Сервис-ориентированная архитектура (SOA) «за» и «против. 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.

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.

Антипаттерн: архитектура равиоли (Ravioli Architecture)

Архитектурой равиоли обычно называют антипаттерн микросервисной архитектуры. Равиоли получаются, если микросервисов слишком много, они слишком мелкие и не отражают доменных концепций.

Заключение

В последние десятилетия SOA сильно эволюционировала. Благодаря неэффективности прежних решений и развитию технологий сегодня мы пришли к микросервисной архитектуре.

Эволюция шла по классическому пути: сложные проблемы разбивались на более мелкие, простые в решении.

Проблему сложности кода можно решать так же, как мы разбиваем монолитное приложение на отдельные доменные компоненты (разграниченные контексты). Но с разрастанием команд и кодовой базы увеличивается потребность в независимом развитии, масштабировании и развёртывании. SOA помогает добиться такой независимости, упрочняя границы контекстов.

Повторюсь, что всё дело в слабой взаимозависимости и высокой связности, причём размер компонентов должен быть больше прежнего. Необходимо прагматично оценить свои потребности: используйте SOA, лишь когда это необходимо, поскольку она сильно увеличивает сложность. И если на самом деле вы можете обойтись без SOA, то лучше выберите микросервисы подходящего размера и количества, не больше и не меньше.

Вячеслав Ерохин

В статье рассматривается сервис-ориентированная архитектура (SOA ) как бизнес-концепция. Предлагается подход к управлению жизненным циклом SOA с помощью методики «Управление SOA » (SOA Governance ), основанной на средствах управления архитектурой предприятия (Enterprise Architecture Management ) и стратегического управления ИТ.

Для того чтобы предложить эффективный способ управления SOA , нужно понять что же это такое? В зависимости от ответа, может строиться своя система решений задачи управления жизненным циклом SOA .

SOA – это архитектура

SOA – Service Oriented Architecture – архитектура, ориентированная на сервисы. SOA – это прежде всего бизнес-концепция архитектурного подхода к построению предприятия. Более ранние концепции не ставили в центр внимания архитектуру предприятия

SOA – первая широко известная бизнес-концепция, концентрирующаяся на архитектуре. Таким, образом, SOA надо понимать и применять в контексте управления архитектурой предприятия (Enterprise Architecture Management ). Архитектура предприятия включает разные слои: бизнес-архитектура, информационная архитектура, техническая архитектура и т.д. SOA начинается с уровня бизнес-архитектуры.

SOA – это сервисы

Концепция SOA концентрируется на архитектуре, но архитектуре ориентированной на сервисы. Что такое сервисы и в чем разница с более ранними концепциями?

SOA , прежде всего, говорит о бизнес-сервисах. Конечно реализация SOA позволяет перейти к техническим сервисам, но это именно реализация SOA , а не ее суть. Самодостаточность, заменяемость и многократная используемость технического сервиса, лишь вытекает бизнес-сервиса. С точки зрения построения архитектуры предптриятия на принципах SOA первичен именно бизнес-сервис.

Таким образом, в SOA стоит выделить первый уровень - бизнес-архитектуры. В свою очередь бизнес-сервисы не существуют в отрыве от миссии компании, ее стратегии и целей. Бизнес-сервисы вытекают из места компании во внешней конкурентной среде. Долгосрочное развитие бизнеса может быть основано только на конкурентных преимуществах и их сочетании, обеспечивающем синергетический эффект. Обычно таких преимуществ немного – два-три. Большая удача – если их пять-шесть. Главная задача выживания компании – это задача создания и сохранения ее конкурентных преимуществ. Но конкурентные преимущества – или по-другому бизнес-потенциалы (Business Capabilities ) – не строятся на основе процессов. Это функции компании как целого организма во внешней среде.

Бизнес-потенциалы

Концепция бизнес-потенциалов (business capabilities ) получила в последнее время мощное развитие. Бизнес-потенциалы определяются как система конкурентных преимуществ, необходимых для реализации бизнес-стратегии предприятия. Бизнес-потенциалы ранжируются для определения их влияния на бизнес предприятия. Критически важные для бизнеса бизнес-потециалы получают максимальный приоритет. Такие бизнес-потенциалы являются самым высокоуровневым элементом построения архитектуры предприятия.

Проведение приоритизации бизнес-потенциалов позволяет принять решения, определяющие области управления в масштабе всего предприятия. Бизнес-потенциалы не критически важные для обеспечения долгосрочной конкурентоспособности предприятия остаются в поле зрения соответствующих бизнес-подразделений, рабочих групп или сотрудников, с предоставлением им соответствующих прав для их свободного использования и изменения. Такое распределение бизнес-потенциалов по степени важности и правам по их управлению определяется требованиями разумной минимизации архитектурной сложности на каждом уровне управления – принципом архитектурного минимализма.

Концепция бизнес-потенциалов в сочетании с принципом архитектурного минимализма открывает возможность к интеграции лучших черт, свойственных централизованной и децентрализованной моделям управления предприятием. Централизованные решения обеспечивают управляемость и мощный эффект от взаимодействия нескольких бизнес-потенциалов критически важных для бизнес-стратегии предприятия. Создается также благоприятный контекст для децентрализации управления предприятием, способной обеспечить инновационный цикл через создание малых рабочих групп с высокой автономией в принятии решений, не обязательно согласуемых с общей стратегией предприятия.

Основные правила, заложенные в основу концепции бизнес-потенциалов:

• построение иерархии приоритетов предприятия и приоритизация соответствующих этим приоритетам бизнес-потенциалов
• разумное ограничение детализации области управления и архитектурной сложности объекта управления
• обеспечение свободы принятия решения по поддержке бизнес-потенциалов в рамках компетенции подразделения, находящегося на соответствующем уровне управления

• взаимодействие уровней управления для согласованной поддержки бизнес-потенциалов.

Цель предприятия в рамках концепции бизнес-потенциалов – построение эффективной архитектуры предприятия, позволяющей:

• обеспечить сохранение поддержки критически важных бизнес-потенциалов
• обеспечить достижение стратегических целей предприятия.

Управление бизнес-потенциалами в контексте архитектуры предприятия – в частности архитектуры приложений – позволяет поддерживать анализ текущих показателей эффективности деятельности компании в сравнении с желаемыми показателями эффективности с построением их иерархической взаимосвязи. Этот метод позволяет выделить ключевые бизнес-потенциалы компании и обеспечить их приоритетную поддержку со стороны ИТ. С другой стороны, выделение бизнес-потенциалов, не дающих компании конкурентных преимуществ, позволяет сократить их поддержку или передать ее сторонним провайдерам на аутсорсинг.

Сервис или процесс

Бизнес-потенциалы (Business Capabilities ) легко декомпозировать в бизнес-сервисы, но трудно – в бизнес-процессы. Сервисный подход ориентирован на стратегические цели компании – создание и сохранение бизнес-потенциалов.

Сервисный подход организации бизнеса ориентирован на построение сетей создания стоимости, предполагающих функциональное разделение рыночных субъектов и создание возможностей установления связей между ними. Процессный подход организации бизнеса ориентирован на способы реализации цепочек создания стоимости, где субъекты рынка объединены для производства товаров и услуг.

