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2 i. Kurzfassung Die weit verbreitete Programmierpsrache C++ wird seit langer Zeit in vielen Unternehmen eingesetzt. Folglich wurden bereits Millionen über Millionen Zeilen an hoch performanten und ausgezeichnet getesteten C++-Code geschrieben, welcher jedoch die Unternehmen aufgrund diesen bereits investierten Aufwands an diese Technologie bindet. Diese Technologie kann aber den heutigen Anforderungen modernster Anwendungen immer weniger gerecht werden, was überwiegend auf die Entwicklung weg von Desktopanwendungen hin zu reichhaltigen Internetanwendungen (Rich Internet Applications) zurückzuführen ist. Auch das Unternehmen eurofunk Kappacher, welches durch dessen Leitstellensoftware ELDIS international bekannt ist, steckt in diesem Dilemma. Diese hoch komplexe Anwendung, bestehend aus über einer Million effektiven Zeilen C++-!"#$$%&'#()*&$$)+,)-".#)'#*)/0&1#23#*)456789).&#*):#;<) webfähig gemacht werden. In den letzten Jahren haben sich viele neue Technologien entwickelt, um solche Rich Internet Applications erstellen zu können. Unter anderem veröffentlichte Microsoft mit seinem.net Framework eine ganze Plattform an Technologien, die Entwicklern ausgezeichnete Möglichkeiten bietet moderne Anwendungen einfach und effizient zu erstellen. Dabei steht hauptsächlich die Programmiersprache C# und das Oberflächenframework Windows Presentation Foundation im Mittelpunkt. Diese Arbeit behandelt die Verwendung von C# und der WPF, um eine moderne und webfähige Benutzeroberfläche für ELDIS zu erstellen, welche den bereits bestehenden C++-Quellcode wiederverwendet

3 ii. Abstract The well known programming language C++ has been used by many companies for a long time. Accordingly millions over millions lines of well tested high-performance C++ source code have been written. So, the invested effort ties many companies to this technology. A technology, =>+%>) programs any more. This can be traced back especially to the upcoming evolution of desktop applications to rich internet applications. One company having exactly this problem is eurofunk Kappacher, which is internationally known for their command center software ELDIS. In the course &D)3>#)E0&1#%3)<56789).&#*)=#;F this very complex application, consisting of over one million effective lines of C++ source code, should be turned into a rich internet application. In the past few years many new technologies have been developed to design such rich internet applications. Microsoft, among others, released with the.net Framework a platform of technologies, making it possible to create modern applications easily and efficient. For that, the programming language C# and the Windows Presentation Foundation (WPF) are the most important components of this framework. This Term Paper discusses the use of C# and the WPF for creating a modern graphical web user interface, which reuses the existing C++ source code of ELDIS

4 Inhaltsverzeichnis i.! Kurzfassung... 42! ii.! Abstract... 43! 1.! Einleitung... 46! 1.1.! eurofunk Kappacher GmbH... 46! ! Die Produkte von eurofunk... 46! ! ELDIS - Die Leitrechner-Software... 46! 1.2.! ).&#*):#;<... 47! 2.! Ziel des Projekts... 48! 2.1.! Anforderungen an ELDIS WEB... 48! ! Phase 1: Anzeige von Informationen... 48! ! Phase 2: Pflege von Stammdaten... 48! ! Phase 3: Komplette Webfähigkeit... 49! 2.2.! Allgemeine Anforderungen... 49! ! Wiederverwendung von Quellcode... 49! ! Benutzerverwaltung... 49! 2.3.! Aufgabenstellung... 49! 3.! Lösungskonzept... 50! 3.1.! Architektur... 50! ! Browser RIA... 51! ! Desktop RIA... 51! ! Desktop-Anwendung... 52! 3.2.! Serverseitige Konzepte... 53! ! Wiederverwendbarkeit... 53! ! Proxy... 53! ! Webserver... 54! ! Serialisierung... 54! ! Résumé... 54! 3.3.! Clientseitige Technologien... 55! ! Benutzeroberfläche... 55!

5 3.3.2.! Browser RIA... 56! ! Desktop RIA... 56! ! Résumé... 56! 4.! Realisierung... 58! 4.1.! Server... 58! ! ELDIS ! ! ELDIS3 Server... 59! ! ELDIS3 Server Interface... 62! 4.2.! Client... 69! ! Domain Objects... 69! ! Modell... 71! ! View / WPF... 72! ! Controller... 74! ! Eldis3WPF / Eldis3XBAP... 74! 4.3.! Ergebnis... 75! ! Eldis3XBAP... 75! ! Eldis3ClickOnce... 76! ! Eldis3WPF... 77! 5.! Evaluierung... 78! 5.1.! Offene Punkte... 78! ! Umsetzung aller Controls... 78! ! Trennung von DynamicWindows von MFC... 79! ! Rechtemanagement... 79! ! Load Balancing... 79! ! Sicherheit... 80! ! Serverseitige Anfragen... 80! 5.2.! Zusammenfassung... 80! A! Literatur- und Quellenverzeichniss... 81!

