Services Web

Services web
Katerina TZOMPANAKI (atzompan@u-cergy.fr)

Dan VODISLAV
Université de Cergy-Pontoise
Master Informatique M1
Cours IED
Plan
• Principes
• Services SOAP
– WSDL
– UDDI
– Services SOAP en Java
• Services REST
– Services REST en Java
Cours IED (UCP/M1): Services web Page 2

Services web
• Infrastructure pour le développement d’applications distribuées

sur le web
• Le web environnement distribué spécifique:
– Contrôle limité des sites, débit faible
– Utilisation des protocoles web (ex: HTTP) avec leurs limitations
– Fonctionnalités, présentation moins riches (HTML)
– Clients légers
• Objectif: réaliser des applications distribuées avec les contraintes

imposées par le web
Scénario d’utilisation
1. Définition du service (fournisseur)

• Description WSDL des entrées/sorties, des caractéristiques du service
2. Publication du service (fournisseur)
• Publication de la description WSDL dans un annuaire (UDDI)
3. Recherche de service (client)
• Recherche d’un service dans un annuaire adresse du service choisi
4. Enregistrement au service web (client)(optional)
• Enregistrement auprès du fournisseur pour accéder au service trouvé
5. Appel du service (client)
• Exécution du service avec les paramètres fournis par le client
6. Composition (client, fournisseur)
• Utilisation du résultat pour l’appel à d’autres services (client)
• Appel d’un autre service lors de l’exécution du service appelé (fournisseur)

Scénario (suite)
Architecture orientée services (AOS)
Source: G. Alonso
• Schéma proposé par IBM

– Bas niveau, construction ascendante
– D’autres architectures (ex. ebXML): haut niveau, construction descendante

Comparaison avec les solutions middleware
• Les mêmes notions existent dans CORBA, EJB, RMI
Source: R. Voyer
Technologies pour services web
• Technologies de base
– SOAP : « Simple Object Access Protocol »
• RPC par appel de service web
• Protocole de communication à l’appel de services web
– WSDL : « Web Service Description Language »
• Langage de description de services web
• Paramètres, type du résultat, opérations fournies par le service, points d’accès
– UDDI : « Universal Description, Discovery and Integration »
• Protocole de description et d’interaction avec des annuaires de services web
• Autres aspects: énormément de standards

– Orchestration, composition: WSBPEL, WS-Coordination, WS-CDL
– Sémantique: OWL-S, WSDL-S
– Sécurité: WS-Security
– …

SOAP
• Simple Object Access Protocol, norme W3C

– SOAP 1.0: 1999, basé sur HTTP
– SOAP 1.1: 2000, plus générique, autres protocoles
– SOAP 1.2: recommandation W3C, 2007
• Couvre 4 aspects
– Format XML des messages échangés
– Comment un message SOAP est transporté sur le web par HTTP, SMTP.
– Règles de traitement des messages SOAP
– Conventions de transformation d’un appel RPC en SOAP et
d’implémentation d’une communication RPC
SOAP: objectifs
• But initial : infrastructure minimale pour faire du RPC sur le web

– Utilisation de XML pour les échanges
– Structure de messages très simple
– Basé sur HTTP pour résoudre le problème des pare-feu
• Raisons pratiques
– Éviter les problèmes de CORBA sur le web, qui doit en pratique
s’appuyer de toute façon sur HTTP à cause des pare-feu
– Disposer d’une couche facile à mettre en œuvre au-dessus des
plateformes middleware pour une intégration à travers le web
• Interopérabilité system/plateforme
– Transformer SOAP par la suite en support générique d’échange de
messages sur le web, au-delà de RPC et de HTTP

Structure des messages SOAP
• Messages : « enveloppes » où l’application

SOAP Envelope
met les données à transmettre
– Éléments XML avec des sous-éléments SOAP header
• Structure Header Block

