ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS ESTILOS Y PATRONES DE ARQUITECTURA PARTE 3

Transcripción

1 ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS ESTILOS Y PATRONES DE ARQUITECTURA PARTE 3 ELSA ESTEVEZ UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SUR DEPARTAMENTO DE CIENCIAS E INGENIERIA DE LA COMPUTACION

2 REPASO - PATRONES ARQUITECTÓNICOS DEFINICIÓN Un patrón arquitectónic es una clección de decisines de diseñ arquitectónicas que tiene un nmbre específic y que sn aplicables a prblemas de diseñ recurrentes, y sn parametrizadas para tener en cuenta diferentes cntexts de desarrll de sftware en ls cuales el prblema aparece. Taylr, Medvidvic and Dashfy prvee un cnjunt de decisines específicas de diseñ que han sid identificadas cm efectivas para rganizar ciertas clases de sistemas de sftware, más típicamente, subsistemas específics. estas decisines de diseñ pueden pensarse cm cnfigurables, ya que necesitan ser instanciadas cn ls cmpnentes y cnectres particulares a una aplicación. ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

3 REPASO - ESTILOS Y PATRONES - DIFERENCIAS Alcance Abstracción Relación ESTILO Aplican a un cntext de desarrll: sistemas altamente distribuids, sistemas intensivs en GUI Sn muy abstracts para prducir un diseñ cncret del sistema. Un sistema diseñad de acuerd a las reglas de un únic estil puede invlucrar el us de múltiples patrnes PATRÓN Aplican a prblemas de diseñ específics: El estad del sistema debe presentarse de múltiples frmas La lógica de negci debe estar separada del acces a dats Sn fragments arquitectónics parametrizads que pueden ser pensads cm una pieza cncreta de diseñ. Un únic patrón puede ser aplicad a sistemas diseñads de acuerd a ls lineamients de múltiples estils ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

4 CONTENIDO 1 PATRONES DE ARQUITECTURA ESTADO-LOGICA-PRESENTACIÓN MODEL-VIEW-CONTROLLER SENSE-COMPUTE-CONTROL BROKER ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

5 CAPAS (LAYERS) Y TIERS CAPAS Una aplicación de N-capas eventualmente puede estar físicamente dispuesta en una misma cmputadra física (un únic tier) Ls cmpnentes de distints niveles (capas) se cmunican a través de interfaces bien definidas, y respetand las restriccines del estil. La cmunicación entre niveles es explícita y levemente acplada. Una arquitectura pr niveles agrupa funcinalidad en un mism nivel siguiend algún criteri. Principales ventajas de un estil arquitectónic pr niveles sn: abstracción separación de intereses reusabilidad testeabilidad ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

6 CAPAS (LAYERS) Y TIERS TIERS Una arquitectura N-tier generalmente tiene al mens N= tres partes lógicas separadas, cada una ubicada sbre servidres físicamente distints. Cada tier es respnsable de funcinalidad especifica. Cada tier es independiente. La cmunicación entre tiers típicamente es asincrónica. Principales beneficis de la distribución en tiers: mantenibilidad escalabilidad flexibilidad dispnibilidad ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

7 1) PATRÓN: ESTADO-LÓGICA-PRESENTACIÓN (3 TIERS) Cmúnmente utilizad en aplicacines empresariales dnde existe Un almacenamient de dats detrás de las reglas de la lógica de negci La lógica de negci es accedida pr ls cmpnentes de la interfaz de usuari Ejempls: Aplicacines empresariales Juegs multi-player Aplicacines web ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

8 2) PATRÓN: MODEL-VIEW-CONTROLLER (MVC) Cntext: En las aplicacines n-line el sftware que maneja la interface requiere mdificacines cn mayr frecuencia. Prblema: Cóm mantener separadas la funcinalidad que crrespnde a la interfaz, de la funcinalidad de la aplicación; y sin embarg, n dejar de respnder a la interacción del usuari a ls cambis en ls dats de la aplicación. Slución: el patrón Mdel-View-Cntrles, que separa la funcinalidad de la aplicación en tres clases de cmpnentes: Un mdel, que cntiene ls dats. Una vista, que muestra una prción de ls dats subyacentes e interactúa cn el cntrladr Un cntrladr, que medie entre ambs y atienda ls events. ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

9 PATRÓN: MODEL-VIEW-CONTROLLER - COMPONENTES Separa la funcinalidad de la aplicación en 3 tips de cmpnentes: Mdel: es la representación del estad (dats) de la aplicación y cntiene (prvee una interfaz) la lógica de la aplicación. Vista: es un cmpnente UI que bien muestra una representación del mdel al usuari y/ permite algún tip de entrada de usuari Cntrller: maneja la interacción entre el mdel y las vistas, traduciend las accines de usuari en cambis al mdel cambis a la vista. ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

10 PATRÓN: MODEL-VIEW-CONTROLLER - COMPONENTES cnsulta de estad MODELO Encapsula el estad de la aplicación Respnde a cnsultas del estad Expne la funcinalidad de la aplicación Ntifica a las vistas de cambis ntificación de cambi cambi de estad selección de vista VISTA Renderiza el mdel Slicita actualizacines a ls mdels Envía ls gests del usuari al cntrladr Permite al cntrladr seleccinar vistas CONTROLADOR Define cmprtamient de la aplicación Mapea accines de usuaris a actualizacines del mdel Seleccina vistas para las respuestas Un pr cada funcinalidad gests de usuaris ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