6 1. Einleitung Diese Arbeit wurde im Zuge eines 12-wöchigen Berufspraktikums bei eurofunk Kappacher GmbH erstellt und schildert das dort realisierte Projekt ).&#*) :#;<G) Kapiteln werden das Unternehmen und das Projekt kurz dargestellt eurofunk Kappacher GmbH 4Die eurofunk Kappacher GmbH ist ein mittelständisches Unternehmen mit Stammsitz in St. Johann im Pongau, Salzburger Land. In der Zentrale sind die Technologie-Entwicklung, die Fertigung, die Verwaltung sowie die Vertriebs- und Geschäftsleitung angesiedelt. Zum eurofunk-team gehören rund 250 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Die eurofunk Kappacher GmbH wurde im Jahr 1969 gegründet und ist vorwiegend als Systemlieferant für Leitstellen- und Kommunikationstechnik tätig. Der Schwerpunkt liegt auf der Planung und Errichtung von Einsatzzentralen und Systemlösungen für Feuerwehr, Exekutive, Rettungsdienste, Industrie und Gewerbe. Die Stärken liegen in den Geschäftsbereichen Integrierte Leitstellentechnik, Telekommunikation, Hard- und Software- Entwicklung, Funksysteme sowie Audio-/Video-Technik.< Die Produkte von eurofunk 4Wenn es um die Kerntechnologien einer modernen Leitstelle von Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben (BOS) oder anderer Anwender geht, liefert eurofunk alle dafür erforderlichen Produkte aus dem eigenen Haus. Dazu zählen die Leitrechner-Software, das grafische Informationssystem und die Vermittlungstechnik (Funk- und Notrufabfrage). Spezielle Software für den reibungslosen verwaltungstechnischen Ablauf in einer Leitstelle sowie die funktionellen und ergonomisch gestalteten Leitstellentische runden das eurofunk-kernangebot ab.< ELDIS - Die Leitrechner-Software 4Die Leitstellen-Software ELDIS von eurofunk bietet effiziente Lösungen für die komplexen Anforderungen von Einsatzleitstellen und Sicherheitszentralen (siehe Abbildung ). Während die Version ELDIS SOS (Security Operating System) auf die speziellen Bedürfnisse von Feuerwehren, Rettungsdiensten, Polizei und anderen BOS-Anwendern zugeschnitten ist, erfüllt die Version ELDIS SMS (Security Management System) die besonderen Anforderungen in Sicherheitsleitstellen von Unternehmen, Industrie- 1 (Stand: )

7 betrieben oder Flughäfen. Die Features von ELDIS SOS ermöglichen zudem den Einsatz in Integrierten Leitstellen für Feuerwehr und Rettungsdienst. Die Architektur der kundenspezifisch konfigurierbaren Plattform und der modulare Aufbau der ELDIS-Produktreihe haben sich vielfach bewährt. ELDIS wird in zahlreichen Leitstellen eingesetzt. ELDIS ermöglicht eine einfache Einsatzerfassung, schlägt dem Disponenten Einsatzmittel vor und kann für einen automatischen Alarmierungsablauf verwendet werden. Entsprechende Schnittstellen eröffnen zahlreiche interessante Steuerungsvarianten. ELDIS verfügt mit dem ELDIS-GIS zudem über ein grafisches Informationssystem, das die Position des Einsatzortes visualisiert. Die Integration der Funk- und Notrufabfrage IDDS von eurofunk ist selbstverständlich. So können zum Beispiel Anruferdaten für die Erfassung übernommen werden. Nicht zuletzt können über eine Schnittstelle Daten für Anwendungen wie die Gebühren-Verrechnung übergeben werden. Die Einsatzerfassung in der Leitstelle muss einfach und rasch vonstatten gehen. In ELDIS ist die Erfassung der Einsatzdaten sehr flexibel und nach den Kundenwünschen konfigurierbar. Dadurch können berücksichtigt werden - die Dispo- Umgebung und können daher effizient handeln.< 1 Abbildung : Leitstelle ausgestattet mit ELDIS !"#$%&'()*+',*-. '+#)KL.$+%>2#+3, die Webfähigkeit der ELDIS-Produktreihe unter möglichst geringem Aufwand zu realisieren. Die Ergebnisse, die in 12 Wochen vom 07. April bis 29. Juni 2008 in diesem Bereich vom Autor erzielt wurden, sind hier in dieser Arbeit angeführt. Projektbetreuer des Unternehmens eurofunk Kappacher war Dipl.- Ing. Gerhard Schaffer, von Seiten der FH OÖ, Campus Hagenberg war es Dipl.-Ing. Dr. Werner Kurschl

