Service Oriented Architecture. Jef De Smedt Beta VZW

Transcriptie

1 Service Oriented Architecture Jef De Smedt Beta VZW

2 Overzicht Wat is SOA? Historiek Communicatie tussen services Soorten services Business processen Service georiënteerde analyse en ontwerp Enterprise service bus Webservices

3 Wat is SOA?

4 SOA s dead, baby. SOA s dead. SOA s Dead; Long Live Services (2009, Anne Thomas Manes,

5

6 Wat is 'Architecture'?

7 Is dit een mooi gebouw?

8 Is dit een mooi/functioneel gebouw Skieeven architec Joseph Poelaert In de 19 de eeuw grootste gebouw ter wereld "Cyclopische architectuur ontsproten aan de verbeelding van een dwerg, zonder kennis van de menselijke schaal" (Victor Horta) 2010: Stefaan De Clerck en Didier Reynders kondigen een ideeënwedstrijd aan voor nieuwe bestemmingen van het gebouw(ongeschikt als justitiepaleis)

9 Architecture is a term that lots of people try to define, with little agreement. There are two common elements: One is the highest-level breakdown of a system into its parts; the other, decisions that are hard to change. (Martin Fowler in Patterns of Enterprise Application Architecture)

10 Architecture is a term that lots of people try to define, with little agreement. There are two common elements: One is the highest-level breakdown of a system into its parts; the other, decisions that are hard to change. (Martin Fowler in Patterns of Enterprise Application Architecture)

11 Architecture is a term that lots of people try to define, with little agreement. There are two common elements: One is the highest-level breakdown of a system into its parts; the other, decisions that are hard to change.. (Martin Fowler in Patterns of Enterprise Application Architecture)

12 Wat is een (software) service?

13 A service is a means of delivering value to customers by facilitating outcomes the customers want to achieve without ownership of specific costs or risks (Service definitie in ITIL)

14 Service Client Provider Twee partijen

15 Software service Service tussen twee programma's Meestal over een netwerk Geautomatiseerde contracten

16 Enterprise applications Groot Veel gebruikers Communicatie met externen

17 Maar ook... KISS principe: eenvoudige algorithmen, eenvoudige datastructuren, eenvoudige hoofdstructuur Lange levensduur van data (ten opzichte van technologie) Flexibel Business driven Herbruikbare bouwstenen Veel stakeholders: politieke beslissingen

18 Tweede wet van de thermodynamica: entropie stijgt Entropie = mate van wanorde

19 Business architect Entropie van een systeem onder controle houden Applicaties kaderen in strategie Afwegen van niet-ideale oplossingen ("Le mieux est l'ennemi du bien" (Voltaire)) Processie van Echternach: drie stappen vooruit, twee achteruit (tot 1947) Incrementele optimalisatie (Service Oriented Architecture geschikt hiervoor)

20 Een officiële definitie van SOA (syllabus p. 10) A service-oriented architecture provides the flexibility to treat elements of businessprocesses and the underlying IT infrastructure as secure, standardized components (services) that can be reused and combined to address changing business priorities. (IBM)

21 Een andere definitie van SOA SOA is about connecting customer requirements with enterprise capabilities, regardless of technology landscape or arbitrary organizational boundaries. (Service Oriented Architecture field guide for executives)

22 Opgepast Definities suggereren dat Service Oriented Architecture gaat over software Dit is niet altijd het geval => ook manuele services volgens sommige "scholen"

23 SOA: drie termen (syllabus p. 11) Operations: (software) methodes die één welomschreven taak uitvoeren Service: logische groepering van operations Business process: (meestal) langdurige opeenvolging van activiteiten die gebruikt maakt van services

24 Waar komt Service Oriented Architecture vandaan?

25 Drie evoluties

26 SOA: 9 onderdelen SOA Application frontend Service Service repository Service bus Contract Implementatie Interface Business Logica Data

27 SOA: 8 principes Gestandardiseerd service contract Loose coupling Service abstraction Service reusability Service autonomy Service statelessness Service discoverability Service composability

