Реклама на портале

Что такое SOA (сервис-ориентированная архитектура)? Что такое SOA "в простом английском".

Аннотация

Продолжительность курса

· Лекции – 45 мин;

· Ответы на тесты - 15 мин.


Теоретический курс



Понятие SOA

Согласно IT Gartner SOA SOA SOA SOA приложение».

Анатомия SOA

Слайды №6, 7

Рассмотрим логическую структуру SOA приложения. Как правило, подобное приложение на логическом уровне можно разделить на две большие части:

1. Бизнес – домен

2. IT – домен

Бизнес – домен включает в себя построение композитного корпоративного приложения и формирование бизнес-процессов из доступного набора сервисов.

IT – домен отвечает за создание сервисов, подключения существующих не – SOA приложений и т.д.

Если разделить SOA на уровни, то мы увидим следующие семь уровней:

Уровень 1: Уровень унаследованных систем. Состоит из существующих заказных приложений, называемых также унаследованными системами, например, приложения системы управления взаимосвязями с клиентами (CRM) и планирования ресурсов предприятия (ERP) и т.д. Многоуровневая архитектура SOA может помочь улучшить уже существующие системы и способствовать их интеграции с использованием сервис - ориентированных методов.

Уровень 2: Уровень корпоративных компонентов. Корпоративные компоненты несут ответственность за обеспечение функциональности и поддержание качества обслуживания (QoS) сервисов. Для реализации компонентов, управления рабочей нагрузкой, отказоустойчивостью и балансирования нагрузки данный уровень обычно использует такие технологии, основанные на использовании контейнеров, как серверы приложений.

Уровень 3: Уровень сервисов. На этом уровне находятся сервисы, выявленные бизнесом. Данный уровень выводит подмножество интерфейсов корпоративных компонентов в форму описания сервисов. Таким образом, корпоративные компоненты обеспечивают реализацию сервиса в период работы, используя функциональность, предоставленную их интерфейсами. На данном уровне интерфейсы экспортируются как описания сервиса, в котором они доступны для использования. Сервисы могут существовать отдельно или как композитный (составной) сервис.

Уровень 4: Уровень объединения (хореографии) бизнес процессов. На этом уровне определяется способы объединения сервисов, определенных на Уровне 3. Сервисы связаны в поток путем группировки (хореографии) и, следовательно, они действуют совместно как отдельное приложение. Для проектирования потоков приложения могут использоваться визуальные инструменты компоновки.

Уровень 5: Уровень презентации. SOA отделяет пользовательский интерфейс от компонентов, но без пользовательского интерфейса, как правило, обойтись нельзя. Пользовательский интерфейс позволяет вывести сервисы на уровень интерфейса приложения или презентации.

Уровень 6: Интеграция (ESB). Этот уровень допускает интеграцию сервисов путем предоставления набора таких возможностей, как интеллектуальная маршрутизация, посредничество протоколов и других механизмов преобразований, обычно описанных как ESB (Enterprise Service Bus) – корпоративная сервисная шина.

Уровень 7: Качество обслуживания (QoS) . Этот уровень предоставляет возможности для мониторинга, управления и поддержки таких аспектов качества обслуживания, как обеспечение безопасности, производительности и доступности. Он является фоновым процессом, использующим механизмы запросов и ответов, и инструменты, контролирующие общее состояние приложений SOA. Сюда включены все важные стандартные реализации WS - Management и других значимых протоколов и стандартов, реализующих качество обслуживания для SOA.

Стандарты SOA

Слайды №8, 9

Прежде чем рассмотреть каждый из вышеперечисленных уровней более подробно, необходимо познакомиться с основными стандартами, используемыми при создании приложений в SOA.

Спецификации SOAP, WSDL и UDDI де-факто определяют стандартную инфраструктуру текущей технологии Web-сервисов. Две группы по стандартизации работают над официальными стандартами Web-сервисов – W3C и OASIS (Organization for the Advancement of Structured Information Standards).

W3C фокусируется на спецификациях инфраструктуры ядра технологии, а OASIS на высокоуровневой функциональности.

Simple Object Access Protocol (SOAP) – протокол обмена сообщениями, основанными на XML, определяет как Web - сервисы могут посылать сообщения друг другу. Это высокоуровневый протокол, который лишь определяет структуру сообщений и несколько правил по их обработке. SOAP не зависит от транспортного протокола, поэтому обмениваться SOAP - сообщениями можно через множество транспортных протоколов. В настоящее время чаще всего для передачи SOAP – сообщений в качестве транспортного протокола используется HTTP.

Web Services Definition Language (WSDL) – стандарт для описания Web - сервисов. Описание на WSDL содержит всю информацию необходимую для доступа и использования Web - сервиса, включая интерфейс Web сервиса. Описание на WSDL – это XML документ, содержащий набор определений, таких как типы данных, формат сообщений и т.д.

Таким образом, WSDL определяет стандартный описательный механизм для Web – сервисов, документ WSDL описывает, какую функциональность предлагает Web – сервис, как получить доступ и т.д. Документ WSDL может быть откомпилирован для создания proxy для клиентов, которые вызывают данный сервис (proxy позволяет клиенту «думать», что сервис расположен на той же машине, что и сам клиент).

Universal Description Discovery and Integration (UDDI) – «желтые страницы», в которых могут быть зарегистрированы Web - сервисы и их описания на WSDL. UDDI сам по себе Web - сервис и является реестром общего назначения, где могут быть зарегистрированы не только Web - сервисы.

UDDI определяет стандартный механизм обнаружения для Web – сервисов, пользователи могут запросить реестр UDDI, задавая, например, название компании, тип сервиса или другие критерии поиска. UDDI обеспечивает указание на WSDL документ, который описывает Web – сервис и точки входа к реализации сервиса.

Транспортные протоколы для Web-сервисов

В процессе разработки Web – сервиса, необходимо определить какие транспортные протоколы будет поддерживать Web-сервис для обмена сообщениями. В настоящее время, для транспортировки XML – сообщений чаще всего используется HTTP (основной протокол, используемый web-серверами и web – браузерами), а при реализации Web-сервисов на платформе Java может использоваться Java Messaging Service (JMS), который является частью спецификации J2EE. Web-сервис может поддерживать несколько транспортных протоколов, это обстоятельство находит свое отражение в WSDL файле сервиса.

Достоинства HTTP в том, что он используется повсеместно, гибкий и большинство сетевых экранов пропускают HTTP – сообщения. HTTP позволяет передавать не только WWW - документы, но и практически любые другие документы. HTTP также полезен для Web-сервисов, которые требуют синхронных двунаправленных соединений. Когда клиент вызывает метод Web-сервиса через HTTP, этот метод должен сразу же возвратить результат клиенту.

Однако у HTTP есть ряд недостатков, которые могут оказаться критичными для приложений уровня предприятия, требующих, например, асинхронного обмена сообщениями. Для того, чтобы две системы могли обмениваться сообщениями через HTTP, обе системы должны быть доступными. Если это не так, никто не гарантирует, что сообщения будут доставлены, HTTP не может обеспечить хранение не доставленных сообщений. Также HTTP не поддерживает поддержку транзакций, поэтому сложные операции не могут быть выполнены через HTTP.

Для приложений уровня предприятия, требующих асинхронных коммуникаций и поддержки транзакций, можно рассмотреть возможность использования JMS в качестве транспортного протокола Web -сервисов.

Когда происходит обмен сообщениями через JMS, система, посылающая сообщение может быть полностью независимой от принимающей сообщение системы. JMS работает между этими системами, причем гарантирует доставку сообщений, так как может обеспечить их долговременное хранение.

JMS также поддерживает транзакции, что позволяет выполнять сложные операции в распределенных системах, которые при этом будут оставаться в стабильном состоянии.

Когда Web-сервис использует JMS как транспортный протокол, он работает с сообщениями через очередь JMS.

Форматы сообщений

Когда мы выбрали транспортный протокол для Web-сервиса, необходимо определиться с форматом собственно сообщений, которыми мы будем обмениваться. Формат сообщений описывает, как сообщение должно быть подготовлено к отправке по транспортному протоколу. Например, мы можем оформлять наши сообщения в SOAP – формате или в виде обычного XML. Независимо оттого, что мы выбрали – SOAP или XML, мы можем пересылать их через HTTP или JMS.

