Erfolgreiche IT-Projekte: Methoden, Werkzeuge, Referenzarchitekturen & Best Practices

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1 Erfolgreiche IT-Projekte: Methoden, Werkzeuge, Referenzarchitekturen & Best Practices Dipl.- Ing. Mahbouba Gharbi, ITech Progress GmbH Prof. Dr. Arne Koschel, Fachhochschule Hannover

2 Über uns Mahbouba Gharbi Geschäftsführerin der ITech Progress GmbH Trainerin, Beraterin und jahrzehntelange Projekterfahrung als Softwarearchitektin Vorstandsvorsitzende isaqb e.v. Prof. Arne Koschel Professor an der FH Hannover Langjährige Erfahrung als Senior-Berater, Projektleiter, Produkt-Manager und Dozent in Forschung und Industrie mit dem Fokus Architektur und Konzeption Middlewarebasierter, heterogener, verteilter Informationssysteme.

3 Erfolgreiche IT-Projekte: Einige Faktoren Best Practices Menschen Zeit Erfolgsfaktoren Strategie Budget Planung Hier im Fokus: Referenzarchitekturen

4 Agenda Motivation & Grundlagen Methodik für Referenzarchitekturen Beispielreferenzarchitekturen / Best Practices Zusammenfassung 4

5 Abgrenzung: Architektur und Softwarearchitektur Definition Architektur Begriff Architektur stammt aus dem Bauwesen Begriffserweiterung und Übertragung auf andere Strukturen IT: Def. SW-Architektur Strukturierte/hierarchische Anordnung der Komponenten + Beziehungen Weitere z.b: IT-Gesamtarchitektur Systemarchitektur

6 Definition Referenzarchitekturen Referenzarchitekturen sind eine Sammlung von IT-Lösungen fachlicher oder technischen Aufgabenstellungen, die geeignet sind, als Musterlösung für vergleichbare (Teil-) Aufgabenstellungen zu dienen Referenzarchitekturen zielen auf unterschiedlich umfassende Aufgaben und kennen unterschiedliche Granularitäten je nach Einsatzgebiet Referenzarchitektur + = Architekturmittel Referenzmodell

7 Einsatz von Referenzarchitekturen Einsatz von Referenzarchitekturen während des Architektur- Entwurfs Umsetzung der Bestandteile einer Referenzarchitektur, die auch wirklich benötigt werden ( Tailoring ) beeinflusst basiert auf Architekturanforderung Softwarearchitektur Referenzarchitektur

8 Ziel: Wiederverwendung von Architekturen Architektur: Wiederverwendung im Kleinen Klassen, Entwurfsmuster Referenzarchitekturen = zur Zeit mächtigste Art eine Architektur wieder zu verwenden (Domäne) Sind eine Art von Supermuster Sammlung von architekturellen Best Practices für einen Problembereich

9 Agenda Motivation & Grundlagen Methodik & Templates für Referenzarchitekturen Beispielreferenzarchitekturen / Best Practices Zusammenfassung 9

10 Hauptbestandteile einer Referenzarchitektur Kontextzuordnung und Ziele (funktional, technisch, etc.) Referenzmodell: Ein RM bildet den konzeptionellen Ordnungsrahmen, dessen sich bei der Beschreibung der Referenzarchitektur bedient wird. Es definiert das Schema, mit dem eine Architektur beschrieben wird und stellt eine Kommunikationsfläche und logische Struktur zur Verfügung, mit der sich die einzelnen Teile der Architektur gruppieren und zueinander in Beziehung setzen lassen. Sammlung von Architekturmitteln: Architekturkonzepte Bauteile (SW, HW) Vorgaben, Richtlinien und Konventionen für die Entwicklung bzw. Betrieb Taxonomie/Glossar... Referenzarchitektur + = Architekturmittel Referenzmodell

11 Architekturmittel Prinzipien Lose Kopplung Hohe Kohäsion Basiskonzepte Objektorientierung Aspektorientierung Referenzarchitektur Architekturmittel = + Referenzmodell Architekturstrukturen Muster Stile Taktiken 11

12 Referenzmodell Funktionalität des adressierten Problembereichs Exemplarische Struktur eines Referenzmodells (Komponenten) Architekturmittel = + Referenzmodell Referenzarchitektur Funktionsbaustein A Funktionsbaustein C Funktionsbaustein B 12