– En-tête (optionnelle)
• Niveau infrastructure
SOAP Body
– Corps (obligatoire)
• Niveau application
Body Block
Exemple
<SOAP-ENV:Envelope
xmlns:SOAP-ENV="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/"
SOAP-ENV:encodingStyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/">
<SOAP-ENV:Header> H
<t:Transaction E
xmlns:t="some-URI"
SOAP-ENV:mustUnderstand=“true">
A
5 D
</t:Transaction> E
</SOAP-ENV:Header>
R
<SOAP-ENV:Body> B
<m:GetLastTradePrice xmlns:m="Some-URI">
<symbol>DEF</symbol> O
</m:GetLastTradePrice> D
</SOAP-ENV:Body> Y
</SOAP-ENV:Envelope>
En-tête SOAP
• Conteneur pour information indépendante de l’application

– Ensemble de blocs (éléments XML)
– Information de sécurité, de coordination, identificateurs de transaction, …
– Chaque nœud sur le parcours source - destination peut traiter des blocs
• Qui traite les blocs d’en-tête?
– Attribut « role »: qui a le droit de traiter le bloc
• Rôles standard SOAP: http://www.w3.org/2003/05/soap-envelope/role/...
– "none" : personne
– "next" : tout nœud intermédiaire ou le destinataire final
– "ultimateReceiver" : seul le destinataire final (par défaut)
• Rôles spécifiques à l'application: chaque nœud connaît ses rôles applicatifs
– Attribut « mustUnderstand »: obligation ou non de traiter l’élément
• "true" : traitement obligatoire, si pas possible générer erreur
• "false" : traitement optionnel (par défaut)
– Attribut « relay » (SOAP 1.2): un bloc non traité doit être transmis au prochain
nœud
Cheminement des messages SOAP
• Un message source destination : chemin dans le réseau

– Objectif: tenir compte de l’architecture du réseau (ex. middleware)
– Attribut « role » dans chaque bloc d’en-tête (par défaut: "ultimateReceiver")
– Chaque nœud dans le chemin regarde chaque bloc d’en-tête
• Il traite (éventuellement) les blocs d’en-tête qui lui reviennent
– Traitement obligatoire des parts avec « mustUnderstand » = "true"
• Enlève éventuellement ces blocs de l’en-tête sauf pour les blocs non traités où l’attribut
« relay » est présent
• Retransmet le message avec l’en-tête mise-à-jour vers le nœud suivant
• Si erreur, arrêt du cheminement et retour d’un message SOAP d’erreur
• Les modifications en chemin: seulement pour l’en-tête

• Le corps du message est traité seulement par le destinataire
• Remarque: il existe aussi une notion d’ « intermédiaire actif », qui peut
modifier le message reçu d’une façon dépendante de l’application

Corps SOAP
• Conteneur pour données spécifiques à l’application

• Divisé en blocs
– Un bloc : traité seulement par le récepteur final
– Certains blocs ont une signification prédéfinie
• Pour traduire un appel RPC en SOAP
• Pour signaler des erreurs
• Bloc d’erreur (« Fault ») : rapport d’erreur dans la traitement du message

– Code: catégorie d’erreur (version, mustUnderstand, client, server)
– Texte: explication textuelle, à afficher
– Acteur: nœud à l’origine de l’erreur
– Détail: information dépendante de l’application
– D’autres éléments rajoutés dans SOAP 1.2
Appel RPC en SOAP
• RPC: deux messages SOAP (appel + réponse)

– Message d’appel:
• Élément : nom de fonction à appeler
• Sous-éléments: paramètres d’appel de la fonction
– Message de retour: deux possibilités
• Résultat de l’appel OU
• Élément « Fault » pour signaler une erreur de traitement
• Généralement réalisé par HTTP (mais pas nécessairement)

– Appel: GET/POST
– Retour: réponse HTTP

Exemple
• Message d’appel
<soapenv:Envelope xmlns:soapenv="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/"
xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">
<soapenv:Body>
<add soapenv:encodingStyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/">
<op1 xsi:type="xsd:int">2</op1>
<op2 xsi:type="xsd:int">5</op2>
</add>
</soapenv:Body>
</soapenv:Envelope>
• Message réponse
<soapenv:Envelope xmlns:soapenv="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/"
xmlns:xsd="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance">
<soapenv:Body>
<addResponse soapenv:encodingStyle="http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/">
<addReturn xsi:type="xsd:int">7</addReturn>
</addResponse>
</soapenv:Body>
</soapenv:Envelope>
SOAP et HTTP
• « Binding » SOAP
– Description de la façon dont les messages SOAP sont envoyés en utilisant
un protocole de transport donné
– « Binding » typique pour SOAP : HTTP
• SOAP dans HTTP: utilise GET ou POST

