Seminarvortrag. Transaktionen in WebServices. Service-orientierte Architektur (SOA) Vortragender: Tobias Ramin

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1 Seminarvortrag Service-orientierte Architektur (SOA) Transaktionen in WebServices Vortragender: Tobias Ramin

2 Gliederung Einführung Transaktionskonzepte Transaktionen in Web Services WSTF Schlussbemerkung Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 2

3 Einführung WS verbinden Teilnehmer zu einer komplexen Struktur Zur Koordination dient WS-Coordination Transaktionen nutzten den Koordinations-Rahmen TA-Spezifikationen ermöglichen die Durchführung von kurz-/langlaufenden und komplexen Prozessen Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 3

4 Gliederung Einführung Transaktionskonzepte ACID-Paradigma Verteilte Transaktionen Transaktionen in WebServices WSTF Schlussbemerkung Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 4

5 Transaktionskonzepte ACID-Paradigma Atomicity: Transaktion nach außen unteilbar Menge von Arbeitsschritten werden ganz oder gar nicht ausgeführt Consistency: Übergang von einem konsistenten Zustand in einen anderen, ebenfalls konsistenten Zustand Isolation: Zwischenstände einer Transaktionen sind nicht sichtbar Durability: Nach erfolgreicher Transaktion werden die Ergebnisse beständig gemacht Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 5

6 Transaktionskonzepte Verteilte Transaktionen(1) Finden in verteilten und unabhängigen Systemen statt Mehrere Prozesse beteiligt Erreichen eines gemeinsam anerkannten Zieles 2 Arten von Sub-Systemen: Participants: implementieren Geschäftslogik Coordinator: kontrolliert die Erzeugung neuer Transaktionen Beitritt von Beteiligten werden überwacht Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 6

7 Transaktionskonzepte Verteilte Transaktionen(2) Verwendung von Koordinationsprotokollen Unterscheidung in: Kurzlaufende i.d.r. durch 2-Phasen-Commit- Protokoll implementiert Langlaufende Implementierung abhängig vom erweiterten Transaktions-Modell Erweiterte Transaktions-Modelle: Geschlossen verschachtelte Transaktionen Offen verschachtelte Transaktionen Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 7

8 Transaktionskonzepte Verteilte Transaktionen(3) Geschlossen verschachtelte Transaktionen: Wurzel-TA Commit Commit Scope1 Scope2 Commit Scope1.1 Scope1.2 Scope2.1 Scope2.2 Commit Commit Commit Commit Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 8

9 Transaktionskonzepte Verteilte Transaktionen(3) Offen verschachtelte Transaktionen: Wurzel-TA Commit Commit Scope1 Scope2 Commit Scope1.1 Scope1.2 Scope2.1 Scope2.2 Commit Commit Commit Commit Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 9

10 Transaktionskonzepte Verteilte Transaktionen(4) Transaktionsarten: Transaktion lokal verteilt Datenbank ACID kurzlaufend nicht-atomar langlaufend erweitertes TM nested Quelle: Dostal open closed Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 10

11 Gliederung Einführung Transaktionskonzepte Transaktionen in Web Services Rolle von Transaktionen in Web Services AtomicTransaction BusinessTransaction WSTF Schlussbemerkung Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 11

12 Transaktionen in Web Services Rolle von Transaktionen in Web Services (1) Application Business Process BPEL4WS Middelware Security Reliable Messaging Transactions WS-Coordination WS-Atomic Transaction WS-Business Activity Description & Discovery Metadata Interface & Binding WSDL UDDI Policy Messaging SOAP/XML Transport HTTP Quelle: Weerawarana Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 12

13 Transaktionen in Web Services Rolle von Transaktionen in Web Services (2) Zugriff der Anwendungen auf verteilte Web Services WS können eigenständig Ressourcen manipulieren WS sind Teilnehmer eines gemeinsam anerkannten Ergebnisses Meist langlaufende Transaktionen Keine klare Definition der (Meta-)Datenstruktur Keine Festlegung von Standard-Operationen Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 13

