新型软件开发技术-Web服务与SOA

第十二章 新型软件开发技术 - web服务与 SOA 12 第 12章 Web服务与 SOA 12.1 Web服务概述 什么是 Web服务 Web服务作为一种新兴的 Web应用模式 ， 是一 种崭新的分布式计算模型 ， 是 Web上数据和信息 集成的有效机制 。 Web服务就像 Web上的构件编程 ， 开发人员通 过调用 Web应用编程接口 ， 将 Web服务集成进他们 的应用程序 ， 就像调用本地服务一样 。 什么是 Web服务 数据层 数据访问层 业务层 业务面 监听者 Web服务的不同描述 应用的分布式 应用到应用的交互 平台无关性 Web服务的特点 使用标准协议规范 使用协约的规范性 高度集成能力 完好的封装性 松散耦合 12.2 Web服务体系结构模型 Web服务模型 服 务 代 理 服 务 提 供 者服 务 请 求 者 发 现 发 布 绑 定 Web服务开发生命周期 构建 部署 运行 管理 Web服务栈 发 现 服 务 消 息 格 式 层 传 输 协 议 层 U D D I 、 D I S C O W S D L 、 X M L S c h e m a S O A P H T T P , T C P / I P , S M T P 等 描 述 服 务 编 码 格 式 层 X M L Web服务体系结构的优势 高度的通用性和易用性 完全的平台 、 语言独立性 高度的集成性 容易部署和发布 作为 Web服务基础的 XML XML是 W3C制定的作为 Internet上数据 交换和表示的标准语言 ， 是一种允许用 户定义自己的标记的元语言 。 12.3 Web服务的核心技术 简单对象访问协议 SOAP信封 SOAP编码规则 SOAP RPC表示 SOAP绑定 S O A P E n v e l o p e S O A P H e a d e r S O A P B l o c k S O A P B l o c k S O A P B o d y S O A P B l o c k S O A P B l o c k Web服务描述语言 S e r v i c e P o r t ( e . g . h t t p : / / h o s t / s v c ) B i n d i n g ( e . g . S O A P ) P o r t B i n d i n g p o r t T y p e O p e r a t i o n ( s ) i n M e s s a g e O u t M e s s a g e A b s t r a c t i n t e r f a c e 统一描述、发现和集成协议 商业实体结构 商业服务结构 绑定模板 t模型结构 b u s i n e s s E n t i t y : 发 布 服 务 信 息 的 商 业 实 体 的 详 细 信 息 b u s i n e s s S e r v i c e : 一 组 特 定 的 技 术 服 务 的 描 述 信 息 B i n d i n g T e m p l a t e : 关 于 服 务 的 入 口 点 和 构 造 规 范 的 技 术 信 息 t M o d e l : 服 务 或 分 类 法 的 规 范 描 述 。 是 技 术 指 纹 的 表 现 基 础 12.4 Web服务的应用实例 系 统 入 口 G U I I E P D A 过 程 模 版 过 程 定 义 过 程 库 服 务 集 成 器 过 程 监 控 执 行 分 析 引 擎 运 行 交 互 服 务 单 元 搜 索 服 务 目 录 原 子 服 务 库 数 据 仓 库 数 据 库 12.5 面向服务的软件体系结构 SOA的概念 SOA为一种应用程序体系结构 ， 在这种体系结 构中 ， 所有功能都定义为独立的服务 ， 这些服 务带有定义明确的可调用接口 ， 可以以定义好 的顺序调用这些服务来形成业务流程 。 W3C定义 SOA为客户端 /服务器的软件设计方法 ， 一项 应用由软件服务和软件服务使用者组成 ， SOA与大多数通用的客户端 /服务器模型不同 之处 ， 在于它着重强调软件构件的松散耦合 ， 并使用独立的标准接口 。 Gartner定义 SOA的概念 I / O 处 理 流 管 理 器 应 用 配 置 服 务 1 应 用 管 理 服 务 4 服 务 3服 务 2 服 务 5 服 务 6 历 史 遗 留 系 统 服 务 总 线 一个完整的面向服务的体系结构模型 SOA的概念 服 务 接 口 共 同 的 封 装 共 同 的 语 言 格 式 共 同 的 安 全 和 容 错 处 理 服 务 数 据 访 问 层 逻 辑 层 S Q L D a t a b a s e X M L F l a t F i l e 数 据 单个服务内部结构 SOA的概念 SOA模型的特征 SOA的概念 松散耦合 粗粒度服务 标准化接口 面向服务的分析与设计原理 SOA的设计原则 业 务 组 织 体 系 结 构 底 层 设 计 分 析 设 计 开 发 业 务 流 程 建 模 企 业 体 系 结 构 面 向 对 象 分 析 与 设 计 面 向 服 务 的 分 析 与 设 计 SOA的实践原则 SOA的设计原则 业务驱动服务 ， 服务驱动技术 业务敏捷是基本的业务需求 变革那些问题 * IBM 和 GenXus 基于 SOA的解决方案使我们 的产品更加富于变化更能抢占市场使我们 更 加具有竞争力 。这将会使我们的业务在将来 显著地增长 . “SOA 是下一场变革的 核心 ， 其中的领军人物，能够 迅速 地 变化 ” “SOA 随需应变并且 为增长的变化作准备 . 这让公司作出了更好的 决策所以对公司来说来 说是关键的 ” SOA 用迅速的变化来支持业务创新 Traditional Business* Todays World-Class Business* *Sources: CBDi 为什么 SOA 使业务更具有灵活性和重用性 ? 