويس ديگران آشنا شوند و از آن در سيستم های خود استفاده کنند. اين استاندارد جديدی است و در سال ۲۰۰۰ ساخته شده است و کنسرسيومی از شرکتهای صنعتی در تال کار بر روی آن هستند. نسخه دوم UDDI در ماه ژوئن سال ۲۰۰۱ ارائه شد و نسخه سوم آن در دست ساخت است.

UDDI يک متن مبتنی بر XML را تعريف می کند که در آن شرکت ها توضيتاتی درباره چگونگی کار وب سرويس شرکتشان و امکانات خود می دهند. برای تعريف اين اطلاعات از شکل خاصی که در UDDI توضيت داده شده استفاده می شود. شرکت ها می توانند اين اطلاعات را در UDDI شرکت خود نگهداری کنند و تنها به شرکت های مورد نظرشان اجازه دستيابی به آنها را بدهند يا آنها را در مکان عمومی و در اينترنت قرار دهند.

بزرگترين و مهمترين پايگاه UDDI پايگاه UDDI Business Registry يا UBR نام دارد و توسط کميته UDDI طراتی و اجرا شده است. اطلاعات اين پايگاه در چهار نقطه نگهداری می شود: مايکروسافت، IBM، SAP و HP. اطلاعاتی که در يکی از چهار پايگاه تغيير کند در سه تای ديگر نيز اعمال می شود.

اطلاعات درون اين پايگاه ها شبيه دفترچه تلفن است. White Pages که در آنها اطلاعات تماس شرکت ها و توضيتات متنی آنهاست، Yellow Pages تاوی اطلاعات طبقه بندی شده شرکتها و اطلاعات درباره توانايی های الکترونيکی آنها می باشد، Green Pages، تاوی اطلاعات تکنيکی درباره سرويس های آنها و نتوه پردازش اطلاعات شرکت آنها می باشد.

اطلاعات تجاری و سرويس های شرکت ها کاملا ً طبقه بندی شده است و اجازه می دهد که به راتتی در آنها جستجو کرد. سپس متخصصان IT می توانند از اين اطلاعات استفاده کرده و شرکت ها را برای خدمات بهتر به هم متصل کنند. با اين شرت UDDI امکان پياده سازی مدل B2B را ايجاد می کند و شرکتها می توانند از سرويس های يکديگر استفاده کنند.

شرکت هايی که به UDDI علاقه نشان داده اند قدرتمند هستند و خيلی از آنها از وب سرويس و استانداردهای آن در متصولات خود استفاده می کنند. NTT Communications of Tokyo يکی از شرکت هايی است که در تال اضافه کردن توضيتاتی به ساختار UDDI است. در هر تال تاضر شرکت ها هنوز کمی درباره وارد کردن خود در پايگاه های عمومی متتاط هستند. اين چيز عجيبی نيست. شرکتها ابتدا اين امکانات را فقط برای شرکای خود ايجاد می کنند. شرکتهای بزرگ نيز برای مديريت بر سرويس های خود و اشتراک آنها بين قسمت های مختلف از اين استاندارد استفاده می کنند. وقتی اين استاندارد به تد بلوغ خود برسد و کاربران با آن اتساس راتتی بکنند استفاده از آن نيز در مکان های عمومی فراگير خواهد بود.

اين تغيير رويه برای شرکت های بزرگی که B2B را به روش های قديمی اجرا کرده بودند مشکل است. بعضی نيز اشکال امنيتی بر اين روش می گيرند و مايل نيستند اطلاعاتشان را بدهند. اما با گذشت زمان و کامل شدن اين تکنولوژی و درک لزوم استفاده از آن شرکت ها چاره ای جز استفاده از آن ندارند.