8 2. Ziel des Projekts Das Ziel des Projekt*)456789).&#*):#;<)+*3)#*, ein Webinterface anzubieten, das es erlaubt ELDIS über das Internet bedienen zu können. In diesem Kapitel werden die Anforderungen an dieses ELDIS WEB erläutert Anforderungen an ELDIS WEB unterteilt. Im Anschluss werden diese Phasen näher vorgestellt Phase 1: Anzeige von Informationen Die Hauptaufgaben von ELDIS WEB in Phase 1 ist die Anzeige der in der Datenbank gespeicherten Informationen. Dabei sind sowohl die Stammdaten, wie auch die Bewegungsdaten von Interesse. In ELDIS kommen dafür eine ganze Reihe von teilweise spezialisierten Controls (z.b. für Listen, Trees, Datum/Zeit, etc.), die in unterschiedlichsten Masken zusammengefasst sind, zum Einsatz. Diese Masken können einzeln (dialogartig) oder in verschiedensten Gruppierungen angezeigt werden. Alle Controls in den Masken und die Masken selbst werden dynamisch positioniert und konfiguriert (Farbe, Schriftart, Texte, etc.). Die Aufgabe besteht darin, derartig leistungsfähige Controls auch in Webapplikationen zur Verfügung zu stellen. Die zur dynamischen Generierung notwendigen Informationen (Maskenlayouts) sind in der Datenbank hinterlegt und müssen ebenfalls von ELDIS WEB verarbeitet werden können Phase 2: Pflege von Stammdaten Nach Abschluss von Phase 2 soll es möglich sein über ELDIS WEB Stammdatenpflege betreiben zu können. Dabei genügt es nicht mehr Daten nur einfach anzuzeigen, es müssen die Daten auch veränderbar sein. Der Umfang der veränderbaren Daten ist dabei von Fall zu Fall getrennt zu definieren. Der Datentransfer zur Datenbank erfolgt in aller Regel durch Betätigung des OK-Buttons. Mit dem Abbrechen-Button ist jederzeit ein Verlassen der jeweiligen Maske ohne Daten-Transfer zur Datenbank möglich. Im Modus Stammdatenverwaltung können alle Masken als einzelne, dialogähnliche Fenster realisiert sein. Manche Masken werden für spezielle Aufgaben dann weitere Dialogmasken öffnen müssen

9 Phase 3: Komplette Webfähigkeit Phase 3 sieht vor, alle Module von ELDIS webfähig zu machen. Darunter fallen also neben ELDIS STAMM (Stammdaten) auch noch ELDIS EIBA (Einsatzbearbeitung, Disposition und Alarmierung), ELDIS GIS (Grafik), ELDIS BVW (Berechtigungsverwaltung), ELDIS SIMU (Simulationssystem), ELDIS PLAN (Grafische Einsatzplanung), ELDIS STATUS (Statusschirm, Fahrzeugübersicht), ELDIS SPS (Peripherie-, Haustechniksteuerung) und ELDIS KONFIG (Konfigurationsmodul) Allgemeine Anforderungen Neben diesen Anforderungen der einzelnen Phasen sind generell weitere Punkte zu beachten, die im Folgenden angeführt werden Wiederverwendung von Quellcode Eine Einbindung von bereits vorhandenen C++-Quellcodes ist Grundvoraussetzung für die Erstellung von ELDIS WEB. Aufgrund der jahrelangen investierten Entwicklungszeit in ELDIS soll soviel Code wie möglich wiederverwendet werden. Dies umfasst im Wesentlichen die Maskenlogik und somit auch die Business-Logik und im weiteren Sinne auch den Datenbankzugriff Benutzerverwaltung Leitstellensoftware beinhaltet eine Unmenge an sensiblen Daten, was somit eine Authentifizierung der Benutzer unbedingt erforderlich macht. Damit verbunden ist auch ein Session-Management, das dem Benutzer ein mehrmaliges authentifizieren ersparen soll. So soll für jeden Client eine Session angelegt werden, in der dessen Identität überprüft wird. Darüberhinaus soll durch Sessions eine eindeutige Zuordnung von geöffneten Masken zu dem jeweiligen Benutzer gewährleistet werden Aufgabenstellung Im Rahmen dieser Arbeit soll ein Prototyp entwickelt werden, der die Realisierung von Phase 2 (Pflege von Stammdaten) unter Berücksichtigung der allgemeinen Anforderungen demonstriert. Dazu sollen geeignete Technologien ausgewählt und anschließend verwendet werden. Darüberhinaus soll ELDIS WEB stets so allgemein gehalten werden, um die erforderlichen Erweiterungen für Phase 3 zu ermöglichen

