Khanh Hoang - Kenn
Kenn is a user experience designer and front end developer who enjoys creating beautiful and usable web and mobile experiences.
Web service (Web Service) được coi là một công nghệ mang đến cuộc cách mạng trong cách thức hoạt động của các dịch vụ B2B (Business to Business) và B2C (Business to Customer). Giá trị cơ bản của Web service dựa trên việc cung cấp các phương thức theo chuẩn trong việc truy nhập đối với hệ thống đóng gói và hệ thống kế thừa. Các phần mềm được viết bởi những ngôn ngữ lập trình khác nhau và chạy trên những nền tảng khác nhau có thể sử dụng Web service để chuyển đổi dữ liệu thông qua mạng Internet theo cách giao tiếp tương tự bên trong một máy tính. Tuy nhiên, công nghệ xây dựng Web service không nhất thiết phải là các công nghệ mới, nó có thể kết hợp với các công nghệ đã có như XML, SOAP, WSDL, UDDI… Với sự phát triển và lớn mạnh của Internet, Web service thật sự là một công nghệ đáng được quan tâm để giảm chi phí và độ phức tạp trong tích hợp và phát triển hệ thống. Chúng ta sẽ xem xét các Web service từ mức khái niệm đến cách thức xây dựng.
Theo định nghĩa của W3C (World Wide Web Consortium), Web service là một hệ thống phần mềm được thiết kế để hỗ trợ khả năng tương tác giữa các ứng dụng trên các máy tính khác nhau thông qua mạng Internet, giao diện chung và sự gắn kết của nó được mô tả bằng XML. Web service là tài nguyên phần mềm có thể xác định bằng địa chỉ URL, thực hiện các chức năng và đưa ra các thông tin người dùng yêu cầu. Một Web service được tạo nên bằng cách lấy các chức năng và đóng gói chúng sao cho các ứng dụng khác dễ dàng nhìn thấy và có thể truy cập đến những dịch vụ mà nó thực hiện, đồng thời có thể yêu cầu thông tin từ Web service khác. Nó bao gồm các mô đun độc lập cho hoạt động của khách hàng và doanh nghiệp và bản thân nó được thực thi trên server.
Trước hết, có thể nói rằng ứng dụng cơ bản của Web service là tích hợp các hệ thống và là một trong những hoạt động chính khi phát triển hệ thống. Trong hệ thống này, các ứng dụng cần được tích hợp với cơ sở dữ liệu (CSDL) và các ứng dụng khác, người sử dụng sẽ giao tiếp với CSDL để tiến hành phân tích và lấy dữ liệu. Trong thời gian gần đây, việc phát triển mạnh mẽ của thương mại điện tử và B2B cũng đòi hỏi các hệ thống phải có khả năng tích hợp với CSDL của các đối tác kinh doanh (nghĩa là tương tác với hệ thống bên ngoài – bên cạnh tương tác với các thành phần bên trong của hệ thống trong doanh nghiệp).
Dưới đây, chúng ta sẽ xem qua những khái niệm và cách thức cơ bản nhất để xây dựng một Web service trong tích hợp và phát triển hệ thống.
Ưu điểm:
Nhược điểm:
Web service gồm có 3 chuẩn chính: SOAP (Simple Object Access Protocol), WSDL (Web Service Description Language) và UDDI (Universal Description, Discovery, and Integration). Hình 1 mô tả chồng giao thức của Web service, trong đó UDDI được sử dụng để đăng ký và khám phá Web service đã được miêu tả cụ thể trong WSDL. Giao tác UDDI sử dụng SOAP để nói chuyện với UDDI server, sau đó các ứng dụng SOAP yêu cầu một Web service. Các thông điệp SOAP được gửi đi chính xác bởi HTTP và TCP/IP.
