Nghiên cứu kiến trúc hướng dịch vụ (Service - oriented architecture) và giải phá của Oracle
Kiến trúc SOA và giải pháp của Oracle Khố luận tốt nghiệp Phùng Thị Thao-K54A-CNTT-ĐHSPHN 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA CƠNG NGHỆ THƠNG TIN …………… …………… BÁO CÁO NCKH ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU KIẾN TRÚC HƯỚNG DỊCH VỤ (SERVICE-ORIENTED ARCHITECTURE) VÀ GIẢI PHÁP CỦA ORACLE GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: NGUYỄN MẠNH HÙNG SINH VIÊN THỰC HIỆN: PHÙNG THỊ THAO K54A-CNTT-ĐHSPHN HÀ NỘI, THÁNG 4 – 2008 THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Kiến trúc SOA và giải pháp của Oracle Khố luận tốt nghiệp Phùng Thị Thao-K54A-CNTT-ĐHSPHN 2 Lời cảm ơn Em xin chân thành cảm ơn khoa CNTT trường ĐHSPHN đã tạo điều kiện giúp em hồn thành khố luận này. Em xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến Tiến sĩ Nguyễn Mạnh Hùng. Thầy đã tận tình hướng dẫn và chỉ bảo cho em trong suốt q trình học tập và nghiên cứu thực hiện đề tài Em xin chân thành cảm ơn tới các q thầy cơ trong khoa CNTT đã tận tình giảng dạy và trang bị kiến thức cho em và các bạn sinh viên khác trong suốt thời gian học tập tại khoa. Xin chân thành cảm ơn bạn bè và gia đình đã ủng hộ rất lớn về mặt tinh thần để em có thêm quyết tâm hồn thành đề tài này. Mặc dù đã cố gắng hồn thành luận văn trong phạm vi cho phép, nhưng do kiến thức và thời gian còn thiếu nên đề tài chắc chắn sẽ còn nhiều thiếu sót. Vì vậy kính mong các thầy cơ và các bạn tận tình đóng góp và chỉ bảo để em hồn thiện đề tài hơn nữa Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn và mong ln nhận được tình cảm chân thành của tất cả mọi người. Hà Nội, tháng 4 năm 2008 Sinh viên Phùng Thị Thao THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Kiến trúc SOA và giải pháp của Oracle Khố luận tốt nghiệp Phùng Thị Thao-K54A-CNTT-ĐHSPHN 3 MỤC LỤC Chương 1: Tổng quan về SOA 1.1. Thực trạng hiện tại và một số mơ hình trong hệ thống phân tán 1.1.1. Thực trạng 1.1.2. Một số mơ hình trong hệ thống phân tán 1.2. Giới thiệu kiến trúc hướng dich vụ SOA 1.2.1. Kiến trúc hướng dịch vụ là gì? 1.2.2. Các ngun tắc chính của hệ thống SOA 1.2.3. Các tính chất của hệ thống SOA 1.2.4. Lợi ích của SOA 1.2.5. Kiến trúc phân tầng chi tiết của SOA 1.2.6. Một số mơ hình triển khai SOA 1.3. Xây dựng một hệ thống SOA 1.3.1. Chu trình phát triển của một hệ thống SOA 1.3.2. Các kỹ thuật hỗ trợ 1.3.3. Dịch vụ và ngun tắc thiết kế một dịch vụ 1.4. Vấn đề bảo mật trong SOA 1.4.1. Đặt vấn đề 1.4.2. Giới thiệu một số kiến trúc hướng dịch vụ 1.4.3. Giới thiệu một số chuẩn trong XML 1.5. Vấn đề tích hợp trong SOA 1.6. Quản lý tiến trình nghiệp vụ THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Kiến trúc SOA và giải pháp của Oracle Khố luận tốt nghiệp Phùng Thị Thao-K54A-CNTT-ĐHSPHN 4 1.7. Kết luận Chương 2: Bộ giải pháp về SOA của Oracle 2.1. Oracle SOA Suite hiện thực Web service với Jdeveloper 2.2. Giới thiệu về SOA Suite 2.2.1. Ứng dụng của SOA Suite 2.2.2. Service Bus 2.2.3. BPEL engine 2.2.4. BPEL Designer 2.3. Kết luận Chương 3: Thử nghiệm thực tế phần mềm BPEL của Oracle Thử nghiệm phần mềm SOA suite Xây dựng một số service trong website bán hàng cho một