Implementierung von Enterprise Integration Patterns auf einem JBI ESB

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1 Implementierung von Enterprise Integration Patterns auf einem JBI ESB

2 Wer sind wir? Softwarearchitekten Entwicklung von Integrationsplattformen und -lösungen 2

3 Roter Faden Überblick Beispiel: Kommunikation Im Krankenhaus Einsatzszenario für einen ESB Anwendungsbeispiel für EIPs Herausforderungen + Lösungsansätze ESB und JBI Detail 0 min Apache ServiceMix und EIPs 60 min 3

4 Kommunikation im Krankenhaus Komplexe Domäne Medizinische Dokumentation Unterstützung von Routine-Arbeitsabläufen Verwaltung + Abrechnung von Leistungen Medizinische Spezialanwendungen Hoher Spezialisierungsgrad der Anwendungen Einsatz vieler unterschiedlicher Anwendungen Lose Systemkopplung: Datenkommunikation erfolgt vorwiegend ereignisgetrieben Seit ca werden Kommunikationsserver (Interface Engines) eingesetzt 4

5 Ereignisse im Krankenhaus KrankenhausInformationssystem Labor PACS RIS Interface Engine Archiv Küche Aufnahme! Intensivüberwachung PatientenManagement 5

6 Ereignisse im Krankenhaus KrankenhausKlinischer Informationssystem Arbeitsplatz PACS RIS Archiv Auftrag Labor Interface Engine Intensivüberwachung PatientenManagement Küche 6

7 Ereignisse im Krankenhaus KrankenhausKlinischer Informationssystem Arbeitsplatz Labor PACS Ergebnis Intensivüberwachung RIS Interface Engine Archiv Küche PatientenManagement 7

8 Gründe für den Einsatz von Interface Engines Entkopplung von Anwendungen Im Vergleich zu Point-to-Point: Reduktion der Schnittstellen von n*(n-1) auf 2n Zentrales Schnittstellenmanagement/überwachung Erleichtert die Migration von Schnittstellen 8

9 Sektorenübergreifende Kommunikation Master Patient Index Interface Engine Hausarzt Facharzt Verteilte Patientenakte RehaEinrichtung 9

10 Anwendungsbeispiel A Master Patient Index A B B Enterprise Service Bus (ESB) als Interface Engine 10

11 Enterprise Service Bus Kernfunktionalitäten Messaging Routing Transformation Protokolladapter System Management und Monitoring Weitere Funktionalitäten Prozesssteuerung (BPM) Complex Event Processing (CEP) Event Stream Processing (ESP) 11

12 Enterprise Service Bus Plugin Architektur Integrationskomponenten sind Plugins Projektspezifische Konfiguration Erweiterungsmechanismus Java Business Integration (JSR 208) Verteilte Bus-Architektur Plugins 12

13 Java Business Integration (JBI) Java Standard zur Strukturierung von Integrationssystemen Plugin Architektur für Integrationskomponenten Integrationskomponenten kommunizieren über standardisierte Schnittstellen Interoperabilität zwischen Integrationskomponenten unterschiedlicher Hersteller Richtet sich an Hersteller von Integrationsplattformen und Integrationskomponenten 13

14 Java Business Integration (JBI) JBI Komponente (BC) JBI Komponente JBI Umgebung BC = Binding Component SE = Service Engine EP WSDL DC EP Externer Service NMR Message Exchange DC EP WSDL Service Endpoint EP DC WSDL JBI Komponente (SE) NMR Delivery Channel Normalized Message Router 14

15 Apache ServiceMix Enterprise Service Bus auf JBI Basis Mehr als eine reine JBI Referenzimplementierung Cluster Support, eigene JBI Komponenten Spezielle Unterstützung für Integration Patterns Plattform zur Entwicklung von Integrationslösungen (Anwendungs-Entwickler) Integrationskomponenten (Plattform-Entwickler) Apache Top Level Projekt Aktuelle Version: 3.2 Apache 2.0 Lizenz 15

16 Apache ServiceMix JBI Komponenten JBI Umgebung sm-http sm-jms sm-file Binding Components sm-eip sm-drools ODE Service Engines ServiceMix Core ActiveMQ Delivery Channel Norm. Message Router Management (JMX) Message Broker Cluster Support 16

