1. La Arquitectura de Oracle Net

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1 1. La Arquitectura de Oracle Net Las comunicaciones han evolucionado junto con las aplicaciones, desde programas básicos locales a aplicaciones complejas. Hoy en día las redes modernas se basan en varias computadoras interconectadas con múltiples sistemas operativos a través de variados protocolos de comunicación brindando accesibilidad en nodos distribuidos en distintos puntos geográficos. Con el advenimiento de Internet podemos ver una segunda evolución en donde se tiende a la integración de los servicios y las comunicaciones, generando un gran impacto en la forma que se comunicaban las aplicaciones. Como administradores de bases de datos, necesitamos contar con los conocimientos para poder gestionar las comunicaciones que el entorno requiera, acompañando al cambio constante. Es preciso conocer los distintos escenarios con los que nos podemos encontrar y saber cuál es la mejor alternativa para aplicar, como así también poder definir topologías de comunicación, incluyendo la expansión constante de la utilización de Internet como soporte a las aplicaciones. Muy ligado con las cuestiones de las comunicaciones se encuentra la autenticidad y veracidad de la información que se transmite desde un servidor Oracle al cliente.

2 1.1 Generalidades de Oracle Net En la figura se presenta una clasificación de los contenidos tratados en esta subunidad, teniendo en cuenta, la relación de los mismos con el Material del Estudiante (kit). Esta clasificación sugiere diferentes momentos de lectura, estudio y revisión, entre los contenidos de este currículo y el Material del Estudiante (Kit). Según esta clasificación los contenidos pueden ser de: - Lectura Previa: Se sugiere la lectura de estos contenidos antes de abordar los subtemas, temas o unidades asociados al Material del Estudiante (Kit). - Lectura Complementaria: Se sugiere la lectura de estos contenidos como complemento a los subtemas, temas o unidades asociados al Material del Estudiante (Kit). - Lectura Adicional: Se sugiere la lectura posterior de estos contenidos, como material adicional a los tratados en el Material del Estudiante (Kit). - Prácticas : Actividades de laboratorios e interactivas incluidas como práctica adicional al Material del Estudiante (Kit).

3 1.1 Generalidades de Oracle Net Objetivos Este capítulo tiene como objetivo realizar una Introducción a la arquitectura que provee Oracle para administrar las conexiones de red a través de las distintas soluciones que brinda. Esta arquitectura es conocida con el nombre de Oracle Net Conocer y entender los posibles escenarios donde se pueden aplicar las distintas configuraciones introducidas en Oracle Net, teniendo en cuenta las nuevas características incorporadas en Oracle 9i

4 1.1 Generalidades de Oracle Net Cuestionario de Iniciación Coloque el cursor sobre los botones numerados que aparecen a la izquierda para visualizar las preguntas de iniciación. Si desea, puede desplegar su respuesta.

5 1.1 Generalidades de Oracle Net Tipos de Arquitectura de Red Oracle En la actualidad se presentan distintos escenarios en donde se puede diseñar una red informática de acuerdo a las necesidades de los negocios. Estos escenarios responden a cuestiones de arquitectura que tienen que ver con la capacidad que se desea soportar, su perspectiva de crecimiento, la seguridad y la heterogeneidad de protocolos y sistemas base. En este curso nos vamos a basar en tres escenarios partiendo de configuraciones básicas ó mínimas a configuraciones distribuidas complejas y de alto rendimiento. En la Figura podemos ver una arquitectura básica de comunicación, donde hay un cliente con una aplicación ó proceso que se comunica con un servidor para llevar a- delante su cometido. Esta tipología se conoce como Arquitectura Cliente Servidor. Podemos destacar que en este escenario es necesario que ambos equipos utilicen el mismo protocolo de comunicación. Este tipo de escenario es útil en un ambiente de una aplicación chica con un nivel de transacciones bajo, generalmente para pequeñas a micro empresas. Cuando las necesidades del negocio son más exigentes en un ambiente de mayor envergadura y un nivel de transacciones mayor, es conveniente pensar en una arquitectura en N-Capas. Como muestra la Figura, se introduce entre el cliente y el servidor, al menos un servidor llamado agente, para que éste contenga las aplicaciones y/o servicios estratificando de esta manera la arquitectura. De esta forma, el cliente puede ser un cliente fino e independiente del protocolo que use el servidor, dejando al agente administrar los servicios para cada lado. Continuando con el nivel de exigencia, llegamos al escenario de mayor complejidad donde la conectividad es un factor de mayor criticidad. En la figura se puede ver un escenario de este tipo donde se tiene que tener en cuenta: Distintas plataformas de hardware y software Múltiples protocolos Distintas ubicaciones geográficas Por ello es sabido que esta arquitectura puede soportar sistemas distribuidos de gran escala.

