Sind «Open Source» Application Server Praxis tauglich? Yves Caloz

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1 Betrifft: Autor: Sind «Open Source» Application Server Praxis tauglich? Yves Caloz Art der Information: Whitepaper (April 2005) Quelle: Aus unserem TechnoCircle 1 Einleitung Applikationsserver sind heute aus der IT-Branche nicht mehr wegzudenken. Wie aber stellt sich die Situation bei Open Source-Applikationsservern dar? Ist ihr Einsatz in einer Produktionsumgebung sinnvoll, und können sie die kommerziellen Produkte ersetzen? Heutzutage lassen sich Anwendungen auf viele Arten als eine Multi-Tier -Applikation implementieren. Wir zeigen Ihnen, welche Stellung eine J2EE-Architektur im Vergleich zu anderen Architekturen, wie z. B. LAMP (Linux, Apache, MySQL, PHP, Perl, Python), einnimmt. Der Applikationsserver ist der Kern dieser Architekturen. Wie in anderen Bereichen gewinnt Open Source mehr und mehr Marktanteile. Wir stellen Ihnen Produkte wie Tomcat, JBoss und Geronimo vor. Welches sind die wesentlichen Funktionen und wie werden diese in die vorgestellten Produkte implementiert? Sind die Produkte mit J2EE kompatibel, und wie kann auf unterschiedliche Datenquellen zugegriffen werden? Wir haben unser Augenmerk auch und vor allem auf verschiedene Aspekte wie Leistung, Sicherheit, Verwaltung, Support und Wartung gerichtet. Anhand einer Anwendung demonstrieren wir Ihnen, wie diese auf verschiedenen Applikationsservern wie JBoss und Bea Weblogic bereitgestellt wird. Mit Hilfe eines Vergleichs von kommerziellen Produkten, wie Bea Weblogic und Oracle Application Server, zeigen wir Ihnen, in welchen Fällen der Einsatz von Open Source-Applikationsservern sinnvoll ist. 2 Marktsituation Der Markt für Applikationsserver gehört in der Technologiebranche weiter zu einem der Märkte mit den höchsten Wachstumsraten. Worauf ist dies zurückzuführen? Der Applikationsserver ist in erster Linie das zentrale Element sämtlicher Entwicklungen einer webbasierten Architektur. Weiterhin laufen auf einem Applikationsserver sowohl Anwendungslogik als auch Datenzugriff zusammen. Dadurch kann über das Internet und das Intranet auf Anwendungen zugegriffen werden. Der Übergang zu Lösungen, die auf Java-Applikationsservern basieren, zeugt von echter Weitsicht. Vor allem aber gibt es diverse gute Gründe für den Wechsel zu einer solchen Architektur: Die meisten Applikationsserver sind auf einer ganzen Reihe von Plattformen verfügbar. Da sie in den meisten Fällen Java-basiert

2 sind, stellt ein Wechsel von einer Plattform zu einer anderen kein Problem dar. Die Arbeits-/Entwicklungsumgebung lässt sich problemlos an die aktuelle Situation anpassen - ein zweiter wichtiger Aspekt, der sich logisch aus dem ersten ergibt. Ihr Testprojekt beginnt in einer eingeschränkten Umgebung, d. h. mit einem einfachen PC, und endet in einer Produktionsumgebung mit Multiprozessor-Server, Clustering usw. Natürlich durchlaufen Sie auch alle anderen Stufen. Die Erweiterbarkeit (Skalierbarkeit) ist so gut wie grenzenlos. Sie können mit einem kleinen Projekt beginnen, das nur einige mehr oder weniger dynamische HTML-/JSP-Seiten umfasst, und am Ende eine auf mehrere Websites verteilte Multi-User-Anwendung realisieren, die gigantische Datenbanken nutzt. Neue Funktionen werden wie bei einem Lego-Baukastensystem hinzugefügt, wobei die Variantenvielfalt immens ist. Die Portierbarkeit des Codes und dessen Wiederverwendung ist ein oft genannter Punkt, der in der Praxis jedoch schwierig umzusetzen ist. Die Werkzeuge und die Infrastruktur, die den Entwicklern zur Verfügung gestellt werden, werden verbessern sich ständig und ermöglichen es, das Ziel Schritt für Schritt zu erreichen. Der Nachteil ist, dass die Architektur ein wenig komplizierter wird. Die grösste Schwierigkeit für ein Unternehmen, das einen Applikationsserver einsetzen möchte, besteht aber zweifelsohne in der Wahl der besten Plattform für seine Projekte. Es gibt eine Vielzahl an Applikationsservern mit mehr oder weniger umfangreichen Optionen und Konfigurationsmöglichkeiten. Dies ist für ein Unternehmen eine kritische Entscheidung. Eine falsche Wahl kann viele Probleme nach sich ziehen: häufige Unterbrechungen, keine Neuverteilung bzw. Konfiguration Ihres Systems bei wachsender Umgebung, unzureichende Antwortzeiten je nach Zugriffshäufigkeit auf Ihre Website und folglich Verlust von neuen und alten Besuchern. Die folgende Grafik zeigt die Kriterien, die für Unternehmen bei der Wahl eines Applikationsservers entscheidend sind, in der Reihenfolge ihrer Wichtigkeit:

