Anwendungsintegration durch Webservices E-Book

Benjamin Krischer

• Herausgeber: GRIN Verlag
• Sprache: Deutsch

Veröffentlichungsjahr: 2003

Beschreibung

Diplomarbeit aus dem Jahr 2002 im Fachbereich Informatik - Wirtschaftsinformatik, Note: 2,0, Philipps-Universität Marburg (Wirtschaftsinformatik), Sprache: Deutsch, Abstract: Wenn sich IT-Systeme heutzutage nicht schnell genug an neue Unternehmensstrategien oder Rahmenbedingungen anpassen können lähmen sie den Betrieb. Eine schnelle Reaktionsfähigkeit ist demnach unabdingbar – permanent entstehen neue Märkte, die Nachfrage ändert sich, neue Services entstehen. Es gilt, den Spagat zwischen möglichst hoher Flexibilität und Unterstützung des laufenden Geschäftsbetriebs zu bewältigen. Architekturen müssen dazu wandlungsfähig sein, heutige Systeme verfügen jedoch nur sehr begrenzt über die geforderte Beweglichkeit. Die zunehmende Vernetzung von Unternehmen verlangt eine Kooperation von IT-Systemen in ständig wechselnden Kombinationen. Dabei richtet sich das Interesse zunehmend auf die Integration mit Geschäftspartnern, problematisch daran ist aber, dass bis zu 80% unternehmensinterner Systeme bisher noch nicht online fähig sind und ein stark wachsendes Bedürfnis besteht, diesen Zustand zu ändern.1 Insbesondere der E-Business Bereich begünstigt solche Anliegen und mit dessen Hilfe eröffnen sich weltweit neue Perspektiven für Unternehmen aller Branchen und Größen. Leistungsfähigkeit und Geschwindigkeit der digitalen Datenübertragung machen es möglich, auf Anforderungen und Präferenzen der einzelnen Kunden und Partner schneller und wirksamer eingehen zu können als jemals zuvor, was von sinkenden Kosten für Hardware und Bandbreite unterstützt wird. Konsequenz ist, dass Geschäftsprozesse gegenwärtig nicht mehr an eigenen Unternehmensgrenzen enden, sondern darüber hinausgehen und eine Vielzahl an Geschäftspartnern miteinbinden.

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1 Webservices - Mehrwert für Anwendungsintegration?

2 Anwendungsintegration.

2.1 Begriffliche Abgrenzung.

2.2 Entstehung und heutige Bedeutung.

2.2.1 Integrationsziele.

2.2.2 Historische Entwicklung.

2.2.3 Die Rolle von Electronic Data Interchange.

2.2.4 Anwendungsintegration heute.

2.3 Kommunikationsmodell: Synchron versus Asynchron.

2.4 Integrationsansätze.

2.4.1 Präsentationsintegration.

2.4.2 Integration von Daten.

2.4.3 Funktionsbasierte Integration.

2.5 Integrationstopologien.

2.5.1 Point-to-Point.

2.5.2 Hub-and-Spoke.

2.5.3 Bus / Pipeline.

2.6 Ausgewählte Middleware als Beispiel für Integrationsplattformen.

2.6.1 Grundlegende Differenzierungskriterien.

2.6.2 CORBA - Die Common Object Request Broker Architecture.

2.6.3 Enterprise Java Beans.

2.6.4 Das (Distributed) Component Object Model.

3 Webservices - Eine Einführung.

3.1 Grundlegende Funktionsweise.

3.2 Einsatzmöglichkeiten.

4 Die Webservices-Technologie.

4.1 XML - normierte Auszeichnungssprache als technologische Grundlage.

4.2 Discovery - Das Auffinden von Webservices.

4.2.1 UDDI - Grüne Seiten für Webservices.

4.2.2 WSIL.

4.3 Description - Selbstbeschreibende Dienste.

4.3.1 WSDL.

4.3.2 Ergänzende Beschreibungsansätze.

4.3.2.1 User Interfaces.

4.3.2.2 Weitere Beschreibungssprachen.

4.4 Packaging - Die Übertragungsprotokolle.

4.4.1 SOAP.

4.4.2 Ergänzungen des SOAP Protokolls.

4.5 Transport - Wege zur Verteilung.

4.5.1 HTTP.

4.5.2 Alternative Transportwege.

4.6 ebXML - Konkurrierendes Framework oder Ergänzung?