从经济学角度来看 : 经济 的全球化增加了对灵活性 的需求 从业务流程来看 : 每天的变化 vs. 年度的变 化 使公司具有灵活性的成长 总是 CEO的主要议事日程 之一 资源的重用能减少多达 20%的成本 灵活性对于实现“随需应 变”的业务是至关紧要的 灵活的业务需要灵活的 IT 一种服务 ? 是一个可重复的业务任务 例如： 检查用户的 存款 ; 建立新的帐号 SOA是什么？ . 服务的方向 ? 是一种可以将业务整合成 为一系列相互联系的服务 的方法及相应的成果 面向服务的架构 (SOA)? 一种支持服务方向的 IT架构 一套整合的应用程序 ? 一套支持建立在 SOA之上的 业务过程的相互联系并且整 合的服务 实现业务重用性和灵活性的阻碍在哪里？ 缺少业务流程标 准 架构策略限制 独立的程序业务 需要 基础设施的构建 没有蓝图 SOA的生命周期 收集需求 建模 choreography; business state machines Ser vice P ro vider Ser vice Co nsum er Inte gra tio n (Ente rpris e Se rv ice Bus ) QoS La ye r (Se curity , M ana ge me nt & M on ito ring In fras truc ture Se rv ice s) Data A rch ite cture (m eta -da ta) & Bus ine ss In tell ige nc e Gov erna nc e Channel B2B Packaged Application Custom Application OO Application 业务流程 服务质量 描述 通信 网络服务的商业流程执行语言 (WS-BPEL) 安全 可靠性 管理 事务 网络服描述语言 (WSDL) SOAP 可扩展标记语言 (XML) 其他协议和服务 SOA能被基于标准的网络服务实现 As Patterns Have Evolved, So Has IBM 程序之间的点对点连接 基本，简单的连通性 信息骨干 EAI 通过一个中央 HUB来连 接应用程序 维护大量的连接更加容易 企业级应用程序集成 (EAI) 在一个企业级总线上集成和运作 服务 恰当定义的，基于标准界面的， 灵活的连接 面向服务的集成 SOA 让你的投资更加具有灵活性 The next stage of integration SOA 和以前的有什么区别？ 被广泛采用的网络服务保证 了界面的规范性。 在这以前，各个厂家不同的 规范限制了通用性。 标准 SOA 将业务和信息技术紧 密结合 (如今 73%的项目是 由 LOB驱动的 )* 在这以前，交流的途径和术 语都不统一。 组织的承认 SOA 服务关注业务级的活 动以及其交互。 在这之前，服务关注的是狭 窄的，技术领域内的子任务。 关注的重点 SOA 服务的连接是动态而 且灵活的。 在这以前，服务的交互行为 很难编程而且非常依赖程序 连接 SOA 服务能被广泛地重用 于现存的 IT设备之中。 在这之前所有的重用都是基 于之前的程序 重用的等级 *Source: Cutter Benchmark Survey 以业务为中心的 SOA 从最为关键的业务计划开始，并且使你可以建立 灵活的编排 给业务层传递关键信息，以 此来实现变革 使人和流程能互动。 凭借业务模式的变革来实现 更高的效率。 “Pick business processes with pain points that the business clearly recognizes processes for which the business most clearly needs end-to-end visibility, control, insight, and flexibility” 收集需求 建模和模拟 设计 整合人力 整合流程 整合信息 管理 IT资源 管理服务 监控业务 发现 构建和测试 组合 服务的重用和共享 建立决定权 为弥补 SOA 的不足而制定的策略， 度量和控制 SOA 的生命周期是成功项目的关键 3 1 2 SOA 切入点 5 4 Step 1: 将业务分解为组件 组件业务建模 在战略的高度决定哪些是重要的，哪些只是在价值链之中的一些操作 分析与组件相关联的，不同的 KPI 定义项目改革的优先级和范围 Step 3: 实现服务模型 发展一套基于服务 的架构用以支持基于组件的业务 为项目实现基于服务的规划策略 实现适当的管理机制 Step 2: 定义服务模型 基于服务的模型和架构 基于业务组件识别你的业务服务 识别你的业务流程 从而决定服务、流程和组件 在架构的基础上决定 SOA的实现 CBM 策略 SOA 实现 SOMA 建模 Business-Aligned IT Architecture SOA的步骤 I T S t r a t e g y P r o b le m Han d li n g a n d Res o lu t i o n Ope ra te a nd e x e c ut e T a c ti c s (D ire c t, R e a c t a nd C ontr o l) P la nni n g a nd A n a ly s is Ope ra te a nd e x e c ut e T a c ti c s (D ire c t, R e a c t a nd C ontr o l) P la nni n g a nd A n a ly s is New P r o d u c t Dev e l o p m e n t S a le s Cu s t o m e r M a n a g e m e n t a n d Ca r e Bil li n g a n d Co ll e c t i o n