3 Untersuchung von The middleware Company in 2004 unter 1148 teilnehmenden Unternehmen Richtet man sein Augenmerk vor allem auf J2EE, so zeigt die Studie von The middleware Company, dass der Applikationsserver von BEA Weblogic am beliebtesten ist. An zweiter Stelle steht der IBM Websphere. Der Marktanteil dieser beiden Applikationsserver beträgt mehr als 30 %. Betrachtet man nun die Stellung der Open Source-Applikationsserver, so stellt man fest, dass JBoss einen bemerkenswerten 3. Platz einnimmt vor Oracle Application Server und iplanet. Eine weitere Überraschung ist, dass der Anwendungsserver Geronimo in dieser Darstellung auftaucht. Der Applikationsserver ist noch nicht einmal als Release 1.0 verfügbar. Erklären lässt sich dies dadurch, dass am Markt bereits Produkte vorhanden ist, die auf dem Kern von Geronimo basieren. Gluecode JOE (http://www.gluecode.com/website/products/index.jsp) ist ein Beispiel. Untersuchung von The middleware Company in 2004 unter 1148 teilnehmenden Unternehmen

4 Eine andere in Deutschland von METAGROUP erstellte Studie fasst die verschiedenen Applikationsserver in Kategorien zusammen: 3 Inhalt des Seminars Das Seminar Open Source für Applikationsserver: eine Lösung? versetzt Sie in die Lage, die meisten Fragen, die Sie sich im Hinblick auf einen Applikationsserver und insbesondere bei Open Source-Applikationsservern ergeben, zu beantworten. Damit Sie sich einen vollständigen Überblick verschaffen können, haben wir die meisten Komponenten untersucht, über die ein Applikationsserver verfügen sollte. Parallel dazu haben wir 3 Applikationsserver genauer betrachtet, um so die Einbindung der zugehörigen Komponenten zu überprüfen. Anhand dieser verschiedenen Produkte wurde auch die Implementierung der unterschiedlichen Funktionen untersucht. 3.1 Architekturen In einem ersten Schritt haben wir die verschiedenen, mit einem Applikationsserver verbundenen Architekturen beschrieben. Der Begriff, der in diesem Bereich wohl am häufigsten auftaucht, lautet J2EE. Eine Online-Suche nach einer Definition dieses Begriffs ergibt unter anderem folgende Ergebnisse: Gesamtheit von Standards, mit denen verteilte Unternehmensanwendungen und Dienste unter alleiniger Verwendung der Programmiersprache Java erstellt werden können. Diese Dienste definieren u. a. den Zugriff auf eine Datenbank, die Schnittstelle, über die eine Komponente je nach Umgebung verfügen muss. Diese technischen Dienste zusammen bilden die J2EE-Architektur.