book_cafe. Chương 4. Kết luận chung 4.1. Kết quả đạt được 4.2. Hướng phát triển Phụ lục tham khảo Danh sách hình Danh sách các thuật ngữ và khái niệm THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Kiến trúc SOA và giải pháp của Oracle Khố luận tốt nghiệp Phùng Thị Thao-K54A-CNTT-ĐHSPHN 5 Lời mở đầu Ngày nay, cơng nghệ thơng tin đang ngày càng phát triển, trở thành ngành mũi nhọn trong chiến lược phát triển kinh tế của mỗi quốc gia. Đối tượng phục vụ chủ yếu hiện nay của CNTT là các tổ chức, các cơ sở doanh nghiệp. Với sự phát triển của Internet và với xu thế hội nhập chung của tồn thế giới, các tổ chức, doanh nghiệp cần bắt tay, phối hợp hoạt động và chia sẻ tài ngun với nhau để nâng cao hiệu quả hoạt động. Khi đó các sản phẩm sẽ ngày càng phức tạp, kéo theo chi phí sản xuất, quản lý và bảo trì. Đặc biệt, ngành cơng nghệ phần mềm còn đối mặt với vấn đề hóc búa là bảo mật, và tái sử dụng lại các hệ thống sẵn có, vấn đề khơng tương thích về hệ thống giữa các tổ chức hợp tác với nhau. Để giải quyết vấn đề trên người ta đã đưa ra nhiều giải pháp và hiện nay, một giải pháp đang được quan tâm là kiến trúc hướng dịch vụ (Service Oriented Architecture – SOA). Các ứng dụng khi sử dụng dịch vụ này chỉ cần gửi thơng điệp u cầu đến một dịch vụ (service) khác và chờ nhận kết quả từ dịch vụ đó và dịch vụ này khơng phụ thuộc vào mơi trường hệ điều hành, ví dụ như các dịch vụ WEB hiện nay chẳng hạn, nó thể hiện rất rõ ý tưởng này. Cơng nghệ SOA giúp chúng ta trong việc phát triển các services này rất hiệu quả. Hiện nay nhiều cơng ty phần mềm lớn trên thế giới đều quan tâm phát triển hệ thống này ví dụ như Oracle, IBM, Microsoft,… Mong muốn tìm hiểu một cách khái qt về cơng nghệ SOA và những lợi ích đạt được của kiến trúc này chính là lý do em thực hiện đề tài: Kiến trúc hướng dịch vụ (Service Oriented Architecture - SOA) và giải pháp của Oracle. THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Kiến trúc SOA và giải pháp của Oracle Khố luận tốt nghiệp Phùng Thị Thao-K54A-CNTT-ĐHSPHN 6 Mục tiêu của đề tài: Gồm những vấn đề sau: 1. Đề tài tập trung vào việc nghiên cứu một cách tổng quan về SOA - Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của kiến trúc SOA, các tính chất và lợi ích của kiến trúc này. - Tìm hiểu những vấn đề liên quan đến xây dựng hệ thống SOA và các ngun tắc thiết kế hệ thống này. - Ứng dụng vấn đề bảo mật trong kiến trúc hướng dịch vụ. Tìm hiểu một số chuẩn bảo mật trong XML và Web Service - Khả năng tích hợp hệ thống và quản lý các quy trình nghiệp vụ 2. Giải pháp của Oracle, cụ thể với phần mềm SOA Suite - Tìm hiểu thực tế phần mềm SOA Suite và các thành phần liên quan. - Mơi trường phát triển và cách thiết kế, xây dựng ứng dụng, thực thi và quản lý các tiến trình nghiệp vụ 3. Viết một vài servies sử dụng cơng nghệ SOA trên ngơn ngữ BPEL của Oracle, bằng phần mềm SOA Suite - Xây dựng một ứng dụng nhỏ dùng phần mềm SOA Suite THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Kiến trúc SOA và giải pháp của Oracle Khố luận tốt nghiệp Phùng Thị Thao-K54A-CNTT-ĐHSPHN 7 2. Chương 1: Tổng quan về SOA 1.1 Thực trạng hiện tại và một số mơ hình trong hệ thống phân tán. 1.1.1. Thực trạng Phần mềm ngày nay đang dần