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Apache Webserver und XML Web Services Vorlesungsskript im Fach Informatik an der FH Merseburg Gehalten bei Prof. Hartmann & Prof. Heuert Gehalten von Michael Schäfer Matrikel: 2INF02 Kennnr: 09479 Merseburg, 2005-11-17

Apache Webserver und XML Web Services - iks.hs-merseburg.deuheuert/pdf/Anwendung Rechnernetze/Vortraege...Apache Webserver und XML Web Services 1 Apache 2.0 1.1 Entstehung des Apache

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Apache Webserver und

XML Web Services

Vorlesungsskript

im Fach Informatik

an der

FH Merseburg

Gehalten bei Prof. Hartmann & Prof. Heuert Gehalten von Michael Schäfer Matrikel: 2INF02 Kennnr: 09479 Merseburg, 2005-11-17

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Apache Webserver und XML Web Services

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Inhaltsverzeichnis 1 Apache 2.0 ...............................................................................................3

1.1 Entstehung des Apache..............................................................................3

1.2 Der Apache Webserver ..............................................................................4

1.3 Installation ...............................................................................................5

1.4 ApacheFriends ..........................................................................................7

2 XML Web Services.....................................................................................8

2.1 Was sind Web Services?.............................................................................8

2.2 Eine kurze Geschichte der Web Services......................................................9

2.2.1 Verfügbarmachen von Code zwischen Anwendungen..............................9

2.2.2 Verfügbarmachen von Code zwischen Computern ................................ 10

2.2.3 Verfügbarmachen von Code zwischen Netzwerken ............................... 10

2.3 Grundlegende Technologien und Standards ............................................... 11

2.3.1 Zugrunde liegende Technologien ........................................................ 11

2.3.2 Architektur von .NET Web Services ..................................................... 11

2.4 Konkurrierende Web Service-Implementierungen....................................... 13

3 Apache 2.0 und ASP.NET ......................................................................... 13

3.1 Integration von .NET Web Services in Apache............................................ 13

3.2 „Hello World“ .......................................................................................... 17

4 Abbildungsverzeichnis.............................................................................. 18

5 Quellenverzeichnis .................................................................................. 18

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1 Apache 2.0

1.1 Entstehung des Apache

Ende des Jahres 1993 veröffentlichten Software-Entwickler am NCSA

(National Center for Supercomputing Application) der Universität Illinois

den ersten Webbrowser mit grafischen Oberflächen. Anfang 1995 ent-

wickelte Rob McCool an diesem Institut den NCSA-Webserver, welcher

auch der meistgenutzte Server wurde. Jedoch verließ McCool das Institut

und die Entwicklung des NCSA-Webservers kam ins Stocken.

Einige der Benutzer dieses Servers begannen ihn weiter zu entwickeln und

zu erweitern. Immer mehr Patches wurden dem Server hinzugefügt und

letztendlich erhielt man einen gepatchten Server (engl.: a patchy server),

woraus der Name des heutigen Apache entstand.

Im April 1995 wurde die erste Beta-Version des Apache veröffentlicht,

welcher auf dem NCSA-Server der Version 1.3 basierte. Die Version 1.0,

welche zahlreiche neue Funktionalitäten und Verbesserungen enthielt

veröffentlichte die Apache Group im Dezember 1995.

Knapp ein Jahr später erlang der Apache so viel Popularität, dass er den

NCSA vom ersten Platz der Marktanteile verdrängte und zum

meistgenutzten Webserver wurde.

Abbildung 1.1: Marktanteile für September 2005

Apache (72%)

Microsoft (22,23%)

Netscape (0,54%)

Zeus (0,77%)

WebSTAR (0,40%)

Website (0,10%)

Andere (3,95%)

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Dieser Erfolg kam unter anderem durch das modulare Konzept des

Servers. Durch eine Vielzahl von Modulen kann der Server sehr individuell

eingerichtet und erweitert werden. Ebenso können, durch die Open

Source, ohne großen Aufwand eigene Module geschrieben und einge-

bunden werden. Ein weiteres wichtiges Datum für den Apache ist der April

2002. In diesem Monat wurde mit dem Apache 2.0 die aktuelle und vorerst

endgültige stabile Version veröffentlicht.

1.2 Der Apache Webserver

Der Apache ist mittlerweile für eine Vielzahl von Betriebssystemen

verfügbar und zeigt mit seinem Erfolg, dass Open Source nicht nur eine

gute Idee ist, sondern auch erfolgreich sein kann. Durch sein modulares

Konzept lässt sich der Apache einfach um zusätzliche Funktionalität

erweitern und an nahezu jeden Anwendungsfall anpassen.