Chồng giao thức Web service là tập hợp các giao thức mạng máy tính được sử dụng để định nghĩa, xác định vị trí, thi hành và tạo nên Web service tương tác với những ứng dụng hay dịch vụ khác. Chồng giao thức này có 4 thành phần chính:
Trong đó, tầng giao thức tương tác dịch vụ (Service Communication Protocol) với công nghệ chuẩn là SOAP. SOAP là giao thức nằm giữa tầng vận chuyển và tầng mô tả thông tin về dịch vụ, cho phép người dùng triệu gọi một dịch vụ từ xa thông qua một thông điệp XML. Ngoài ra, để các dịch vụ có tính an toàn, toàn vẹn và bảo mật thông tin, trong kiến trúc Web service, chúng ta có thêm các tầng Policy, Security, Transaction, Management.
Là một chuẩn mở do W3C đưa ra cho cách thức mô tả dữ liệu, nó được sử dụng để định nghĩa các thành phần dữ liệu trên trang web và cho những tài liệu B2B. Về hình thức, XML hoàn toàn có cấu trúc thẻ giống như ngôn ngữ HTML nhưng HTML định nghĩa thành phần được hiển thị như thế nào thì XML lại định nghĩa những thành phần đó chứa cái gì. Với XML, các thẻ có thể được lập trình viên tự tạo ra trên mỗi trang web và được chọn là định dạng thông điệp chuẩn bởi tính phổ biến và hiệu quả mã nguồn mở.
Do Web service là sự kết hợp của nhiều thành phần khác nhau nên nó sử dụng các tính năng và đặc trưng của các thành phần đó để giao tiếp. XML là công cụ chính để giải quyết vấn đề này và là kiến trúc nền tảng cho việc xây dựng một Web service, tất cả dữ liệu sẽ được chuyển sang định dạng thẻ XML. Khi đó, các thông tin mã hóa sẽ hoàn toàn phù hợp với các thông tin theo chuẩn của SOAP hoặc XML-RPC và có thể tương tác với nhau trong một thể thống nhất.
WSDL định nghĩa cách mô tả Web service theo cú pháp tổng quát của XML, bao gồm các thông tin:
Một WSDL hợp lệ gồm hai phần: phần giao diện (mô tả giao diện và phương thức kết nối) và phần thi hành mô tả thông tin truy xuất CSDL. Cả hai phần này sẽ được lưu trong 2 tập tin XML tương ứng là tập tin giao diện dịch vụ và tập tin thi hành dịch vụ. Giao diện của một Web service được miêu tả trong phần này đưa ra cách thức làm thế nào để giao tiếp qua Web service. Tên, giao thức liên kết và định dạng thông điệp yêu cầu để tương tác với Web service được đưa vào thư mục của WSDL.
WSDL thường được sử dụng kết hợp với XML schema và SOAP để cung cấp Web service qua Internet. Một client khi kết nối tới Web service có thể đọc WSDL để xác định những chức năng sẵn có trên server. Sau đó, client có thể sử dụng SOAP để lấy ra chức năng chính xác có trong WSDL.
Để có thể sử dụng các dịch vụ, trước tiên client phải tìm dịch vụ, ghi nhận thông tin về cách sử dụng và biết được đối tượng nào cung cấp dịch vụ. UDDI định nghĩa một số thành phần cho biết các thông tin này, cho phép các client truy tìm và nhận những thông tin được yêu cầu khi sử dụng Web service.
- Cấu trúc UDDI :
Những thông tin về Web service được sử dụng và công bố lên mạng sử dụng giao thức này. Nó sẽ kích hoạt các ứng dụng để tìm kiếm thông tin của Web service khác nhằm xác định xem dịch vụ nào sẽ cần đến nó.
Chúng ta đã hiểu cơ bản Web service như thế nào nhưng vẫn còn một vấn đề khá quan trọng. Đó là làm thế nào để truy xuất dịch vụ khi đã tìm thấy? Câu trả lời là các Web service có thể truy xuất bằng một giao thức là Simple Object Access Protocol – SOAP. Nói cách khác chúng ta có thể truy xuất đến UDDI registry bằng các lệnh gọi hoàn toàn theo định dạng của SOAP.
SOAP là một giao thức giao tiếp có cấu trúc như XML. Nó được xem là cấu trúc xương sống của các ứng dụng phân tán được xây dựng từ nhiều ngôn ngữ và các hệ điều hành khác nhau. SOAP là giao thức thay đổi các thông điệp dựa trên XML qua mạng máy tính, thông thường sử dụng giao thức HTTP.