10 3. Lösungskonzept Wie aus den Anforderungen (siehe Kapitel 2) erkennbar ist, sollen neue Controls für ELDIS geschaffen werden, die in Webapplikationen verwendbar sind und auf bestehender Logik aufsetzen. In diesem Kapitel werden die Architekturen und Technologien zur Anbindung und Realisierung dieser dünnen Präsentationsschicht besprochen Architektur Wie bereits erwähnt ist es wichtig, reichhaltige Controls auch im Web anbieten zu können, um so den Benutzer dasselbe 4Look and Feel< wie auch bei ELDIS bieten zu können. Die dahinterliegende Businesslogik dieser Controls muss aber weiterhin am Server verbleiben. Benötigt wird also ein desktopähnlicher Client, der lediglich eine dünne Präsentationsschicht darstellt formte Macromedia den Begriff Rich Internet Applications (RIA) für solch desktopähnliche Anwendungen im Web [1]. Diese werden heute oft als die nächste Generation von Softwareanwendungen gesehen, da sie Vorteile von Web- und Desktopanwendungen vereinen. So brechen RIAs das Paradigma der einzelnen, mit Links verbundenen Webseiten und bieten dem Benutzer so desktopähnliche Interaktion mit reichhaltigen Controls. Trotz Ähnlichkeit zu Desktopanwendungen können RIAs jedoch über das Internet installiert und gestartet werden, was den Deploymentvorgang sehr einfach gestaltet. Neben dieser initialen Internetverbindung greifen RIAs jedoch auch während der Ausführung auf zentralisierte Resourcen zu. Dabei werden jedoch zwei Ansätze voneinander unterschieden: Fat und Thin Clients. Fat Clients sind bereits sehr reichhaltige Anwendungen, die nur sehr selten oder gar keine Anfragen an den Server stellen müssen. Im Gegensatz dazu ist ein Thin Client von beinahe sämtlicher Logik entbunden und macht somit einer Client-Server-Architektur unumgänglich [2]. Diese Clients sind somit nur für die Darstellung der am Server verfügbaren Daten zuständig, was genau den gestellten Anforderungen entspricht. Neben der Unterscheidung in Fat und Thin Client werden RIAs hier in noch zwei weitere Kategorien unterteilt, nämlich in Browser und Desktop RIAs, welche im Anschluss näher erläutert werden

11 Browser RIA Browser RIAs sind RIAs, die über ein Plug-In oder ähnliches im Cache des Browser temporär installiert und direkt in einer Sandbox ausgeführt werden können. Hierzu stellt ein Webserver alle nötigen Resourcen zur Installation zur Verfügung. Die Logik wird von einer weiteren Server-Komponente (in diese Fall wurde diese, wie Abbildung zu entnehmen ist, 4ELDIS3 Server< getauft) angeboten, die mit dem Client Daten über das Web austauschen kann. Da also eine Browser RIA nicht direkt installiert sondern eigentlich nur gestartet wird, entfällt ein Deinstallationsvorgang. Somit kann dies vor allem bei sporadischem Einsatz auf verschiedenen Rechnern sinnvoll sein. Browser RIA Server Webserver Eldis3 Server Desktop RIA Abbildung : Browser RIA Wie in Abbildung zu erkennen ist, funktionieren Desktop RIAs sehr ähnlich zu Browser RIAs, wodurch diese ebenfalls durch Zugriff auf den Webserver installiert werden können. Der Unterschied liegt jedoch darin, dass das Programm lokal installiert wird und als eigenständige Applikation in einem eigenen Fenster gestartet wird. Bei erneutem Start der Anwendung wird, im Vergleich zu Browser RIAs, die Anwendung nicht erneut installiert, sondern lediglich auf neuere Versionen überprüft. Somit ist eine Desktop RIA bei oftmaligem Einsatz auf einem Rechner performanter als eine Browser RIA. Der Vorteil zu einer herkömmlichen lokalen Installation liegt hierbei im Deploymentvorgang, da nur das Programm am Webserver aktualisiert werden muss und dieses Update bei dem nächsten Programmstart automatisch verteilt und installiert wird. Somit kann also sichergestellt werden, dass alle Clients die aktuellste Version installiert haben. Folglich können so Konflikte mit älteren Versionen vermieden werden. Desktop RIA Server Webserver Eldis3 Server Abbildung : Desktop RIA

12 Desktop-Anwendung Wie bereits mehrfach erwähnt ist eine Aufgabe dieses Projektes die Erstellung von neuen webfähigen Controls. Diese können dann in RIAs verwendet und so bequem über das Web installiert und ausgeführt werden. Diese Anwendungen können jedoch (hauptsächlich aus Laufzeitgründen) '+#) 7#*23&E?nwendung ELDIS logischerweise nicht ersetzen, sondern nur ergänzen. Es wäre jedoch auch wünschenswert, die neu entwickelten Controls auch in ELDIS selbst verwenden zu können. Ein einfacher Austausch der Controls gestaltet sich jedoch aufgrund der vorliegenden Codebasis als recht schwierig. Daher ist dies Inhalt eines anderen Projektes und wird hier nicht weiter behandelt. Eine andere, eigentlich in diesem Kontext naheliegende Lösung wäre jedoch, auch für eine Desktopvariante die Client-Server-Architektur aufrechtzuerhalten, jedoch Client und Server wie in Abbildung dargestellt auf ein und demselben Rechner (Workstation) zu installieren. So würde dafür kein zusätzlicher Entwicklungsaufwand entstehen. Desktop App. Workstation Eldis3 Server Abbildung : Desktop-Anwendung

