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Architect Academy Webcast #3: Arquitectura para distribución y agregación: Services Oriented Architecture (SOA) Billy Reynoso Universidad de Buenos Aires.

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Presentación del tema: "Architect Academy Webcast #3: Arquitectura para distribución y agregación: Services Oriented Architecture (SOA) Billy Reynoso Universidad de Buenos Aires."— Transcripción de la presentación:

1 Architect Academy Webcast #3: Arquitectura para distribución y agregación: Services Oriented Architecture (SOA) Billy Reynoso Universidad de Buenos Aires

2 Roadmap Webcast #1: ¿Qué es la Arquitectura de Software? Webcast #2: Drilldown en Estilos de Arquitectura de Software Webcast #3: Arquitectura para distribución y agregación: Services Oriented Architecture (SOA) Webcast #4: Diseñando la arquitectura

3 Objetivos Propósito de la serie de Webcasts: Comprender la teoría y orientar la práctica de la Arquitectura de Software Vincular concepciones de la academia y la industria Relacionar los principios teóricos con herramientas y ambientes Microsoft Propósito de la sesión de hoy: Comprender el estilo de arquitectura más adecuado para soluciones de integración Comprender puntualmente la relación entre SOA y Web Services SOA como arquitectura, WS como implementación Establecer las perspectivas y los recursos de estado de arte para la realización de esta arquitectura

4 Agenda La explosión de SOA - Muestreo Definiciones Contexto de situación y antecedentes Principales conceptos SOA como Estilo de Arquitectura Relaciones de SOA con Web Services Diferencias con Objetos o Componentes distribuidos Distintas concepciones: IBM, Rational, Sun, Microsoft, REST Perspectivas: SOA & Grid Computing - SOA & Semantic Web Recursos de SOA en.NET Conclusiones y referencias

5 La explosión de SOA - Muestreo La recompensa potencial [de SOA] es enorme para las empresas que entiendan esta evolución y se muevan hacia estas arquitecturas.... La tecnología de computación distribuida promete ser lo suficientemente flexible y elegante para responder a las necesidades de negocios y proporcionar la agilidad de negocios que las compañías han anhelado tanto tiempo, pero siempre ha estado fuera de alcance. [The Rational Edge, 2004] La mejor solución a la integración de negocios... [Annraí OToole, Cape Clear] SOA ha surgido como la mejor manera de afrontar el desafío de hacer más con menos recursos. Promete hacer la re-utilización y la integración mucho más fáciles, ayudando a reducir el tiempo de desarrollo y aumentando la agilidad organizacional. No sorprendentemente, el 80% de las organizaciones de IT están implementando aplicaciones usando SOA con web services subyacentes. SOA proporciona mayor flexibilidad para afrontar los cambios tanto en el ambiente de negocios como en la infraestructura tecnológica. [M7 Corporation]

6 La explosión de SOA - Muestreo SOA es la próxima ola de desarrollo de aplicaciones. Es más rápida, mejor y más barata [Michael Pallos, 2001] Comprender el rol y el significado de SOA, más allá del hype simplista, es imperativo para cualquier arquitecto de software empresarial.... Hacia 2008, SOA y Web Services serán implementados juntos en más del 75% de los proyectos que utilicen SOA y Web Services (probabilidad 0.7) [Gartner, 2003] Hacia 2008, más del 75% de los paquetes de aplicación de ese entonces serán nativamente SOA o expondrán interfaces SOA a través de una capa de envoltura de interfaces (probabilidad 0.8) [Gartner, 2003] Hacia 2008, SOA será la práctica prevalente de ingeniería de software, acabando con los 40 años de dominación de las arquitecturas monolíticas (probabilidad 0.7) [Gartner, 2003] Giga recomienda a los arquitectos considerar SOA como la prioridad número uno en sus esfuerzos de planeamiento arquitectónico [Giga IT Trends 2003: Application architecture and design]