17 sm-eip Service Engine Enterprise Integration Patterns Filter Content-based Router Recipient List Splitter and Aggregator Content Enricher Resequencer 17

18 sm-eip Service Engine Implementierung von EIPs Konfiguration mit Spring/XBean XML Verpacken in Service Unit bzw. Assembly Deployment des Service Assembly Spring Beans als JBI Service Endpoints erreichbar <eip:content-based-router service="msb:v3-router"...> <eip:rules> <eip:routing-rule> <eip:predicate> <eip:xpath-predicate xpath="count(//items/item) > 0" /> </eip:predicate> <eip:target> <eip:exchange-target service="msb:mpi" /> </eip:target> </eip:routing-rule> </eip:rules> </eip:content-based-router> sm-eip <<deploy>> Service Assembly maven-jbi-plugin 18

19 Anwendungsbeispiel Nachrichtenstandards, Formate und Transport Master Patient Index HL7 v2 HL7 v2 FTP MLLP HL7 v3 HTTP SOAP/ HTTP HL7 v3 19

20 Nachrichtenstandards in der Medizin Das Schöne an Standards ist HL7 v2 HL7 v3 EDIFACT ( 301 SGB V) DICOM, ACR/NEMA ADT, BDT, LDT Papier 20

21 HL7 v2 HL7 bietet Interoperabilität zwischen Krankenhausinformationssystemen (KIS), Praxisverwaltungssystemen (PVS), Laborinformationsystemen (LIMS), Systemen zur Leistungsabrechnung sowie Systemen, die als Elektronische Patientenakte fungieren... (http://de.wikipedia.org/wiki/hl7) Führend in krankenhausinterner Kommunikation MSH ^~\& SAP-ISH ABC ADT^A T 2.2 ER EVN A PID Müller^Hans Müller M Am Domplatz 1^^Köln^NW^57000^DE^H S Köln NK1 1 Möller^Gudrun EMC Hauptstraße 23^^Köln^NW^57000^DE PV1 1 I ISKA^13^4 R N ZBE ~ INSERT 21

22 HL7 v3 Modellierungs- und Entwicklungsprozesse sind integraler Bestandteil Reference Information Model ist Grundlage für das Datenmodell Konsistent, komplex, formal, erweiterbar Syntaxunabhängige Modelle, XML ist bevorzugte Modellimplementierung Immer noch ereignisgetrieben 22

23 HL7 v3 Beispiel <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <PRPA_IN ITSVersion="XML_1.0" xmlns="urn:hl7-org:v3" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/xmlschema-instance" xsi:schemalocation="urn:hl7-org:v3 PRPA_IN xsd"> <realmcode code="de"></realmcode> <id root=" " extension=" "></id> <creationtime value=" "></creationtime> <versioncode code="v "></versioncode> <interactionid extension="prpa_in201101" root=" "></interactionid> <processingcode code="p"></processingcode> <processingmodecode code="t"></processingmodecode> ca. 100 Zeilen <custodian> <assignedentity> <id root=" "></id> </assignedentity> </custodian> </registrationevent> </subject> </controlactprocess> </PRPA_IN201101> 23

24 HL7 Transformation ServiceMix bietet nur Basistechnologie (z.b. XSLT) Domänenspezifische Komponenten auf höherem Abstraktionsniveau notwendig HL7 v2 HL7 v3 MLLP-Protokoll ist HL7-spezifisch, daher ebenfalls keine Unterstützung ServiceMix-Erweiterungen notwendig 24

25 ServiceMix Erweiterungen sm-eip sm-jms ServiceMix - Abstract Router - Abstract Transformer - Resequencer - InOut/InOnly Bridge - HL7 v2 Router - HL7 v2 Transformer ext-eip ext-jms ext-hl7 - Transactional Consumer Enpoint ext-mllp - MLLP Consumer Endpoint - MLLP Provider Endpoint Erweiterungen 25

26 ServiceMix Erweiterungen ext-hl7 Domänenspezifische Implementierung von Patterns Konfiguration auf höherem Abstraktionsniveau Verwendung alternativer Technologien (Velocity ) ext-eip JBI Abstraktionsschicht Development Kit für Komponentenentwickler Testumgebung für EIP-Komponenten 26

