Portal Inteligente Medellín Documentación de la Arquitectura de Software

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1 Portal Inteligente Medellín Documentación de la Arquitectura de Software Juan G. Lalinde-Pulido Claudia M. Zea Luis F. Londoño Nicolás Hock Sergio A. Monsalve Departamento de Informática y Sistemas Universidad EAFIT Copyright c 2013 Fundación EPM 20 de septiembre de 2013

2 Índice general 1. Introducción 2 2. Justificación, Antecedentes y Restricciones de Diseño 3 3. Hoja de Ruta de la Arquitectura de Software del Portal Inteligente de Medellín El Portal como una Comunidad Virtual Identidad Desde la Imagen Organización y formas de gestión Dinámica Principios técnicos Arquitecturas Orientadas a Servicios Servicios RESTful Inteligencia en el portal Estándares de referencia Atributos de calidad Disponibilidad Modificabilidad Rendimiento Seguridad Facilidad de Prueba Usabilidad Gestionabilidad Descripción del Portal Documentación de las Vistas Vista por capas Vista por Módulos Identidad y perfil Autenticación Módulo CMS Publicador/Subscriptor Gestión de servicios Políticas Repositorio de Experiencias (Tin Can API) Analytics

3 Log (Bitacora) Vista de Usuario de Administrador Vista de Despliegue Mapeo entre las Vistas Mapeo entre vista por capas y vista por módulos Mapeo entre vista por capas y vista del usuario administrador Mapeo entre vista por capas y vista de despliegue Mapeo entre vista por módulos y vista del usuario administrador Mapeo entre la vista de módulos y la vista de despliegue Mapeo entre la vista del usuario administrador y la vista de despliegue Glosario de la Arquitectura y Lista de Acrónimos 43 3

4 Resumen Luego de ser seleccionada como la Ciudad Innovadora 2013[1], la ciudad plantea una estrategia para su desarrollo en relación con las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones - TIC, con el fin de evolucionar de una ciudad digital a una ciudad del conocimiento, para así transformarse en una Ciudad Inteligente. Medellín Digital, como responsable de la estrategia Medellín Ciudad Inteligente, contrató a la Universidad EAFIT para definir la arquitectura de software para su portal, de manera que se configure como el punto de encuentro de los habitantes de la ciudad en Internet. El presente documento define la Arquitectura de Software del Portal. El implementador debe diseñar e implementar un portal que se ajuste a la arquitectura propuesta.

5 Capítulo 1 Introducción Medellín Digital, ahora convertido en Medellín Ciudad Inteligente, es un programa de la Alcaldía de Medellín que le apuesta a la construcción de una Ciudad Inteligente. Esta estrategia, que ahora da nombre al programa, guiará la actuación de Medellín en relación con las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC) para convertir esta ciudad digital en una ciudad del conocimiento que utiliza las TIC de forma inteligente para, en coordinación con otras áreas de actividad de la Administración Municipal, contribuir a que Medellín sea una Ciudad Inteligente [2]. La creación del Portal Inteligente se enmarca en este contexto y es un pilar fundamental para el desarrollo de la estrategia. Es por esta razón que su arquitectura debe ser flexible, ajustada a estándares, segura y robusta, de manera que, en la evolución natural asociada con la transformación en Ciudad Inteligente, el portal sea un facilitador para el desarrollo de la estrategia y no un cuello de botella. El presente documento, desarrollado por la Universidad EAFIT para Medellín Ciudad Inteligente, describe la arquitectura diseñada para el portal. Su estructura es la siguiente: El capítulo 2 presenta la justifación del portal, sus antecedentes y las restricciones de diseño. El capítulo 3 presenta la hoja de ruta conceptual que guía el diseño arquitectónico. El capítulo 4 presenta la descripción del portal. El capítulo 5 presenta las diferentes vistas utilizadas para describir la arquitectura de software. El capítulo 6 presenta el mapeo entre las diferentes vistas de manera que se pueda apreciar claramente su relación. Y, finalmente, el capítulo 7 presenta un glosario y la lista de acrónimos utilizados en la arquitectura. 2

6 Capítulo 2 Justificación, Antecedentes y Restricciones de Diseño En el año 2013 Medellín fue elegida como la Ciudad Innovadora[1], superando en la final a New York y Tel Aviv. Con este premio se reconoce la transformación que ha logrado la ciudad en los últimos 20 años no sólo a nivel físico y de infraestructura, sino en su tejido social. Coherentes con este premio, y concientes de que la innovación debe ser un proceso permanente, Medellín Digital (Medellín Ciudad Inteligente), como programa de la alcaldía municipal, ha asumido el reto de desarrollar la estrategia Medellín, Ciudad del Conocimiento para guiar la actuación de la ciudad en relación con las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC) para convertir esta ciudad digital en una ciudad del conocimiento que utiliza las TIC de forma inteligente [2]. En el marco de esta estrategia, se define la creación de un portal inteligente que sea el punto de encuentro de los habitantes de Medellín en Internet y que les proporcione información relevante y les dé acceso a trámites y servicios que contribuyan a su quehacer como ciudadanos. Desde su creación en el 2006, Medellín Digital (Medellín Ciudad Inteligente) utiliza las TIC para fomentar la inclusión digital, en un contexto caracterizado por la poca penetración de la tecnología y el analfabetismo digital. Con el fin de favorecer el desarrollo social, el programa no sólo interactúa con el sector educativo y con las iniciativas de emprendimiento, componentes fundamentales de la estrategia de desarrollo de la ciudad, sino que apoya el gobierno en línea y la promoción de la cultura[2]. Por tal motivo, se adopta una estrategia basada en cuatro pilares: conectividad, apropiación, contenidos y comunicación pública. En el 2013, luego de que Medellín es reconocida como Ciudad Innovadora, se recogen los resultados obtenidos y Medellín Digital (Medellín Ciudad Inteligente) se transforma para guiar la actuación de la ciudad en relación con las TIC de manera que se logre la transformación de una ciudad digital en una ciudad del conocimiento. Bajo este nuevo enfoque se desarrolla una estrategia que está compuesta por: un observatorio para visibilizar el estado de la ciudad en torno a las TIC, nuevos pilares (innovación, participación, gobierno abierto y sostenibilidad) y nuevos objetivos estratégicos. Adicionalmente, se trazan metas para el 2020 las cuales se reflejan en la figura 2.1. El portal inteligente es la base tecnológica para permitir la interacción con la comunidad, beneficiaria de esta iniciativa, y por lo tanto la arquitectura se define de manera que la evolución sea connatural a la esencia del mismo. Para tal efecto, como se verá en el desarrollo de la arquitectura, se adoptan 3

7 principios rectores que deben ser respetados en la arquitectura, en los diseños y en la implementación. Estos principios fundamentales son: Debe ser una arquitectura orientada a servicios (SOA por sus siglas en inglés). Donde existan estándares internacionalmente reconocidos, estos deben ser adoptados. Si no existen estándares, la propuesta debe estar alineada con las iniciativas que existan sobre el tema y, especialmente, ser diseñada pensando en la integración con otras plataformas. Como mecanismo para comunicación en la arquitectura orientada a servicios se asume que se va a contar con web services RESTful[4]. Todos los servicios deben ofrecer APIs Hipermediales[5]. Todos los servicios que el portal ofrece, tanto propios como de terceros, deben poder ser gestionables directamente por el administrador. Se debe permitir y favorecer la integración con diferentes redes sociales Adicionalmente, el portal inteligente debe cumplir con las siguientes propiedades: Poder ser gestionado y reconfigurado sin necesidad de modificar el código fuente ni de reiniciar el servidor. Ser seguro. Ser eficiente. Ser fácilmente extendible. Soportar la definición de políticas. Ser multilingüe. Ajustarse a estándares internacionales. Todas estas propiedades se incluyen en la arquitectura en la forma de atributos de calidad, los cuales serán detallados más adelante. 4

