Grundlagen und Implementation. Jan Kraft

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1 Grundlagen und Implementation Jan Kraft

2 Gliederung 1 die OMG 2 Was ist CORBA? 3 Funktionsweise 3.1 die Interface Definition Language 3.2 Objekt Adapter 3.3 weitere Komponenten des ORB 3.4 InterORB Protokolle 4 Fazit 5 Quellen CORBA - Jan Kraft 2

3 die OMG gegründet: Mai 1989 von 8 Unternehmen: 3COM, American Airlines, Canon, Data General, HP, Philips Telecomunications, Sun Microsystems, Unisys Oktober 1989: unabhängige Organisation offen für weitere Organisationen Jahr 2000: 800 Mitglieder bekannte Errungenschaften: CORBA (Common Object Request Broker Architecture) IDL (Interface Definition Language) UML (Unified Modeling Language) CORBA - Jan Kraft 3

4 die OMG zentrale Aufgaben: sammeln von technologischem Know-How für die Entwicklung verteilter, objektorientierter Software Bereitstellen von allg. Richtlinien, industriell nutzbaren Spezifikationen Spezifikationen sollen Hardware- und Betriebssystemunabhängig sein Vereinheitlichen des Vokabulars Vereinheitlichen der Programmierschnittstellen Entwurf einer universeller Kommunikationsplattform Definition von Werkzeugen Ausarbeiten von verallgemeinerten Mechanismen CORBA - Jan Kraft 4

5 Was ist CORBA? Common Object Request Broker Architecture Spezifikation für objektorientierte Middleware (Kern = ORB) definiert plattformunabhängige Protokolle und Dienste Programmierer erstellt eine Spezifikation der Schnittstellen CORBA-Spezifikationen nicht an eine Programmiersprache gebunden Spezifikation wird für entfernte/lokale Zugriffe zur Verfügung gestellt Stub/Skeleton werden in jeweiliger Programmiersprache erzeugt Methodenaufruf, wie bei normalem lokalen Aufruf Beschreibung der Operationen zwischen Objekt unzureichend spezifiziert viele herstellerspezifische ORB untereinander inkompatibel ab CORBA 2.0 Spezifikation für InterORB-Protokolle CORBA - Jan Kraft 5

6 Object Request Broker dient dem Zugriff auf Objekte in lokalen als auch entfernten Programmen transparente Weiterleitung des Objektaufrufes unabhängig von: Betriebssystem Programmiersprache tatsächlichem Ort im Netzwerk Aufrufende benötigt nur Objektreferenz Herz des ORB ist die IDL legt fest wie Interface definiert sein muss Sprachunabhängigkeit CORBA - Jan Kraft 6

7 Geschichte CORBA 1.0 (1991) 1. CORBA Objektmodell Interface Definition Language (IDL) Dynamic Request Management + Interface Repository Spracherweiterung für C CORBA 1.1 (1992) 1. veröffentlichte Version Interfaces für den Basic Object Adapter (BOA) CORBA 2.0 (1996) Erweiterung des 'Dynamic Skeleton Interface' Spracherweiterungen für C++ und Smalltalk CORBA - Jan Kraft 7

8 Geschichte CORBA 2.1 (1997) Erweiterung der Sicherheitskomponenten (siiop und IIOP über SSL) Spracherweiterungen für COBOL und Ada CORBA 2.2 (1998) Erweiterung für Serverportierung (POA) Spracherweiterung für Java CORBA 3.0 (2002) Verbesserung der Kernkomponente engere Integration mit Java und anderen Technologien und weitere Genauere Spezifikationen sind der Seite zu entnehmen CORBA - Jan Kraft 8

9 CORBA Plattformen Orbix (Java) MICO (C++) JacORB (Java) ORBit2 (C, C++, Python) ORBacus (C++, Java) TAO (C++) CORBA - Jan Kraft 9

