Description en couches des services web

Description en couches des services web

L’architecture SOA & service web

Introduction

La discipline des systèmes informatiques intelligents a connu une évolution rapide ces dernières années dans le monde. Ce n’était qu’une question de temps pour que l’intelligence artificielle moderne soit intégrée dans le cursus de graduation. Dans la société d’aujourd’hui, l’intelligence artificielle et l’apprentissage des machines deviennent de plus en plus répandus. Avec l’avènement du web, des millions de personnes sont déjà familières avec des logiciels intégrant l’intelligence artificielle comme la recherche sur le web, le e-commerce, des sites de jeux.
Les dernières décennies ont été marquées par le développement rapide des systèmes d’information distribués, et tout particulièrement par la diffusion de l’accès à Internet. Cette évolution du monde informatique a entraîné le développement de nouveaux paradigmes d’interaction entre applications tels que la SOA (L’Architec ture Orienté Service). Cette dernière a été mise en avant afin de permettre des interactio ns entre applications distantes.

L’Architecture Orienté Service (SOA)

Le SOA est un paradigme fondé sur la description et l’interaction de services, autrement dit L’AOS est une approche architecturale permettant la création des systèmes basés sur une collection de services développés dans différents langages de programmation, hébergés sur différentes plates-formes avec divers modèles de sécurité et processus métier [Barry, 2003].Selon [Dodani, 2004], « L’architecture orientée service permet l’intégratio n d’applications et de ressources de manière flexible en représentant chaque application ou ressource sous la forme d’un service exposant une interface standardisée, permettant à un service d’échanger des informations structurées (messages, documents, objets métier), coordonnant et en organisant les services afin d‘assurer qu‘ils puissent être invoqués, utilisés et changés efficacement.L’idée maîtresse de l’architecture orientée service est que tout élément du système d’information doit devenir un service identifiable, documenté, fiable, indépendant des autres services, accessible, et réalisant un ensemble de tâches parfaitement définies [David, 2004].Nous pouvons décrire la SOA, au niveau de la gestion d’entreprise, comme une approche de conception et de construction de système d’informations (SI) qui utilise des interfaces services pour la création de SI. Cette architecture met à disposition des utilisateurs les fonctionnalités et les services proposés par une entreprise, via une interface standardisée soit à l’interne soit sur Internet (pour le e-commerce par exemple).

Rôle De l’architecture (SOA)

De nos jours l’SOA est devenu une nécessité, car c’est une architecture basée sur des standards, ainsi elle est caractérisée par son couplage faible entre les services et par l’indépendance par rapport aux aspects technologiques, en plus, elle sécurise l’investissement des applications existantes.Cette architecture qui s’avère être un modèle d’intégration moderne a comme principal objectif l’augmentation de la flexibilité, la réduction des coûts d’intégration, la mise à disposition de services réutilisables, la modification et la réutilisation des fonctionnalités ainsi que la composition des processus de gestion par l’utilisation de services déjà existants ou à créer.

Avantages de l’architecture (SOA)

L’SOA encapsule plusieurs avantages bénéfiques pour le domaine de la technologie d’information et de communication. Elle offre :
o La réutilisation et la composition : permettant le partage des modules entre les applications.
o La pérennité : impliquant le support des technologies existantes et à venir.
o L’évolutivité : permettant aux applications d’ajouter de nouveaux modules afin de répondre aux nouveaux besoins fonctionnels.
o Réduction du coût : minimisant le coût de développement des grands projets.
o Une grande tolérance aux pannes avec une souplesse dans la maintena nce.

Service Web

La SOA est entrée depuis peu de temps dans le domaine du réel, grâce à un ensemble de normes appelées collectivement services Web. Les services Web, réalisation.Concrète des architectures SOA, sont la déclinaison du paradigme des architectures orientées service, sur le Web.La technologie des services web représente la technologie la plus utilisée pour migrer vers SOA.

