Composing Web Services

Web-palvelut muodostavat keskeisen osan semanttista web:iä. Ne mahdollistavat nykyaikaisen ja tehokkaan välineistön hajautettuun laskentaan ja luovat perustan palveluperustaisille arkkitehtuureille. Verkottunut automatisoitu liiketoiminta edellyttää jatkuvaa aktiivisuutta kaikilta osapuolilta. Lisäksi sitä tukevan järjestelmäntulee olla joustava ja sen tulee tukea monipuolista toiminnallisuutta. Nämä tavoitteet voidaan saavuttamaan yhdistämällä web-palveluita. Yhdistämisprosessi muodostuu joukosta tehtäviä kuten esim. palveluiden mallintaminen, palveluiden koostaminen, palveluiden suorittaminen ja tarkistaminen. Työssä on toteutettu yksinkertainen liiketoimintaprosessi. Toteutuksen osalta tarkasteltiin vaihtoehtoisia standardeja ja toteutustekniikoita. Myös suorituksen optimointiin liittyvät näkökulmat pyrittiin ottamaan huomioon.

Design and validation of stateful composite RESTful web services

A web service is a software system that provides a machine-processable interface to the other machines over the network using different Internet protocols. They are being increasingly used in the industry in order to automate different tasks and offer services to a wider audience. The REST architectural style aims at producing scalable and extensible web services using technologies that play well with the existing tools and infrastructure of the web. It provides a uniform set of operation that can be used to invoke a CRUD interface (create, retrieve, update and delete) of a web service. The stateless behavior of the service interface requires that every request to a resource is independent of the previous ones facilitating scalability. Automated systems, e.g., hotel reservation systems, provide advanced scenarios for stateful services that require a certain sequence of requests that must be followed in order to fulfill the service goals. Designing and developing such services for advanced scenarios with REST constraints require rigorous approaches that are capable of creating web services that can be trusted for their behavior. Systems that can be trusted for their behavior can be termed as dependable systems. This thesis presents an integrated design, analysis and validation approach that facilitates the service developer to create dependable and stateful REST web services. The main contribution of this thesis is that we provide a novel model-driven methodology to design behavioral REST web service interfaces and their compositions. The behavioral interfaces provide information on what methods can be invoked on a service and the pre- and post-conditions of these methods. The methodology uses Unified Modeling Language (UML), as the modeling language, which has a wide user base and has mature tools that are continuously evolving. We have used UML class diagram and UML state machine diagram with additional design constraints to provide resource and behavioral models, respectively, for designing REST web service interfaces. These service design models serve as a specification document and the information presented in them have manifold applications. The service design models also contain information about the time and domain requirements of the service that can help in requirement traceability which is an important part of our approach. Requirement traceability helps in capturing faults in the design models and other elements of software development environment by tracing back and forth the unfulfilled requirements of the service. The information about service actors is also included in the design models which is required for authenticating the service requests by authorized actors since not all types of users have access to all the resources. In addition, following our design approach, the service developer can ensure that the designed web service interfaces will be REST compliant. The second contribution of this thesis is consistency analysis of the behavioral REST interfaces. To overcome the inconsistency problem and design errors in our service models, we have used semantic technologies. The REST interfaces are represented in web ontology language, OWL2, that can be part of the semantic web. These interfaces are used with OWL 2 reasoners to check unsatisfiable concepts which result in implementations that fail. This work is fully automated thanks to the implemented translation tool and the existing OWL 2 reasoners. The third contribution of this thesis is the verification and validation of REST web services. We have used model checking techniques with UPPAAL model checker for this purpose. The timed automata of UML based service design models are generated with our transformation tool that are verified for their basic characteristics like deadlock freedom, liveness, reachability and safety. The implementation of a web service is tested using a black-box testing approach. Test cases are generated from the UPPAAL timed automata and using the online testing tool, UPPAAL TRON, the service implementation is validated at runtime against its specifications. Requirement traceability is also addressed in our validation approach with which we can see what service goals are met and trace back the unfulfilled service goals to detect the faults in the design models. A final contribution of the thesis is an implementation of behavioral REST interfaces and service monitors from the service design models. The partial code generation tool creates code skeletons of REST web services with method pre and post-conditions. The preconditions of methods constrain the user to invoke the stateful REST service under the right conditions and the post condition constraint the service developer to implement the right functionality. The details of the methods can be manually inserted by the developer as required. We do not target complete automation because we focus only on the interface aspects of the web service. The applicability of the approach is demonstrated with a pedagogical example of a hotel room booking service and a relatively complex worked example of holiday booking service taken from the industrial context. The former example presents a simple explanation of the approach and the later worked example shows how stateful and timed web services offering complex scenarios and involving other web services can be constructed using our approach.