s P r o v is io n i n g & F u l f i l lm e n t S e r v ic e A s s u r a n c e Net wo r k Res o u r c e Dev e l o p m e n t D e v e l op N e w M a rk e t s a nd P rod uct s A c qui re a nd M a nage C ust om e rs D e v e l op a nd P rov i de Ne t work S e rv i c e s M a nage E nt e rpri s e Bill in g & Co ll e c t i o n s M a n a g e m e n t F u lf il lm e n t a n d r e s o u r c e P la n n in g T e c h n o l o g y a n d Res o u r c e S t r a t e g y a n d Cap a c it y P la n n in g S e r v ic e T e s t in g a n d p e r f o r m a n c e m a n a g e m e n t Rat in g Cu s t o m e r Bill in g Bu s in e s s M a n a g e m e n t S t r a t e g ic E n t e r p r is e P la n n in g M a r k e t i n g S u p p li e r / P a r t n e r S e t t le m e n t a n d Bil li n g S e r v ic e Co n f i g u r a t io n , Act iv a t io n a n d Dis c o n n e c t s Res o u r c e P r o v is io n in g De v ic e a n d S u p p li e r O r d e r M a n a g e m e n t Cu s t o m e r S L A / Q o S M a n a g e m e n t S e r v ic e P r o b le m M a n a g e m e n t S e r v ic e M a n a g e m e n t E n a b le r e s o u r c e p r o v is io n in g ( E n g in e e r in g a n d Co n s t r u c t io n ) Net wo r k Res o u r c e P e r f o r m a n c e M a n a g e m e n t S u p p li e r / P a r t n e r P r o b le m Rep o r t in g & M a n a g e m e n t S u p p li e r / P a r t n e r P e r f o r m a n c e M a n a g e m e n t S e r v ic e S t r a t e g y a n d Rea d in e s s P la n n in g P r o d u c t P o r t f o li o P la n n in g S e r v ic e De v e lo p m e n t a n d Ret ir e m e n t Cu s t o m e r Car e S t r a t e g y Acc o u n t P la n n in g P a r t n e r P r o d u c t De v . S t r a t e g y S a le s , Ch a n n e l, a n d A ll ia n c e M a n a g e m e n t Cu s t o m e r Co n t a c t O p e r a t i o n s M a r k e t a n d Br a n d S t r a t e g y Br a n d M a n a g e m e n t M a r k e t in g Co m m u n ic a t io n s , A d v e r t is in g a n d P r o m o t i o n M a r k e t in g Res e a r c h a n d An a ly s is P r o d u c t De v e lo p m e n t a n d Ret ir e m e n t S a le s Ch a n n e l S t r a t e g y E x e c u t e Cam p a ig n s a n d m a r k e t f u lf i ll m e n t L a u n c h P r o d u c t S a le s A ll ia n c e S t r a t e g y F in a n c ia l a n d A s s e t M a n a g e m e n t HR M a n a g e m e n t P ro c u re m e n t T e c h n o lo g y M a n a g e m e n t ( IT , R& D, Dis a s te r Re c o v e ry ) S t a k e h o ld e r M g m t / L e g a l a n d Re g u la t o r y Cu s t o m e r Car e M a n a g e m e n t Cu s t o m e r An a ly t ic s a