Dr.-Ing. Iris Braun, WS 2017/2018

Transkript

1 Vorlesung Service and Cloud Computing 1. Grundlegende Konzepte und Prinzipien von Service and Cloud Computing Dr.-Ing. Iris Braun, WS 2017/2018

2 Organisatorisches WS 2017/ SWS (6 credit points) Vorlesung und Übung Übung (Di. 4.DS): Einführungsveranstaltung - Praktische Aufgaben in Teams von 2-3 Studenten - Implementierung eines Web Service und dazugehöriger Client-Applikation (WebClient) - Deployment als Docker-Container (in Cloud-Infrastruktur) - Test und Bewertung der entstandenen Lösungen - Dokumentation und Präsentation der Ergebnisse Prüfung: - Voraussetzung: erfolgreiche Absolvierung der praktischen Übungen! - Mündlich 25 min. (Bachelor, WiINF) oder als Teil einer mdl. Modulprüfung (Master/Diplom) - PM-ANW mdl. 15 min (LV + 60 Stunden Selbststudium) Folie 2

3 Gliederung der Vorlesung 1. Einführung, grundlegende Konzepte und Prinzipien von SCC Motivation, Anwendungsszenarien, Historie Begriffsdefinition, OASIS Referenzmodell, Service-Paradigma 2. SOA auf Basis von Web Services Basic Web Services Protocol Stack (SOAP, WSDL, UDDI) Implementierung von Web Services und WS Clients REST Services 3. Cloud Computing Basiskonzepte Ü 4. IaaS - Cloud Konfiguration mit OpenStack (Dr. Feldmann) Erfahrungen aus der industriellen Praxis zum Thema DevOps und Docker (Stephan Pampel, Cloud & Heat) 6. Cloud Computing Erweiterte Konzepte Monitoring, SLA LoadBalancing, Autoscaling Folie 3

4 Gliederung der Vorlesung 7. Platform as a Service Sicherheitsaspekte in serviceorientierten Infrastrukturen Sicherheit im Cloud Computing (Feldmann) Ü Ü 10. SaaS - Entwicklung und Deployment SaaS - Komposition von Diensten in Geschäftsprozessen Spezifikation und Publizierung von Web Services benötigte Infrastruktur (Service Registry) Semantic Web Services 12. WS-* - Web-Service-Erweiterungen Zusammenfassung Ü Ü Folie 4

5 Literaturempfehlungen Erl, T.; Puttini, R.: Cloud Computing: Concepts, Technology & Architecture, Prentice Hall PTR (2013) Baun, C.; Kunze, M.: Cloud Computing: Web-basierte dynamische IT-Services, Springer (2011) Erl, T.: SOA - Entwurfsprinzipien für serviceorientierte Architektur (2010) Erl, T.: Service-oriented architecture - Concepts, Technology and Design, Prentice Hall PTR (2012) Starke, G.; Tikov, S.: SOA-Expertenwissen: Methoden, Konzepte und Praxis serviceorientierter Architekturen, dpunkt (2007) Melzer, I. et.al.: Service-orientierte Architekturen mit Web Services. Konzepte - Standards Praxis, Spektrum Akademischer Verlag (2008) Josuttis, N.: SOA in der Praxis - System-Design für verteilte Geschäftsprozesse, dpunkt Verlag (2015) Newcomer, E.; Lomow, G.: Understanding SOA with Web Services; Addison-Wesley (2004) Richardson, L., Ruby, S.: Web-Services mit REST - Frischer Wind für Web Services durch REST; O Reilly (2007) Selbständige Recherche im Internet: Google Scholar etc. Folie 5

6 Pilotprojekt: Auditorium Mobile Classroom Service Web-Zugang: PIN: SCC2017

7 Motivation? Quelle: BITKOM-Branchenumfrage Folie 7

8 Cloud and Service Computing - Anwendungen [hutgrip.com] Folie 8

9 Internet der Dienste Cloud Computing Internet of Services XaaS... as a Service Dr.-Ing. Iris Braun Folie 9 Vorlesung SCC - 1. Einleitung

10 Historie: Punkt-zu-Punkt-Integration API A API B API C API D Packaged CRM Siebel EAI Custom Logic Packaged ERP SAP EAI Custom Logic Custom Production Mainframe EAI Custom Logic Custom EJB SLA Ø n*m Schnittstellen notwendig App Server Folie 10

11 EAI: Middleware / Message Bus VB App Java App Web App Message Bus oder Middleware C/C++ API IDOCs/BAPI JAM RMI Packaged CRM Packaged ERP Custom Production Custom EJB Siebel SAP Mainframe SLA Ø Statt (n*m) nur noch jeweils eine Schnittstelle zur Middleware Folie 11