– GET: l’appel n’est pas un message SOAP, seule la réponse l’est
– POST (préféré): l’appel et la réponse sont des messages SOAP
• Inclusion dans les messages HTTP

– Appel POST: enveloppe SOAP = contenu du message POST
– Réponse: enveloppe SOAP = contenu de la réponse
– SOAP utilise les mêmes codes d’erreur et d’état que HTTP une
réponse HTTP peut être directement interprétée par un module SOAP

WSDL
• Web Services Description Language

– Description des différentes parties d’un service web
• Description à deux niveaux

– Abstrait
• Les types (XML Schema) des paramètres et des résultats des messages
• Les messages manipulés dans le service
• Les opérations individuelles: suite d’échange de messages
• Une interface de service abstrait, qui groupe les opérations individuelles
– Concret
• Le « binding » de l’interface (des opérations) à un protocole de transport
• Les points d’accès (adresses réseau) pour chaque opération
• Service = ensemble de « bindings » avec leurs points d’accès
Éléments WSDL
Document WSDL
Description abstraite du service
Types (informations de type pour le document, ex. XML Schema)
Message 1 Message 2 Message 3 Message 4 Message 5 Message 6
Opération 1 Opération 2 Opération 3
Interface (service abstrait)

Description concrète
binding 1 binding 2 binding 3 binding 4

du service
endpoint 1 endpoint 2 endpoint 3 endpoint 4

Source:
G. Alonso Service (l’interface dans toutes
ses implémentations disponibles)
Version courante: WSDL 2.0
• WSDL 2.0 (2007) • WSDL 1.1 (2001)

– Points d’accès (“endpoints”) – Ports
– Interfaces – “PortTypes”
– Héritage d’interfaces
– Redéfinition d’opérations enlevée – Redéfinition d’opérations
– Messages définis par des types – Messages composés de parts

– Opérations définies dans les – 6 éléments de premier niveau:
interfaces Messages, Opérations,
– Points d’accès définis dans les « PortTypes », « Bindings », Ports
“Bindings” et Services
– 8 motifs d’échange de messages – 4 primitives de transmission :

(3 principaux, 5 additionnels) « One-way », « Request-
Response », « Solicit-Response »,
« Notification »
– Quelques nouveaux éléments
Exemple : service de réservation
<description xmlns="http://www.w3.org/2006/01/wsdl"
targetNamespace= "http://greath.example.com/2004/wsdl/resSvc"
xmlns:tns= "http://greath.example.com/2004/wsdl/resSvc"
xmlns:ghns = "http://greath.example.com/2004/schemas/resSvc"
xmlns:wsoap= "http://www.w3.org/2006/01/wsdl/soap"
xmlns:soap="http://www.w3.org/2003/05/soap-envelope">
<documentation> This document describes … </documentation>
<types>
<xs:schema xmlns:xs="http://www.w3.org/2001/XMLSchema"
targetNamespace="http://greath.example.com/2004/schemas/resSvc"
xmlns="http://greath.example.com/2004/schemas/resSvc">
<xs:element name="checkAvailability" type="tCheckAvailability"/>
<xs:complexType name="tCheckAvailability">
<xs:sequence>
<xs:element name="checkInDate" type="xs:date"/>
<xs:element name="checkOutDate" type="xs:date"/>
<xs:element name="roomType" type="xs:string"/>
</xs:sequence>
</xs:complexType>
<xs:element name="checkAvailabilityResponse" type="xs:double"/>
<xs:element name="invalidDataError" type="xs:string"/>
</xs:schema>
</types>