Web-сервис может поддерживать несколько транспортных протоколов и форматов сообщений.

Преимущества SOA

Слайд №10

Слабая связанность сервисов существенно повышает их мобильность и возможность многосторонней интеграции. Благодаря этому сервисы можно перемещать с одного сервера на другой, менять параметры связи и объединять сервисы в единое приложение не на этапе разработки, а на этапе исполнения. Это придает системе, построенной на базе SOA, особую гибкость и позволяет предприятиям осуществить давнюю мечту о многократном использовании одного и того же кода. Основная цель SOA - добиться более высокого уровня повторного использования разработок и более дешевой интеграции. Если система строится на базе Web-сервисов, то все последующие проекты смогут еще не раз воспользоваться функциями, разработанными на первом этапе. Поэтому в перспективе стоимость проектов будет снижаться. SOA позволяет также повысить эффективность процесса разработки приложений за счет применения имеющихся в продаже готовых программных компонентов.

У SOA есть и другие достоинства.

Во-первых, ее внедрение не требует полной перестройки корпоративной инфраструктуры. Предприятиям не нужно отказываться от привычных, хорошо себя зарекомендовавших приложений. Достаточно снабдить их соответствующими интерфейсами - и Web-сервисы готовы. Практическая ценность SOA для бизнеса заключается в возможности постепенного эволюционного развития корпоративной информационной инфраструктуры. Это позволяет внедрять SOA постепенно, начиная с небольших пилотных проектов.

Во-вторых, благодаря Web-сервисам бизнес - менеджеры могут гораздо активнее участвовать в создании корпоративных приложений.

В-третьих, новая архитектура дает предприятию возможность быстрее адаптироваться к изменяющимся условиям: можно быстро заменить одну реализацию сервиса на другую, не меняя его интерфейс.

И, в-четвертых, использование открытых стандартов вместо закрытых протоколов делает архитектуру SOA независимой от платформ. SOA поднимет на новый уровень интеграцию, обеспечивая взаимодействие гетерогенных систем.

Проблемы использования SOA

Слайд №11

В целом идеи SOA понятны и производителям ПО и клиентам, однако нельзя сказать, что данная технология находится в зрелом состоянии. Недостаточно проработаны стандарты, не хватает инструментов управления. Как и часто бывает в таких случаях, сложилось группировки производителей программного обеспечения, разрабатывающих свои спецификации. В результате на роль «заполнителей дыр» в SOA сейчас претендует множество различных методов, но явного лидера нет. Сближение подходов намечается в рамках организация Web Services Interoperability (www.ws-i.org), которая пытается выработать некий общий знаменатель для технологии Web-сервисов. Она выпустила документ WS-I Basic Profile, определяющий требования к различным компонентам SOA, которые могут гарантировать их совместимость и прояснить тонкости использования Web-сервисов.

Перспективы и прогнозы

Аналитики с большим оптимизмом смотрят на будущее SOA и Web-сервисов. Так, по прогнозу компании Gartner, к 2008 г. более 60% предприятий будут использовать эту архитектуру в качестве основного принципа при создании ответственных бизнес-приложений.
В IDC подсчитали, что в прошлом году предприятия потратили на поддержку Web-сервисов 1,1 млрд. долл., а в 2008 г. израсходуют 11 млрд. долларов. Компания ZapThink, занятая исследованиями в области SOA, прогнозирует, что рынок инструментов для реализации Web-сервисов вырастет со 120 млн. долл. в 2003 г. до 8,3 млрд. долл. в 2008 г. Аналитики объясняют такой подъем тем, что SOA, позволяющая снизить расходы на IT , становится главной стратегией при решении проблем интеграции разнородных систем. Отношение предприятий к SOA становится более серьезным, и они переходят от экспериментов к реальным внедрениям.

Понятие Web – сервиса

Слайд №13

Web - сервисы можно рассматривать как «plug and play» приложения. Web -сервис представляет собой часть информационной системы или бизнес-процесса, к которой можно обратиться в том числе и через Интернет с целью сборки требуемой информационной системы.

Отличие Web - сервисов от приложений других типов в том, что Web – сервисы разрабатываются для поддержки связи и взаимодействия приложений с приложениями. Другие Web приложения поддерживают коммуникации человек – человек (например, e-mail) или человек – приложение (браузеры). Технология Web – сервисов позволяет приложениям общаться с другими приложениями без участия человека.

Итак, Web – сервисы - это слабосвязанные, инкапсулированные компоненты которые выполняют определенную задачу, доступ к ним осуществляется через их интерфейсы по стандартным протоколам.

Основными возможностями, предоставляемыми Web-сервисами, являются:

· Возможность повторного использования, разработчики могут использовать Web-сервисы сторонних производителей для быстрого создания интеграционных решений

· Web-сервисы могут быть реализованы практически на любой платформе, на большинстве стандартных языков программирования, причем для использования Web-сервиса не требуется совместимость платформ с клиентом

· Доступ к Web –сервису можно осуществлять как через интранет, так и через Интернет.

На концептуальном архитектурном уровне Web-сервисы – это основанные на стандартах «обертки» для сервисов и ресурсов, которые провайдер делает доступными для потребителей.

Виды Web – сервисов

По формату сообщений, Web – сервисы разделяются на:

1. Web – сервисы, основанные на сообщениях SOAP.

2. Web – сервисы, основанные на технологии Representational State Transfer (REST).

3. Web – сервисы, основанные на XML-RPC.

Так как для приложений уровня предприятия требуется такие возможности как обеспечение безопасности и т.д., то, как правило, для таких целей выбирают Web-сервисы, обменивающиеся SOAP-сообщениями.

По способу обработки входящих сообщений Web - сервисы могут быть:

1. Синхронные

2. Асинхронные

Список источников

1. Об использовании BPMS - http://www.bpms.ru

2. Демонстрация BPMS - http://www.unify.ru/demo/bpm/index.html

3. Материалы исследований компании ZapThink - http://www.zapthink.com

4. Материалы о механизмах интеграции компании Intersoft Lab -

http://www.iso.ru/journal/articles/themes/17

5. Техническая библиотека компании BEA - http://dev2dev.bea.com/soa/

6. Техническая библиотека компании Sun - http://java.sun.com/webservices/index.jsp

7. Техническая библиотека компании IBM –

http://www-128.ibm.com/developerworks/ru/views/webservices/libraryview.jsp

8. mig_ssdoc\\$/ПРОИЗВОДСТВО SOA/Архитектура/Презентация платформы v2.ppt

9. mig_ssdoc\\$/ПРОИЗВОДСТВО SOA/Архитектура/Архитектура системы v2.doc

Приложение 1

Рисунок для иллюстрации архитектуры фронт – офисного решения Diasoft.

Аннотация

Данный документ предназначен для проведения лекционных занятий по теоретическому курсу "Основы сервисно – ориентированной архитектуры".

Требования к знаниям слушателей:

· Знание основ архитектуры построения распределенных многозвенных приложений;

По итогам обучения, слушатели должны:

· Получить представление о принципах построения приложений в SOA;

· Узнать о ключевых технологиях, применяемых в SOA;

· Иметь представление о сервисах, как основных строительных элементах SOA приложений;

· Узнать об использовании корпоративной сервисной шины ESB для интеграции Web - сервисов;

· Получить информацию о системах управления бизнес – процессами (BPMS).

· Получить основные сведения об архитектуре фронт – офисного решения Diasoft.SOA

Теоретический курс рассчитан на стажеров и сотрудников компании, для которых планируется работа с программными продуктами компании выполненными в SOA.

Программой курса предусматривается обязательное итоговое тестирование.

Продолжительность курса

· Лекции – 45 мин;

· Ответы на тесты - 15 мин.