В сервисном подходе –именно бизнес-сервис является основным объектом планирования и управления. Бизнес-процесс – это способ реализации бизнес-сервиса. В процессном подходе первичен бизнес-процесс, как уникальная цепочка создания стоимости. Бизнес-сервис в процессном подходе либо не актуализируется вовсе и заменяется на технический сервис, либо является подчиненным элементом бизнес-процесса, кирпичиком из которых строится бизнес-процесс.

SOA – это не технологическая платформа

Может сложиться мнение, что SOA – это концепция, ориентированная на использование единой технологической платформы на основе веб-сервисов. Это не совсем так.

В SOA первично использование концепции архитектуры предприятия и концепции бизнес-сервисов. Следовательно, предприятие внедрившее управление архитектурой предприятия и управление на основе бизнес-сервисов является предприятием использующим SOA . Однако, если предприятие использует единую технологическую платформу типа Middleware , технические сервисы в виде веб-сервисов, то оно не обязательно внедрило у себя SOA .

Однако, прелесть SOA в том, что предприятие, внедрившее SOA , может эффективно использовать единую технологическую платформу и реализацию бизнес-сервисов, в виде набора технических сервисов.

SOA – вместо реинжиниринга бизнес-процессов – реинжиниринг предприятия

Стив Джонс, автор книги «Enterprise SOA Adoption Strategies. Using SOA to deliver IT to the businesss» утверждает: «Большинство компаний совершают одну принципиальную ошибку в отношении технологий: они рассмативают их через призму существующих процессов. Компании спрашивают: "Как эти новые технологические возможности могут улучшить и оптимизировать текущую работу?" Но вместо этого они должны спрашивать: "Что новое могут позволить нам делать технологии?" В отличие от автоматизации суть реинжиниринга - в новаторстве, в использовании новейших технологических возможностей для достижения совершенно новых целей. Один из самых сложных элементов реинжиниринга - умение найти новые, незнакомые возможности технологии».

Приходится слышать, что SOA предполагает реинжиниринг бизнес-процессов. Нет – SOA предполагает отказ от бизнес-процессов как бизнес-концепции. SOA предполагает реинжиниринг предприятия, а не его бизнес-процессов. SOA предлагает концепцию бизнес-сервисов вместо бизнес-процессов.

Процессный подход оказался неприменим в большинстве компаний. И не потому, что в этих компаниях работали неквалифицированные менеджеры. Главные причины провала попыток внедрения процессного подхода:

• ориентация бизнес-процессов внутрь компании, а не ее положение во внешней конкурентной среде
• неповоротливость процессного подхода - неприспособленность процессов к условиям постоянной трансформации бизнеса
• конфликт процессного подхода с исторически принятым и достаточно эффективным функциональным подходом построения предприятия.

Бизнес-процессы обращены внутрь компании и нацелены на оптимизацию исполнения корпоративной мелодии (бизнес-процесса) – раз и навсегда заданной. Поэтому так остро стоит проблема постоянного реинжиниринга бизнес-процессов. Бизнес-процесс-это мелодия. И до сегодняшнего дня большинство предприятий проектируют под эту мелодию свой оркестр. Для другой мелодии они проектирую другой оркестр. Получается множество оркестров, исполняющих множество мелодий. Есть оркестр, исполняющий вальс, есть оркестр исполняющий польку и т.п. Так получается, потому, что целью проектирования и управления является исполнение конкретной – часто уникальной - мелодии, а кто и как исполняет эту мелодию – неважно. Если нам надо будет исполнить другую мелодию, нам придется сделать или купить другой оркестр.

SOA ставит целью создание набора инструментов, с помощью которого можно будет исполнить любую мелодию – бизнес-процесс (не важно какую) - нужную предприятию. SOA – это набор инструментов, необходимый и достаточный для исполнения и польки, и вальса. SOA – это единая нотная грамота, позволяющая исполнить любую мелодию. SOA – это аранжировка мелодии, учитывающая доступный набор инструментов.

SOA требует не реинжиниринга бизнес-процессов на предприятии, а конструирование бизнес-процессов из набора бизнес-сервисов. SOA предполагает наличие бизнес-процесса по конструированию бизнес-процессов. Такой бизнес-процесс называется SOA Governance .

Что такое SOA Governance ?

SOA Governance (управление SOA ) позволяет компании, использующей SOA , реализовать весь потенциал этого архитектурного подхода. SOA Governance позволяет решить проблемы, которые в противном случае могут помешать добиться гибкости и обеспечить преимущества, доступные при использовании SOA.

SOA Governance – это процесс управления жизненным циклом предприятия, построенного на основе SOA . SOA Governance – это также инфраструктура управления жизненным циклом SOA . Эффективное управление SOA - это не просто технология. Это подход к жизненному циклу, в котором участвуют все ответственные сотрудники организации, и учитываются различные активы организации.

Создание инфраструктуры управления SOA, предполагает решение ряда типовых задач:

• определение полномочий для принятия решений в среде SOA;
• создание необходимых сервисов;
• управление жизненным циклом сервисов;
• оценка эффективности использования сервисов.

• Кто определяет, какое из существующих направлений деятельности позволяет получить наиболее полные данные о заказчиках?
• Кто будет управлять общими службами? Кто будет их финансировать? Кто будет отвечать за их модернизацию?
• Как убедить все направления бизнеса использовать именно эти службы, а не свои собственные, которые могут казаться им более подходящими?
• Кто будет определять права доступа и частоту обращения к этим службам?

Создание высокоэффективных бизнес-сервисов

Архитектура, ориентированная на сервисы, позволяет включать многократно используемые сервисы в состав типовых наборов или исключать их из состава этих наборов в зависимости от требований, предъявляемых в каждом бизнес-подразделении или регионе.

Реализация подхода SOA Governance позволяет ответить на следующие вопросы:

• Какие основные бизнес-сервисы необходимы?
• Какие потребители смогут в будущем повторно использовать эти сервисы?
• Какие политики являются общими, а какие уникальными? Можно ли выделить различия между ними в отдельный блок и сделать систему максимально унифицированной?
• Какие сервисы уже существуют и могут использоваться повторно?

Управление жизненным циклом сервисов

Эффективное управление SOA предполагает отказ от увеличения количества ненужных сервисов и создание механизма управления изменениями в многократно используемых сервисах. Этого можно достичь через реализацию соответствующих механизмов управления:

• Управление сервис-ориентированной архитектурой (SOA)
• Управление изменениями
• Управление вводом в эксплуатацию, использованием и выводом сервисов из эксплуатации
• Выявление и учет существующих сервисов, а также управление доступом к ним

Разработка и внедрение механизмов управления изменениями и учета специфики пользователей, позволяет отвечать на следующие вопросы:

• Как организовать сервисы и активы с общим доступом, чтобы в дальнейшем их можно было многократно использовать?
• Кому разрешается вносить изменения в сервисы, внедренные повторно другими пользователями?
• Кто использует данный сервис и какие процессы будут затронуты при внесении в него изменений?
• Кто должен одобрить внесение изменений?
• Кто должен обеспечить финансирование изменений, вносимых в интересах конкретных пользователей?

Оценка эффективности

Для оценки эффективности инфраструктуры, построенной на основе SOA , требуется разработка соглашения об уровне обслуживания (Service Level Agreement - SLA). Необходимо также внедрение средств мониторинга, позволяющих, среди прочего, проводить биллинг за использование сервисов для оценки экономического эффекта. Такие средства мониторинга, должны обеспечивать доступ к информации о степени загрузки сервисов и стоимости их использования.