Exemple (suite)
<interface name = "reservationInterface" >

<fault name = "invalidDataFault" element = "ghns:invalidDataError"/>
<operation name="opCheckAvailability"
pattern="http://www.w3.org/2006/01/wsdl/in-out"
style="http://www.w3.org/2006/01/wsdl/style/iri">
<input messageLabel="In" element="ghns:checkAvailability" />
<output messageLabel="Out" element="ghns:checkAvailabilityResponse" />
<outfault ref="tns:invalidDataFault" messageLabel="Out"/>
</operation>
</interface>
• Interface : définition abstraite du service

– Composée d’opérations et d’erreurs
– Peut hériter d’autres interfaces
• Opérations
– Ensemble de messages et d’erreurs
– Enchaînement des messages défini par un motif (« pattern »)
– Style d’opération: contraintes sur l’opération et les messages
• RPC, IRI (internationalized resource identifier), etc.
Motifs d’échange de messages
• Motifs de base
– IN-ONLY : un seul message d’entrée, sans erreurs
– ROBUST IN-ONLY : pareil, mais avec erreur possible
– IN-OUT
• Message d’entrée reçu en provenance d’un noeud N
• Message de sortie envoyé au noeud N
• Erreurs, qui si elles apparaissent, remplacent le message de sortie
• Motifs supplémentaires (en dehors de la norme)

– IN-OPTIONAL-OUT : pareil, mais le message de sortie est optionnel
– OUT-ONLY : un seul message de sortie, sans erreurs
– ROBUST OUT-ONLY : pareil, mais avec erreur possible
– OUT-IN
• Message de sortie envoyé au noeud N
• Message d’entrée reçu en provenance d’un noeud N
• Erreurs, qui si elles apparaissent, remplacent le message d’entrée
– OUT-OPTIONAL-IN : l’opposé de IN-OPTIONAL-OUT

Exemple (fin)
<binding name="reservationSOAPBinding"
interface="tns:reservationInterface"
type="http://www.w3.org/2006/01/wsdl/soap"
wsoap:protocol="http://www.w3.org/2003/05/soap/bindings/HTTP">
<fault ref="tns:invalidDataFault" wsoap:code="soap:Sender"/>
<operation ref="tns:opCheckAvailability"
wsoap:mep="http://www.w3.org/2003/05/soap/mep/soap-response"/>
</binding>
<service name="reservationService" interface="tns:reservationInterface">
<endpoint name="reservationEndpoint"
binding="tns:reservationSOAPBinding"
address ="http://greath.example.com/2004/reservation"/>
</service>
</description>
• « Binding »: format des messages et détails de protocole par opération

– Une même opération peut avoir plusieurs bindings
• Service: ensemble de points d’accès = couples (binding, adresse réseau)
UDDI
• Universal Description, Discovery and Integration

• Historique
– À l’origine: annuaire universel pour les services web (à la Google)
– Aujourd’hui: vise plutôt les environnements privés, à petite échelle
– Raisons: peu d’annuaires généraux UDDI (IBM, Microsoft, …), contenu
pauvre et non fiable
• Meilleure fiabilité en environnements contraints, privés (~EAI)
• Élément d’infrastructure qui aide aussi à stocker des infos absentes en WSDL
• Versions
– Version 1: les bases d’un annuaire de services
– Version 2: adaptation à SOAP et WSDL
– Version 3: redéfinition du rôle UDDI, accent sur les implémentations
privées, sur l’interaction entre annuaires privés et publics

Modèle de données UDDI
• Entrée d’annuaire UDDI = document XML composé d’éléments

– businessEntity: organisation qui offre le service
– businessService: liste des services web offerts par l’organisation
– bindingTemplate : aspects techniques du service offert
– tModel: élément générique pour info supplémentaire sur le service
• Types d’information
– Pages blanches: données sur le fournisseur du service (nom, adresse, …)
– Pages jaunes: classification du type de service, basée sur des standards
– Pages vertes: info technique sur l’utilisation du service
• Pointeurs sur les descriptions WSDL, qui ne font pas partie de l’annuaire
Schéma du modèle de données UDDI
BusinessEntity WSDL Document

businessKey, name, contact, description, External Web Service
identifiers, categories Interface Description
(located at the service
provider)
BusinessService
serviceKey, businessKey, name
description, categories
BindingTemplate
bindingKey, serviceKey,
description, categories,
access point
tModel
name, description,
overview document,
url pointer to WSDL
Cours IED (UCP/M1): Services web