28 SOA: 4 karakteristieken Business Driven Vendor neutral Enterprise centric Composition centric

29 SOA: communicatie Communication middleware: RPC, distributed objects, message oriented middleware, transaction monitors, application servers Synchroon <=> asynchroon Interface <=> payload semantics Tight <=> loose coupling

30 Remote procedure calls Client Applicatie Procedure aanroepen Procedure uitvoeren Server Applicatie Client stub Server stub RPC bibliotheek RPC bibliotheek Netwerk protocol Netwerk protocol Netwerk

31 Distributed objects (CORBA) Client Applicatie Procedure aanroepen Procedure uitvoeren Server Applicatie Client proxy Server skeleton RPC bibliotheek RPC bibliotheek Netwerk protocol Netwerk protocol Create, find, invoke, delete

32 Message oriented middleware (MOM) Client Applicatie Server Applicatie Queue Subscriber Publisher Subscriber Topic Subscriber

33 Transaction monitors Duizenden gebruikers Computer resources verdelen onder gebruikers (multiplexing) Beheer van CPU, database transacties, sessions, opslag, Ook distributed applicaties Voorbeelden: CICS, IMS, Tuxedo

34 Applicatie servers Tussen webserver en backend systeem(bijv. Databank) Verzamelt informatie uit de backend en zet die om naar HTML code Componenten beheren, toegang tot datasources beheren, verschillende user interfaces ondersteunen Microsoft: Internet information server +.NET Java: JBoss, Websphere, Tomcat,...

35 Synchrone communicatie Client Server Client moet wachten Stap 1 Stap 2 Call procedure Procedure Stap 1 Stap 3 Stap 4 Stap 2 return

36 Asynchrone communicatie Client moet niet wachten Stap 1 Stap 2 Zend message Stap 3 MOM Stap 4 Verwerk message Stap 1 Stap 2

37 Interface semantics Client Server ) getcustomer(id) getdata() returnresultaat()

38 Payload semantics Client Queue Server Send message Er is een message getmessage() Verwerk message

39 Tight <=> loose coupling Laag Tight coupling Loose coupling Physical coupling Directe fysieke link nodig Tussenpersoon Communicatie stijl Synchroon Asynchroon Types Interface semantics Payload semantics Interactie patroon Object trees Self contained messages Control of process logic Central control Distributed logic Service discovery & binding Platform afhankelijkheid Statically bound Sterk OS en programmeertaal afhankelijk Dynamically bound OS en programmeertaal onafhankelijk

40 Services Bouwstenen Coarse grained (Business driven) Soorten: Application frontends Basic services: business logic centric, data centric Intermediary services Process centric services Public enterprise services

41 Application frontend Geen service User interface of batch programma waarmee de applicatie aangesproken wordt Services

42 Basic services Business logic centric services: bijv. Verzekeringsproduct engine Schadegevallen Call center Verzekeringsproduct engine Contract beheer Web site

43 Basic services Data centric service: werken met data, alle toegang tot data via data centric service Klant service Reisweg service Klant DB Klantbeheer interface Reiswegbeheer interface Klant service Klant DB

44 Intermediary services Technologie gateway Client W e b s e r v i c e G a t e w a y L e g a c y Service

45 Intermediary services adapter Service B Adapter Service Service A

46 Intermediary services Facade Service 1 Client F a c a d e Service 2 Service 3

47 Intermediary services Functionality adding service C l i e n t Functionality adding service Legacy service

48 Process centric services Complexiteit van processen verbergen Load balancing Multi kanaal applicaties (meerdere verbindingen met de services) Process logica scheiden van business logica (basic services) en dialoog control (front end)

49 Process centric services Geen facade want extra procesbeheer Service 1 Client Bijvoorbeeld process state management beheren Service 2 Service 3

50 Process centric services en Business Process Modeling Business process management system kan business process uitvoeren Business processen worden gemodelleerd via Business Process Management Notation BPMN wordt vertaald naar Business Process Execution Language (BPEL) Business processen maken gebruik van services

51 Process centric services en Business Process Modeling BPMN diagram Taak 1 en taak 2 kunnen gebruik maken van services Vertalen naar (WS-)BPEL Kan uitgevoerd worden door een Business process Management System

52 Process centric services en Business Process Modeling Business Process Management System => voert model uit Proces layer Intermediary layer Basic layer