trở nên phức tạp và dường như đang vượt q sự kiểm sốt của các mơ hình hiện có. Theo Albert Einstein: “Mọi việc nên thực hiện theo cách đơn giản đến mức có thể… ”. Hiện nay, có nhiều hệ thống phần mềm đang được xây dựng với kiến trúc khá phức tạp với chi phí phát triển và bảo trì cao, đặc biệt là những phần mềm cao cấp. Độ phức tạp của các hệ thống kiến trúc phần mềm ngày một tăng do một số ngun nhân sau: Sự xuất hiện của nhiều cơng nghệ mới tạo nên mơi trường khơng đồng nhất trong khi nhu cầu chia sẻ, tương tác, trao đổi của các hệ thống khơng thể tiến hành trong mơi trường như thế. Giải quyết vấn đề này nghĩa là các doanh nghiệp cần phải thay đổi hệ thống theo một chuẩn thống nhất chung nào đó. Điều chủ yếu là hệ thống cũ cần được sử dụng lại chứ khơng phải là gỡ bỏ thay mới bởi vấn đề chi phí cho thiết lập một hệ thống quản lý mới tốn kém hơn nhiều so với chuyển đổi cái cũ. Vấn đề này đưa đến một khái niệm là “Tích hợp hệ thống ” (Enterprise Architecture Intergration - EAI) – đang được nhiều tổ chức quan tâm đầu tư với mức chi phí cao dẫn đầu hiện nay cho các dự án dạng này. Vấn đề lập trình dư thừa và tái sử dụng. Chẳng hạn, một doanh nghiệp có nhiều chi nhánh khác nhau, mỗi chi nhánh lại có một hệ thống tách biệt và xây dựng ở những thời điểm khác nhau và cần kết nối lại với nhau sẽ khơng tránh khỏi việc sử dụng dư thừa tài ngun, dữ liệu khơng đồng nhất… Hầu như mọi tổ chức đều phải đối mặt với vấn đề tích hợp vì nhiều lí do như mở rộng thêm chi nhánh, thêm hệ thống bạn hàng mới, hoặc là cần kết nối các hệ thống có sẵn… Vấn đề kéo theo là chi phí thay đổi mã nguồn cũ, kiểm thử, bảo trì… Thực trạng này tạo thêm một áp lực nặng nề với các doanh nghiệp và tổ chức, các nhà phát triển phần mềm. THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Kiến trúc SOA và giải pháp của Oracle Khố luận tốt nghiệp Phùng Thị Thao-K54A-CNTT-ĐHSPHN 8 1.1.2. Một số mơ hình trong hệ thống phân tán Ba kiến trúc phân tán phổ biến nhất hiện nay là DCOM, CORBA và EJB. Các kiến trúc này là sự mở rộng của hệ thống hướng đối tượng bằng cách cho phép phân tán các đối tượng trên mạng. Đối tượng đó có thể khơng nằm trong vùng khơng gian ứng dụng, hoặc nằm trên một máy khác khơng chứa ứng dụng nhưng vẫn được tham chiếu sử dụng như một phần ứng dụng. • CORBA - Common Object Request Broker Architecture CORBA được định nghĩa bởi Object Managerment Group (OMG), là một kiến trúc phân tán mở, độc lập nền tảng và độc lập ngơn ngữ. CORBA Common Model (CCM) định nghĩa ra qui trình thiết kế, phát triển, đóng gói, triển khai và thực thi các thành phần phân tán. CCM định nghĩa khái niệm Ports cho các thành tố. Các Ports này được dùng để kết nối các thành phần có sẵn với nhau, tạo các hệ thống phân tán phức tạp hơn. Ưu điểm của CORBA: có thể thoả mãn mọi ngơn ngữ, nền tảng phần cứng, giao thức mạng và cơng nghệ để phát triển CORBA. Nhược điểm: là ngơn ngữ lập trình cấp thấp, khó học và cần đội ngũ phát triển có kinh nghiệm. Các đối tượng CORBA khó có thể tái sử dụng. • DCOM – Distributed Component Object Model DCOM là mơ hình phân tán dễ dàng triển khai với chi phí thấp, hỗ trợ tigh coupling giữa các ứng dụng và hệ điều hành. Mơ hình Component Object Model (COM) định nghĩa