7 Contexto de situación y antecedentes Evolución de la arquitectura: Monolítico Estructurado Client/Server 3-Tier, N-Tier Objetos distribuidos Componentes Web Services Servicios Abstracción VerticalHorizontal Ecosistema

8 Propiedades Programación Estructurada ObjetosComponentesServicios GranularidadMuy finaFinaIntermediaGruesa ContratoDefinidoPrivado/PublicoPublicoPublicado ReusabilidadBaja IntermediaAlta AcoplamientoFuerte DébilMuy débil Dependencias Tiempo de Compilación Run-Time Ámbito de Comunicación Intra- Aplicación Inter- AplicacionesInter-Empresas

9 Historia Service-oriented architecture (SOA) fue descripta por primera vez por Gartner en 1996 SSA Research Note SPA , 12 de abril, Service Oriented Architectures, Part 1 y SSA Research Note SPA , 12 de abril, Service Oriented Architectures, Part 2 Web Services surgen con mayor fuerza hacia el XML Web Services® SOA = XML+SOAP+WSDL+UDDI+Bus SOAP Específico de MS+Developmentor XML + HTTP SOAP MS+IBM+Lotus Bindings de transporte para no-HTTP SOAP W3C.org (ya no es más acrónimo)

10 SOA - Definiciones W3C: Conjunto de componentes que pueden ser invocados, cuyas descripciones de interfaces se pueden publicar y descubrir CBDI rechaza esa definición: Los componentes pueden no ser conjuntos La definición sólo considera los componentes y no la práctica o el arte de construir la arquitectura CBDI: Estilo resultante de políticas, prácticas y frameworks que permiten que la funcionalidad de una aplicación se pueda proveer y consumir como conjuntos de servicios, con una granularidad relevante para el consumidor. Los servicios pueden invocarse, publicarse y descubrirse y están abstraídos de su implementación utilizando una sola forma estándar de interface

11 SOA - Definiciones Infraestructura de alto nivel basada en best practices y patrones para crear soluciones basadas en servicios, de alta cohesión y bajo acoplamiento (Geniant®). Estilo arquitectónico apto para implementar bajo acoplamiento entre agentes. Los agentes son proveedores y consumidores de servicios, que son la unidad de trabajo. (Hao He). Una arquitectura de aplicación en la cual todas las funciones se definen como servicios independientes con interfaces invocables bien definidas, que pueden ser llamadas en secuencias definidas para formar procesos de negocios (IBM).

12 SOA - Definiciones MITRE: Una aplicación SOA es una colección de servicios Un servicio es la unidad atómica de una SOA Los servicios encapsulan procesos de negocios Los proveedores de servicios se registran solos Un servicio involucra: Find, Bind, Execute Las instancias más conocidas son los web services Gartner: SOA es una arquitectura de software que comienza con una definición de interface y construye toda la topología de la aplicación como una topología de interfaces, implementaciones y llamados a interfaces. Sería mejor llamada arquitectura orientada a interfaces. SOA es una relación de servicios y consumidores de servicios, ambos suficientemente amplios para representar una función de negocios completa.

13 SOA como Estilo de Arquitectura Estilos de Flujo de Datos Tubería y filtros Estilos Centrados en Datos Arquitecturas de Pizarra o Repositorio Estilos de Llamada y Retorno Model-View-Controller (MVC) Arquitecturas en Capas Arquitecturas Orientadas a Objetos Arquitecturas Basadas en Componentes Estilos de Código Móvil Arquitectura de Máquinas Virtuales Estilos heterogéneos Sistemas de control de procesos Arquitecturas Basadas en Atributos Estilos Peer-to-Peer Arquitecturas Basadas en Eventos Arquitecturas Orientadas a Servicios Arquitecturas Basadas en Recursos

14 Principales conceptos CBDI - Perspectivas arquitectónicas Aplicación - Servicio - Componente

15 Implementaciones RPC WS no requiere despliegue WS no requiere clientes específicos, ni drivers SOA se redefine como paso de mensajes, no RPC