53 Public enterprise services Beschikbaar buiten de organisatie Grote granularity (business documenten uitwisselen) Asynchrone communicatie en payload semantics (grote decoupling) Security Billing Service level agreement Net zoals Application front end een endpoint

54 SOA roadmap Opklimmende maturiteit Fundamental SOA Networked SOA Process-enabled SOA

55 Fundamental SOA Enterprise layer Vliegtuigmaatschappij website Basic layer Vlucht Klant Boekingen Facturatie

56 Fundamental SOA: delen van functionaliteit Enterprise layer Vliegtuigmaatschappij website Facturatie applicatie Basic layer Vlucht Klant Boekingen Facturatie

57 Fundamental SOA Goed startpunt voor uitbouwen van enterprise applicaties Simpel => eenvoudig te implementeren Complexe application frontend (procesbeheer) Shared services => data replicatie (dikwijls via batchprocessen) niet meer nodig

58 Networked SOA(facade) Enterprise layer Vliegtuigmaatschappij website Intermediary layer Boekingen en facturatie Basic layer Vlucht Klant Boekingen Facturatie

59 Networked SOA(technology gateway) Enterprise layer website Balie B2B portal Intermediary layer EJB gateway.net gateway MQ gateway Basic layer Klant (CICS) Vlucht Facturatie

60 Network SOA Application frontend meer lightweight Intermediary services: brug tussen technologiën en concepten Application frontend afgeschermd van complexiteit van de backend Software kan technologie onafhankelijk gebruikt worden (.NET applicatie met CICS backend)

61 Process centric SOA Enterprise layer Vliegtuigmaatschappij website Process layer Boeking proces Basic layer Vlucht Klant Boekingen Facturatie

62 Process centric SOA Application frontends: alleen interactie met gebruiker Complexiteit van business processen afgeschermd (en de state) Scheiding tussen process logica, business logica (basic services) en dialog control (application front end)

63 Process integriteit Alle data in het systeem moet juist zijn Bijvoorbeeld: geboortedatum mag niet in de toekomst liggen (data integriteit) Data integriteit kan dikwijls worden afgedwongen met behulp van de databank Process integriteit: tijdens het uitvoeren van het proces moet de data juist blijven Er zijn weinig hulpmiddelen om proces integriteit af te dwingen (<=> databank)

64 Process integriteit Klant bestelt product op maandagmorgen Bestel product Bestel systeem facturatiesysteem

65 Process integriteit Batch systeem past facturatie aan in de nacht van maandag op dinsdag Bestel systeem (+bestelling) Facturatiesysteem (+bestelling)

66 Process integriteit Annuleer product Klant annuleert bestelling op dinsdagmorgen=> Er bestaat een factuur voor een onbestaande bestelling. Bestel systeem Facturatiesysteem (+bestelling)

67 Soorten fouten die gevolgen kunnen hebben voor de proces integriteit Technical failures: databank crash, netwerk problemen Business exceptions: reis boeken in het verleden, maar ook klant probeert een item te bestellen dat out of stock is Speciale gevallen: (afwijkingen van het happy path) Ingewikkeld Bijvoorbeeld: vlucht overboeken aangezien we toch weten dat niet iedereen komt opdagen

68 Algemene oplossing: logging Logging naar logbestanden We houden elke actie bij (en kijken wie ze heeft uitgevoerd) Wanneer we weten wat er gebeurd is, kunnen we het ongedaan maken Dikwijls ook een manueel proces Logging hopelijk op een centrale plaats: service bus

69 Oplossing in de databank wereld: ACID transacties Schrijf 500 EUR over van rekening 1 naar rekening EUR 1000 EUR 1000 EUR EUR EUR Twee stappen: rek EUR, rek EUR Beide stappen horen samen en moeten beide uitgevoerd worden (of geen van beide)

70 Oplossing in de databank wereld: ACID transacties Atomair: ondeelbaar Alle stappen in een transactie moeten worden uitgevoerd Alternatief: geen enkele stap is uitgevoerd Transactie is ondeelbaar

71 Oplossing in de databank wereld: ACID transacties Consistent: voor en na de transactie moet de integriteit van de data gerespecteerd worden Het systeem gaat van de ene consistente toestand naar de andere In ons voorbeeld: de som van de rekeningen is altijd 2000 EUR

72 Oplossing in de databank wereld: ACID transacties Isolation: tijdens het uitvoeren van de transactie wordt de data van de transactie geïsoleerd van andere processen De stappen van een transactie worden achter elkaar uitgevoerd => er bestaan momenten waarop de som van de rekeningen niet 2000 EUR is Die (niet-integere) toestand moet geïsoleerd worden van andere processen Locking is een oplossing: een gelockte record is niet toegankelijk voor andere processen

73 Oplossing in de databank wereld: ACID transacties Durable Na de transactie moet de data voorgoed bewaard zijn Client van de transactie moet zeker zijn dat de data na de transactie niet meer zal verdwijnen

74 Transactie tussen twee 2PC: two phase commit databanken Distributed transaction monitor Maak u beiden klaar Is alles OK?

75 Transactie tussen twee databanken 2PC: two phase commit Distributed transaction monitor Ja Ja

76 Transactie tussen twee databanken 2PC: two phase commit Distributed transaction monitor Maak de transacties durable

77 Problemen met 2PC en ACID transacties Transacties vertragen het systeem (locks) Transacties zijn ontworpen voor korte looptijd ( <=> processen gebruiken langere looptijden) Moeilijke combinatie met legacy systemen 2PC vereist goede netwerk verbinding.

78 ACID BASE (Basic Availability, Soft State and Eventual consistency)

79 Compensaties Stap 2 Stap 3 Stap 4 Stap 1

80 Compensaties Stap 3 Stap 4 Stap 2 Stap1

81 Compensaties Stap 4 Stap 3 Stap 2 Stap1

82 Concurrency control: pessimistic Gelockt door Process 1 Proces 2 proces 1

83 Concurrency control: optimistic Proces 1 => data data Proces 2 wijzigt data naar data' Data '

84 Concurrency control: optimistic Proces 1 data => data '' Proces 2 Data ' Update lukt niet want data is gewijzigd door process 2 (andere 'versie')

85 Concurrency control: optimistic Lees data Wijzig gegevens Versie conflict? Ja Merge mogelijk? Nee Verwittig gebruiker Schrijf gegevens weg Merge gegevens

86 Idempotente operaties Wat gebeurt er wanneer een client dezelfde operatie tweemaal achter elkaar uitvoert? Set -operatie => geen probleem Add/Increment-operatie => probleem Mogelijke oplossing: sequence nummers

87 Idempotente operaties BestelProduct(gegevens) Bestelservice Service reageert traag Gebruiker wordt ongeduldig en klikt op 'refresh' BestelProduct(gegevens) Bestelservice

88 Idempotente operaties Vraag uniek nummer 42 Bestelservice BestelProduct(42, gegevens) Operatie 42 al uitgevoerd? Nee Voer uit Doe niets

89 Services definiëren Herbruikbaar Information hiding Low coupling Large cohesion Stateless Granularity

90 Services definiëren(bronnen) Business Process Model Enterprise architecture Object-georiënteerde analyse en ontwerp(opgelet: te finegrained voor services) Maar ook: rekening houden met bestaande situatie

91 Services definiëren(zachmann)

92 Service bus(pag 33) An enterprise service bus (ESB) is a distributed infrastructure used for enterprise integration. It consists of a set of service containers, which integrate various types of IT assets. The containers are interconnected with a reliable messaging bus. Service containers adapt IT assets to a standard servcies model, based on XML message exchange using standardized messages exchange patterns. The ESB provides services for transforming and routing messages, as well as the ability to centrally administer the distributed system < blogs.oracle.com/rtenhove/entry/ what_is_enterprise_service_bus, 2006)

93 Belangrijk Met een Enterprise Service Bus kan men als vendor geld verdienen!!!

94 Service bus Centrale verkeersagent tussen services Dispatching en servicing Transaction management Security Logging System management Billing Message transformation (Web services integratie)