8 Figura 2.1: Metas 2020 de Medellín Ciudad Inteligente[3] 5

9 Capítulo 3 Hoja de Ruta de la Arquitectura de Software del Portal Inteligente de Medellín Este capítulo presenta los elementos conceptuales que han conducido a la creación de la arquitectura. En primer lugar, se presentan las características que Medellín Ciudad Inteligente espera del portal como una cominidad virtual. Luego se procede a mirar el portal utilizando una aproximación basada en servicios El Portal como una Comunidad Virtual El Portal Inteligente de Medellín, como comunidad virtual, debe responder a unos principios filosóficos. A continuación, se describen los elementos que se utilizaron como base para el diseño conceptual y que sirven a su vez para la validación del diseño. La información acá consignada surge de adaptar y aplicar al contexto del portal el cuestionario desarrollado en [6] a la líder de contenidos de Medellín Digital (Medellín Ciudad Inteligente). La arquitectura propuesta tiene como presupuesto fundamental la flexibilidad de manera que apalanque el desarrollo de la estrategia de Medellín Ciudad Inteligente. Sin embargo, la finalidad es desarrollar un portal que se ajuste a los principios a continuación enunciados Identidad En primer lugar se identifican las características que aportan identidad al portal. Es importante que la arquitectura de software propuesta garantice que dichas características forman parte del portal pues ellas definen la intencionalidad del mismo. Desde el Propósito Esta sección describe cual es el propósito del portal. Para efectos del diseño, si la arquitectura propuesta genera algún tipo de incompatibilidad con el propósito del portal, la arquitectura debe ser ajustada para eliminarla. 6

10 Visión: Para el año 2020 se espera que el Portal Inteligente de la ciudad de Medellín sea la presencia de la ciudad en el ciberespacio, de manera que tanto habitantes como foráneos encuentren en él acceso rápido y seguro a todos los servicios que ofrece la ciudad. Misión: El portal de Medellín Ciudad Inteligente pretende configurarse como el punto de encuentro de los habitantes de Medellín en Internet, en el que encontrarán información relevante, trámites y servicios que contribuyan a su quehacer como ciudadanos. Objetivos: Ser el punto de encuentro digital de los ciudadanos de Medellín. Ser un portal orientado a servicios que faciliten el quehacer de los ciudadanos de Medellín. Ser el portal en el cuál los ciudadanos puedan encontrar todos los servicios que ofrece la ciudad. Ser el referente donde visitantes y personas interesadas en la ciudad puedan encontrar toda la información que necesitan. Dirección: El URL asignado al portal será Desde la Audiencia Esta sección presenta las características que el portal debe ofrecer a sus usuarios, definiendo su público objetivo y los roles que pueden desempeñar. La arquitectura del portal debe ser lo suficientemente flexible como para permitir ajustes futuros en la definición de la audiencia evitando el efecto dominó en los componentes del portal. Participantes: El portal de Medellín Ciudad Inteligente está diseñado para los ciudadanos de Medellín con un grado de alfabetización básica, media o avanzada, que tengan acceso a internet y quieran conocer lo que pasa con su ciudad y/o llevar a cabo trámites o actividades de su quehacer como ciudadanos. Nuestro público objetivo por ahora está comprendido entre los 16 y 45 años principalmente, abarcando así a los nativos e inmigrantes digitales que son usuarios de la tecnología, así sea en un nivel muy básico. Roles: A continuación se describen los diferentes roles que pueden desempeñar los usuarios del portal: Visitante Anónimo: Es un usuario que no tiene cuenta en el portal o que no ha ingresado a él. El visitante anónimo puede visualizar todos los contenidos del portal. Para efectos de monitoréo, de análisis estadístico, y sobretodo de personalización, se debe incentivar el registro de los usuarios en el portal. Usuario: El el público objetivo del portal. Cualquier usuario del portal puede: visualizar todos los contenidos del portal utilizar los servicios que se ofrecen en el portal publicar, editar y eliminar todos los comentarios creados por él mismo modificar, personalizar y actualizar su perfil darse de baja del portal 7

11 Periodista de agenda - Usuario Institucional Externo: Es un usuario institucional externo que tiene un nivel de acceso mayor que el de un usuario normal. El periodista de agenda - usuario institucional externo, además de todas las acciones que puede llevar a cabo un usuario, también puede publicar, editar, ocultar y eliminar todos los eventos de la agenda de ciudad creados por él mismo. Periodista: Es un usuario afiliado a Medellín Ciudad Inteligente que tiene responsabilidades en cuanto a la publicación de eventos y colabora en la curaduría de los comentarios publicados en el portal. El periodista, además de todas las acciones que puede llevar a cabo un usuario, también puede: publicar, editar, ocultar y eliminar todos los eventos de la agenda de ciudad publicar, editar, ocultar y eliminar todos los comentarios de todos los usuarios Editor: Es un usuario afiliado a Medellín Ciudad Inteligente que tiene responsabilidades en cuanto a la publicación de contenidos. El editor, además de todas las acciones que puede llevar a cabo el periodista, puede publicar, editar, ocultar y eliminar todos los contenidos del sitio. Administrador: Es el usuario responsable de la administración y configuración del portal, incluidos los módulos y servicios ofrecidos por terceros. El administrador, además de todas las acciones que puede llevar a cabo el editor, puede: Crear, editar y eliminar roles del portal. Cambiar las opciones de acceso de los demás roles del portal. Publicar, editar, ocultar y eliminar todas las secciones del sitio. habilitar, iniciar, detener y consultar el estado de cualquier servicio que se ofrezca en el portal. Acceder a los registros de actividad del portal. A diferencia de los demás usuarios, el administrador no se puede dar de baja en el portal. Siempre debe existir un usuario administrador. Comunicación: Todos los contenidos del portal están disponibles para todos los usuarios, estén o no registrados. El registrarse permite acceder a un perfil en el que el ciudadano puede guardar contenidos favoritos, almacenar intereses del portal, configurar su propia agenda, navegar mapas de ciudad, y comentar en todos los contenidos del mismo. El estar registrado también permite que el portal aprenda de los comportamientos propios del usuario, haga sugerencias de acuerdo a los intereses y genere alertas o haga más visible contenidos pertinentes para cada usuario en particular. Dados los diversos tipos de usuarios y sus diferentes niveles de apropiación tecnológica, la interfaz debe presentar dos niveles de interacción: 1) nivel de interacción básica para los usuarios inexpertos, 2) interfaces con opciones personalizables, diferentes modos de visualización, y navegación en a detalle para usuarios avanzados. 8

12 Desde la Imagen En esta sección se describe cual es la intensionalidad tras la imagen del portal. La imagen y marca de portal inteligente, siendo consecuentes con su concepción, deben poder evolucionar en el tiempo sin verse afectadas por los cambios y actualizaciones del portal. Es decir, el manejo de la marca debe ser independiente de las decisiones técnicas y la evolución del mismo. De la misma manera, la imagen debe poder ser actualizada sin necesidad de modificar la plataforma. Imagen y marca: La imagen visual esta representada por dos elementos básicos: 1) la comunicación propia del programa Medellín Ciudad Inteligente según los lineamientos de su nueva estrategia, y 2) Por el estilo visual desarrollado específicamente para el metaportal. Ambos componentes pueden variar en el tiempo y el portal debe poder ser actualizado sin necesidad de detener el funcionamiento. Referentes Algunos referentes que pueden ser interesantes son el sitio de la ciudad holandesa de Amsterdam[7] y toda la iniciativa de IBM de ciudades inteligentes[8] Organización y formas de gestión Desde la Gobernabilidad Constitución/Normativas: Todos los usuarios pueden realizar comentarios. Los perfiles Administrador, Editor y Periodista pueden eliminar los comentarios de cualquier usuario si incumplen las políticas de privacidad y/o términos de uso del sitio. Al usuario cuyo comentario se elimine se le notificará automáticamente que el mismo fue eliminado del sistema porque incumple con las políticas del portal. Si el usuario es recurrente en este tipo de comportamientos, se le dará de baja de la plataforma y el equipo de Medellín Ciudad Inteligente se comunicará con él de ser posible. Modificaciones: La gobernabilidad del sitio es definida por el equipo primario de Medellín Ciudad Inteligente, por ende, para modificar los códigos de conducta que rigen el mismo se debe solicitar la aprobación de dicha modificación en comité primario y generar un acta con los cambios establecidos. Comunicación: Antes de finalizar el proceso de registro del portal de ciudad, el usuario debe aceptar los términos y condiciones de uso del mismo, haciéndolo responsable de las publicaciones que allí realice. Los accesos a las políticas de uso del sitio y los términos y condiciones siempre estarán disponibles en el menú inferior del portal para que el usuario los consulte cuando sea necesario. A través de un sistema de gamificación, se iran identificando paulatinamente los usuarios que pueden convertirse en dinamizadores y/o generadores de conversaciones. Esos líderes de opinión son potenciales constructores de conversaciones que conocen bien lo que es ser un ciudadano de Medellín y hacen parte de la construcción de ciudad inteligente a través de su comportamiento en el día a día. Ellos serán los encargados de generar y dinamizar conversaciones puntuales generadas desde Medellín Ciudad Inteligente. Anfitriones: Los perfiles de Editor y Periodista también estarán en la capacidad de generar y dinamizar conversaciones de acuerdo a los temas de las publicaciones periódicas. Ellos también podrán moderar los comentarios de los usuarios, eliminándolos si es del caso. 9