Zu den mehr als 100 größtenteils kostenlosen Modulen gibt es zahlreiche

Authentifizierungsmodule und Skript- bzw. Interpretermodule für diverse

Programmiersprachen wie Java, JavaScript, Perl, Python und Tcl. Wenn es

um Datenbankanbindung geht wird man auch hier in der Module Registry

fündig; bekanntestes Beispiel dafür ist das PHP-Modul. Bei den Datenbank-

systemen werden die meisten kommerziellen und freien Systeme wie

MySQL, Oracle oder PostgreSQL von PHP unterstützt.

Auch wenn es um Datensicherheit geht, z.B. im Bereich E-Commerce, ist

Apache eine sehr gute Wahl. Zu diesen Zwecken gibt es mehrere SSL-

Module, welche mit einer sehr starken 128-Bit Verschlüsselung arbeitet.

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1.3 Installation

Der Apache Webserver ist für alle Betriebssysteme als Quellcode-Version

und für die meisten und verbreitetsten Systeme als Binary-Version

verfügbar. Ich betrachte aber lediglich die Installation der Binary-Version

für Windows XP, welche erdenklich einfach ist.

Nach dem Herunterladen der Win 32 Binary Datei von httpd.apache.org

muss diese nur gestartet werden. Es folgt eine Reihe von Fenstern zur

Installation.

Abbildung 1.2: Begrüßungsbildschirm der Apache 2-Installation unter Windows

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Abbildung 1.3: Akzeptierung der Lizenzbestimmungen des Apache 2

Abbildung 1.4: Eingabe der Server-Informationen

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Nachdem die Installation abgeschlossen wurde kann der Apache unter

http://localhost/ bzw. http://127.0.0.1/ getestet werden. Dabei sollte der

folgende Text im Browser erscheinen.

Abbildung 1.5: Willkommensbildschirm des Apache 2

Nun können weiter Module die benötigt werden installiert und in den

Apache eingebunden werden.

1.4 ApacheFriends

Da einige der Installationsthemen und das Einbinden von Modulen gerade

für Anfänger zu kompliziert sind haben zwei Entwickler für Apache und

zahlreiche Erweiterungen das so genannte XAMPP entwickelt. Mit diesen

Paketen für Windows und Linux kann in kurzer Zeit eine voll funktions-

fähige Entwicklungsumgebung bestehend aus Apache, PHP, MySQL, Perl,

FTP- und Mail-Server, OpenSSL und vieles mehr installiert werden, ohne

das besondere Voraussetzungen erfüllt sein müssen.

Auch hier gibt es eine vorkompilierte Installationsdatei zum downloaden.

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Nach der Installation zeigt der Browser unter http://localhost/ folgende

Page:

Abbildung 1.6: Willkommensbildschirm des Apache von XAMPP

2 XML Web Services

2.1 Was sind Web Services?

In den ersten Jahren des World Wide Web gab es lediglich statische Web-

Seiten. Diese wurden aber im laufe der Zeit durch anspruchsvolle

Anwendungen wie E-Commerce, Aktienhandel, E-Banking und vieles mehr

abgelöst. Diese dynamischen Anwendungen haben einen wesentlich

größeren Funktionsumfang und werden meistens durch HTML-Tags

gebildete Oberflächen im Browser angezeigt. Obwohl Plattformen wie

ASP.NET somit Anwendungen mit großer Funktionalität erzeugen können,

kratzt HTML lediglich an der Oberfläche dessen, was kreative Entwickler

mit dem Internet realisieren können.

Die Welten der Desktop- und der Internet-Programmierung sind in den

letzten Jahren sehr stark zusammengerückt. Desktop-Oberflächen, vor

allem die von Windows XP, werden Internetbrowsern immer ähnlicher,

Internet-Funktionalitäten tauchen in immer mehr Desktop-Anwendungen

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auf und Windows-Anwendungen kommunizieren mit Webservern über

verschiedene Protokolle. Beispiele dafür sind Microsoft Money, welches

automatisches Bank-Informationen herunterlädt; Windows selbst über das

Vorhandensein von Updates auf dem Microsoft-Server informiert; und VS

.NET das suchen in der MSDN Online Library ermöglicht, ohne die

Anwendung zu verlassen. Auch gehören eBay-Auktionen mit Desktop-

Anwendungen von Drittherstellern dazu.