5 Was aber verbirgt sich wirklich hinter dieser Definition? Welche verschiedenen Komponenten gehören zu der Architektur? Wie wird eine solche Architektur umgesetzt? In unser Präsentation zeigen wir Ihnen in grafischer Form die verschiedenen J2EE-Architekturen sowie die wichtigsten anderen Architekturen für Applikationsserver. 3.2 Vorgestellte Open Source-Applikationsserver In diesem Seminar stellen wir Ihnen 3 Open Source-Applikationsserver vor: Tomcat JBoss Apache Geronimo Tomcat ist ein Projekt von Jakarta. Es handelt sich um einen Servlet-Container, der als offizielle Implementierung der JSP- und Java-Servlet-Technologien eingesetzt wird. Tomcat wird in einer offenen Umgebung unter der Mitarbeit vieler Akteure entwickelt. Folglich ist Tomcat kein Applikationsserver des Typs J2EE und bietet daher eine interessante Alternative zu den anderen beiden Produkten. Darüber hinaus ist Tomcat in der Welt der Applikationsserver weit verbreitet. JBoss ist der beliebteste Open Source-Server auf Basis von J2EE. Mit mehr als 4 Millionen Downloads ist er einer der erfolgreichsten Server. Wenn man von JBoss spricht, muss man zwischen dem Open Source-Projekt JBoss, das von etwa 100 Entwicklern unterstützt wird, und der JBoss Group unterscheiden, einem Unternehmen, das rund um das Projekt JBoss Serviceleistungen hoher Qualität wie Dokumentation, Schulung, Support usw. anbietet. JBoss ist ein sehr minimalistischer Server, der sämtliche J2EE-Spezifikationen implementiert. JBoss ist der erste Open Source-Applikationsserver, der nach J2EE 1.4 zertifiziert ist. Da der Server vollständig in Java programmiert wurde, ist JBoss uneingeschränkt portierbar und daher auf unterschiedlichen Plattformen wie Windows, Linux, Solaris, HP-UX, IBM AIX und Mac OS X lauffähig. Die Apache Software Foundation wartet noch mit einem Konkurrenzprodukt auf: Geronimo. Im Vergleich zu dem bestehenden Open Source-Angebot führt die Apache Software Foundation einen wesentlichen Unterschied ins Feld: Geronimo wird unter Lizenz von Apache vertrieben werden. Diese Art der Lizenzierung ermöglicht die Integration des Produkts in proprietäre Systeme. Eine wirkungsvolle und ansteckende Marketingtechnik. Apache selbst steht unter Lizenz von BSD. Dadurch können viele Anbieter den Server in ihre Produkte integrieren und so von beiden Vorteilen profitieren. Darüber hinaus sollte sich Apache Geronimo durch seinen federleichten und einfacher zu konfigurierenden Kern von Servern wie JBoss und BEA Weblogic unterscheiden. Der derzeit noch entwickelte Applikationsserver (der jedoch als Testversion unter der Bezeichnung MileStone3 verfügbar ist), sollte 2005 fertig gestellt sein. Voraussetzung dafür ist die Zertifizierung nach J2EE 1.4. Dies gilt als richtungsweisender Schritt bei der Entwicklung des Java-Servers.

