面向服務體系架構(gòu)

面向服務體系架構(gòu)SOA 主要內(nèi)容 分布式系統(tǒng)概述什么是Web服務面向服務的體系結(jié)構(gòu)SOA的功能描述與質(zhì)量屬性SOA的基本特性SOA的優(yōu)勢與挑戰(zhàn) 分布式系統(tǒng) 定義 分布式系統(tǒng)屬組件分布在網(wǎng)絡計算機上且通過消息傳遞進行通信和動作協(xié)調(diào)的系統(tǒng) 分布式系統(tǒng)特征 并發(fā)性 缺乏全局時鐘 故障獨立性 構(gòu)造和使用分布式系統(tǒng)的主要動力來源是資源共享 分布式系統(tǒng)特征 并發(fā)性 在一個計算機網(wǎng)絡中 程序并發(fā)執(zhí)行 在需要時共享資源 系統(tǒng)處理共享資源的能力應該隨著網(wǎng)絡資源的增加而增加 如何協(xié)調(diào)并發(fā)執(zhí)行的共享資源的企業(yè)程序是一個重要問題 缺乏全局時鐘 因為網(wǎng)絡上計算機同步時鐘的準確性受到限制 所以程序需要協(xié)調(diào)時僅能通過交換消息來協(xié)調(diào)它們的動作 通過網(wǎng)絡發(fā)送消息作為唯一通信方式的直接結(jié)果 同步是重要的問題故障獨立性 所有計算機都可能發(fā)生故障 網(wǎng)絡故障導致與之互聯(lián)的計算機的隔離 計算機中程序無法檢測網(wǎng)絡時出現(xiàn)了故障還是網(wǎng)絡運行的比通常慢 計算機的故障或系統(tǒng)中程序的一場終止并不能立即被與之通信的組件感知 系統(tǒng)中每個組件對單獨地出現(xiàn)故障 而其他組建還在運行 分布式系統(tǒng)實例 因特網(wǎng)是一個巨大的多種類型計算機網(wǎng)絡的互連集合 因特網(wǎng)上計算機程序通過傳遞消息交互 采用了一種公共通信手段 因特網(wǎng)協(xié)議是一項重大的技術(shù)成果 它使得一個在運行的程序能給在任何地方的程序發(fā)送消息 企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)是因特網(wǎng)的一個部分 實現(xiàn)獨立管理 具有邊界 通過配置能夠執(zhí)行本地安全策略 防火墻作用是防止未授權(quán)消息的發(fā)出和進入來保護企業(yè)內(nèi)部網(wǎng) 防護墻是通過過濾進出消息實現(xiàn)其功能 移動計算 Kleinrock1997 是指用戶在移動中執(zhí)行計算任務的能力或訪問他們所處環(huán)境以外的位置的能力 普適計算 Weiser 1993是指對多種在用戶的物理環(huán)境中存在的小型的 便宜的計算設備的控制 它們的計算行為將緊密地 透明地捆綁到它們的物理功能上 技術(shù)挑戰(zhàn) 異構(gòu)性開放性安全性并發(fā)性透明性可擴展性故障與容錯 Web服務 IBM定義 Web服務是一種接口 它描述了一組操作 可以使用標準的XML消息傳遞技術(shù) 經(jīng)由網(wǎng)絡訪問這些操作 Web服務可完成指定的任務或任務組 Web服務采用標準的 形式化的XML概念進行描述 稱之為服務描述 服務描述提供了與該服務進行交互所必須的所有細節(jié) 包括消息格式 即操作的細節(jié) 傳輸協(xié)議和位置 接口的實質(zhì)是隱去了服務的實現(xiàn)細節(jié) 以致于它的使用可以獨立于實現(xiàn)他的硬件或軟件平臺 獨立于用來編寫它的編程語言 允許并促進了基于Web服務的應用成為松散耦合的 面向構(gòu)件的 跨技術(shù)的實現(xiàn) Web服務可以單獨使用 也可以與其他Web服務協(xié)作執(zhí)行一個復雜的任務集或商業(yè)事務 Web服務 Microsoft定義 Web服務是一個向其他應用提供數(shù)據(jù)和服務的應用邏輯單元 應用程序通過無處不在的Web協(xié)議和數(shù)據(jù)格式訪問Web服務 如HTTP XML和SOAP 而無需關(guān)心每個Web服務是如何實現(xiàn)的 SUN定義 Web服務是軟件構(gòu)件 這類構(gòu)件具有被發(fā)現(xiàn) 可組合和重組合的特性 用于解決用戶的問題或要求 Java語言和XML是Web服務的最重要技術(shù) 