LDAP-Server im Vergleich mit ZUM Architektur (RDBS)

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1 LDAP-Server im Vergleich mit ZUM Architektur (RDBS) 1 Architektur 1.1 Anforderungen an die Architektur Die Architektur soll offen sein, um unabhängig von evtl. beigestellten Verwaltungstools eigene Komponenten einbinden zu können. Das Verwaltungssystem soll ein Security-Framework mit Blackbox-Komponenten darstellen. Die Schnittstellen der Komponenten stehen der hauseigenen Entwicklung zur Verfügung. Die wesentlichsten Funktionen der User- und Kompetenzverwaltung stehen als API zur Verfügung. Das Datenmodell soll diese Flexibilität und Offenheit weitgehend unterstützen. Es muß effektive Strukturen für Metadaten zur Unterstützung des Customizing anbieten. Das System soll - eine lose Kopplung zwischen den Systemen realisieren, um die erforderliche Flexibilität und den gewünschten Investitionsschutz zu sichern. - gleichzeitig als Daten-Drehscheibe für alle Anwendungen fungieren, die User- und Organisationsdaten benötigen (EAI-Funktionalität). - eine integrierte Workflow-Engine enthalten, die es gestattet, die Bearbeitungsprozesse weitgehend zu automatisieren. - auch als Komponentware (online Berechtigungssystem) für die interne Entwicklung nutzbar sein und ein effektives SSO bieten. - verschiedene Codepages (Sprachen) intern transparent verwalten können. - bis in das Customizing hinein mandantenfähig sein - modular aufgebaut sein, um dem Anwender eine optimale Lizensierung zu bieten Der Zugang zu dem System soll auf verschiedenen Integrations-Ebenen möglich sein: - standardisiertes ASCII Interface für Input und Output - Zugang auf Ebene des internen Protokolls (wenn die EAI-Funktion auf Basis eines asynchronen Messaging realisiert wird) - Zugang über API - (geregelter) Zugang durch direkten DB-Zugang Diese Anforderungen bedingen, daß die Datenverwaltung durch ein etabliertes DBMS realisiert wird. 1

2 Logisch 1.2 Verschiedene Architekturvorschläge Aus logischer Sicht haben sich 2 Ansätze herausgebildet: 1. Ausweitung eines bestehenden Verwaltungssystems auf andere Plattformen 2. Allgemeiner Ansatz durch den Aufbau eines Metasystems, das alle anderen Verwaltungssysteme als Subsysteme betrachtet. Der erste Ansatz ist dann von Vorteil, wenn im Unternehmen eine Plattform dominiert und nur wenige andere Systeme im Einsatz sind. Ein Vertreter dieser Produktreihe ist das System SAM der Schumann AG (RACF als Basis). In großen Unternehmen ist diese Situation eher selten und vor allem nicht unbedingt zukunftssicher. Der zweite Ansatz eines überordneten Verwaltungssystems ist derzeit dominierend und auch die zukunftssichere Lösung. Die Produkte dieses Ansatzes unterscheiden sich in der Art der Verwaltung der Metadaten (Direktory versus relationale Datenbank) und in der Art der Systemkopplung intern und extern. Technisch Aus technischer Implementierungssicht sind derzeit 3 Varianten zur Produktreife gelangt 1. Klassische datenbankbasierte Technologie mit Fat Clients 2. Directory-basierte Verwaltungssysteme (LDAP) 3. Objektorientierte Client-Server Architektur mit Message-Passing Technologie und Services Die Clent-Server-Architektur des Zielsystems sollte noch dem Modell der Distributed Function implementiert sein. Zentral orientierte Services sollen auf dem ZUM-Server ablaufen. Die Clientfunktionalität soll auf die Admin-Tätigkeit und evtl. Auditfunktionen 2

3 2 Klassische datenbankbasierte Technologie mit Fat Clients Die etablierten Systeme gehören zur Kategorie der klassischen datenbankbasierten Technologie mit Fat Clients. Verwaltung Input- Interface Datenbank der Userdaten und Berichtigungen Subsystem Subsystem Subsystem Diese bewährte Technologie hat im statischen Betrieb sicher ihre Vorteile, ist aber jeweils mit nicht unerheblichem Aufwand an sich ändernde Bedingungen anzupassen. Dies hat in der Regel eine Änderung des Datenmodelles zur Folge, was immer mit Eingriffen in den Code verbunden ist. Häufigste Änderungen sind: - zusätzliche Userattribute - Änderungen in der Unternehmensorganisation - Einbeziehung kompletter (neuer) Unternehmensteile - Berücksichtigung zusätzlicher Subsysteme - Veränderte Datenstrukturen der 3