10 verwandte Technologien COM/DCOM (auf Windows begrenzt) Java RMI (Overhead durch Mehrsprachigkeit fällt weg funktioniert nur in Java) Web-Services (ebenfalls sprach- und plattformunabhängig) CORBA - Jan Kraft 10

11 Stub / Skeleton CORBA - Jan Kraft 11

12 Stub / Skeleton vom IDL - Compiler erzeugt Stellvertreter des jeweiligen Objektes Client Stub Server Skeleton CORBA - Jan Kraft 12

13 Interface Definition Language abstrakte, sprachenunabhängige Schnittstellenbeschreibungssprache Beschreibung sichtbaren Eigenschaften (Operationen, Attribute) Implementierung nicht in IDL herkömmliche Programmiersprache strikte Trennung von Definition und Implementation, einfach gehaltene IDL Integration möglichst vieler Programmiersprachen Komponenten- / Serverimplementierung in verschiedenen Programmiersprachen möglich IDL - Syntax ist stark an C++ / Java angelehnt genaue Realisierung der Sprachunabhängigkeit ist durch das 'Language- Mapping' festgelegt sprachspezifischer IDL-Compiler erzeugt Stub/Skeleton zusätzlicher kein zusätzlicher Aufwand IDL-Compiler für: C/C++, Java, Smalltalk, Ada, COBOL, Lisp, Python, CORBA - Jan Kraft 13

14 Interface Definition Language // IDL -- Mini-Version eines Namensdienstes (RED96 S.108) module SimpleNaming { typedef string Name; typedef sequence <Name> NameList; interface NamingContext { exception NotFound {}; exception InvalidName {}; exception AlreadyBound {}; }; void bind(in Name n, in Object obj) raises (NotFound, InvalidName, AlreadyBound); void bind_context(in Name n) raises (NotFound, InvalidName, AlreadyBound); Object resolve(in Name n) raises (NotFound, InvalidName); void unbind (in Name n) raises (NotFound, InvalidName); void list(in Name dir, out NameList bindings) raises (NotFound); }; CORBA - Jan Kraft 14

15 Stub / Skeleton Stub: adaptiert den Funktionsaufrufstil der Language-Mapping seines ORB statischer Mechanismus zur Erzeugung/Weiterleitung von Requests lokaler Vertreter des entfernten Objektes ( getarnt in jeweiliger Programmiersprache) wandelt Request in eine Form für Netzwerkübertragung um (Marshalling) Skeleton: adaptiert den Request-Beförderungsmechanismus des ORB an Objektimplementierung statischer Mechanismus zur Request-Weiterleitung konvertiert vom Übertragungsformat in ein Programmiersprachenformat (Demarshalling) alternativ: dynamische Varianten CORBA - Jan Kraft 15

16 Dynamic Invocation Interface CORBA - Jan Kraft 16

17 Dynamic Invocation Interface ORB unterstützt unabhängig von IDL-Interfaces Clients können dynamische Requests an beliebige CORBA-Objekte senden keine Kenntnis der Objektschnittstellen zur Übersetzungszeit egal ob Stub oder DII: Repräsentation des Requests im ORB gleich für den Server ist es irrelevant CORBA - Jan Kraft 17

18 Dynamic Skeleton Interface CORBA - Jan Kraft 18

19 Dynamic Skeleton Interface ORB unterstützt unabhängig von IDL-Interfaces ermöglicht Programmierung ohne Skeleton zur Entwicklungszeit keine Kenntnis über zu implementierenden Schnittstellen Bsp.: Server erhält Objektreferenz und bietet sich als diese an kein Stub vorhanden nimmt selber Position als Client ein um Request per DII weiter zu leiten Brücke zw. verschiedenen Verteilten Objektsystemen (CORBA COM/DCOM) CORBA - Jan Kraft 19