5 Werkzeuge zur Entwicklung von Webservices.

5.1 Java 2 Enterprise Edition.

5.1.1 Die J2EE Architektur.

5.1.2 Die Entwicklung von Webservices mit J2EE.

6 Der Einsatz von Webservices zur Integration heterogener Welten.

6.1 Einordnung von Webservices in das Integrationsschema.

6.2 Webservices - Ein Paradigmenwechsel?

6.3 Prämissen beim Einsatz von Webservices zur Anwendungsintegration.

6.3.1 Standardisierung.

6.3.2 Interoperabilität.

6.3.3 Verbreitungsgrad.

6.3.4 Sicherheit.

6.3.5 Transaktionsunterstützung.

6.3.6 Quality of Service.

6.3.7 Weitere Faktoren.

6.4 Weitere technische Gesichtspunkte.

6.5 Webservices und heutige Middleware.

6.6 Betriebswirtschaftliche Faktoren.

6.7 Integration innerhalb von Unternehmensgrenzen.

6.8 Organisationsübergreifende Integration.

7 Webservices zwischen Vision und Wirklichkeit.

Anhang A: Listings.

Eidesstattliche Erklärung.

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Abkürzungsverzeichnis

AnwendungsintegrationAI -AmericanNational Standards InstituteANSI -ApplicationProgramming InterfaceAPI -ActiveServer PagesASP -BusinesstoBusinessB2B -BusinesstoConsumerB2C -BusinessProcess Specification SchemaBPSS -BusinessTransaction ProtocolBTP -CommonLanguage RuntimeCLR -ComponentObject ModelCOM -CommonObject Request Broker ArchitectureCORBA -CollaborationProtocol AgreementCPA -CollaborationProtocol ProfileCPP -CustomerRelationship ManagementCRM -DatabaseManagement SystemDBMS -DistributedComponent Object ModelDCOM -DirectInternet Message EncapsulationDIME -DynamicLink LibraryDLL -DiskOperation SystemDOS -DigitalSignatureDSIG -DocumentType DefinitionDTD -EnterpriseApplication IntegrationEAI -E-BusinessextensibleMarkupLanguageebXML -EuropeanComputer Manufacturers AssociationECMA -EnterpriseJava BeansEJB -EnterpriseRessource PlanningERP -ElectronicData InterchangeEDI -FileTransfer ProtocolFTP -GeneralInter ORB ProtocolGIOP -HypertextMarkup LanguageHTML -HypertextTransfer ProtocolHTTP -

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IEI -IntermediateLanguageIL -InternetInter-ORB ProtocolIIOP -InformationstechnologieIT -Java2 Enterprise EditionJ2EE -JavaDatabase ConnectivityJDBC -Justin TimeJIT -KleineundmittlereUnternehmenKMU -MultipurposeInternet Mail ExtensionsMIME -MicrosoftMS -MessageService HandlerMSH -MicrosoftTransaction ServerMTS -NorthAmerican Industry Classification SystemNAICS -OrganizationfortheAdvancementofStructural InformationOASIS -Standards Open Database ConnectivityODBC -ObjectLinkingandEmbeddingOLE -ObjectManagement GroupOMG -ObjectRequest BrokerORB -RemoteMethod InvocationRMI -RemoteProcedure CallRPC -SupplyChain ManagementSCM -StandardGeneralized Markup LanguageSGML -ServiceLevel AgreementSLA -SimpleMail Transfer ProtocolSMTP -SimpleObject Access ProtocolSOAP -SecureSocket LayerSSL -SunMicrosystemsOpenNet EnvironmentSunONE -StructuredQuery LanguageSQL -SoftwareSW -SOAPwith AttachmentsSWA -SocietyforWorldwideInterfinancial TransferSWIFT -TransferControl Protocol/Internet ProtocolTCP / IP -UniversalDescription, DisoveryandIntegrationUDDI -