13 3.2. Serverseitige Konzepte Zur Erstellung eines Servers sind einige Konzepte notwendig. Diese versuchen den bestehenden C++-Code wiederzuverwenden und einem Client sprach- und plattformunabhängig zur Verfügung zu stellen Wiederverwendbarkeit Um die Wiederverwendbarkeit von bestehendem C++-Code zu gewährleisten, zeigten sich zwei Technologien als sehr viel versprechend. Dies wären zum einen Sockets [4] und zum anderen Web Services [5]. Beide Konzepte ermöglichen es plattform- und sprachunabhängig von einem Client auf Funktionalität des Servers zuzugreifen und Daten zu übertragen. Der dabei entscheidende Unterschied liegt in dem verwendeten Protokoll zur Datenübertragung. Während Sockets direkt auf TCP basieren, verwenden Web Services das auf TCP und HTTP aufbauende SOAP-Protokoll. Dieses Protokoll zeichnet sich vor allem durch dessen Datenrepräsentierung in XML [6] aus, womit eine sehr strukturierte Übertragung (und auch Validierung) von Daten möglich ist. Der Nachteil von XML ist jedoch der Overhead durch die beschreibenden Tags den diese Technologie mit sich bringt. Die Kommunikation über Sockets ist hingegen sehr viel schlanker und zeigt somit bessere Performanz in der Datenübertragung Proxy Trotz der Plattform- und Sprachunabhängigkeit von Sockets hat jedoch das TCP-Protokoll den Nachteil, nicht universell einsetzbar zu sein. Man denke dabei an Firewalls, die jegliche TCP-Datenkommunikation blockieren oder an clientseitige Technologien, bei denen keine Unterstützung für Sockets besteht. Aufgrund dessen ist hierbei in diesen Fällen noch eine Zwischenschicht, ein sogenannter Proxy [7-9], notwendig, der die Socket- Kommunikation mit dem Server übernimmt und dem Client eine einfache HTTP-Schnittstelle zur Verfügung stellt. Technologien zur Erstellung eines dafür notwendigen Proxyservers sind u.a. das Common Gateway Interface (CGI) [10] und Java Servlets [11]. Obwohl eine Verwendung von CGI mit C++ naheliegen würde, weist diese Technologie doch erhebliche Mängel auf. So lässt die Stabilität, Performanz und Funktionalität sehr zu wünschen übrig, wohingegen Servlets als Grundlagentechnologie in Java sehr ausgereift, stabil und auch weit verbreitet sind. Abbildung stellt die Datenkommunikation zwischen Client und Socket-Server über ein Java-Servlet als Proxy dar. Client HTTP Java-Servlet TCP Socket-Server Abbildung : Java-Servlet als Proxy

14 Webserver Um einer Clientanwendung den Zugriff auf ein Servlet zu ermöglichen ist ein Servlet Container notwendig. Darüberhinaus muss der Server auch Resourcen für die Client-Installationen bieten. Somit wird ein Webserver benötigt, der sowohl Resourcen, als auch Servlets bereitstellen kann. Ein Jetty Webserver bietet diesen gewünschten dualen Modus und überzeugt im Vergleich zu Apache Tomcat vor allem durch dessen schlankere und schnellere Implementierung Serialisierung Neben der Art und Weise wie Daten vom Server zum Client übertragen werden spielt auch die Repräsentierung der Daten während der Übertragung eine große Rolle. Daten liegen am Server üblicherweise als Datenobjekte vor. Diese müssen in eine sequentielle Darstellungsform gebracht, also serialisiert, werden, um zum Client übertragen werden zu können. Für diese sequentielle Darstellungsform haben sich wieder XML, aber auch die JavaScript Object Notation 2 (JSON) angeboten. Auch hier sind die Nachteile von XML spürbar und so ist JSON eine deutlich kompaktere Codierung, die im Gegensatz zu XML nicht auf Tags sondern auf Steuerzeichen setzt. JSON erfreut sich daher immer größerer Beliebtheit und es finden sich dort Implementierungen für eine Unmenge an Sprachen, die eine einfache Serialisierung und Deserialisierung von Objekten ermöglichen Résumé Performanz ist aufgrund der großen zu übertragenden Datenmengen eine der wichtigsten Kriterien bei der Erstellung der Serveranwendung. Daher sind XML und Web Services nicht für diese Zwecke geeignet. Hier stellt also eine Socket-Schnittstelle, die Daten in JSON-Codierung überträgt, eine bessere Wahl dar. Für eine einfache, jedoch sehr robuste HTTP- Schnittstelle sind Java Servlets die geeignetste Technologie. So kann der Server wahlweise direkt über TCP oder mithilfe des Proxies über HTTP angesprochen werden. Als Webserver hat sich der Jetty Webserver als die beste Wahl herausgestellt. Client Jetty-Webserver Client Resourcen Eldis 3 Server Eldis3 HTTP Servlet TCP Socket-Server Abbildung : Architektur des Servers

