談到耦合系統(tǒng)，REST（Representational State Transfer）幾乎總是起著關(guān)鍵作用。特別是在與啟用 Web 的系統(tǒng)相關(guān)的方面，REST 是系統(tǒng)集成的領(lǐng)先標(biāo)準(zhǔn)之一。然而 REST 絕不是全新的；相反，REST 背后的概念是久經(jīng)考驗(yàn)的。由于設(shè)計(jì)簡單，通過 REST 連接系統(tǒng)既簡單又有效。而且因?yàn)樗菬o狀態(tài)的，所以很容易擴(kuò)展。在工業(yè)領(lǐng)域，很多地方都用到了REST。我們在這里為您提供有關(guān) REST 的必要基礎(chǔ)知識。

內(nèi)容

一、REST的核心思想

REST

“Representational State Transfer” (REST) 的概念包含軟件系統(tǒng)（客戶端-服務(wù)器）之間數(shù)據(jù)交換的軟件架構(gòu)。與其他架構(gòu)相比的特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)非常簡單、資源集中和無狀態(tài)。
通過 REST 進(jìn)行的所有通信都集中在資源上，而不是操作上。資源總是唯一尋址，然后可以執(zhí)行創(chuàng)建、讀取、更改或刪除等基本操作。在此上下文中，無狀態(tài)意味著所有描述性參數(shù)都在客戶端和服務(wù)器之間交換。這里的優(yōu)點(diǎn)是沒有會話。沒有會話，客戶端和服務(wù)器系統(tǒng)可以自由擴(kuò)展，因?yàn)槊總€(gè) REST 調(diào)用都是獨(dú)立完成和理解的，沒有前面或后面的調(diào)用。

2. REST API/接口

REST API 炸雞

API（Application Programming Interface）是具體系統(tǒng)對REST架構(gòu)的各自實(shí)現(xiàn)。然后它被稱為 RESTful API。可以通過 REST 尋址的資源在接口中定義。
對于相應(yīng)的資源，存在描述資源并通過 REST 修改的關(guān)聯(lián)參數(shù)。
對于系統(tǒng)的RESTful API，提供者通常會提供API文檔，在文檔中可以查看所有資源及其參數(shù)。
一個(gè)好的 API 文檔的例子是我們的票證系統(tǒng) Target Process 的 REST 接口，可以在這里查看：  Target Process REST API。
在生產(chǎn)環(huán)境中，支持 REST 的系統(tǒng)可能會提供以下資源，例如：

  • /生產(chǎn)/生產(chǎn)訂單
    • 參數(shù)：ID、訂單號、數(shù)量、產(chǎn)品、截止日期……
  • /production/production-order/{id}/component.
    • 參數(shù)：ID、料號、數(shù)量、批次、……
  • /生產(chǎn)車間
    • 參數(shù)：ID、狀態(tài)、當(dāng)前訂單、下次維護(hù)、營業(yè)時(shí)間……

3.REST 和 HTTP

Representational State Transfer 的架構(gòu)思想沒有規(guī)定實(shí)現(xiàn)的技術(shù)。然而，在實(shí)踐中，REST 總是通過HTTP 協(xié)議實(shí)現(xiàn)的。這些資源使用唯一的URI（統(tǒng)一資源標(biāo)識符）尋址，如 Web 瀏覽器所知。資源的參數(shù)作為查詢附加（也稱為 URL 參數(shù)）。
對資源的操作是在 HTTP 中通過標(biāo)準(zhǔn)操作 GET、POST、PUT 和 DELETE 實(shí)現(xiàn)的。以下標(biāo)準(zhǔn)適用：

  • GET 檢索一個(gè)或多個(gè)資源
  • POST 創(chuàng)建資源的新實(shí)例
  • PUT 將數(shù)據(jù)寫入資源并因此更改它
  • DELETE 刪除資源實(shí)例