13 Desde el Perfil del Usuario En esta sección se describe cómo se ve la comunidad desde la perspectiva del usuario. Barreras a la entrada/salida: El registro en el portal es requisito para que los usuarios puedan comentar los contenidos y utilizar los servicios del mismo, ya que ese tipo de aplicaciones requiere de autenticación por parte del usuario para ofrecerle un servicio personalizado. El registro en el portal implica la creación de una identidad digital única que permitirá al usuario acceder a servicios personalizados. Es importante que si un usuario se da de baja en el portal y reingresa pueda contar con el mismo usuario, no sólo con el fin de preservar su identidad digital, sino también de evitar que usuarios retirados del portal por no cumplir con las políticas puedan crear nuevos usuarios y seguir usufructuando del mismo. Adicionalmente, el proceso de creación del usuario debe contar con mecanismos para evitar que se creen cuentas mediante robots automáticos. Representación: El perfil de usuario se crea cuando el usuario se registra en el portal de ciudad. Cuando esto ocurre, se activa en la barra superior la opción Mi Medellín que corresponde al perfil del usuario registrado. Cada usuario es el encargado de vincularse, administrar su perfil y darse de baja del portal de ciudad. El portal debe pedir actualización automática de los datos del usuario cada que detecte cambios o sea necesario. Adicionalmente, el usuario debe ser notificado cada vez que haya cambios en los términos de uso, en la política de privacidad o en el manejo de propiedad intelectual en el portal. Historia: El portal permanentemente estará haciendo evidente la participación de sus usuarios en espacios específicos como el home, evidenciando los comentarios de los participantes en los diferentes temas de ciudad. Adicional a ese recurso, desde el perfil de usuario será posible acceder a la actividad reciente del mismo, donde se mostrarán los últimos movimientos y/o interacciones del usuario. Representación: Debe existir un elemento visual en la barra superior de navegacion que le indique al usuario de forma clara y constante si ya ingresó o no al portal y el rol que está desempeñando. Estatus: El estado de un usuario puede ser activo o inactivo. Un usuario puede cambiar de rol según el cargo en Medellín Ciudad Inteligente o, en casos especiales, según el criterio del Administrador. En particular, un usuario con el rol de Periodista de agenda (externo a Medellín Ciudad Inteligente) puede ser cambiado al rol de usuario final (ciudadano) según criterio del Administrador. Desde la Participación En esta sección se describe cuál es la participación que se espera por parte de los usuarios del portal. Esquema El esquema de participación de los usuarios pretende que puedan: Participar comentando todos los artículos, noticias, especiales y contenidos en general del portal. Compartirlos en sus redes sociales. Añadirlos a sus favoritos en su perfil. Marcar eventos y lugares como favoritos para su rápido acceso en futuras ocasiones. 10

14 Participar de foros generados por los administradores y editores del sitio en los que pueden comentar, responder y participar de las conversaciones propuestas. Jerarquía: La jerarquía en el portal está relacionada con el rol de los usuarios. y definida por el Administrador. Si es necesario un cambio de rol el usuario recibe una notificación vía correo electrónico que incluye una explicación del nuevo nivel de interacción al que tiene acceso. Los usuarios reciben notificación por el canal de contacto que hayan elegido al momento de hacer el registro, u otros alternos configurables posteriormente. Desde el Contenido En esta sección se definen las políticas que van a regir los contenidos en el portal. En particular, se definen aquellas características que deben ser soportadas por el portal y van a determinar características técnicas. Acceso: Los administradores, editores y periodistas pueden publicar, editar, eliminar y ocultar contenidos en todas las secciones del sitio. Los periodistas de agenda pueden publicar, editar, eliminar y ocultar solamente contenidos en la agenda de ciudad. El administrador es el único que tiene el poder de modificar la políticas de acceso de todos los roles. Indexación: Todos los contenidos del metaportal deben estar catalogados utilizando un metadato, el cuál debe estar basado en Dublin Core[9], que permite su correcta visualización, búsqueda y clasificación. El metadato debe incluir coordenadas geográficas, que son opcionales, para permitir que los contenidos puedan ser desplegados utilizando el servicio de mapas. Las publicaciones de los roles de periodista y editor podrán ser limitadas a una categoría temática particular (educación, cultura, salud, medio ambiente, recreación y deporte, emprendimiento, agenda de ciudad). Control: Los contenidos del sitio deben respetar las políticas de privacidad y los términos de uso del sitio. Los contenidos o comentarios que no cumplan con dichas políticas deberán ser eliminados del portal. Si un usuario en tres ocasiones publica comentarios no apropiados será notificado por los administradores a través de un mensaje automático y será dado de baja de la plataforma. Por otro lado, el portal incrustará los videos desde Youtube y/o Vimeo, y debe ser posible buscarlos desde el metaportal Dinámica Desde el Entorno Eventos: El portal será el centro de la información sobre eventos en la ciudad y para ello contará con un servicio de agenda/calendario. Si bien Medellín Ciudad Inteligente puede programar sus eventos, el servicio debe estar abierto para que terceros, luego de formalizar los acuerdos correspondientes, puedan publicar en la agenda sus eventos. Soporte técnico: El portal debe incorporar mecanismos de ayuda en línea, de manera que el usuario siempre pueda consultar para qué sirve cada uno de los espacios de la interfaz. También cuenta con un punto de contacto que le permita reportar cualquier inconveniente, realizar preguntas o enviar opiniones y sugerencias sobre el espacio. 11

15 Desde las Estructuras Perfil: La información personal del usuario y sus preferencias constituyen su perfil. El perfil básico permite identificar al usuario, pero debe poder ser enriquecido a medida que sea necesario para poder ofrecer los diferentes servicios. Con el fin de garantizar de que la inclusión de un nuevo servicio no requiera suspender el servicio del portal, la extensión del perfil debe articularse con el portal pero es parte de la definición del servicio. Condiciones: La participación en el portal está regida por los términos de uso, la política de privacidad y el manejo de la propiedad intelectual. Al vincularse al portal, el usuario acepta estas condiciones. Cada vez que las condiciones se modifiquen, los usuarios serán notificados y deberan aceptar las modificaciones propuestas. Desde los Servicios Clasificación: Existe una sección dedicada a servicios de ciudad, donde inicialmente estarán alojados la Agenda de Ciudad y el servicio de Mapas Medellín Ciudad Inteligente. En un futuro estos servicios deben tener comunicación directa con otras plataformas (por ejemplo móviles). Estos servicios están disponibles a todos los usuarios sin distinción, pero su personalización y uso detallado solo para usuarios registrados y loggeados. Los servicios pueden ser ofrecidos por terceros, pero siempre debe poder ser gestionado por Medellín Ciudad Inteligente y debe ajustarse a las condiciones del portal. Novedades: El portal cuenta con un sistema de alertas de ciudad y alertas personalizadas para usuarios registrados. La divulgación y los canales alternos (ej. correo electrónico) deben ser de libre configuración por parte de los usuarios. En un futuro se implementara un sistema SMS, el cual debe poder ser incorporado como canal para que pueda ser usado como medio de divulgación de dichas alertas. Encuestas: Los usuarios tienen la posibilidad de expresar sus opiniones en la sección de contenidos dedicada a tal fin. Las encuestas se pueden gestionar por medio de elementos embebidos desde terceras partes. Alertas Son notificaciones sobre situaciones que requieren la atención del usuario. Existen diferentes niveles de alertas: 1. Alerta de ciudad: se trata de una alerta que impacta a toda la ciudad y por lo tanto se publica indistintamente a todos los usuarios. Ej. Día sin Carro. 2. Alerta de zona: se trata de una alerta que impacta la zona de la ciudad donde habita o trabaja el usuario. Ej: Jornada de Vacunación Barrio Robledo. 3. Alerta de evento: directamente vinculada a la agenda de ciudad y con los eventos que el usuario registrado ha guardado en su agenda personal previamente. Ej: Concierto de Música Colombiana en el MAMM. 4. Alerta Medellín Ciudad Inteligente: alerta de los eventos realizados por Medellín Ciudad Inteligente y por lo tanto se publica indistintamente a todos los usuarios. 5. Alerta de Usuario: recordatorio para actualización de datos, updates de la plataforma, etc. 12

