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1/43 Semantic Web Services Richard Cyganiak 8. Juli 2003 Seminar Grundlagen des Semantic Web Prof. Robert Tolksdorf Freie Universität Berlin, Institut.

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1 1/43 Semantic Web Services Richard Cyganiak 8. Juli 2003 Seminar Grundlagen des Semantic Web Prof. Robert Tolksdorf Freie Universität Berlin, Institut für Informatik

2 2/43 Inhalt Was sind Web Services? Heutiger Stand der WS-Technologien Wies weitergeht: Semantic Web Services DAML-S SWWS

3 3/43 Was sind Web Services? Software-Komponenten, die Funktionalität über das Internet zur Verfügung stellen Web-Ressourcen, die nicht nur statische Informationen liefern, sondern das Auslösen von Aktionen erlauben Kauf eines Produkts ein Gerät steuern automatisch aufrufbar Web Services = Webdienste

4 4/43 Webdienste aus zwei Perspektiven Aufruf von Funktionen aus einer Bibliothek Biblothek liegt auf einem entfernten Server Vorteil: Discovery, Deployment Web-Applikationen, für Computer bedienbar keine HTML-Formulare mit HTML-Antwortseiten sondern XML-Anfragen und XML-Antworten Vorteil: Ausführung automatisieren Vorteil: komplexe Dienste aus Einzeldiensten "zusammenstecken"

5 5/43 Populäre Beispiele Google Amazon Trackback

6 6/43 Probleme Beschreibung Automatisches Auffinden Automatisches Zusammenspiel

7 7/43 Heutiger Stand des WS-Stack Transport: HTTP Syntax: XML Messaging: SOAP Description: WSDL Discovery: UDDI Flow, Composition: BPEL4WS

8 8/43 SOAP Simple Object Access Protocol W3C Note, Mai 2000 Envelope (Umschlag) für ein XML-Dokument Mechanismen zum XML-Codieren von Methodenaufrufen Programmiersprachlichen Datenstrukturen (Arrays,...)

9 9/43 WSDL Web Service Description Language Version 1.2: W3C Working Draft, Juni 2003 Wie rufe ich Dienst auf? Wie sieht Antwort aus? Interface-Beschreibung Funktionsnamen, Parameter, Antworttyp usw. Dokumentation der Semantik nur textuell

10 10/43 UDDI Universal Description, Discovery and Integration OASIS; Version 3, Juli 2002 Gelbe Seiten für (nicht nur Web-)dienste Unternehmen mit Kontaktdaten Dienste mit Access Points (URI, mailto, Tel,...) Auffinden von Diensten über Klassifikationen Nur textuelle Beschreibung der Semantik

11 11/43 BPEL4WS Business Process Execution Language for Web Services Draft, Mai 2003 Webdienste zusammenfügen Formale Protokollspezifikation für Geschäftsabläufe zwischen Unternehmen BPEL-Server kann Spezifikation automatisch ausführen Abläufe und Teilnehmer müssen vorher feststehen

12 12/43 ebXML Umfassende Lösung für den B2B-Bereich Überschneidungen mit anderen Standards Wohldefinierte Semantik Bestellungen, Rechnungen,...

13 13/43 Semantic Web Services Transport: HTTP Syntax: XML Messaging: SOAP Description: WSDL Discovery: UDDI Flow, Composition: BPEL4WS Semantik

14 14/43 SW, WS, SWWS Semantic Web Informationen maschinenlesbar machen globalen Austausch ermöglichen intelligente Schlüsse ziehen Web Services Dienste über das Web anbieten Semantic Web Services automatischen Auffinden, Aufrufen, Kombinieren und Überwachen von Webdiensten

15 15/43 Der Magic Button (1) Warum reicht Semantic Web nicht aus? Kongress-Homepage Finde Flüge zum Kongressort Finde Hotel in der Nähe zum Kongresszeitpunkt müssen meine Kreditkarte akzeptieren Zeige Ergebnis an

16 16/43 Der Magic Button (2) Mit Web Service: Buche Ticket und Hotel!

17 17/43 Automatische Ausführung Dienstbeschreibung muss Aufruf des Dienstes ermöglichen Nötige Eingaben Mögliche Ausgaben Wie aufrufen (URI, Protokoll)?

18 18/43 Automatisches Auffinden Benutzer definiert formale Kriterien passende Dienst werden automatisch aufgefunden Matchmaking

19 19/43 Automatisches Zusammenfügen Benutzer definiert High-level-Ziel Automatische Auswahl einzelner Dienste Verkettung der Dienste zur Erreichnung des Ziels

20 20/43 Vermittlung Nicht überall setzt sich ein Standard durch Vermittlung mittels Mediatoren (Adaptoren) Basis: Ontologien

21 21/43 Überwachung von Diensten Komplexe Dienste mit langer Ausführungszeit (Monate) Status abfragen Änderungen vornehmen Einheitlich für beliebige Dienste

22 22/43 Semantic Web Services......ermöglichen automatisches Auffinden Ausführen Zusammensetzen Überwachen von Webdiensten