從支持 REST 的 ERP 系統(tǒng)檢索特定生產(chǎn)訂單的 REST 調(diào)用可以通過現(xiàn)有的 http 連接看起來像這樣：

獲取 http://ERPSYSTEM/Produktionsauftrag/4711
接受：application/json

第二行向 ERP 系統(tǒng)指定響應(yīng)的格式。

JSON 格式的可能響應(yīng)是：

[
{
?id“: ?4711“,
?Artikel“: “Produkt A”,
?Menge“: ?10500,
?Freigabe“: false,
?Lieferdatum”: ?21.7.2020“
}
]

4.例子

REST Open Weather mit dem OPC Router

可以嘗試 REST 調(diào)用的真實(shí)示例，例如，在天氣預(yù)報(bào)服務(wù) OpenWeatherMap 的頁面上。

如果使用 Web 瀏覽器調(diào)用鏈接（每次點(diǎn)擊），則會向服務(wù)發(fā)送GET請求。結(jié)果，該服務(wù)響應(yīng)倫敦位置的天氣預(yù)報(bào)。
在這種情況下，端點(diǎn)是：api.openweathermap.org/data/2.5/forecast
資源是“預(yù)測”，其相關(guān)參數(shù)“q”代表位置，“模式”代表格式。有關(guān)如何調(diào)用此 API 的詳細(xì)示例，請參閱我們的使用 OPC Router從 OpenWathermap 檢索天氣數(shù)據(jù)的說明文章。

5.數(shù)據(jù)格式

REST 端點(diǎn)響應(yīng)的數(shù)據(jù)格式?jīng)]有規(guī)定，因此原則上可以是任意的。實(shí)際上，格式取決于端點(diǎn)的功能。在大多數(shù)情況下，數(shù)據(jù)以JSON或XML文檔的形式提供。如果通過 REST 調(diào)用查詢普通網(wǎng)頁，則響應(yīng)為 HTML。
XML/JSON 響應(yīng)的結(jié)構(gòu)必須由 REST 接口的操作員記錄，因?yàn)檫@里不可能進(jìn)行自我描述。

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6.服務(wù)/網(wǎng)絡(luò)服務(wù)

就軟件而言，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)或服務(wù)是指允許不同軟件系統(tǒng)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和協(xié)作的服務(wù)。Web 服務(wù)通過標(biāo)準(zhǔn) Web 技術(shù)在 Web 上實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)。其中，REST 是 Web 服務(wù)實(shí)現(xiàn)的具體體現(xiàn)。其他的是，例如，SOAP或 RPC（遠(yuǎn)程過程調(diào)用）。

7. 帶有 REST 的傳感器

許多帶有內(nèi)置小型計(jì)算機(jī)的現(xiàn)場設(shè)備也通過 REST 提供它們的數(shù)據(jù)。這樣，這些現(xiàn)場級設(shè)備可以很容易地集成到其他應(yīng)用程序中。
這方面的示例是 I/O 模塊（例如來自WuT）或能量測量設(shè)備（例如來自 Phoenix Contact）。
對于控制器 (PLC) 和其他遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)源，Kepware OPC 服務(wù)器還提供了通過 REST 服務(wù)器提供數(shù)據(jù)的可能性。

8. 帶有 REST 的軟件系統(tǒng)

REST 接口廣泛用于軟件系統(tǒng)（例如 ERP、MES、PLS），尤其是基于云的系統(tǒng)中的 Web。有了裝備精良的 API，軟件系統(tǒng)的幾乎整個(gè)功能范圍都可以通過接口來處理，或者，也可以創(chuàng)建用戶特定的 REST 端點(diǎn)。
這方面的示例包括SAP with REST via PI、Microsoft with the REST API for Dynamics 365或Siemens Mindsphere REST API。然而，最終，值得向制造商詢問每個(gè)使用的軟件系統(tǒng)的 REST API。

9.終點(diǎn)

REST 端點(diǎn)

端點(diǎn)是構(gòu)成相應(yīng) REST API 的完整 URI。所有端點(diǎn)的總和就是 API，而各個(gè)端點(diǎn)恰好指向一個(gè)資源。對于生產(chǎn)訂單的示例，查詢一組組件的端點(diǎn)可能如下所示：