16 3.2. Principios técnicos En esta sección se presentan los principios básicos que rigen el desarrollo de la arquitectura. En ella se presentan los conceptos de Arquitecturas Orientadas a Servicios, incluida la definición de qué es un servicio. Se define la noción de inteligencia para el Portal, se plantea la compatibilidad con estándares internacionales, y se formulan los componentes centrales de la arquitectura Arquitecturas Orientadas a Servicios La primera decisión con respecto a la arquitectura del portal es que debe ser una arquitectura orientada a servicios (SOA por sus iniciales en inglés). A continuación se define, se presentan sus ventajas y se declaran los principios básicos que rigen este tipo de arquitecturas, y que por lo tanto deben ser aplicados en el portal inteligente. Definición Existen muchas definiciones de SOA, pero un buen referente es [10]: SOA es una arquitectura conceptual de negocio donde las funcionalidades de negocio (o logica de la aplicación) se hace disponible a los usuarios SOA (o consumidores) como sercicios compartidos y reusables en una red de TI. Los Servicios en SOA son modulos de negocio o funcionalidades de la aplicacion con interfaces expuestas y son invocados por mensajes.. Como se puede apreciar en la definición, el punto de partida de la arquitectura orientada a objetos es el negocio y sus funcionalidades. En el caso concreto del portal, los objetivos de negocio apuntan a una ciudad inteligente cuyo proceso de construcción es gradual y tiene como condición fundamental que el portal, espacio virtual de encuentro de los ciudadanos, debe ser un facilitador de la construcción de la ciudad inteligente. Ventajas Las ventajas de SOA se pueden analizar desde diferentes puntos de vista. Desde el negocio, SOA da agilidad, permite la integración de los procesos tanto al interior de la organización como con terceros, da mayor visibilidad a los costos de TI y proporciona mecanismos para medir la eficiencia de los nuevos procesos. En el caso del portal inteligente, la agilidad es fundamental para poder responder a nuevas demandas de manera rápida y ni que decir de la integración de procesos pues el portal se proyecta con el punto de integración de los servicios que la ciudad inteligente ofrece a sus ciudadanos y esto implica integración no sólo al interior de Medellín Ciudad Inteligente, sino también con las diferentes instancias del municipio que van a ofrecer en un futuro servicios en él. Otro punto de vista es el técnico. Los principales beneficios desde éste punto de vista son la disminución del número de interacciones entre los diferentes proveedores y consumidores de servicios permitiendo una granularidad apropiada para el negocio modelado. También conduce a la creación de interfaces estandarizadas, bien especificadas, lo que reduce la complejidad en la interacción tanto al interior como con terceros. De esta manera, la incorporación de nuevos servicios al portal se facilita permitiendo a Medellín Ciudad Inteligente enfocarse en aquellos aspectos del funcionamiento del portal en los que agrega valor. 13

17 En resumen, podemos integrar todas estas ventajas en el hecho de que una arquitectura orientada a servicios es: Altamente escalable. Orientadas al negocio. Debilmente acoplados. Principios Los principios que guian el diseño de una arquitectura orientada a servicios, y que son a su vez principios fundamentales para la presente arquitectura son: Deben ser debilmente acoplados: Se definen mediante una interfaz de manera que se pueda cambiar su implementación sin afectar a los usuarios. Deben ser trasparente su localización: La interfaz no debe exponer ningún detalle de su implementación y se deben poder mover de un lugar a otro sin mayor inconveniente. Deben ser interoperables: La interacción con el servicio debe estar basada en estándares abiertos y las interfaces deben ser estandarizadas. Deben permitir composición 1 de servicios: Dado que tienen interfaces estandarizadas, se deben poder implementar servicios nuevos como la composición de servicios. Estos principios se aplican a toda la arquitectura. Se debe tener presente que para estos principios implican otras características que son importantes y por esa razón se listan explícitamente. Deben ser: reusables (anticipar escenarios de funcionamiento), encapsulados, tener alta cohesión y no tener estado Servicios RESTful La Transferencia de Estado Representacional (Representational State Transfer) o REST es una técnica de arquitectura para sistemas hipermedia distribuidos. El término se estableció en el año 2000 en la tesis doctoral de Roy Fielding. REST hace referencia a un conjunto de principios de arquitectura y restricciones. 2 Restricciones La arquitectura REST tiene cinco restricciones requeridas: Cliente-Servidor: Una clara separación entre el cliente el servidor. Esto implica, por ejemplo, que los clientes no son responsables de almacenar datos y que los servidores no se encargan de la interfaz de usuario. 1 La composición de servicios en este contexto se entiende en el sentido matemático. Sean f(x) y g(x) servicios. La composición se define como (f g)(x) = f(g(x)). En otras palabras, esto queire decir que los servicios pueden combinarse entre sí para crear servicios nuevos. 2 El diseño de las APIs debe ajustarse a las recomendaciones que publique Medellín Ciudad Inteligente. 14

18 Sin estado: Toda comunicación entre el cliente y el servidor es independiente del contexto. En ninguna parte se almacena información sobre interacciones pasadas. Esto implica que cada petición del cliente al servidor debe incluir toda la información necesaria para contextualizar al servidor. Cacheable: Las respuestas que envía el servidor pueden ser guardadas en cache. Debe existir un mecanismo para invalidar la respuesta y conseguir una verisón más reciente. Sistema por capas: La petición puede pasar por varios sistemas antes de generar una respuesta. Estas pueden incluir un caché, un balanceador de carga, un proxy y finalmente el servidor. Esto tiene que ser transparente para el cliente. Interfaz uniforme: Simplifica y desacopla la arquitectura entre el cliente y el servidor. Así, cada componente puede evolucionar de forma independiente. Principios de la Interfaz La interfaz uniforme debe tener en cuenta los siguientes principios[11]: Identificación de Recursos: Los recursos son elementos de información que pueden ser accedidos por un identificador global (URI). Esto implica que el servidor no debe enviar los registros en base de datos 3 crudos, sino objetos que forman parte del dominio de la aplicación. Los recursos son enviados en una representación específica (XML, JSON, HTML). Manipulación de los recursos a través de las representaciones: Cuando un cliente adquiere la representación de un recurso, tiene la información suficiente para modificarlo o eliminarlo en el servidor si tiene los permisos suficientes. Mensajes auto-descriptivos: Todos los mensajes que se transmiten entre los componentes, tienen suficiente información para informar como deben ser manipulados. Esto incluye, por ejemplo, el formato (JSON, XML) en el que se espera recibir la representación del recurso. Hypermedia como el motor del estado de la aplicación: HATEOAS por su nombre en inglés, significa que en todo momento, el servidor es quien envía al cliente las transiciones que puede realizar desde el estado en el que se = encuentra. Esto implica que la única dirección que conoce el cliente es la inicial ( root de la API). Todas las otras peticiones se hacen dependiendo de la información enviada por el servidor Inteligencia en el portal Uno de los conceptos centrales del portal es la noción de inteligencia. Partiendo del rol del portal en la estrategia de Medellín Ciudad Inteligente y el público objetivo del portal, en la arquitectura se define la inteligencia como la posibilidad de ofrecer recomendaciones y de personalizar la interfaz de usuario. En otras palabras, no se espera que el portal sea inteligente en el sentido de reemplazar al usuario en el ejercicio de sus tareas, sino que lo sea en el sentido de apoyar al usuario de manera que su experiencia sea satisfactoria al encontrar en el portal la información y los servicios que son relevantes para él. 3 Cuando se habla de bases de datos nos estamos refiriendo de manera genérica a cualquier mecanismo que sirva para soportar la persistencia de la información 15