Một client sẽ gửi thông điệp yêu cầu tới server và ngay lập tức server sẽ gửi những thông điệp trả lời tới client. Cả SMTP và HTTP đều là những giao thức ở lớp ứng dụng của SOAP nhưng HTTP được sử dụng và chấp nhận rộng rãi hơn bởi ngày nay nó có thể làm việc rất tốt với cơ sở hạ tầng Internet.
Một SOAP đơn giản trong body sẽ lưu các thông tin về tên thông điệp, tham chiếu tới một thể hiện của dịch vụ, một hoặc nhiều tham số. Có 3 kiểu thông báo sẽ được đưa ra khi truyền thông tin: request message(tham số gọi thực thi một thông điệp), respond message (các tham số trả về, được sử dụng khi yêu cầu được đáp ứng) và cuối cùng là fault message (thông báo tình trạng lỗi).
Kiểu truyền thông: Có 2 kiểu truyền thông
Hai kiểu truyền thông này cung cấp các định dạng thông điệp, tham số, lời gọi đến các API khác nhau nên việc sử dụng chúng tùy thuộc vào thời gian và sự phù hợp với Web service cần xây dựng.
Cấu trúc dữ liệu: Cung cấp những định dạng và khái niệm cơ bản giống như trong các ngôn ngữ lập trình khác như kiểu dữ liệu (int, string, date…) hay những kiều phức tạp hơn như struct, array, vector… Định nghĩa cấu trúc dữ liệu SOAP được đặt trong namespace SOAP-ENC.
Mã hóa: Giả sử service rquester và service provider được phát triển trong Java, khi đó mã hóa SOAP là làm thế nào chuyển đổi từ cấu trúc dữ liệu Java sang SOAP XML và ngược lại, bởi vì định dạng cho Web Service chính là XML. Bất kỳ một môi trường thực thi SOAP nào cũng phải có một bảng chứa thông tin ánh xạ nhằm chuyển đổi từ ngôn ngữ Java sang XML và từ XML sang Java – bảng đó được gọi là SOAPMappingRegistry. Nếu một kiểu dữ liệu được sử dụng dưới một dạng mã hóa thì sẽ có một ánh xạ tồn tại trong bộ đăng ký của môi trường thực thi SOAP đó.
Web service liên kết và tương tác với các ứng dụng qua Internet, chính vì vậy bảo mật là một vấn đề được quan tâm khi các công ty tiến tới kết hợp ứng dụng với một Web service. Việc đảm bảo an toàn cho Web service là một vấn đề quan trọng, đặc biệt đối với những dịch vụ liên quan đến trao đổi tiền tệ, thông tin từ thị trường chứng khoán hay dịch vụ bán hàng qua mạng (liên quan đến trả tiền bằng tài khoản và có yêu cầu thông tin cá nhân của người dùng).
Trước khi có WS-Security (bảo mật cho Web service) thì ý nghĩa thông thường của an toàn Web service là bảo mật kênh truyền dữ liệu. Hiện nay, nó được thực hiện cho những SOAP/HTTP dựa trên cơ chế truyền thông điệp bằng cách sử dụng giao thức HTTPS. Không chỉ là an toàn ở mức truyền thông điệp, HTTPS còn cung cấp sự an toàn tới toàn bộ gói dữ liệu HTTP.
Mặc dù HTTPS không bao gồm tất cả các khía cạnh trong chuẩn an toàn chung cho Web service nhưng nó đã cung cấp một lớp bảo mật khá đầy đủ với định danh, chứng thực, tính toàn vẹn thông điệp hay độ tin cậy.