12 Evolution zu Services (SOA) Process / Data Services, Orchestrierung, Komposition Standard-basierte Dienste Standard-basierte Dienste Packaged CRM Packaged ERP Custom Production Custom EJB Siebel SAP Mainframe SLA Ø Umwandlung der Schnittstellen zu Standard-Services Folie 12

13 Begriffsdefinition Service-Orientierte Architektur Microsoft: SOA beschreibt eine Software-Infrastruktur, in der die wesentlichen Funktionen einer Anwendung bzw. Softwaremodule als Service organisiert sind. Services können beliebig verteilt sein und lassen sich dynamisch zu Geschäftsprozessen verbinden. SOA legt hierbei die Schnittstellen fest, über die andere Systeme via Netzwerk diese Dienste nutzen können. German EAI Forum: A system architecture, that represents diverse and heterogeneous applications as reusable and through an open interface accessible services. CBDI Forum: SOA is the broad set of concepts that enable units of functionality to be provided and consumed as services. Folie 13

14 Einleitung Begriff SOA Ø OASIS Referenzmodell [ ] Ziele: einheitliche Definition des Begriffs Vokabular und allgemeines Verständnis für SOA bieten Normative Referenz mit bleibender Relevanz (unabhängig von technologischen Weiterentwicklungen) Service-oriented Architecture (SOA) ist ein Paradigma für die Organisation und Verwendung verteilter Fähigkeiten, die unter der Kontrolle verschiedener Besitzerdomänen stehen können. Folie 14

15 Referenzmodell Abstraktes Framework Kleinste Menge von vereinheitlichten Konzepten, Grundsätzen und Beziehungen innerhalb eines bestimmten Problemfelds Unabhängig von spezifischen Standards, Technologien, Implementationen Ermöglicht die Entwicklung spezifischer Referenzen und konkreter Architekturen Beispiel Wohnraumarchitektur: Referenzmodell Referenzarchitektur Konkrete Architektur Physische Umsetzung Konzept: Bereiche zur Nahrungsaufnahme Abstrakte Lösung: Getrenntes Esszimmer Folie 15

16 Einordnung Referenzmodell Referenzmodell geleitet von Referenzarchitektur abgeleitet von Konkrete Architektur Architektur definiert durch SOA-Implementationen Folie 16

17 Wichtige Konzepte des SOA-Referenzmodells Sichtbarkeit (visibility) Interaktion (interaction) Wirkung (real world effects) Folie 17

18 Wichtige Konzepte Sichtbarkeit Anbieter von Fähigkeiten müssen für Nutzer sichtbar sein Typischerweise über Beschreibung der funktionalen und technischen Anforderungen Richtlinien Einschränkungen Zugriffs- und Antwortmechanismen Beschreibung muss syntaktisch und semantisch offen und verständlich sein Nutzer Anbieter Beschreibung des Anbieters Folie 18

19 Wichtige Konzepte - Interaktion Nutzung einer Fähigkeit Vermittelt durch Nachrichtenaustausch Charakterisiert durch eine Reihe von Informationsaustausch und ausgeführten Aktionen Verschiedene Arten von Interaktionen: Message Exchange Patterns in-out (request-response), only in, only out, out-in, Nachricht Nutzer Anbieter Beschreibung des Anbieters Folie 19

20 Wichtige Konzepte Wirkung Zweck der Nutzung einer Fähigkeit Interaktion: "Handlung" an einem "Objekt" Wirkung(en): Ergebnis der Interaktion Zustandsänderungen beteiligter Objekte Rückgabe von Informationen Wichtige Rolle bei der Entscheidung, ob bestimmte Fähigkeit den Anforderungen entspricht Antwort Nachricht Nutzer Anbieter Beschreibung des Anbieters Folie 20

21 Begriff "Service" Bertelsmann Deutsches Wörterbuch: Ser vice I [-vi:s n. - oder -s -vi:səs; - -vi:sə] zusammengehöriges Essgeschirr (Kaffee~) II [sœ:vıs m. -; -s -visız] 1 [Wirtsch.] Kundendienst, Bedienung; die Firma hat einen ausgezeichneten S. 2 [Wirtsch., allg.] Dienstleistung; die Firma X muss sich am ~gedanken orientieren Wikipedia: In der Serviceorientierten Architektur (SOA) wird ein Dienst bzw. Service als eine Software-Komponente bezeichnet, die eine wohl definierte Funktionalität über eine standardisierte Schnittstelle anderen Services oder Anwendungen zur Verfügung stellt. Folie 21

22 Definition "Service" im Referenzmodell A service is a mechanism to enable access to one or more capabilities, where the access is provided using a prescribed interface and is exercised consistent with constraints and policies as specified by the service description. Mechanismus zur Nutzung von Fähigkeiten über definierte Schnittstellen Ausführung muss konsistent zu den Anforderungen und Richtlinien in der Dienstbeschreibung erfolgen, Serviceschnittstelle ist ein Vertrag zwischen Nutzer und Anbieter Folie 22