Source: G. Alonso Page 28
UDDI, WSDL et SOAP
Source: G. Alonso
Interaction avec UDDI
• APIs pour l’accès à UDDI

– UDDI Inquiry: rechercher des entrées UDDI dans l’annuaire (mots clés)
– UDDI Publication: publier et modifier des entrées UDDI dans l’annuaire
– UDDI Security: contrôle d’accès à l’annuaire
– UDDI Subscription: souscription à des modifications d’entrées UDDI
– UDDI Replication: dupliquer des entrées sur plusieurs nœuds
– UDDI Custody and Ownership transfer: modifier le propriétaire d’une
entrée UDDI
– UDDI Subscription Listener: pour le client qui souscrit aux modifications
– UDDI Value Set: pour valider l’information à publier dans l’annuaire

Services REST
• REST = Representational State Transfer

– Pas un standard (comme SOAP), mais un style d’architecture applicative
• Architecture orientée données (ressources)

– SOAP : architecture orientée services
• Idées
– Directement sur HTTP (pas de surcouche comme SOAP)
– Interface uniforme = méthodes HTTP
– Manipulation de données/ressources identifiées par de URI
– Services sans état : tous les informations nécessaires se trouvent dans les
paramètres d’appel
– Orienté données: actions de base sur les données/ressources (consultation,
création, mise à jour, suppression)
• SOAP: orienté service abstrait, fonctionnalités potentiellement complexes
REST vs. SOAP
• SOAP (Simple Object Access Protocol)

– Principal standard W3C pour les services web
– Associé à WSDL pour la description du service
– Protocole de communication échange de messages XML
– Services appelables à travers des points d’accès sur le web
• REST (Representational State Transfer)

– Appel de services web directement en HTTP
– Messages HTTP : POST, GET, PUT, DELETE
• Utilisation codes d’erreur, options d’appel HTTP, caching
– Description WADL (peu utilisée)
– Tout objet (ressource) manipulé par le service a une URI
– Services sans état: exécution indépendante des appels précédents

Caractéristiques REST
• Quatre actions primitives de base

– POST – pour des créations d’objets (ressources)
– GET – pour de la consultation d’objets
– PUT – pour des mises à jour d’objets
– DELETE – pour des suppressions d’objets
• Tout objet créé / consulté / modifié / supprimé a une unique URI

– Objets directement adressables sur le web
• Un objet peut avoir plusieurs représentations

– XML, JSON, CSV, XHTML, …
– Le format est spécifié aux HTTP HEADER (CONTENT-TYPE,
ACCEPT)
REST CRUD
• En pratique: principes pas toujours respectés

– Ceux qui les respectent services REST CRUD (création, recherche,
update, delete)
• En pratique on peut:
– Programmer des opérations autres que CRUD
– Associer des opérations CRUD à d’autres méthodes HTTP
– Ne pas exposer les objets à travers des URL
• Ce qui reste:
– On associe des opérations à des méthodes HTTP et à des URL / requêtes
– Le type de retour peut être paramétré selon différents critères
– Ca reste une communication HTTP

Résumé
• SOAP
– Plus évolué
– Indépendant du protocole qui achemine les messages
– Standards associés pour la sécurité, la fiabilité, les transactions, etc.
– Permet aux applications d’exposer un minimum de leur fonctionnement
– Peut garder un état au niveau du service suite aux appels
• REST
– Simple – prise en main rapide
– Basé directement sur HTTP, plus performant que SOAP
– Accès uniforme aux ressources / objets
– Limité à seulement quatre opérations
– Expose les objets manipulés à un adressage direct sur le web
– Plusieurs représentations des objets disponibles
Aujourd’hui: 85% des services disponibles sont REST
Services SOAP en Java avec JAX-WS
• Java API for XML Web Services (JAX-WS)