Процесс SOA Governance

Для эффективного внедрения решений на основе архитектуры SOA важно с самых первых шагов реализовать процесс управления архитектурой, разработать наборы показателей и обеспечить доступность информации об использовании сервисов и ходе реализации проекта по внедрению SOA.

Процесс SOA Governance состоит из четырех этапов:

• Планирование – анализ потребностей в элементах SOA
• Согласование (определение) – проработка подхода к управлению SOA , согласование отдельных элементов SOA между собой
• Разработка (реализация) – разработка и ввод управления SOA в действие
• Функционирование (оценка) – мониторинг и оценка внедренных решений и управление ими.

Планирование инфраструктуры SOA

На этапе планирования анализируются потребности организации и выявляются области, в которых требуется более эффективное управление.

Основная часть планирования проводится специалистами, отвечающими как за развитие направлений бизнеса, так и за ИТ-инфраструктуру, и предполагает организацию их совместной работы. На этом этапе определяются проблемы согласования бизнеса и ИТ, требующие решения.

На этом этапе реализуются следующие мероприятия:

• Выделение в ИТ-стратегии компании направления, ориентированного на использование SOA.
• Определение необходимого уровня возможностей ИТ и SOA
• Формулирование и уточнение видения и стратегии развития SOA
• Изучение возможностей и проводимые мероприятия в области управления SOA .
• Разработка плана управления SOA.

Согласование и определение - проработка подхода к управлению SOA

После определения направлений работы специалисты в области бизнеса и информационных технологий совместными усилиями определяют и трансформируют существующие методы и механизмы управления. На этом этапе, происходит формирование походов по созданию различных политик управления.

На этапе определения принимаются различные решения в области управления SOA :

• Создание или реорганизация центра компетенции по SOA
• Определение необходимых процедур по реорганизации ИТ-инфраструктуры.
• Согласование политики многократного использования сервисов между различными направлениями бизнеса
• Создание механизма финансирования для стимулирования многократного использования сервисов.
• Разработка механизмов, обеспечивающих требуемый уровень обслуживания.

Разработка и реализация - ввод модели управления в действие

На этапе реализации решения по управлению SOA претворяются в жизнь. На этом этапе выполняются следующие работы:

• Внедрение механизма мониторинга системы принятия решений
• Создание инфраструктуры, поддерживающей разработанные политики управления
• Внедрение решений для выявления активов и управления ими
• Обучение сотрудников, отвечающих за принятие решений в области бизнеса и информационных технологий, необходимым методам работы и моделям поведения

Функционирование и оценка - мониторинг внедренных решений и управление ими

На этапе оценки осуществляется мониторинг методов и механизмов управления, выявленных на этапе определения и внедренных на этапе реализации.

Это позволяет оценить полученные результаты и запустить новый цикл из четырех этапов управления SOA для повышения эффективности управления. Как правило, на этом этапе выполняются следующие работы:

• Контроль выполнения разработанных политик и методов управления, таких как соглашения об уровне обслуживания, анализ уровня повторного использования и изменения политик
• Анализ показателей эффективности бизнес-архитектуры и ИТ-инфраструктуры.

Инструменты SOA Governance

Эффективное управление предприятия, построенного на основе SOA возможно только с использованием соответствующего инструментария.

Требования к инструментарию SOA Governance позволяют сформировать набор продуктов, отвечающий задачам управления SOA :

Поддержка архитектурного подхода

Инструмент SOA Governance должен обеспечивать поддержку текущей, целевой и планируемой архитектур предприятия. Архитектура предприятия должна содержать не только технический и информационный слои, но и бизнес-слой.

Поддержка элементов сервис-ориентированной архитектуры

Инструмент SOA Governance должен обеспечивать поддержку элементов сервис-ориентированной архитектуры. Наиболее важной является поддержка типов артефактов:

• Логический сервис (бизнес-сервис)
• Технический сервис (веб-сервис)
• Функциональный домен
• Функциональный модуль
• Техническая операция

Поддержка процесса управления жизненным циклом сервис-ориентированной архитектуры

Инструмент SOA Governance должен обеспечивать поддержку всего процесса управления жизненным циклом SOA , состоящего из фаз планирование, согласование и определение, разработка и реализация, функционирование и оценка. Важно, чтобы инструментарий внедрялся на самых ранних стадиях реализации проекта по внедрению SOA . Это позволит избежать многочисленных ошибок планирования и сократить расходы на переход к SOA за счет создания единой платформы совместного управления для широкой профессиональной аудитории включающей менеджеров бизнес-направлений, системных архитекторов, менеджеров проектов, разработчиков ПО, финансистов и т.п.

Сегодня ни одна - даже очень крупная - компания не может обеспечить полноценную поддержку SOA Governance самостоятельно. Основной путь – это построение интегрированных решений на основе продуктов от независимых поставщиков. Такой путь позволяет использовать лучшие решения в каждом сегменте такого комплексного процесса как SOA Governance .

Ведущие поставщики программного обеспечения предлагают различные наборы инструментов, реализующих SOA Governance . Наиболее функционально полные решения предлагают компании IBM , Oracle , Software AG .

Пример реализации SOA Governance на основе Oracle Fusion Middleware и системы управления архитектурой предприятия Alfabet planningIT

Интегрированное решение на основе alfabet planningIT и Oracle Fusion Middleware позволяет предоставить сквозную услугу по управлению жизненным циклом ИТ-инфраструктуры на основе SOA . Благодаря взаимодействию Oracle Fusion Middleware и alfabet planningIT можно успешно проектировать, разрабатывать и внедрять сервис-ориентированную архитектуру (SOA ).

Решение alfabet /Oracle обладает определенными преимуществами перед другими решениями SOA Governance :

• Наличие единого репозитария с поддержкой многоуровневой метамодели, обеспечивающей согласованное описание всей архитектуры предприятия в терминах SOA .
• Сквозная интеграция процесса стратегического планирования ИТ: от оценки бизнес-процессов, которые должны быть поддержаны со стороны ИТ, до мониторинга использования веб-сервисов.
• Сквозная интеграция управления SOA «сверху-вниз» и «снизу-вверх».
• Поддержка процесса совместного управления развитием ИТ с поддержкой большого количества ролевых групп.
• Планирование трансформации ИТ на основе непротиворечивых согласованных между собой планов миграции.
• Прозрачность при оценке ИТ-активов

Процессы, поддерживаемые интегрированным решением

• Реорганизация компании на основе сервис-ориентированной архитектуры.
• Построение целевых и планируемых архитектур предприятия в рамках перехода к SOA .
• Построение планов миграции к SOA .
• Определение сервисов, имеющих стратегическое значение для предприятия.
• Обеспечение миграции на сервис-ориентированную архитектуру.
• Оценка затрат на миграцию ИТ-инфрастурктуры к SOA .
• Управление жизненным циклом веб-сервисов на всех этапах (планирование, прототипирование, разработка, внедрение, исполнение, управление изменениями, оценка эффективности).

Функции, поддерживаемые интегрированным решением.