Khái niệm về WS-Security: đây là một chuẩn an toàn bao trùm cho SOAP, nó được dùng khi muốn xây dựng những Web service toàn vẹn và tin cậy. Toàn vẹn có nghĩa là khi có một giao dịch hay khi truyền thông tin, hệ thống và thông tin sẽ không bị chặn, giao dịch sẽ không bị mất cũng như không thể có người lấy cắp được dữ liệu trên đường truyền. WS-security được thiết kế mang tính mở nhằm hướng tới những mô hình an toàn khác bao gồm PKI, Kerberos và SSL. Nó cũng đưa ra nhiều hỗ trợ cho các cơ chế an toàn khác, nhiều khuôn dạng chữ ký và công nghệ mã hóa, đảm bảo sự an toàn, toàn vẹn thông điệp và tính tin cậy của thông điệp. Tuy nhiên, WS-security cũng chưa thể đảm bảo được tất cả yêu cầu về bảo mật và an toàn thông tin, nó chỉ là một trong những lớp của giải pháp an toàn cho Web service.
Tính toàn vẹn tạo ra một chữ ký số hóa XML dựa trên nội dung của thông điệp. Nếu dữ liệu bị thay đổi bất hợp pháp, nó sẽ không còn thích hợp với chữ ký số hóa XML đó. Chữ ký này được tạo ra dựa trên khóa mà người gửi thông điệp tạo ra, do đó người nhận chỉ nhận thông điệp khi có chữ ký sử dụng và nội dung phù hợp. Ngược lại sẽ có một thông báo lỗi. Việc chứng thực được thực hiện giữa client và server là cách chứng thực rất cơ bản (sử dụng định danh người dùng và mật khẩu).
WS-security chỉ là một trong những lớp an toàn và bảo mật cho Web service, vì vậy cần một mô hình an toàn chung lớn hơn để có thể bao quát được các khía cạnh khác. Các thành phần được thêm có thể là WS-Secure Conversation Describes,WS-Authentication Describes,WS-Policy Describes hay WS-Trust Describes. Chúng sẽ thực hiện việc đảm bảo an toàn hơn cho hệ thống khi trao đổi dữ liệu, mở và đóng các phiên làm việc cũng như quản lý dữ liệu cần chứng thực và chính sách chứng thực.
Để xây dựng một dịch vụ Web, chúng ta cần hiểu được những việc phải làm và nên bắt đầu từ đâu. Có 3 cách tiếp cận chủ yếu để xây dựng nên một dịch vụ Web, có thể từ một ứng dụng đã có (bottom-up); từ một định nghĩa dịch vụ, WSDL để phát sinh một ứng dụng mới (top-down) hoặc có thể từ một nhóm các dịch vụ Web hiện có, kết hợp lại với nhau để tạo nên các chức năng mới hoặc mở rộng thêm chức năng. Những hướng tiếp cận này dựa trên những gì mà chúng ta đã có, tùy thuộc vào yêu cầu của hệ thống, trong đó tối đa việc sử dụng lại các chức năng, các thành phần, môđun đã được xây dựng.
Lựa chọn một ngôn ngữ, xây dựng các tiến trình nghiệp vụ và chúng ta bắt đầu tạo nên một dịch vụ Web như ý muốn. Sau đó là cung cấp dịch vụ Web này trên Internet.
Để có thể thành công với dịch vụ Web chúng ta phải quan tâm đến khá nhiều vấn đề, bao gồm việc triển khai, giám sát và tích hợp hệ thống. Doanh nghiệp không những phải phát triển một ứng dụng dịch vụ Web mới mà còn phải tích hợp các ứng dụng nghiệp vụ phụ trợ của họ trong kiến trúc Dịch vụ Web. Cùng với việc triển khai và tích hợp, những nhà kinh doanh và những người sử dụng kỹ thuật cũng cần có khả năng giám sát, triển khai toàn diện để đảm bảo hoạt động kinh doanh hiệu quả và tin cậy.
Như vậy, với một dịch vụ Web, việc giao tiếp và truyền nhận dữ liệu trở nên dễ dàng và hiệu quả hơn, đồng thời đem lại chi phí thấp hơn và tăng cường những khả năng giao tiếp thời gian thực, kết nối với mọi người trên khắp thế giới. Bản chất của nền tảng công nghệ này là kiến trúc hướng dịch vụ và sự phát triển của dịch vụ Web có tương lai rất khả quan.