«Основы сервисно – ориентированной архитектуры»

Теоретический курс

1. Краткий обзор сервисно – ориентированной архитектуры (SOA)..... 4

1.1. Понятие SOA................................................................................................................... 4

1.2. Предпосылки возникновения SOA........................................................................... 4

1.3. Эволюция архитектуры корпоративных IT систем............................................... 4

1.4. Анатомия SOA................................................................................................................ 5

1.5. Стандарты SOA.............................................................................................................. 6

1.6. Преимущества SOA........................................................................................................ 8

1.7. Проблемы использования SOA................................................................................. 8

1.8. Перспективы и прогнозы............................................................................................. 9

2. Инфраструктура для приложений в SOA.............................................. 9

2.1. Элементы инфраструктуры для реализации приложений в SOA.................... 9

2.2. Понятие Web – сервиса................................................................................................ 9

2.3. Схема регистрации и поиска Web – сервисов....................................................... 10

2.4. Механизм вызова Web – сервисов и конвертация данных \ протоколов с использованием ESB................................................................................................................................... 11

2.5. Использование ESB для интеграции приложений.............................................. 11

2.6. BPEL - язык описания бизнес - процессов............................................................. 12

2.7. BPMS – система управления бизнес - процессами.............................................. 14

3. Архитектура фронт - офисного решения Diasoft................................. 17

3.1. Особенности фронт – офисного решения Diasoft............................................... 17

3.2. Архитектурные слои фронт – офисного решения Diasoft................................. 18

Список источников..................................................................................... 19

Приложение 1............................................................................................... 20


Краткий обзор сервисно – ориентированной архитектуры (SOA)

Понятие SOA

Согласно IT словарю известной консалтинговой компании Gartner - признанного авторитета в данной области, SOA – это «топология приложений, в которой бизнес – логика приложения сосредоточена в модулях (сервисах), имеющих прозрачные интерфейсы идентификации, назначения и программного доступа. Сервисы – это «черные ящики»: их внутренний дизайн не зависит от природы и назначения программы выполняющей запросы к сервисам. Поскольку в SOA данные и бизнес – логика заключены в модульных бизнес – компонентах с хорошо документированными интерфейсами, то это упрощает дизайн и обеспечивает возможность инкрементальной разработки и последующего расширения функциональности. В SOA приложение может быть интегрировано с гетерогенными, внешними унаследованными и приобретенными приложениями более просто, чем монолитное, не – SOA приложение».

Таким образом, SOA - это не продукт и даже не технология, а концепция создания и интеграции отдельных корпоративных приложений. Данная концепция ориентируется на сервисы, характеризуется распределенной архитектурой и слабо связанными интерфейсами.

Итак, для чего придумали SOA? Количество и сложность используемых в компаниях информационных систем растет, требования бизнеса к ним возрастают тоже, и модернизировать КИС становится все труднее и дороже. Возникает противоречие: частые изменения в бизнес-процессах требуют от ИТ-специалистов максимальной скорости их внесения, однако с точки зрения экономической эффективности стоимость владения КИС необходимо минимизировать. Головной боли добавляют задачи по интеграции процессов между несколькими компаниями.

Таким образом, для процессно-ориентированного управления требуется инструмент, с помощью которого можно было бы не только эффективно управлять процессами, но и с минимальными затратами и в кратчайшие сроки обеспечивать адаптивность КИС к изменениям в процессах. Ведь разовые решения и «заплаты» приводят к «затвердеванию» ИТ-решения - а следовательно, и бизнес-процессов компании, что отрицательно сказывается на общей эффективности бизнеса. И при серьезных изменениях процессов приходится разрушать созданный «ИТ-монолит» и либо переселяться в «типовую квартиру» ERP-решения, либо своими силами строить новое жилище из нескольких приложений.

В большинстве случаев эти проблемы возникают из-за отсутствия архитектурных стандартов в области ИТ. Более того, для их преодоления необходимы не только стандарты, но и набор компонентов («кирпичиков»), соответствующих стандартам. Столь же необходима и среда выполнения бизнес-процессов («раствор»), с помощью которой кирпичики скрепляются. Задачи повышения гибкости КИС, снижения затрат на разработку приложений, увеличения скорости реагирования на меняющиеся требования бизнеса, а также обеспечения необходимого уровня интеграции между информационными системами и призвана решать SOA - сервисно-ориентированная архитектура .

Архитектура предприятия

Зачастую сформированные требования к КИС изменяются еще до того, как она будет развернута. Как обеспечить требуемую гибкость? Один из возможных подходов (ключевой для SOA ) состоит в использовании типовых ИТ-сервисов.

При таком подходе на основании моделей процессов верхнего уровня создается общее представление об ИТ-архитектуре предприятия, что в первую очередь подразумевает определение основных типов ИС, которые будут использованы. Дальнейшее описание процессов , на более низких уровнях детализации, позволит определить основные модели или группы сервисов, которые потребуются для поддержки бизнес-процессов . Описание процессов на уровне рабочих мест даст определение требуемой функциональности для сервисов (так называемого «маппинга») между функциями бизнес-процессов и сервисами ИТ-системы, причем в отсутствие необходимого сервиса нужно сформировать требования к его разработке и создать его.

Такой подход используется во многих процессно-ориентированных проектах по автоматизации, где к функции бизнес-процесса уровня рабочего места привязывается определенная транзакция ERP-системы, однако в дальнейшем предусматривается ручная настройка этой транзакции под задачи конкретного пользователя. SOA способна облегчить автоматизацию за счет использования библиотеки типовых сервисов, связанной с описанием процессов через единый стандарт. В идеале это сведет к минимуму необходимость ручных настроек. Однако использование SOA требует, чтобы в корпоративных ИТ-службах были специалисты, хорошо разбирающиеся не только в информационных технологиях, но и в бизнес-процессах .

Один из основных принципов совершенствования деятельности - повторное использование полученных ранее результатов, в том числе программного кода. В свое время широко применялось многократное использование однажды разработанных функций и процедур (структурное программирование). В дальнейшем появилась концепция объектно-ориентированного программирования, которая решала задачу как упрощения программного кода, так и его повторного использования. Сейчас настало время перехода на новую парадигму программирования, связанную не с объектами, а с бизнес-процессами и их составной частью - бизнес-функциями.
Теперь под флагом SOA фактически продвигаются принципы процессно-ориентированного подхода к построению ИТ-решений. Разработчик ИТ-решения формализует бизнес-процесс и подключает к нему типовые сервисы из библиотеки, после чего полученное решение передается на исполнение. Такой подход позволяет свести к минимуму разработку кода. При необходимости внесения изменений по процессу достаточно изменить его логику, не затрагивая функциональность сервисов, что значительно ускоряет внедрение изменений. Намного проще изменить один сервис, проверяя влияние этого изменения на функции других процессов , чем вносить различные изменения в каждое приложение со схожей функциональностью.
Кроме того, использование системного подхода, которого требует SOA, заставляет остановиться и подумать, как сейчас сделать так, чтобы потом полученное решение можно было использовать в других бизнес-процессах .

Основные принципы SOA

Многие отождествляют SOA c Web-сервисами или workflow-системами, но это не так. SOA - не набор технологий, а прежде всего процессно-ориентированная архитектура ИС. Можно определить SOA следующим образом: это архитектура приложений, построенная на основе формализованных бизнес-процессов , функции которых представлены в виде многократно используемых сервисов с прозрачными описанными интерфейсами.

В концепции SOA выделяются две стороны: бизнес-процессы и технические возможности - ИТ-сервисы. Понятие «сервис» трактуют по-разному - как некую функцию, программный компонент или типизированный процесс. Для каждой организации может быть свой уровень сервисов. Кроме того, интересы бизнеса отнюдь не идентичны интересам ИТ-служб: как правило, бизнес хочет, чтобы учитывались пожелания каждого ключевого пользователя, то есть множества разнообразных сервисов.

Но ИТ-подразделению для минимизации затрат на управление сервисами необходима типизация процессов и выполняемых с помощью ИТ функций, то есть в его интересах - иметь минимальное число агрегированных сервисов. В результате между разнообразными требованиями ключевых пользователей от бизнеса и типовыми решениями в области процессов и ИТ-сервисов следует найти «золотую середину». Методология SOA как раз и предоставляет возможность стандартизации в той сфере, где ее катастрофически не хватает.

Одно из основных требований, возникающих при использовании SOA , - необходимость создания библиотеки типовых сервисов. Фактически при построении информационной системы на принципах SOA помимо описанного процесса нужно иметь перечень сервисов с подробным описанием входов и выходов. Тогда на этапе разработки к определенной функции будет подключаться определенный сервис из библиотеки, а в случае его отсутствия - определяться требования на его разработку. Здесь можно провести аналогию с библиотеками объектов, используемыми в программировании, только уровень абстракции в случае SOA выше.

