Servicios Web. Capítulo 3: Integración de Aplicaciones de Empresa (Enterprise Application Integratión, EAI)

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1 Servicios Web Capítulo 3: Integración de Aplicaciones de Empresa (Enterprise Application Integratión, EAI) Pedro Álvarez José Ángel Bañares Departamento de Informática e Ingeniería de Sistemas

2 Índice - Capítulo 3 EAI (Enterprise Application Integration) De los Middleware a la EAI Integración de aplicaciones Broker de Mensajes Limitación de los MOM Broker de Mensajes = Extensión de los MOM Modelo Publicación/Suscripción Ventajas/Desventajas Workflow Management Systems Workflow Management Systems (WfMS) Definición de un Workflow Ejecución e un Workflow EAI y WfMSs Ventajas y Desventajas 2

3 EAI De los Middleware a la EAI Integración de aplicaciones 3

4 De los Middleware a la EAI Middleware Infraestructura básica para desarrollar sistemas distribuidos Cuando los sistemas a integrar son de distinta naturaleza es costosa la integración EAI (Enterprise Application Integration), son un paso en la evolución de los middleware abordando aspectos de integración. En arquitecturas de 3-niveles se facilita la integración de gestores de recursos diferentes, desarrollando la lógica de la nueva aplicación en el middleware. La funcionalidad resultante puede ser expuesta como un nuevo servicio, que puede ser integrado por servicios de más alto nivel, y así sucesivamente. 4

5 Problema de los Middleware La integración ya no es sólo de gestores de recursos, sino también de servicios Mientras que ha habido un esfuerzo en la estandarización de los estándares de gestores de recursos (bases de datos, gestores de documentos XML, etc.), no se puede decir lo mismo de los servicios genéricos. La integración de diferentes plataformas middleware no es fácil. 5

6 Ejemplo de Integración de Aplicaciones Cadena de suministros proveedor y Gestión de clientes presupuesto Procesado Orden adquisición Gestión Envío financiación Precio Disponibilidad Fecha entrega Verificar presupuesto Planificar fabricación Comprar componentes Adquisición componentes Fabricación Facturación Pago a proveedores Copyright Springer Verlag Berlin Heidelberg

7 Ejemplo de Integración de Aplicaciones Cadena de suministros Copyright Springer Verlag Berlin Heidelberg 2004 proveedor y Gestión de clientes presupuesto Procesado Orden adquisición Gestión Envío financiación Cada sistema tiene sus propias características Se ejecutan sobre diferentes S.O. (Lynux, Solaris, Windows, HP-UX) Cada sistema puede soportar diferentes interfaces y funcionalidad Algunos utilizan IDL, otros interfaces propietarias, algunos serán transaccionales, otros no, etc.... Cada sistema tiene diferente formato de datos o produce información que no puede ser fácilmente enviada como parámetros (p.e. Complejos documentos multimedia) Cada sistema tiene diferentes requisitos de seguridad (basados en certificados X.509, o simples username/password). Cada sistema puede utilizar diferente infraestructura y modelos de interacción diferentes (CORBA, DCOM, etc.) Cada departamento es gestionado autónomamente. La integración no figura en sus prioridades. 7

8 Broker de Mensajes Limitación de los MOM Broker de Mensajes = Extensión de los MOM Modelo Publicación/Suscripción Ventajas/Desventajas 8

9 Middleware EAI: Broker de Mensajes Los sistemas basados en RPC o MOM crean enlaces uno a uno entre las aplicaciones. Son enlaces estáticos e inflexibles en lo referente a la sección de colas a las que se envían los mensajes. Lo que se precisa para integrar aplicaciones es: Flexibilidad a la hora de dirigir los mensajes Comunicación Asíncrona 9

10 Limitación de los MOM Copyright Springer Verlag Berlin Heidelberg 2004 proveedor y Gestión de clientes presupuesto Procesado Orden adquisición Gestión Envío financiación Gestión inventario ERP organizador envíos Cierre mes Nueva OC Nueva OC Nueva OC Nueva OC Middleware orientado a mensajes Se requiere referencia (estática o dinámica) a las aplicaciones usadas Las aplicaciones deben cambiarse si se interacciona con un nuevo sistema 10

11 Limitación de los MOM Imposibilidad de tratar con escenarios más dinámicos Mercado de productos que interopera con aplicaciones interesadas en cambios de precios El número de aplicaciones con las que interactuar cambia constantemente La evolución de los MOM para soportar la integración de sistemas heterogéneos como ERP, o CRM lleva a los broker de mensajes MOM no da soporte para definir lógica sofisticada para dirigir mensajes MOM no ayuda a abordar la heterogeneidad 11