Web Services osana sovellusintegraatiota toiminnanohjausjärjestelmässä

Työssä esitellään Web Services -konseptia ja sovellusintegraatiota, sekä toteutetaan toiminnanohjausjärjestelmästä yrityksen asiakkaalle tietoja välittävään palveluun tuki Web Services -arkkitehtuurille. Palvelun tehtävänä on huolehtia yrityksen ja sen liiketoimintakumppaneiden välisestä XML-pohjaisesta viestiliikenteestä. Työn teoriaosassa perehdytään sovellusintegraatioon ja sen osa-alueisiin, Web Services -konseptiin ja -standardeihin sekä sen kanssa kilpaileviin tekniikoihin. Käytännön osuudessa toteutetaan paperiteollisuusyrityksen tilaus- ja toimitustietoja XML:n avulla lähettävään Java-pohjaiseen järjestelmään tuki SOAP-viesteille, sekä WSDL-kuvaukset palveluille. Työssä tutkitaan Web Services -arkkitehtuurin soveltuvuutta ja implementoinnin helppoutta toimintaohjausjärjestelmään. Tuloksena todetaan Web Services -arkkitehtuurin olevan mielenkiintoinen ja monella tapaa integrointia helpottava tekniikka. Arkkitehtuurin standardien puutteiden ja varhaisten versioiden takia tekniikan todetaan kuitenkin olevan monelta osin riittämätön ja epäkypsä toteuttamaan yritysten kriittisten järjestelmien integrointia.

A systematic mapping study of web services discovery mechanisms

Context: Web services have been gaining popularity due to the success of service oriented architecture and cloud computing. Web services offer tremendous opportunity for service developers to publish their services and applications over the boundaries of the organization or company. However, to fully exploit these opportunities it is necessary to find efficient discovery mechanism thus, Web services discovering mechanism has attracted a considerable attention in Semantic Web research, however, there have been no literature surveys that systematically map the present research result thus overall impact of these research efforts and level of maturity of their results are still unclear. This thesis aims at providing an overview of the current state of research into Web services discovering mechanism using systematic mapping. The work is based on the papers published 2004 to 2013, and attempts to elaborate various aspects of the analyzed literature including classifying them in terms of the architecture, frameworks and methods used for web services discovery mechanism. Objective: The objective if this work is to summarize the current knowledge that is available as regards to Web service discovery mechanisms as well as to systematically identify and analyze the current published research works in order to identify different approaches presented. Method: A systematic mapping study has been employed to assess the various Web Services discovery approaches presented in the literature. Systematic mapping studies are useful for categorizing and summarizing the level of maturity research area. Results: The result indicates that there are numerous approaches that are consistently being researched and published in this field. In terms of where these researches are published, conferences are major contributing publishing arena as 48% of the selected papers were conference published papers illustrating the level of maturity of the research topic. Additionally selected 52 papers are categorized into two broad segments namely functional and non-functional based approaches taking into consideration architectural aspects and information retrieval approaches, semantic matching, syntactic matching, behavior based matching as well as QOS and other constraints.

