THÈSE de DOCTORAT Sémantique, interactions et langages de description des services web ...

198 Pages·2006·1.37 MB·French

ECOLE DOCTORALE SCIENCES, TECHNOLOGIES ET SANTÉ
THÈSE de DOCTORAT
présentéepar
Sylvain RAMPACEK
pourl’obtentiondugradede
Docteur de l’Université de Reims Champagne-Ardenne
Spécialité : Informatique
Sémantique, interactions et langages de
description des services web complexes
présentéeetsoutenuepubliquementle10novembre2006
Composition du jury :
M.B.JeanFUGÈRE ProfesseurauCollègeMilitaireduCanada Examinateur
M.SergeHADDAD Professeuràl’UniversitéParisDauphine,LAMSADE Directeur
MmeHannaKLAUDEL Professeureàl’Universitéd’Evry,IBISC Rapporteur
M.FabriceKORDON Professeuràl’UniversitéParis6,LIP6 Rapporteur
M.MichaëlKRAJECKI Professeuràl’UniversitédeReims,CReSTIC Président
M.PatriceMOREAUX Professeuràl’UniversitédeSavoie,LISTIC Directeur
LABORATOIRE CRESTIC – DÉPARTEMENT SYSCOM

«Ilexiste10typesdepersonnes:
cellesquisaventcompterenbinaireetlesautres...»
iv
ThèsedeDoctorat–10novembre2006 SylvainRAMPACEK
v
Remerciements
Jetiensàremercier,toutd’abord,mesdirecteursdethèse,SergeHaddadetPatriceMoreaux,pour
l’encadrementdemontravailetleursapportstantauniveaudesconnaissancesqu’auniveauhumain,
maiségalementpourleursencouragements,ainsiqueleursoutientoutaulongdelathèse.
JeremercietoutparticulièrementMmeHannaKlaudeletM.FabriceKordond’avoiracceptéd’être
rapporteursetainsid’avoiracceptédelireetdecommenterlemanuscrit;maiségalementM.Michaël
Krajeckid’êtreprésidentdemonjury,etenfinM.B.JeanFugèred’êtreexaminateur.
Un grand merci également aux collègues de bureau, Cyril, Thibault, Arnaud, Christophe et les
membresdel’équipeLICAquisereconnaîtront,pourleuraccueiletlabonneambiance.Ainsiqu’un
merci aux secrétaires du département pour leur disponibilité et leur aide dans les tâches adminis-
tratives. Sans oublier également de remercier les membres et doctorants du LAMSADE qui m’ont
toujoursaccueillichaleureusementlorsdemesjournéesdetravailsurParis.
Je tiens à remercier tout particulièrement, mon frère Stéphane, ma mère et mon père pour leur
soutiendanstouteslessituationstoutaulongdecetravail,etsansoublierLaëtitia,macopine,quiont
tousdûmesupporterduranttouteslespériodesetétapesdecettethèse.
Enfin,jeremercietouteslespersonnesquim’ontaidétoutaulongdelathèseetencouragéàaller
danscettedirection,ainsiquemesamisdelonguedate:Pascal,AnneetGilles.
SylvainRAMPACEK 10novembre2006–ThèsedeDoctorat
vi
ThèsedeDoctorat–10novembre2006 SylvainRAMPACEK
TABLEDESMATIÈRES vii
Table des matières
Introduction 3
1. Internetetévolutiondesarchitecturesdessystèmesd’information . . . . . . . . . . 3
2. Lesservicesweb:uneétapeverslesarchitecturesorientéesservices . . . . . . . . . 4
3. Présentationetmotivationdutravaildethèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
4. Apportsdelathèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
5. Plandelathèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
I Étatdel’art 11
1 Historique 13
1.1 Démocratisationdel’Internet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.1.1 Parcd’ordinateurshétérogène . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.1.2 Sous-utilisationdesressourcesetrépartitionsdescalculs . . . . . . . . . . . 14
1.2 ApparitiondeJava . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.2.1 Portabilitéetmulti-plateforme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.2.2 LamachinevirtuelleJava . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.3 ApparitiondeXML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.3.1 XML:undescendantdeSGML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.3.2 Codagedesdonnéesetinteropérabilité. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.3.3 UtilisationdesfichiersXML . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.4 Synthèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2 Présentationdesservicesweb 19
2.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.1.1 L’interopérabilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.1.2 Évolutiondel’architecturedeconceptiondu/deslogiciels . . . . . . . . . . 20
2.2 Del’architectureOrientéeObjetàl’architectureOrientéeService . . . . . . . . . . . 23
2.2.1 Acquisdel’objet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.2.2 Limitesdel’objet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.2.3 Architectureorientéeservices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.3 Lesservicesweb:uneinstancedeSOA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.3.1 ConcrétiserlesélémentsgénériquesduSOA . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.3.2 Leslangagesetprotocolesutiliséesparlesservicesweb . . . . . . . . . . . 27
2.3.3 Langagesdeserviceswebcomplexes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.3.4 XLANG. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
2.3.5 BPEL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
SylvainRAMPACEK 10novembre2006–ThèsedeDoctorat
viii TABLEDESMATIÈRES
2.4 Synthèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3 Sémantiquetemporisée 47
3.1 Systèmesdetransitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.1.1 Systèmesdetransitionsétiquetées(LTS). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.1.2 Systèmesdetransitionstemporisésàentréesetsorties(TIOTS) . . . . . . . 48
3.1.3 AutomatesTemporisés(AT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.2 Langagesformelsetméthodesdevérifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.2.1 LOTOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.2.2 Algèbresdeprocessustemporisés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.2.3 Méthodesdetest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
3.2.4 Méthodesdevérifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.2.5 Outilsdevérification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
3.3 Laformalisationdesservicesweb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
3.3.1 Utilisationdessystèmesdetransitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
3.3.2 Utilisationdesalgèbresdeprocessus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
3.3.3 Utilisationd’uneapprocheparcontratouinterface . . . . . . . . . . . . . . 68
3.3.4 Utilisationdesontologies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
3.4 Relationavecletravaildethèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
II Résultatsthéoriquesetmiseenœuvre 71
4 Sémantiqueentempsdiscret 73
4.1 Approcheformelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
4.1.1 Discrétisationdutemps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