13 Sichten auf Referenzarchitekturen Sichten (Views) Funktional Logisch Technisch Einsatz in Phase Anforderungsanalyse Grobentwurf Detailentwurf, Implementierung Elemente der Architektur Fachkonzept, Spezifikation Logische Architektur, Implementierung Detailarchitektur, Implementierung, Deployment Interessant für Rolle Nutzer, Manager, Projektleiter Projektleiter, Entwickler, Architekt Entwickler, Betrieb, Architekt

14 Referenzarchitektursicht: Funktional Aufteilung Funktionsumfang in Funktionsbereiche Funktionsbereiche gruppieren funktionale Anforderungen Funktionsbereiche können sich Gegenseitig verwenden Daten austauschen Sich gegenseitig hierarchisch enthalten Anwendung in Phase: Anforderungsanalyse

15 Beispiel: Referenzarchitektursicht - Funktional

16 Referenzarchitektursicht: Logisch Definiert Strukturen über Schichten und grobe Komponenten Strukturierung der Software, aber keine Einzelheiten zu Implementierung und technische Infrastruktur Funktionsaufteilung anhand von Schichten (Fachkern, Persistenz, usw.) Anwendung in Phase: Grobentwurf

17 Beispiel: Referenzarchitektursicht - Logisch Lexikalische Analyse Syntaktische Analyse Semantische Analyse Generator Analyse Compiler Abstrakter Syntaxbaum

18 Referenzarchitektursicht: Technisch Technische Referenzarchitektur legt Verwendete Basistechnologien Verwendete(n) Programmiersprachen fest Für eine logische Referenzarchitektur kann es mehrere Implementierungen in mehreren Programmiersprachen auf verschiedenen technischen Umgebungen geben Anwendung in Phase: Detailentwurf, Implementierung

19 Agenda Motivation & Grundlagen Methodik für Referenzarchitekturen Beispielreferenzarchitekturen & Best Practices Zusammenfassung 19

20 Beispiele S O A SOA-Referenzarchitektur Beispiele Referenzarchitektur R7 Java EE

21 Praxisbeispiel: Referenzarchitektur R7 Vergleich: Evolution der Weltraumraketen von Sputnik bis Sojus Gesamtsystem = 1. / 2. Stufe + n beliebige Ausprägungen

22 Laika (1957) Sputnik 1 (1957) Sowjetische Erfolge beim Wettlauf ins All ( ) Alexej Leonow 1965 (erster Weltraumspaziergang) Juri Gagarin 1961 (erster Mensch im All) Valentina Tereschkowa 1963 (erste Frau im All)

23 Beispiel Java EE-RA Ziel der Java-Referenzarchitektur ist es, einen Gestaltungsrahmen zu definieren, der die Elemente der Architektur von Java EE-Anwendungen definiert, eine Blaupause für die Architektur solcher Anwendungen bereitstellt, sowie Vorgaben und den Gestaltungsspielraum für Aufbau und Umsetzung festlegt. auf die überwiegende Mehrheit aller Java EE-Anwendungen anwendbar ist für besondere Fälle auch eine Abweichung von der Vorgaben erlaubt.

24 Java EE-Referenzarchitektur Kontext/Ziele Referenzmodell Konzepte Glossar Siehe vorherige Folie Java EE-Modell; Java EE-RA: Schichtenmodell, Komponenten- und Container-Übersicht Komponenteneigenschaften; Komponententaxonomie; Web/EJB-Design; Application Server, Komponentenschnittstellen/- verträge; Komponenten-Deployment; (evtl. Komponenten-Repository) Java EE Glossar

25 IIOP(S) HTTP(S) JRMP 2 RMI-IIOP JNDI 2 JTA 2 JMS 1,2 JDBC JNDI 1,2 JDBC 2 JTA 2 JCA 2 JMS 2 RMI-IIOP 2 Java-IDL Processes Entities Bus. Rules Session IIOP(S) HTTP(S) JRMP HTTP(S) IIOP(S) JRMP IIOP(S) HTTP(S) JRMP Abbildung: Ref.Modell/RA Java(2) EE Plattform Reference Model J2EE Platform 9-10 Browser Presentation Rendering Validation Preparation Control Applet Container Servlet Container EJB Container Business Logic 1,3,5-10 Applet 1,6,8-9 JSP 1,3,5-9 Servlet 1,3-6,9 EJB Legacy Ac's Legacy System Data Access Data J2SE Application Client Container Java Mail JAF Mapping description 1. Data Access 2. Legacy Access 3. Processes 4. Entities 5. Business Rules 6. Sessions 7. Control 8. Preparation 9. Validation 10. Rendering 1,3,5-10 Application Client J2SE J2SE 4-6 Database 2, JCA 2, IIOP(S)... Existing Systems (Mainframe, CORBA, non Java...)