從業(yè)務 商務 技術(shù)視角看 業(yè)務視角 Web服務就是關(guān)于集成的技術(shù) 即 集成同一機構(gòu)內(nèi)的應用功能 或集成商務伙伴之間的應用 商務視角 Web服務是一商務過程或是商務過程中的步驟 內(nèi)部的或外部的商務伙伴都可經(jīng)由網(wǎng)絡使用這項服務 以達到某種業(yè)務目標 技術(shù)視角 Web服務只是一個或多個相關(guān)操作的集合 這些操作可以由網(wǎng)絡訪問 并可以用服務描述來描述 面向服務 TCP IP作為網(wǎng)絡開放平臺能夠支持諸如客戶 服務器計算的體系結(jié)構(gòu) 因特網(wǎng)基于HTML和HTTP 它提供了第一個真正全球開放的 可移植的用戶界面 Java實現(xiàn)開放和可移植的編程 XML實現(xiàn)開放和可移植的數(shù)據(jù)交換 web服務實現(xiàn)基于開放式標準的廣泛集成 服務 WEB RPC 單機 面向服務 軟件應用形態(tài) 定制 商品消費 軟件服務 商品消費中心 商品提供者 商品消費者 購買商品 提供商品 面向服務體系架構(gòu) 服務提供者 一個可通過網(wǎng)絡尋址的實體 它接受和執(zhí)行來自使用者的請求 它將自己的服務和接口契約發(fā)布到服務注冊中心 以便服務使用者可以發(fā)現(xiàn)和訪問該服務 服務使用者 一個應用程序 一個軟件模塊或需要一個服務的另一個服務 它發(fā)起對注冊中心中的服務的查詢 通過傳輸綁定服務 并且執(zhí)行服務功能 服務使用者根據(jù)接口契約來執(zhí)行服務 服務注冊中心 服務發(fā)現(xiàn)的支持者 它包含一個可用服務的存儲庫 并允許感興趣的服務使用者查找服務提供者接口 面向服務體系架構(gòu) 面向服務的體系結(jié)構(gòu)中的每個實體都扮演著服務提供者 使用者和注冊中心這三種角色中的某一種 或多種 面向服務的體系結(jié)構(gòu)中的操作包括 發(fā)布 Publish 為了使服務可訪問 需要發(fā)布服務描述以使服務使用者可以發(fā)現(xiàn)它 發(fā)現(xiàn) Find 服務請求者定位服務 方法是查詢服務注冊中心來找到滿足其標準的服務 綁定 Bind 和調(diào)用 invoke 在檢索到服務描述之后 服務使用者繼續(xù)根據(jù)服務描述中的信息來調(diào)用服務 面向服務架構(gòu)SOA 一種體系結(jié)構(gòu)風格 它將應用程序的不同功能單元 服務 service 通過服務間定義良好的接口和契約 contract 聯(lián)系起來 接口采用中立的方式定義 獨立于具體實現(xiàn)服務的硬件平臺 操作系統(tǒng)和編程語言 使得構(gòu)建的系統(tǒng)中的服務可以使用統(tǒng)一和標準的方式進行通信 這種具有中立的接口定義的特征稱為服務之間的松耦合 面向服務架構(gòu)SOA SOA的體系架構(gòu)指導描述了體系結(jié)構(gòu)的式樣 要素和關(guān)系 以及在整個開發(fā)生命周期中他們是如何被識別 指定和管理的 通常體系結(jié)構(gòu)的目標 特別是體系結(jié)構(gòu)建模 提供了一個適當?shù)某橄蠹墑e 在此級別上 可以容易地識別體系結(jié)構(gòu)的要素 并且對要素進行控制 WebServices的目標是即時裝配 松散耦合以及自動集成 服務 service 是整個SOA實現(xiàn)的核心 SOA的基本元素是服務 SOA指定一組實體 服務提供者 服務消費者 服務注冊表 服務條款 服務代理和服務契約 這些實體詳細說明了如何提供和消費服務 這些服務是可互操作的 獨立的 模塊化的 位置明確的 松耦合的并且可以通過網(wǎng)絡查找其地址 服務規(guī)范 服務規(guī)范有三個規(guī)范要素 根據(jù)服務的建模類型可對它們進行選擇 結(jié)構(gòu)規(guī)范定義了可以調(diào)用的操作和由這些操作銷毀或創(chuàng)造出的消息 行為規(guī)范表示服務客戶和所指定服務之間的任意預期的有意義的協(xié)議或會話 策略規(guī)范表示服務的策略主張和約束 策略主張可能包括安全性 可管理性等等 SOA協(xié)議棧 功能性方面 服務 傳輸協(xié)議 