16 Componentes de SOA Servicios: Entidades lógicas - Contratos definidos por una o más interfaces públicas. Service provider: Entidad de software que implementa una especificación de servicio. Service consumer (o requestor): Entidad de software que llama a un service provider. Tradicionalmente se lo llama cliente. Puede ser una aplicación final u otro servicio. Service locator: Tipo específico de service provider que actúa como registry y permite buscar interfaces de service providers y sus ubicaciones. Service broker: Tipo específico de service provider que puede pasar requerimientos de servicios a otros service providers.

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22 Demo & Drilldown

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70 SOA y Web Services Web services: Diferentes definiciones en W3C Web Services Architecture Working Group W3C: Una aplicación identificada por un URI, cuyas interfaces y binding se pueden definir, describir y descubrir mediante artefactos XML, que soporta interacciones usando mensajes basados en XML via protocolos de web SOA es históricamente anterior (no por mucho) Un web service es SOA si: Las interfaces se basan en protocolos de web (HTTP, SMTP, FTP) A excepción de los attachments, los mensajes se basan en XML Dos estilos de web service: SOAP y REST REST es anti-RPC (más sobre esto luego) SOAP puede interpretarse en términos de mensajes o de RPC (Don Box)

71 SOA y Web Services CBDI: SOA es más amplio. Los web services son sólo una interface programática en conformidad con los protocolos WS-* Puede haber SOA sin ws (ej. REST) Los web services proporcionan independencia de plataforma, bajo acoplamiento, auto-descripción y descubrimiento Los web services no son parte obligatoria de SOA, pero son una implementación adecuada

72 Estándares primarios - WSDL XML que describe servicios Propuesto por Microsoft e IBM y presentado a W3C por 25 empresas (número máximo admitido) Define data types pasados en mensajes, operaciones a realizar y mapeado de los mensajes sobre transportes de red Puede haber algunas discrepancias entre diferentes implementaciones, debido a que es extensible

73 Estándares SOA & Web Services

74 Framework de SOA

75 SOA vs Objetos y Componentes distribuidos Los componentes ofrecían reutilización, pero también acoplamiento relativamente alto. Las tecnologías seguían siendo propietarias. Aún cuando CORBA era un esfuerzo ostensiblemente basado en estándares, en la práctica se debía trabajar con una única implementación comercial de la especificación [The Rational Edge] El mercado de componentes no se desarrolló como se había previsto

76 SOA vs Objetos y Componentes distribuidos

77 Werner Vogels (Cornell University): Web Services y SOA no son objetos distribuidos. Los web services no requieren tecnología de objetos distribuidos El intercambio de documentos es un concepto muy distinto a la instanciación de un objeto, la invocación de un método de una instancia, la recepción del resultado de la invocación y la liberación final de la instancia. Otros errores: El debugging de web services es imposible... Demo?

78 SOA vs Objetos y Componentes distribuidos Werner Vogels - Otros errores: Web services son sólo RPC para Internet En SOAP 1.2 RPC/encoded es opcional, y se favorece document/literal La interacción sincrónica en wide area no es escalable, la coordinación de versiones será siempre complicadísima Se requiere HTTP para tener servicios Soporte de protocolos diversos desde WSE y en.NET Framework 2

79 SOA vs Objetos y Componentes distribuidos Werner Vogels (cont.) Se requieren servidores de web para tener web services Web debería haberse excluido, dejando simplemente services Hay herramientas que no requieren servidores de web: Simon Fells PocketSoap, Systinets WASP, IBMs Emerging Technologies Toolkit, Microsofts Web Services Enhancements (WSE). Sistemas de integración de empresas como Artix y DocSOAP proporcionan desarrollo de web services que no requieren web servers