cách thức các thành phần clien liên lạc và trao đổi với nhau trên một máy. DCOM mở rộng COM bằng cách sử dụng các giao thức mạng chuẩn khi cần trao đổi dữ liệu với các máy khác trong mạng. Ưu điểm: tính ổn định, khơng phụ thuộc vị trí địa lý, quản lý kết nối hiệu quả và dễ dàng mở rộng. Thuận lợi cho các doanh nghiệp sử dụng các ứng dụng cùng chạy trên nền Windows. THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Kiến trúc SOA và giải pháp của Oracle Khố luận tốt nghiệp Phùng Thị Thao-K54A-CNTT-ĐHSPHN 9 Nhược điểm: tất nhiên các cơng nghệ này chỉ chạy được trên nền windows Hình 1: Mơ hình tương tác của các đối tượng trong kiến trúc DCOM • EJB – Enterprise Java Bean Là kiến trúc dùng bên phía máy chủ dùng cho việc triển khai các ứng dụng phân tán hướng đối tượng cỡ vừa và lớn Kiến trúc EJB có 3 tầng với tầng đầu là tầng trình diễn, tầng thứ hai là tầng xử lý nghiệp vụ, tầng thứ 3 là các tài ngun như cơ sở dữ liệu máy chủ. EJB là một kiến trúc tốt cho tích hợp hệ thống vì nó độc lập trên nền tảng, nhưng nó khơng phải là một chuẩn mở và khả năng giao tiếp với các chuẩn khác còn hạn chế. THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Kiến trúc SOA và giải pháp của Oracle Khố luận tốt nghiệp Phùng Thị Thao-K54A-CNTT-ĐHSPHN 10 Hình 2: Mơ hình tương tác của các đối tượng trong kiến trúc EJB Tóm lại, các kiến trúc trên đều hướng đến vấn đề xây dựng kiến trúc hướng dịch vụ nhưng chúng còn gặp phải một số vấn đề như: Tigh coupling: kiến trúc triển khai cài đặt phía nhà cung cấp và phía sử dụng dịch vụ phải giống nhau. Những chuẩn trên đa phần là những chuẩn đóng. Ví dụ: đối tượng java trong mơ hình EJB chỉ trao đổi được với các đối tượng cùng mơ hình và khơng thể trao đổi được với các đối tượng DCOM. Lượng thơng tin trong mỗi lần giao dịch là ít, được thực hiện nhiều lần vì vậy dẫn đến chiếm dụng băng thơng sử dụng và thời gian đáp trả dữ liệu nhanh. Một vấn đề đặt ra là làm thế nào để các hệ thống phân tán phát triển trên các cơng nghệ khác nhau có thể giao tiếp được với nhau? Cách tiếp cận mới này đáp ứng được u cầu đó. Đó là cách tiếp cận theo kiểu “kiến trúc hướng dịch vụ.” THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN [...]...THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Kiến trúc SOA và giải pháp của Oracle 1.2 Giới thiệu kiến trúc hướng dich vụ SOA 1.2.1 Kiến trúc hướng dịch vụ là gì Kiến trúc hướng dịch vụ (Service Oriented Architecture) là một hướng tiếp cận với việc thiết kế và tích hợp các phần mềm, chức năng hệ thống theo dạng module, trong đó mỗi module đóng vai trò là một dịch vụ có tính loose coupling” và có khả năng truy cập thơng... ra vào của mạng Tuy nhiên, với một hệ thống mở như SOA thì các giải pháp này khơng còn thích hợp nữa 1.4.2 Giới thiệu kiến trúc bảo mật hướng dịch vụ • Một số u cầu đặt ra của kiến trúc Chứng thực Hầu hết các nhà cung cấp dịch vụ đều u cầu các bên sử dụng dịch vụ phải được chứng thực trước khi u cầu sử dụng dịch vụ được chấp nhận Các đối tượng sử dụng dịch vụ cũng phải chứng thực nhà cung cấp dịch vụ. .. trúc SOA và giải pháp của Oracle cao nhưng hệ thống sẽ q lỏng lẻo, cứng nhắc, khơng thích hợp với đặc trưng về tính đa dạng của các tài ngun và dịch vụ Trong hệ thống SOA, các dịch vụ ở tầng khác nhau sẽ đòi hỏi chính sách bảo mật khác nhau Ví dụ, một dịch vụ cần chứng thực theo tên, mật khẩu… • Khái niệm kiến trúc bảo mật hướng dịch vụ Mơ hình SOSA khơng hướng đến việc thay thế hồn tồn các kiến trúc bảo... tin về dịch vụ bao gồm cả phí dịch vụ Bên sử dụng sẽ chọn một dịch vụ có chi phí thấp nhất và kết nối đến nhà cung cấp dịch vụ đó dựa trên thơng tin của entry mà registry tìm được để u cầu sử dụng dịch vụ kiểm tra thẻ tín dụng Trong phần mơ tả dịch vụ kèm theo đã có tất cả các tham số cần thiết để thực thi dịch vụ Bên sử dụng chỉ cần định dạng dữ liệu cần thiết theo mơ tả của nhà cung cấp dịch vụ và gửi... Thao-K54A-CNTT-ĐHSPHN THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Kiến trúc SOA và giải pháp của Oracle (c) (d) Hình 3 Kiến trúc phân tầng của SOA • Tầng kết nối Mục đích của tầng kết nối là kết nối các ứng dụng enterprise hoặc tài ngun bên dưới và cung cấp chúng thành dạng những dịch vụ Tầng này là tầng chun giao tiếp với các nhà cung cấp, hoạt động như một bộ chuyển đổi (adapter) giữa các ứng dụng phi dịch vụ và mạng các dịch. .. trò vừa là những dịch vụ sử dụng, vừa là những dịch vụ cung cấp Những dịch vụ này sử dụng dịch vụ của tầng kết nối và các dịch vụ orchestration khác để kết hợp những chức năng cấp thấp hơn thành những dịch vụ hoạt động ở cấp cao hơn, có hành vi gần với chức năng nghiệp vụ thực hơn Simple composite service Là những dịch vụ đơn thuần kết hợp với những lời triệu gọi gọi tới các dịch vụ bên dưới, hoạt... các đối tượng sử dụng dịch vụ và các ngun tắc chung xử lý các token đó của phía nhà cung cấp • Kiến trúc bảo mật hướng dịch vụ (SOSA) Đối tượng sử dụng dịch vụ và nhà cung cấp dịch vụ trao đổi các security token thơng qua Standard-based Security Info Exchange Platform Cơ sở hạ tầng bảo mật ở tầng dưới được cung cấp ra ngồi dưới dạng các web service Các kiến trúc cơng nghệ giải pháp bảo mật hiện có được... phải theo một chuẩn và cần một thành phần trung gian quản lý để trung chuyển u cầu giữa các hệ thống đầu cuối Khố luận tốt nghiệp 13 Phùng Thị Thao-K54A-CNTT-ĐHSPHN THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Kiến trúc SOA và giải pháp của Oracle • Tái sử dụng dịch vụ Những dịch vụ được dùng chung bởi tất cả các ứng dụng của một hệ thống SOA gọi là shared infrastructure service Tái sử dụng dịch vụ loại bỏ thành phần... đầu tư rất nhiều cho cơng nghệ này để phát triển hệ thống của mình và đạt được hiệu quả khơng nhỏ Tuy nhiên, vấn đề tích Khố luận tốt nghiệp 35 Phùng Thị Thao-K54A-CNTT-ĐHSPHN THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN Kiến trúc SOA và giải pháp của Oracle hợp và quản lý các tiến trình nghiệp vụ cho hệ thống đòi hỏi đội ngũ phát triển có năng lực và kinh nghiệm Do trình độ có hạn và thời gian gấp rút nên em mới chỉ... TUYẾN Kiến trúc SOA và giải pháp của Oracle Bottom-up: dựa trên phân tích tình trạng các tài ngun của hệ thống hiện có và sẽ tái sử dụng các tài ngun này trong việc xây dựng các dịch vụ mới 1.3.1 Chu trình phát triển của SOA: develop >integrate >orchestrate >deploy >manage >secure >access 1 Develop Giai đoạn này ta tập trung phát triển các service và tạo web service Mơ hình: webservicemyservice - web