26 Processes Entities Bus. Rules Session Typische (technische) Aspekte in einer RA - Orthogonale Fragestellungen zum Ref.Modell Technische Aspekte Performance Scalability / Load Balancing Availability / Failover Transactions Persistence Security Operations, Deployment, Versioning Aspects Simplicity vs. Complexity Presentation Business Logic Rendering Validation Preparation Control Legacy Ac's Legacy System Data Access Data

27 Java EE Bsp.Template Duke s Bank analog Sun/Oracle Elemente Client-Varianten Web-Elemente EJB-Komponenten Persistenz Festgelegter Verzeichnisaufbau Kodierungsrichtlinien Mögliche Basis für normale, mittlere Java EE-Anwendungen

28 Beispiel SOA-RA Ziel der SOA-Referenzarchitektur ist es, einen Gestaltungsrahmen zu definieren, der die Elemente der Architektur von SOA-Anwendungen definiert, eine Blaupause für die Architektur solcher Anwendungen bereitstellt, sowie Vorgaben und den Gestaltungsspielraum für Aufbau und Umsetzung festlegt. auf die überwiegende Mehrheit aller SOA-Anwendungen anwendbar ist für besondere Fälle auch eine Abweichung von der Vorgaben erlaubt.

29 Bsp. einer SOA-Referenzarchitektur Kontext/Ziele Referenzmodell Konzepte Glossar Siehe vorherige Folie z.b. Kbst-Modell; SOA-RA: Schichtenmodell und Komponentenübersicht Serviceeigenschaften; Servicetaxonomie; Servicedesign; ESB; Serviceverträge; Servicedeployment; Servicerepository SOA Glossar

30 Beispiel SOA Referenzmodell Service / Messaging Backbone Often: Logical / Technical Enterprise Service Bus (ESB) Services with formally described interface Integration of components often based on productive systems Different communication paradigms (Synchronous / asynchronous) Request-Response; Oneway; J(2)EE COM HTML Java CORBA Service Service Service Service Service Service Service/Messaging Backbone Implementation possible with different technologies / platforms, e.g. CORBA, RMI, Web Services; Java EE,.Net,... Now: Often Web Services used combined with e.g. Java EE Service Service Service Service C DLL z/os SAP Trans Monitor Security OS/390 Registry

31 Bsp. RAn: Potentieller Nutzen am Bsp. SOA effort reduction Development process % done Project-1 Business Logic Project-2 Business Logic Project-3 Business Logic Project-? Business Logic Project-1 services Infrastructure Project-2 services Infrastructure Project-3 services Infrastructure Deployed services, ready for reuse Source: IONA time

32 Agenda Motivation & Grundlagen Methodik für Referenzarchitekturen Beispielreferenzarchitekturen & Best Practices Zusammenfassung 32

33 Vor- und Nachteile von Referenzarchitekturen Schnellere Entwicklung (better Time-to-Market) Entwicklung der Referenzarchitektur als Reifeprozess Gesteigerte Qualität der Architektur Kostensenkung Vorteile Vorhandenes Wissen besser nutzen Verbindungsmöglichkeit zu Software- Produktlinien Einheitliche Sprache Senkung des Risikos für Nicht-Tragfähigkeit

34 Vor- und Nachteile von Referenzarchitekturen Änderung der technischen Referenzarchitektur bedeutet Anpassung aller Komponenten, die diese nutzen Nachteile Zentrales Release-, Anforderungs- und Änderungsmanagement ist für die Verwaltung der Referenzarchitekturen notwendig Aufwand!

35 Unternehmensweite Referenzarchitekturen Unternehmens-Referenzarchitekturen lohnen sich vom Aufwand her erst, wenn sie auch unternehmensweit eingesetzt werden Etablierung eines zentralen Anforderungs- und Release- Managements ist notwendig dies lohnt sich nur bei einem unternehmensweiten Einsatz

36 Zusammenfassung: RA für den Projekterfolg Möglichkeit Architekturen wieder zu verwenden Viele Vorteile, benötigen aber auch ein zentrales Architektur- und Releasemanagement Referenzarchitekturen Optimierung für ein bestimmtes Einsatzgebiet Umfassen - Funktionale Referenzarchitektur - Logische Referenzarchitektur - Technische Referenzarchitektur

37 Fragen? Fragen! Mahbouba Gharbi Geschäftsführerin ITech Progress GmbH Arne Koschel Prof. für Verteilte Systeme (& Berater) FH Hannover, Fakultät IV, Abt. Informatik akoschel acm.org