Фактически сервис представляет собой результат выполнения части процесса (из области ИТ или бизнеса), поэтому в рамках проектирования архитектуры приложения на основе SOA необходимо определиться с уровнем типизируемого сервиса. Под сервисом верхнего уровня понимается ИТ-услуга, поставляемая бизнесу (например, корпоративная информационная система, автоматизирующая процесс сбыта), под сервисом нижнего уровня - автоматизированная операция, в рамках которой возникает определенный результат (скажем, получение данных о клиенте из CRM-системы).

Наиболее эффективно типизацию осуществлять на более высоких уровнях сервиса, однако чем выше уровень типизации, тем больше изменений придётся вносить в сервис и тем сложнее будет удержать его в «элементарном» виде. С одной стороны, размер сервиса не должен сдерживать изменение процесса, с другой - он должен быть таким, чтобы им можно было свободно оперировать на уровне изменяемых бизнес-процессов .

Поэтому начинать желательно с самого элементарного уровня - выделять сервисы, сформированные на уровне функций бизнес-процессов , причем принципом их выделения будет выполнение одним исполнителем. В дальнейшем можно пытаться переходить на более высокий уровень типизации и вместе с сервисами типизировать части бизнес-процессов .

Преимущества и сложности подхода SOA

Пройдет не менее трех лет, пока появятся полноценные SOA-совместимые ИТ-системы. Но начинать использовать основные принципы SOA можно уже сейчас - определиться с бизнес-процессами и создать множество сервисов. Главный выигрыш от SOA достигается за счет многократного использования сервисов. Даже если на автоматизацию одного процесса придется затратить больше времени и средств, минимизации расходов можно добиться за более длительный период, когда при автоматизации следующих процессов будут повторно использоваться уже разработанные сервисы.

Кроме того, SOA упрощает интеграцию новых приложений в КИС. Ведь появление слова «интеграция» в техническом задании на внедрение КИС увеличивает бюджет проекта как минимум вдвое. В рамках же SOA новые программные продукты должны легко интегрироваться в существующую КИС через механизм сервисов. Поэтому за счет решения задач интеграции через стандартизацию и автоматизацию бизнес-процессов SOA позволит уменьшить затраты на интеграцию.

Однако при всех преимуществах SOA остается один сложный вопрос - передача данных между сервисами и отделение функциональности сервисов от используемых данных. Множество сервисов не будет иметь общих классификаторов, что усложнит обмен данными между ними. Что делать с этой проблемой, пока неясно. Впрочем, если в компании царит организационный хаос, то SOA тут не поможет. До приведения интерфейсов бизнес-процессов и используемых для их поддержки информационных систем к неким общим координатам технологическая интеграция вообще невозможна вне зависимости от способа организации ИТ. А вот если процессы и соотношение с ними уже используемых информационных систем будут описаны, значит, порядок будет наведен, что само по себе полезно для повышения эффективности ИТ и подготовки к развертыванию SOA.

Для унификации описания процессов все чаще используется Business Process Executive Languages (BPEL) - язык исполнения бизнес-процессов, и его место в SOA очень важно, поскольку такое описание является необходимым условием для внедрения SOA. При этом оно должно быть понятным как владельцам бизнес-процессов, так и информационным системам. В данном случае использование нотации eEPC (событийной цепочки управления бизнес-процессом) для уровня бизнеса с последующей трансформацией полученных моделей в BPEL позволяет минимизировать затраты на формализацию процессов и их автоматизацию. На основании языка BPEL система автоматизации будет вызывать требуемые описанные сервисы, чтобы передать им необходимую для выполнения информацию.

Бизнес-аналитики, формализующие процессы, должны иметь возможность передавать их описание в информационные системы для дальнейшего выполнения. Причем качество этого интерфейса должно исключать необходимость ручных доработок. Помимо этого производители информационных систем должны изменить их архитектуру и сформировать библиотеки сервисов с детальным описанием входов-выходов и интерфейса вызова. И если первая задача решается путем передачи описания процесса в формате BPEL, то задача «нарезки» крупных информационных систем ERP-класса в виде сервисов пока еще требует своего решения.

При построении ИТ-архитектуры на основе SOA сложность заключается не только в типизации сервисов, но и в изменении подходов к управлению организацией с функционально-ориентированных на процессно-ориентированные. А это уже вопрос не технологий, а уровня менеджмента в компании. В России он не всегда высок. Типизация бизнес-процессов совсем не обязательно будет поддержана самим бизнесом, поэтому изменение корпоративной культуры и взаимопонимание бизнеса и ИТ являются непременным требованием для эффективной реализации SOA. Прежде чем переходить к SOA, необходимо поднять зрелость процессов как минимум до третьего-четвертого уровня, что для многих российских компаний представляет заоблачную высоту.

На пути к SOA кроется еще одна проблема, связанная с количеством типизированных сервисов. Если учесть особенности бизнес-процессов крупных компаний, то число сервисов может превышать тысячу, что требует подходов и инструментов к управлению ими и заставляет предъявлять жесткие требования к их разработке и документированию. Причем основное требование при проектировании - чем меньше, тем лучше. Но в то же время нужно понимать, что основная задача SOA - типизировать сервисы с учетом сохранения специфики бизнеса.

Другой еще не решенный вопрос - целостность информации, используемой различными сервисами. Если реализация процесса в системе будет прервана, то придется проводить анализ не одного журнала, внося изменения вручную, а целой совокупности log-файлов отдельных сервисов (создание которых еще нужно предусмотреть). То есть в системе автоматизации потребуется функциональность по восстановлению сбойных экземпляров процессов, причем без остановки её продуктивной эксплуатации.

Пока еще не создано полноценных ИТ-инструментов, которые могут стать основой для реализации SOA. Это остается одним из основных препятствий к ее распространению. Существующие приложения не в состоянии поддержать SOA в полном объеме. Проблемы с надежностью и информационной безопасностью полученного «композитного» приложения тоже могут поставить крест на SOA. Ведь сейчас нужно контролировать деятельность нескольких информационных систем, а в случае внедрения SOA следить придется за множеством различных сервисов, взаимодействующих между собой, причём как через уровень автоматизации бизнес-процессов, так и напрямую. Итак, для перехода от стандартной ERP-системы к сервисно-ориентированному подходу нужно будет переработать большинство имеющихся на рынке программных продуктов и разработать огромное количество решений, что маловероятно в ближайшие год-два.

Заключение

Появление SOA снова подняло вопрос об эффективности использования ИТ и наведении порядка в ИТ-системах. В ближайшее время SOA будет играть роль катализатора для работ по инвентаризации корпоративной ИТ-архитектуры и описанию бизнес-процессов. Но как только ИТ-рынок сможет предоставить набор полнофункциональных инструментов, которые позволят применить принципы SOA на практике, работы по построению ИТ-решений на базе этой концепции будут инициированы многими компаниями. В первых рядах окажутся те, кто изначально имеет процессно-ориентированную организацию бизнеса, - например, компании телекоммуникационного и финансового секторов. По прогнозу Gartner, к 2008 году более 60% предприятий будут использовать SOA в качестве основного принципа построения корпоративной ИТ-архитектуры.

Первые шаги к SOA

Начните с малого - определите одну из небольших унаследованных систем и постарайтесь «развалить» ее на сервисный набор, отработав при этом стандарты описания сервисов и методы управления библиотекой. После чего переработайте несколько процессов с использованием данной системы.

  • Проведите инвентаризацию ИТ-архитектуры путем описания процессов и архитектурных элементов.
  • Сделайте процессы первичными: создайте внутри ИТ-подразделения компетенцию по бизнес-процессам для возможности проектирования систем на базе SOA.
  • Не используйте методологии и стандарты без учета собственной специфики: большинство методик требуют учета конкретной ситуации, поэтому их придется дорабатывать под особенности вашей организации.
  • Старайтесь поставить и поддерживать процесс документирования всех разработок.
  • Определите основные стандарты в области проектирования КИС и закрепите их.