12 Extensión de los MOM El principal problema es que en un sistema MOM, la responsabilidad para definir el receptor del mensaje reside en el que lo envía. La primera extensión será desplazar esta responsabilidad al Middleware Se define la lógica de la aplicación que identifica, para cada mensaje, las colas que pueden recibirlo. El broker de mensajes identifica los receptores ejecutando reglas definidas por el usuario. Sólo en el middleware hay que modificar la lógica para dirigir los mensajes. La lógica de direccionamiento se basa en la identidad del emisor, el tipo de mensaje, el contenido del mensaje. Se suele programar en lenguajes basados en reglas 12

13 Lógica de direccionamiento En MOM básicos es el emisor quien especifica la identidad de los receptores Copyright Springer Verlag Berlin Heidelberg 2004 emisor receptor broker de mensajes Núcleo del broker de mensajes En los broker de mensajes, la lógica de direccionamiento se puede definir en el broker de mensajes, a nivel e mensaje, o a nivel de cola de mensaje Lógica definida a nivel del broker: Se aplica a todos los mensajes Lógica a nivel de cola: Se indica el tipo de mensajes que debe recibir la cola. Es posible la definición de reglas de transformación de datos asociadas con la lógica de la regla. 13

14 Broker de Mensajes Un Broker de mensajes extiende los MOM: con capacidad de definir lógica para los mensajes, procesar los mensajes directamente a nivel de middleware, y ofrece adaptadores que enmascaran la heterogeneidad y permiten acceder a todos los sistemas con el mismo modelo de programación y formato de intercambio de datos. Ejemplos JMS (Java Message Service), un API Java estándar para la funcionalidad básica de un broker de mensajes Implementaciones comerciales en plataformas EAI Tibco ActiveEnterprise, BEA WebLogic Integration, WebMethods Enterprise, WebSphere MQ. 14

15 Problemas de los Broker de Mensajes Colocar lo lógica de la aplicación en un broker de mensajes da algunos problemas Las aplicaciones son más genéricas y robustas frente a cambios, pero es difícil depurar y mantener, y además cada vez que se recibe un mensaje se deben ejecutar reglas Otra limitación es que los broker de mensajes están pensados para soportar interacciones OLTP (On Line Transaction Processing). Cuando se usan para enviar mensajes grandes, sus prestaciones se ven afectadas. 15

16 Modelo de interacción Publicación/suscripción La lógica de direccionamiento de los broker de mensajes permite definir distintos modelos de interacción. Uno de los modelos más utilizado es el publicación/suscripción Las aplicaciones comunican intercambiando mensajes caracterizados por tipo y un conjunto de parámetros Las aplicaciones que envían mensajes, los publican en el middleware, que se encarga de redirigirlos. Las aplicaciones que están interesadas en recibir mensajes de un determinado tipo se subscriben, registrando su interés. 16

17 Modelo Publicación/suscripción Copyright Springer Verlag Berlin Heidelberg 2004 Gestión inventario (suscriptor) ERP (suscriptor) organizador (publicador) envíos (suscriptor) Cierre mes (suscriptor) Nueva OC Nueva OC Nueva OC Nueva OC Nueva OC broker de mensajes Suscripción por tipo de mensaje Puede haber una estructura de tipos tipo.subtipo.subsubtipo... Suscripción CadenaSuministros.NuevaOC CadenaSuministros.* Suscripción basada en parámetros (condiciones booleanas sobre los parámetros: Tipo = NuevaOC AND Cliente=ACME AND cantidad >100 17

18 Administración del Broker de Mensajes Administrador, usuario distinguido que tiene autoridad para Definir tipos de mensajes Definir que usuarios pueden enviar y/o recibir mensajes Definir la lógica de redireccionamiento dominio administración A dominio administración C admin client client admin client client broker de mensajes BM-A broker de mensajes BM-C broker de mensajes BM-B admin client client dominio administración B Copyright Springer Verlag Berlin Heidelberg

19 EAI con un Broker de Mensajes Adaptadores: mapean formatos, interfaces, y protocolos heterogéneos en un modelo y formato común. Broker de Mensajes: Facilitan la interacción entre los adaptadores aplicación integradora (contiene la lógica de composición) broker de mensajes adaptador presupuestos adaptador bases de datos adaptador Pronóstico adaptador adaptador XYZ Presupuestos Aplicaciones Pronóstico GBdD Copyright Springer Verlag Berlin Heidelberg 2004 XYZ 19

