MWA-Folien 2016 - Kapitel 1-3 · (N+1)-SAPs N-SAPs (N+1)-Dienst-Benutzer N-Dienst-element (N+1)-Instanz nach A. S. Tanenbaum: Computernetzwerke, 1997 Ein Protokoll beschreibt die

Multimediale Web-Anwendungen | Dr. E. Schön Sommersemester 2016 | Folie 1

Multimediale Web-Anwendungen

Wahlobligatorische Vorlesung im Master-Studiengang Medientechnologie

Dr. Eckhardt Schö[email protected]

Institut für MedientechnikFachgebiet Audiovisuelle Technik

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Web-Seite zur Vorlesung

http://www.tu-ilmenau.de/mt/lehrveranstaltungen/

lehre-fuer-master-mt/multimediale-web-applikationen/


Lernziele

Die Teilnehmer an der Lehrveranstaltung entwickeln ein Verständnis dafür, wie Web-Applikationen funktionieren und wofür sie eingesetzt werden können. Sie machen sich mit einzelnen Technologien vertraut, die für die Software-Entwicklung benötigt werden und lernen, wie diese zusammen wirken.

In den Übungen erwerben die Studierenden Grundfertigkeit bei der Programmierung von JavaScript und PHP und erstellen selbst kleine Anwendungen.

Vorlesung: 2 SWS, Übung: 1 SWS

4 Leistungspunkte

Prüfung: mündlich, 30 min


Gliederung

1. Einführung

2. Das Internet als Basis für Web-Applikationen

3. Verteilte Anwendungen

4. Technologien des Web-Clients

5. Server-Technologien

6. Multimedia in Web-Applikationen

7. Beispiele für Web-Applikationen


Empfehlenswerte Bücher

H. Wöhr: Web-Technologien, dpunkt.verlag Heidelberg 2004

U. Hammerschall: Verteilte Systeme und Anwendungen, Pearson Studium München 2005

A. S. Tanenbaum, M.van Steen: Verteilte Systeme – Prinzipien und Paradigmen; Pearson Studium München 2008

Florian Franke, Johannes Ippen: Apps mit HTML5, CSS3 und JavaScript: Für iPhone, iPad und Android, Verlag Rheinwerk Computing 2015

St. Tilkov: REST und HTTP, dpunkt.verlag Heidelberg 2011


Kapitel 2

Das Internet als Basis für Web-

Applikationen


Schichtenmodell

Schicht N+1

Schicht N

Schicht N-1

Dienstanforderung

Diensterbringung


Dienstzugangspunkte, Protokoll

(N+1)-Instanz

Schicht N+1

(N+1)-Protokoll

Schicht N

Schicht N+2

(N+1)-SAPs

N-SAPs

(N+1)-Dienst-

Benutzer

N-Dienst-element

(N+1)-Instanz

nach A. S. Tanenbaum: Computernetzwerke, 1997

Ein Protokoll beschreibt die Syntax und Semantik der auszutauschenden Anwendungsinformationen und trifft Festlegungen über Antwortzeiten, Ablauffolgen und Dateneinheiten. Die Protokolle sind i. allg. international standardisiert.


Netzwerk-Schichtensystem

Vermittlung

Sicherung

Bitübertragung

Netzwerk(kabel)

Rechner 1 Rechner 2

Anwendung

Middleware

Transport

Vermittlung

Sicherung

Bitübertragung

Anwendung

Middleware

Transport

Bitübertragungsprotokoll

Sicherungsprotokoll

Vermittlungsprotokoll

Transportprotokoll

Middlewareprotokoll

Anwendungsprotokoll


Informationsfluss zwischen Endsystemen

nach A. S. Tanenbaum: Computernetzwerke, 1997

Rechner 1 (Quelle)

DatenHTTPTCPIPEthernet

DatenHTTPTCPIP

DatenHTTPTCP

DatenHTTP

Daten

Rechner 2 (Senke)

DatenHTTPTCPIPEthernet

DatenHTTPTCPIP

DatenHTTPTCP

DatenHTTP

Daten

Physikalische Übertragung

HTTP

TCP

IP

Ethernet


Internet

Das Internet ist ein weltweites Rechnernetzwerk bestehend aus vielen einzelnen Netzwerken, über das Daten mit Hilfe des Internet-Protokolls (IP) ausgetauscht werden.