Das Hinzufügen solcher Funktionen sind sicher eine große Innovation,

doch leider sind die Lösungen meist „selbstgestrickt“ und proprietär

(entwicklerabhängig). Um heute eine internetfähige Anwendung zu

implementieren müssten viele verschiedene Standards und Protokolle

berücksichtigt werden.

Internet-Anwendungen sind ähnlich begrenzt. Zur Integration von Funk-

tionen mehrerer Webseiten sind relativ plumpe Methoden wie Frames,

Links oder Screen Scraping erforderlich. Das Problem solcher Anwen-

dungen ist, dass sie als Komplett-Paket existieren und es somit keinen ein-

fachen Weg zur Trennung von Benutzeroberfläche und Funktionalität gibt.

Hier kommen Web Services ins Spiel.

Ein Web Service ist eine Anwendung oder ein ausführbarer Codeblock, der

auf einem Server ausgeführt wird und dessen Funktionen über Standard-

XML-Protokolle verfügbar gemacht werden.

2.2 Eine kurze Geschichte der Web Services

2.2.1 Verfügbarmachen von Code zwischen Anwendungen

Anfang der 90-er Jahre existierten zwei konkurrierende Komponenten-

technologien:

1. Microsoft: COM (Component Object Model)

2. OMG (Object Management Group): CORBA (Common Object Request

Broker Architecture)

Beide verwenden Funktionseinheiten in Form von Binärobjekten wieder

und erlauben es Software auf ein und demselben PC den Code geregelt zu

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teilen. Durch die Verbreitung von Netzwerken wurde die Kommunikation

zwischen verschiedenen PCs immer wichtiger.

2.2.2 Verfügbarmachen von Code zwischen Computern

Mitte der 90-er Jahre wurde das COM-Modell von Microsoft durch DCOM

(Distributed COM) erweitert, welches ein Netzwerkprotokoll ist und COM

weder ersetzt noch verändert. Dieses Protokoll legt fest, wie COM-Objekte

über Maschinengrenzen hinweg kommunizieren können. Die OMG

entwickelte das Netzwerkprotokoll IIOP (Inter-ORB Protocol), welches die

Zusammenarbeit verschiedener CORBA-Objekte über das Internet erlaubt.

Diese neuen Standards ermöglichten es Anwendungen auf einem PC

laufenden Code auf anderen PCs aufzurufen. Aber aufgrund dessen, das

beide auf Desktop-Anwendungen basierten, waren sie doch komplex

programmiert, was ihre Anwendung sehr erschwerte. Jedoch fanden viele

erfahrene Entwickler, dass die Protokolle ihren Zweck erfüllten. Dies war

die Ermöglichung der Verteilung von Anwendungsressourcen und Rechner-

belastung auf mehrere Workstations.

2.2.3 Verfügbarmachen von Code zwischen Netzwerken

Die Funktionalität sowohl von COM/DCOM als auch von CORBA/IIOP ist im

Internet nicht besonders gut. Dies zeigt sich vor allem dadurch, dass sich

beide Standards gegenseitig ausschließen. DCOM-Server arbeiten lediglich

mit DCOM-Clients zusammen und dasselbe gilt auch für CORBA und IIOP.

Zu DCOM ist noch zu sagen, dass er auf PCs mit Microsoft Windows

beschränkt ist. CORBA und COM sind beide komplexe Binärstandards, die

nicht einfach über Firewalls funktionieren. Zusammenfassend kann man

sagen, dass beide Standards für die Verwendung in Netzwerken angepasst

werden mussten bevor Entwickler problemlos Software für verteilte

Anwendungen im Internet entwerfen konnten.

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2.3 Grundlegende Technologien und Standards

2.3.1 Zugrunde liegende Technologien

Um einen Web Service zu erzeugen bzw. zu nutzen muss man nicht viel

über die Technologien wissen, auf denen er beruht. Aber das Verstehen

der Grundlagen hilft beim Entwerfen eines Web Services. Web Services

nutzen eine Kombination verschiedener offener Standards, die nachfolgend

kurz beschrieben sind.