• Создание в planningIT описания технических сервисов (WSDL ), соответствующих технической реализации логических сервисов, их экспорт в репозитарий Oracle .
• Генерация из planningIT проектов Java в Oracle IDE для реализации соответствующих технических сервисов.
• Импорт из Oracle в planningIT существующих технических сервисов для планирования бизнес-приложений и логических сервисов.
• Формирование в planningIT описания бизнес-приложений в терминологии SOA – как набора логических сервисов, реализованных в виде технических сервисов (веб-сервисов).
• Построение в planningIT упрощенных диаграмм процессов BPEL и их экспорт в Oracle .
• Импорт из Oracle BPEL Engine в planningIT статистики об использовании сервисов для целей централизованного планирования SOA .

Компоненты, используемые в интегрированном решении

Компоненты Oracle Fusion Middleware (FMW ):

• Oracle Services Registry (UDDI) – центральный реестр сервисов
• BPEL PM & BPEL Designer (JDeveloper) – разработка и выполнение процессов на BPEL
• Датчики (sensors) – сбор и нформации о KPI процесса
• Web Services Manager – управление доступом к веб-сервисам

Компоненты alfabet planningIT :

• Logical Inventory – единый репозитарий на основе развитой метамодели
• Application Architecture Management – управление архитектурой приложений
• Enterprise Architecture Management – управление архитектурой предприятия

Стадия планирование

Система управления архитектурой предприятия и стратегического планирования ИТ Alfabet planningIT поддерживает планирование «сверху-вниз» с возможностью многослойного обзора ИТ-активов: бизнес-требования, бизнес-процессы, организационная структура, поддержка бизнеса со стороны ИТ, бизнес-приложения, сервисы. Это позволяет оценить насколько эффективно ИТ-инфраструктура обеспечивает поддержку бизнес-стратегии, стратегических целей, бизнес-процессов и т.п. Кроме того, становится возможным рассчитать стоимость изменений в ИТ-инфрастуктуре.

С помощью Oracle Fusion Middleware прозрачность планирования ИТ инфраструктуры расширяется для поддержки полного жизненного цикла ИТ-инфраструктуры на основе сервис-ориентированной архитектуры и обеспечения сквозного планирования и управления SOA .

Основным объектом интеграции alfabet planningIT и Oracle Fusion Middleware является объект «Сервис». В репозитарии alfabet planningIT существует артефакт «Технический сервис» (Technical Service ), который корреспондирует с термином «Сервис» (Service ) в SOA . Такой сервис может быть описан с использованием WSDL . Технический сервис в planningIT может быть создан или повторно использован для технической реализации логических сервисов. Логические сервисы в planningIT могут быть объединены в форме бизнес-приложений. Бизнес-приложение является артефактом репозитария, играющим ключевую роль в процессе планирования, управления, анализа затрат и т.п.

Продукты Oracle обеспечивают интегрированную поддержку проектирования, реализации и внедрения сервисов. Oracle Fusion Middleware реализует сервисную шину предприятия (ESB ) и оркестровку сервисов (BPEL ), а также предоставляет возможности мониторинга развернутых сервисов с помощью репозитария сервисов.

Система Alfabet planningIT также предоставляет инструментарий для оценки влияния изменений и проведения анализа затрат внедрения изменений. Oracle Fusion Middleware обеспечивает поддержку реализации, развертывания и выполнения сервисов, спланированных и прототипированных в planningIT .

Стадия согласование (определение)

Система alfabet planningIT является идеальным дополнением к Oracle FMW , поскольку она позволяет определить набор сервисов, имеющих стратегическое значение для предприятия. Сервисы могут быть легко оценены с точки зрения их места в архитектуре предприятия и могут быть спланированы в рамках единого процесса, прежде чем нужно будет приступать к их разработке и внедрению.

Использование planningIT для согласованного управления развитием бизнес и ИТ позволяет принимать управленческие решения о том, какие сервисы необходимо развивать, а какие - нет. Планирование уровня предприятия определяет, какие логические сервисы должны быть реализованы для обеспечения поддержки требований бизнеса.

Стадия разработка (реализация)

Для обеспечения технической реализации логических сервисов пользователи planningIT могут детализировать описание логических сервисов в терминах технических сервисов. При этом технические сервисы могут быть импортированы из репозитария веб-сервисов Oracle . Если же необходимого технического сервиса не существует, то описание такого сервиса может быть создано в planningIT и затем опубликовано в репозитарии Oracle (OraSR +WSM ) со статусом «В стадии разработки». В то же время генерируется новый проект Java для реализации соответствующего технического сервиса.

Диаграмма процессов BPEL в Oracle соотносится с объектом бизнес-приложение (Business Application ) в репозитарии planningIT . Бизнес-приложение в planningIT – это набор бизнес-сервисов, которые поддерживают бизнес деятельность – а не программный компонент. Таким образом, бизнес-приложение может быть описано в виде диаграммы BPEL , описывающей оркестровку технических сервисов.

Бизнес-приложение может быть экспортировано из planningIT в виде проекта BPEL в формате XML . Все технические сервисы, соответствующие бизнес-приложению, должны быть включены в проект в формате XML и экспортированы в репозитарий Oracle (OraSR +WSM ). Диаграмма BPEL , разработанная в planningIT также может быть экспортирована для последующего использования в среде разработки Oracle (Oracle IDE ).

Стадия функционирование (оценка)

После развертывания сервисов, служба мониторинга Oracle Fusion Middleware позволяет отслеживать статус, использование и влияние любых изменений на сервисы. Эта информация возвращается planningIT , чтобы обеспечить процесс централизованного планирования и управления актуальными и полными данными.

Сквозная интеграция alfabet planningIT с Oracle FMW означает, что предприятия теперь могут вести управление эволюцией элементов SOA и жизненным циклом сервисов на основе надежных и последовательных данных и визуальной информации.

Модуль «Управление архитектурой предприятия» planningIT может использоваться для передачи и агрегирования данных с уровня внедренных сервисов на уровень бизнес-планирования, где менеджеры осуществляют оценку рисков, затрат, доступности и качества ИТ-сервисов для важных бизнес-процессов и продуктов. planningIT может импортировать статистику об использовании сервисов из Oracle BPEL Engine . Эта информация может использоваться для централизованного планирования SOA .

Заключение

Сервис-ориентированная архитектура (SOA ) – путь к решению многих проблем, стоящих перед современным предприятием. SOA позволяет обеспечить конкурентоспособность компании в высококонкурентной среде, характеризуемой необходимостью постоянных изменений в бизнесе. Организация, готовая построить у себя сервис-ориентированную архитектуру, рискует столкнуться с большим количеством проблем, связанных с управлением переходом к SOA , а также планированием, развертыванием и функционированием SOA . Эти проблемы решаются за счет внедрения методик и инструментов управления жизненным циклом SOA – SOA Governance .

Дословно SOA расшифровывается как service-oriented architecture (сервис-ориентированная архитектура).

В последнее время это стало эдаким buzzword, то есть отчасти модным словечком, отчасти термином специально произносимым произвести впечатление на окружающих.

Все крупнешие компание-производители программного обеспечиния (такие как IBM, BEA, Oracle) постоянно преподносят новости, которые так или иначе обыгрывают SOA. Большинство фирм-консалтеров и интеграторов различными способами информируют, что занимаются реализацией и внедрением сервис-ориентированной архитектуры у клиентов. Часто правда каждый понимает сервис-ориентированную архитекту́немного (или сильно) по своему.

На самом деле и нет строгого определения SOA, нет комитета, вырабатающего стандарты сервис-ориентированной архитектуры (хотя это совершенно не относится к технологиям, на которых она может реализована), да и быть его в принципе не может, поскольку СОА это никак не технология, а философия, концепция, парадигма, новый подход (называйте, как хотите) к построению корпоративных информационных систем, интеграция бизнеса и информационных технологий.

