Arquiteturas de Sistemas - Fundamentos

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Fundamentos de Arquitetura de Sistemas

Vantagens e desenvolvimento de Web Services

O que são Web Services

Serviços Web ou Web Services são soluções para aplicações se comunicarem independente de linguagem, softwares e hardwares utilizados.

Inicialmente Serviços Web foram criados para troca de mensagens utilizando a linguagem XML sobre o protocolo HTTP sendo identificado por URI (Uniform Resource Identifier).

Podemos dizer que Serviços Web são API’s que se comunicam por meio de redes sobre o protocolo HTTP.

Vantagens

Linguagem comum
Integração
Reutilização de implementação
Segurança
Custos

Principais Tecnologias

SOAP
REST
XML
JSON

Estrutura SOAP

SOAP

SOAP - Simple Object Access Protocol

É um protocolo baseado em XML para acessar serviços web principalmente por HTTP`.

Pode-se dizer que SOAP é uma definição de como serviços web se comunicam.

Foi desenvolvido para facilitar integração entre aplicações.

Vantagens

Permite integração entre aplicações, independente de linguagem, pois usa como linguagem comum o XML.
É independente de plataforma e software.
Meio de transporte genérico, ou seja, pode ser usado por outros protocolos além do HTTP.

XML

XML - Extensible Markup Language.
É uma linguagem de marcação criada na década de 90 pela W3C.
Facilita a separação de conteúdo.
Não tem limitação de criação de tags.
Linguagem comum para interações entre aplicações.

Estrutura SOAP

O “SOAP Message” possui uma estrutura única que deve sempre ser seguida.

SOAP Envelope (tag pai)

SOAP Header

SOAP Body

SOAP Envelope - é o primeiro elemento de documento e é usado para encapsular toda a mensagem SOAP. (tem como padrão o endereço http w3 e todos os elementos da Header e Body estão encapsulados no Envelope).
SOAP Header - é o elemento onde possui informações de atributos e metadados de requisição. (exemplo, tokens e credenciais de autenticação).
SOAP Body - é o elemento que contém os detalhes da mensagem. (todos os atributos de um método).

Entendendo o que é WSDL e XSD

WSDL

WSDL - Web Services Description Language.
Usado para descrever Web Services, funciona como um contrato do serviço.
A descrição é feita em um documento XML, onde é descrito o serviço, especificações de acesso, operações e métodos.
Exemplo, acesse a página soapclient.com/xml/soapresponder.wsdl e veja um exemplo de wsdl (página completa).

XSD

XSD - XML Schema Definition.
É um schema no formato XML usado para definir a estrutura de dados que será validada no XML.
O XSD funciona como uma documentação de como deve ser montado o SOAP Message (XML) que será enviado através de Web Service.

SoapUI - ferramenta que auxilia na criação de um SOAP Message, com versões gratuita e pago.

Aprenda o que são REST, API e JSON

REST

REST - Representational State Transfer (Transferência do objeto em determinado estado)
É um estilo de arquitetura de software que define a implementação de um serviço web (design de arquitetura para serviços web).
Podem trabalhar com os formatos XML, JSON ou outros.

Vantagens do REST

Permite integração entre aplicações e também entre cliente e servidor em páginas web e aplicações (Exemplo uma aplicação web desenvolvida em HTML, CSS e JavaScript consumindo serviços do backend desenvolvida em Java).
Utiliza dos métodos HTTP para definir a operação que está sendo efetuada.
Arquitetura de fácil compreensão.

Estrutura do REST

1 - CLIENTE requisita um serviço (Requisição HTTP (GET, POST, PUT, DELETE...)).

2 - SERVIDOR retorna um código de operação.

3 - SERVIDOR retorna mensagem (Texto, JSON, XML...).

API

API - Application Programming Interface.
São conjuntos de rotinas documentadas e disponibilizados por uma aplicação para que outras aplicações possam consumir suas funcionalidades.
Ficou popular com o aumento dos serviços web.
As maiores plataformas de tecnologia disponibilizam APIs para acessos de suas funcionalidades, algumas delas são: Facebook, Twitter, Telegram, WhatsApp, GitHub…

Principais Métodos HTTP

GET - Solicita a representação de um recurso (buscar uma informação).
POST - Solicita a criação de um recurso.
DELETE - Solicita a exclusão de um recurso.
PUT - Solicita a atualização de um recurso.