19 Definimos personalización como la capacidad de un sistema de ofrecer al usuario las funcionalidades relevantes para él, de acuerdo a sus intereses, su historial y sus preferencias El desarrollo en esta propiedad busca ofrecer de manera automática servicios relevantes al usuario, no solo a nivel de funcionalidades, sino también frente a las formas de representación, diseño de interfaz de usuario e interacción con el sistema. Esto lo hace pues de acuerdo al histórico que interacciones que ha tenido el usuario con el sistema, a sus preferencias, intereses y personas con las cuales tiene alguna relación [12]. Cabe resaltar que la personalización, como bien lo presenta la tesis citada, es una de las propiedades claves en los entornos ubicuos y su incorporación en la arquitectura del portal abre muchas posibilidades para que el portal se adapte a diferentes dispositivos utilizados por el usuario. En otras palabras, una de las consecuencias lógicas de incorporar la personalización como característica del portal es el hecho de que se separa la interfaz de usuario de la lógica del negocio permitiendo mayor flexibilidad en la forma como se presenta la información. La lógica de negocio, también conocida como reglas de negocio, son declaraciones que definen o restringen aspectos del negocio y normalmente se pueden mirar de dos perspectivas diferentes[13]: Describen restricciones sobre el comportamiento de las personas. Describen los hechos a ser almacenados como datos y las restricciones relacionadas con el cambio de estos. Es en este sentido que se habla de la separación de la intefaz de usuario de la lógica de negocio. Las restricciones sobre el comportamiento de las personas, los hechos a ser almacenados como datos y las retricciones relacionadas con el procesamiendo de los datos son aplicables no sólo a entornos empresariales sino a un portal de ciudad inteligente. Con el fin de poder dar soporte a la personalización, el portal debe almacenar la información sobre las actividades que cada usuario realiza y analizarlas tanto a nivel individual como a nivel global para generar recomendaciones. Siguiendo el principio de utilizar estándares internacionales donde ellos existan, se adopta el estándar Experience API[14], antiguamente conocido como Tin Can API para representar las experiencias de los usuarios. La principal ventaja de este estandar es que da flexibilidad para especificar experiencias utilizando el lenguaje propio de la organización 4 El repositorio donde se almacenan las experiencias representadas mediante Experience API se denomina Learning Record Store o LRS por sus iniciales en inglés. Desde el punto de vista técnico, el LRS es un servicio coherente con los principios de SOA al que se accede mediante un API REST. Por tal motivo, es un componente fundamental para poder dar inteligencia al portal. La información del LRS debe ser analizada por el sistema de recomendación para personalizar la experiencia del usuario. En general, los sistemas de recomendación sirven para filtrar la información, ofrecer sugerencias y realizar predicciones. Un sistema de colaborador debe utilizar información directa del usuario, una calificación que éste da y representa su interés, e información indirecta, o sea aquella que se infiere a partir de su actividad. Con base en esa información se realiza una predicción, que se una estimación de su preferencia, y se selecciona que se le va a presentar[15]. 4 Si bien este lenguaje debe ser formalizado, se tiene la posibilidad de definir el lenguaje propio cuando no hay un referente internacional que se ajuste a la semántica de las acciones en el portal. 16

20 Estándares de referencia Con el fin de facilitar la sostenibilidad del portal, y en particular su integración con otros sistemas, es importante incorporar en la arquitectura el uso de estándares como principio rector. Antes de enumerar algunos de los estándares que deben ser soportados, es importante hacer énfasis en la importancia de ajustarse a los estándares. Los estándares son consensos que nutren, fortifican y promueven el desarrollo de la industria. Algunas de las organizaciones que definen estándares para las TIC son Icontec[16], IEEE[17], OASIS[18], OMG[19], IMS[20] y ADL[21]. Desde el punto de vista de Medellín Ciudad Inteligente, la importancia de los estándares radica en preservar el valor que se genera alrededor del portal. Por tal motivo, la adopción de estándares reconocidos y aceptados por la comunidad internacional y soportados por una amplia gama de proveedores, permite garantizar que el portal no va a depender de un herramienta específica. En particular, en el portal se deben soportar los siguientes estándares: Todos los componentes deben exponer servicios REST Todos los componentes deben ser compatibles con la norma con ISO :2008 y/o NTC5854 nivel AA[16] o superior. Todos los componentes deben estar en capacidad de registrar en un LRS[14] las experiencias del usuario. Las políticas de control de acceso deben ser representadas en XACML[22] 3.3. Atributos de calidad Los atributos de calidad son uno de los insumos básicos para poder definir la arquitectura. Ellos son la base para seleccionar las tácticas arquitectónicas que se van a implementar para garantizar su cumplimiento. Además de los atributos de calidad tradicionales, se incluye la accesibilidad y la administrabilidad como atributos de calidad específicos para poder cumplir con las expectativas de Medellín Ciudad Inteligente Disponibilidad La disponibilidad se refiere a que los usuarios puedan acceder al portal en el momento que lo deseen. La meta de disponibilidad para el portal se establece en el 99.9 %, lo que es equivalente a un downtime de unas 9 horas al año. Para tal efecto se establecen los siguientes escenarios: El portal debe estar en capacidad de detectar fallas. El administrador del sistema debe ser notificado en el instante en que se detecte una falla. La formas de notificación deben incluir, sin ser excluyentes, en la consola de administración del portal, vía y vía SMS. 17

21 Debe existir una pagina independiente del portal donde se pueda consultar un historio del servicio del portal. El portal debe soportar un escalado horizontal que permita crecer el sistema para soportar un aumento en la demanda al agregar mas servidores de aplicación. En caso de existir un alto pico de demanda que se encuentre por fuera de la capacidad instalada, el portal debe estar en capacidad de utilizar servicios de terceros para garantizar el servicio. Base de datos de alta disponibilidad. Se establece como meta de servicio un 99.9 % de confiabilidad (equivalente a unas 9 horas de ) Modificabilidad Cualquier cambio pueda ser localizado fácilmente. 18

22 No se debe producir efecto dominó al realizar un cambio. Los diferentes servicios se pueden dar de alta, activar, actualizar o desactivar sin necesidad de suspender el funcionamiento del portal Rendimiento Durante el funcionamiento de portal, los diferentes componentes (servicios, información, trámites, etc.) deben: Utilizar solamente los recursos necesarios Gestionar los recursos adecuadamente Compatibilidad con políticas de planificación (scheduling) Compatibilidad con políticas de concurrencia Soporte a transacciones si es necesario 19

23 Seguridad El portal y todos sus componentes deben: Cumplir con la normativa vigente en protección de datos personales y privacidad. Garantizar la integridad de la información que manipulen. Ajustarse a los términos de uso, la política de privacidad del sitio y la política de propiedad intelectual Detectar cuando un componente es modificado sin autorización. Garantizar que sólo las comunicaciones autorizadas son exitosas. Proveer registros de auditoría sobre su funcionamiento. Ser adaptable a diferentes políticas de funcionamiento. Fima digital. 20

24 Facilidad de Prueba Este separada la implementación de la definición de la interfaz. Pueda probarse automáticamente (grabar y reproducir las actividades). Deben incorporar monitoreo interno Usabilidad Independizar la interfaz de usuario de la lógica del negocio. Soportar las iniciativas del usuario, i.e. cancelar, deshacer, etc. Proporcionar información del usuario y la interacción para permitir la personalización y las recomendaciones. Ser personalizable. 21

25 Soportar localización (idioma, formatos, etc.) Facilitar el acceso a usuarios con limitaciones (i.e. cumplir con ISO :2008 y/o NTC5854 nivel AA o superior) Compatibilidad con dispositivos móviles Gestionabilidad Ser compatibles con un sistema de políticas centralizado. Estar en capacidad de reportar su estado. Cambiar su estado bajo solicitud del administrador del portal. 22