80 SOA & Grid Computing Grid: Modelo de resolución de problemas usando gran número de computadoras heterogéneas organizadas en clusters 2003: alguna convergencia con web services Open Grid Service Architecture (OGSA) implementa fundamentalmente WSDL y SOAP (Globus Toolkit 3 framework) Textos de Grid mencionan SOA como antecedente Alchemi – Framework para Grid Computing en.NET, utilizando.NET Remoting y web services

81 SOA & Grid Computing SOA Standards WSDL UDDI BPEL WS-Profile WS-Security WS-Choreography Etcétera… Grid Standards OGSI Extensión de WSDL WS-Resource WS-ResourceLifetime WS-ResourceProperties WS-RenewableReferences WS-ServiceGroup WS-BaseFaults

82 SOA & Semantic Web (1/3) Semantic Web: Propuesta por Sir Tim Berners-Lee Creador del WWW en 1984 y el primer web site, 1991; fundador de W3C en el MIT. No royalties!! Semántica comprensible para máquinas y aplicaciones Hay una semántica actualmente, pero en realidad opera sobre correspondencias sintácticas (XML Schemas)

83 SOA & Semantic Web (2/3) Semantic web utiliza: XML XML Schema RDF (Resource Description Framework) Triplas de Sujeto + Predicado + Objeto RDF Schema - Semántica de generalización y jerarquía OWL (Web Ontology Language) Extensión de vocabulario de RDF Cardinalidad, características, equivalencias, relaciones

84 SOA & Semantic Web (3/3) En curso: Integración de estándares de industria con investigación académica Desarrollos en proceso DAML-S - (Darpa Agent Markup Language) Agrega definiciones, pre-condiciones, pos-condiciones etc a estándares usuales SOA (Service Profile); también abstracciones de proceso (Service Model) y aspectos técnicos (Service Grounding) SWOBIS = UDDI + ontología

85 Recursos de SOA en.NET.NET Framework 1.0 (2000) XML Schema 1.0, SOAP 1.1, WSDL 1.1, UDDI 1.0 (idem: J2EE1.4).NET Framework 1.1 (2002) WS-Security, WS-Routing (HTTP, UDP, TCP), Direct Internet Message Encapsulation (DIME: soporte binario de cualquier tipo y tamaño en un solo mensaje), WS-Attachments (en formato DIME) Windows Server 2003 Device driver HTTP.SYS (modo kernel), UDDI Server (registrar y publicar web services)

86 Innovaciones tecnológicas de impacto arquitectónico: Web Services Enhancements

87 Web Services Enhancements No solamente web ni ASP.NET: Las aplicaciones se pueden hostear en múltiples ambientes ASP.NET,.exe, NT Service, WinForms, etc. Soporte para múltiples transportes in-process communication (para testing) TCP puro HTTP Soporte de operaciones prolongadas y complejas

88 Drilldown: Mejoras en seguridad Políticas de seguridad basadas en estándares de industria Trust Issuing Framework (WS-Trust) Secure Conversation (WS-SecureConversation) Autorización basada en roles Policies de seguridad (WS-SecurityPolicy)

89 Trust Relaciones e identidad: tokens de seguridad con firma digital ¿Cómo pruebo quien soy? ¿Quién me puede avalar? ¿Cómo sabe usted que puede confiar en él? WS-Trust define un protocolo para emitir y obtener tokens de seguridad

90 Confianza (Trust) Diversos modelos para emitir tokens El cliente obtiene token de una fuente bien conocida El servicio obtiene un token para el cleinte Etc… Client Token Issuer Service ClientService Token Issuer 2 Token Issuer 1 Client Token Issuer Service

91 Conversación segura WS-SecureConversation detalla la forma de emitir un SecurityContextToken En WSE, este token de peso ligero reemplaza a los tokens que requieren proceso intensivo Cliente Emisor del Servicio y el Token Requerimiento de SCT SCT emitido al cliente Series de mensajes firmados con el SCT emitido

92 Creando conversaciones seguras Los servicios pueden emitir sus propios SCTs Ya no hay necesidad de desplegar emisor de SCT Hay que tocar un elemento de configuración

