Was sind Web Services? 🤔

Web Services (deutsch: Webservices oder Webdienste) sind Software-Systeme oder -Komponenten, die darauf ausgelegt sind, Maschine-zu-Maschine-Interaktion und Datenaustausch über ein Netzwerk, typischerweise das Internet, zu ermöglichen. Sie verwenden standardisierte Web-Protokolle (wie HTTP oder HTTPS) und Datenformate (wie XML oder JSON), um ihre Funktionalität oder Daten anderen Anwendungen über eine definierte Schnittstelle (API - Application Programming Interface) zur Verfügung zu stellen.

Im Grunde erlauben Web Services verschiedenen, oft heterogenen Anwendungen (die in unterschiedlichen Programmiersprachen geschrieben sein und auf unterschiedlichen Plattformen laufen können), miteinander zu kommunizieren und zusammenzuarbeiten, ohne dass sie Details über die interne Implementierung des jeweils anderen Dienstes kennen müssen. Sie sind ein Schlüsselkonzept für Service-orientierte Architekturen (SOA) und Microservice-Architekturen.

Architekturstile und Technologien

Es gibt verschiedene Architekturstile und Technologien zur Implementierung von Web Services:

• REST (Representational State Transfer): Heute der dominierende Architekturstil für Web-APIs. RESTful Services nutzen Standard-HTTP-Methoden (GET, POST, PUT, DELETE, PATCH) für Operationen auf Ressourcen, die über URIs identifiziert werden. Der Datenaustausch erfolgt meist über leichtgewichtige Formate wie JSON. REST legt Wert auf Prinzipien wie Zustandslosigkeit und Cacheability. (Siehe separaten Eintrag ""REST"").
• SOAP (Simple Object Access Protocol): Ein älteres, standardisiertes Protokoll für den Austausch strukturierter Informationen in Web Services. SOAP-Nachrichten basieren auf XML und werden typischerweise über HTTP übertragen. SOAP definiert einen strikteren Nachrichtenaufbau und verwendet oft WSDL (Web Services Description Language) zur Beschreibung der Schnittstelle und UDDI (Universal Description, Discovery and Integration) zur Veröffentlichung von Diensten. War lange Zeit der Standard im Enterprise-Bereich, gilt heute aber oft als komplexer und weniger performant als REST.
• GraphQL: Eine modernere Abfragesprache und Laufzeitumgebung für APIs, entwickelt von Facebook. GraphQL erlaubt es dem Client, genau die Datenstruktur zu spezifizieren, die er benötigt. Der Server liefert dann nur diese Daten in einer einzigen Anfrage zurück, was Over-fetching (zu viele Daten) oder Under-fetching (mehrere Anfragen nötig) vermeiden kann.
• gRPC (gRPC Remote Procedure Calls): Ein von Google entwickeltes, modernes, hochperformantes RPC (Remote Procedure Call)-Framework. Es nutzt HTTP/2 für den Transport und Protocol Buffers als Interface Definition Language (IDL) und Nachrichtenformat, was zu effizienter binärer Serialisierung führt. Eignet sich besonders gut für die Kommunikation zwischen Microservices in internen Netzwerken.
• WebSockets: Ein Kommunikationsprotokoll, das eine persistente, bidirektionale Kommunikationsverbindung zwischen Client und Server über eine einzige TCP-Verbindung ermöglicht. Ideal für Echtzeitanwendungen wie Chats, Live-Feeds oder Online-Spiele, aber weniger ein klassischer "Web Service" im Sinne von Request/Response-APIs.

Zweck und Anwendungsfälle

Web Services sind die Grundlage für viele moderne IT-Architekturen und Anwendungsfälle:

• Systemintegration: Ermöglichen die Kopplung und den Datenaustausch zwischen unterschiedlichen Unternehmensanwendungen (z.B. CRM, ERP, Lagerverwaltung), auch wenn diese auf verschiedenen Technologien basieren.
• Bereitstellung von Funktionalität als Dienst (APIs): Unternehmen können ihre Kernfunktionen oder Daten über Web Services als APIs anbieten, die von externen Entwicklern oder Partnern genutzt werden können (z.B. Wetterdienste, Kartendienste, Zahlungs-Gateways).
• Microservice-Architekturen: In Microservice-Architekturen kommunizieren die einzelnen, unabhängigen Services typischerweise über RESTful APIs oder asynchrones Messaging (was auch als eine Form von Service-Interaktion betrachtet werden kann) miteinander.
• Frontend-Backend-Kommunikation: Moderne Single-Page Applications (SPAs) oder mobile Apps (Clients) kommunizieren über Web Services (meist REST oder GraphQL) mit dem Backend-Server, um Daten abzurufen oder Aktionen auszulösen.
• Datenaggregation: Sammeln von Daten aus verschiedenen Quellen über deren Web Service APIs zur Erstellung aggregierter Sichten oder Berichte.

Wichtige Konzepte und Überlegungen

Bei der Arbeit mit Web Services sind folgende Konzepte relevant:

• Schnittstellenbeschreibung (API Definition): Wie die Schnittstelle formal beschrieben wird (z.B. mit OpenAPI/Swagger für REST, WSDL für SOAP, GraphQL Schema Definition Language für GraphQL, .proto-Dateien für gRPC). Eine klare Beschreibung ist essenziell für die Nutzung des Dienstes.
• Datenformate: Die Formate, in denen Daten ausgetauscht werden (JSON, XML, Protocol Buffers, etc.).
• Kommunikationsprotokolle: Die zugrundeliegenden Netzwerkprotokolle (meist HTTP/HTTPS, aber auch andere wie AMQP für Messaging oder TCP für gRPC).
• Sicherheit: Mechanismen zur Absicherung der Kommunikation und des Zugriffs (z.B. HTTPS/TLS, Authentifizierungsmethoden wie API Keys, OAuth 2.0, JWTs, Autorisierung).
• Zustandslosigkeit vs. Zustand: Ob der Service Zustandsinformationen zwischen Anfragen speichern muss oder jede Anfrage für sich allein steht (wichtig für REST).
• Synchron vs. Asynchron: Ob der Client auf eine sofortige Antwort wartet (synchron) oder die Verarbeitung später erfolgt und das Ergebnis ggf. über einen anderen Kanal zurückgemeldet wird (asynchron, z.B. bei Messaging Queues).
• Zuverlässigkeit und Fehlerbehandlung: Wie mit Netzwerkfehlern, Timeouts oder Fehlern auf Serverseite umgegangen wird (z.B. durch HTTP-Statuscodes, Retry-Mechanismen, Idempotenz).

Die Wahl des richtigen Web-Service-Stils und der Technologie hängt stark vom spezifischen Anwendungsfall, den Performance-Anforderungen und der bestehenden Infrastruktur ab.