26 Generar una bitacora de las actividades. Entregar información relevante para personalización y recomendaciones. 23

27 Capítulo 4 Descripción del Portal El Portal Inteligente de Medellín está concebido como el punto de encuentro en el ciberespacio para los ciudadanos y para todas las personas interesadas en la ciudad. Como tal, es uno de los puntos de encuentro y forma parte de la oferta que la ciudad hace a sus habitantes. En primer lugar, es un portal al que se tiene acceso a través de la web, por lo que su arquitectura está basada en las mejores prácticas para desarrollar aplicaciones web. Está basado en un modelo cliente-servidor, en el cual, desde el punto de vista del usuario, hay un servidor en la dirección al que acceden utilizando cualquier navegador. El usuario tiene asociada una identidad digital, la cuál inicialmente es válida en el portal, pero en el futuro debe ser una identidad digital válida para Medellín Ciudad Inteligente. Esto quiere decir que si, por ejemplo, se adopta una tarjeta monedero de identificación única para servicios como bibliotecas, metro, etc., la identidad del usuario se garantiza incluso si la interacción con Medellín Ciudad Inteligente no se realiza mediante el portal si no en otros espacios de ciudad. Ahora, como el portal es un punto de encuentro que rompe con las barreras del tiempo y del espacio, debe ser de alta disponibilidad y garantizar que no tiene un downtime superior al 0.01 %. Desde el punto de vista de Medellín Ciudad Inteligente, el portal es el mecanismo que utilizan para presentar información y proveer servicios a sus usuarios. Tanto la información como los servicios pueden ser, y de hecho en la mayoría de los casos serán, ofrecidos por terceros. Por esta razón, el portal debe permitir al administrador gestionar todos los servicios de manera centralizada. Con el fin de facilitar la gestión del sitio, se adopta una arquitectura de tres capas: una capa de presentación, una capa que representa las reglas del negocio y una capa responsable de la persistencia. Como el usuario accede mediante la web deben separarse los contenidos del estilo de presentación mediante el uso de CSS[23]. Más aún, el usuario puede acceder al portal desde diferentes tipos de dispositivos y, en el caso de los usuarios con limitaciones, se requiere que se pueda adaptar el despliegue a las necesidades del usario. Por tales motivos, y con el fin adicional de facilitar las modificaciones en el estilo de presentación, la plantilla CSS utilizada debe estar en un archivo independiente del contenido HTML. Con el fin de garantizar la disponibilidad del portal, la arquitectura es escalable horizontalmente, tanto en sitio como con la posibilidad de utilizar servicios de terceros de manera temporal para atender picos de demanda. Por esta razón, es importante que la capa de persistencia sea utilizada por la capa de negocio para almacenar la información correspondiente a cada usuario activo, de manera que si el balanceador de carga redirecciona la solicitud de un usuario a un servidor diferente del servidor original, éste pueda encontrar la información en la base de datos. No sobra decir que la base de datos debe proporcionar alta disponibilidad pues pasa a ser el punto único de fallo del sistema y que se deben proveer los mecanísmos 24

28 de caché necesarios para garantizar el buen rendimiento del sistema. Ahora, desde el punto de vista de la mantenibilidad del código y la facilidad de evolucionar de la plataforma, se adopta como pricipio rector el patrón Modelo-Vista-Controlador. Más aún, todos los servicios prestados por terceros deben ajustarse a este patrón, de manera que el Modelo, que representa el servicio ofrecido, permita que un usuario interactúe con él mediante una interfaz de usuario mediada por el portal y también ofrezca web services mediante interfaz RESTful de manera que también pueda ser utilizado por otros componentes del portal de ser necesario. Toda la interacción entre los diferentes componentes del portal debe ser autenticada, mediada por web services mediante APIs hipermediales. Ahora, desde el punto de vista de los componentes, la arquitectura del portal está estructurada para facilitar la evolución y la incorporación de nuevos servicios. El elemento central de la arquitectura es un sistema de gestión de contenido (CMS). Para este caso debe ser Drupal ( pues es la plataforma identificada por Medellín Ciudad Inteligente como más adecuada para el portal. Sin embargo, la arquitectura propuesta no hace ningún supuesto diferente a que se debe contar con un CMS y que la administración del portal se debe realizar mediante este. El CMS cumple con dos funciones básicas: La primera está relacionada directamente con su naturaleza y es ser la plataforma para que Medellín Ciudad Inteligente pueda publicar las notificias y contenidos relevantes para la comunidad de usuarios. La segunda está relacionada con las funciones de gestión que incorpora todo CMS. Los CMS como plataformas normalmente incluyen la posibilidad de ser expandidos mediante la adición de módulos o plugins, e incluyen una vista que le permite al administrador gestionarlos. Por esa razón, los servicios de terceros deben ser implementados siempre mediante dos componentes: Un plugin o módulo que se incorpora en CMS y la implementación del servicio. El plugin o módulo hace las funciones de proxy para el servicio, y es el que permite la gestión e incorporación del servicio en el portal como si fuera un componente del CMS. La implementación del servicio la provee el tercero y debe ser un servicio RESTful que ofrece una API hipermedial que es invocada por el plugin o módulo. De esa manera, si hay cambio de CMS sólo hay que tener un plugin nuevo. Un segundo componente muy importante de la arquitectura es el sistema de autorización. Hay que tener en cuenta que el portal va a ser el punto de encuentro en la web, pero sus usuarios pueden compartir otros espacios de interacción social, tales como Facebook ( o Twitter ( La autorización es la consecuencia de que se haya identificado al usuario. Este servicio no sólo debe permitir a cada usuario tener su contraseña para ingresar al sitio, sino que debe tener suficiente flexibilidad para permitirle ligar su identidad con las redes sociales e ingresar al sistema con cualquiera de ellas. Adicionalmente, debe haber soporte para mecanismos alternativos de autenticación, como por ejemplo que el usuario reciba un código de acceso en su teléfono celular y le sirva como contraseña para ingresar una sóla vez al sistema. Este último requerimiento es importante por las características del público objetivo. Un tercer elemento es el manejo del perfil. Aunque el CMS tiene soporte para el perfil del usuario, es importante garantizar que el perfil de los usuarios, uno de los elementos que más valor tiene en el portal, sea independiente de la plataforma y sea gestionada independientemente. Entre los consumidores del servicio de perfil están no sólo los usuarios que lo pueden actualizar para reflejar sus intereses, sino también todos los servicios que se ofrecen a través del portal. Con el fin de desacoplar los diferentes flujos de información, se incorpora un servicio de publicador/suscriptor. Un servicio se registra como publicador y toda la información que produce, que pueda ser útil para otro servicio, se publica por medio de este servicio. Los servicios interesados en la información, se suscriben a ella y hacen uso de ella. El suscriptor no se suscribe a la información de un servicio si 25

29 no a un tipo de información. Si bien los tipos de información deben poder ser definidos, el servicio debe manejar al menos un tipo de información que refleje la actividad reciente en algún componente del portal y la información que produce cada servicio como log para diagnóstico y funciones de auditoría. El módulo de bitacora o logs se suscribe a todos los flujos de información del servicio de publicador/suscriptor y preserva dicha información. La información allí recogida es la base para facilitar la detección del origen de los problemas que se puedan presentar en el portal o para reconstruir lo ocurrido en el caso de cualquier incidente de seguridad. Un siguiente módulo es el de políticas, el cual busca independizar en la medida de lo posible las políticas de funcionamiento del portal de la implementación de los servicios, en particular políticas de control de acceso. Este módulo tiene como finalidad centralizar las políticas de seguridad de manera que se pueda obligar su cumplimiento en todo el portal, incluyendo los servicios desarrollados por teceros. La finalidad de este módulo es garantizar que todos los componentes del portal se ajusten a las políticas establecidas por Medellín Ciudad Inteligente. Ahora, para poder soportar la noción de inteligencia definida en el portal, es necesario obtener información sobre la interacción de los usuarios. Más aún, el concepto es Medellín Ciudad Inteligente va más allá del portal y habla de una ciudad para sus habitantes. Por tal motivo, se incluye en el portal una implementación de un Learning Record Store (LRS) con el fin de registrar todas las experiencias del usuario. El LRS registra las experiencias las cuales son reportadas por todos los componentes del portal, y en un futuro por otros actores de la ciudad inteligente, y las almacena. El módulo analítico (analytics) es el responsable de analizar y filtrar la información del LRS y presentar sugerencias y predicciones a los demás componentes. Para tal efecto, debe consumir los servicios del LRS y ofrecer servicios a los demás módulos. Es importante tener presente que la información del módulo analítico no sólo proviene del portal y a su vez puede ser consumida por terceros que formen parte integral de Medellín Ciudad Inteligente. Así las cosas, el funcionamiento del portal, descrito de manera global, es más o menos lo siguiente: Los usuarios se registran en el portal y tienen una identidad digital con su perfil asociado. En el portal encontrará información y servicios personalizada de acuerdo con la información que el módulo analítico le pasa al CMS. Utilizando los servicios del CMS, puede publicar sus comentarios y/o participar en los diferentes foros de discusión. Para determinar si el usuario puede llevar a cabo una acción, el CMS valida con el módulo de políticas. Si está autorizado, registra en el LRS la actividad y la publica en el módulo de publicador/suscriptor como actividad reciente. Si el usario va a utilizar un servicio, se valida con el módulo de políticas si está autorizado. En caso afirmativo, el plugin o módulo del CMS correspondiente interactua con el servicio utilizando la interfaz REST. El CMS registra la actividad en el LRS y en la bitacora, esto de manera independiente a los registros que realice el servicio. Por otro lado, el administrador de la plataforma cuenta con un sistema que le permite verificar cuáles servicios están disponibles y cuáles no. También le permite cambiar el estado de los mismos. Todas las operaciones de consulta y de cambio de estado deben quedar registradas en le módulo de bitácora. Las figuras 4.1, 4.2 y 4.3 ilustran como es el funcionamiento del portal. 26