15 3.3. Clientseitige Technologien Im Gegensatz zu den serverseitigen Konzepten können die am Client be- @+%>3) *&) da sie primär von der Wahl der Programmiersprache abhängig sind. Somit besteht die Aufgabe darin eine Programmiersprache und die damit verbundene Plattform zu wählen, die die benötigten Technologien zur Verfügung stellen, um die gewünschten Ziele optimal erreichen zu können. Neben der Unterstützung von Sockets, HTTP und JSON wird ein besonderes Augenmerk auf die Benutzeroberfläche und die Möglichkeiten zur Erstellung von Browser und Desktop RIAs gelegt. So gelangen drei Kandidaten in die engere Auswahl: C# [12], Java [13] und ActionScript [14]. Die jeweils dazugehörenden Technologien können der Tabelle entnommen werden [15-21].!!"#$%&'( )'*+,-'#./'#012%&'( )#.34'#(567( 8'49,."(567( :;( "#$! %&'()*'&+,-.!/01#! 2'&34563)! <$=$( %7&6+.!%"8! 199')-! "):%-;*-! 7%,>.*!%#>",( $')<! $')<! 1&*! Tabelle 3.3.1: Technologieübersicht Benutzeroberfläche Für die Benutzeroberfläche ist es wichtig, reichhaltige Controls erzeugen zu können. Hierzu bieten alle Technologien die Möglichkeit auf einen Pool an mitgelieferten Controls zurückzugreifen, welche auch noch durch weitere Controls aus Bibliotheken von Drittanbietern ergänzt werden können. Natürlich steht auch der eigenen Erweiterung und der individuellen Anpassung von vorhandenen Controls nichts im Wege. Neben der grundsätzlichen Möglichkeit der Erweiterung stellt auch das Erscheinungsbild der Oberflächen ein entscheidendes Kriterium dar. Hierbei hebt sich eindeutig die Windows Presentation Foundation (WPF) hervor, die durch ihre modern und flexibel gestaltbare Oberfläche beeindruckt

16 Browser RIA Grundsätzlich sollen Browser RIAs möglichst einfach und ohne großen Aufwand bei den Anwendern installiert werden können. Unvermeidbar ist die Installation eines Plug-Ins, um die RIA im Browser ausführen zu können. Bei XBAP und Applets muss jedoch darüberhinaus das.net- Framework bzw. das JRE installiert werden. Im Falle von XBAP bedeutet das neben dem höheren Installationsaufwand im Vergleich zu Silverlight jedoch auch, dass so nicht nur eine abgespeckte, sondern die voll funktionsfähige Version des.net-frameworks und der WPF zur Verfügung steht. Dies hat auch zur Folge, dass im Gegensatz zu Silverlight jedes.net- Assembly eingebunden werden kann, womit jede 4normale< Desktopanwendung ohne Änderungen des Quellcodes als XBAP kompilierbar ist (dies trifft auch auf Applets und Flex zu). Dabei muss jedoch beachtet werden, dass benötigte Funktionen (z.b. Cross-Domain-Calls) durch Sicherheitsbeschränkungen der Sandbox blockiert werden können. Daher ist es wichtig, dass die Möglichkeit besteht diese Sicherheitsbeschränkungen zu umgehen. Dies ist jedoch bei allen hier untersuchten Technologien mehr oder weniger kompliziert erreichbar. Unvermeidbar ist dabei ein Zertifikat, das am Client installiert werden muss, um voll vertrauenswürdige Operationen ausführen zu können. Dieses Zertifikat kann dem Client am Jetty Webserver als Resource zur Verfügung gestellt werden Desktop RIA Alle drei Technologien bieten hier die Möglichkeit Anwendungen am Client über das Web zu installieren und zu starten. Darüberhinaus können auch bei allen die Versionen mit dem Server abgeglichen und gegebenenfalls aktualisiert werden, womit kein relevanter Unterschied zwischen den einzelnen Technologien feststellbar ist Résumé C# und dessen.net-framework überzeugt in fast allen Belangen. Vor allem steht mit WPF ein modernes und umfangreiches Oberflächenframework zur Verfügung. Java und Actionscript können lediglich mit deren Plattformunabhängigkeit punkten, die bei C# leider nicht im gewünschten Ausmaß gegeben ist. Zwar bemüht sich das Mono-Projekt 3 das.net-framework auch auf Linux zu portieren, hinkt jedoch stets weit hinter dem neuesten Stand der Technik hinterher [22]. So ist für die Portierung von WPF derzeit noch keine Ankündigungen zur Umsetzung veröffentlicht worden. Lediglich Silverlight soll unterstützt werden. So gesehen ist Silverlight also die einzige.net-technologie, die in naher Zukunft plattformunabhänig sein wird

