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Semantic Web Enabled
Web Services
D a v i d S p r e t k e
S e m i n a rW e b S e r v i c e s a n d S e m a n t i c W e b
W i n t e r s e m e s t e r 2 0 0 7 / 0 8U n i v e r s i t ä t K o n s t a n z
2 2 . 0 1 . 2 0 0 8
A
C o n c e p t u a l A r c h i t e c t u r ef o r
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Introduction
SWWS Requirement
Web Service Modeling Framework
Conceptual Architecture
Related Work
Conclusion
Outline
SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work ConclusionIntroduction
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IntroductionSemantic Web Enabled Web Services
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion
Dynamic
Static WWWURI, HTML, HTTP
Web ServicesUDDI, WSDL, SOAP
Semantic WebRDF, RDF(S), OWL
Intelligent Web Services(Semantic Web Services)
Time line
Bringing the web to its full potential
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Überführen des Webs in verteiltes BerechnungsmodellBasis dafür bilden Semantic Web Technologien (RDF, RDF-S, OWL)
➡ maschinell verarbeitbare und interpretierbare Web-Inhalte
Ziel ist die automatische Entdeckung, Auswahl und Ausführung von Web DienstenOntologien als konzeptuelle Modelle
IntroductionSemantic Web Enabled Web Services
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion
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IntroductionWeb Service Stack & Semantics
BPEL4WS
Trading Partner Agreement
UDDI / WS Inspection
UDDI
WSDL
WS Security
SOAP
HTTP, FTP, SMTP, MQ, RMI over IIOP
Service Flow & Composition
Service Agreement
Service Discovery
Service Publication
Service Description
Service Messaging
XML Messaging
Transport
Semantics
SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work ConclusionIntroduction
Technology Protocol Stack
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weltweite Kommunikation/Handel zwischen jedermannbenötigt mechanisiert Unterstützung
Finden und Vergleich von Anbietern und ProduktenUmgang mit numerischen / heterogenen Datenformaten / Business Logics
maschinell ausführbare Semantiken von Informationenkonzeptuelles Modeling Frameworkkonzeptuelle Architektur auf Basis existierender Web Service StandardsPrinzipien
starke Entkopplungskalierbarer Vermittlungsservice
Introductionfully enabled e-Commerce
SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work ConclusionIntroduction
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purchasing process
SWWS RequirementsB2B Use Case
calculatecheapest laptop
hardware vendors
Dell Apple HP
get service contractget offer
calculatecheapest combination
send purchase order
get authorization
employee
manager
specification
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion
service contract vendors
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Modellierung des gesamten ProzessesAusführung als GeschäftsprozessSicherheit und Zuverlässigkeit der Netzwerk-TransaktionenFinden der Anbieter von Hardware und WartungsverträgenInitialisierung eines NachrichtenaustauschsPreise und Produkte vergleichbar machen➡ Erfordert Transformation verschiedener Formate von Dokumenttypen
SWWS RequirementsProbleme
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion
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Dokumenttypen
SWWS RequirementsVoraussetzungen
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion
• Beschreibung des Dokumentinhalts (Kaufaufträge, Rechnungen)
• Definition des Inhalts mittels Elementterme (Bestellnummer, Artikelpreis)
• Ontologien zum Beschreiben der Struktur und Semantiken
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Dokumenttypen
Syntax
SWWS RequirementsVoraussetzungen
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion
• Verschiedene Syntax-Formate• XML• EDI (Electronic Data Interchange)
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Dokumenttypen
Syntax
Semantics
SWWS RequirementsVoraussetzungen
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion
• Initialisierung mit korrekten Werten• Vokabular mit gültigen Werten• Regeln zur automatisierten Erzeugung konsistenter Werte
• Verwendung von Ontologien• Definition der Absicht für Austausch eines Dokuments
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Dokumenttypen
Syntax
Semantics
Transportbindung
SWWS RequirementsVoraussetzungen
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion
• HTTP/S, S/MIME, FTP, EDIINT• Auswahl des Transport-Modells• Für jede verfügbare Transportart:
• Festlegen des Nachrichten-Layouts• interne Darstellung des Dokuments
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Dokumenttypen
Syntax