n d p r o d u c t m a t c h in g Or d e r Ha n d li n g I n v e n t o r y M a n a g e m e n t Cu s t o m e r I n t e r f a c e M a n a g e m e n t S u p p ly Ch a in /V a lu e Ne t S t r a t e g y S a le s P r o b le m B&C L o y a lt y a n d Re t e n t io n S ta k e h o ld e r a n d E x te rn a l Rel a ti o n s M a n a g e m e n t 基于服务的建模和构架 (SOMA) Services Services Services Services Services Services Services Services Services Services Services SOMA SOMA 主要分为三个步骤 How we do it 第一步、定义主要 服务和业务级组件 第二步、选择和指 定企业级组件所需 要的关键服务 第三步、做出实现 的决定 Identification Specification Realization Domain Decomposition Subsystem Analysis Service Specification message & event specification component flow specification service flow specification Service Realization Decisions Goal-Service Modeling Existing System Analysis Component Specification information specification service allocation to components component layering Realization Decisions Specification of Services, Components, Flows Identification of candidate Services, Components, Flows What we do SOA的实施 SOA 与 WebSphere 有什么关系呢 ? WebSphere 是 IBM SOA 的核心 Process: WebSphere Process Server WebSphere ESB & Message Broker WebSphere Partner Gateway & Adapters People: WebSphere Portal WebSphere Everyplace Deployment Information: WebSphere Information Integrator Application Infrastructure: WebSphere Application Server & XD WebSphere Business Monitor WebSphere Business Modeler WebSphere Integration Developer Tivoli Composite Application Manager Tivoli Identity & Access Manager Rational Software Architect Rational Application Developer Workplace Designer Workplace Collaboration Services Interaction Services Process Services Information Services Partner Services Business App Services Access Services Business Innovation & Optimization Services Dev elopmen t Serv ice s Man ag emen t Serv ice s Infrastructure Services Business Services ESB 支持产品 WebSphere Business Modeler WebSphere Business Monitor Rational Software Architect Rational Application Developer WebSphere Integration Developer WebSphere Portal WebSphere Process Server WebSphere Information Integrator WebSphere Partner Gateway WebSphere App Server WebSphere Business Integration Adapters WebSphere Network Deployment WebSphere Extended Deployment WebSphere Everyplace Deployment Tivoli Composite Application Manager Tivoli Identity Manager Tivoli Federated Identity Manager Tivoli Access Manager Lotus Workplace Server WebSphere Message Broker WebSphere Enterprise Service Bus WAS R6.0网络服务标准 JAX-RPC (JSR-101) 1.1 Additional