23 23/43 DAML-S ServiceProfile: Was macht der Dienst? Auffinden ServiceModel: Wie funktioniert er? Zusammensetzen ServiceGrounding: Wie zugreifen? Ausführung

24 24/43 DAML-S Ontologie für Dienste Ausgangspunkt: Was können wir mit DAML+OIL machen? seit 2001 in Entwicklung alle 7-10 Monate neue Version; aktuell 0.9 noch große Lücken (Rules, Logic)

25 25/43 DAML Services Coalition BBN Carnegie Mellon University ISI SRI Nokia Stanford University University of Southampton Universtiy of Maryland Yale University

26 26/43 Oberste Ebene ServiceProfile: Was macht der Dienst? ServiceModel: Wie setzt er sich zusammen? ServiceGrounding: Wie zugreifen? Mapping abstrakter Parameter zu WSDL und URIs ResourceService ServiceProfile ServiceModel ServiceGrounding provides presentsdescribedBy supports

27 27/43 Service Profiles Welche Organisation bietet den Dienst an? Kontaktdaten Charakteristiken des Dienstes? Klassifikation, Qualitätsrating in anderen Ontologien zu definieren Welche Funktion hat er? Input Output Preconditions (braucht DAML-Rules) Effect (braucht DAML-Rules)

28 28/43 Service Models Anleitung zur Ausführung des Dienstes ähnlich BPEL4WS Dienst als Prozess AtomicProcess CompositeProcess SimpleProcess

29 29/43 Kontrollstrukturen für CompositeProcess Sequence Split Split + Join Unordered Choose If-Then-Else Repeat-Until Aber noch keine Modellierung für Bedingungen definiert

30 30/43 Außerdem Beschreibung von Ressourcen consumable, reusable use, replenish lock, release DAML Time

31 31/43 DAML-S: Zusammenfassung Ontologie zur Beschreibung von Webdiensten Grundlage: DAML+OIL (demnächst OWL) Auffinden, Zusammenstellen, Ausführen Entscheidende Teile noch nicht definiert weil man an die Grenzen von DAML+OIL stößt Nicht modular

32 32/43 Semantic Web Enabled Web Services (SWWS) Ausgangspunkt: Was brauchen wir, um das Web in ein intelligentes, verteiltes informationsverarbei- tendes System zu verwandeln?

33 33/43 SWWS Groß angelegtes und ehrgeiziges Projekt EU-gefördert Breite Industrieunterstützung Leiter: Dieter Fensel, Uni Innsbruck Noch in der Analyse-Phase

34 34/43 Deliverables Umfassendes Framework für Web Services (WSMF) Service zum semantischen Auffinden von WS Lösung zur Vermittlung zwischen Diensten Grundlage: semantische Beschreibung der Daten und Geschäftslogik Plattform, die das alles realisiert Drei Fallstudien (B2C und B2B)

35 35/43 Analyse: Anforderungen Zurück zum Beispiel Angestellter bestellt Computer Prozess modellien Prozess ausfühen Sicherheit und Zuverlässigkeit des Netzes Hersteller und Vertragsanbieter finden Preise und Produkte vergleichbar machen verschiedene Dokumenttypen transformieren Computerkauf und Vertragsabschluss müssen entweder beide gelingen oder keins von beiden

36 36/43 Web Service Modeling Framework (WSMF) Ontologien Goal repository Beschreibung von Webdiensten Mediatoren

37 37/43 Ontologien Terminologie für die anderen Bestandteile Abbildung der Semantik inkompatibler Komponenten auf gemeinsame Ontologie

38 38/43 Goal Repositories Ziele des Klienten bei der Verwendung eines WS Pre-conditions Was muss gelten, damit ich den WS benutzen darf? Welche Eingabeinformationen bereitstellen? Post-conditions Bedingungen, die für die Ausgaben zutreffen

39 39/43 Beschreibung von Webdiensten Black Box Description Außenansicht des Dienstes Pre- und Post-conditions, Ein- und Ausgaben Web Service und Goal Repository müssen nicht die gleiche Terminologie sprechen Gray Box Description Zusammenspiel einzelner Dienste ähnlich BPEL4WS, DAML-S Process Model

40 40/43 Mediatoren Vermitteln/übersetzen/transformieren zwischen Datenstrukturen Business Logic Message Exchange Protocols Dienstaufruf

41 41/43 SWWS: Zusammenfassung Zuerst ambitionierte Requirements ermitteln WSMF: Framework zur Erfüllung der Requirements Bestehende Standards/Initiativen in dieses Framework einpassen (DAML-S, BPEL4WS) Noch in der Analyse-Phase

42 42/43 Die SWWS-Vision Zeit WWW URI, HTML, HTTP Semantic Web RDF(S), OWL Web Services UDDI, WSDL, SOAP Intelligent Web Services Dynamisch Statisch

43 43/43 Weitere Informationen DAML-S SWWS W3C Web Services Activity OASIS


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