面向服務體系架構SOA 主要內容 分布式系統概述什么是Web服務面向服務的體系結構SOA的功能描述與質量屬性SOA的基本特性SOA的優勢與挑戰 分布式系統 定義 分布式系統屬組件分布在網絡計算機上且通過消息傳遞進行通信和動作協調的系統 分布式系統特征 并發性 缺乏全局時鐘 故障獨立性 構造和使用分布式系統的主要動力來源是資源共享 分布式系統特征 并發性 在一個計算機網絡中 程序并發執行 在需要時共享資源 系統處理共享資源的能力應該隨著網絡資源的增加而增加 如何協調并發執行的共享資源的企業程序是一個重要問題 缺乏全局時鐘 因為網絡上計算機同步時鐘的準確性受到限制 所以程序需要協調時僅能通過交換消息來協調它們的動作 通過網絡發送消息作為唯一通信方式的直接結果 同步是重要的問題故障獨立性 所有計算機都可能發生故障 網絡故障導致與之互聯的計算機的隔離 計算機中程序無法檢測網絡時出現了故障還是網絡運行的比通常慢 計算機的故障或系統中程序的一場終止并不能立即被與之通信的組件感知 系統中每個組件對單獨地出現故障 而其他組建還在運行 分布式系統實例 因特網是一個巨大的多種類型計算機網絡的互連集合 因特網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 因特網協議是一項重大的技術成果 它使得一個在運行的程序能給在任何地方的程序發送消息 企業內部網是因特網的一個部分 實現獨立管理 具有邊界 通過配置能夠執行本地安全策略 防火墻作用是防止未授權消息的發出和進入來保護企業內部網 防護墻是通過過濾進出消息實現其功能 移動計算 Kleinrock1997 是指用戶在移動中執行計算任務的能力或訪問他們所處環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 技術挑戰 異構性開放性安全性并發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 經由網絡訪問這些操作 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 包括消息格式 即操作的細節 傳輸協議和位置 接口的實質是隱去了服務的實現細節 以致于它的使用可以獨立于實現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 面向構件的 跨技術的實現 Web服務可以單獨使用 也可以與其他Web服務協作執行一個復雜的任務集或商業事務 Web服務 Microsoft定義 Web服務是一個向其他應用提供數據和服務的應用邏輯單元 應用程序通過無處不在的Web協議和數據格式訪問Web服務 如HTTP XML和SOAP 而無需關心每個Web服務是如何實現的 SUN定義 Web服務是軟件構件 這類構件具有被發現 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 從業務 商務 技術視角看 業務視角 Web服務就是關于集成的技術 即 集成同一機構內的應用功能 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 內部的或外部的商務伙伴都可經由網絡使用這項服務 以達到某種業務目標 技術視角 Web服務只是一個或多個相關操作的集合 這些操作可以由網絡訪問 并可以用服務描述來描述 面向服務 TCP IP作為網絡開放平臺能夠支持諸如客戶 服務器計算的體系結構 因特網基于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實現開放和可移植的編程 XML實現開放和可移植的數據交換 web服務實現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 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 服務提供者 一個可通過網絡尋址的實體 它接受和執行來自使用者的請求 它將自己的服務和接口契約發布到服務注冊中心 以便服務使用者可以發現和訪問該服務 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 它發起對注冊中心中的服務的查詢 通過傳輸綁定服務 并且執行服務功能 服務使用者根據接口契約來執行服務 服務注冊中心 服務發現的支持者 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 面向服務的體系結構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 面向服務的體系結構中的操作包括 發布 Publish 為了使服務可訪問 需要發布服務描述以使服務使用者可以發現它 發現 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 和調用 invoke 在檢索到服務描述之后 服務使用者繼續根據服務描述中的信息來調用服務 面向服務架構SOA 一種體系結構風格 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 聯系起來 接口采用中立的方式定義 獨立于具體實現服務的硬件平臺 操作系統和編程語言 使得構建的系統中的服務可以使用統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SOA SOA的體系架構指導描述了體系結構的式樣 要素和關系 以及在整個開發生命周期中他們是如何被識別 指定和管理的 通常體系結構的目標 特別是體系結構建模 提供了一個適當的抽象級別 在此級別上 可以容易地識別體系結構的要素 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絡查找其地址 服務規范 服務規范有三個規范要素 根據服務的建模類型可對它們進行選擇 結構規范定義了可以調用的操作和由這些操作銷毀或創造出的消息 行為規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議或會話 策略規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協議棧 功能性方面 服務 傳輸協議 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 