Définition

1) Selon W3C (World Wide Web Consortium)1, un Web service(ou service Web) est une application appelable via Internet par une autre application d’un autre site Internet permettant l’échange de données (de manière textuelle) afin que l’applica tio n appelante puisse intégrer le résultat de l’échange à ses propres analyses. Les requêtes et les réponses sont soumises à des standards et normalisées à chacun de leurs échanges.
2) « Un service Web est une application accessible à partir du Web. Il utilise les protocoles Internet pour communiquer, et utilise un langage standard pour décrire son interface». [Melliti 2004].
3) « Les services Web sont la nouvelle vague des applications Web. Ce sont des applications modulaires, auto-contenues et auto-descriptives qui peuvent être publiées, localisées et invoquées depuis le Web. Les services Web effectuent des actions allant de simples requêtes à des processus métiers complexes. Une fois qu’un service Web est déployé, d’autres applications (y compris des services Web) peuvent le découvrir et l’invoquer ». [Ponge 2008].
4) « Les services web sont la nouvelle vague des applications Web. Ce sont des applications modulaires, auto –contenues et auto –descriptives qui peuvent être publiées, localisées et invoquées depuis le web. Les services web effectuent des actions allant de simples requêtes à des processus complexes. Une fois qu’un service Web est déployé, d’autres applications peuvent le découvrir et l’invoquer ». IBM [Colan, 2003]

Standard des Services Web

Les standards de bases utilisés par le Web Service sont : programmable web, UDDI [Clement et al, 2004], WSDL [Chinnici et al, 2007] et SOAP [Gudin et al, 2003]. UDDI sont proposées par OASIS.
WSDL et SOAP font parties des normes W3C.Pour utiliser un Web Services, il faut premièrement savoir qu’il existe.UDDI (Universal Description, Discovery and Integration Service) est la norme qui définit le mécanisme pour découvrir dynamiquement des services. Un client pointe vers un registraire UDDI, qui lui donnera la définition du service recherché. Le registraire UDDI sert de pages jaunes et liste les services disponibles. Le registraire UDDI est lui-même un Web Service qu’un client peut questionner [hadjila, 2014].Pour être capable d’utiliser un Web Services et de programmer un client, il est nécessaire d’en connaître la définition. Le langage WSDL (Web Services Définitio n Langage) décrit l’interface au service. En utilisant XML Schéma, WSDL défini les paramètres d’entrée et de retour d’un appel au service Web.Les appels comme tel aux Web Services sont effectués avec le protocole SOAP (Simple Object Access Protocol). SOAP offre le transport d’objets sérialisés et autres données en XML et l’appel de procédures distantes. SOAP a pour principe objectif d’assurer la communication entre machines.La figure 1 présente les facettes générales d’un service web, premièrement un service web est décrit par une interface XML nommée WSDL, il peut échanger des documents XML avec d’autres services à l’aide du protocole SOAP, il peut être recherché dans un annuaire tel que l’UDDI.
Décortiquons ce schéma :
• Service provider : Le fournisseur de service met en application le service web et le rend disponible sur Internet.
• Service requester programme client : C’est n’importe quel consommateur du service Web. Le demandeur utilise un service Web existant en ouvrant une connexion réseau et en envoyant une demande en XML (REST, XML-RPC, SOAP).
• Annuaire service registry : Le registre de service est un annuaire de services. Le registre fournit un endroit central où les programmeurs peuvent publier de nouveaux services ou en trouver. Les interactions entre ces trois acteurs suivent plusieurs étapes :
 La publication du service : le fournisseur diffuse les descriptions de ses services Web dans l’annuaire.
 La recherche du service : le client cherche un service particulier, il s’adresse à un annuaire qui va lui fournir les descriptions et les URL des services demandés afin de lui permettre de les invoquer.
 L’invocation du service : une fois que le client récupère l’URL et la description du service, il les utilise pour l’invoquer auprès du fournisse ur de services.

Description en couches des services web

Les services Web emploient un ensemble de technologies qui ont été conçues afin de respecter une structure en couches sans être dépendante de façon excessive de la pile des protocoles. Cette structure est formée de quatre couches majeures
Figure I.2 : Couche technologiques des web services.
– Couches technologiques des services Web :
• Le transport de messages XML-RPC ou SOAP est assuré par le standard HTTP.
• SOAP ou XML-RPC prévoit la couche de communication basée sur XML pour accéder à des services Web
• La description d’un service Web se fait en utilisant le langage WSDL. WSDL expose l’interface du service.
• La publication et la découverte des services Web sont assurées par le biais du référentiel UDDI. Un référentiel UDDI est un catalogue de services Web.