Semantics
Transportbindung
Austauschverhalten
SWWS RequirementsVoraussetzungen
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion
• Festlegung des verwendeten Protokolls zur Service Nutzer - Provider - Kommunikation
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Dokumenttypen
Syntax
Semantics
Transportbindung
Austauschverhalten
Prozess-Definition
SWWS RequirementsVoraussetzungen
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion
• Definition der Geschäftsprozesse in Abhängigkeit von Nachrichtensequenzen
• Ermöglicht konsistenten Prozess-Status
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Dokumenttypen
Syntax
Semantics
Transportbindung
Austauschverhalten
Prozess-Definition
Sicherheit
SWWS RequirementsVoraussetzungen
Introduction SWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work Conclusion
• Verschlüsselung/Signaturen gewährleisten Datenschutz
• Non-repudiation Service geben Auskunft über den Erhalt/Versand von Nachrichten
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Web Service Modeling Framework
Grundlage zur Beschreibung und Entwicklung von Web Services und seinen Komponentenzwei komplementäre Prinzipien
eine starke Entkopplung der unterschiedlichen Komponentenein skalierbaren Vermittlungsdienst, basierend auf Semantic Web Technologien
vier unterschiedliche Hauptelemente
Introduction WSMF Conceptual Architecture Related Work ConclusionSWWS Requirements
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Web Service Modeling Framework
Grundlage zur Beschreibung und Entwicklung von Web Services und seinen Komponentenzwei komplementäre Prinzipien
eine starke Entkopplung der unterschiedlichen Komponentenein skalierbaren Vermittlungsdienst, basierend auf Semantic Web Technologien
vier unterschiedliche Hauptelemente
Introduction WSMF Conceptual Architecture Related Work ConclusionSWWS Requirements
Ontology
• Terminologie für die anderen Bestandteile
• Abbildung der Semantik inkompatibler Komponenten auf gemeinsame Ontologie
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Web Service Modeling Framework
Grundlage zur Beschreibung und Entwicklung von Web Services und seinen Komponentenzwei komplementäre Prinzipien
eine starke Entkopplung der unterschiedlichen Komponentenein skalierbaren Vermittlungsdienst, basierend auf Semantic Web Technologien
vier unterschiedliche Hauptelemente
Introduction WSMF Conceptual Architecture Related Work ConclusionSWWS Requirements
Ontology Goal Repositories
• Definition der Problemstellung• Pre-Conditions
• Was muss gelten, damit der Service genutzt werden darf?
• Welche Eingabeinformationen sind notwendig?
• Post-Conditions• Bedingungen, die für die Ausgabe zutreffen
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Web Service Modeling Framework
Grundlage zur Beschreibung und Entwicklung von Web Services und seinen Komponentenzwei komplementäre Prinzipien
eine starke Entkopplung der unterschiedlichen Komponentenein skalierbaren Vermittlungsdienst, basierend auf Semantic Web Technologien
vier unterschiedliche Hauptelemente
Introduction WSMF Conceptual Architecture Related Work ConclusionSWWS Requirements
Ontology Goal Repositories
Web Service Descriptions
• Black Box Descriptions• Name des Web Service• Ziel des Web Services• Pre/Post-Conditions• Struktur der Eingabe-/Ausgabe- Daten
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Web Service Modeling Framework
Grundlage zur Beschreibung und Entwicklung von Web Services und seinen Komponentenzwei komplementäre Prinzipien
eine starke Entkopplung der unterschiedlichen Komponentenein skalierbaren Vermittlungsdienst, basierend auf Semantic Web Technologien
vier unterschiedliche Hauptelemente
Introduction WSMF Conceptual Architecture Related Work ConclusionSWWS Requirements
Ontology Goal Repositories
Web Service Descriptions Mediators
• Überbrücken interoperationaler Probleme• Adapter
• Wiederverwendung von Objekt-Beschreibungen
• Kombinieren verschiedener Objekte• Vermittlung zwischen Unterschieden in
• Datenstrukturen• Business Logics• Übertragungsprotokollen• Service-Aufrufe
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External Data & Applications SWWS Storage and External Components
SWWS Components
SWWS Frontend Tools
Conceptual Architecture
Admin /Management /Configuration
Modeling & DeploymentEnviroment
Simulation
Centralized
Coordinator & Manager
B2B Protocol Engine Discovery Negotiation Deployment
Transport SecurityAudit /Tracking
Trading PartnerManager
Semantic
Transformation
AdaptorsWeb Service, Goal, Ontologyand Workflow Manager
Customer
DatabaseLegacy
Database
(Web)Application
Database
Ontology
Server
Repository
Workflow
Engine...
