Middleware im Vergleich

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1 1 Middleware im Vergleich Prof. Dr. Alexander Schill Technische Universität Dresden Lehrstuhl Rechnernetze - Einführung und Beispiel - Java-Technologien - Web Application Server - CORBA und Microsoft COM+ - Vergleich und Fazit

2 Anwendungsbeispiel 2 Client (z.b. Geldautomat) Client (z.b. Kasse) Server (z.b. Kontenserver) Server (z.b. Journal/ Überwachung) Client (z.b. Homezugang) Anforderungen: - Dezentrale Systemlösungen - Internet/Intranet-Integration - Sehr große Zahl von Clients/Terminals - Sicherheitskonzepte - Transaktionsverarbeitung - Heterogenität der Systeme

3 Mehrstufige Architekturen 3 Client (z.b. Geldautomat) Client (z.b. Kasse) Server (z.b. Kontenserver) Anwendungslogik Server (z.b. Journal/ Überwachung) Datenverwaltung Client (z.b. Homezugang) Benutzerschnittstelle, ggf. Vorverarbeitung (thin client vs. fat client) 3-tier: dreistufige Struktur; bei komplexen Anwendungen zu bevorzugen 2-tier: zweistufige Struktur (Benutzerschnittstelle Host); einfacher, aber weniger flexibel

4 Middleware und Client/Server: Einordnung 4 Client (z.b. Kasse) Middleware (z.b. Java RMI, CORBA, COM+) Transportorientierte Schichten (z.b. TCP/IP, SNA) Phys. Netzwerk (z.b. Fast Ethernet, Token Ring, ATM) Anwendungsinteraktion Objektinteraktion Server (z.b. Kontenserver) Middleware Transportorientierte Schichten Phys. Netzwerk Def. von Middleware: Software für verteilte Anwendungen zur Überbrückung der Heterogenität unterschiedlicher Systeme und Netze.

5 Middleware: Basistechnologien 5 Java (Sun u.a.): - Programmiersprache, Applets - Remote Method Invocation (RMI) - Enterprise JavaBeans (EJB): Komponenten CORBA (Common Object Request Broker Architecture): - Objektorientiert, sprachunabhängig - Standard der Object Management Group (OMG) COM+ (Component Object Model): - Objektorientiert, relativ proprietär - Entwicklung von Microsoft Weitere Ansätze: - Message Queuing - SOAP (Simple Object Access Protocol) - Transaktionsmonitore, Web Application Server

6 6 Integrität Transaktionsmonitore Message Queuing (z.b. MQ Series) Middleware: Gesamteinordnung Object Transaction Monitor Web Application Server / Enterprise Application Integration Komponenten- Frameworks (CORBA, Enterprise JavaBeans, COM+) Nutzbarkeit durch Anwendungsentwickler Client/Server, Remote Procedure Call (RPC) (z.b. DCE - Distributed Computing Environment) CORBA-/ RMI-/ COM+-Basis- Kommunikation Flexibilität

7 7 Java Enterprise Edition EJB (Enterprise JavaBeans) CORBA (Runtime) JDBC (Java Database Connectivity) JSP (Java Server Pages), Servlet API JMS (Java Messaging Service) Transaktionen (JTA, JTS - Java Transaction Architecture / Service) XML (Deployment Desriptoren) JNDI (Java Naming and Directory Service) J2EE Connector (Schnittstellen für Legacy-Integration)

8 Java RMI: Grundprinzip 8 Client (z.b. Kasse oder Info - Terminal) 3. Erzeugen eines Remote Object 1. HTTP-Zugriff auf WWW-Server 2. Übertragung des Java Applet 4. Naming Lookup 5. Entfernter Objektaufruf Server (auch WWW) (z.b. Kontenserver) <name> Remote Object (entfernt aufrufbar) Remote Object Registry (einfacher Directory Service) Interaktion mit WWW-Server, dynamische Anfragen etc. möglich (z.b.für Investment - Informationen) Auch Rückaufrufe des Servers bei Client-Objekten (z.b. für Parametereingaben)

9 9 JDBC (Java Database Connectivity) Programmierschnittstelle zum Zugriff auf relationale Datenbanken In Anlehnung an ODBC (Open Database Connectivity) Zahlreiche Treiber für verschiedene Datenbanken (z.b. Oracle, Sybase, DB2, SQL Server etc.) Auch als JDBC/ODBC-Bridge realisiert Realisiert jedoch nur direkte Datenbankzugriffe; weitergehende verteilte Transaktionslogik in heterogenen Systemen erfordert Transaction Services / Transaktionsmonitore, z.b. auf CORBA-Basis