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7 1.1 Generalidades de Oracle Net Soluciones de Conectividad Oracle Para poder solventar los escenarios comentados en el ítem anterior, Oracle provee una tecnología llamada Oracle Net Services, a la cual podemos conceptualizarla como las características que abordan el crecimiento de ambientes distribuidos y provee una serie de herramientas, las cuales se pueden catalogar enumerándolas a continuación: Conectividad Servicios de Directorio Escalabilidad Seguridad Accesibilidad En cuanto a conectividad, podemos mencionar que provee el soporte más grande del mercado en cuanto a protocolos de transporte (como ser TCP/IP, IBM LU6.2, DECnet, etc), habilitándolo para trabajar en escenarios multiplataforma y multiprotocolo con una administración robusta debido a su mecanismo de configuración centralizado. Cabe destacar que el protocolo de Novell IPX/SPX no está soportado por Oracle Net Adicionalmente a las comunicaciones vía Oracle Net, los clientes pueden comunicarse a través de protocolos de Internet (ej: http) usando un cliente web montado sobre Transport Control Protocol Over Internet (TCP/IP) como protocolo de transporte, Secure Socket Layers (SSL) como protocolo de seguridad y Enterprise Java Beans EJB como protocolo de mensajería. También presenta compatibilidad con las tecnologías emergentes, como ser Java y Applets de Java.

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9 1.1 Generalidades de Oracle Net Directorio de Nombres Cuando un cliente se desea conectar con una base de datos, éste lo hace por medio de una cadena de conexión ó connection string, conteniendo un nombre de usuario, un password y un identificador de conexión ó connect descriptor. Un identificador de conexión contiene los datos necesarios para establecer la conexión necesaria, como se ve en la Figura. Otra forma simplificada de conectarse es usar un nombre que resuelva el identificador de conexión. De esta forma se utiliza una relación del identificador de conexión con un nombre de servicio de red (Net Service Name). En la figura se puede ver como cambia la forma de conectarse usando este método de nomenclatura. Cuando se utiliza un Nombre de Servicio de Red, éste es mapeado a un identificador de conexión ubicado en un repositorio de información que es accedido por alguno de estos métodos de nomenclatura: Local Naming Directory Naming Oracle Names Local Naming, almacena los identificadores de conexión asociados a los Net Service Names en un archivo de texto llamado tnsnames.ora. Directory Naming ó Directorio de Nombres, almacena los identificadores de conexión en un servidor LDAP centralizado, utilizando como interface un estándar bien definido, como ser el Direcrorio de Internet de Oracle. De esta forma simplifica la administración del directorio LDAP: Lightweight Directory Access Protocol (Protocolo liviano de acceso a directorio) Oracle Names utiliza un sofrware propietario para almacenar los nombres y direcciones de todas las bases de la red. Los clientes que se quieran conectar dirijen sus conexiones a un Servidor de Nombres de Oracle ú Oracle Names Server para que resuelva el nombre por una dirección de red. Hay que tener en cuenta que este servicio no va a ser soportado en futuras versiones.

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12 1.1 Generalidades de Oracle Net Directorio de Internet Oracle Internet Dierctoy (OID) ó Directorio de Internet de Oracle obedece a la versión 3 de LDAP y está integrado a partir de las versiones de Oracle 8i. Es una estructura multiplataforma para internet que permite sincronizaciones en un ambiente distribuido entre servidores OID. Puede basarse en certificados de clave pública para ganar seguridad. La figura demuestra cómo es la secuencia de conexión de un cliente, utilizando cualquier método de resolución de nombres.

