Evoluzione dei Web Evoluzione dei Web Services per Services per l’interoperabilità:l’interoperabilità:approcci a supporto della approcci a supporto della dinamicità e flessibilità dinamicità e flessibilità nell’integrazione nell’integrazione di infrastrutture ITdi infrastrutture IT
Emanuele Della ValleArea Middleware - CEFRIELemail:[email protected]:www.cefriel.it/~dellavalle
… … fu così che …fu così che …… nacquero le soluzioni di Enterprise Application Integration e iniziò il processo di maturazione delle tecnologie per l’integrazione
Service Oriented ArchitectureService Oriented Architecturebasata su Web Servicesbasata su Web ServicesIl concept di Service Oriented Architecture (SOA) abilita flessibilità e dinamismo tramite una descrizione ricca del servizio e un meccanismo di pubblicazione/scoperta di tali descrizioni che permette a richiedenti occasionali di interagire con il servizio senza (o con limitate) conoscenze a priori.
Tecnologie che abilitano la discoveryTecnologie che abilitano la discovery
Lo standard UDDILo standard UDDIUn registro UDDI (v 3.0) contiene:Pagine Bianche
Nome del service provider, identificativo, indirizzo e altre informazioni per contattare la società
Pagine Gialle Sistemi di classificazione di service
provider e servizi su base geografica, tipo di industri, etc.
Pagine Verdi Descrizione tecnica delle interfacce
del servizio (es. Acquisto libri) e del punto di accesso (URL, e-mail, ecc.) utilizzando opportuni “tModel”
tModel Definizione tecnica di un tipo di
servizio tipicamente emessa da enti di standardizzazione di specifici domini (es. EAN/UCC*) per essere utilizzata dai service provider.
Oggetti nel repository Tutti gli oggetti descritti sopra sono
immagazzinati come metadati nel registro
UDDI prevede API per scrivere e cercare nel repository * EAN.UCC System standardizza bar codes, insiemi di transazioni EDI transactions sets, schemi XML, e altre soluzioni per rendere più efficiente l’e-business
Business EntityNome, Indirizzo, ContattiIdentificativoABN, CAN, DUNS, …
ClassificazioneGeografica, tipo di industria, …
Business ServiceNome, descrizioneClassificazioneTipo di processo, ruolo, …
Tecnologie che abilitano la discoveryTecnologie che abilitano la discovery
Casi d’uso e limiti di UDDICasi d’uso e limiti di UDDISi iniziano a registrare casi d’uso reali interessanti di UDDIBizDex Registry
L’Australian National B2B Registry fa leva su UDDI per ridurre il costo di setup di infrastrutture B2B anche per piccoli business e con piccoli volumi di transazioni.
30 Gennaio 2004
Picture Services Network Il Common Picture Exchange
Environment dell’International Imaging Industry Association's utilizza UDDI per ridurre i costi di integrazione di differenti prodotti per la fotografia digitale.
10 Giugno 2003
Altri casi d’uso http://www.uddi.org/casestudies.html
In ambienti caratterizzati da alto dinamismo in cui numerose organizzazione autonome gestiscono un insieme di servizi eterogenei, ma fortemente interdipendenti, UDDI mostra limiti di flessibilità.In particolare, il meccanismo di ricerca effettua un matching sintattico (senza considerare il significato delle descrizioni) con conseguente:basso recall:
a causa di termini semanticamente simili ma sintatticamente diversi (sinonimi)
esempio: “sagra” e “manifestazione folkloristica”
bassa precisione: a causa di termini con uguale
sintassi ma differente semantica (omonimi)
esempio: “grana”, si intende il formaggio o il tipo di pasta?
Composizione: una necessitàComposizione: una necessità
In un mercato dinamico e aggressivo, l’estrema specializzazione è una necessità, ma le esigenze dei consumatori restano trasversali e per soddisfarle occorre la collaborazione di molti attori. Nel caso del turismo, ad esempio, è normale che chi offre viaggi aerei, non offra pacchetti vacanza completi (cosa che, invece, fanno le agenzie di viaggio). La composizione di servizi cross-organizzazione è una delle possibili vie per offrire servizi ad alto valore aggiunto per l’utente finale integrando i servizi di molte realtà settoriali.