С помощью SOA реализуются три аспекта ИТ-сервисов, каждый из которых способствует получению максимальной отдачи от ИТ в бизнесе:

  • Сервисы бизнес-функций. Суть этих сервисов заключается в автоматизации компонентов конкретных бизнес-функций, необходимых потребителю.
  • Сервисы инфраструктуры. Данные сервисы выполняют проводящую функцию, посредством платформы, через которую поставляются сервисы бизнес-функций.
  • Сервисы жизненного цикла. Эти сервисы являются своего рода «обёрткой», которая в большинстве случаев поставляет ИТ-пользователям «настояшие сервисы». Сервисы жизненного цикла отвечают за дизайн, внедрение, управление, изменение сервисов инфраструктуры и бизнес-функций.

Мировой рынок SOA

Российский рынок SOA

Развитие SOA

Появившаяся несколько лет назад концепция SOA поначалу воспринималась как некоторый новый подход к интеграции приложений на основе унифицированных отраслевых стандартов. Революционно новое решение SOA - это новый взгляд на модификацию и развитие функциональности прикладных корпоративных систем.

Своего рода предшественницей SOA стала технология Enterprise Service Bus , предоставлявшая унифицированный механизм взаимодействия приложений. Дополненная рядом других технологий, ESB позволила сформировать единую интеграционную платформу. По-видимому, качественный переход к SOA начался в тот момент, когда появилась возможность создавать поверх этого интеграционного слоя новые прикладные решения с использованием уже существующего функционала.

Еще недавно мы пользовались традиционными веб-ресурсами, не предполагая, что в этом плане можно что-либо кардинально поменять. Оказалось – можно, и появился веб-два-ноль. Тренд оказался настолько удачным и привлекательным, что моментально был взят на вооружение маркетологами. Ярлык 2.0 появился на многих программных решениях и в большинстве случаев его использование весьма спорно. Такой всеобщей тенденции не удалось избежать и сервисно-ориентированной архитектуре. Читать статью "SOA 2.0 "

Сервисно-ориентированное и объектно-ориентированное программирование

Появление сервисно-ориентированного подхода произвело очередную реформу в теории разработки программного обеспечения, оставив в прошлом концепцию объектно-ориентированного программирования .

Как известно, повторное использование программного кода упрощает разработку больших информационных систем. До недавнего времени с этой целью традиционно применялся объектно-ориентированный подход, подразумевающий жёсткое объединение компонентов и объектов приложения в одно целое. В парадигме ООП от разработчика требуется знание прикладного программного интерфейса, в котором объединены атрибуты и методы, сообща реализующие необходимый функционал. Но поскольку объектные системы обычно создаются на основе какого-то одного языка программирования (Delphi , C Яык программирования++ , C Яык программирования# , Java и др.) и фиксированных механизмов обмена информацией между объектами и модулями информационной системы, то и в ООП сохраняются все зависимости и ограничения. Такой подход удобен не всегда - в частности, он не позволяет оперативно реагировать на изменение ситуации и, к примеру, проектировать новомодные системы, опирающиеся на концепцию «ресурсы по требованию». Кроме того, для модификации объектных систем нередко приходится переписывать коды связанных объектов и методов.

Cвести эти ограничения к минимуму позволяет технология SOA, которая многими уже признана как революция в технологии программирования.

Аналитики о сервисно-ориентированной архитектуре

Аналитики уверены, что по мере развития стандартов SOA компании освоят эту область, а вендоры модернизируют свои продукты в соответствии с ее требованиями. По их мнению, серьёзное осмысление SOA и ее продвижение в практику ИТ ещё впереди, хотя, возможно, в России - в отличие от мировой ситуации - самый глубокий спад интереса к теме будет зафиксирован немного позднее. Так или иначе сегодня вполне определенно можно сказать, что «гребень волны» в публичном обсуждении темы SOA пройден. В настоящее время происходит активное практическое применение концепции SOA и осмысление опыта реализованных проектов.

Архитектурные особенности SOA

Ряд архитектурных особенностей SOA позволяет уменьшить степень связанности различных элементов системы. Для взаимодействия компонентов используется сравнительно небольшой набор простых интерфейсов, которые обладают только самой общей семантикой и доступны всем провайдерам и потребителям. Через эти интерфейсы передаются сообщения, ограниченные некоторым словарем. А поскольку даны только общая структура корпоративной системы и словарь, то вся семантика и бизнес-логика, специфичная для приложений, описывается непосредственно в этих сообщениях.

Корпоративная информационная система, построенная на основе SOA, состоит из набора сущностей, доступных через прикладные программные интерфейсы. Встроенный механизм поиска и обнаружения сервисов в общем реестре позволяет потребителю выйти на оператора, предлагающего искомую функцию.

Архитектура веб-сервисов также является сервисно-ориентированной. Более того, веб-сервисы - это суть SOA c двумя дополнительными ограничениями: интерфейсы базируются на интернет-протоколах (HTTP , FTP , SMTP Simple Mail Transfer Protocol - Простой протокол передачи почты , TCP), а все сообщения описываются в формате XML . Детальные описания стандарта веб-сервисов и спецификаций SOA приводятся на сайтах консорциума W3C и организации OASIS .

Практические аспекты применения SOA

Практические аспекты сервисно-ориентированной технологии позволяют решить проблемы масштабируемости, интегрировать сети передачи данных и голоса, упростить процедуры проектирования и управления сетями, а также создать другие распределенные приложения, прозрачно взаимодействующие с ресурсами систем при помощи прикладных программных интерфейсов и открытых стандартов.

Грамотное и полноценное управление невозможно без целостного понимания тех компонентов, или столпов, которые поддерживают зрелый SOA-проект. Конечно, SOA-проект можно строить только на основных механизмах (механизме) поддержки, однако зрелый проект подразумевает больший уровень поддержки с ростом уровня ответственности, которая ложится на SOA-проект. Каждая предметная область требует разного подхода к управлению SOA, что, соответственно, разным образом отражается на «политике».

Следует также отметить, что политика имеет решающее значение для управления SOA, поскольку оно будет определять SOA-политику предприятия, а также то, кто создает политики SOA, где эти политики хранятся, как SOA-политика будет обновляться или изменяться, где ее можно проследить, какие системы/инструменты используются для осуществления SOA-политики, и какие отделы осуществляют ее вручную.

Вот шесть механизмов, с помощью которых поддерживается SOA-политика:

  • Операционная модель жизненного цикла SOA
  • Организация SOA
  • SOA-процесс
  • Портфель активов для сервисной интеграции в SOA
  • Инструментарий SOA
  • SOA-технологии

Эти механизмы используются обоими подходами к разработке и управлению SOA. Первый подход – это управление SOA по типу «сверху вниз». Он подразумевает, что управление по своей сути является стратегическим и начинается с модели и определённых проектов. Продвигаясь вниз, «стратегическое управление» определяет людей, процессы, сервисы, инструменты и технологии, которые будут привлекаться для поддержки корпоративного SOA-проекта. Второй подход – «снизу вверх» - соответственно подразумевает «тактическое управление», которое, наоборот, строит SOA-проект на основе создаваемых технологий, инструментов и сервисов. Большинство предприятий идет по пути «снизу вверх», начиная с конкретных сервис-ориентированных шагов, направленных на определённые предметные области. Очень редко встречаются организации, в которых создание стратегии первично по отношению к созданию необходимых отделов и бизнес-подразделений, первоначальных SOA-технологий и инструментария. Такой подход в целом только усложняет процесс налаживания управления SOA.

Очень часто становление того или иного подхода сопровождается появлением неверных или ошибочных трактовок. SOA не является чем-то новым: IT-отделы компаний успешно создавали и развертывали приложения, поддерживающие сервис-ориентированную архитектуру, уже много лет - задолго до появления XML и Web-сервисов.

SOA - это всего лишь иной стиль построения современных корпоративных систем. Он ориентируется на сервисы, характеризуется распределенной архитектурой и слабосвязанными интерфейсами. Сервис в данном случае - это не что иное, как единица работ, выполняемая сервис-провайдером для обеспечения желаемого результата потребителю сервиса. Именно сервис, а не объект, как в ООП, является повторно используемым, и при этом он не зависит от технологий, языковых сред и других ресурсов. Интегрирующую роль между сервис-провайдером и потребителем берут на себя программные агенты. Ряд архитектурных особенностей SOA позволяет уменьшить степень связанности различных элементов системы. Для взаимодействия компонентов используется сравнительно небольшой набор простых интерфейсов, которые обладают только самой общей семантикой и доступны всем провайдерам и потребителям. Через эти интерфейсы передаются сообщения, ограниченные некоторым словарем. А поскольку даны только общая структура корпоративной системы и словарь, то вся семантика и бизнес-логика, специфичная для приложений, описывается непосредственно в этих сообщениях.