13 1.1 Generalidades de Oracle Net Escalabilidad La Arquitectura Distribuida de Oracle ú Oracle Shared Server fue definida para ganar en escalabilidad para el usuario, permitiendo múltiples conexiones simultáneas al mismo proceso de servidor, mejorando la utilización de memoria y procesos. Para realizar esta tarea, Oracle utiliza un proceso llamado dispatcher ó mensajero para canalizar las solicitudes de conexión de los clientes. Oracle Connection Manager ó Administrador de Conexiones de Oracle es un proceso (CMGW y CMADMIN) instalado y configurado en la capa del medio de una arquitectura en N-Capas, que provee multiplexación de las conexiones para transmitirlas simultáneamente sobre una sola conexión (esta topología sólo es posible sobre TCP/IP). También proporciona conectividad multiprotocolo para maximizar la flexibilidad entre redes, como así también proporcionar acceso a redes sobre TCP/IP. La figura muestra la arquitectura de Oracle Connection Manager.

14 1.1 Generalidades de Oracle Net Seguridad Una cuestión importante para tener en cuenta si vamos a trabajar en un escenario de mediana a alta complejidad es en la seguridad, ya que para la mayoría de las empresas que requieran este tipo de arquitectura la información es un bien muy preciado. Es por esto que como administradores de bases de datos, tenemos la responsabilidad de proteger dicha información, tanto en su almacenamiento como en el momento de su comunicación. Oracle provee una herramienta que se llama Oracle Advanced Security, indispensable para otorgarnos: Privacidad Integridad Autenticación En otras palabras, nos permite en el momento de comunicar nuestra información tener la tranquilidad que sólo el nodo origen y destino pueden entender la información que se transmite, que los datos que se emiten son los mismos que se reciben (no se sufren modificaciones en el envío) y que los que enviamos la información somos quienes decimos ser. La privacidad se logra utilizando algoritmos de encriptación como ser el (Data Encryption Standard) DES, RSA (Rivest, Shamir y Adlman) ó 3DES (Triple Data Encryption Standard). En la figura se puede observar cómo son los pasos de la encriptación. La integridad se maneja con algoritmos de hash ó función resumen que permite verificar matemáticamente que el mensaje de llegada es idéntico al que salió. La autenticación se produce por medio de protocolos a tales fines, como ser Secure Socket Layer (SSL) validándose por servicios públicos, como ser Kerberos, Radius ó CyberSafe. En cuanto al tráfico de red de la base de datos, contamos con otra herramienta llamada Oracle Net Firewall Proxy. Este producto está basado en el Oracle Connection Manager y habilita a los Firewalls de terceras partes a realizar tareas de Proxy y verificar el tráfico relevante a Oracle ya que verifican los encabezados de los paquetes IP. Esta solución es importante cuando se desea utilizar aplicaciones entre redes distantes.

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16 1.1 Generalidades de Oracle Net Accesibilidad Como último punto a tratar con respecto a los servicios de red de Oracle ó Oracle Net Services es la capacidad con la que tiene que contar Oracle para integrarse con otros sistemas de bases de datos ó procesos. Esta capacidad se logra con Heterogeneous Services que provee las siguientes características: Acceder a otros sistemas de base de datos, como ser DB2, Sql Server ó Sybase utilizando SQL Acceder a otros procedimientos almacenados en otros sistemas, servicios ó Application Programming Interface (API). Estas facilidades son muy útiles para trabajar en ambientes distribuidos ó instalaciones de gran envergadura. Para poder utilizar esta tecnología, se debe tener instalado en el servidor, el servicio de Heterogeneidad y en el cliente un agente de este servicio. En la figura se puede ver cómo funciona este servicio.