23 Begriff "Service Provider" nach Referenzmodell A service is provided by an entity the service provider for use by others, but the eventual consumers of the service may not be known to the service provider and may demonstrate uses of the service beyond the scope originally conceived by the provider. Dienst wird durch Dienstanbieter (Service Provider) angeboten: Bietet Dienstnutzern die Möglichkeit, Fähigkeiten zu nutzen Implementierung ist nicht Teil des Vertrages, bleibt in der Verantwortung des Service-Anbieters und ist unter Einhaltung des Schnittstellen-Vertrages austauschbar. Dienstnutzer (Service Comsumer) muss dem Anbieter nicht bekannt sein Kann den Dienst auch anderweitig nutzen, als vom Anbieter vorgesehen Kann Funktion auch im Auftrag weiterer Nutzer ausführen Folie 23

24 Service-Paradigma Funktionalität kapseln Über wohldefinierte Schnittstelle anbieten Transparenz der zugrundeliegenden Implementierung Lose Kopplung Java.NET Ruby Dienstbeschreibung Dienstanfrage Dienstimplementierung Dienstnutzer.NET Folie 24

25 Weitere Aspekte von Services Förderung von Wiederverwendbarkeit (reuse) Weiterentwicklung (growth) Interoperabilität (interoperability) Anbieter der Fähigkeit muss nicht Anbieter des Service sein, der die Nutzung der Fähigkeit erlaubt (Transparenz).NET Java Dienstimpl. Dienstnutzer Dienstbeschreibung Dienstanfragen Ruby.NET Dienstimplementierung Dienstimplementierung Folie 25

26 Use Cases Dienstanbieter Dienstbeschreibung Neu entwickelter Dienst Dienstnutzer Vorhandene Legacy-Anwendung Dienstanforderung Mapping Layer Zusammengesetzter Dienst Folie 26

27 Services und SOA-Konzepte SOA-Konzepte lassen sich direkt auf Services anwenden: Sichtbarkeit Interaktion Wirkung Folie 27

28 Services und SOA-Konzepte Sichtbarkeit: Dienstbeschreibung (Service Description) Service-Eingaben / -Ausgaben Zugehörige Semantik Ergebnis der Ausführung des Dienstes Bedingungen der Dienstnutzung Dienstnutzer (Service Consumer) Dienstbeschreibung (Service Description) Dienstanbieter (Service Provider) Folie 28

29 SOA Referenzarchitektur Erhöhung der Sichtbarkeit durch Dienstverzeichnisse, Marktplätze (Service Broker) Dienstverzeichnis (Service Broker) Anfrage Dienstanbieter/ Dienstbeschreibung Veröffentlichen der Dienstbeschreibung (Service Description) Dienstnutzer (Service Consumer) Anfrage Dienstbeschreibung (Service Description) Dienstanbieter (Service Provider) Folie 29

30 Services und SOA-Konzepte Interaktion Über Nachrichtenaustausch (z.b. Request-Response) Wirkung Zustandsänderungen beteiligter Objekte Ergebnis in Antwort an Dienstnutzer (Response) Antwort (Response) Dienstnutzer (Service Consumer) Anfrage (Request) Dienstbeschreibung (Service Description) Dienstanbieter (Service Provider) Folie 30

31 Vorteile von SOA Erleichterung der Entwicklung von großen (large-scale) Unternehmenssystemen Orientierung an Geschäftsprozessen Bessere Anpassbarkeit, Erweiterbarkeit und Agilität Interoperabilität Verbesserung von Skalierbarkeit, Verteilbarkeit, Weiterentwicklung, Wartbarkeit Einfacheres Anbieten, Suchen und Nutzen von Diensten über Dienstverzeichnisse im Internet, Anbieter-Vielfalt Kostensenkung in der Zusammenarbeit von Unternehmen Folie 31

32 Nachteile von SOA Overhead und damit Performanceverluste durch Transformation der Daten in standardisierte Formate (XML, JSON) Dokumentenorientierte Nachrichten nicht für jeden Einsatzzweck sinnvoll Planung der Granularität der Dienste und Dekomposition von Business Prozessen aufwändig Folie 32

33 Komplexpraktikum Service and Cloud Computing Wintersemester 2017 Graphicuss ein interaktives, grafisches Diskussionswerkzeug Voraussetzungen: Ruby on Rails für Backend Javascript für Responsive WebApps Native Android- oder ios-entwicklung an Dr.-Ing. Iris Braun Vorlesung SCC, 1. Einleitung Folie 33

34 Fragen? Folie 34