Tecnologie che abilitano la composizioneTecnologie che abilitano la composizione
BPEL4WS, WSCI, BPML, …BPEL4WS, WSCI, BPML, …La composizione abilita la creazione di nuovi servizi a partire da servizi esistenti.Molti dei convenzionali middleware di composizione (es. WfMS) non sono stati in grado di garantire un sufficiente grado di interoperabilità e i relativi processi di standardizzazione si sono in parte “arenati” (es. gli standard proposti dalla WfMC sono scarsamente supportati)Le opportunità per i Web Services Gli standard disponibili (SOAP e WSDL) sono largamente impiegati e garantiscono coerenza nei meccanismi di invocazione e nella descrizione dell’interfaccia dei serviziMolti tools (per discovery e invocazione) sono già disponibili e, pertanto, sviluppare un ambiente di composizione di Web Services è “poco” costoso
Standard in competizioneBPEL4WS
è un linguaggio per la specifica formale di processi di business e protocolli per l’interazione tra business.
Web Service Choreography Interface (WSCI)
è un linguaggio per la descrizione del flusso di messaggi scambiati da Web Services che collaborano per esibire un servizio composto.
Business Process Modeling Language (BPML)
è un modello di esecuzione astratto per processi di business collaborativi e transazionali
… … e fu così che e fu così che si affermarono le SOA basate su WSsi affermarono le SOA basate su WSIl continuo processo di maturazione delle tecnologie ha portato negli ultimi anni all’affermazione dei Web Services come potenziale base tecnologica di soluzioni per EAI che ambiscono a supportare scenari ad alta dinamicità con il dovuto grado di flessibilità. […]
Limiti degli approcci attuali in contesti Limiti degli approcci attuali in contesti caratterizzati da alta dinamicitàcaratterizzati da alta dinamicitàÈ semplice gestire pochi servizi all’interno di un unica organizzazione da utilizzare in workflow poco complessi
Gestirli diventa difficile quanto i servizi sono numerosi e occorre comporli in complessi business process cross-organizzazione
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Pochi servizi
Workflow poco complessi
Numerosi servizi
Inspired by: J. Cardoso, C. Bussler, A. Sheth1, D. Fensel, Semantic Web Services and Processes, October 2002
Il principale limite è la mancanza di di Il principale limite è la mancanza di di semantica elaborabile dalle macchinesemantica elaborabile dalle macchine"Semantic differences remain the primary roadblock to smooth application integration, one which Web Services alone won't over-come. Until someone finds a way for applications to understand each other, the effect of Web services technology will be fairly limited. When I pass customer data across in a certain format using a Web Services interface, the receiving program has to know what that format is. You have to agree on what the business objects look like. And no one has come up with a feasible way to work that out yet ...“
“L’eterogeneità semantica rimane il principale intoppo alla integrazione di applicazioni, un intoppo che i Web Services da soli non risolveranno. Finchè qualcuno non troverà un modo di per far si che le applicazioni si capiscano, gli effetti dei Web Services resteranno limitate. Quando si passano i dati di un utente in un certo formato usango un Web Services come interfaccia, il programma che li riceve deve comunque sapere in che formato sono. Occorre comunque accordarsi sulla struttura di ciascun business object. Fino ad ora nessuno ha ancora trovato una soluzione attuabile …”
Nell’implementazione di una SOA usando i WS, Nell’implementazione di una SOA usando i WS, dove sta la semantica dell’informazione dove sta la semantica dell’informazione scambiata?scambiata?In parte è codificata nella descrizione del servizio (WSD), ma quella che abilita l’interazione resta nella testa delle persone …
Il Semantic Web sta rendendo disponibili Il Semantic Web sta rendendo disponibili meccanismi per rendere la semantica meccanismi per rendere la semantica elaborabileelaborabileLa semantica può essere resa elaborabile dalle macchine tramite le ontologie ( ) perchè abilitano la comprensione dei simboli da parte delle persone e allo stesso tempo la loro elaborabilità
Esempio di uso della semanticaEsempio di uso della semantica Semantic-based service discoverySemantic-based service discoveryUn’ontologia permette di descrivere le relazioni tra i simboli in modo formale. La più semplice relazione è quella di classificazione. Ad esempio, nel contesto del turismo le “sagre” e le “mostre” sono due tipi di “eventi culturali” che a loro volta sono “attrattive culturali” come i “beni culturali”
Mentre nel keyword mathcing (es. in UDDI) il matching è basato solo sulla sintassi della stringa, avendo a disposizione un’ontologia si possono utilizzare le relazioni tra i simboli per “inferire” altre forme di matching.I possibili mathcing abilitati dalla relazione di classificazione sono:Exact Mathcing ( )
Tutti i servizi classificati utilizzando il simbolo richiesto
Plug-in matching ( ) Tutti i servizi classificati
utilizzando uno dei simboli che sono classificati come tipi più specifici di quello richiesto
Subsume matching ( ) Tutti i servizi classificati
utilizzando uno dei simboli di tipo più generico di quello richiesto
Qui a fianco è illustrato un esempio di mathcing nel caso in cui venga richiesto “eventi culturali”
Quale approccio ai Semantic Web Quale approccio ai Semantic Web Services?Services?In aggiunta ad un linguaggio per esprimere le ontologie, l’interoperabilità semantica richiede la definizione di un modello concettuale per i Web Services.OWL-S e WSMO sono le due principali iniziative attive nel contesto dei Semantic Web Services, OWL-S è un’ontologia dei servizi definita in OWL (Ontology Web Language)
Mette a disposizione dei service providers un insieme di costrutti per descrivere le proprietà e le funzionalità offerte dai loro Web Services in modo che tali descrizioni siano “comprensibili” alle macchine.