17 1.1 Generalidades de Oracle Net Lectura adicional: Escenario N Capas Teniendo en cuenta los componentes tratados, podemos mostrar un escenario con múltiples conexiones a un Oracle Server y vemos cómo queda formada una arquitectura con Oracle Connection Manager y Oracle Shared Server. Oracle Connection Manager es utilizado para administrar las conexiones del Application y Web Server y el Shared Server es utilizado para atender múltiples conexiones concurrentes. En la figura se muestra una arquitectura punta a punta que incluye varios clientes utilizando una capa intermedia con la aplicación soportada por un Web Server y un Application Server administrando las conexiones con un Oracle Connection Manager. Adicionalmente, las base de datos están configuradas como entorno distribuido.

18 1.1 Generalidades de Oracle Net EI: Encriptación Identificar los pasos que se usan en el proceso de encriptación de una comunicación.

19 1.1 Generalidades de Oracle Net Síntesis En este capítulo vimos como Oracle soporta las necesidades de comunicación desde aplicaciones pequeñas y concretas a aplicaciones complejas distribuidas y vulnerables. Identificamos los distintos componentes, como ser los servicios de nomenclatura, la conectividad para Internet, cómo funcionan los entornos distribuidos utilizando Oracle Connection Manager. También hablamos sobre la importancia de la correcta administración de la seguridad en las comunicaciones y cómo hace Oracle para implementar relaciones heterogéneas con otros servicios no-oracle.

20 1.2 Arquitectura Oracle Net En la figura se presenta una clasificación de los contenidos tratados en esta subunidad, teniendo en cuenta, la relación de los mismos con el Material del Estudiante (kit). Esta clasificación sugiere diferentes momentos de lectura, estudio y revisión, entre los contenidos de este currículo y el Material del Estudiante (Kit). Según esta clasificación los contenidos pueden ser de: Lectura Previa: Se sugiere la lectura de estos contenidos antes de abordar los subtemas, temas o unidades asociados al Material del Estudiante (Kit). Lectura Complementaria: Se sugiere la lectura de estos contenidos como complemento a los subtemas, temas o unidades asociados al Material del Estudiante (Kit). Lectura Adicional: Se sugiere la lectura posterior de estos contenidos, como material adicional a los tratados en el Material del Estudiante (Kit). Prácticas : Actividades de laboratorios e interactivas incluidas como práctica adicional al Material del Estudiante (Kit).

21 1.2 Arquitectura Oracle Net Objetivos El objetivo de este capítulo es conocer las características de la arquitectura de Oracle Net, tanto para los ambientes cliente servidor, como para las conexiones establecidas por Internet.

22 1.2 Arquitectura Oracle Net Cuestionario de Iniciación Coloque el cursor sobre los botones numerados que aparecen a la izquierda para visualizar las preguntas de iniciación. Si desea, puede desplegar su respuesta.

23 1.2 Arquitectura Oracle Net Tipos de conexiones Como vimos en temas anteriores, en el contexto de la conectividad de un cliente con un servidor, introdujimos el concepto de Oracle Net que es quien nos sirve de soporte al momento de comunicarnos brindándonos la flexibilidad de poder conectarnos en varios tipos de redes, ubicaciones, aplicaciones ó protocolos. En cuanto a los tipos de conexiones que podemos establecer, encontramos: Conexiones Cliente Servidor Aplicaciones Java Aplicaciones Web

24 1.2 Arquitectura Oracle Net Conexión Cliente - Servidor Para que un cliente se conecte con un servidor, es necesario que del lado del servidor exista un proceso que esté escuchando la red para atender las solicitudes. Este proceso es realizado por un servicio llamado Listener, en el servidor, y tiene como finalidad detectar las conexiones entrantes y enrutarlas al proceso que corresponda. Oracle Net es un programa que reside tanto en el cliente como en el servidor del protocolo que utilicen. En la figura se puede ver cómo interactúan las capas del protocolo Oracle Net con el stack del protocolo de comunicaciones que se esté utilizando: Aplicación: La aplicación del cliente como SQL*Plus utiliza un componente para comunicarse con el servidor que le brinda una interfaz, llamado OCI (Oracle Call Interface). Del lado del servidor responde a las llamadas OCI la interfaz OPI (Oracle Programming Interface). TTC: Esta capa provee las conversiones necesarias para los juegos de caracteres que pudieran existir entre el cliente y el servidor. Oracle Net o Foundation Layer: Es la capa responsable de establecer la conexión y mantenerla. Del lado del cliente se encarga de ubicar el servidor y el protocolo, y administrar las interrupciones. Del lado del servidor se encarga de recibir las conexiones. En esta capa también se verifica la serguridad ligada a Oracle Advanced Security. o Soporte del Protocolo: Esta capa mapea las funcionalidades con los protocolos del mercado, como ser TCP/IP, Named Pipes.