/Produktionsauftrag/{id}/Komponente/{id}/Menge

在此端點(diǎn)，訂單和組件的編號作為 ID 傳輸。

10. OPCRouters和REST

OPC Router和 REST

OPC Router在調(diào)用 REST API 時(shí)用作客戶端（請參閱 REST 插件）。在 OPC Router中，端點(diǎn)被配置為調(diào)用，然后在連接中被調(diào)用。方法、端點(diǎn)和參數(shù)隨后在傳輸對象中可見。

可以在此處找到詳細(xì)示例：使用 OPC Router從 OpenWathermap 檢索天氣數(shù)據(jù)的操作方法文章。

除了調(diào)用 REST 端點(diǎn)外，OPC Router還可以充當(dāng)服務(wù)器并定義 REST 端點(diǎn)。為此，OPC Router提供了所謂的 REST 觸發(fā)器。這樣，可以使用 OPC Router構(gòu)建自己的 REST API。

11. Postman – 測試API客戶端

郵差

有多種工具可以快速輕松地測試 REST 接口。最著名的人之一是郵遞員。一個(gè)非常強(qiáng)大的程序，用于調(diào)用和創(chuàng)建 API。Postman 可以在這里下載：  Postman REST API Client。

12. Swagger——API 描述框架

昂首闊步

Swagger 框架用于創(chuàng)建、使用和記錄 Web 服務(wù)。這對 REST 客戶端特別有用，因?yàn)橥ㄟ^ Swagger 記錄的 REST API 提供了標(biāo)準(zhǔn)化文檔，因此可以在客戶端瀏覽界面。此瀏覽功能不包含在 REST 的核心思想中，在此進(jìn)行補(bǔ)充。

13. REST 的歷史

Web 服務(wù)從一開始就是分布式軟件系統(tǒng)中的一個(gè)重要主題。許多技術(shù)很快變得非常強(qiáng)大并提供了許多功能。對于較小的應(yīng)用程序，這些應(yīng)用程序通常已經(jīng)過于復(fù)雜且計(jì)算量太大。
2000年，美國計(jì)算機(jī)科學(xué)家羅伊·菲爾丁以此為契機(jī)，設(shè)計(jì)了一種全新的、簡單的架構(gòu)。他因此被授予博士學(xué)位。從那時(shí)起，REST 得到廣泛應(yīng)用，成為互聯(lián)網(wǎng)上最重要的系統(tǒng)耦合技術(shù)之一。

14. REST 的未來——GraphQL

REST的架構(gòu)模型是固定的，按原樣運(yùn)行。REST 查詢中缺乏結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了采用 REST 架構(gòu)思想并進(jìn)一步發(fā)展的新發(fā)展。Facebook 于 2012 年開發(fā)了 GraphQL 架構(gòu)，并于 2015 年發(fā)布。與 REST 一樣，GraphQL 是一種無狀態(tài)查詢語言。在其他一些改進(jìn)中，GraphQL 定義了模式。這定義了端點(diǎn)如何響應(yīng)以及響應(yīng)中數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。因此，GraphQL 改進(jìn)了 REST 最大弱點(diǎn)之一的架構(gòu)。

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15. REST 中的安全性

由于使用 HTTP 調(diào)用 REST 端點(diǎn)，因此也可以使用標(biāo)準(zhǔn)中可用的身份驗(yàn)證，例如：HttpBasic、Jwt、Ntml、OAuth1、OAuth2。
此外，為了使用防竊聽連接，當(dāng)然使用 https 代替 http。
除了標(biāo)準(zhǔn)的身份驗(yàn)證選項(xiàng)外，通常還會交換所謂的 AppKey。此密鑰是為客戶創(chuàng)建的密碼，每次呼叫時(shí)都會傳輸該密碼，以便獲得呼叫授權(quán)。OPC Router也支持所謂的 Bearer Token。由于使用了廣泛使用的方法，REST 被認(rèn)為是安全的。