4 3 Directory-basierte Verwaltungssysteme (LDAP) Bei den directorybasierten Verwaltungssystemen wird die Datenhaltung in einem speziellen hierarchischen Datenbanksystem (LDAP) realisiert. Dieser Ansatz ist eine Wiederbelebung der hierarchischen Datenbanksysteme der 60 Jahre, die bereits damals ihre Vorteile bei speziellen Anwendungsfällen hatten (z.b. Stücklistenprozessoren) und aufgrund der gravierenden Mängel sich nur noch in speziellen Bereichen wieder finden. Hierarchisches Datenmodell Die Anordnung der Daten erfolgt wie in einem umgekehrten Baum Oberstes Datenfeld = Wurzelknoten Jeder weitere Knoten hat nur einen Vorgänger-Knoten Probleme: Wenn zwei Kunden die gleiche Pizza bestellen, so kann diese Beziehung in einem hierarchischen Modell nur dadurch beschrieben werden, daß die gleichen Pizzadaten wiederholt für den zweiten Kunden abgespeichert werden. Datenmodell Merkmale Hierarchie Relation Anpassbarkeit an die Realität gut für hierarchische Beziehungen; sonst nur über Redundanz bis auf rekursive Beziehungen gegeben erreichbar Flexibilität bei geänderten gering, da ggf. völlig geänderte gut, da keine Pfade vorgegeben Anforderungen Hierarchie Art des Zugriffs über Pfade fest vorgegeben flexibel über Attribute der Zugriffsgeschwindigkeit Hoch, bei einzelnem Zugriff über Ankerelement; Gering bei Selektionen (suchen) da jedes Element nur über den Anker zu erreichen ist Relationen langsam; Beschleunigung nur über Redundanz möglich / flache Tabellen 4

5 LDAP als ein spezielles hierarchisches Datenbanksystem Ein LDAP-Server speichert Daten in einer Datenverwaltung ab, die ein spezielles hierarchisches DBMS ist. Die Spezialität besteht darin, daß es ausschließlich für eindeutig hierarchisch strukturierte Daten mit hinreichender Stabilität (geringe Änderungsrate) geschaffen wurde. Verwaltung Direktory der Userdaten und Berechtigungen LDAP- Interface Subsystem Subsystem Subsystem Der Vorteil dieser Lösung besteht in einer weitgehenden Standardisierung des Direktory-Systems (LDAP / X500). Der Standard gestattet es, weitere userdefinierte Attribute einzufügen, womit eine gewisse Flexibilität gegeben ist. Es enthält wesentlich Einschränkungen in folgende Richtungen: - beschränkte Auswahl von vordefinierten Datentypen - keine Möglichkeit Referenzen zwischen Datenelementen zu verwalten - kein Transaktionsmanagement - aufwendige (zeitintensive) Such-Prozesse - keine standardisierte Zugriffsschicht im Vergleich zu SQL - massive Probleme bei Änderungen im Datenmodell Als Nachteil ist insbesondere die relativ starre hierarchische Datenverwaltung anzusehen. Als Schnittstelle nach außen steht nur das LDAP-Interface zur Verfügung. Ein direkter Zugang zu den Daten ist nicht vorgesehen. Die in LDAP zulässigen Datentypen sind für klassische Datenverarbeitungsaufgaben nicht hinreichend. Es besteht außerdem keine interne Möglichkeit, semantische Datentypen zu definieren bzw. codierte Daten zu nutzen. Hiermit sind Daten gemeint, die üblicherweise in Form einer Codetabelle vorliegen (z.b. Orgeinheiten, Kostenstellen, Stellenbezeichnung,...) Aus diesen Gegebenheiten resultiert eine geringe Flexibilität und Probleme in der Anbindung eigener Anwendungen, die nicht auf eine hierarchische Datenverwaltung ausgelegt sind. 5

6 Spezielle Implementierungen haben versucht, die systemeigenen Probleme durch externe Programmkomponenten auszugleichen. Z.B. gibt es eine Art Indizierung der Daten, indem sich das System den Anker merkt. Damit kann ein schnelleres Lesen über viele Anker realisiert werden. Dies Verfahren behindert jedoch die Änderungsmöglichkeiten des Datenmodelles noch weiter. Ein LDAP-Server ist dann sinnvoll, wenn der funktionelle Umfang der Anwendung eindeutig definiert ist und eine geringe Änderungsrate zu erwarten ist. Deshalb hat sich dieser Ansatz z.b. für Ressourcenverwaltungen auf einer bestimmten Plattform durchaus bewährt (z.b. NDS oder Active Directory). Wenn man aber gezwungen ist, in einem solchen System auch Organisationsdaten, die sich mitunter täglich ändern, zu verwalten, ist man schnell an der Leistungsfähigkeit angekommen. Wenn sich dann noch die Hierarchie (z.b. die Aufbauorganisation) ändert ist das Problem oft nur durch Neu- Konfiguration möglich. Da dies in der Regel zu aufwendig ist, sind die Daten nach solchen Ansätzen in kurzer Zeit nicht mehr aktuell. Aus Sicht einer zentralen Userverwaltung ergeben sich damit folgende Probleme: 1. Änderungen in der Struktur schwer zu realisieren 2. Diverse Redundanzen um Zuordnungen zu verwalten 3. keine Codetabellen der klassischen DV verwendbar (extra zu programmieren) 4. Wesentliche Aktivitäten im User- und Kompetenzmanagement haben den Charakter von Transaktionen, d.h. es ist eine logische Abfolge von Aktionen erforderlich. Diese Funktionalität ist bei Direktory-Servern nicht gegeben und kann (wenn überhaupt) nur extern realisiert werden. 5. Kein direkter Zugriff auf Datenebene 6. Keine Mehrsprachigkeit (Codepages) 7. Aufwendige externe Verfahren zur Sicherung der Datenkonsistenz nötig 8. Referentielle Integrität nicht gegeben 9. Mandantenfähigkeit nur indirekt durch Mehr-Serversysteme gegeben. An dieser Stelle soll ein Problem besondern herausgehoben werden: LDAP-Server sind nicht transaktionssicher Dies ist bei strikten Auswahlkriterien einer zentralen Nutzer- und Berechtigungsverwaltung ein k.o.- Kriterium. Anders herum: Ein LDAP-Server ist gut für Anwendungen mit nur-lesezugriffen und geringen Änderungen und keinen strukturellen Änderungen. 6