4.1.2 AlgèbresdeprocessustemporisésdeSifakis. . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
4.1.3 Systèmedetransitions:TIOTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
4.2 Lesactionsd’unserviceweb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.2.1 Lesdifférentesactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.2.2 Modélisationducomportementinobservable . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.2.3 Écoulementdutempsetlesdifférentesactions . . . . . . . . . . . . . . . . 76
4.2.4 Détectiondelaterminaison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
4.3 Sémantiquedesopérations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
4.3.1 Lesrèglespourlesélémentsdebase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
4.3.2 Lesrèglespourlesélémentsbaséssurlesmessages . . . . . . . . . . . . . . 78
4.3.3 Lesrèglespourlesélémentsdecontrôlestructuré . . . . . . . . . . . . . . . 78
4.3.4 Lesrèglespourlesélémentsdecontrôleévolué . . . . . . . . . . . . . . . . 80
4.3.5 GénérationduTIOTS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
4.4 Relationd’interactionetsynthèsedeclient . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
4.4.1 Relationd’interaction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
4.4.2 Ambiguïté . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
4.4.3 Algorithmedesynthèseduclient . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
4.5 Synthèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
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TABLEDESMATIÈRES ix
5 Verslavérificationd’unechorégraphie 93
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
5.1.1 Principedelavérification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
5.1.2 Exempled’application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
5.2 Présentationdel’environnement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
5.2.1 Actionsetprocessusd’unservicewebBPEL . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
5.2.2 Définitiond’unpartenaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
5.2.3 Définitiond’unechorégraphie(utilisantlespartenaires) . . . . . . . . . . . . 96
5.2.4 Exemple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
5.3 Sémantiqueopérationnelleetrelationd’interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
5.3.1 ModélisationduprocessusBPELinvoke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
5.3.2 L’algorithmedecompatibilitédedeuxTIOTS . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
5.4 Vérificationd’unechorégraphie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
5.4.1 Partenaires,interactionsetvérificationd’unechorégraphie . . . . . . . . . . 103
5.4.2 Compositionouagrégationdedeuxpartenaires . . . . . . . . . . . . . . . . 103
5.4.3 Vérificationetdétectiond’ambiguïtéd’unechorégraphie . . . . . . . . . . . 105
5.5 Synthèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
6 Sémantiqueentempsdense 109
6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
6.1.1 Limitationsdutempsdiscret . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
6.1.2 Modélisationdesmodèlesasynchrones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
6.1.3 Adaptationdenotresémantiquetempsdiscretaumodèletempsdense . . . . 110
6.2 Lesactionsd’unserviceweb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
6.2.1 Lesdifférentesactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
6.2.2 Lesgardesd’horloges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
6.3 Sémantiquedesopérations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
6.3.1 Lesrèglespourlesélémentsdebase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
6.3.2 Lesrèglespourlesélémentsbaséssurlesmessages . . . . . . . . . . . . . . 113
6.3.3 Lesrèglespourlesélémentsdecontrôlestructuré . . . . . . . . . . . . . . . 113
6.3.4 Lesrèglespourlesélémentsdecontrôleévolué . . . . . . . . . . . . . . . . 114
6.3.5 Générationdel’automatetemporiséduservice . . . . . . . . . . . . . . . . 116
6.4 Relationd’interactionetsynthèsedeclient . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
6.4.1 Relationd’interaction. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
6.4.2 Algorithmedesynthèse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
6.4.3 Ambiguïtéetambiguïtétemporelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
6.4.4 Exemples . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
6.5 Synthèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
7 Implémentationetmiseenœuvre 129
7.1 Présentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
7.1.1 Plateformedeservicesweb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
7.1.2 Plateformesd’exécutioncôtéserveur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
7.2 L’outilWSMod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
7.2.1 Principe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
7.2.2 Fichierderègles(applicationdenotresémantique,généricité) . . . . . . . . 136
7.2.3 Générationdusystèmedetransitionsdelapartieservice . . . . . . . . . . . 137
SylvainRAMPACEK 10novembre2006–ThèsedeDoctorat
x TABLEDESMATIÈRES
7.2.4 Générationdusystèmedetransitionsclient . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
7.2.5 Utilisationdel’outil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
7.3 L’outilExecClient . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
7.3.1 InteractionavecWSMod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
7.3.2 Exécutionguidéeparl’automateduclient . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
7.3.3 Invocationdesservices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
7.4 Synthèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
ConclusionsetPerspectives 147
Bibliographie 153
Annexes 161
A Fichiersderègles 161
A.1 Syntaxe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
A.2 Versiontempsdiscret . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
A.3 Versiontempsdense . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
B ExemplesdeservicewebBPEL 171
B.1 ServicewebloanApproval . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
B.1.1 Descriptiondel’exemple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
B.1.2 FichierdedescriptionBPELdel’exemple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
B.1.3 Approchetempsdiscret. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
B.1.4 Approchetempsdense . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
B.2 Exempled’utilisationdelahiérarchied’horloges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
Index 181
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