PDF de programación - Selección e integración dinámica de servicios Web orientada a aspectos

Centro de Investigación y de Estudios

Avanzados

del Instituto Politécnico Nacional

Departamento de Ingeniería Eléctrica

Sección de Computación

Selección e integración dinámica de servicios Web orientada a

aspectos

Tesis que presenta

Marisol Pérez Reséndiz

para obtener el Grado de

Maestro en Ciencias

en la Especialidad de

Ingeniería Eléctrica

Director de Tesis

Dr. José Oscar Olmedo Aguirre

México, D.F.

Octubre 2005

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A mis padres, quienes toda mi vida me han guiado
y de los cuales aprendo cada día.

A Karina, que siempre me cuestiona
pero confía en mi.

A Roberto, por la historia que inició
con una cajita de papel.

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Agradecimientos

A Dios, siempre he creído que no importando el lugar donde me encuentre, él esta

conmigo.

A mis padres porque siempre me han apoyado en todo lo que he emprendido en
mi vida. Me han enseñado que siempre se pueden lograr las cosas por más difíciles
que parezcan. Su confianza en mi siempre me ha dado fortaleza para continuar y no
darme por vencida. Ustedes son las personas que además de ser mis padres han sido
mis amigos. Gracias por todo, saben que los quiero y valoro mucho.

A mi hermana Karina que a pesar de no verla todos los días, sé que siempre se
preocupa y está pendiente por mi. Su pasión por el arte es algo que aprendí de ella y
que comparto. Gracias por confiar en tu enana.

A mi mejor amiga Nancy, que conozco desde hace muchos años y que considero mi
segunda hermana. Aprendimos y vivimos muchas cosas juntas. Nunca nos dimos por
vencidas, aunque el cansancio fue mucho, fueron más las recompensas que obtuvimos.
Gracias por ser una verdadera amiga, sabes que te quiero mucho.

A mi chiquininito, quien es una persona muy importante en mi vida. Nunca ima-
giné conocer a alguien que me quisiera tanto y que me lo demostrara día a día. Se
que tengo tu apoyo incondicional en todo momento. Gracias por todo, sabes que eres
y siempre serás parte de mi vida.

Al Dr. Oscar Olmedo por ser la persona que dirigió este trabajo de tesis. Me

ayudó siempre que lo necesité. Gracias por su apoyo y confianza en todo momento.

A todos mis amigos con los cuales tuve el gusto de estar estos dos años. Me quedo

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con gratos recuerdos de cada uno de ustedes. Gracias por su amistad.

Al Dr. Gerardo de la Fraga y al Dr. Guillermo Morales por ser los sinodales de este
trabajo de tesis. Gracias por sus consejos que me ayudaron a mejorar su contenido.

A Sofia Reza, quien siempre demostró ser una persona muy agradable en todos

los aspectos. Gracias por todo tu apoyo y sobre todo por tu amistad.

Al IPN por ser la institución a la que pertenezco y en la cual me he desarrollado
académicamente desde hace nueve años. En cada una de las escuelas donde estuve
aprendí muchas cosas y de cada una de ellas me llevo momentos inolvidables.

Al CINVESTAV, ya que durante estos dos años de maestría fue la institución

donde curse mis materias y pude desarrollar satisfactoriamente mi tesis.

A CONACYT, ya que gracias a su apoyo financiero durante estos dos años pude

sustentar mis gastos.

A servicios escolares y a la biblioteca de Ingeniería Eléctrica por los servicios y

ayuda que me brindaron cuando lo necesité.

VII

Resumen

Con la aparición y adopción de nuevos estándares y tecnologías de servicios Web,
desarrollar y mantener aplicaciones distribuidas se convierte en una tarea cada vez
más compleja. Desafortunadamente, la mayoría de los enfoques tradicionales utiliza-
dos para desarrollar aplicaciones consideran los problemas asociados con la distribu-
ción física desde etapas tempranas de diseño.