用于將來自服務使用者的服務請求傳送給服務提供者 并且將來自服務提供者的響應傳送給服務使用者 通信協(xié)議 一種經(jīng)過協(xié)商的機制 通過這種機制 服務提供者和服務使用者可以就將要請求的內(nèi)容和將要返回的內(nèi)容進行溝通 服務描述 一種經(jīng)過協(xié)商的模式 用于描述服務是什么 應該如何調(diào)用服務以及成功地調(diào)用服務需要什么數(shù)據(jù) 服務 描述供使用的操作 功能性方面 流程 業(yè)務流程一個服務的集合 可以按照特定的順序并使用一組特定的規(guī)則進行調(diào)用 以滿足業(yè)務要求 業(yè)務流程本身也看作是服務 這樣就產(chǎn)生了業(yè)務流程可以由不同粒度的服務組成的觀念 功能性方面 服務注冊中心 服務注冊中心一個服務和數(shù)據(jù)描述的存儲庫 服務提供者可以通過服務注冊中心發(fā)布它們的服務 而服務使用者可以通過服務注冊中心發(fā)現(xiàn)或查找可用的服務 服務注冊中心可以給需要集中式存儲庫的服務提供其他的功能 服務質(zhì)量方面 策略是規(guī)則集在這些條件和規(guī)則之下 服務提供者可以使服務可用于使用者 策略既有功能性方面 也有與服務質(zhì)量有關(guān)的方面 因此 在功能和服務質(zhì)量兩個部分中都有策略功能 安全性是規(guī)則集應用于調(diào)用服務的服務使用者的身份驗證 授權(quán)和訪問控制 事務是屬性集應用于一組服務 以提供一致的結(jié)果 如果要使用一組服務來完成一項業(yè)務功能 則所有的服務必須都完成 或者沒有一個完成 管理是屬性集應用于管理提供的服務或使用的服務 Web服務策略 目標 是提供使Web服務應用程序能夠指定策略信息所需的機制框架 提供了一種靈活且可擴展的語法 用于表達基于XMLWeb服務的系統(tǒng)中實體的功能 要求和一般特性 定義了一個框架和一個模型 用于將這些屬性表達為策略 策略定義為一組策略替換選項 其中每個策略替換選項又是一組策略斷言 某些策略斷言指定了一些傳統(tǒng)的要求和功能 這些要求和功能最終將出現(xiàn)在網(wǎng)絡中 如身份驗證方案 傳輸協(xié)議選擇 Web服務安全性四個基本要求 機密性 Confidentiality 是指信息對沒有經(jīng)過授權(quán)的個人 實體或進程的不可用性或不公開性 并保證消息內(nèi)容不對沒有經(jīng)過授權(quán)的個人公開 授權(quán) Authorization 是指權(quán)限的授予 包括根據(jù)訪問權(quán)限授予訪問權(quán)和保證發(fā)送方被授權(quán)發(fā)送消息 數(shù)據(jù)完整性 Dataintegrity 是指數(shù)據(jù)沒有以未經(jīng)授權(quán)的方式或被未經(jīng)授權(quán)的用戶不可察覺的改變或者破壞的性質(zhì) 從而確保消息在傳送的過程中不會被偶然或故意修改 原始性證明 Proofoforigin 是對消息或數(shù)據(jù)的發(fā)送者進行標識的證據(jù) 斷言消息由正確標識的發(fā)送者傳送 并且不會重新發(fā)送以前傳送過的消息 這一要求隱含了數(shù)據(jù)完整性的要求 Web服務的事務管理 WS Coordination 定義了在Web服務之間發(fā)生的任何事務處理的底層基礎(chǔ) 用來定義注冊Web服務以及協(xié)作Web服務來參與事務的機制 用于建立上下文環(huán)境 用來執(zhí)行和管理參與事務的不同Web服務單元 WS AtomicTransaction 用于處理事務的短期操作 實現(xiàn)事務的ACID特性 定義了分布式事務的兩段提交協(xié)議 在兩種資源之間達到同步以確保資源的一致性和完整性 WS BusinessActivity 用于處理長期運行的事務 處理事務場景 Web服務管理 Web服務管理指可以發(fā)現(xiàn)Web服務的基礎(chǔ)設施 Web服務 服務注冊中心和Web服務應用程序存在性 可用性以及健壯性的管理應用程序 管理系統(tǒng)還應當能夠控制和配置基礎(chǔ)設施及組件 Web服務管理主要分為兩個方面 實現(xiàn)Web服務基礎(chǔ)設施的可管理性 主要是確?？捎眯院吞峁┓彰枋?