Сами Web-сервисы не предполагают какого-либо архитектурного решения, в то время как именно архитектурой определяется стиль процессов взаимодействия. SOA не предписывает жесткой вертикальной методологии проектирования, внедрения или управления ИТ-инфраструктурой. Вместо этого, SOA ограничивается лишь рядом принципов, характеризующих каждый из этих процессов; поэтому ее иногда называют не архитектурой, а архитектурным стилем.

Отметим некоторые из этих принципов.

Распределенное проектирование. Решения относительно внутренних особенностей информационных систем принимаются различными группами людей, имеющими собственные организационные, политические и экономические мотивы.

Постоянство изменений. Отдельные участки архитектуры могут претерпевать изменения в любой момент времени.

Последовательное совершенствование. Локальное улучшение компонентов архитектуры должно приводить к совершенствованию всей архитектуры в целом - к росту суммарной полезности компонентов того же уровня, что и изменяемый, равно как и компонентов более низкого и более высокого уровня.

Рекурсивность. Однотипные решения имеют место на различных уровнях архитектуры.

Как бы неожиданно это ни показалось, перечисленные принципы были сформулированы американским архитектором Кристофером Александером в отношении архитектуры современного мегаполиса. В 1987 году он и его коллеги опубликовали работу под названием «Новая теория городского проектирования» (A New Theory of Urban Design), где излагались взгляды на возможность децентрализованного развития городов. В своей работе Александр показал, как можно осуществлять развитие городов с учетом существенной демографической разнородности жителей. Аналогичным образом SOA, основанная на адаптации этих принципов, позволяет объединить в общий взаимодействующий организм информационные системы, принадлежащие различным автономным организациям и их относительно автономным структурным подразделениям.

Общая схема.

В самом общем виде SOA предполагает наличие трех основных участников: поставщика сервиса, потребителя сервиса и реестра сервисов (см. рис. 2). Взаимодействие участников выглядит достаточно просто: поставщик сервиса регистрирует свои сервисы в реестре, а потребитель обращается к реестру с запросом). Отсутствие любого из этих элементов недопустимо, а добавление других составляющих на практике не только возможно, но и неизбежно. Среди таких элементов могут быть всевозможные программные средства промежуточного слоя, контролирующие порядок и контекст взаимодействия, осуществляющие мониторинг и управление сервисами, а также управление метаданными и другие вспомогательные процессы.

Рис. 2.

Для использования сервиса необходимо следовать соглашению об интерфейсе для обращения к сервису - интерфейс должен не зависеть от платформы. SOA реализует масштабируемость сервисов - возможность добавления сервисов, а также их модернизацию. Поставщик сервиса и его потребитель оказываются несвязанными - они общаются с помощью сообщений. Поскольку интерфейс должен не зависеть от платформы, то и технология, используемая для определения сообщений, также должна не зависеть от платформы. Поэтому, как правило, сообщения являются XML-документами, которые соответствуют XML-схеме.

Модель SOA не зависит от технологий, использующихся для реализации SOA, а основным методологически значимым ее компонентом является реестр сервисов. В обозначенном на схеме асинхронном протоколе общения провайдера и потребителя сервисов он выполняет функции посредника. Провайдер размещает информацию о своих сервисах в реестре, что дает возможность потребителю в любой момент найти необходимый ему сервис. На первый взгляд, кажется, что в этом нет ничего особенного, однако за этим процессом общения скрывается основное качество SOA -- слабая связанность. Благодаря этому свойству, сервисы обретают мобильность, способность перемещаться с одного сервера на другой, не требуя согласования и координации со всеми потребителями. Естественно, что потребители сервисов в ряде случаев не способны и не должны принимать во внимание регулярное перераспределение ресурсов, обеспечивающих функционирование сервисов.

Позднее связывание также позволяет отложить момент конечной сборки связей до времени исполнения, а не времени разработки программы, что характерно для традиционных монолитных систем. Можно также во время исполнения менять параметры связи (такие как адрес, протокол и канал взаимодействия). Это придает несколько измерений гибкости самой связке между провайдером и потребителем сервиса -- соответственно вызываемым и осуществляющим вызов объектами. В частности, провайдер и потребитель могут исполняться на сколь угодно физически удаленных инфраструктурах. Каждая из систем может иметь собственные параметры жизненного цикла, а любые изменения в них, не затрагивающие интерфейс сервиса, не требуют остановки ни одной из них.

В SOA сервисы рассматриваются как автономные объекты, управление которыми не централизовано. Это позволяет взаимодействующим посредством сервисов информационным системам развиваться в соответствии с потребностями бизнеса, которые потребителям сервисов, как правило, не только не известны, но и не интересны. Однако это было бы невозможно, если бы интерфейс сервиса не был прочно закреплен обоюдным соглашением провайдера и потребителя сервиса. Одной из отличительных черт SOA является наличие контрактов, описывающих интерфейсы сервисов. Такой контракт представляет собой документ, специфицирующий ожидания сервиса по отношению к его потребителям и наоборот. Контракты Web-сервисов описываются WSDL-документом, в нотации XML определяющим, как потребители должны обращаться к сервису. Использование XML на этом этапе имеет принципиальное значение, позволяя и провайдеру, и потребителю сервиса не зависеть от определенной платформы.

Подобные контракты существовали и до появления Web-сервисов. Например, в архитектуре CORBA для описания интерфейса объектов использовался язык IDL, который уступает WSDL по ряду существенных параметров. Главный из них -- отсутствие поддержки XML и XML Schema, ставших наиболее распространенными языками разметки передаваемых по сети сообщений и представления моделей данных. Технические контракты, формулируемые провайдером сервисов, должны быть доступны потенциальным потребителям для интерпретации, анализа и реализации интеграции. Для этого используется специальный реестр, каталогизирующий доступные сервисы.

  • Совершенный код
    • Перевод

    Сервис-ориентированная архитектура (service-oriented architecture, SOA) придумана в конце 1980-х. Она берёт своё начало в идеях, изложенных в CORBA, DCOM, DCE и других документах. О SOA написано много, есть несколько её реализаций. Но, по сути, SOA можно свести к нескольким идеям, причём архитектура не диктует способы их реализации:

    • Сочетаемость приложений, ориентированных на пользователей.
    • Многократное использование бизнес-сервисов.
    • Независимость от набора технологий.
    • Автономность (независимые эволюция, масштабируемость и развёртываемость).

    SOA - это набор архитектурных принципов, не зависящих от технологий и продуктов, совсем как полиморфизм или инкапсуляция.


    В этой статье я рассмотрю следующие паттерны, относящиеся к SOA:

    • Общая архитектура брокера объектных запросов (CORBA).
    • Веб-сервисы.
    • Очередь сообщений.
    • Сервисная шина предприятия (ESB).
    • Микросервисы.

    Общая архитектура брокера объектных запросов (CORBA)

    В 1980-х началось активное использование корпоративных сетей и клиент-серверной архитектуры. Возникла потребность в стандартном способе взаимодействия приложений, которые созданы с использованием разных технологий, исполняются на разных компьютерах и под разными ОС. Для этого была разработана CORBA. Это один из стандартов распределённых вычислений, зародившийся в 1980-х и расцветший к 1991 году.


    Стандарт CORBA был реализован несколькими вендорами. Он обеспечивает:

    • Не зависящие от платформы вызовы удалённых процедур (Remote Procedure Call).
    • Транзакции (в том числе удалённые!).
    • Безопасность.
    • События.
    • Независимость от выбора языка программирования.
    • Независимость от выбора ОС.
    • Независимость от выбора оборудования.
    • Набор данных через язык описания интерфейсов (Interface Definition Language, IDL).

    Сегодня CORBA всё ещё используется для разнородных вычислений. Например, он до сих пор является частью Java EE , хотя начиная с Java 9 будет поставляться в виде отдельного модуля .


    Хочу отметить, что не считаю CORBA паттерном SOA (хотя отношу и CORBA, и SOA-паттерны к сфере распределённых вычислений). Я рассказываю о нём здесь, поскольку считаю недостатки CORBA одной из причин возникновения SOA.