Традиционные проблемы информационных систем

В настоящее время функционирование бизнеса сильно зависит от того, как он автоматизирован в самом широком понимании этого слова. Когда мир глобализован, успех (или, наоборот, поражение) зависит от того как быстро компания может предложить новую услугу или продукт на рынок. Одновременно ситуация осложняется "размыванием" основного направления деятельности компаний, например, банковские институты все чаще начинают предлагать различные страховые продукты и наоборот, страховые компании все активнее работают в финансовой сфере.

ИТ-департаменты компаний должны оперативно реагировать на подобные изменения, в конечном счете успех многочисленных бизнес-инициатив зависит от того, насколько существующие средства автоматизации компании смогут в принципе быть адаптированными под новые предлагаемые услуги и как быстро. Получается, что в итоге все зависит от департамента автоматизации. Конечно эта ситуация является совершенно не естественной для бизнеса, но как ни странно, она не является также хорошей и для ИТ департамента, поскольку тот без основного бизнеса также прекращает существование.

При этом совершенно не стоит думать, что ИТ отделы упиваются неожиданно свалившимися на них значимостью и властью. Скорее наоборот, сотрудники этих отделов все больше времени проводят на совещаниях, выясняя почему сроки сдачи проектов все больше затягиваются, составляя обьяснительные записки, почему существующее программное обеспечине не может быть легко адаптировано под новые требования и обосновывая необходимость расширения персонала. Рукодителей этих отделов бросает в холодный пот, когда им необходимо обьяснять на совещаниях, почему несмотря на все инвестиции, план внедрения новой бизнес-услуги постоянно срывается по причине неготовности программного обеспечения.

Определение SOA

По своей сути service-oriented architecture (SOA) не содержит новых революционных идей, а является обобщением лучших практик создания программно-информационных систем уровня предприятия и выше, она не привнесла ничего оригинального, но она служит квитэссенцией ведения интеграционных проектов.

Основными причинами появления SOA являются высокая динамика современного бизнеса и неуклонно возрастающие требования к постоянной адаптации информационных систем по отношению к этой динамике. Уже недостаточно, чтобы информационная система обеспечивала простую автоматизацию информационных и расчетных задач бизнеса. Необходимо стремиться к тому, чтобы быстро меняющиеся условия бизнеса, возникающие вследствие ужесточения конкуренции, находили полное отражение в информационной системе, то есть корпоративная информационная система должна меняться столь же быстро, сколь быстро меняются требования бизнеса и бизнес-процессы компании.

В любом случае, заказчикам необходимо полное понимание своего бизнеса и понимание неизбежности работы на перспективу, не ожидая сиюминутной отдачи, а консультантам и системным интеграторам необходима высокая квалификация на всех уровнях, понимание задач клиентов и согласование зон ответственности. Но нужно понимать, что SOA это не панацея от всех бед и не цель, а средство ее достижения и получения практических результатов.

SOA характеризуют следующие основные принципы, следование которым позволяет сказать является ли информационная система сервис-ориентированной или нет:

• сервисы как компоненты информационной системы, которые публикуют свои интерфейсы (контракты). Эти контракты являются независимыми от платформы, языка программирования, операционной системы и других технических особенностей реализации, сервисы взаимодействуют между собой и вспомогательными службами посредством открытых, широко используемых стандартов.
• каждый, составляющий информационную систему сервис реализует отдельную бизнес-функцию, которая является логически обособленной, повторяющейся задачей, являющейся составной частью бизнес-процесса предприятия.
• низкая связанность (loose coupling). Сервисы в системах, построенных на SOA могут быть реализованы в независимости от других служб системы, необходимо только знание интерфейса используемых сервисов.

Как видно, каждый из пунктов не является специфической особенностью СОА, многие технологии взяли на вооружение эти принципы, отличительной особенностью построенной на SOA системы является одновременное следование всем указанным принципам.

Рассмотрим их немного подробнее.

Сервисы как компоненты информационной системы

Сервисом называется независимый программный компонент, выполняющий определенную задачу, такую как например «проверить кредитную карточку», не требующей для использования клиентами какой-то определенной программной технологии.

Использование открытых стандартов является важной характерной особенностью SOA. Это значительно уменьшает время подключения нового бизнес-сервиса к существующей системе, так же как и (что является часто крайне важным моментом для предприятий, имеющих богатые наработки за предыдущее время), при внедрении СОА, нет необходимости переписывать или просто отказываться от проверенных годами и действующих решений.

Выбор распределенной технологии играет существенную роль. Использование, например, SNA или DCOM в качестве средства общения сервисов накладывают такое ограничение, при котором все компоненты в системе обязаны использовать SNA или DCOM, что ограничивает применимость системы.

Когда же говорят том, что информационная система следует принципам СОА, то сервис, реализованный, например, на языке Java и работающий в EE контейнере должен быть применим для использования клиентами, реализованными в Windows среде и наоборот.

Сервис выполняет повторяющуюся бизнес функцию

Что такое сервис в контексте SOA? Является ли сервисом функция в приложении? Являются ли технические сервисы сервисами, о которых говорят, когда имеют в виду СОА? Все это важные и уместные вопросы. Сервисы в SOA реализуют повторяющиеся бизнес-функции, которые необходимы для организации согласованной работы сложных, состоящих из большого числа различных компонентов, приложений.

Как правило, существующие корпоративные приложения состоят из некоторого числа монолитных модулей, в каждый из которых часто включают реализацию одинаковых фрагментов бизнес-логики, например, в приведенном выше примере страховой компании, начавшей также оказывать финансовые услуги, может быть в страховом и банковском программных модулях производиться расчет скидки на основе клиентских данных, клиентской истории и объема текущей операции. Если же при разработке придерживаться принципов сервис-ориентированной архитектуры, то следует реализовать сервис «расчет скидок», к которому обращались бы все сервисы, которым необходимо рассчитать скидку.

Таким образом функциональность используется многочисленными приложениями и существует возможность быстро и относительно просто изменить бизнес-логику, приспосабливая ее к постоянно меняющимся условиям рынка.

Причем изменения необходимо вносить только в один-единственный сервис, и сделанные изменения одновременно используются всеми клиентскими приложениями.

Это и является одним из главных достоинств SOA.

Необходимо отметить, что для успешного внедрения и последующего функционирования базирующейся на СОА системы, при разработке в первую очередь должен быть произведен анализ и описание бизнес-процессов компании. В принципе это достаточно независимые шаги, ведь описанные и отлаженные бизнес-процессы в значительной степени сами по себе являются основой успешной работы предприятия, являясь своего рода скелетом системы управления. В этом случае каждой структурной единице присвоены свойственные только ей функциональные обязанности, предоставляя информацию руководству для принятия управленческих решений и координации работы предприятия в целом. В таком случае автоматизация бизнес-процессов за счет использования программного обеспечения позволяет дополнительно ускорить их выполнение.

Существует бесчисленное количество примеров неудачного или не очень удачного внедрения автоматизированных информационных систем. При анализе этих проектов очень часто становится понятно, что отправной точкой всех неудач является заблуждение, что с внедрением автоматизированной системы решатся все внутренние проблемы на предприятии. В результате на первый план выходила разработка программного обеспечения, которая автоматизировала существующий беспорядок. Процессы управления, несмотря на всю произведенную автоматизацию, по сути оставались прежними.