通信協議 一種經過協商的機制 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容和將要返回的內容進行溝通 服務描述 一種經過協商的模式 用于描述服務是什么 應該如何調用服務以及成功地調用服務需要什么數據 服務 描述供使用的操作 功能性方面 流程 業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則進行調用 以滿足業務要求 業務流程本身也看作是服務 這樣就產生了業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據描述的存儲庫 服務提供者可以通過服務注冊中心發布它們的服務 而服務使用者可以通過服務注冊中心發現或查找可用的服務 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 服務質量方面 策略是規則集在這些條件和規則之下 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 也有與服務質量有關的方面 因此 在功能和服務質量兩個部分中都有策略功能 安全性是規則集應用于調用服務的服務使用者的身份驗證 授權和訪問控制 事務是屬性集應用于一組服務 以提供一致的結果 如果要使用一組服務來完成一項業務功能 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的要求和功能 這些要求和功能最終將出現在網絡中 如身份驗證方案 傳輸協議選擇 Web服務安全性四個基本要求 機密性 Confidentiality 是指信息對沒有經過授權的個人 實體或進程的不可用性或不公開性 并保證消息內容不對沒有經過授權的個人公開 授權 Authorization 是指權限的授予 包括根據訪問權限授予訪問權和保證發送方被授權發送消息 數據完整性 Dataintegrity 是指數據沒有以未經授權的方式或被未經授權的用戶不可察覺的改變或者破壞的性質 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 是對消息或數據的發送者進行標識的證據 斷言消息由正確標識的發送者傳送 并且不會重新發送以前傳送過的消息 這一要求隱含了數據完整性的要求 Web服務的事務管理 WS Coordination 定義了在Web服務之間發生的任何事務處理的底層基礎 用來定義注冊Web服務以及協作Web服務來參與事務的機制 用于建立上下文環境 用來執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 實現事務的ACID特性 定義了分布式事務的兩段提交協議 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服務管理指可以發現Web服務的基礎設施 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 管理系統還應當能夠控制和配置基礎設施及組件 Web服務管理主要分為兩個方面 實現Web服務基礎設施的可管理性 主要是確保可用性和提供服務描述 消息傳遞和網絡的關鍵元素的性能 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絡層 XML消息傳遞層 服務注冊中心和Web服務實現的基本報告和恢復辦法 在系統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服務也可以實現向托管它的服務器提供基本的健壯性和監督信息 可管理的服務的WSDL文檔的定義應當是Web服務能實現提供通過管理系統訪問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據 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 對Web服務管理提供標準化的支持 通過使用Web服務來實現對不同平臺的管理 滿足涉及獨立業務實體的大規模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性可訪問性 Web服務中的QoS的主要需求 性能 指根據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Web服務性能良好 吞吐量表示在給定時間段內被服務的Web服務請求數 延遲是發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 與可用性有關的還有修復時間 time to repair TTR TTR表示修復已經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 通過構建一個可高度伸縮的系統使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量的程度 每月或每年的失效次數是衡量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 適當地執行Web服務事務會實現正確的交互 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服務調用是發生在公共的因特網上 安全性的重要性已經有所增加 根據服務請求者的不同 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 常規性 指Web服務與規則 法律一致 遵循標準和已建立的服務級別協議 Web服務使用許多標準 如SOAP UDDI和WSDL 要正確調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 面向服務體系結構特征 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務流程的可重用組件的應用程序函數 它提供信息或簡化業務數據從一個有效的 一致的狀態向另一個狀態的轉變 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 獨立于底層實現和客戶需求的變更 服務的互操作 interoperability