OWL-S è stato sottomesso al W3C nel Novembre del 2004.http://www.daml.org/services/owl-s/1.1/ .
WSMO, Web Service Modeling Ontology, Prende il problema da un punto di vista più ampio introducendo quattro elementi:
Le ontologie che permettono di descrivere il significato dei simboli necessari a tutti gli altri elementi,
I goal che descrivono le funzionalità richiesta da chi intendo utilizzare i Web Services disponibili,
Le descrizioni dei servizi vere e proprie, eI mediatori per aggirare i problemi di interoperabilità
La preparazione di una sottomissione al W3C è in corso ed è attesa per il giugno 2005
http://www.wsmo.org/ .
L’idea è “completare (gli standard esistenti), non competere”
Semantic Service Discovery - publishing Semantic Service Discovery - publishing timetime
Execution Enviroment
Ontologies Mediators Web Services
Providerentity
WS
Providerentity
WS
Providerentity
WS
Providerentity
WS
WSD
WSD
WSD
WSD
1. i provider e i requester si accor-dano sulle ontologie da usare
Requesterentity
2. Quando non si riesce a trovare un accordo si possono introdurre dei mediatori (es. Conversione €/$)3.Ciascun provider descrive i propri servizi usando i simboli delle ontologie prescelte e, se necessario i mediatori
Semantic Service Discovery - discovery Semantic Service Discovery - discovery timetime
Execution Enviroment Discovery engine
Ontologies Mediators Web Services
1. I Requester descrivono i proprio goal usando i simboli delle ontologie prescelte e, se necessario i mediatori
Requesterentity
2. Il meccanismo di discovery usa le ontologie e i mediatori per scoprire quali descrizioni hanno una corrispondenza semantica con il goal3. L’ execution environment returna una lista di Web Services
1.1.
22..
33..
++++++++
WSDWSDWS
DWSD
4. Il requester seleziona il Web Services più appropriato e lo invoca
C’era una volta e un’altra volta non c’era più,C’era una volta e un’altra volta non c’era più,ma quella volta comunque c’era …ma quella volta comunque c’era …
Nelle soluzioni di application-to-application integration la semantica rimane nella testa di chi scrive l’adapter
Nelle soluzioni di EAI che usano i Web Services come soluzione di integrazione la semantica è in parte codificata negli standard (XSD, SOAP, WSDL, BPEL4WS, BPML, etc.) usati per definire i formati dei dati scambiati e le modalità di scambio, ma buona parte rimane della testa di chi realizza la soluzione di integrazione.
C’era una volta e un’altra volta non c’era più,C’era una volta e un’altra volta non c’era più,ma quella volta comunque c’era …ma quella volta comunque c’era …
Le soluzioni di EAI del futuro potrebbero essere basate sui risultati dei working group che oggi stanno lavorando per aggiungere Semantica (direttamente elaborabile dalle macchine) ai Web Services.In questo modo la semantica risulta condivisa tra gli utenti e le macchine (direttamente disponibile alla soluzione di EAI) permettendo un’integrazione flessibile in grado di seguire le esigenze di business di un mercato caratterizzato da forte specializzazione e dinamismo.
Opportunità, sfide e attività Opportunità, sfide e attività CEFRIELCEFRIELOpportunità: studiare soluzioni di EAI con elevato grado di flessibilità per ambiti applicativi con elevato grado di dinamismo.Sfida: impiegare in scenari reali l’approccio innovativo dei Semantic Web Services attraverso un opportuno tuning che richiede la selezione delle tecnologie abilitanti, l’uso di standard esistenti, la scelta dell’architet-tura complessiva, la selezione degli ambiti applicativi più idonei, …
Es. COCOON: WSMO per e-Health [http://cocoon.cefriel.it]