Web Services In Symbian OS

This thesis presents different aspects of Web Services usage in Symbian OS that is an operating system for handheld devices. The practical part of the work was to develop Symbian OS client application for Web Services. It produced four reusable software components. XML enables platform and programming language independent services. Web Services use XML to create standardized message oriented services that are accessed through HTTP. Web Services are moving towards dynamic B2B interaction. Web Services increases the amount of transferred data, which is not desirable in mobile networks where transfer speed is slower than in the traditional networks. However the modern mobile networks are able to transfer the extra payload with reasonable time. XML processing is not a big problem. Web Services can be accessed from the modern mobile devices and they can cut down the development costs.

Configuring Health Care Services - Service Control Improvement

The costs of health care are increasing, and at the same time, population is aging. This leads health care organizations to focus more on home based care services. This thesis focuses on the home care organization of the South Karelian District of Social and Health Services (Eksote), which was established in 2010; how its operation is organized and managed, and which problem types are faced in the daily operation of home care. This thesis examines home care services through an extensive interview study, process mapping and statistical data analysis. To be able to understand the nature of services and special environment theory models, such as service management and performance measurement, service processes and service design are introduced. This study is conducted from an external researcher‟s point of view and should be used as a discussion opener. The outcome of this thesis is an upper level development path for Eksote home care. The organization should evaluate and build a service offering, then productize home care services and modularize the products and identify similarities. Service processes should be mapped to generate efficiency for repeating tasks. Units should be reasonably sized and geographically located to facilitate management and operation. All this can be done by recognizing the different types of service products: runners repeaters and strangers. Furthermore, the organization should not hide behind medical issues and should understand the legislative, medical and operational frameworks in health care.

Private Home Care in Municipal Service Systems – A Case Study among Finnish and Swedish Municipalities

The aim of this study is to assess the current and future preconditions for conducting private business in municipal service systems for home care in Lahti and Hyvinkää in Finland, and in Uppsala and Huddinge in Sweden. This study also aims to assess the implications of quality related issues on the preconditions for conducting private business in the service systems in question. The theories and the research methodologies of the study are based on the Business Model Generation and the Business Model Canvas -concepts. Also a couple of frameworks on implications of quality are applied and integrated into the study. The study is completed as a case study – with structured and identical approaches for all four municipalities. The analyses and assessments of the study are primarily qualitative, but supported by simple quantitative methodologies. The data of the study consists primarily of publicly available information, and secondarily of answers provided by the case-municipalities to multiple choice questions. The results of the study show that the service systems for home care among the case-municipalities are, from perspective of private companies, diverse with local characteristics. Both the premises for conducting private business and the quality-issues are in many respects different in the Finnish and the Swedish case-municipalities. This is partly due to differences in the national service systems; the service voucher system versus the system of choice. Still, it appears that the current preconditions for conducting private business in the service systems for home care, including the implications of quality, would be more favorable in Uppsala and Huddinge than in Lahti and Hyvinkää. On the other hand, the service systems are subject to changes, and the most positive and significant development is here forecasted for a Finnish case-municipality (Lahti). Communication of quality is clearly more advanced in the Swedish case-municipalities. The results of this study can be utilized in several ways, for instance by private companies interested in entering into service systems for home care, either in some of the case-municipalities, or in some other Finnish or Swedish municipalities. Also municipalities can apply the analyses of the study when designing, developing or evaluating their own service systems for home care.

The role of network externalities in value creating process of the commercial web service for two-sided international markets

Network externalities and two-sided markets in the context of web services and value creation is not very well discussed topic in academic literature. The explosive rise of the Internet users has created a strong base for many successful web services and pushed many firms towards e-business and online service based business models. Thus the subject of this thesis, the role of network externalities in value creating process of the commer-cial web service for two-sided international markets is very current and interesting topic to examine. The objective of this Master’s Thesis is to advance the study of network externalities from the viewpoint of two-sided markets and network effects as well as describe the value creation & value co-creation process in commercial web service business models. The main proposition suggests that the larger network of customers and the bigger number of users the web service is able to attract, the more value and stronger positive net-work externalities the service is able to create for each customer group. The empirical research of this study was implemented for commercial web service, targeted to Russian consumers and Finnish business users. The findings suggest that the size of the network is highly related to the experi-enced value of the customers and the whole value creation process of commercial web targeted for two-sided international markets varies from the value creation for one-sided or pure domestic markets.