93 Drilldown: Policy Driven Architecture Más allá de WSDL ¿qué más se requiere para describir un (web) service? Requisitos de seguridad Seguridades de mensaje confiable Manejo de versiones de protocolo Etc… Estos y otros atributos de un servicio se pueden describir con WS- Policy Lenguaje basado en XML Complejo:,, etc… WSE proporciona un Framework de Policy con soporte del lado del que envía y del que recibe

94 Facilidades adicionales Varios ejemplos Security Settings Wizard Standalone Config Editor X509 Certificate Wizard para manejar los certificados propios Namespace Viejo: Microsoft.Web.Services Nuevo: Microsoft.Web.Service2

95 Recursos de SOA en Whidbey Whitehorse Engine de modelado y herramientas de framework SOA en Visual Studio 2005 Resuelve el problema de roundtrip engineering Incluye Distributed System Designers Application Connection Designer Class Designer Logical Datacenter Designer...

96 Desarrollo de SOA en Whitehorse Application Connection Designer Drag ExternalDatabase - Setear propiedades Exponer los datos via Web Service Interface (Web Service Endpoint) Drag ASP.NET web application para generar interface visual Listo...

97 Deployment de SOA Logical Datacenter Designer Definir IIS en Zone Desmilitarizada (DMZ) En la zona interior, un IIS llamado AppServer y una máquina que corre SQL Server Conectar mediante Connection Tool

98 Agregar Restricciones a diagrama lógico

99 Diseño con VS 2005 Class Designer Sincronización de diagrama y código Soporta diagramas similares a Class Diagram de UML, pero con acceso a métodos, propiedades, etc Agregar diagrama de clase Ver Class Details para ver y modificar interface de la clase También se pueden tratar clases de otros assemblies referenciados

100 Conclusiones SOA – El estilo de arquitectura más importante del momento, en desarrollo simultáneo en la academia y la industria Cambios en modelode diseño, de programación y de despliegue Propiedad del código, control de la facturación por su uso en ambientes de prueba y producción Cambios sustanciales en modelo de negocios Empresas ofrecen servicios a sus competidores ISV ofrecen servicios a otros ISVs

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112 Referencias

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114 Jason Bloomberg - The role of the service-oriented architect. The Rational Edge, Marc Brooks (MITRE) - Service Oriented Architecture and Grid Computing. Ian Foster, Carl Kesselman, Jeffrey Nick, Steven Tuecke. Physiology of the grid. Brian Randell, Rockford Lhotka - Bridge the gap between development and operation with Whitehorse. MSDN Magazine, Julio de 2004

115 Referencias Werner Vogels - Web services are not distributed objects Luis Felipe Cabrera, Christopher Kurt, Don Box. An introduction to the Web Service Architecture and its specifications. MSDN Library, Setiembre 2004 new!!

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119 Referencias Roy Thomas Fielding. Architectural styles and the design of network-based software architectures. Tesis doctoral, University of California, Irvine, Kevin Mitchell. A matter of style: Web Services architectural patterns. XML Conference & Exposition 2002, Baltimore, 8 al 13 de diciembre de Billy Reynoso - Documentos de arquitectura en

120 Architect Academy - Webcast #4 Diseñando la Arquitectura Problemas y perspectivas del diseño arquitectónico Las perspectivas de diseño de la industria y la academia La Arquitectura no es modelado en UML Los límites de UML (2) como lenguaje de modelado arquitectónico Vista rápida de los Lenguajes de Descripción de Arquitectura (ADL) ACME/Armani, Wright, CHAM, ADLs basados en C2 – xADL, Jacal Estado de arte del diseño arquitectónico: Sacando provecho de herramientas, patrones y prácticas Estudios de casos Visión del futuro – Integrando arquitectura, diseño y desarrollo en Visual Studio 2005 (Team System)

121 ¿Preguntas?


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