17 Diese Plattformunabhänigkeit ist jedoch ein hoher Preis für die Flexibilität die XBAP bietet. Durch die Kombination WPF, XBAP und ClickOnce können nämlich alle gewünschten Architekturen auf derselben Codebasis erstellt werden (im Wesentlichen unterscheidet diese Varianten also lediglich der Kompilierungsvorgang), wodurch der Aufwand in der Entwicklung deutlich minimiert werden kann. Dem Anwender bieten sich somit grundsätzlich zwei Möglichkeiten die Clientanwendung zu starten. Bei der ersten Variante wird die Clientanwendung im Browser ausgeführt. Dazu muss vorerst ein Zertifikat und anschließend die XBAP-Anwendung selbst installiert werden. Bei der zweiten Variante wird die Clientanwendung in einem normalen WPF-Fenster gestartet. Die Installation kann über das Web mit ClickOnce aber auch lokal durchgeführt werden. Nach erfolgreicher Installation können beide wahlweise über HTTP oder TCP mit dem ELDIS Server kommunizieren. Client Server Browser XBAP Zertifikat WPF Jetty-Webserver Zertifikat XBAP ClickOnce Eldis 3 Server Eldis3 Eldis3Web.NET-Framework 3.5 Servlet Socket-Server Abbildung : Gesamtarchitektur aus Anwendersicht

18 4. Realisierung Dem Lösungskonzept (siehe Kapitel 3) zufolge sind zwei voneinander getrennte Anwendungen zu erstellen, die über eine Schnittstelle miteinander verbunden sind. In diesem Kapitel werden die Realisierung der Server- und Client-Komponenten in Detail besprochen. Das Hauptaugenmerk liegt dabei im Klassendesign, womit eine Illustration durch Verwendung von UML- Klassen- und UML-Sequenzdiagrammen naheliegt. Wie in [23] vorgeschlagen wird dabei eine vereinfachte Darstellung verwendet, die sich auf die jeweilig wesentlichen Merkmale beschränkt. Somit sind die Diagramme zwar nicht vollständig, jedoch deutlich lesbarer und verständlicher Server Die Serverkomponente ist eine Erweiterung von ELDIS, das derzeit in der Version 3 vorliegt, und wird so sprechenderweise ELDIS3 Server genannt. Zuerst wird in diesem Kapitel der Aufbau von ELDIS3 besprochen. Danach wird gezeigt, wie ELDIS3 zu einem Server erweitert werden kann und wie die Schnittstelle zur Verwendung des Servers (ELDIS3 Server Interface) definiert ist ELDIS3 ELDIS3 ist eine sehr komplexe C++-Anwendung und somit zu umfangreich, um hier zu in ihrem vollen Umfang beschrieben zu werden. Da jedoch eine neue Oberfläche erstellt und auf die bestehende Maskenlogik zugegriffen werden soll, ist es erforderlich die Präsentationsschicht von ELDIS3 genauer zu betrachten. Diese Präsentationsschicht wird in ELDIS3 Dynamic Windows genannt. DynamicWindows beinhaltet im Wesentlichen 22 Controls und mehrere Fenstertypen. Bei den Fenstertypen wird zwischen normalen Fenstern (!"#$%"%&%'()*) und modalen Dialogen (!"#$%+(,- "(%./0) unterschieden. All diese Elemente (Controls und Fenster) sind direkt oder indirekt über Mehrfachvererbung von MFC 4 -Elementen und einer eigenen Basisklassen abgeleitet. In MFC ist die Wurzelklasse aller Elemente!1$2, von der somit alle Elemente abgeleitet sind. Als Basisklassen für die Controls bzw. Fenster dienen!345/64$7!/$&5/. und!"#- $%+(,1($, die gewisse Grundfunktionalität implementieren. Fenster sind üblicherweise Container von Controls, und so enthält ein!"#$%+(,1($ einen Zeiger auf eine!"#$%+(,!&5.8(9&, die eine Liste von!345/- 64$7!/$&5/.9 darstellt. Als Kommunikation zwischen den Controls und Fenstern werden MFC-Messages verwendet. 4 Microsoft Foundation Classes [24]