Teknologiat ja toteutustavat palvelukeskeiseen arkkitehtuuriin perustuvassa Internet-pohjaisessajärjestelmässä

Palvelukeskeiseen arkkitehtuuriin perustuvia järjestelmiä voidaan kehittää käyttämällä useita vaihtoehtoisia teknologioita. Toteuttamiseen parhaiten soveltuvia teknologioita ovat erilaiset standardikokoelmat, jotka tukevat useiden toisistaan toteutustavaltaan poikkeavien järjestelmien yhdistämistä käyttämällä standardeihin perustuvia rajapintoja. Täten kyseiset kokoelmat tukevat laajojen, useista erillisistä osista koostuvien palvelujärjestelmien kehittämistä. Tässä työssä selvitetään mikä palvelukeskeinen arkkitehtuuri on sekä millaisia komponentteja ja teknologioita kyseiseen arkkitehtuuriin perustuvan palvelujärjestelmän toteuttamiseen tarvitaan. Tavoitteena on esitellä palvelukeskeinen arkkitehtuuri ja siihen liittyvät teknologiat sekä suunnitella korkealla tasolla kyseisiä teknologioita hyödyntävä integraatioalusta käyttäjien ja useiden palvelun tarjoajien yhdistämiseksi. Työn tuloksena syntyvän teknologiaselvitysraportin selvitysluonteen vuoksi työssä ei suunnitella tarkasti toteutettavaa järjestelmää vaan ainoastaanpohjustetaan järjestelmän suunnittelua sekä esitellään siihen liittyviä arkkitehtuuri- ja toteutusmahdollisuuksia. Internet-pohjainen palvelukeskeiseen arkkitehtuuriin perustuva järjestelmä voi perustua suoriinverkon välisiin yhteyksiin tai vaihtoehtoisesti erityyppisiin välitason sovelluksiin. Välitason sovellukset mahdollistavat niiden tyypistä riippuen järjestelmän erilaisten lisäominaisuuksien toteuttamisen ja tukevat useita yleisimpiä palvelukeskeisiä teknologioita. Työn tuloksena syntyneen teknologiaselvityksen perusteella näistä teknologioista Web-palvelu -arkkitehtuuri ja siihen liittyvät menetelmät soveltuvat parhaiten suunniteltavan järjestelmän rakenneosiksi. Järjestelmän tarkemmat toteutustavat riippuvat myöhemmin määriteltävistä yksityiskohtaisista vaatimuksista sekä valittavasta välitason ohjelmiston toteutuksesta.

The Role of Third-Party Service Provider in B2B Integration

Sähköisen kaupankäynnin kasvun myötä, itsenäisten yritysten tietojärjestelmien integraation tarve on moninkertaistunut viime vuosien aikana. Yritykset ovat huomanneet, että tilaus-toimitusketjun automatisointiin tähtäävällä kokonaisvaltaisella integraatio-ratkaisulla on mahdollista päästä kattaviin kustannussäästöihin sekä tulojen kasvuun. Pääsääntöisesti yritykset kuitenkin etenevät hitaammin, integroimalla aluksi pienempiä liiketoiminnan tietojärjestelmien toimintoja. Positiivisten kokemusten perusteella yritykset ovat valmiitalaajentamaan sähköisen kaupankäynnin automatisointia myös muissa toiminnoissa. Tässä työssä keskitytään tarkastelemaan eri lähestymistapojayritystenvälisen integraation toteuttamiseen, sekä analysoimaan eri keinojen liiketoiminnallisia ja teknisiä vaikutuksia. Työ on tehty yhteistyössä UPM-KymmeneWood Oy:n kanssa, jonka tavoitteena oli saada perusteelliset tiedot yrityksenvälisestä integraatiosta ja syventää tietoja sekä integraatio-palveluita tarjoavien kolmansien osapuolten toimintatavoista että heidän tarjoamista palveluista ja niiden käyttökelpoisuudesta puutuoteteollisuudessa toimivassa yrityksessä. Käytännön osuudessa on tarkemmin esitelty integraatio-palveluita tarjoavien operaattoreiden kanssa käytyjen palaverien sekä heidän toimittamien materiaalien perusteella tehdyn tutkimustyön tuloksia, sisältäen yksityiskohtaiset kuvaukset yritystenvälisen integraation mahdollistavista palveluista.