消息傳遞和網(wǎng)絡的關(guān)鍵元素的性能 Web服務本身的可管理性 一些主要的考慮是性能 可用性 事件和使用量度 因為它們將為服務提供者市場收取所提供的服務使用費提供必要信息 Web服務管理 在服務層上提供對網(wǎng)絡層 XML消息傳遞層 服務注冊中心和Web服務實現(xiàn)的基本報告和恢復辦法 在系統(tǒng)層上將自動提供量度 審計日志 啟動和停止處理過程 事件通知 作為Web服務運行時的一部分 Web服務也可以實現(xiàn)向托管它的服務器提供基本的健壯性和監(jiān)督信息 可管理的服務的WSDL文檔的定義應當是Web服務能實現(xiàn)提供通過管理系統(tǒng)訪問Web服務的管理信息的功能 這一接口可以獲得配置和量度數(shù)據(jù) 更新配置及接收來自可管理的Web服務的事件 Web服務分布式管理或WSDM標準正在由OASIS開發(fā) 對Web服務管理提供標準化的支持 通過使用Web服務來實現(xiàn)對不同平臺的管理 滿足涉及獨立業(yè)務實體的大規(guī)模SOA對分布式管理的要求 Web服務中的QoS的主要需求 性能可用性可靠性完整性安全性常規(guī)性可訪問性 Web服務中的QoS的主要需求 性能 指根據(jù)吞吐量和延遲對其進行測量 吞吐量的值較大且延遲的值較小表示W(wǎng)eb服務性能良好 吞吐量表示在給定時間段內(nèi)被服務的Web服務請求數(shù) 延遲是發(fā)送請求和接收響應之間的往返時間 可用性 指Web服務是否存在或是否已就緒可供立即使用 可用性表示服務可用的可能性 較大的值表示服務一直可供使用 而較小的值表示無法預知在某個特定時刻服務是否可用 與可用性有關(guān)的還有修復時間 time to repair TTR TTR表示修復已經(jīng)失效的服務要花費的時間 理想情況下 較小的TTR值是合乎需要的 Web服務中的QoS的主要需求 可訪問性 表示能夠為Web服務請求提供服務的程度 它可以表示為一種可能性尺度 用來表示在某個時間點上成功地實例化服務的成功率或機會 Web服務可用 但卻無法訪問這種情形是可能存在的 通過構(gòu)建一個可高度伸縮的系統(tǒng)使Web服務得到很高的可訪問性 可伸縮性是指不管請求量如何變化 都能夠始終如一地為請求服務的能力 Web服務中的QoS的主要需求 可靠性 指表示能夠維護服務和服務質(zhì)量的程度 每月或每年的失效次數(shù)是衡量Web服務可靠性的尺度 在另一種意義上 可靠性是指服務請求者和服務提供者發(fā)送和接收的消息的有保證和有序的傳送 完整性 指Web服務如何維護交互相對于最初情況的正確性 適當?shù)貓?zhí)行Web服務事務會實現(xiàn)正確的交互 一個事務是指一系列將被當作單個工作單元的活動 要使事務成功 必須完成所有的活動 如果一個事務未完成 那么所做的全部更改都被回滾 Web服務中的QoS的主要需求 安全性 指通過驗證涉及到的各方 對消息加密以及提供訪問控制來提供機密性和不可抵賴性 由于Web服務調(diào)用是發(fā)生在公共的因特網(wǎng)上 安全性的重要性已經(jīng)有所增加 根據(jù)服務請求者的不同 服務提供者可以用不同的方法來提供安全性 所提供的安全性也可以有不同的級別 常規(guī)性 指Web服務與規(guī)則 法律一致 遵循標準和已建立的服務級別協(xié)議 Web服務使用許多標準 如SOAP UDDI和WSDL 要正確調(diào)用服務請求者請求的服務 就必須嚴格遵守服務提供者所提供的正確版本的標準 例如 SOAP版本1 2 SOA基本特征 面向服務體系結(jié)構(gòu)特征 自包含和模塊化互操作性松散耦合位置透明可組合性明確定義的接口 SOA基本特征 服務的封裝 encapsulation 將服務封裝成用于業(yè)務流程的可重用組件的應用程序函數(shù) 它提供信息或簡化業(yè)務數(shù)據(jù)從一個有效的 一致的狀態(tài)向另一個狀態(tài)的轉(zhuǎn)變 封裝隱藏了復雜性 服務的API保持不變 使得用戶遠離具體實施上的變更 服務的重用 reuse 服務的可重用性設計顯著地降低了成本 為了實現(xiàn)可重用性 服務只工作在特定處理過程的上下文 context 中 獨立于底層實現(xiàn)和客戶需求的變更 服務的互操作 interoperability