Technologie Aufgabe

WSDL XML-basiertes Format; beschreibt Web Service und listet Methoden, Parameter, Rückgabewerte und unterstützte Kommunikationsmethoden auf

HTTP Kommunikationsprotokoll zum Senden von Web Service-Requests und –Responses

SOAP XML-basiertes Format zum Codieren Requests und Response vor dem Senden

DISCO optionale Microsoft-Spezifikation zum Auffinden (Entdecken ↔ „discover“) von Web Services; unklassifizierte Liste von Web Service-Links

UDDI Verzeichnis, das Clients das Auffinden von Web Services ermöglicht; jüngster Web Service-Standard

2.3.2 Architektur von .NET Web Services

Die Implementierung von Microsoft eines Web Services ist so gestaltet,

dass das Aufrufen eines entfernten Web Services genauso einfach ist, wie

der Methodenaufruf einer lokalen Klasse. Das .NET-Framework bietet

Werkzeuge, die die „langweiligen“ Details von Standards wie SOAP oder

WSDL verbergen. Das Aufrufen eines Web Service funktioniert in den

folgenden Schritten, dabei müssen lediglich die Schritte 1, 3, 5 und 8

manuell ausgeführt werden.

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1. entwerfen eines Web Services als .NET-Klasse mit Attributen, die ihn

als Web Service mit verfügbaren Funktionen identifizieren

2. .NET erzeugt automatisch ein WSDL-Dokument, welches beschreibt,

wie ein Client mit dem Web Service kommunizieren muss

12

t

t

3. Client finde den Web Service und benutzt ihn, dazu fügt der Client den

Service als Webverweis zu einem Visual Studio .NET-Projekt hinzu

4. .NET untersucht das WSDL-Dokument und erzeugt eine Proxy-Klasse,

die dem Client die transparente Kommunikation mit dem Web Service

ermöglicht

5. Client ruft eine der Methoden der Web Service-Klasse auf

6. im Hintergrund werden die übergebenen Parameter von der Proxy-

Klasse in eine SOAP-Nachricht konvertiert und an den Web Service

gesendet

7. Proxy-Klasse empfängt eine SOAP-Response, konvertiert sie in den

entsprechenden Datentyp und gibt sie an Client als gewöhnlichen .NET-

Datentyp zurück

8. Client benutzt die zurückgegebenen Informa ionen

sucht einen Web Service

Abbildung 2.1: Zusammenarbeit mit einem Web Service

Web Service-Client UDDI-Verzeichnis

Webserver

UDDI-Verzeichnis

Web Server-Methode

Web Server-Methode

Web Server-Methode

Client-

Anweisung

Proxy-

Klasse

erzeugt

Proxy-Klasse

erhält Link zu Service oder

Discovery-Dokument

erhält WSDL-Dokument

ruft eine Methode

über SOAP auf

erhält ein Resultat über

SOAP

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WSDL ist als einziger Standard eng an .NET Web Services gebunden ist.

SOAP ist als Voraussetzung für die Kompatibilität mit anderem Plattformen

zur Entwicklung von Web Services unbedingt zu empfehlen, obwohl eine

simple Übertragung „ohne Schnickschnack“ mit HTTP POST und HTTP GET

auch unterstützt wird. DISCO und UDDI sind optionale Ergänzungen und

erleichtern das Veröffentlichen und Auffinden von Web Services.

2.4 Konkurrierende Web Service-Implementier-

ungen

Microsoft ist glücklicherweise nicht der einzige Anbieter von Web Service-

Werkzeugen, sonst könnte diese Technologie niemals weitgehende

Verbreitung erlangen. Web Service-Werkzeuge sind für eine große Vielzahl

von Sprachen und Plattformen verfügbar. Hier ist eine Liste einiger

Alternativen:

• IBM bietet eigenes Web Service-Entwicklungssystem

• Oracle bietet Web Integration Development Language und eigene

Web Service-Angebote

• Sun Microsystems – ONE-Angebot (Open Net Environment)

Web Services in Java

• Perl bietet SOAP::Lite-System

3 Apache 2.0 und ASP.NET

3.1 Integration von .NET Web Services in Apache

Zur Einbindung von .NET Web Services gibt es sicherlich mehrere

Möglichkeiten. Eine dieser Möglichkeiten ist eine Apache-Erweiterung

namens mod_aspdotnet. Sie enthält zwei Module. Zum einen die

mod_aspdotnet.so, welche das Apache 2.0-Modul ist und dort in der

http.conf (Apache-Konfigurationsdatei) eingebunden werden muss. Zum

anderen die Apache.Web.dll, welche ein Microsoft ASP.NET Modul ist und

bei der Installation in das .NET Framework eingebunden wird.

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Auf der Seite „http://www.axint.net/apache/httpd/mod_aspdotnet/“ kann

eine Binäry-Version der Erweiterung downgeloadet werden.