27 Herausforderungen Wie macht man Nachrichtentransformation Skalierbar? Ausfallsicher? Wartbar? Nachvollziehbar? Flexibel? d.h. geeignet für den Routineeinsatz? 27

28 Transformation ist auf den ersten Blick einfach D HL7 V2 D HL7 V3 28

29 auf den zweiten Blick D? HL7 V2 Validierung D Transformation Auslieferung HL7 V3 29

30 auf den dritten Blick D HL7 v2 D HL7 v3 30

31 Notation Modell JBI Beschreibung JBI Service Endpoint (Router, Transformer ) SE JBI Binding Endpoint (HTTP, JMS ) BC DC MessageExchange über NMR NMR DC Externer Dienst 31

32 Validierung File D sm-file HL7 V2 HTTP Validator? D HL7 V2 sm-http D ext-hl7 HL7 V2 MLLP D! ext-mllp HL7 V2 Error log 32

33 Transformation V2_A01 to Reference Reference to V3_A01 Content-based Router ext-hl7 D ext-hl7 D ext-hl7 HL7 V3 HL7 V2 V2_A03 to Reference Reference to V3_A03!! Error log Error log 33

34 Auslieferung? Recipient List Resequencer sync JMS HTTP sync sm-http sync D HL7 V3 sm-eip ext-hl7 sync JMS SOAP/HTTP sync sm-http JMS sync sm-jms Ext. Queue JMS sync ext-jms 34

35 Erhaltung der Nachrichtensequenz Zuweisung von Sequenznummern Berücksichtigung von Splits Stream-Processing Resequencer Keine Batch-Größen bekannt Timeout-basierter Algorithmus (Zeitfenster) Auslieferung Synchron über NMR Pufferung (JMS) unter Beibehaltung der Ordnung SEQ Parallele Verarbeitung SEQ 35

36 System Management Monitoring JMX Infrastruktur von ServiceMix und ActiveMQ Beispiel: JMS Queue (Auslieferung) Enqueue Count Queue Size 36

37 System Management Auditing Speicherung eingehender und ausgehender Nachrichten Statistik Verarbeitungsdauer, Nachrichtendurchsatz Anwendung Wire Tap store confirm Message Store 37

38 System Management Re-play von Nachrichten Filterung von Duplikaten Anwendung Duplicate Filter status query store confirm Message Store 38

39 Bidirektionale Kommunikation Wiederverwendung von Bausteinen, die nur unidirektionale Kommunikation unterstützten Neues Muster: InOut InOnly Bridge InOnly InOnly InOut InOnly InOut InOnly 39

40 Erfahrungen Anwendungsentwicklung 30% Konfiguration existierender JBI-Komponenten 70% Neu/Weiterentwicklung von JBI-Komponenten Bessere Wartbarkeit durch domänenspezifische Patterns Komponentenentwicklung Komplexität durch JBI API (4 MEPs, synchron, asynchron ) JBI-Abstraktionsschicht zur Vermeidung häufiger Fehler ServiceMix Stabile und performante JBI Plattform Unterstützung von Spring bzw. XBean Mangelhafte Dokumentation System Management Gute JMX Infrastruktur von ServiceMix und ActiveMQ Einfache und effiziente Möglichkeiten zur Erweiterung 40

41 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Fragen? 41

42 Konsistente Datenhaltung Verteiltes Transaktionsmanagement Synchrone Kommunikation Asynchrone Kommunikation Unterstützung durch ServiceMix XA Transaktionsmanager (Geronimo) NMR als XA Resource (ActiveMQ) XA Transaction synchron: NMR NMR XA Transaction 1 asynchron: NMR NMR XA Transaction 2 NMR NMR 42

43 JBI Enterprise Service Bus Plugin Schnittstellen konform zu JBI Plugins sind Externer Dienst Service Engines Binding Components Delivery Channel Nachrichtenaustausch über NMR Delivery Channel Binding Component Verteilung wird von JBI nicht behandelt JBI ESB Normalized Message Router (NMR) Service Engine 43

44 Weitere EIP Unterstützung Apache ODE Ausführung von WS-BPEL Prozessdefinitionen sm-drools Routing mit JBoss Drools (Rule Engine) sm-bean POJO Programmiermodell 44

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