    Принцип работы

    Сначала нам нужно получить брокер объектных запросов (Object Request Broker, ORB), который соответствует спецификации CORBA. Он предоставляется вендором и использует языковые преобразователи (language mappers) для генерирования «заглушек» (stub) и «скелетов» (skeleton) на языках клиентского кода. С помощью этого ORB и определений интерфейсов, использующих IDL (аналог WSDL), можно на основе реальных классов генерировать в клиенте удалённо вызываемые классы-заглушки (stub classes). А на сервере можно генерировать классы-скелеты (skeleton classes), обрабатывающие входящие запросы и вызывающие реальные целевые объекты.



    Вызывающая программа (caller) вызывает локальную процедуру, реализованную заглушкой.

    1. Заглушка проверяет вызов, создаёт сообщение-запрос и передаёт его в ORB.
    2. Клиентский ORB шлёт сообщение по сети на сервер и блокирует текущий поток выполнения.
    3. Серверный ORB получает сообщение-запрос и создаёт экземпляр скелета.
    4. Скелет исполняет процедуру в вызываемом объекте.
    5. Вызываемый объект проводит вычисления и возвращает результат.
    6. Скелет пакует выходные аргументы в сообщение-ответ и передаёт его в ORB.
    7. ORB шлёт сообщение по сети клиенту.
    8. Клиентский ORB получает сообщение, распаковывает и передаёт информацию заглушке.
    9. Заглушка передаёт выходные аргументы вызывающему методу, разблокирует поток выполнения, и вызывающая программа продолжает свою работу.

    Достоинства

    • Независимость от выбранных технологий (не считая реализации ORB).
    • Независимость от особенностей передачи данных/связи.

    Недостатки

    • Независимость от местоположения : клиентский код не имеет понятия, является ли вызов локальным или удалённым. Звучит неплохо, но длительность задержки и виды сбоев могут сильно варьироваться. Если мы не знаем, какой у нас вызов, то приложение не может выбрать подходящую стратегию обработки вызовов методов, а значит, и генерировать удалённые вызовы внутри цикла. В результате вся система работает медленнее.
    • Сложная, раздутая и неоднозначная спецификация : её собрали из нескольких версий спецификаций разных вендоров, поэтому (на тот момент) она была раздутой, неоднозначной и трудной в реализации.
    • Заблокированные каналы связи (communication pipes) : используются специфические протоколы поверх TCP/IP, а также специфические порты (или даже случайные порты). Но правила корпоративной безопасности и файрволы зачастую допускают HTTP-соединения только через 80-й порт, блокируя обмены данными CORBA.

    Веб-сервисы

    Хотя сегодня можно найти применение для CORBA, но мы знаем, что нужно было уменьшить количество удалённых обращений , чтобы повысить производительность системы. Также требовался надёжный канал связи и более простая спецификация обмена сообщениями .


    И для решения этих задач в конце 1990-х начали появляться веб-сервисы.

    • Нужен был надёжный канал связи , поэтому:
      • HTTP стал по умолчанию работать через порт 80.
      • Для обмена сообщениями начали использовать платформо-независимый язык (вроде XML или JSON).
    • Нужно было уменьшить количество удалённых обращений , поэтому:
    [Веб-]сервисы можно публиковать, находить и использовать стандартным образом вне зависимости от технологий.
    - Microsoft 2004,


    Благодаря микросервисам мы перешли в парадигме SOA от удалённого вызова методов объекта (CORBA) к передаче сообщений между сервисами.


    Но нужно понимать, что в рамках SOA веб-сервисы - не просто API общего назначения, всего лишь предоставляющие CRUD-доступ к базе данных через HTTP. В каких-то случаях эта реализация может быть полезной, но ради целостности ваших данных необходимо, чтобы пользователи понимали лежащую в основе реализации модель и соблюдали бизнес-правила . SOA подразумевает, что веб-сервисы являются ограниченными контекстами бизнес-субдоменов (business sub-domain) и отделяет реализацию от решаемых веб-сервисами задач.


    С точки зрения технологий SOA не просто сервисная архитектура, а набор политик, методик и фреймворков, благодаря которым мы предоставляем и получаем нужные сервисы.
    - Microsoft 2004, Understanding Service-Oriented Architecture

    Достоинства

    • Изолированность контекстов доменов (Domain contexts).

    Недостатки

    • Синхронный обмен сообщениями может перегрузить системы.

    Очередь сообщений

    У нас есть несколько приложений, которые асинхронно общаются друг с другом с помощью платформо-независимых сообщений. Очередь сообщений улучшает масштабируемость и усиливает изолированность приложений. Им не нужно знать, где находятся другие приложения, сколько их и даже что они собой представляют. Однако все эти приложения должны использовать один язык обмена сообщениями, т. е. заранее определённый текстовый формат представления данных.


    Очередь сообщений использует в качестве компонента инфраструктуры программный брокер сообщений (RabbitMQ, Beanstalkd, Kafka и т. д.). Для реализации связи между приложениями можно по-разному настроить очередь:

    • Запрос/Ответ

      • Клиент шлёт в очередь сообщение, включая ссылку на «разговор» («conversation» reference) . Сообщение приходит на специальный узел, который отвечает отправителю другим сообщением, где содержится ссылка на тот же разговор , так что получатель знает, на какой разговор ссылается сообщение, и может продолжать действовать. Это очень полезно для бизнес-процессов средней и большой продолжительности (цепочек событий, sagas ).
    • Публикация/Подписка
      • По спискам
        Очередь поддерживает списки опубликованных тем подписок (topics) и их подписчиков. Когда очередь получает сообщение для какой-то темы, то помещает его в соответствующий список. Сообщение сопоставляется с темой по типу сообщения или по заранее определённому набору критериев, включая и содержимое сообщения.
      • На основе вещания
        Когда очередь получает сообщение, она транслирует его всем узлам, прослушивающим очередь. Узлы должны сами фильтровать данные и обрабатывать только интересующие сообщения.


    Все эти паттерны можно отнести к либо к pull- (polling) , либо к push -подходу:

    • В pull-сценарии клиент опрашивает очередь с определённой частотой. Клиент управляет своей нагрузкой, но при этом может возникнуть задержка: сообщение уже лежит в очереди, а клиент его ещё не обрабатывает, потому что не пришло время следующего опроса очереди.
    • В push-сценарии очередь сразу же отдаёт клиентам сообщения по мере поступления. Задержки нет, но клиенты не управляют своей нагрузкой.

    Достоинства

    • Независимость набора технологий, развёртывания и масштабируемости сервисов.
    • Стандартный, простой и надёжный канал связи (передача текста по HTTP через порт 80).
    • Оптимизированный обмен сообщениями.
    • Стабильная спецификация обмена сообщениями.

    Недостатки

    • Разные веб-сервисы тяжело интегрировать из-за различий в языках передачи сообщений. Например, два веб-сервиса, использующих разные JSON-представления одной и той же концепции.

    Сервисная шина предприятия (ESB)

    Сервисная шина предприятия использовала веб-сервисы уже в 1990-х, когда они только развивались (быть может, некоторые реализации сначала использовали CORBA?).


    ESB возникла во времена, когда в компаниях были отдельные приложения. Например, одно для работы с финансами, другое для учёта персонала, третье для управления складом, и т. д., и их нужно было как-то связывать друг с другом, как-то интегрировать. Но все эти приложения создавались без учёта интеграции, не было стандартного языка для взаимодействия приложений (как и сегодня). Поэтому разработчики приложений предусматривали конечные точки для отправки и приёма данных в определённом формате. Компании-клиенты потом интегрировали приложения, налаживая между ними каналы связи и преобразуя сообщения с одного языка приложения в другой.


    Очередь сообщений может упростить взаимодействие приложений, но она не способна решить проблему разных форматов языков. Впрочем, была сделана попытка превратить очередь сообщений из простого канала связи в посредника, доставляющего сообщения и преобразующего их в нужные форматы/языки. ESB стал следующей ступенью в естественной эволюции простой очереди сообщений.