Introduction Conceptual Architecture Related Work ConclusionSWWS Requirements WSMF
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Conceptual ArchitectureOntology Support in SWWS
Ontologien notwendig für Dokumenttypen und SemantikenDokumenttypen
Definition der DatenstrukturBezug auf Konzepte, Konzeptaspekte und Beziehungen zwischen Konzepten
SemantikenBezug auf den korrekten Bestand von Attributen mit richtigen Werten
Speicherung und Zugriff auf/über Ontologie Server und Repositories
Introduction Conceptual Architecture Related Work ConclusionSWWS Requirements WSMF
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Conceptual ArchitectureMediation Support in SWWS
WSMF setzt Peer-to-Peer Kommunikationsstruktur vorausVermittlung von Unterschiede innerhalb der Dokumenttypen, Semantiken, Business LogicsBsp: California - CAVermittlung übernimmt die <Semantic Transformation> Komponente
Regelset für Abweichungen
Introduction Conceptual Architecture Related Work ConclusionSWWS Requirements WSMF
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Conceptual ArchitectureSWWS Szenario
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B2B ProtocolEngine
ERP
Adapter Coordinator
Transformation
Transport
Security
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Adapter Coordinator
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Transport
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ERP
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Transformation
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Conceptual ArchitectureSWWS Szenario
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PO‘ PO‘
POA‘POA‘
POA
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Conceptual ArchitectureSWWS Szenario
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WSMO (Web Service Modeling Ontology)
verfeinert und erweitert WSMF um formale Ontologie und Sprache
W3C Submission seit April 2005
IRS-III (Internet Reasoning Service)verwendet und erweitert WSMO
OWL-S (Ontology Web Language for Services)
Introduction Related Work ConclusionSWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture
Related Work
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hervorgegangen aus DAML-S (DARPA Agent Markup Language for Services)OWL-S: Ontologie zur Beschreibung von Web ServicesOWL-S definiert eine Reihe von Klassen/Eigenschaften zur Beschreibung eines Web Services
Service ProfileService Model
atomarer Prozesseinfacher Prozesszusammengesetzter Prozess
Service Grounding
Introduction Related Work ConclusionSWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture
Related WorkOntology Web Language for Services (OWL-S)
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Ontologien sind essentiell für die automatischen Interaktionen mit und zwischen Web ServicesOWL-S
spezialisierte und generalisierte ModellierungZusammenschluss unabhängiger und atomarer Prozesse zu größeren Prozessen
WSMF/WSMOgleichberechtigte „Insellösungen“Kommunikation über skalierbare Vermittler
Introduction Related Work ConclusionSWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture
Related WorkWSMF/WSMO vs. OWL-S
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Conclusion
Vision der Semantic Web Enabled Web ServicesEU finanziertes Projekt 2002-2005Dieter Fensel, Universität InnsbruckWSMF Framework und SWWS Architektur zur Beschreibung und Modellierung semantischer Web Services mit Fokus auf e-Commerce AnwendungenWSMO Implementierungen bereits vorhandenSWWS Architektur rein konzeptuell - Weiterentwicklung fraglich
Introduction ConclusionSWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work
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References
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Introduction ConclusionSWWS Requirements WSMF Conceptual Architecture Related Work
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