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UDP -UDDISearch Markup LanguageUSML -UnitedNationsUN -UNUniversalStandardsProductsandServices ClassificationUNSPSC -UniformRessource LocatorURL -UDDISearch Markup LanguageUSML -WorldWide Web ConsortiumW3C -Webservice(s) WS -WebService Conversation LanguageWSCL -WebService Component ModelWSCM -WebService Description LanguageWSDL -WebService Endpoint LanguageWSEL -WebService Flow LanguageWSFL -WebServices Interoperability OrganizationWS-I -WebServicesforInteractive ApplicationsWSIA -WebService Inspection LanguageWSIL -WebService Markup LanguageWSML -WebServicesforRemote PortalsWSRP -WebService User InterfaceWSUI -WebServiceExperienceLanguageWSXLextensible StylesheetLanguage TransformationXLTextensibleMarkup LanguageXML -XMLSchema DefinitionXSD -

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Abbildungsverzeichnis Abb. 1: Systematisierung der Integration............................................................................3 Abb. 2: EDI Übertragung....................................................................................................10 Abb. 3: Integrationsstufen von EDI...................................................................................10 Abb. 4: AI Markt Deutschland 2000..................................................................................11 Abb. 5: Multistep Process Integration................................................................................15 Abb. 6: Point-to-point Schnittstellenspaghetti...................................................................16 Abb. 7: Hub-and-Spoke Architektur..................................................................................17 Abb. 8: Bus / Pipeline Architektur.....................................................................................17 Abb. 9: Die CORBA Architektur.......................................................................................21 Abb. 10: Das EJB Modell...................................................................................................23 Abb. 11: Funktionsweise von Webservices.......................................................................26 Abb. 12: Vorteile durch WS...............................................................................................27 Abb. 13: Potentielle Einsatzgebiete von WS.....................................................................27 Abb. 14: Die Beziehung zwischen SGML, HTML und XML.........................................29 Abb. 15: Bücher in HTML (s. a. Listing 3).......................................................................30 Abb. 16: Aufbau eines WSDL Files...................................................................................33 Abb. 17: WSUI Implementierung......................................................................................34 Abb. 18: SOAP Aufbau.......................................................................................................37 Abb. 19: ebXML Geschäftsprozess....................................................................................41 Abb. 20: Die J2EE Architektur...........................................................................................43 Abb. 21: Das .NET Framework..........................................................................................46 Abb. 22: WS Investitionen..................................................................................................57 Abb. 23: Entwicklung des AI Marktes...............................................................................57 Abb. 24: Denial of Service Attacke....................................................................................59 Abb. 25: Service Broker......................................................................................................65 Abb. 26: Beispielhafte EDI Rechnung............................................................................XIV Abb. 27: Rechnung in XML.............................................................................................XV Abb. 28: UDDI Datenstruktur.........................................................................................XVI Abb. 29: CORBA Domain Interfaces.............................................................................XVI VIII

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Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Vergleich von Ansätzen zur funktionalen Integration.....................................15 Tabelle 2: Charakteristika von Systemarchitekturen.........................................................52 Tabelle 3: Spezifische WS Technologien..........................................................................55 Tabelle 4: Sicherheitsanforderungen an Webservices......................................................58 Tabelle 5: Vergleich bisheriger Middleware mit Webservices........................................63 Tabelle 6: Erschwerende Faktoren von IEI.......................................................................69

Listings

Listing 1: Bücher in XML...................................................................................................30 Listing 2: Beispielhafte DTD..............................................................................................31 Listing 3: Abb. 15 in HTML................................................................................................X Listing 4: Beispielhafter Visual Basic Webservice............................................................X Listing 5: Gekürztes WSDL File des Beispiels................................................................XII Listing 6: SOAP Request des Beispiels............................................................................XII Listing 7: SOAP Response des Beispiels........................................................................XIII

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1 Webservices - Mehrwert für Anwendungsintegration?