30 Figura 4.1: Ingreso Usuario Figura 4.2: Acción Usuario 27

31 Figura 4.3: Acción Administrador 28

32 Capítulo 5 Documentación de las Vistas 5.1. Vista por capas La figura 5.1 presenta la vista por capas del Portal Inteligente refleja el hecho de que el portal va a ser accedido por sus usuarios utilizando un navegador web convencional. Esta vista está estructurada por capas que permiten describir características relevantes del portal desde diferentes niveles de abstracción, siendo el nivel más abstracto el superior y el más concreto el inferior. En el nivel máximo de abstracción, el patrón adoptado es cliente-servidor donde el portal reside en un servidor web al que se accede utilizando el protocolo HTTP. Es importante tener presentes que los usuarios deben poder interactuar con el portal utilizando cualquier navegador y por lo tanto no se pueden incluir en él componentes que no sean compatibles con todos los navegadores. Por otro lado, HTTP es utilizado como medio de trasporte no sólo para las solicitudes de los usuarios utilizando un navegador, sino también para las solicitudes a los web services RESTful que el portal pueda ofrecer en un momento dado. Las conexiones al portal deben ser conexiones seguras. En la siguiente capa, yendo de lo más abstracto a lo más concreto, se trabaja con un patrón de tres capas. La capa de presentación es la responsable de desplegar la información para que el usuario la visualice. Como el usuario está utilizando un navegador para tener acceso a la información, la información se representa mediante HTML y el estilo de presentación mediante CSS. La plantilla CSS debe ser independiente del HTML, de manera que para actualizar el estilo de presentación de la información baste con actualizar la plantilla. Es importante que para presentar la información se detecten las capacidades del dispositivo y se adapten a estas. La presentación debe ser desacoplada del instrumento. Este desacople debe permitir que en el futuro se adicionen nuevos dispositivos sin necesidad de modificar lo existente. Esta capa debe permir escalar horizontalmente el servicio. Por tal motivo, debe apoyarse en la capa de persistencia para preservar la información de la sesión de cada usuario. La tercera capa es la de persistencia. Debe ser implementada mediante una configuración de alta disponibilidad pues es el punto más sensible de la arquitectura para garantizar la disponibilidad. La siguiente capa de esta vista, que es la más concreta, define el uso del patrón Modelo-Vista- Controlador (MVC) como principal característica. En dicho patrón se independiza el servicio que se ofrece (modelo) de la forma como se interactúa con él. Esto permite que el servicio pueda ser reutilizado. En particular, en la arquitectura se requiere que un usuario pueda interactuar con el servicio utilizando su navegador, pero también que los servicios puedan ser compuestos de manera que puedan ser accedidos por un sistema. 29

33 Figura 5.1: Vista por capas 5.2. Vista por Módulos Una segunda vista de la arquitectura es desde la perspectiva de módulos que interactúan entre si para ofrecer los diferentes servicios. En esta sección se presentan los diferentes módulos que constituyen el portal y que, mediante su interacción, proporcionan los servicios. Es importante tener presente que, dada la naturaleza del portal, muchos de los módulos acá especificados tienen como objetivo garantizar el funcionamiento interno del portal a la vez que preserva los elementos con los cuales Medellín Ciudad Inteligente agrega valor. Por tal motivo, muchos de ellos no son visibles para el usuario final, aunque sean indispensables para la arquitectura. La figura 5.2 presenta los módulos que conforman la arquitectura Identidad y perfil El servicio de perfiles deberá ser soportado sobre los perfiles que tiene incorporado el CMS, agregando los campos necesarios y agregando la habilidad de consultar la información de usuarios por medio de una API. La API debe servir como mecanismo para migrar la información de los perfiles a otra plataforma o CMS en caso de ser necesario. El formato en el que se representa el usuario puede ser definido en la URL de la petición o en el encabezado Accept. Este mecanismos es necesario porque los usuarios son uno de los activos principales del portal y Medellín Ciudad Inteligente requiere que se garantice que dicha información se pueda portar fácilmente a otra plataforma de ser necesario. 30

34 Figura 5.2: Módulos de la Arquitectura Como el portal debe ser un proveedor de OAuth, es necesario poder consultar la información del usuario que está autenticado actualmente por medio de una API, para que las aplicaciones de terceros puedan terminar el proceso de autenticación por este medio. Este proceso se especifica más a fondo en el módulo de Autenticación. El módulo de perfil debe permitir crear, consultar y modificar la información asociada con un usuario. Cualquier acceso que se realice a esta información debe ser sometido antes a validación en el módulo de políticas. En la terminología de XACML, quiere decir que cualquier solicitud de interacción con este módulo debe ser procesada por un PEP (Policy Enforcement Point) y sólo se debe llevar a cabo la tarea si la respuesta es que el acceso está aprobado Autenticación La autenticación en el portal se debe basar en los módulos que tiene incorporados el CMS y debe permitir otras formas de autenticación adicionales, como Facebook, Twitter o un mensaje de texto que llega al celular. Estas estrategias de autenticación se deben poder agregar a futuro. En el portal se diferencia entre el perfil y la autenticación. El perfil es la información sobre el usuario, la autenticación es el mecanismo que se utiliza para comprobar que el usuario si es quien dice ser. En este sentido, no hay problema en que la autenticación sea utilizando otras formas como las referidas, siempre y cuando el usuario previamente haya vinculado esos mecanismos de autenticación con su cuenta. 31

35 Proveedor de OAuth Se debe incluir un módulo que sea proveedor de OAuth, para autorizar usuarios en otras aplicaciones basadas en el perfil del portal. Las aplicaciones y servicios que deseen autenticarse contra el portal, deberán pedir una aplicación de OAuth que el administrador podrá crear. El servicio, teniendo las dos llaves de OAuth (de cliente y secreta), podrá utilizar la información del portal. El flujo básico de OAuth es el siguiente: el portal (proveedor) genera un par de llaves (pública y secreta) para cada aplicación (consumidor) que desea utilizar los servicios del portal. Para acceder a servicios del portal como usuario de este, los consumidores necesitan un token de acceso. Para conseguir este token de acceso, el usuario debe autorizar al consumidor a utilizar sus datos y el proveedor retornará el token. Todas las peticiones que necesiten autenticación deben enviar el token al proveedor. Queda a cargo de quien implemente el portal definir las direcciones en las cuales los consumidores piden el token y los clientes autorizan a las aplicaciones externas Módulo CMS Tras un estudio realizado por Medellín Digital (Medellín Ciudad Inteligente), se llegó a la conclusión que Drupal es el CMS ideal para desarrollar el portal. Drupal, como CMS, cumple dos funciones importantes. La primera es permitir que Medellín Ciudad Inteligente publique contenidos como noticias y contenidos relevantes para los usuarios del portal y la segunda es brindar una interfaz común para expandir los servicios ofrecidos por medio de módulos o plugins. Esto quiere decir que, tanto desde la perspectiva del usuario final como del administrador del portal, el CMS es el componente central y el articulador de toda la arquitectura. Es importante resaltar que todos los servicios adicionales del portal deben estar estructurados en dos componentes un módulo o plugin de Drupal y la implementación del servicio. El módulo de Drupal sirve como proxy para integrarse a la plataforma, permitiendo al administrador controlar el servicio de acuerdo con las necesidades del portal. La implementación del servicio la provee el tercero y el módulo de Drupal debe ser un consumidor de la API RESTful ofrecida por el tercero. El claro que si se cambia el CMS, migrar los servicios solo implica cambiar los módulos del CMS y no la implementación del consumidor del servicio. Al mismo tiempo, la API RESTful que ofrece el servicio permite que pueda ser reutilizado por cualquier otro sistema que esté debidamente autorizado. El CMS es el responsable de permitir la publicación de los contenidos, de facilitar la interacción de los usuarios mediante foros de discusión, de permitir la publicación de comentarios, la calificación de los contenidos y todas las demás funciones propias de estas plataformas. 32