10 Komponententechnologien unter Java 10 Traditionelle objektorientierte Sprachen (Smalltalk, C++, aber auch Java) ermöglichen Wiederverwendung nur in begrenztem Maße (abhängig von Sprachkonzepten, Spezifika der Oberklassen etc.) Daher: Verbesserte Kapselungstechniken auf Basis von Komponenten: Schnittstelle(n) Eigenschaften Ereignisse Konkrete Ansätze unter Java: JavaBeans (Client) Enterprise JavaBeans (Server) Verschmelzen mit Konzepten der CORBA Components Alternative: COM+-Komponenten

11 Entwicklungsunterstützung: Beispiel 11

12 Enterprise JavaBeans 12 (Verteilte) Transaktionen Client 1 Java RMI EJB EJB Transaktionsmonitor/ DBMS EJB Container Client 2 EJB-Server Ziel: Auslagerung von Verarbeitungslogik auf den Server; implizite Transaktionen

13 13 Transaktionssteuerung und Sicherheitsaspekte Sehr einfache Mechanismen auf Attribut-Basis: TX_REQUIRED: Transaktion obligatorisch; ggf. implizites Starten einer neuen Transaktion (falls noch keine Transaktion aktiv) TX_REQUIRES_NEW: Transaktion obligatorisch, wird stets neu gestartet bei Methodenaufruf der Bean (ggf. temporäre Suspendierung einer vorhandenen Transaktion) TX_MANDATORY: Transaktion obligatorisch, muß bereits zuvor existieren (ansonsten Ausnahmemeldung) Ähnliche Konzepte für Sicherheitsfragen (Zugriffskontrolle): <security-role> <role-name>administrator</role-name> </security-role> <method-permission> <role-name>administrator</role-name> <method> <ejb-name>bankbean</ejb-name> </method> </method-permission> <method-name>*</method-name>

14 14 Web-Application-Server Schnittstellen-Server zwischen Web/Java-Client und Diensten der Unternehmens-DV ( middle-tier ) Aufgaben: Daten- und Aufrufanpassung Legacy-Integration; Transaktionen Zugriffsschutz Lastverteilung

15 Architekturprinzip Java RMI, Internet Inter-ORB Protocol, DCOM-Protokoll 15 Java- Client HTML- Client Äußere Firewall HTTP Innere Firewall Web-Server HTML- HTML- Dokumente HTML- Dokumente HTML- Dokumente HTML- HTML- Dokumente HTML- CGI- CGI- Dokumente Skripte Skripte (optional) Application- Server proprietäre Protokolle proprietäre Protokolle proprietäre Protokolle Stateful-Verbindung Transaktions- Monitore Betriebs- wirtschaftliche- Software Mainframe- Anwendungen Stateless-Verbindung Datenbanken

16 Entwicklungsprozess 16 Anforderungen Generierung Instanziierung UML (Unified Modeling Language) CORBA / EJB / COM+ CORBA, EJB Container, COM+ Anwender Entwurf / Modellierung Komponentenentwicklung Installation / Deployment Laufzeit / Komponentennutzung

17 Web Application Server 17 Wesentliche Funktionalität: Entwicklung und Verteilung von Java Anwendungen ( Three-Tier ) Skalierbarkeit (>1000 Server, >10000 Clients): Multithreading, Connection-Reuse etc. Komponentenmodell (Enterprise JavaBeans, COM+ etc.) Transaktionsunterstützung Sicherheit (Authentisierung, Zugriffskontrolle) Wünschenswerte Eigenschaften: Integration von Entwicklungsumgebungen (z.b. IBM Visual Age, Inprise JBuilder, BEA / Symantec Visual Cafe, MS Visual J++) Zugang zu verbreiteten Datenbanken (Oracle, MS SQL Server, Sybase, Informix, DB2) Unterstützung von Web-Portal-Diensten Unterstützung aktueller Java APIs (JDBC, JNDI, JMS etc.) Replikation und Lastverteilung

18 Enterprise Application Integration (EAI) 18 Ziel: Integration unterschiedlicher Anwendungen (Backend) Beispiele: - Enterprise Resource Planning (ERP) - Customer Relationship Management (CRM) - Supply Chain Management (SCM) Technologische Basis: Middleware und Web Application Server (z.b. von IBM, BEA, Forte etc.) Zusätzliche produktspezifische Adapter Lösungsansätze: Datenintegration Schnittstellen-basierte Integration (API-Integration) Workflow- / Prozess-orientierte Integration (bei komplexen Abläufen über mehr als ca. 5 Anwendungen)

19 19 Web-Application-Server: Produktbeispiele BEA Weblogic IBM Websphere IONA Orbix 2000 / I-Portal-Suite Inprise Application Server Microsoft MTS SAG Bolero Oracle Application Server (ias) Sybase Enterprise Application Server Sun: Forte Fusion Application Server