Caractéristiques d’un service web

La technologie des services Web repose essentiellement sur une représentatio n standard des données (interfaces, messageries) au moyen du langage XML. Cette technologie est devenue la base de l’informatique distribuée sur Internet et offre beaucoup d’opportunités au développeur Web.
Un service Web possède les caractéristiques suivantes :
– Il est accessible via le réseau.
– Il dispose d’une interface publique (ensemble d’opérations) décrite en XML.
– Ses descriptions (fonctionnalités, comment l’invoquer et où le trouver ?) sont stockées dans un annuaire.
– Il communique en utilisant des messages XML, ces messages sont transportés par des protocoles Internet (généralement HTTP, mais rien n’empêche d’utiliser d’autres protocoles de transfert tels : SMTP, FTP, BEEP…).
– L’intégration d’application en implémentant des services Web produit des systèmes faiblement couplés, le demandeur du service ne connaît pas forcément le fournisseur.
Ce dernier peut disparaître sans perturber l’application cliente qui trouvera un autre fournisseur en cherchant dans l’annuaire.

Quelques avantages des services web

L’utilisation de l’architecture des services Web offre les avantages suivants :
 Elle favorise l’interopérabilité en réduisant les exigences pour obtenir une compréhension partagée : le Web Service Description Langage (WSDL), une interface basée sur le langage XML, est la seule exigence pour obtenir une compréhens io n partagée des informations entre un fournisseur de services et un demandeur de services. En limitant les exigences nécessaires à l’interopérabilité, les services Web qui travaillent ensemble peuvent être réellement indépendants de la plateforme et du langage. En limitant les exigences requises, les services Web peuvent être intégrés à l’aide de nombreuses infrastructures sous-jacentes différentes.
 Elle réduit la complexité par l’isolation : Tous les composants des services Web sont des services. Ce qui est important, c’est le type de comportement qu’un service a, et non la manière dont il a été mis en œuvre. Un document WSDL est le mécanisme qui permet de décrire le comportement isolé par un service.
 Elle permet l’interopérabilité des applications patrimoniales : En permettant aux applications patrimoniales d’être englobées dans un WSDL, et désignées en tant que services, l’architecture des services Web offre une nouvelle interopérabilité entre elles. De plus, des technologies de sécurité, de logiciels médiateurs et de communication peuvent être englobées pour participer à un service Web en tant que conditions préalables pour l’environnement.

Service Web Sémantique

Le Web sémantique (plus techniquement appelé « le Web de données ») permet aux machines de comprendre la sémantique, la signification de l’information sur le Web.Il étend le réseau des hyperliens entre des pages Web classiques par un réseau de lien entre données structurées permettant ainsi aux agents automatisés d’accéder plus intelligemment aux différentes sources de données contenues sur le Web et, de cette manière, d’effectuer des tâches (recherche, apprentissage, etc.) plus précises pour les utilisateurs. Le terme a été inventé par Tim Berners-Lee, co-inventeur du Web et directeur du W3C, qui supervise l’élaboration des propositions de standards du Web sémantique.Les technologies actuelles basées sur SOAP, WSDL et UDDI sont suffisa ntes pour mettre en place des composants interopérables et intégrables, mais elles ne permettent qu’une description syntaxique de l’interface des SW. Par conséquent, les technologies du web sémantique telles que les ontologies permettent de décrire sémantiquement les services Web toutes en facilitant leur utilisation automatique. La combinaison des deux dernières technologies, services web et ontologie ont donné naissance aux services Web sémantiques.L’interdépendance faible (loose coupling) des services est atteinte par les Web Services, mais l’interdépendance faible au niveau des données nécessite des ontologies du Web Sémantique
Les approches les plus représentatives des Web services sémantiques sont WSDL-S [Akkiraju et al, 2005], SAWDL, OWLS [Martin et al, 2004], WSMO. Les deux premières sont des annotations sémantiques du standard WSDL, alors que les deux dernières sont des ontologies de services (elles ne sont pas directement liées à WSDL).