Web-palveluiden turvallisuus tietojärjestelmien välisessä integraatiossa

Tämän diplomityön tavoitteena oli tutkia liiketoiminnallisessaympäristössä olevia Web-palvelu -teknologialla toteutettujen integraatioprojektien tietoturvaa. Web-palvelut ovat SOAP-muotoisia HTTP-protokollalla välitettäviä viestejä, joilla voidaan välittää tietoa tietojärjestelmästä toiseen tai suorittaa liiketoiminnan tapahtumia. Työssä käsiteltiin erilaisia tietoturvallisuuteen vaikuttavia osa-alueita ja niiden sopivuutta Web-palveluihin. Tietoturvaa on käsitelty enimmäkseen liiketoiminnallisesta näkökulmasta. Työssä havaittiin tietoturvan koostuvan monesta osa-alueesta. Osa-alueista muodostuutietoturvallinen kokonaisuus, jossa on mukana valitut teknologiat, haluttu tietoturvallisuuden taso, integroitavat tietojärjestelmät sekä näiden yhteenliittäminen ja prosessit. Jokaisen integraatioprojektin ollessa oma kokonaisuutensa, on yleispätevän tietoturvan rakentaminen vaikeaa. Tämän seurauksena tietoturvaa tulee käsitellä jatkuvasti integraatioprojektin eri vaiheissa tietoturvan vaatimusten mukaan.

Web-palvelutekniikka teollisuuden tietojärjestelmäintegraation kehitysvälineenä

Tänä päivänä tiedon nopea saatavuus ja hyvä hallittavuus ovat liiketoiminnan avainasioita. Tämän takia nykyisiä tietojärjestelmiä pyritään integroimaan. Integraatio asettaa monenlaisia vaatimuksia, jolloin sopivan integraatiomenetelmän ja -teknologian valitsemiseen pitää paneutua huolella. Integraatiototeutuksessa tulisi pyrkiä ns. löyhään sidokseen, jonka avulla voidaan saavuttaa aika-, paikka- ja alustariippumattomuus. Tällöin integraation eri osapuolien väliset oletukset saadaan karsittua minimiin, jonka myötä integraation hallittavuus ja vikasietoisuus paranee. Tässä diplomityössä keskitytään tutkimaan nykyisin teollisuuden käytössä olevien integraatiomenetelmien ja -teknologioiden ominaisuuksia, etuja ja haittoja. Lisäksi työssä tutustutaan Web-palvelutekniikkaan ja toteutetaan asynkroninen tiedonkopiointisovellus ko. teknologian avulla. Web-palvelutekniikka on vielä kehittyvä palvelukeskeinen teknologia, jolla pyritään voittamaan monet aiempia teknologioita vaivanneet ongelmat. Yhtenä teknologian päätavoitteista on luoda löyhä sidos integroitavien osapuolien välille ja mahdollistaa toiminta heterogeenisessa ympäristössä. Teknologiaa vaivaa kuitenkin vielä standardien puute esimerkiksi tietoturva-asioissa sekä päällekkäisten standardien kehitys eri valmistajien toimesta. Jotta teknologia voi yleistyä, on nämä ongelmat pystyttävä ratkaisemaan.

Searching electronic marketplaces

The main objective of this thesis was to analyze the usability of registers and indexes of electronic marketplaces. The work is focused on UDDI-based electronic marketplaces, which are standardized by the W3C. UDDI-registers are usable in intranets, extranets and in Internet. Using UDDI-registers Web-services can be searched in many ways, including alphabetical and domain specific searches. Humans and machines can use the features UDDI-registers. The thesis deals the design principles, architectures and specifications of UDDI-registers. In addition, the thesis includes the design and the specifications of an electronic marketplace developed for supporting electronic logistics services.