Wenn sich IT-Systeme heutzutage nicht schnell genug an neue Unternehmensstrategien oder Rahmenbedingungen anpassen können lähmen sie den Betrieb. Eine schnelle Reaktionsfähigkeit ist demnach unabdingbar - permanent entstehen neue Märkte, die Nachfrage ändert sich, neue Services entstehen. Es gilt, den Spagat zwischen möglichst hoher Flexibilität und Unterstützung des laufenden Geschäftsbetriebs zu bewältigen. Architekturen müssen dazu wandlungsfähig sein, heutige Systeme verfügen jedoch nur sehr begrenzt über die geforderte Beweglichkeit. Die zunehmende Vernetzung von Unternehmen verlangt eine Kooperation von IT-Systemen in ständig wechselnden Kombinationen. Dabei richtet sich das Interesse zunehmend auf die Integration mit Geschäftspartnern, problematisch daran ist aber, dass bis zu 80% unternehmensinterner Systeme bisher noch nicht online fähig sind und ein stark wachsendes Bedürfnis besteht, diesen Zustand zu ändern.1Insbesondere der E-Business Bereich begünstigt solche Anliegen und mit dessen Hilfe eröffnen sich weltweit neue Perspektiven für Unternehmen aller Branchen und Größen. Leistungsfähigkeit und Geschwindigkeit der digitalen Datenübertragung machen es möglich, auf Anforderungen und Präferenzen der einzelnen Kunden und Partner schneller und wirksamer eingehen zu können als jemals zuvor, was von sinkenden Kosten für Hardware und Bandbreite unterstützt wird. Konsequenz ist, dass Geschäftsprozesse gegenwärtig nicht mehr an eigenen Unternehmensgrenzen enden, sondern darüber hinausgehen und eine Vielzahl an Geschäftspartnern miteinbinden. Für die Realisierung dieses Vorhabens sind mächtige Integrationswerkzeuge erforderlich, damit auf die sich kontinuierlich ändernden Anforderungen flexibel reagiert werden kann. Deren Effizienz und Effektivität ist, besonders beim unternehmensübergreifendem Austausch von Geschäftsinformationen, vom

Standardisierungsgrad der verwendeten Verfahren abhängig. Auch wenn zwischenbetrieblicher Informationsaustausch seit langem technisch realisierbar ist, basiert dieser zumeist auf proprietären Verfahren und ist mit hohem Aufwand verbunden. So genannte Webservices (WS) die im Mittelpunkt der diesjährigen Cebit standen, könnten ein adäquates Werkzeug sein, um diese Trends einfacher als bisher unter Nutzung ubiquitärer Standards umzusetzen. Die WS-Technologie verspricht eine

1Vgl.: o. V. / Silverstream / 2001 / S. 1.

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intelligentere Nutzung des Internets: Bislang sind dort vor allem Daten auf Webseiten verknüpft, WS sollen einen Schritt weitergehen und neben den Daten auch Programme vernetzen.2

Einige Analysten vergleichen die Entwicklung von WS mit dem Übergang von maschinennaher Assembler Programmierung auf Programmiersprachen der 4. Generation oder mit dem Schritt von MS-DOS zu Windows. Weitere Argumente für den Einsatz von WS liefern die Auguren der Gartner Group: Sie gehen davon aus, dass WS im Jahr 2004 die dominante Softwarearchitektur verkörpern werden.3Diese Aussagen verdeutlichen die großen Hoffnungen und Erwartungen in die neue Technologie.

Ziel dieser Arbeit ist es, Antworten auf die Fragen „Inwieweit kann die noch junge WS-Technologie schon heute bei der Realisierung von Aufgaben im Bereich der unternehmensinternen und -übergreifenden Anwendungsintegration zum Einsatz kommen?“ und „Welchen Mehrwert bietet ein derartiger Einsatz gegenüber anderen Technologien?“ zu finden. Dazu bedarf es neben einer Ausarbeitung der Unterschiede zwischen WS und anderen heutigen Architekturen einer Beurteilung der Eignung von WS für unternehmenskritische Anwendungen, sowie einer technischen und betriebswirtschaftlichen Bewertung der Technologie. Zudem wird aufgezeigt, wie die weitere Entwicklung von WS sich auf Anwendungsintegration (AI) auswirken könnte.