Anwendung

Transport

Netzwerk

physikalische Schicht

HTTP|FTP|...

TCP|UDP

IP

Rechner 1 Rechner 2

Anwendung

Transport

Netzwerk


Domain Name System (DNS)

Ausgangs-LAN

Ziel-LAN

Client

Client|Server

WAN

www.test.de

123.45.0.0

123.45.0.0

123.45.0.0

00110100100...

ARP-Service

DNS-Server

Router

Router

MAC-Adresse


Beispiel für DNS-Hierarchie

Root-Server

Server für

.org

Server für

.de

Server für

un.org

Server für

w3.org

Server für

jena.de

Server für

erfurt.de


HTTP-Kommandos

Anfrage Beschreibung

GET Anfordern einer Ressource (z.B. HTML-Datei) beim Server; Pa-rameter: URI

HEAD Lesen des Headers einer Ressource (i.allg. Web-Page); z.B.zum Überprüfen der Aktualität einer Webseite im Browser-Ca-che

PUT Hochladen einer Datei auf den Server; Ziel-URI notwendig

POST sendet Daten an Server; z.B. Formularinhalte

DELETE Löschen einer Ressource auf dem Server

LINK Verbinden zweier Ressourcen

TRACE Anfrage, wie sie der Server empfangen hat, wird zurückge-sandt; wichtig für Verbindungstests und Debugging

OPTIONS liefert Liste der vom Server unterstützten Methoden und Featu-res

CONNECT zum Aufbau von SSL-Tunneln (über Proxyserver)


HTTP-Beispiel

Anfrage:

GET index.html HTTP/1.1

Antwort:

HTTP/1.1 200 Document follows

MIME-Version: 1.0

Server: Jigsaw/2.1

Content-Type: text/html

Content-Length: 6341

<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 3.2//EN">

<HTML>

<HEAD><TITLE>Technische Universität Ilmenau</TITLE>

</HEAD>

<BODY>

. . . .

</BODY>

</HTML>


MIME-Type

Medientyp Beschreibung

text Text

image Grafiken

video Videomaterial

audio Audiodaten

application uninterpretierte binäre Daten

Mischformate (z. B. Textdokumente mit eingebetteten nichttex-tuellen Daten) oder Informationen, die von einem bestimmtenProgramm verarbeitet werden sollen

multipart mehrteilige Daten

message Nachrichten, beispielsweise message/rfc822

model Daten, die mehrdimensionale Strukturen repräsentieren

example Beispiel-Medientyp für Dokumentationen

siehe: http://www.iana.org/assignments/media-types/


Beispiele für MIME-Typen

MIME-Type Beschreibung

application/pdf .pdf Portable Document Format PDF

application/xhtml+xml .xhtml XHTML-Datei (wird nicht von allen Brow-ser unterstützt)

application/xml .xml Extensible Markup Language

application/x-javascript .js JavaScript-Code

application/x-shockwave-flash .swf, .cab Flash Shockwave-Dateien

audio/mpeg3, audio/x-mpeg3 .mp3 MMPEG 1/2 Audio Layer 3

image/jpeg .jpg JPEG-Bild

text/html .htm, .html HTML-Datei

text/xml .xml Extensible Markup Language

video/mpeg .mpg Moving Picture Experts Group, Videodatei

video/x-flv .flv Flash-Video


Kapitel 3

Verteilte Anwendungen


Verteiltes System

„Ein verteiltes System ist ein System, in dem sich Hardware- und Softwarekomponenten auf vernetzten Computern befinden und miteinander über den Austausch von Nachrichten kommunizieren.“

Definition nach George Coulouris [HAM2005]

„Ein verteiltes System ist eine Ansammlung unabhängiger Computer, die den Benutzern wie ein einzelnes kohärentes System erscheinen.“

Definition nach Andrew S. Tanenbaum [TAN2008]


Middleware

Verteilte Anwendung

Knoten des verteilten Systems

Komponente der verteilten Anwdg.