– Standard et implémentation (Metro = implémentation de référence)
– WSIT (Web Services Interoperability Technologies): complément pour
gérer les services web avancés
– JAXB pour marshalling/unmarshalling XML
• Intégrée à la JRE / JDK depuis la version 6. Retiré du JDK

depuis la version 9.
• Idée générale d’utilisation
– Créer des services web à partir de classes Java + annotations
@WebService (création bottom-up de services web)
– Créer des services web à partir d’une description WSDL (top-down)
– Outils d’assemblage et déploiement des services web
– Création de client Java de services web JAX-WS à partir du WSDL

Architecture
WDSL
Top-
Client down
Serveur d’applications
Java
SOAP
Client
PHP Servlet JAX-WS
Client
JavaScript Bottom-
up
Classes Java
annotées
Génération de clients avec JAX-WS
• Utilisation de la commande wsimport

– Génération classes Java pour le client
• Classe service – donne accès au service web distant
• Interface d’accès aux opérations du service
• Classes implémentant les messages échangés
Ex. wsimport -keep -p packageClient URIversWSDL
• Utilisation des classes générées dans l’application Java cliente

Ex. Pour un service web ExempleService d’interface (PortType) Exemple
offrant entre autres une opération somme
– wsimport produit la classe service ExempleService, l’interface Exemple
ExempleService service = new ExempleService();

Exemple e = service.getExemplePort();
int resultat = e.somme(2, 3);

Services REST en Java avec JAX-RS
• Java API for REST Web Services (JAX-RS)

– Standard et implémentation (Jersey= implémentation de référence)
– JAXB content-handler pour XML
• Intégrée à la JRE / JDK depuis la version 6. Retiré du JDK

depuis la version 9.
• Idée générale d’utilisation
– Créer des services web à partir de classes Java + annotations @Path
• Chaque ressource correspond à une classe Java
• @Path est le URI (relative au URL du système) de la ressource qui est exposé
à l’internet
• Annotations pour les opérations HTTP qui sont utilisé pour gérer la ressource
(e.g., @GET, @POST, etc).
– Outils d’assemblage et déploiement des services web
– Création de client Java de services web JAX-RS

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• Objectif: réaliser des applications distribuées avec les contraintes

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1. Définition du service (fournisseur)

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Architecture orientée services (AOS)

• Schéma proposé par IBM

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• Les mêmes notions existent dans CORBA, EJB, RMI

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Technologies pour services web

• Autres aspects: énormément de standards

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• Simple Object Access Protocol, norme W3C

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• But initial : infrastructure minimale pour faire du RPC sur le web

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• Messages : « enveloppes » où l’application

• Structure Header Block

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• Conteneur pour information indépendante de l’application

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Cheminement des messages SOAP

• Un message source destination : chemin dans le réseau

• Les modifications en chemin: seulement pour l’en-tête

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• Conteneur pour données spécifiques à l’application

• Bloc d’erreur (« Fault ») : rapport d’erreur dans la traitement du message

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Appel RPC en SOAP

• RPC: deux messages SOAP (appel + réponse)

• Généralement réalisé par HTTP (mais pas nécessairement)

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• SOAP dans HTTP: utilise GET ou POST

• Inclusion dans les messages HTTP

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• Web Services Description Language

• Description à deux niveaux

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Types (informations de type pour le document, ex. XML Schema)

Message 1 Message 2 Message 3 Message 4 Message 5 Message 6

Opération 1 Opération 2 Opération 3

Interface (service abstrait)

binding 1 binding 2 binding 3 binding 4

endpoint 1 endpoint 2 endpoint 3 endpoint 4

• WSDL 2.0 (2007) • WSDL 1.1 (2001)

– Redéfinition d’opérations enlevée – Redéfinition d’opérations

– Messages définis par des types – Messages composés de parts

– 8 motifs d’échange de messages – 4 primitives de transmission :

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Exemple : service de réservation

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<interface name = "reservationInterface" >

• Interface : définition abstraite du service