95 Service bus

96 Webservices(pag 35) WSDL UDDI Publish Requestor SOAP Provider

97 Webservices: WSDL(1) <definitions...> <types> <xsd:schema> <xsd:import namespace=... schemalocation=... /> <xsd:schema> </types> <message name= add > <part name= parameters type= xsd:string /> </message>... </definitions>

98 Webservices: WSDL(2) <definitions...> <porttype name= AddService > <operation name= add > <input message= tns:add /> <output message= tns:addresponse /> </operation> </porttype>... </definitions>

99 Webservices: WSDL(3) <definitions...> <binding name=... type= tns:addservice > <soap:binding transport=... style= document /> <operation name= add > <soap:operation soapaction= /> <input> <soap:body use= literal /> </input> <output> <soap:body use= literal /> </output>

100 Webservices: WSDL(4) <definitions...> <service name=... > <port name=... binding=... > <soap:address location=... /> </port> </porttype>... </definitions>

101 Webservices: SOAP request <?xml version= 1.0 encoding= UTF-8?> <s:envelope xmlns:s= > <s:header/> <s:body> <ns2:add xmlns:ns2= > <getal1>1</getal1> <getal2>1</getal2> </ns2:add> </s:body> <s:envelope>

102 Webservices: SOAP response <?xml version= 1.0 encoding= UTF-8?> <s:envelope xmlns:s= > <s:header/> <s:body> <ns2:addresponse xmlns:ns2= > <return>2</return> </ns2:addresponse> </s:body> <s:envelope>

103 Webservices: WS-* services(pag 40 e.v.) WS-Security Authentication (evt. Single sign on) Encryption Digitale handtekening Authorization WS-addressing (onafhankelijk van network level transport) WS-ReliableMessaging (eerder nodig op business niveau) AtMostOnce AtLeastOnce ExactlyOnce InOrder

104 Webservices SOA Enabled by Web services Technology neutral Standardized Endpoint platform independence. Standards-based protocols. Enabled by SOA Consumable Reusable Abstracted Published Formal Relevant Enabling automated discovery and usage. Use of Service, not reuse by copying of code/implementation. Service is abstracted from the implementation. Precise, published specification functionality of service interface, not implementation. Formal contract between endpoints places obligations on provider and consumer. Functionality presented at a granularity recognized by the user as a meaningful service.

105 Essentie van services Monolithische applicatie: tekstverwerker, rekenblad, presentatiesoftware in één User interface Documenten, berekeningen, tekeningen, maken Persistentielaag (bestanden of databank)

106 Essentie van services Tekstverwerking, spreadsheet, zijn afzonderlijke 'items' Application frontend Tekstverwerking Rekenblad Presentatie Bestand Bestand Bestand

107 Essentie van services Elke 'item' heeft een eigen type interface Application frontend Interface1 Interface2 Interface3 Tekstverwerking Rekenblad Presentatie Bestand Bestand Bestand

108 Essentie van services Via een bus kunnen we alle componenten op een flexibele manier met elkaar verbinden Application frontend Interface4 Bus Interface1 Interface2 Interface3 Tekstverwerking Rekenblad Presentatie Bestand Bestand Bestand

109 Essentie van services Coarse grained vs fine-grained Service(coarse-grained) Klant vraagt een formulier aan om een hypotheek aan te vragen Bank zendt het formulier Klant vult het formulier in en stuurt het terug Bank zegt ja of neen op basis van het formulier API(fine-grained) Klant belt bank bank: hoe kan ik u helpen? Klant: ik wil een hypotheek aanvragen bank: wat is u naam? Klant: <naam> bank: wat is het adres? Klant: <adres> bank: wat is.... bank: u krijgt de details van uw hypotheek lening doorgestuurd (of niet)

110 SOA implementeren Pilot success story Vertrek vanuit business Vendor onafhankelijk, open standaarden Veel aandacht voor repository Redenen voor mislukking: SOA als IT technologie bekijken in plaats van Business project Niet incrementeel te werk gaan maar voor een Big Bang implementatie kiezen

111 Waarom SOA Bevorderd 'Agile' development Vermindert de complexiteit Kostenbesparend Onafhankelijk van technologie Stap-voor-stap aanpak Feedback (en buy-in) op verschillende niveau's Vermindert risico's