20 Ejemplo Facturación Broker de mensajes adaptador presupuestos presupuestos Procesamiento de PdP A B 2 4 C 7 3 Adaptador Pronóstico 8 pronósticos Cuando se inicia el sistema (puede ocurrir en cualquier orden, pero antes de que haya una petición de presupuesto (PdP)) A: suscripción al mensaje presupuesto B: suscripción al mensaje peticionpresupuesto C: suscripción al mensaje nuevopresupuesto En tiempo de ejecución: procesamiento de una Petición de Presupuesto 1: publicación de un mensaje peticionpresupuesto 2: entrega del mensaje peticionpresupuesto 3: invocación síncrona de la función obtenpresupuesto 4: publicación de un mensaje presupuesto 5: entrega del mensaje presupuesto 6: publicación del mensaje nuevopresupuesto 7: entrega del mensaje nuevopresupuesto 8: invocación del procedimiento creaentradapronostico Copyright Springer Verlag Berlin Heidelberg

21 Ejemplo Facturación A Broker de mensajes adaptador presupuestos presupuestos Procesamiento de PdP 1 B 2 4 C Ocultamos la lógica del proceso en los adaptadores Adaptador Pronóstico 8 pronósticos Cuando se inicia el sistema (puede ocurrir en cualquier orden, pero antes de que haya una petición de presupuesto (PdP)) A: suscripción al mensaje presupuesto B: suscripción al mensaje peticionpresupuesto C: suscripción al mensaje presupuesto En tiempo de ejecución: procesamiento de una Petición de Presupuesto 1: publicación de un mensaje peticionpresupuesto 2: entrega del mensaje peticionpresupuesto 3: invocación síncrona de la función obtenpresupuesto 4: publicación de un mensaje presupuesto 5: entrega del mensaje presupuesto 7: entrega del mensaje presupuesto 8: invocación del procedimiento creaentradapronostico Copyright Springer Verlag Berlin Heidelberg

22 Revisión crítica de los broker de mensajes como plataformas de EAI Bajo coste de desarrollo Integración más sencilla Componentes desacopladas Esfuerzo focalizado en el desarrollo de adaptadores Mayores oportunidades Mayores posibilidades de expansión del sistema Reacción más rápida a nuevas posibilidades Menores esfuerzos de mantenimiento El uso de adaptadores tiene el efecto de extraer la interacción con los sistemas externos como un aspecto ortogonal y localizado en el adaptador correspondiente. La aplicación que ejecuta la lógica de integración no se ve alterada sustancialmente si se introducen nuevos sistemas. 22

23 Revisión crítica de los broker de mensajes como plataformas de EAI Licencias software de soluciones EAI son caras Un bus de mensajes, con sus herramientas de desarrollo y gestión es muy costoso Formación del personal Queda desarrollar la lógica de integración, configurar adaptadores, y desarrollar nuevos adaptadores. Sólo son abordables por grandes empresas La adopción de los estándares de servicios Web, puede cambiar este panorama... 23

24 Workflow Management Systems Workflow Management Systems (WfMS) Definición de un Workflow Ejecución e un Workflow EAI y WfMSs Ventajas y Desventajas 24

25 Workflow Management Systems Los broker de mensajes permiten ocultar la heterogeneidad de los sistemas a integrar Workflow Management Systems (WfMSs) facilitan la definición y mantenimiento de la lógica de integración. Tienen su origen en la automatización de trabajos de oficina (automatización de procesos administrativos) Workflows administrativos: Control y gestión de documentos (basados en o formularios Web) WfMSs que implementan la lógica del negocio se denominan Workfows de producción. 25

26 Workflow Management Systems Son útiles para gestionar el direccionamiento de la información, pero no soportan la heterogeneidad de las aplicaciones. Permiten expresar la lógica de la aplicación de forma explícita y expresada en un lenguaje de alto nivel (normalmente gráfico). 26

27 Workflow Management Systems Ejemplos de sistemas WFM comerciales: WebSphere MQ Workflow de IBM Vititria Business-Ware Tibco BMP BEA WebLogic Integration Microsoft BizTalk Orchestration Ha sido objeto de esfuerzos de estandarización. A mediados de los noventa destaca la Workflow Management Coalition. El interés a decaído considerablemente. El interés ha revivido en el campo de la composición de servicios Web. 27