6 Die Entwickler haben nicht bei Null angefangen, sondern sich auf eine Vielzahl von Java-Modulen gestützt, die bereits unter Lizenz von Apache oder BSD verfügbar waren. Geronimo basiert auf JMX (Java Management Extensions) und wird so die Servlet-/JSP-Server Tomcat und Jetty, die Middleware-Lösung OpenJMS, den Transaktionsmanager Tyrex, die Web-Service-Umgebung Axis usw. in sich vereinen. Die anderen Applikationsserver wie BEA Weblogic und Oracle Application Server wurden dabei nicht aussen vor gelassen. Sie dienten ganz im Gegenteil als Referenz für die verschiedenen Funktionen, die ein Applikationsserver umfassen muss. Eine Tabelle mit Leistungsdaten vergleicht die vorgestellten Open Source-Applikationsserver sowie die beiden oben genannten kommerziellen Produkte. Während des Seminars können Sie darüber hinaus die Live -Implementierung einer Anwendung auf JBoss und BEA Weblogic miteinander vergleichen. 3.3 Funktionen Wir haben die Funktionen, die uns wichtig oder aus Sicht des Anwenders interessant erschienen, vorgestellt. Die erste dieser Funktionen betrifft die J2EE-Kompatibilität der Applikationsserver. Während die kommerziellen Server wie BEA Weblogic oder Oracle Application Server ganz klar mit J2EE kompatibel sind, gilt dies nicht gleichermassen für die Open Source-Produkte. Wie bereits erwähnt, ist Tomcat in keinster Weise mit J2EE kompatibel, da es sich ausschliesslich um einen Servlet-Container handelt. Man kann diesem aber ganz leicht JBoss zur Seite stellen, der in seiner neuesten Version nach J2EE 1.4 zertifiziert ist. Der neue Geronimo besitzt die Zertifizierung nach J2EE 1.4 noch nicht. Das Zertifizierungsverfahren wurde jedoch Ende 2004 eingeleitet und sollte bis Mitte 2005 abgeschlossen sein. Eine weitere wichtige Funktion eines Applikationsservers ist die Sicherheit. Dieser Bereich ist überaus weit gefasst und facettenreich. Alle von uns getesteten Produkte unterstützen Realms. Mit Hilfe von Realms lassen sich die geschützten Ressourcen auf einem Server in geschützte Bereiche einteilen, wobei jeder Bereich sein eigenes Authentifizierungsschema und/oder seine eigene Autorisierung mit Verbindung zu der Datenbank besitzt. Die meisten der in unserem Seminar vorgestellten Applikationsserver implementieren standardmässig die folgenden Verfahren: Authentifizierung anhand einer Liste von Anwendern oder Anwendergruppen, die in einer Datei auf einer Festplatte gespeichert ist Authentifizierung anhand einer Datenbank mit einer Liste von Anwendern und Gruppen Authentifizierung über Kerberos Es ist natürlich immer möglich, Module von Drittanbietern hinzufügen oder eigene Authentifizierungsmechanismen zu entwickeln.

7 In Vorbereitung auf dieses Seminar wollten wir auch das Clustering testen. Die Clustering-Technologie ermöglicht eine hohe Verfügbarkeit der veröffentlichten Ressourcen. Man setzt diese Technologie ein, um eine Verfügbarkeit und Stabilität der Ressourcen von nahezu 100 % zu erreichen. Null-Fehler-Toleranz bei Hardware- oder Softwarestörungen. Auch werden die Lasten zwischen den Knoten eines Clusters verteilt. Bei einem Applikationsserver mit hoher Verfügbarkeit besteht das Problem der Wiederherstellung von Sitzungen von einem Server zum anderen. In anderen Worten: Wenn einer der Server auf eine Benutzeranfrage nicht mehr reagieren kann, übernimmt ein anderer Server die Weitergabe und muss daher die zu der Sitzung des Benutzers gehörenden Informationen wiederherstellen. Allgemein stehen 3 Funktionsmodi zur Verfügung: Vorhalten der Informationen im Speicher Mit Hilfe einer auf einer Festplatte gespeicherten Datei, auf die alle zugreifen können Mit Hilfe einer JDBC-Verbindung und der Speicherung der Informationen in einer Datenbank Wir haben ebenfalls weitere wichtige Elemente eines Applikationsservers wie das Connection Pooling, den Cache und verschiedene Bereitstellungsmechanismen analysiert. 3.4 Werkzeuge Im zweiten Teil unseres Seminars wollten wir auch die Werkzeuge untersuchen, die dem Anwender zur Verfügung stehen und es ihm ermöglichen, den Applikationsserver ganz einfach zu verwalten. Den meisten Open Source- Produkten wird in diesem Bereich eine gewisse Sparsamkeit nachgesagt, und in der Regel stehen für sämtliche Abläufe nur recht wenige Befehle zur Verfügung. Man findet zweifelsohne Anhänger von zwei Extremen. Auf der einen Seite diejenigen, die über eine grosse Erfahrung mit Applikationsservern verfügen und die Befehlszeile einer grafischen Oberfläche vorziehen. Die Folgen davon bleiben dabei vollkommen unberücksichtigt. Auf der anderen Seite gibt es sporadische Benutzer, die lieber auf eine grapfische Oberfläche mit Knöpfen klicken, statt mühsam einen Befehl einzugeben, der oftmals schwierig zu finden ist. Wir haben beispielsweise untersucht, ob es wie bei den meisten kommerziellen Produkten eine grafische Oberfläche gibt, über die sich der Applikationsserver verwalten lässt. Erfolgt die Installation einer Anwendung über eine grafische Oberfläche? Ist standardmässig ein Logging-Mechanismus vorhanden? Wie erfolgt das Backup eines Applikationsservers? Schliesslich haben wir auch verfügbare Support- und Wartungsleistungen für die getesteten Applikationsserver verglichen. Alle bei Behörden und Grosskunden durchgeführten Studien zeigen deutlich, dass der fehlende Support seitens der Hersteller der Haupthinderungsgrund dafür ist, dass kritische, auf Open Source- Software basierende Projekte auf breiter Basis umgesetzt werden. Unser