20 Objekt Adapter CORBA - Jan Kraft 20

21 Objekt Adapter grundlegende Dienste für Objektimplementation (Generierung/Interpretation von Objektreferenzen) Aufruf der Methoden der Objektimplementation beim Request automatische Aktivierung von Servern/Objektimplementationen BOA Basic Object Adapter (BOA) Object-Oriented Database Adapter (OODB) Portable Object Adapter (POA) OODB normaler Aufruf: wenige Objekte bleiben für ganzen Serverlaufzeit instanziiert BOA zu ungenau spezifiziert: Inkompatibilitäten in der InterORB Kommunikation für viele kleine Objekte Zustände/Objekte in DB schreiben/lesen weniger Speicherplatz im Hauptspeicher CORBA - Jan Kraft 21

22 Objekt Adapter BOA (Basic Object Adapter): ursprüngliche Definition des Objekt Adapters von OMG unzureichende Unterstützung für Server-Implementierungen proprietäre Erweiterungen des Funktionsumfanges POA (Portable Object Adapter): schließen der funktionalen Lücken vom BOA POA baut nicht auf BOA auf, sondern ersetzt diesen Ziel: Implementierung von Objekten portabel für unterschiedliche CORBA-Implementierungen Möglichkeit für persistente Identitäten Implementierung soll mehrere Objektinstanzen unterstützen CORBA - Jan Kraft 22

23 ORB Interface CORBA - Jan Kraft 23

24 ORB Interface bietet Operationen für jedes Objekt (Objektreferenzen) bietet direkten Zugang zu Interface- / Implementation Repository konvertieren von Objektreferenzen von/zu Strings Erstellung der Parameterlisten für DII CORBA - Jan Kraft 24

25 Interface Repository CORBA - Jan Kraft 25

26 Interface Repository Archiv aller IDL - Definitionen zur Laufzeit IDL - Definitionen enthalten (Definitionen der): Interface Module Konstanten Ausnahmen Typ Unterstützung dynamischer CORBA - Requests CORBA - Jan Kraft 26

27 Implementation Repository CORBA - Jan Kraft 27

28 Implementation Repository Objektreferenz (beim Client) identifiziert das Objekt aber nicht sein Aufenthaltsort Informationen über Lokalisierung/Aktivierung von Objektimplementationen stellt Informationen zu Objektimplementation (Debugger-Infos, administrative Kontrollinfos, Ressourcenallocationsinfos) bereit Objekt kann auf anderen Server verschoben werden keine Auswirkung auf Client Objekt auf mehrere Rechner je nach Auslastung an anderen Server verweisen CORBA - Jan Kraft 28

29 Inter ORB Protokolle CORBA - Jan Kraft 29

30 Inter ORB Protokolle CORBA - Jan Kraft 30

31 Fazit CORBA: weit verwendete Verteilungsplattform zahlreiche Unternehmen, setzten CORBA in großem Ramen ein Vorteil: Interoperabilitätskonzept mittels IDL schmerzlose Integration existierender Software in verteiltes Umfeld Komplexität verteilter Software relativ unproblematisch CORBA eignet sich noch nicht für alle Anwendungsanfelder Software mit hohen QoS-Anforderungen Echtzeitsysteme OMG arbeitet noch an diesen Problemen CORBA - Jan Kraft 31

32 Fazit Java RMI = CORBA lite sprachspezifische RMI (Remote Method Invocation) Beschränkung auf Java Programmierer brauch IDL nicht lernen Programmierung von RMI relativ einfach RMI fehlen: Satz fundamentaler Objektdienste Funktionsvielfalt einer CORBA-Umgebung Sun und die OMG Zusammenarbeit von RMI mit CORBA-Systemen über IIOP CORBA - Jan Kraft 32

33 Quellen Java Programming with CORBA G. Brose, A. Vogel, K. Duddy Wiley Computer Publishing Corba 2.0 Praktische Einführung für C++ und Java Jens-Peter Redlich Addison-Wesley Studienarbeit: CORBA / MICO (Mico is Corba) C. Voß, T. Johanntoberens FH-Bielefeld CORBA - Jan Kraft 33

34 Quellen CORBA - Jan Kraft 34

35 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit CORBA - Jan Kraft 35

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