14 Transaktionen in Web Services AtomicTransaction(1) ACID-konforme Transaktion Verwendung des 2PC-Protokolles Für kurzlebige Aktivitäten geeignet Ausführung in sicheren und vertrauensvollen Umgebungen In der Spezifikation WS-AtomicTransaction umgesetzt Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 14

15 Transaktionen in Web Services AtomicTransaction(2) Beispiel für eine AtomicTransaction Application Web Service A Web Service B Web Service C Result Flight Hotel Rental Car Quelle: Weerawarana Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 15

16 Transaktionen in Web Services BusinessTransaction(1) Charakteristik von business applications: Langlaufende und komplexe Prozesse Fähigkeit der Fehlerbehandlung Entscheidung über Involvierung von Web Services Web Services erlauben kein Blockieren ihrer eigenen Ressourcen Offen verschachteltes Transaktionsmodell Aufweichung der ACID-Eigenschaften Einführen von Kompensations-Mechanismen Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 16

17 Transaktionen in Web Services BusinessTransaction(2) Aufweichung der ACID-Eigenschaften Teilschritte werden sichtbar und permanent durchgeführt (Isolation) Teilaktionen unabhängig von Gesamtaktion (Atomicity) Einführen von Kompensations-Mechanismen Machen ausgeführte Teilschritte rückgängig i.d.r. mehrere Teilprozesse Kompensationsprozess ist abhängig von der Geschäftslogik In der Spezifikation WS-BusinessActivity umgesetzt Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 17

18 Transaktionen in Web Services BusinessTransaction(3) Beispiel für eine BusinessTransaction Application Result Web Service A Web Service B Result Result Web Service C Flight Hotel Rental Car Quelle: Weerawarana Compensate Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 18

19 Gliederung Einführung Transaktionskonzepte Transaktionen in Web Services WSTF WS-Coordination WS-AtomicTransaction WS-BusinessActivity Schlussbemerkung Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 19

20 Web Service Transaction Framework WSTF Spezifikationsfamilie von IBM, Microsoft und BEA entwickelt Ermöglicht standardisierte Kommunikation Enthält folgende Spezifikationen: WS-Coordination WS-AtomicTransaction WS-BusinessActivity Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 20

21 WSTF WS-Coordination(1) Stellt ein Framework zur Koordination von WS bereit Hauptaufgaben: Erzeugung und Weitervermittlung von Coordination- Context-Elementen CoordinationContext: Dient der Identifikation von Teilnehmern und deren Operationen Wird in jeder SOAP-Nachricht integriert Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 21

22 WSTF WS-Coordination(2) Activation Service: Erstellt neue Aktivität (Koordinator-Instanz) Gibt erstellten CoordinationContext zurück Registration Service: Teilnehmer einer Aktivität registrieren sich für ein Koordinationsprotokoll Protocol Services: Implementierung der Koordinationsprotokolle Ermöglicht den Austausch von Protokoll-Nachrichten Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 22

23 WSTF WS-Coordination(3) WS-Atomic Transaction { Completion Volatile2PC Durable2PC Activation Service Registration Service WS-Business Activity { BusinessAgreementWith ParticipantCompletion BusinessAgreementWith CoordinationCompletion Protocol Services coordination types coordination protocols coordination service =Koordinator Quelle: Dostal definieren eine Menge von Implementiert in Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 23

24 WSTF WS-AtomicTransaction(1) Verwendung für kurzlebende Aktivitäten Besitzen die all-or-nothing -Eigenschaft Zwischenergebnisse nicht sichtbar Ressourcen über Transaktionsdauer gesperrt Koordinator lässt Teilnehmer abstimmen Unterstützt 3 coordination protocols: Completion-Protokoll Volatile2PC-Protokoll Durable2PC-Protokoll Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 24