Web-palvelut ja niiden käyttö tietojärjestelmän rajapintojen toteutuksessa.

Työssä luodaan yleiskuva Web-palvelut -tekniikasta ja toteutetaan sen avulla kahden tietojärjestelmän integrointi. Web-palvelut on uusi toteutustekniikasta riippumaton lähestymistapa tietojärjestelmien integrointiin, organisaatioiden väliseen sähköiseen liiketoimintaan ja sovelluslogiikan hajautukseen. Työssä keskitytään Web-palveluiden alemman tason perusteknologioiden (SOAP, WSDL ja UDDI) tarkasteluun. Työn teoriaosassa määritellään Web-palvelut ja kuvataan Web-palveluiden arkkitehtuuri sekä arkkitehtuurin toteuttavat standardit. Soveltavassa osassa toteutetaan kahden tietojärjestelmän integrointi Web-palveluiden avulla. Web-palveluiden käyttöä ja luontia helpottamaan toteutettiin yleiskäyttöinen komponentti, jota voidaan käyttää myöhemmin muissa vastaavissa projekteissa. Työssä tarkastellaan Web-palveluiden käytettävyyttä organisaation tietojärjestelmien sisäisessä integroinnissa ja sovelluslogiikan hajautuksessa. Tarkastelun tuloksena todetaan, että Web-palvelut on tällä hetkellä keskeneräinen tekniikka ja soveltuu toistaiseksi vain yksinkertaisten ongelmien ratkaisemiseen. Tulevaisuudessa Web-palveluilla on kuitenkin edellytykset yleistyä sekä integroinnin että sovelluslogiikan hajautuksen perustekniikkana.

Varaosien tunnistuspalvelut sähköisessä liiketoimintaympäristössä

Työn tarkoituksena on ollut luoda varaosien tunnistukseen kehitysmalli, jota voidaan käyttää pohjana palveluiden kehityksessä. Saatavilla olevia tunnistusmenetelmiä parantamalla on mahdollista kehittää liiketoimintaprosesseja. Yrityksiin kohdistuu yhä enemmän vaatimuksia, jotka täyttääkseen on kyettävä luomaan kustomoitavissa olevia innovatiivisia palvelukokonaisuuksia. Yritysten tulisi kerätä yhteen kaikki saatavilla oleva tieto asiakkaiden hankkimista tuotteista ja palveluista tarjoten näiden kautta toimintamahdollisuuksia lähemmäs asiakasrajapintaan. Sähköisten tunnistuspalveluiden kehitys ja integrointi yhdeksi kokonaisuudeksi on keskeisessä asemassa yrityksen palvelutarjontaa kehitettäessä. Palveluihin voidaan antaa pääsy SOA (Service Oriented Architecture) -malliin perustuvien portaaleiden kautta. Uudet varaosien tunnistusmenetelmät tulee liittää web-palveluina portaaliin integrointimenetelmiä käyttäen. Varaosien tunnistuksen kannalta on keskeistä linkittää taustajärjestelmien tieto tukemaan tunnistusprosessia tuotteiden koko elinkaaren ajan. Case tapauksessa integroitiin varaosien tunnistuspalveluina IMB WebSphere Portal:n PDM (Product Data Management) -järjestelmän varaosadokumentaatio. Lisäksi luotiin varaosien tunnistusjärjestelmän vaatima datamalli, joka mahdollistaa PDMjärjestelmässä olevan as-built – varaosarakenteen hyväksikäytön portaaliin liitettävän graafisen varaosien tunnistusjärjestelmän kanssa. Tulevaisuuden kehitysmahdollisuuksina nähdään huoltojärjestelmien tiedon integrointi osaksi tunnistusmenetelmiä parantavaa kokonaisuutta, huoltotarpeen automaattinen seuranta ja analysointi, RFID:n käyttömahdollisuudet, mobiili-sovellusten kehitys, varaosien tunnistukseen perustuvien liiketoimintaprosessien automatisointi sekä jatkuva tiedonjaon kehittäminen.