20 CORBA 20 Common Object Request Broker Architecture (CORBA) - Standardisiert durch OMG (Object Management Group) als Teil der OMA (Object Management Architecture) - Objektorientierter Ansatz, Vererbung, Wiederverwendbarkeit - Language Mapping unter anderem für C, C++, Java, Smalltalk, ADA, Cobol - Durch Java Möglichkeit der Anbindung von Intranet / Internet - Komponentenmodell (CORBA Components); EJB ist Teilmenge hiervon; Möglichkeiten zur Abbildung

21 Object Management Architecture (OMA) 21 Application Objects CORBA Facilities Object Request Broker (ORB) CORBA Services

22 Anwendungsbeispiel 22 Anfrage Naming Service Anmeldung Client (z.b. Kasse) ORB-Aufruf Server (z.b. Kontenserver) Server (z.b. Journal/ Überwachung) Transaction Service Security Service

23 23 Component Object Model COM+ Middleware - Lösungen von Microsoft, entstanden aus OLE/COM und DCOM (Distributed COM), herstellerabhängig Integriert in Windows 2000 (Referenzimplementierung), Portierungen älterer DCOM-Lösungen auf Unix- Plattformen, OS/390, AS/400 etc. Schnittstellenbeschreibung: MIDL; Abbildung auf Java (derzeit gemäss Visual J++), Visual C++, Visual Basic etc. Höhere Services mit COM+ integriert (Transactions, Security, Queued Components, Event Service, In-Memory Database, Load Balancing, Object Pooling/Caching ) Schnittstellen zu CORBA vorhanden

24 COM+ - Architektur 24 Client COM+ Runtime COM+ Runtime Objekt RPC Sicherheitsmechanismen Sicherheitsmechanismen RPC TCP/IP TCP/IP COM+-Netzprotokoll Sprachunterstützung u.a. für Visual J++, Visual C++, Visual Basic, auf nicht-microsoft-plattformen jedoch mit Einschränkungen

25 Sicherheitsmechanismen 25 Client Objekt ACL für Objekt 1. Nutzername 4. Aufruf ACL-Prüfung COM+ runtime COM+ runtime 3. Sicherheitsmanager 2. Authentisierung Erweitertes Verzeichnis mit Nutzer-Credentials Basierend auf Kerberos Weiterentwicklung: Distributed Security (zusätzlich X.509 Public Keys)

26 26 Transaktionen Basierend auf Microsoft Transaction Server (Transaktionsmonitor) Datenbankanbindung innerhalb Microsoft-Umgebungen (z.b. SQL Server, MS Message Queuing) Unterstützung außerdem für Oracle, IBM DB2 (OS/390, AS/400, AIX, Windows 2000, OS/2), Informix, Sybase Automatische Aktivierung / Deaktivierung von Server- Objekten innerhalb von Transaktionen -> Ressourcenoptimierung

27 Legacy-Integration 27 Client Windows 2000 MTS Proxy SNA Server OS/390 - CICS - IMS COMTI (COM Transaction Interface) Component Builder COMTI Admin Tool

28 28 COM+: Bewertung Vorteile: Sehr komfortable Anwendungsentwicklung unter Microsoft-Plattformen; Dienste sehr gut integriert Umfangreiche Unterstützung grafischer Benutzeroberflächen Vergleichsweise preisgünstig Nachteile: Begrenzte Verfügbarkeit für andere Plattformen; Clients nur für Windows Teilweise Sprachabhängigkeit, Herstellerabhängigkeit Begrenzte Skalierbarkeit Empfehlung: Nutzung für kleinere Microsoft-Umgebungen, für größere, stark heterogene Umgebungen erscheint dagegen CORBA und EJB besser geeignet

29 Vergleich: CORBA / Java RMI / COM+ 29 Sprachunterstützung Betriebssystemunterstützung Legacy- Integration CORBA Beliebig (v.a. C++, Java, COBOL) Alle wesentlichen Systeme Transaction und COBOL-Binding Java RMI/ EJB Eingeschränkt (Java) Alle wesentlichen Systeme Weitere Produkte (z.b. Web Application Server) Mit Java/WWW möglich Nutzung von CORBA wesentlich Oberflächenentwicklung Mit Java/WWW möglich Angebotene Sehr zahlreich; Services praktisch verfügbar: Kerndienste Preis Mittlerer Bereich Frei verfügbar; CORBA i.d.r. zusätzlich nötig Geeignet für komplexe Anwendungen Ja In Verbindung mit CORBA COM+ Eingeschränkt (Visual J++, Visual C++, Visual Basic) Primär Windows 2000 Spezielle Produkte (z.b. Entire X) Visual Basic: sehr einfach Kerndienste Relativ gering Bedingt; primär in Microsoft-Umgebung

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