Problématique de découverte de service

Étant donné un besoin d’un client, qui peut être présenté sous la forme d’un ensemble de concepts d’entrées, de concepts de sorties, et éventuellement des descriptions informelles de la fonctionnalité du service, nous devons créer des mécanismes qui comparent ces besoins avec l’ensemble des services publiés, ces mécanismes doivent gérer la sémantique, en plus ils doivent avoir une bonne performance en termes de rappel, de précision et de temps d’exécution.

Definitions

Le W3C definite la découverte de services comme suit: “Web service discovery is the act of locating a machine-processable description of a Web service that may have been previously unknown and that meets certain functional criteria. It involves matching a set of criteria with a set of Web service descriptions. The goal is to find an appropriate Web service”. [W3C, 2004 b].
[Booth et al, 2004] décrivent le processus de découverte, comme étant la localisation d’une description compréhensible par la machine d’un service éventuelle me nt inconnu au préalable et correspondant à certains critères fonctionnels.
[Toma et al, 2005] Définissent la découverte comme le processus qui prend en entrée une requête utilisateur et retourne une liste de ressources ou services, pouvant combler éventuellement le besoin décrit. [Keller et al, 2004] Définissent la découverte comme la localisation automatiq ue des services répondant à une requête utilisateur.
Ces définitions mettent l‘accent sur le mécanisme de comparaison de la requête avec les services, ainsi que son degré d‘automatisation. Selon notre point de vue la découverte de services vise à comparer une requête d‘un utilisateur avec les capacités d‘un service web, et trie les résultats selon un certain mécanisme.

Approche de découverte

Il existe plusieurs approches de découverte de service web on va noter quelques-unes :
 Approches fonctionnelles
Les capacités fonctionnelles d’un service peuvent inclure, des informations telles que les entrées, les sorties, la catégorie du service, le comportement, les annotatio ns informelles et éventuellement les préférences. Plusieurs approches ont été proposées pour la découverte fonctionnelle de services, on distingue les approches sémantiques, les approches syntaxiques (non sémantiques), et les approches hybrides.
 Approches syntaxique(ou Basées sur les Interfaces Syntaxiques)
Utilisent généralement l’interface WSDL, comme description de services, et adoptent les techniques de recherche d’informations et éventuellement le clustering pour le matching.
La recherche dans l’annuaire UDDI est l’exemple typique d’une découverte syntaxique, les mots clés de la requête sont comparés avec les attributs enregistrés, nous pouvons faire une recherche par nom de services ou nom d’entreprise, ou sa catégorie.
 Approches sémantiques
Plusieurs interfaces sémantiques ont été créées pour assurer la découverte et la composition de services WSMO [Roman et al, 2005], OWL-S, et SAWSDL [Farrell et Lausen, 2007], toutes les approches de cette catégorie adoptent les ontologies pour le matching de la requête avec les services. Nous notons que ces approches, sont plus complexes et plus fiables que les techniques syntaxiques. Nous distinguons 03 classes d‘approches sémantiques, les approches logiques, non logiques et hybrides. Les approches logiques exploitent les inférences pour vérifier la compatibilité entre la requête et le l‘annotation de service (subsomption, test de consistance…), alors que les approches non logiques exploitent la sémantique implicite ou informelle des services et la traite avec d‘autres techniques, telles que le datamining, le matching de graphes, la recherche d‘informations, les mesures de similarité. La troisième classe mélange les deux premiers types.

Table des matières

Introduction générale
Chapitre I : service web
I. Introduction
II. L’Architecture Orienté Service (SOA)
II.1 Définition
II.2 Rôle De l’architecture (SOA)
II.3 Avantages de l’architecture (SOA)
III. Service Web
III.1 Définition
III.2 Standard des Services Web
III.3 Description en couches des services web
III.4 Caractéristiques d’un service web
III.5 Quelques avantages des services web
IV. Service Web Sémantique
V. Problématique de découverte de service
V.1 Définitions
V.2 Approche de découverte
VI. CONCLUSION
Chapitre II : conception et réalisation
I. Introduction
II. Présentation de la collection de test
II.1 OWLS
III. Conception
III.1 les mesures de similarité
III.2 Approche RPC
III.3 Approche PF
III.4 Approche NST
III.5 Exemple
IV. Présentation de prototype
IV.1 Outils et environnement de développement
IV.2 présentation du prototype
V. Expérimentation
VI. Conclusion
Conclusion et perspectives
Références bibliographique

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