type support xsd:list Fault support Name collision rules New APIs for creating Services isUserInRole() JSR-109 WSEE 1.1 Moved to J2EE 1.4 schema types Migration of web services client DD moving to appropriate container DDs Handlers support for EJBs Service endpoint interface (SEI) is a peer to LI/RI WS-Security WSS 1.0 SAAJ 1.2 APIs for manipulating SOAP XML messages SAAJ infrastructure now extends DOM (easy to cast to DOM and use) WS-I Basic Profile 1.1 Attachments support WS-TX AT (Atomic Transactions) JAXR support UDDI v3 support Includes both the registry implementation and the client API library Client UDDI v3 API different than JAXR (exposes more native UDDI v3 functionality not available in JAXR) Web Services 增加的特性 . JAX-RPC 支持多协议 包含 EJB 绑定高层 QOS HTTP 1.1 客户端支持 增强表现以继续生存 扩展的 SOAP 元素支持 Lazy parsing Optimized retrieval APIs to leverage lazy parsing 增加了对现有 EJBs 的支持 自定义序列化 支持为中间件和元素类型重载序列化技术栈 WebSphere演化 JAX-RPC (JSR-101) 1.0 New standard API for programming Web services in Java JSR-109 1.0 New J2EE deployment model for Java Web services SAAJ 1.1 WS-Security Extensions added WS-I Basic Profile 1.0 Profile compliance UDDI4J version 2.0 (client) Apache Soap 2.3 enhancements The engine is a new high performance SOAP engine supporting both HTTP and JMS JAX-RPC (JSR-101) 1.1 Additional type support xsd:list Fault support Name collision rules New APIs for creating Services isUserInRole() JSR-109 WSEE 1.1 Moved to J2EE 1.4 schema types Migration of web services client DD moving to appropriate container DDs Handlers support for EJBs Service endpoint interface (SEI) is a peer to LI/RI SAAJ 1.2 APIs for manipulating SOAP XML messages WS-Security WSS 1.0 WS-I Basic Profile 1.1 Attachments support WS-TX AT (Atomic Transactions) JAXR support UDDI v3 support Includes both the registry implementation and the client API library Performance Enhancements SAAJ changes SOAP/JMS New parser (Banshee instead of B2B) SOAP/JMS Enhancements Caching enhancements Text message enhancements WS-N (Notification) WS-I BSP (Basic Security Profile) WS-BA (Business Activity) WebSphere 5.0.2/5.1 WebSphere 7.0 WebSphere 7.1 IBM ESB 包括 WebSphere ESB WebSphere Message Broker (高级 ESB) 两者的合并 2005年 9月 SOA发布 只有 IBMSOA架构提供了全面的 企业服务总线解决方案 ESB: WebSphere ESB, 提供企 业服务总线功能的新产品。 Advanced ESB: WebSphere Message Broker,在原来产品上的新 版本，提供高级企业服务总线功能。 新产品 新版本 1 2 WebSphere ESB and WebSphere Message Broker ESB: WebSphere ESB Advanced ESB: WebSphere Message Broker 客户需要面对 ESB可以解决的问题。因此，任何项目都可能需要 ESB或者 高级 ESB，或者两者都要。 