28 Definición de un Workflow Proceso de negocio: Colección de actividades desarrolladas por personas o aplicaciones que realizan de forma conjunta un objetivo de negocio Ordenes de compra de clientes, contratación de personal, etc. Workflow, workflow process, process: descripción formal y ejecutable de un proceso de negocio. Se suele especificar mediante un grafo con nodos de los siguientes tipos: Nodo de trabajo: Representa elementos de trabajo a desarrollar por una persona o una aplicación Nodo de ruta: define el orden en que se realiza los elementos de trabajo, y permiten la definición de trabajos en paralelo o activaciones condicionadas. Nodos principio y fin Una instancia de workflow es una ejecución de éste. 28

29 Ejemplo de Workflow Ofertado =falso comprueba si es producto ofertado Diferentes Modelos Diagramas de Actividad (UML) Redes de Petri State Charts else comprueba si merece la pena Procede=verdad Ofertado=verdad obtener presupuesto sistema presupuestos variables: NumeroReferenciaPresupuesto: integer Cliente: String Producto: String Cantidad: int FechaEntregaSolicitada: Fecha DireccionEntrega: String Procede: Bool ExisteContrato : Booleano ofertado: Booleano ExisteContrato=falso obtener presupuesto del suministrador actualizar sistema presupuestos ExisteContrato = verdad enviar presupuesto A cliente enviar presupuesto a sistema pronóstico Departamento Copyright Springer de Informática Verlag Berlin e Ingeniería Heidelberg de 2004 Sistemas (Univ. Zaragoza) 29

30 Ejecución de un Workflow Intérprete: Planificador (Scheduler). Planifica el trabajo y lo asigna a un ejecutor (recurso). Broker de recursos: Ejecuta alguna política de selección del recurso broker recursos recurso 1 Elementos de trabajo completados Intérprete workflow recurso 2 cola entrada 2 colas recursos recurso n diseñador workflow Definiciones workflow Copyright Springer Verlag Berlin Heidelberg

31 WfMS como Lenguajes Programación Diferencias de los WfMS con los lenguajes de programación clásicos De escala:wfms invocan actividades de grano grueso y aplicaciones que pueden durar horas o días. La granularidad de los componentes: aplicaciones o complejos sitemas de N-niveles (megamodulos). El lenguaje de programación de EAI. Deben contar con técnicas de manejo de fallos sofisticadas Forward recovery: Dar persistencia al estado de la instancia del workflow. Backward recovery:cuando hay que recuperarse de tareas que no se pueden llevar a cabo. La idea es asociar con cada nodo de trabajo actividades compensatorias cuya ejecución semántica supone deshacer lo hecho. Se ejecutan las acciones en orden inverso. Lenguajes de manejo de excepciones: Por ejemplo, tratar eventos de cancelación de peticiones de clientes que pueden ocurrir asícronamente. Se representan mediante reglas Evento Condición Acción (ECA), try-cath-throw al estilo de java, nodos evento, etc. Deadlines: Se toma una acción correctiva si la orden no se ejecuta en un periodo de tiempo. 31

32 EAI = WfMS + Broker Mensajes WfMS Adaptador WfMS Toma los elementos de trabajo de las colas de trabajo y las publica en el bus de mensajes message broker adaptador presupuestos adaptador base de datos adaptador pronóstico adaptador adaptador XYZ Presupuestos Aplicaciones GBdD Pronóstico XYZ Copyright Springer Verlag Berlin Heidelberg

33 Ventajas/Desventajas WfMSs Ventajas Proceso de diseño rápido Fácil Mantenimiento Manejo excepciones y fallos Entorno de desarrollo gráfico Problemas Coste de licencias caras Complejas operaciones de instalación Ciclos de desarrollo largos para automatizar procesos de negocio reales Deben implementar una plataforma middleware completa para ofrecer el entorno con la funcionalidad requerida. 33

34 Resumen El tipo de integración discutido hasta ahora se limita al ámbito de redes de área local LOS PROBLEMAS SE AMPLIFICAN SI TRATAMOS REDES DE AREA GLOBAL, O SOBRE INTERNET La sencillez en la integración está lejos de lo que prometen los vendedores El principal problema es la falta de estandarización, en el middleware y a nivel de componentes. 34

35 Bibliografía Material elaborado a partir del libro y del material que acompaña al libro en Web Services Concepts, Architectures and Applications Springer Verlag 2004 ISBN By Gustavo Alonso, Fabio Casati, Harumi Kuno, Vijay Machiraju 35