Para reducir la complejidad en el desarrollo de aplicaciones basadas en la Web,
en esta tesis proponemos un enfoque que provee transparencia de localidad para el
diseño de las mismas, dejando los aspectos de la distribución física para las etapas de
desarrollo de las aplicaciones. Para lograr la modularización de estas características,
hemos adoptado la programación orientada a aspectos (POA) como modelo progra-
mación, ya que provee los medios para integrar los aspectos de distribución en una
aplicación cuando sea necesario. Por lo tanto, este paradigma permitirá a los diseñado-
res obtener la versión distribuida de una aplicación al integrar la infraestructura de
comunicación y coordinación correspondiente a los servicios Web.

La principal contribución de este trabajo consiste en simplificar el proceso de de-
sarrollo de las aplicaciones Web, reduciendo su costo de producción y mantenimiento,
obteniendo al mismo tiempo un incremento considerable en su flexibilidad y dinamis-
mo.

VIII

Abstract

With the appearance and adoption of new Web services standards and techno-
logies, developing and maintaining distributed applications are becoming complex
tasks. Unfortunately most of the known approaches to develop applications embrace
problems about physical distribution since the early phases of design.

In order to reduce the complexity in the development of Web-based applications,
in this work we propose an approach that emphasizes locality transparency in the
application design, leaving the physical distribution concerns to a later phase in the
development process. In order to address this modularization concerns, we have adop-
ted Aspect-Oriented Programming (AOP) as a programming model that provides the
means to integrate the distribution aspects in an application whenever it is needed.
The AOP paradigm allows the system designer to obtain a distributed version of the
application by integrating a Web services communication and coordination infras-
tructure.

The main contribution of this work consists on simplifying the development pro-
cess of Web-based applications, reducing their costs of production and maintenance,
obtaining at the same time, a considerable increase in their flexibility and dynamism.

Índice general

Lista de Figuras

Lista de Tablas

1. Introducción

1.1. Dominio del problema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.1. Aplicaciones distribuidas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.2. El paradigma de los servicios Web . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.3. El paradigma de la programación orientada a aspectos
. . . .
1.2. Planteamiento del problema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3. Propuesta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4. Objetivo general
1.5. Objetivos particulares
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6. Metodología . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.7. Contribuciones
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.8. Estructura del documento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Antecedentes

2.1. Servicios Web . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.1. Arquitectura orientada a servicios . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.2. SOAP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.3. WSDL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.4. Repositorio de servicios Web UDDI . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.1. Conceptos básicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2.2. Lenguajes orientados a aspectos . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3. Trabajo relacionado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3.1. Modelo de servicios Web mediante mecanismos de reflexión . .

2.2. Programación orientada a aspectos

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ÍNDICE GENERAL

2.3.2. Composición de servicios Web con AO4BPEL . . . . . . . . .
2.3.3. Capa de administración de servicios Web . . . . . . . . . . . .
2.3.4.
Integración de WSLAs a los servicios Web . . . . . . . . . . .
2.4. Sumario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Descripción del Sistema WSSI

Identificación de métodos

3.1. Descripción general . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.1.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.2. Generación de aspectos: consulta a documentos WSDL . . . .
3.1.3. Generación de aspectos: descubrimiento de servicios Web . . .
3.1.4. Serialización de suscripciones
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.5. Deserialización de suscripciones . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.6. Notificación de respuesta a una suscripción . . . . . . . . . . .
. . . . . . .
3.1.7. Dependencia de servicios Web no implementados
3.2. Caso de estudio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.1.
3.2.2. Generación de aspectos: consulta a documentos WSDL . . . .
3.2.3. Generación de aspectos: descubrimiento de servicios Web . . .
3.2.4. Serialización de suscripciones
. . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.5. Deserialización de suscripciones . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.6. Notificación de respuesta a una suscripción . . . . . . . . . . .
3.2.7. Dependencia de servicios Web no implementados
. . . . . . .
3.3. Sumario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Identificación de métodos

4. Diseño conceptual

4.1. Perspectiva organizacional
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2. Definición de documentos WSSIAD . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2.1. Definición de un aspecto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3. Diseño del intermediario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3.1. Consulta de servicios Web . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3.2. Publicación de servicios Web . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.3.3. Suscripción de servicios Web . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4. Diseño de WSSI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.1. Generación de aspectos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.2.