Knoten des verteilten Systems

Komponente der verteilten Anwdg.

Netzwerk

Middleware Middleware


Kommunikationsmodelle

Sender Empfänger

t t

synchroneKommunikation

akti

v

blo

ckie

rt

Sender Empfänger

t t

asynchroneKommunikation

akti

v

akti

v


Systemdienste von Application Servern

Systemdienst Beschreibung

Naming Service Abbildung von (einfachen) Namen auf Objektreferenzen

Lifecycle Management Erzeugen und Entfernen von Komponenten – je nach Bedarf

State Management Sicherstellung des Zustandes einer Komponente über Aufrufe hinweg

Concurrency Koordination von Sperrung und Entsperrung verteilter Komponenten bei gleichzeitig zugreifenden Clients

Persistence Service permanente Speicherung von Komponentenzuständen in einer Datenbank sowie der ständige Synchronisation

Transaction Mangement Steuerung von Transaktionen über mehrere Komponenten und externe Ressourcen hinweg

Security Service Authentifizierung des Clients und dessen Autorisierung für die Komponenten- und Methodennutzung

Event Service Übermittlung von Ereignissen einer Komponente an alle für dieses Ereignis registrierten Komponenten

Messaging Service asynchrone Kommunikation von Komponenten untereinander und mit externen Ressourcen

nach Wöhr 2005


Remote Procedure Call (RPC)

nach U. Hammerschall, 2005

Server-ProzessClient-Prozess

Client-Prozedur

Client-Stub-Prozedur

Netzwerk

Server-Prozedur

Server-Stub-Prozedur


Remote Method Invocation (RMI)



Client-Objekt

Client-Stub

Netzwerk

Server-Objekt

Server-Stub / Skeleton

Proxy-Objekt


Nachrichtenorientiertes Programmiermodell



Client / Sender

Netzwerk

Server / Empfänger

Nachricht -

- Warte-- schlange-

Nachricht


Beispiel für REST: Atom Publishing Protocols (AtomPub)

nach St. Tilkov, 2011

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?><apub:service xmlns:apub="http://www.w3.org/2007/app"

xmlns:atom="http://www.w3.org/2005/atom"><apub:workspace>

<atom:title>Workspace-Name</atom:title><apub:collection href="http://www.beispiel.com/blog/entries">

<atom:title>Blog-Einträge</atom:title><apub:accept>application/atom+xml</apub:accept><apub:categories href="http://www.beispiel.com/cat/default.cat"/>

</apub:collection><apub:collection href="http://www.beispiel.com/blog/pictures">

<atom:title>Bilder</atom:title><apub:accept>image/png</apub:accept><apub:accept>image/jpeg</apub:accept><apub:accept>image/gif</apub:accept>

</apub:collection></apub:workspace>

</apub:service>


● Orientierung der IT-Prozesse an den Geschäftsprozessen

● Interaktion von (verteilten) Software-Komponenten mit Hilfe von (XML-basierten) Nachrichten

WebServices

“WebServices sind wiederverwendbare, gekapselte, auf standardisierten Internetprotokollen basierende Software-komponenten, die in ihrem dynamischen Zusammenwirken über das Internet ein heterogenes, dienstorientiertes, verteiltes System schaffen.“ [MANG2002]

● drei XML-Sprachen verwendet:● SOAP = ursprünglich: Simple Object Access Protocol● WSDL = WebService Description Language● UDDI = Universal Description, Discovery and Integration

Serviceorientierte Architektur (SOA)


Architektur eines Web Services

● Zusammenwirken der Instanzen: Konsument, Anbieter und Verzeichnis

Service-Broker

UDDI

Service-Anbieter(server)

Service-Konsument

(client)

WSDL WSDL

SOAP

SOAP

Documents

MWA-Folien 2016 - Kapitel 1-3 · (N+1)-SAPs N-SAPs (N+1)-Dienst-Benutzer N-Dienst-element (N+1)-Instanz nach A. S. Tanenbaum: Computernetzwerke, 1997 Ein Protokoll beschreibt die