JSON

JSON - JavaScript Object Notation.
Formatação leve utilizada para troca de mensagens entre sistemas.
Usa-se de uma estrutura de chave e valor e também de listas ordenadas.
Um dos formatos mais populares e mais utilizados para troca de mensagens entre sistemas.

Veja sobre integração com REST e métodos HTTP na prática

Código de Estado

Usado pelo servidor para avisar o cliente sobre o estado da operação solicitada.
1xx - Informativo
2xx - Sucesso
3xx - Redirecionamento
4xx - Erro do cliente (quando o cliente colocou uma informação errada ou uma página que não existe).
5xx - Erro do Servidor (falha no serviço).

A arquitetura de aplicações móveis e internet das coisas

Conceitos da Internet das Coisas

Objetos do mundo real (coisas) começam a utilizar a rede mundial de internet.

Por que conectar as coisas?

Embutir sensores em objetos do dia-a-dia.
Coletar dados dos sensores.
Usar o dado para tomar decisão.

3 Fases da Internet das Coisas

Things (coisas) - onde se adiciona os sensores para se coletar dados.
Cloud(a nuvem) - para processamento e armazenamento dos dados coletados.
Intelligence (Inteligência) - processo de utilizar todos os dados gerados, se beneficiar e utilizar esses dados de forma inteligente.

Exemplo real de Iot:

Smart Home - onde tenho diversos sensores em uma casa, exemplo: sensor de temperatura, fechadura digital, sistema de alarme e etc.
Wearables - são os dispositivos vestíveis, exemplos: os smart watch, são objetos colocados ao nosso corpo e que acabam coletando dados sobre a nossa saúde, hábitos, localização, horários e outros. E que pode trazer benefícios ao nosso cotidiano.
Agriculture - processos produtivos mais rentáveis, exemplo: sensor para medir a umidade do solo, onde você pode verificar se é preciso aplicar menos ou mais irrigação em uma determinada planta.
Smart Transportation - os veículos passam a ser agentes que coletam dados de trânsito, exemplo: os carros autônomos da Tesla, que coletam dados de trânsito e conversam com veículos ao seu redor para proteção dos motoristas.
RFID Supply Chain - cadeia de suprimentos, onde nasceu o RFID, em que você coloca uma etiqueta de radiofrequência em um determinado produto e esse produto passa por determinados escanes de radiofrequência e esse produto é detectado e sabe-se a localização do produto.
Energy Efficiency - integra dados de fontes geradoras de energia quanto de consumidoras, criando uma rede de informações importantes para uma eficiência energética.

Desafios da Internet das Coisas

1 - Privacidade e Segurança.

2 - Quantidade exponencial de dispositivos conectados na rede.

3 - Ser capaz de processar e armazenar uma enorme quantidade de informações.

4 - Gerar valor a partir dos dados coletados.

Arquitetura da internet das coisas e protocolo de comunicação

Considere esses atributos na escolha para soluções Iot

Baixo consumo de energia.
Rede de dados limitado.
Resiliência.
Segurança.
Customização.
Baixo Custo.

Exemplo de plataforma utilizada:

Arduino:
Plataforma de Prototipagem.
Com entradas/saídas.
Desenvolvedor escreve em C/C + +.
Interface serial ou USB.
Shields.
Embarcados:
MCUs
Microcontrolador de chip único.
Sistema operacional real time.
Embarcado.
Uso industrial, médico, militar, transporte.
Minicomputadores:
Raspberry Pi
Computador completo.
Hardware integrado em uma única placa.
Roda SO Linux ou Windows.
Uso doméstico e comercial.

O protocolo MQTT

Protocolo de comunicação único, o MQTT. É o protocolo que faz a comunicação de um sistema criado em Kotlin(exemplo) e o Cloud (nuvem).

É o servidor intermediário da informação. É ele quem recebe os dados enviados pelos sensores e é nele onde esses dados são tratados e passados adiante.

MQTT