Abbildung 3.1: Begrüßungsbildschirm des mod_aspdotnet

Abbildung 3.2: Akzeptierung der Lizenzbestimmungen

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Abbildung 3.3: Starten der Installation

Abbildung 3.4: Fertig!!!

Nach der Installation ist im Modul-Ordner von Apache die Datei

„mod_aspdotnet.so“ zu finden. Nun muss noch dieses Modul in den Server

eingebunden werden und ein Alias für die Web Services festgelegt werden.

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Dazu die http.conf im conf-Ordner des Apache öffnen und folgende Code-

Zeilen einfügen, dabei müssen eventuell die Ordnerpfade anzupassen. LoadModule aspdotnet_module modules/mod_aspdotnet.so

AddHandler asp.net asax ascx ashx asmx aspx axd config cs csproj \

licx rem resources resx soap vb vbproj vsdisco webinfo

AliasMatch

"C:/Inetpub/wwwroot/aspnet_client/system_web/(\d+)_(\d+)_(\d+)_(\d

+)/(.*)" \

"C:/Windows/Microsoft.NET/Framework/v1.1.4322/ASP.NETClientFiles/$

4"

<Directory

"C:/Windows/Microsoft.NET/Framework/v1.1.4322/ASP.NETClientFiles">

Options FollowSymlinks

Order allow,deny

Allow from all

</Directory>

# Alias für ein “Hello World” Web Service

AspNetMount /HelloWorld "C:/Inetpub/wwwroot/HelloWorld"

Alias /HelloWorld "C:/Inetpub/wwwroot/HelloWorld"

<Directory "C:/Inetpub/wwwroot/HelloWorld">

Options FollowSymlinks Indexes Includes ExecCGI

Order allow,deny

Allow from all

DirectoryIndex default.htm default.aspx HelloWorldService.asmx

</Directory>

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3.2 „Hello World“

Hier folgt nun ein Quellcode für ein „Hello World“-Web Service mit Micro-

soft Visual Studio .NET: using System; using System.Web; using System.Web.Service; namespace HelloWorld{ public class HelloWorldService:System.Web.Services.WebService{ public HelloWorldService(){} [WebMethod] public string HelloWorld(){ return “Hello World”; } } }

Und nun ein Quellcode für eine Applikation, die über das VS .NET mit dem

„Hello World“-Web Service auf dem localhost verknüpft wurde. using System; using System.Drawing; using System.Collections; using System.ComponentModel; using System.Windows.Forms; using System.Data; namespace HelloWorldApp2{ public class Form1 : System.Windows.Forms.Form{ private System.Windows.Forms.Label label1; private System.ComponentModel.Container components=null; public Form1(){ InitializeComponent(); localhost.HelloWorldService objStr = new localhost.HelloWorldService(); string strHello = objStr.HelloWorld(); label1.Text = strHello; }

hier steht vom Studio automatisch generierter Quelltext zum Formular

… }

}

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4 Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1.1: Marktanteile für September 2005 3

Abbildung 1.2: Begrüßungsbildschirm der Apache 2-Installation unter Windows 5

Abbildung 1.3: Akzeptierung der Lizenzbestimmungen des Apache 2 6

Abbildung 1.4: Eingabe der Server-Informationen 6

Abbildung 1.5: Willkommensbildschirm des Apache 2 7

Abbildung 1.6: Willkommensbildschirm des Apache von XAMPP 8

Abbildung 2.1: Zusammenarbeit mit einem Web Service 12

Abbildung 3.1: Begrüßungsbildschirm des mod_aspdotnet 14

Abbildung 3.2: Akzeptierung der Lizenzbestimmungen 14

Abbildung 3.3: Starten der Installation 15

Abbildung 3.4: Fertig!!! 15

5 Quellenverzeichnis

Lars Eilebrecht, Nikolaus Rath, Thomas Rohde (2003): Apache Webserver

Installation, Konfiguration, Administration, 5. Auflage, Bonn: mitp-Verlag

Sebastian Wolfgarten (2004): Apache Webserver 2 Installation, Konfiguration,

Programmierung, 2. Auflage, München: Addison-Wesley Verlag

Alex Ferrara, Matthew MacDonald (2003): Programmierung von .NET Web Services,

1. Auflage, Köln: O’Reilly Verlag und Co. KG

URL: Apachemodul für .NET Web Services, „http://httpd.apache.org/cli/introduction“,

Zugriff 2005-11-17