В то время как на самом деле основной причиной этих проблем является отсутствие ясных и отработанных бизнесс-процессов, регламентирующих безотказную деятельность всех подразделений компании.

В принципе на важность и даже необходимость декомпозиции бизнес процессов при внедрении автоматизированных систем уровня предприятия обращалось внимание уже очень давно, но именно в СОА это является одним из основополагающих принципов.

Низкая связанность (loose coupling)

Низкая связанность - важный архитектурный принцип при разработке СОА систем. Использование этого принципа позволяет связывать различные компоненты информационной системы во время ее функционирования с помощью, так называемого, позднего связывания (late binding).

Благодаря этой особенности также значительно облегчается внесение изменений в функциональность сервисов, поскольку это совершенно не затрагивает другие сервисы.

Благодаря низкой связанности значительно упрощается пошаговое создание корпоративной системы из-за отсутствия барьеров реализации функциональности сервиса за несколько итераций.

Возможность динамически подключать новые сервисы, также как и поиск этих сервисов клиентами является также одним из краеугольных принципов системы, построенной на основе service-oriented architecture.

Пример построенной на SOA информационной системы

В этой части будет рассмотрена построенная на базе SOA информационная система некоторого предприятия. До сих при описании сервис-ориентированной технологии не было упоминания о технологиях, на которых могут быть построены системы и это достаточно справедливо, поскольку, как уже упоминалось, СОА - новый подход к построению корпоративных информационных систем.

Однако все-таки, наверное, имеет смысл рассмотреть, из каких компонент может состоять некая идеальная усредненная SOA система. Многие из предоставленных ниже этих составляющих частей настолько важны и объемны, что могут являться темами отдельного рассмотрения, здесь же эти компоненты будут предоставлены только для общего ознакомления.

Итак, основными компонентами (представлены на рисунке 1) являются сервисная шина предприятия (ESB), СОА реестр (SOA Registry), workflow engine, сервисный брокер (service broker), СОА супервизор (SOA supervisor) Все они играют собственную роль в системе, при этом взаимодействуя друг с другом.

Рисунок 1.

Сервисная шина предприятия (ESB):

В сервис-ориентированной архитектуре все различные части программного обеспечения общаются друг с другом, как правило, посылаю друг другу достаточно много сообщений. Эти сообщения должны быть доставлены быстро и доставка должна быть гарантирована.

Для передачи сообщений в SOA как правило используют сервисную шину предприятия (Enterprise Service Bus – ESB). Сервисная шина является настолько важной в СОА, что возможно представить, что сервис-ориентированная архитектура не может существовать без нее и, наоборот, наличие ее является достаточным условием для SOA. На самом деле можно построить основанную на сервис-ориентированной архитектуре систему без применения сервисной шины и ее наличие не гарантирует позиционирование системы как СОА.

Сервисная шина предприятия может быть представлена как отдельный уровень программного обеспечения, который совместно с корпоративной сетью обеспечивает гарантированный сервис отправки-приема сообщений, которые посылаются всеми остальными частями корпоративной системы.

СОА реестр (SOA Registry):

СОА реестр это своего рода электронный каталог, где хранится информация о каждом компоненте, составляющем корпоративную информационную систему, и об интерфейсах, которые эти компоненты используют для обеспечения связи между собой.

В эксплуатационном окружении СОА реестр поставляет клиентам информацию о сервисах, доступных в текущий момент для использования (что особенно важно для сервисного брокера).

Для разработчиков программного обеспечения и бизнес аналитиков СОА реестр является источником информации, которая помогает им выбирать существующие компоненты и соединять их для создания новых приложений и построения новых процессов.

СОА реестр также хранит информацию каждого компонента.

Workflow engine:

Каждый бизнес имеет свой workflow, являющимся случайным в каждом конкретном случае или формально описанным, сложившийся как бы само собой или возникший в результате тщательного анализа и автоматизации.

Workflow engine это программный продукт, позволяющий соединить весь бизнес процесс в корпоративной информационной системе от начала до его завершения, система для воспроизведения потока работ по имеющейся модели.

При этом обработка данных на отдельных этапах осуществляется в различных независимых друг от друга приложениях, а функции организации процесса и связи различных подсистем реализует специализированная Workflow система.

Продукты, моделирующие бизнес процессы, существовали задолго до СОА, существует огромное количество предложений от различных поставщиков, часто специализирующихся в различных областях. Около 15 лет назад большинство из этим систем были связаны с системами документооборота. Сейчас же поставщики этих систем все более тяготеют к системам управления бизнес-процессами и административными регламентами (business process management system или просто BPM).

Cервисный брокер (service broker):

Сервисным брокером является служба, соединяющая различные сервисы вместе. Он получает всю необходимую информацию от СОА реестра (SOA Registry), что означает, что реестр и брокер должны работать координировано.

Рисунок 2.

На рисунке 2 представлено как в некоторой СОА системе сервисный брокер организовывает обработку заказов. Схема включает только 4 бизнес сервиса и workflow engine.

Стрелками изображены действия сервисного брокера, утолщенные линии изображают потоки запросов.

Последовательность действий может выглядеть следующим образом:

1. Пользователь входит в систему и запрашивает службу обработки заказов. Поскольку эта служба еще не запущена, сервисный брокер получает соответствующее уведомление и начинает свою работу
2. Сервисный брокер запрашивает у СОА реестра, что необходимо для запуска службы обработки заказов и возможно ли ее стартовать в настоящее время
3. Сервисный брокер проверяет, запущены ли 4 необходимых для службы обработки заказов бизнес-сервиса, если еще не запущены, то стартует их.
4. На основании полученной от реестра СОА сервисный брокер проверяет интерфейсы между бизнес компонентами. Эти компоненты можно затем соединить вместе для службы обработки заказов.
5. Сервисный брокер уведомляет бизнес компоненты, что они должны связаться с workflow engine для выполнения необходимой службы и бизнесс процесс начинает выполняться

Некоторые реализации сервисной шины предприятия (ESB) выполняют также функции сервисного брокера.

СОА супервизор (SOA supervisor):

СОА супервизор это, можно сказать, главный служебный сервис, функционирующий все время работы системы и контролирующий и координирующий работу всех остальных, прежде все служебных, сервисов.

Одна из основных задач СОА супервизора это отслеживать работу различных компонентов внутри СОА системы, оценивать корректность их функционирования, а также отслеживать запросы, посланные во внешние системы.

Трудно переоценить важность этого компонента.

Не секретом является тот факт, что для достижения определенного уровня перфоманса гораздо проще не использовать принцип низкой связанности, поскольку его реализация ведет к необходимости создания определенной инфраструктуры, которая несомненно налагает свой отпечаток на скорость выполнения.

Поэтому реализуя принцип СОА необходим своего рода контролирующий компонент, который своевременно будет оповещен в случае возникновения каких-либо проблем в ходе выполнения, чтобы можно было своевременно принять меры и продолжать обеспечивать клиентам достаточный уровень сервиса.