    В этой архитектуре используется модульное приложение (composite application), обычно ориентированное на пользователей, которое общается с веб-сервисами для выполнения каких-то операций. В свою очередь, эти веб-сервисы тоже могут общаться с другими веб-сервисами, впоследствии возвращая приложению какие-то данные. Но ни приложение, ни бэкенд-сервисы ничего друг о друге не знают, включая расположение и протоколы связи. Они знают лишь, с каким сервисом хотят связаться и где находится сервисная шина.


    Клиент (сервис или модульное приложение) отправляет запрос на сервисную шину, которая преобразует сообщение в формат, поддерживаемый в точке назначения, и перенаправляет туда запрос. Всё взаимодействие идёт через сервисную шину, так что если она падает, то с ней падают и все остальные системы. То есть ESB - ключевой посредник, очень сложный компонент системы.


    Это очень упрощённое описание архитектуры ESB. Более того, хотя ESB является главным компонентом архитектуры, в системе могут использоваться и другие компоненты вроде доменных брокеров (Domain Broker), сервисов данных (Data Service), сервисов процессной оркестровки (Process Orchestration Service) и обработчиков правил (Rules Engine). Тот же паттерн может использовать интегрированная архитектура (federated design): система разделена на бизнес-домены со своими ESB, и все ESB соединены друг с другом. У такой схемы выше производительность и нет единой точки отказа: если какая-то ESB упадёт, то пострадает лишь её бизнес-домен.



    Главные обязанности ESB:

    • Отслеживать и маршрутизировать обмен сообщениями между сервисами.
    • Преобразовывать сообщения между общающимися сервисными компонентами.
    • Управлять развёртыванием и версионированием сервисов.
    • Управлять использованием избыточных сервисов.
    • Предоставлять стандартные сервисы обработки событий, преобразования и сопоставления данных, сервисы очередей сообщений и событий, сервисы обеспечения безопасности или обработки исключений, сервисы преобразования протоколов и обеспечения необходимого качества связи.
    Создавая структуры связи между разными процессами, мы видели много продуктов и подходов, в которых применяются очень развитые механизмы связи. Хороший пример - сервисные шины предприятий, часто включающие в себя сложные средства маршрутизации сообщений, хореографии, преобразования и применения бизнес-правил.
    - Martin Fowler 2014, Microservices

    У этого архитектурного паттерна есть положительные стороны. Однако я считаю его особенно полезным в случаях, когда мы не «владеем» веб-сервисами и нам нужен посредник для трансляции сообщений между сервисами, для оркестрирования бизнес-процессами, использующими несколько веб-сервисов, и прочих задач.


    Достоинства

    • Независимость набора технологий, развёртывания и масштабируемости сервисов.
    • Стандартный, простой и надёжный канал связи (передача текста по HTTP через порт 80).
    • Оптимизированный обмен сообщениями.
    • Стабильная спецификация обмена сообщениями.
    • Изолированность контекстов домена (Domain contexts).
    • Простота подключения и отключения сервисов.
    • Асинхронность обмена сообщениями помогает управлять нагрузкой на систему.
    • Единая точка для управления версионированием и преобразованием.

    Недостатки

    • Ниже скорость связи, особенно между уже совместимыми сервисами.
    • Централизованная логика:
      • Единая точка отказа, способная обрушить системы связи всей компании.
      • Большая сложность конфигурирования и поддержки.
      • Со временем можно прийти к хранению в ESB бизнес-правил.
      • Шина так сложна, что для её управления вам потребуется целая команда.
      • Высокая зависимость сервисов от ESB.

    Микросервисы

    В основе микросервисной архитектуры лежат концепции SOA. Назначение у неё то же, что и у ESB: создать единое общее корпоративное приложение из нескольких специализированных приложений бизнес-доменов.


    Главное различие микросервисов и шины в том, что ESB была создана в контексте интеграции отдельных приложений , чтобы получилось единое корпоративное распределённое приложение. А микросервисная архитектура создавалась в контексте быстро и постоянно меняющихся бизнесов, которые (в основном) с нуля создают собственные облачные приложения.


    То есть в случае с ESB у нас уже были приложения, которые нам не «принадлежат» , и поэтому мы не могли их изменить. А в случае с микросервисами мы полностью контролируем приложения (при этом в системе могут использоваться и сторонние веб-сервисы).


    Характер построения/проектирования микросервисов не требует глубокой интеграции. Микросервисы должны соответствовать бизнес-концепции, ограниченному контексту. Они должны сохранять своё состояние, быть независимыми от других микросервисов, и потому они меньше нуждаются в интеграции. То есть низкая взаимозависимость и высокая связность привели к замечательному побочному эффекту - уменьшению потребности в интеграции.


    [Микросервисы - это] маленькие автономные сервисы, работающие вместе и спроектированные вокруг бизнес-домена.
    - Sam Newman 2015, Principles Of Microservices

    Главным недостатком архитектуры ESB было очень сложное централизованное приложение, от которого зависели все остальные приложения. А в микросервисной архитектуре это приложение почти целиком убрано.


    Ещё остались элементы, пронизывающие всю экосистему микросервисов. Но у них гораздо меньше задач по сравнению с ESB. К примеру, для асинхронной связи между микросервисами до сих пор применяется очередь сообщений, но это лишь канал для передачи сообщений, не более того. Или можно вспомнить шлюз экосистемы микросервисов, через который проходит весь внешний обмен данными.


    • Проектирование сервисов вокруг бизнес-доменов
      Это может дать нам стабильные интерфейсы, высокосвязные и мало зависящие друг от друга модули кода, а также чётко определённые разграниченные контексты.
    • Культура автоматизации
      Это даст нам гораздо больше свободы, мы сможем развернуть больше модулей.
    • Скрытие подробностей реализации
      Это позволяет сервисам развиваться независимо друг от друга.
    • Полная децентрализация
      Децентрализуйте принятие решений и архитектурные концепции, предоставьте командам автономность, чтобы компания сама превратилась в сложную адаптивную систему, способную быстро приспосабливаться к переменам.
    • Независимое развёртывание
      Можно развёртывать новую версию сервиса, не меняя ничего другого.
    • Сначала потребитель
      Сервис должен быть простым в использовании, в том числе другими сервисами.
    • Изолирование сбоев
      Если один сервис падает, другие продолжают работать, это делает всю систему устойчивой к сбоям.
    • Удобство мониторинга
      В системе много компонентов, поэтому трудно уследить за всем, что в ней происходит. Нам нужны сложные инструменты мониторинга, позволяющие заглянуть в каждый уголок системы и отследить любую цепочку событий.


    Сообщество предпочитает другой подход: умные конечные точки и глупые каналы . Микросервисы, из которых собираются приложения, должны как можно меньше зависеть друг от друга и при этом быть очень тесно связанными - они содержат собственную доменную логику и работают скорее как фильтры с точки зрения классического Unix: получают запросы, применяют логику и генерируют ответы. Они оркестрируются с помощью простых REST-подобных протоколов, а не сложных протоколов вроде WS-Choreography или BPEL либо какого-то централизованного инструмента.
    - Martin Fowler 2014, Microservices

    Достоинства

    • Независимость набора технологий, развёртывания и масштабируемости сервисов.
    • Стандартный, простой и надёжный канал связи (передача текста по HTTP через порт 80).
    • Оптимизированный обмен сообщениями.
    • Стабильная спецификация обмена сообщениями.
    • Изолированность контекстов домена (Domain contexts).
    • Простота подключения и отключения сервисов.
    • Асинхронность обмена сообщениями помогает управлять нагрузкой на систему.
    • Синхронность обмена сообщениями помогает управлять производительностью системы.
    • Полностью независимые и автономные сервисы.
    • Бизнес-логика хранится только в сервисах.
    • Позволяют компании превратиться в сложную адаптивную систему, состоящую из нескольких маленьких автономных частей/команд, способную быстро адаптироваться к переменам.

    Недостатки

    • Высокая сложность эксплуатации:
      • Нужно много вложить в сильную DevOps-культуру.
      • Использование многочисленных технологий и библиотек может выйти из-под контроля.
      • Нужно аккуратно управлять изменениями входных/выходных API, потому что эти интерфейсы будут использовать многие приложения.
      • Использование «согласованности в конечном счёте» (eventual consistency) может привести к серьёзным последствиям, которые нужно учитывать при разработке приложения, от бэкенда до UX.
      • Тестирование усложняется, потому что изменения в интерфейсе могут непредсказуемо влиять на другие сервисы.