8 Anliegen war es daher, für jeden der getesteten Applikationsserver zu prüfen, welche Supportleistungen angeboten werden. Es ist ganz klar, dass die Supportleistungen nicht mit denen kommerzieller Produkte identisch sein können, da die Infrastruktur ganz und gar nicht dieselbe ist und die zur Verfügung stehenden Mittel völlig andere sind. Auf der einen Seite gibt es Unternehmen, für die die Rentabilität ihrer Investitionen oberstes Ziel ist und die überaus ausgereifte Systeme entwickeln. Auf der anderen Seite findet man eine ganze Reihe passionierter Entwickler, die sich für ein gemeinsames Projekt zusammengefunden haben. Deren Intention bestimmt sich in erster Linie durch Leidenschaft und die Freude am Entwickeln menschlicherer und immer benutzerfreundlicherer Werkzeuge. Die meiste Zeit wird die Dokumentation auf ein Minimum reduziert, und der Support beschränkt sich auf Foren und die Erfahrung anderer Anwender. Zwischen diesen beiden Welten gibt es dennoch einen Mittelweg: Ein Beispiel dafür ist JBoss. JBoss ist vor allem ein Open Source-Produkt wie Tomcat oder Geronimo. Der Unterschied besteht darin, dass ein kommerzielles Unternehmen, die JBoss Group, dahinter steht. Dieses Unternehmen wurde 2001 von Marc Fleury, dem Begründer und ursprünglichen Entwickler des JBoss- Applikationsservers, ins Leben gerufen. Heute gehören dem Unternehmen, das den JBoss-Applikationsserver anbietet, weltweit 30 Mitarbeiter an. Die JBoss Group bietet Entwicklern auch Schulungen, Unterstützung bei der Entwicklung und Herstellung, Beratungsleistungen und Dokumentation. Diese kommerziellen Aktivitäten tragen zur Entwicklung und Innovationskraft bei und ermöglichen ausserdem die kostenlose Bereitstellung des JBoss-Servers. 4 Fazit Die Open Source-Applikationsserver sind eine echte Alternative zu kommerziellen Servern. Heute setzen viele Unternehmen Open Source- Applikationsserver neben kommerziellen Servern ein. Dies ist natürlich noch nicht die vorherrschende Mehrheit, aber der Trend hin zum Einsatz von Open Source-Applikationsserver wächst von Tag zu Tag. Die Entscheidung für oder gegen einen Open Source-Applikationsserver mag zunächst schwierig erscheinen. Die schwierigste Aufgabe dabei ist sicherlich die Wahl des Applikationsservers, der die eigenen Erwartungen am besten erfüllt. Um Ihnen bei Ihrer Wahl behilflich zu sein, haben wir eine Vergleichstabelle erstellt, in der die verschiedenen Applikationsserver (Open Source- und kommerzielle Server) gegenübergestellt werden. Zwar sind die Open Source-Applikationsserver nicht vollkommen, aber nach Ihren Erwartungen können die Vorteile die wenigen Unzulänglichkeiten bei weitem aufwiegen. Wenn Sie noch immer zwischen der Entscheidung für oder gegen Open Source- Applikationsserver schwanken, wenn Sie mehr über Open Source- Applikationsserver wissen möchten, besuchen Sie unser Seminar Sind «Open Source» Application Server Praxis tauglich?. Weiterführende Informationen erhalten Sie unter: hp

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