Service Oriented Architecture (SOA) - это новая парадигма проектирования распределенных интегрированных систем. Согласно SOA любые части информационных систем имеющие функциональность рассматриваются как службы (service providers, провайдеры служб), которые предоставляют свою функциональность другим частям системы посредством вызовов их функций. Службы являются компонентами, которые могут быть найдены и вызваны через локальную сеть или Internet. При этом различные службы могут организовываться (orchestrate) для совместного выполнения определенной задачи. SOA обеспечивает концептуальные архитектурные шаблоны и платформы для таких систем. Обычно архитектура таких систем и потоки данных в них близки к структуре бизнес-подразделений, использующих их, и взаимодействий между ними. В некоторой степени происходит соединение информационных технологий и бизнес-процессов на концептуальном уровне. Такое слияние положительно влияет на понимание информационных систем представителями бизнеса (концепция службы более наглядна чем термины "репликация", или "удаленный вызов процедуры"), и на понимание бизнес-процессов разработчиками системы. В качестве платформы для SOA-приложений обычно используются web-службы. Однако, не все информационные системы, построенные на основе web-служб, соответствуют SOA, и SOA не обязательно должна базироваться на технологии web-служб. Концепция SOA впервые была описана в 1996 году, но только в последние годы на волне интереса к web-службам стала широко известной. К этой волне популярности приложило руку и Microsoft - в 1999 году Steve Ballmer озвучил концепцию "software as service", получившую свое воплощение в технологии.NET и web-службах. Поддержка web-служб встраивается во многие продукты Microsoft - BizTalk Server, MapPoint Server, SQL Server 2005 (Yukon), Office 2003.

Don Box - один из архитекторов новой инфраструктуры Microsoft для межпрограммного обмена сообщениями Indigo выделил 4 основных принципа SOA:

Явные границы служб . Для каждой части системы, для всех подсистем и компонент из которой она состоит, можно однозначно сказать где она находится - вне службы или внутри определенной службы. Это связанно с тем, что системы, построенные по SOA, состоят из служб, которые часто разделены большими расстояниями, работающими на разных платформах и имеющими различные средства обеспечения безопасности. Обмен сообщениями между различными частями таких систем имеет существенные накладные расходы. Поэтому, SOА основано на модели явного обмена сообщениями, а не на модели неявного вызова методов (как в DCOM). Явные границы служб обеспечивают автономность служб и независимость от реализации.

Автономность служб . Каждая служба работает в собственной программной среде, на собственной ОС, реализована на определенном языке программирования и от этих факторов не зависит работа других частей системы, которые использую службу. Она ведет себя как независимый объект, обладающей собственным поведением, способный на взаимодействия с другими независимыми объектами. Поэтому реализация любой службы или же ее расположение в системе может изменена без нарушения общей работы системы. В систему можно добавлять новые службы или удалять существующие - это тоже не должно сказываться на работе системы. Автономность служб подразумевает что любой вызов службы может окончится неудачей, поэтому любой вызов службы должен обеспечиваться корректной обработкой ошибок. Открытая архитектура SOA предоставляет более широкие возможности для злоумышленников по взлому систем. Согласно принципу автономности службы сами должны заботиться об аутентификации, авторизации и безопасности. Поэтому особое внимание при проектировании служб должно уделяться безопасности.

Службы описывают свой контракт и схемы сообщений, но не реализацию. Клиенты службы знают ее контракт (сигнатуры методов и их метаданные) и схемы данных, которые описывают сообщения службы и используемые данные. Информация о том, как реализована служба, ее клиентам не доступна и не нужна. Так же формальное описание контракта и схемы с помощью политик (policy) позволяет службам осуществлять проверку входящих сообщений. Как и в случае использования компонент (например, COM), так же имеющих контракт, особую значимость для работоспособности системы в целом имеет устойчивать контрактов.

Совместимость служб основана на политиках (policy). Применение технологий, таких как WS-Policy, предоставляют декларативные и программные способы описания политик. Политики применяются как для служб, так и для клиентских приложений. Примером политики может быть требование на шифрование обмениваемых данных.

SOA является очередным этапом в архитектуры программного обеспечения. Решая вопросы повышения сложности разрабатываемых систем, обеспечения большей гибкости решений, работы в гетерогенных средах, снижения расходов на разработку и сопровождения, лучшего соответствия потребностям бизнеса за 30 лет произошел переход от монолитных приложений, работающих на мейнфреймах, до распределенных слабосвязанных систем с работающих на стандартизированных кросплатформенных протоколах.

Этапы развития архитектуры программного обеспечения

Объектно-ориентированное программирование играет важную роль при разработке SO систем для разработки самих служб и их клиентов, но не систем целиком. Чем же не устраивает объектно-ориентированная архитектура при разработке больших распределенных информационных систем? Ее существенными ограничениями являются

низкая абстрактность моделей, получаемых в ходе объектно-ориентированного анализа и проектирования. При проектировании больших систем мышление в рамках объектов и связей между ними из-за большой детализации равносильно попытке спроектировать компьютер, оперируя только на уровне транзисторов и диодов

ограничения, накладываемые платформами и компиляторами, что затрудняет разработку приложений для гетерогенных сред

отсутствие встроенных средств безопасности

Архитектура, основанная на компонентах, (CORBA, COM/DCOM) сняло часть проблем - снизило степень детализации и улучшило ситуацию с повторным использованием компонент. Компонентные технологии обеспечивали языки описания интерфейсов (к примеру, IDL) и средства для локального и удаленного вызова компонент.
SOA позволяет проектировать и создавать приложения, предоставляющие другим приложениям удаленно вызывать их методы через опубликованные интерфейсы, и возможность найти эти службы и описания интерфейсов. На схемы на примере web-служб видно 3 основные роли в SOA - службы (service providers), клиенты служб (service consumers) и брокеры (brokers). Доступ к службам происходит через сеть по стандартным протоколам. Сами службы описываются на стандартном языке (контракт службы) и публикуют эту информацию при помощи брокера. Службы разделяют свой интерфейс и его реализацию. Для вызова службы клиентскому приложению нужно только описание интерфейса службы - информация же о реализации службы не нужна клиентам. Реализация службы может меняться, не затрагивая клиентов и без необходимости предоставлять клиентам новую версию описания службы - в этом и проявляется низкая связанность частей системы (loose coupling). Другим преимуществом разделения интерфейса и реализации является возможность выбора клиентом службы из нескольких служб с одинаковым интерфейсом путем простого указания адреса нужной службы. В этом скрыта возможность для расширения и масштабирования системы после ее создания. В систему можно добавлять новые службы или новых клиентов служб не нарушая уже существующую функциональность. Причем для добавления добавления новой функциональности к системе не нужно иметь доступ к ее исходному коду. Для обеспечения такой независимости от реализации при использовании web-служб нужно избегать использования типов данных, привязанных к определенной технологии (например, вместо типизированных DataSet платформы Microsoft .NET использовать сущностные классы или специально созданные объекты переноса данных (DTO)) и расширений WS-*, пока имеющих различия реализаций на разных платформах.
Брокеры хранят информацию о службах и предоставляют эту информацию клиентам.
Web-службы являются наилучшей технологией, на котором основывается SOA. Поиск web-служб происходит в UDDI-каталоге, интерфейс службы описан на WSDL, а вызов происходит по протоколу SOAP. Так как web-службы базируются на стандартизированных технологиях, они работают в кросс-плафторменных средах и не зависят от языка реализации.