Im ersten Teil der Arbeit wird sowohl die Entstehung und heutige Bedeutung der AI systematisch erarbeitet, als auch ein Überblick über die derzeit bedeutendsten Standards gegeben. In den folgenden Kapiteln wird dem Leser die Welt der WS näher gebracht. Hierzu dient der 3. Abschnitt als generelle Einführung in Funktionsweise und Anwendungsbereiche. Darauf aufbauend werden in Kapitel 4 die Grundlagen der Technologie erörtert. Ein Vergleich des WS-Frameworks mit der ebXML Initiative beendet das Kapitel. Im 5. Kapitel rundet eine vergleichende Betrachtung von Werkzeugen zur Erstellung von WS den technischen Teil der Arbeit ab. Der 6. Teil liefert eine detaillierte Analyse der Eignung von WS zur Integration unternehmensinterner und -externer Anwendungen. Das 7. und letzte Kapitel schließt die Arbeit mit einem kurzen Resümee ab.

2Vgl.: Alexander / Webservices & Cebit / 2002 / S. 1.

3Vgl.: Arndt / XML-Webservices / 2002 / S. 1.

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2 Anwendungsintegration

Innerhalb dieses Kapitels soll der Begriff Anwendungsintegration erläutert werden. Dazu erfolgt, nach einigen definitorischen Vorbemerkungen, ein Überblick über die Ziele und historische Entwicklung der AI. Die darauf folgenden Abschnitte befassen sich mit der in Abb. 1 gezeigten Integrationsbreite und -tiefe sowie mit den Methoden der Integration. Das Kapitel endet mit einem Überblick über die wichtigsten technischen Hilfsmittel der Integration.

Abb. 1: Systematisierung der Integration Nach: Mertens / Informationsverarbeitung / 1997 / S. 2.

2.1 Begriffliche Abgrenzung

Eine einheitliche Definition von AI existiert derzeit noch nicht. Die Ovum Group definiert AI folgendermaßen:„Application Integration combines the technologies and processes that enable custom-build (...) applications to exchange (...) information in formats and contexts that each understands“. Die Butler Group bewertet AI als „requirement to integrate into new business processes the functional behavior or business rules of disparate systems or components of them as well as, but not just, the data that underlies them“. Dagegen hat AI für die Gartner Group die schlichte Bedeutung von „making independently designed systems work together“.4In dieser Arbeit soll der Begriff AI derart aufgefasst werden: AI strebt eine umfassende, zentralisierte Integration auf Daten-, Anwendungs- und Prozessebene durch Kombination der Funktionalität bestehender Applikationen an. Dies geschieht unter

4Vgl.: Sailer / EAI - Anforderungen / 2001 / S. 208f.

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Zuhilfenahme von Middleware (vgl. Kapitel 2.6). Aufgabe der AI ist demnach die Verbindung von verteilten Anwendungen. Diese bestehen aus mehreren Prozessen, diezumindest teilweise - auf mehreren, vernetzten Rechnern laufen und miteinander interagieren. Dabei sollte sich die Anwendung so verhalten, als liefe sie auf einem Rechner und damit das Netzwerk vor dem Entwickler und Benutzer verbergen. Prinzipiell sind drei Szenarien denkbar, an denen AI ansetzen kann: (1) indem man eigene, bereits vorhandene Anwendungen zusammenführt, (2) die Verknüpfung von SW anderer Unternehmen mit der eigenen IT-Landschaft (ExAnte Integration)und (3) die Entwicklung neuer SW mit dem Ziel, diese in vorhandene Applikationen einzubinden (ExPost Integration).5

Wegen teils divergenter Anforderungen und Ziele (vgl. Kapitel 2.2.1) erfolgt eine Unterteilung des Begriffs AI nach derIntegrationsbreiteinEnterprise Application Integration(EAI), die Verbindung von Software (SW) innerhalb eines Unternehmens und inInter Enterprise Integration(IEI), die Zusammenführung von Applikationen mehrerer Unternehmen. Mertens versteht unter IEI „korrespondierende Programme so auszulegen, dass die Datenflüsse weitgehend automatisierbar sind, klassische Post sich erübrigt und letztlich die EDV Anlagen der Unternehmen miteinander arbeiten oder gar miteinander verhandeln“.6Gewichtige Probleme und damit erschwerende Faktoren bei IEI sind die abzustimmenden Differenzen zwischen einzelnen Unternehmensstrukturen, ein höherer Grad an Heterogenität und verschärfte Ansprüche an Sicherheitsmechanismen.7