36 Publicador/Subscriptor El módulo de publicador/subscriptor se encarga de enviar mensajes entre módulos, los diferentes servicios del portal, podrán enviar mensajes (publicadores) y otros servicios podrán escuchar esos mensajes (subscriptores). Su principal función es desacoplar los módulos de manera que un módulo o servicio que genere información no tiene que tener ningún conocimiento sobre quién la va a consumir. Cuando un servicio se registra como un publicador (publica un evento), no sabrá si existe algún otro servicio subscrito a sus mensajes, pues los subscriptores no se subscriben a información específica sino a un tipo de información o a un evento. De igual manera, cuando un servicio se subscribe a un evento, no sabrá si algún servicio publicará algo al respecto. El módulo de publicador/suscriptor debe proporcionar entre otros, los servicios de publicación de eventos, suscripción a eventos y cancelación de la suscripción. Cada vez que se recibe un evento, este se notifica a los suscriptores del mismo dependiendo del tipo de evento. El módulo de bitácora siempre debe ser consumidor de todos los tipos de eventos que se publiquen en el publicador/suscriptor. Es obligatoria la existencia de un tipo de evento que represente actividad reciente. De esta manera se puede presentar a los usuarios la lista de las últimas actividades realizadas en el portal. Esta exigencia también permite que terceros, como podría ser un periódico por ejemplo, consuman el servicio y publiquen en su página la actividad reciente del portal Gestión de servicios Para la administración del portal se debe implementar un sistema donde el usuario Administrador puede Consultar el estado de todos los servicios desarrollados para el portal, cambiar el estado de estos, dar de baja o cambiar la configuración de los mismos. En la arquitectura, con el fin de facilitar el desarrollo, se requiere que la gestión de los servicios se realice mediante la función de administración del CMS. Es importante tener presente que si el CMS no cumple con todos los requisitos de gestión de servicios, debe ser extendido para que cumpla con ese propósito. Las principales funcionalidades del módulo de gestión de servicios son: activar un servicio, desactivar un servicio, consultar su estado y modificar su configuración. Todas estas tareas deben poder llevarse a cabo sin necesidad de suspender el funcionamiento del portal y desde la interfaz web de administración del CMS. Todas estas actividades deben poder ser programadas para que se lleven a cabo a determinadas horas. Finalmente, la opción de desactivar un servicio tiene dos alternativas: desactivarlo en el momento programado o restringir el acceso a partir del momento programado y desactivarse cuando acabe de procesar las solicitudes en curso. 33

37 Políticas El modulo de políticas actúa como la autoridad que controla el comportamiento del portal y es quien determina si una acción es válida. Este módulo debe implementar las funcionalidades de PAP (Policy Administration Point), PDP (Policy Decision Point), PIP (Policy Information Point) y administrador de contexto (Context Handler) definidos en el estándar XACML[22]. La comunicación de este módulo con los demás módulos también se debe hacer mediante ese estándar. Este modulo garantiza que las políticas de control de acceso al portal sean aplicables a todos los módulos, independiente si son desarrollados por terceros o son propios de Medellín Ciudad Inteligente. Se requiere que todos los servicios implementen la funcionalidad PEP (Policy Enforcement Point) y que siempre que se vaya a llevar a cabo una operación, se consulte el módulo de políticas para ver si se puede aplicar o no. Este mecanismo permite que la gestión de las políticas de control de acceso la realice Medellín Ciudad Inteligente y previene la existencia de inconsistencias cuando se actualiza una política Repositorio de Experiencias (Tin Can API) El Servicio de Experiencias es el mecanismo que provee el portal para registrar las acciones de los usuarios y poder aplicar inteligencia para realizar las predicciones, tal actividad se realiza mediante el almacenamiento de registros de Aprendizaje (LRS)[14]. Este módulo es el más importante desde la perspectiva del papel que desempeña el portal en el contexto de Medellín Ciudad Inteligente. El LRS es un sistema que registra las experiencias que tiene un usuario. Cada experiencia está compuesta por un actor, un verbo, un objeto, un resultado, un contexto, una autoridad que certifica la experiencia y las estampas de tiempo que permiten ubicar la experiencia en el tiempo. Este módulo debe implementar un LRS de acuerdo con el estándar [14], y debe permitir a cualquier sistema autorizado registrar las experiencias del usuario. Con el fin de ilustrar la importancia de este módulo en el contexto de Ciudad Inteligente, supóngase que todo ciudadano tiene una identidad digital que no sólo le permite ingresar al portal sino que le da acceso a las bibliotecas, al metro, etc. Los sistemas de estas instituciones podrían alimentar el LRS con el registro de las experiencias del usuario en cada uno de esos contextos, de manera que dicha información pueda ser tenida en cuenta para adaptar el portal a cada usuario. Esto quiere decir que el LRS es el responsable de preservar toda la información que sirve de base para el análisis del perfil del usuario del portal y poder responder de manera personalizada a cada uno de ellos. 34

38 Analytics El modulo de Analytics es el responsable de llevar a cabo el análisis de la información de experiencias registradas en el registro de experiencias y, a partir de ellas, crear filtros, recomendaciones y predicciones que puedan ser utilizadas en el portal para personalizar la información. En él reside toda la inteligencia para crear las predicciones para las recomendaciones y crear una experiencia inteligente en la utilización del portal. Con tal fin, este módulo tiene una continua interacción con Bitácora y el repositorio de Experiencias. Esta información debe ser útil a todos los servicios del portal y obtener información de todos los servicios, así como los socios estratégicos del portal. El módulo debe leer información del módulo de Tin Can API y analizarla. Debe prestar, entre otros, los siguientes servicios: consultar la información del LRS por diferentes criterios, vincular a un usuario con un perfil de preferencias (clustering), generar predicciones sobre el uso de la plataforma por parte de un usuario. Dada la complejidad de las técnicas de minería de datos, se recomienda desarrollar un esquema en el cuál la información sea procesada tan pronto como se registra la experiencia en el LRS. Sin embargo, y siendo coherentes con los principios de SOA, es decisión del implementador cómo se implementará siempre y cuando se ajuste al estándar [22] Log (Bitacora) Para poder analizar el comportamiento de los usuarios y del portal es necesario mantener un registro detallado de todas las acciones que se lleven a cabo en el portal, desde las solicitudes de los usuarios la hasta respuestas de los servicios. Este modulo tiene una alta interacción con el módulo Publicador/Suscriptor pues está suscrito a todos los flujos de información que existen en él. Adicionalmente, interactúa con Analytics y con el Repositorio de Experiencias. También es crucial este módulo para poder tener la información correspondiente al comportamiento del portal, esto para hacer cambios, corregir errores, mejorar la inteligencia, cambiar la seguridad o crear nuevas funcionalidades. Es por esto que es obligatorio que todos los componentes publiquen la información relevante mediante el módulo de Publicador/Suscriptor. Este módulo debe suscribirse al módulo Publicado/Suscriptor y cada vez que reciba la información de cualquier actividad publicada, debe garantizar la persistencia de los registros. Como es lógico, también debe proveer mecanismos para consultar la información, para gestionarla y, si es del caso y las políticas lo permiten, eliminarla. 35

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