25 WSTF WS-AtomicTransaction(2) Completion-Protokoll: Lenkt die Koordination Verwendung: Zum Beenden der Transaktion Initiierende Anwendung signalisiert den Abschluss Koordinator informiert Anwendung über das Ergebnis der TA Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 25

26 WSTF WS-AtomicTransaction(3) Completion Protocol Zustandsdiagramm Register Rollback Aborting Aborted Active Commit Completing Commited Ended Coordinator generated Initiator generated Quelle: IBM Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 26

27 WSTF WS-AtomicTransaction(4) Volatile2PC: Grundlage ist das 2PC-Protokoll Registrierung bei Verwaltung von flüchtigen Daten Ausführung vor Durable2PC-Protokoll Durable2PC: Grundlage ist das 2PC-Protokoll Registrierung bei Verwaltung von persistenten Daten Ausführung nach Prepare-Phase des Volatile2PC- Protokoll Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 27

28 WSTF WS-AtomicTransaction(5) 2PC Protocol Zustandsdiagramm Register Rollback Aborting Rollback Aborted Active Preparing Prepared Commiting Ended Prepare Prepared Commit Commited ReadOnly or Aborted Aborted Coordinator generated Participant generated Quelle: IBM Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 28

29 WSTF WS-BusinessActivity(1) Für langlaufende, asynchrone Prozesse Besteht aus einer Sequenz von Aufgaben (AtomicTransactions) Exklusives Sperren ist nicht erwünscht oder nicht erlaubt Implementiert Transaktionskonzept: Open nested transaction BusinessActivity wird in einzelne Scopes unterteilt Parent-Activity bestehen aus Child-Activities Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 29

30 WSTF WS-BusinessActivity(2) Verschachtelung und Hierarchisierung einzelner Scopes A 0 A 3 A 1 A 2 A 5 A 4 Quelle: IBM Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 30

31 WSTF WS-BusinessActivity(3) Ermöglicht nicht-atomares Ergebnis Child-Activity stellt Kompensations-Mechanismus Parent-Activity übernimmt exception-handling Unverzügliche Fehlermeldung der Child-Activity Dynamische Teilnehmerliste Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 31

32 WSTF WS-BusinessActivity(4) Unterstützt 2 coordination protocols: BusinessAgreementwithParticipantCompletion- Protokoll BusinessAgreementwithCoordinationCompletion- Protokoll Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 32

33 WSTF WS-BusinessActivity(5) BusinessAgreementwithParticipantCompletion-Protokoll Register Cancel Exit Exiting Canceling Exited Canceled Active Completed Close Closed Completed Closing Compensated Compensate Compensating Fault Fault Faulting Ended Faulted Coordinator generated Participant generated Quelle: IBM Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 33

34 WSTF WS-BusinessActivity(6) BusinessAgreementwithCoordinationCompletion-Protokoll Register Active Complete Completing Fault Cancel Exit Completed Exiting Completed Compensate Close Canceling Compensating Exited Closing Compensated Fault Closed Faulting Canceled Ended Faulted Coordinator generated Participant generated Quelle: IBM Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 34

35 Gliederung Einführung Transaktionskonzepte Transaktionen in Web Services WSTF Schlussbemerkung Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 35

36 Schlussbemerkung Liefern Mechanismen zur Durchführung von TA TA ermöglichen das Einbinden von unabhängigen und verteilten Systemen Unterstützen die Erreichen eines gemeinsam anerkannten Ergebnisses Steuerung von kurzlebigen Prozessen durch WS- AtomicTransaction Koordinierung von langlebigen Prozessen durch WS- BusinessActivity Enthalten keine Sicherheitsmechanismen Einsatz von WS-Security wird empfohlen Vermeidung von unbefugten Zugriffen Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 36

37 Fragen? Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 37

38 Ende Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Tobias Ramin Transaktionen in WebServices 38