25 1.2 Arquitectura Oracle Net Tipos de Conexiones Web Cambiando el ámbito de la arquitectura, analizaremos qué pasa con las conexiones en una aplicación web. Este tipo de conexiones son similares a las de tipo cliente servidor. Los pasos para establecer la comunicación son: 1. Un cliente web se comunica con un Web Application Server 2. El Servidor se comunica con la base de datos usando Oracle Net

26 1.2 Arquitectura Oracle Net Conexiones Web Continuando con el ambiente web, existen varias alternativas que pueden convivir en una aplicación de estas características. Cuando se utiliza una aplicación Java en el cliente web, al conectarse con un Web Server, éste se convierte en cliente de Oracle Server utilizando JDBC (Java Data Base Connection). La figura demuestra esta topología. Desde el punto de vista del Application Web Server, si se ejecuta un Applet de Java, éste también actúa como cliente contra Oracle Server pero en lugar de usar JDBC utiliza una versión fina ó liviana de este driver que es una implementación de la capa Oracle Net Foundation. En la figura podemos visualizar estos cambios. Por el contrario, cuando no interviene un Application Web Server (por ejemplo al utilizar isql*plus), se puede realizar una conexión directa con el servicio, ya que Oracle Server soporta http directamente. En la figura se puede ver cómo actúa el listener en este caso.

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28 1.2 Arquitectura Oracle Net Lectura Adicional: El proceso Listener En el momento de la comunicación intervienen una serie de objetos para resolver el nombre del servidor. Una base de datos de Oracle Server se presenta una red como un servicio. Este servicio lleva un nombre que lo identifica (Service Name). Este nombre se define en el momento de la instalación y forma parte de la descripción de la conexión. Durante el proceso de comunicación hay un diálogo entre el cliente, el Listener y el servidor. Una vez validada y establecida la conexión, el cliente se comunica directamente con el servidor. El proceso Listener está gobernado por Oracle Server ya que dinámicamente registra los accesos. Éste proceso se llama Servicio de Registración ó Service Registration. La configuración que necesita un cliente para conectarse puede estar, como vimos en capítulos anteriores, en forma local (descentralizada) ó en un entorno centralizado (con un servidor LDAP ú Oracle Names). Internamente, dependiendo del método de nomenclatura utilizado, se gestiona con archivos de texto para su configuración. Podemos describirlos de la siguiente manera: ldap.ora: Opciones de configuración centralizadas en el servidor para acceder al directorio. listener.ora: Es el archivo de configuración del Listener donde se define el protocolo, los servicios y parámetros de control. names.ora: Utilizado en los servicios de Oracle Names Server y se utiliza para configurar este servicio tnsnames.ora: Ubicado del lado del cliente para definir los nombres de servicio mapeados con el Identificador de la Conexión. sqlnet.ora: Del lado del cliente y del servidor para definir los servicios de nomenclatura.

29 1.2 Arquitectura Oracle Net EI: Componentes de Oracle Net Definir las capas que utiliza Oracle Net para una aplicación que utiliza una conexión Cliente Servidor.

30 1.2 Arquitectura Oracle Net EI: Arquitectura Web Ejercicio interactivo para definir los componentes del capítulo 2-7 del kit

31 1.2 Arquitectura Oracle Net Síntesis En esta sección vimos los distintos tipos de configuraciones que se pueden utilizar para trabajar con una base de datos en cuanto a la comunicación. Ligados a las responsabilidades que desean de un administrador de bases de datos. Definimos los conceptos para establecer estas comunicaciones Analizamos cómo se utilizan los distintos protocolos dependiendo del tipo de conexión ya sea un ambiente cliente servidor, Web browser, aplicación Java ó Applet.

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