Характеристики service oriented architecture. Информационные системы, построенные согласно SOA, обладают следующими характеристиками:

основанность на индустриальных стандартах. SOA использует технологии, разработанные совместно Microsoft, IBM, SUN, BEA, Oracle, W3C. Это освобождает от привязки к конкретной платформе или поставщику программных продуктов. Различные части системы могут быть разработаны на различных языках программирования и работать на разных платформах

низкая связанность (loose coupling) частей системы. Клиенты в SOA системах могут разрабатываться в полной независимости от служб, используя только их опубликованный интерфейс. Из-за разделения интерфейса и реализации служб клиентские приложения подключаются к службам с помощью позднего связывания (late binding). Низкая связанность обеспечивает лучшую способность систем к их расширяемости: изменения в функциональности в службе не должно затрагивать клиентов, а при добавлении новых типов данных средства разработки берут на себя часть работы. Низкая связанность также способствует инкрементному и итеративному подходу к разработки ПО, из-за отсутствия трудностей реализации функцинольности службы за несколько итераций

повторная используемость служб. Службы намного легче использовать повторно в реальных условиях и при решении реальных бизнес-задач чем классы или компоненты. Легкость использования обеспечивается возможностью поиска и доступностью службы, не имеющая пространственные ограничения, посредством вызова через сеть

синхронные и асинхронные вызовы службы. Службы поддерживают как синхронные вызовы методов службы, когда клиент получаем от службы ответ, так и асинхронные вызовы, способные пересылать большие объемы информации и увеличивающие масштабируемость системы.

Типы служб. Службы на основе их функциональности можно условно поделить на пять типов:

службы доступа к данным , предоставляющие чтение и изменение данных (CRUD-функции). Они скрывают реализацию доступа к реальным источникам данных и предоставляют единый унифицированный интерфейс для доступа к данным вне зависимости от количества и вида используемых источников данных. Для обмена данными могут использоваться специально созданные сущностные объекты, XML данные или же объекты, инкапсулирующие таблицы БД (например, объекты DataSet платформы.NET). Этот вид служб SOA самый легкий в реализации и чаще всего используется в приложениях

службы бизнес-логики содержат функциональность, используемую для выполнения различных бизнес-операций (например, оформление заявки на слад или формирование отчета по уровню продаж). В ходе выполнения бизнес-операций обычно вызываются методы других служб (к примеру, служб доступа к данным для получения списка проданных товаров за последнюю неделю)

компоненты внешних приложений , вызываемые через их собственные интерфейсы (например, COM или DCOM). Примером такого приложения может быть CRM система, хранящая данные о покупателях и предоставляющая доступ к этим данным через COM

низкоуровневые вспомогательные службы отвечают за аутентификацию и авторизацию, мониторинг, поиск служб, регистрацию ошибок, вспомогательные функции, используемые в других службах. Часто их называют общие службы (common services) или службы инфраструктуры предприятия (interprise infrastructure services)

составные службы , делегирующие работу остальным типам служб и координирующие их действия. Они интегрируют остальные службы системы и выполняют контроль за транзакциями и преобразование потока данных от одних служб к другим путем конвертации в нужные форматы

Степень детализации служб (service granularity). Детализация служб относится к масштабу функциональности, предоставляемой службой. На основе функциональности по количеству данных, получаемых и отправляемых службой, можно разделить их на службы с мелкой детализацией (fine-grained), грубой детализацией (coarse-grained) и композитные (composite).
Службы с мелкой детализацией осуществляют прием и отсылку данных небольшими порциями информации и и на каждую их функцию приходится небольшое количество функциональность. Дополнительно может возникнуть необхоимость сохранения с состояния службы между ее вызовами.
При грубой детализации происходит обмен большими порциями информации и каждая функция реализуют б о льшую функциональность. При этом передаваемые данных часто имеют составную структуру и используются специально созданные объекты переноса данных (data transfer objects).
Функции с мелкой детализацией обычно вызываются не реальными приложениями, а другими службами - композитными или с грубой детализацией, использующими высокосоростные сетевые соединения. При вызове служб с мелкой детализацией напрямую клиентскими приложениями из-за большого количества обмениваемых сообщений (особенно при низкой скоростью соединения) суммарное время вызова функций возрастает из-за накладных расходов.
Композитные службы используют для своей работы службы с мелкой и грубой детализацией, делегируя им реальную работу и осуществляя контролирующую функцию и сбор информации.
Microsoft Indigo. Новая версия операционной системы Windows "Longhorn" будет включать в себя инфраструктуру для разработки распределенных систем под кодовым названием "Indigo", основанная на.NET. Indigo предоставляет общую программную модель для использования web-служб, .NET remoting, System.Messaging и.NET Enterprise Services. Indigo входит в состав WinFX (новой программной моделью Windows) и будет поставлятся так же и для операционных систем Windows XP и Windows 2003. Основными подсистемами Indigo являются сервисная модель, коннектор, хостинговое окружение и службы.

Архитектура Indigo

Сервисная модель Indigo отвечает за связывание кода, отвечающего за обработку сообщений, и приходящих сообщений. На нее возложены функции поддержки транзакций, обеспечения безопасности передачи сообщений и их гарантированную доставку. Для упрощения разработки активно применяется декларативный подход.
Коннектор обеспечивает соединение между службами, основанное на SOAP и метаданных служб. Скрывая детали реализации и оперируя такими понятиями как порт, канал и сообщение он позволяет создавать высокопроизводительные приложения, независящие от транспортных протоколов, обеспечивающие безопасность, регулирование нагрузки и надежность передачи сообщений и способных настраиваться на различные конфигурации сетей (SSL, прокси-серверы, файрволы и пр.). Для этого в коннектор входит кодировщик, конвертирующий сообщения в данные, передаваемые по конкретному транспортному протоколу, и обратно. Для гарантированной доставки сообщений можно применять одну из двух моделей гарантированной доставки: экспресс, при которой в памяти содержится буфер сообщений, доставка которых еще не подтверждена, и надежный, при котором этот буфер находится на жестком диске.
Хостинговое окружение. Сервисная модель Indigo и коннектор могут быть загружены в любой домен приложения. Окружение хостнига было разработано для использования Indigo в максимально большом количестве систем хостинга (dllhost.exe, svchost.exe, IIS и пр.).
Системные службы и службы сообщений. Для обеспечения функциональности служб Indigo использует специальные службы. В качестве пример системных служб можно привести службы для обеспечения транзакций. Службы сообщений обеспечивают расширенную функциональность для очередей сообщений и поддержку событий.
Как мы видим все подсистемы можно поделить на 2 уровня - на высокоуровневые слой, имеющий удобный для разработки приложений интерфейс, и низкоуровневый слой, обеспечивающий б о льшую производительность и контроль над тонкостями реализации.
Indigo позволяет создавать службы двух видов: web-службы и RemoteObject службы. Web-службы в Indigo представляют собой традиционные asmx службы ASP.NET, соответствующие SOAP 1.2 и дополненные расширенными возможностями: поддержкой распределенных транзакций, гарантированной доставкой сообщений, поддержкой web-serivce farms для увеличения масштабируемости и возможностью обмена сообщениями между службами и клиентами в обоих направлениях.
Службы RemoteObject являются улучшенной версией.NET remoting, позволяющей создавать экземпляры удаленных объектов или удаленно вызывать их методы. Обновления и улучшения коснулись улучшенной поддержки SOAP, импорта и экспорта метаданных, аутентификации, шифрования, распределенных транзакций и автоматической активации.