Web服务连接和数据转换 Web Services JMS WebSphere MQ HTTP XML WebSphere Adapters JMS TIBCO Rendezvous Web Services Weblogic JMS WebSphere MQ TIBCO EMS JMS HTTP SonicMQ JMS Biztalk MQe Tuxedo Real-time IP FTP Multicast MQTT XML COBOL Copybook EDI-X.12 ACORD EDI-FACT ebXML AL3 HIPAA HL7 SWIFT FIX Custom Formats Word/Excel/PDF Plus the following: WebSphere Adapters 通用连接和数据转换 新产品 新版本 客户 内部 Web服务 即时报价 外部 Web服务 即时报价 Share Trader应用 外部 Web服务 延时报价 场景 1: WebSphere ESB SOAP / JMS 挑战： Share Trader金融服务需要通过几个系统的整合 来产生一个新的服务。 Share Trader要求基础架构中的 Web服务做出响应。业务需要对客户提供高级的服务， 用即时报价来代替原来的延时报价。 SOAP / HTTP SOAP / HTTP SOAP / HTTP 适配器或者 WebSphere Message Broker JMS or MQ WebSphere Information Integrator General Ledger (SAP) WebSphere Partner Gateway 场景 2: WebSphere Message Broker 通过 MQ的 XML 挑战 : JK企业准备改善客户服务来提高业务联盟。这是一个复 杂的，高度异构的环境 :有 Web服务和非 Web服务的相互沟通。 而且， JK需要在通过 ESB时，可以关联单独的消息来防止欺诈。 （一批） 可接受帐目 Billing (CICS/DB2) Reliable FTP Commarea via ECI Oracle DB2 SQL Server 虚拟数据仓库 通过 ODBC 的 XML SAP适配器 信用 机构 Web服务 应用 SOAP / JMS SOAP / HTTP Tuxedo 应用 MQ for Tuxedo 场景 3: WebSphere ESB and WebSphere Message Broker 组合 商店 1 挑战：零售商店， Inc.面对三个整合难题：公用的数据中心 的整合是脆弱的；新的商店系统需要在商店层次的整合； 超过 500家商店需要无缝的合公用数据中心连接在一起。 商店 2 WebSphere Message Broker 在公用数据中心 是各个商店间的信息的连接 在各种应用和系统直接传输消息 WebSphere ESB 在每一个分店 关联多个 J2EE应用到各个销售终端 商店 3 公用数据中心 WebSphere MQ WebSphere Application Server WebSphere Message Broker 提高性能 /自动控制 提供高级企业服务总线功能的已有产品的新版本。 提供各种连接和数据传输。 基于 WebSphere MQ. 业务 流程 ESB 一个世界基的 J2EE基础，具有企业级的可用性， 灵活性和性能。 提供应用和 Web服务之间的可靠的连接消息。可 以跨超过 80个支持的平台。 WebSphere Process Server 用户可以使用的高层次解决方案，来设计，自动操作， 管理组件和操作业务流程 基于 WebSphere ESB. WebSphere ESB 提供企业服务总线功能的新产品。提供 Web服 务连接和数据传输。 基于 WebSphere Application Server. IBM有最完整的产品家族 WebSphere ESB and WebSphere Application Server 用 WebSphere ESB可以快速整合而不需要广泛的 Java和 J2EE知识。 WebSphere Application Server: 传输层，提供可以通过 JMS 1.1, HTTP, IIOP的传输 具有协调功能，可以方便的使用工具来进行企业服务总线的 快速搭建和实现。 提供形象的功能来构建协调功能。 WebSphere ESB: 基于 WAS上的协调层，提供整合连接功能。 新产品 WebSphere Message Broker 基于你的需要来选择 ESB ESB Advanced WebSphere ESB 支持 Web服务 消息传输和协议转换 智能路由和消息日志 XML数据格式传输 实时事件处理 复杂事件处理 非 XML数据格式传输 传感器和设备整合 和 CICS & VSAM*的整合 实时数据交互 高性能 ESB WebSphere ESB 体系结构 C+ Client .Net Client WebSphere ESB WebSphere Application Server Tivoli Access Manager DB2 Universal Database Edge Components Java and C/C+ Web Services Client Clients: Messaging: JMS 1.1 MQ interoperability 中介功能 Web Services: WebSphere Adapter Support XSLT 消息路由 消息日志 DB Lookup WS-* SOAP/ HTTP UDDI Registry 3.0 SOAP/ JMS Lightweight Java Client coming WebSphere Integration Developer SCA Programming Model: SDO SCA SOA实施中的技术标准和 IBM产品支持