19 ELDIS3 Server Wie in Kapitel angedeutet ist DynamicWindows nur schwer davon zu trennen, da Logik und Repräsentation nicht sauber voneinander getrennt implementiert wurden. Daher wurde entschieden, bei der prototypischen Entwicklung des ELDIS3 Servers weiterhin die MFC beizubehalten. Dies hat zur Folge, dass der Server neben der Kommunikation mit dem Client parallel dazu auch die MFC-Oberfläche generiert. Dies hat den Vorteil, dass so der aktuelle Status des Clients auch am Server ersichtlich ist und Abweichungen zwischen Server und Client auf Probleme bei der Kommunikation hinweisen können. Vorallem am Anfang der Entwicklung stellte sich dies bei der Fehlersuche als äußerst nützlich heraus. Dennoch ist es wünschenswert DynamicWindows von der MFC zu trennen, da man nur so die überflüssige serverseitige Oberfläche eliminieren kann. Dies ist auch bereits Thema eines anderen Projektes und somit nicht Teil dieser Arbeit, sollte jedoch bei der Entwicklung berücksichtigt werden. So wird hinzukommende Serverfunktionalität, soweit möglich, nicht in den bestehenden, sondern in Socket-Server Wie bereits in Kapitel beschrieben verwendet ELDIS3 Server zur Kommunikation mit dem Client ein Socket-Server. Dieser Socket-Server wird in einem eigenen Thread gestartet und horcht dort auf eingehende Client-Requests. Bei gleichzeitigem Eingang mehrerer Requests blockiert der Server den Client (kein paralleler Socket-Server), womit Nebenläufigkeitsprobleme vermieden werden können. Der Socket-Server stellt mehrere Funktionen bereit, die vom Client durch Übermittlung eines entsprechenden Kommandos aufgerufen werden können (siehe Abbildung ). Zusammenfassend wird dies als das ELDIS3 Server Interface bezeichnet, deren Funktionsweise in Kapitel detailiert erläutert wird. ELDIS3 Server ELDIS3 Client CSocketServer CSessionManagerProvider CSessionManager CSession StartUp AcceptClient ref Login (siehe Abb ) ref EuroMenuLoadMenu (siehe Abb ) ref EuroViewOpenView (siehe Abb ) ref EuroEditChangeValue (siehe Abb ) ref EuroButtonClick (siehe Abb ) ref Logout (siehe Abb ) ShutDown FreeInstance <<destroy>> <<destroy>> Abbildung : Socket-Server und Session-Management (Sequenzdiagramm)

20 CSocketServer -Invoke() -AcceptClient() +StartUp() +ShutDown() foreach (request) Invoke(request) CSessionManagerProvider -m_psessionmanager +GetInstance() +FreeInstance() _beginthread(acceptclient, 0, 0); «interface» ISessionManager +Login() +Logout() +EuroMenuLoadMenu() +EuroViewOpenView() +EuroEditChangeValue() +EuroButtonClick() if (cmd == "Login") response ) CSessionManager::GetInstance()->Login(username, password); else if (...)... Abbildung : Socket-Server und Sessionmanagement Sessionmanagement (Klassendiagramm) ELDIS3 Server stellt eine Anlaufstelle für viele Clients dar, was ein Sessionmanagement für diese unumgänglich macht. Clients sollen getrennt voneinander behandelt werden können CSessionManager -m_sessions +Login() +Logout() +EuroMenuLoadMenu() +EuroViewOpenView() +EuroEditChangeValue() +EuroButtonClick() -m_pviewlist CSession +EuroMenuLoadMenu() +EuroViewLoadView() +EuroEditChangeValue() +EuroButtonClick() Dies wird dahingehend realisiert, dass jeder Benutzer seine eigene Session am Server erhält, in der die Daten für diese Sitzung (z.b.: geöffnete Masken) abgelegt werden. Jede Session beinhaltet also eine Liste an Masken, die von dem jeweiligen Benutzer geöffnet wurden. Diese wird beim Öffnen oder Schließen einer Maske entsprechend modifiziert. Bei Änderungen von Daten oder bei Ausführung von Aktionen in einer bestimmten Maske wird der Zeiger darauf aus der Liste entnommen. So wird sichergestellt, dass bei mehrfach geöffneten gleichen Masken, die zum jeweiligen Benutzer gehörende Maske auch richtige ausgewählt wird. Die Klasse!:)99(/$;%$%0)5 verwaltet alle aktuellen Sessions und ordnet die Anfragen von Benutzern deren Session zu. Die dabei benötigte Authentifizierung wird ebenfalls vom Session-Manager durchgeführt. Um die aktuelle Instanz des Session-Managers zu erhalten, wird die Klasse!:)9-9(/$;%$%0)5<5/=(2)5 verwendet, die darüberhinaus Methoden zur Instanzierung aber auch zur Löschung des Session-Managers bietet (siehe Abbildung )

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