7 4 Objektorientierte Client-Server Architektur mit Message- Passing Technologie und Services Der Versuch, die Vorteile beider Ansätze unter Vermeidung der Nachteile zu verbinden wird mit dem objektorientierten Entwurf und mit dem Einsatz der Message-Passing Technologie in dem System ZUM (zentrales User-Management) versucht. Letztere bewirkt eine lose Kopplung aller Teilsysteme und baut zwischen ihnen eine asynchrone Kommunikation auf. Der objektorientierte Ansatz geht davon aus, daß es verschiedene Objekt-Typen gibt, die einerseits hierarchisch strukturiert sein können und zu denen der User eine Referenz hat. Diese Referenzen ordnen den User in ein Element ein (z.b. gehört zu) oder ordnet ihm eine Kompetenz zu (z.b. hat Zugang zu..) usw. Eine weitere Eigenschaft zur Erhöhung der Flexibilität besteht darin, daß in dem System für jedes Objekt Attribute definiert werden können. Hierzu sind einige semantische Datentypen bereits im System angelegt (Codetabelle, Bildungsregel für abgeleitete Attribute, kryptiertes Attribut) Objekt- Objekt- Typ1 Typ 2 User Objekt- Typ 3 Objekt- Typ n Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der Art der Kommunikation der Systeme / Komponenten untereinander. Alle Systeme kommunizieren mit Messages über einen sog. Nachrichtenraum miteinander. Dies bewirkt eine lose Systemkopplung und die Möglichkeit, individuelle Services zu entwickeln, die einerseits über den NR mit allen anderen Systemen kommunizieren können und vor allem ohne jegliche Programmierung alle bereits bestehenden Services nutzen können. Es ist z.b. völlig belanglos, ob die Änderung eines Userattributes aus dem originären Verwaltungstool kommt oder durch ein externes System in den NR übergeben wurde. Diese Änderung durchläuft alle Plausibilitäts- und Konsequenzkontrollen, wie jede andere Änderung. Da dieses System trotz der konzeptionellen Nähe zu den Directory-Systemen auf eine relationale Datenbank aufsetzt, ergeben sich daraus alle Möglichkeiten der Auswertung, Schnittstellengestaltung, Verteilung, Sicherung, usw. die von diesen leistungsfähigen Systemen geboten werden. 7

8 4.1 Grobe Architektur von ZUM Das System ZUM besteht aus den Programmgruppen: ZUM-Services Admin-Clients I O Systemen sowie Dienst- und Hilfsprogrammen WebClient die relativ lose miteinander gekoppelt sind. Die Verbindung wird mittels asynchroner Kommunikation nach dem Prinzip des Message-Passing realisiert. Runtime- Clients Input- Systeme ZUM- Services auf dem ZUM Security-Server Admin- Clients Output Systeme Externes ZUM- SSL API Web-Server Web- Clients Nachrichtenraum als zentrales Kommunikationsmittel Für die individuelle Verteilung der Userdaten an die Subsysteme ist ebenfalls keine Programmierung erforderlich, da dazu lediglich eine Referenzierung von Attributen erforderlich ist. Da andererseits alle Daten in einer relationalen Datenbank liegen, ist der direkte (möglichst nur lesende) Zugriff auf die Daten der Userverwaltung zur Verwendung in anderen Programmen ohne Probleme möglich. Als Nachteil kann u.u. die asynchrone Kommunikation gesehen werden, wodurch es nur zu einer quasi-online-verarbeitung eingegebener Änderungen kommt. Je nach Aktivierung und Laufzeit der Services dauert eine Verarbeitungsrunde ca. 15 min. Bei Bedarf können jedoch über einen Watchdog dringliche Messages abgefangen und in der Verarbeitung vorgezogen werden. Probleme können sich üblicherweise auch aus der Verwendung neuartiger im Unternehmen noch nicht etablierter Technologien (Message-Passing, echte Aufteilung in Services und Clientprozesse) ergeben. 8

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