11 PATRÓN: MODEL-VIEW-CONTROLLER - RESPONSABILIDADES Mdel Acceder a la capa de almacenamient de dats Definir las reglas de negci Ntificar a las vistas ls cambis en ls dats (mdel activ) Vista Recibir ls events de entrada Cntener las reglas de gestión de events (si Event E entnces Acción A, estas accines pueden supner peticines al mdel la vista) Cntrladr Recibir ls events de entrada Cntener las reglas de gestión de events (si Event E entnces Acción A, estas accines pueden supner peticines al mdel la vista) ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

12 PATRÓN: MODEL-VIEW-CONTROLLER - CARACTERISTICAS Objetiv: Prmver la separación de intereses Ayuda a la Testeabilidad Permite camins de desarrll independientes. Histria Es un de ls patrnes de diseñ más cncids, teniend influencia desde su creación (1970) en muchs UI framewrks y en la frma de pensar sbre el diseñ de interfaces de usuari. Ejempls Java Swing, Micrsft ASP.NET MVC, Adbe s Flex ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

13 PATRÓN: MODEL-VIEW-CONTROLLER CUANDO? Usarl si. las separacines indicadas anterirmente (especialmente la separación de la presentación y el mdel) sn útiles. Evitarl si se tiene una aplicación muy simple dnde el mdel n tiene cmprtamient. las tecnlgías a utilizar n brindan la infraestructura necesaria. ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

14 SEPARACIÓN 1 VISTA-MODELO es un de ls más imprtantes principis de diseñ generalmente tienen intereses distints Vista se cupa pr mecanisms de UI y pr cóm diseñar una buena UI Mdel se piensa en términs de reglas de negci y, quizás, de interaccines cn la base de dats. se pdría querer ver la misma infrmación del mdel de distintas frmas bjets n visuales sn más fáciles de testear que bjets visuales la presentación depende del mdel per el mdel n depende la presentación ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

15 SEPARACIÓN 2 CONTROLADOR VISTA N es tan imprtante, per igualmente brinda beneficis. Permitiría tener más de un cntrladr pr vista, distintas vistas usar el mism cntrladr Ejempl: Sprtar cmprtamient de edición y visualización cn una vista Pdríams tener 2 cntrladres, un para cada cas, dnde ls cntrladres sn Strategies (GF) de la vista. ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

16 PATRÓN MVC ANÁLISIS 1 DESCRIPCIÓN COMPONENTES Separa la funcinalidad del sistema entre ls cmpnentes mdel, vista y cntrladr Mdel - la representación de ls dats estad de la aplicación. Cntiene ( cuenta cn la interfaz) la lógica de la aplicación Vista - es un cmpnente interfaz de usuari. Prduce representacines del mdel para el usuari y/ permite alguna manera de ingresar dats. Cntrladr - maneja la interacción entre el mdel y la vista, trasladand las accines de usuari en cambis al mdel la vista ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

17 PATRÓN MVC ANÁLISIS 2 RELACIONES RESTRICCIONES DEBILIDADES La relación ntifica cnecta instancias del mdel, vista y cntrladr debe existir al mens una instancia de vista, mdel y cntrladr el cmpnente mdel n debe interactuar directamente cn el cntrladr Puede ser demasiad cmplej en aplicacines cn interfaces de usuari simples Las abstraccines mdel-vista-cntrladr pueden n ser adecuadas para algunas herramientas de interface de usuari ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

18 TUTORIAL DE MVC Curs de ASP.NET MVC 4 C#(Csharp) ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

19 EJEMPLO - CLIENTES ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

20 3) PATRÓN SENSE-COMPUTE-CONTROL Idea básica Una cmputadra es embebida en alguna aplicación Ls sensres de distints dispsitivs están cnectads a la cmputadra Ls sensres sn interrgads para determinar su valr La cmputadra también tiene asciads Actuatrs (dispsitivs) La cmputadra envía señales a ls dispsitivs a través de sus Actuatrs, lgrand así cntrlar el sistema. Dónde se usa? Típicamente usad en aplicacines de cntrl embebidas Simples electrdméstics Sistemas sfisticads para la industria autmvilística Cntrl rbótic. ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

21 3) PATRÓN SENSE-COMPUTE-CONTROL - FUNCIONAMIENTO Cicla a través de ls siguientes pass: Leer ls valres de ls sensres Ejecutar un cnjunt de leyes funcines de cntrl Enviar la salida a ls Actuatrs Típicamente un cicl está relacinad a un relj Frecuencia del relj: Tasa máxima en que ls valres de ls sensres pueden cambiar, en la sensibilidad cn la que ls Actuatrs pueden recibir actualizacines. ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

22 3) PATRÓN SENSE-COMPUTE-CONTROL - FUNCIONAMIENTO ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

23 3) PATRÓN SENSE-COMPUTE-CONTROL LUNAR LANDER Ejempl de cntrl de vuel ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

24 4) BROKER CONTEXTO Alguns sistemas se cnstruyen a partir de una clección de servicis distribuids en múltiples servidres. Se requiere cuparse de definir cóm ls servicis van a interactuar (cnectarse e intercambiar infrmación) y manejar la dispnibilidad de ls servicis PROBLEMA Cóm estructurar el sftware distribuid y que ls usuaris de ls servicis n necesitan cncer la naturaleza y ubicación de ls prveedres de ls servicis y hacer psible que cambien dinámicamente. SOLUCIÓN El patrón brker separa a ls usuaris de servicis (clientes) de ls prveedres de servicis (servidres) ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

25 4) BROKER OBJETIVOS Y FUNCIONAMIENTO OBJETIVOS Separar a ls usuaris del servici (clientes) de ls prveedres del servici (servidres) insertand un intermediari, llamad brker FUNCIONAMIENTO Cuand el cliente requiere de un servici, envía la cnsulta al brker El bróker reenvía el requerimient del cliente a un servidr para que l prcese. El server envía el resultad al brker El brker retrna el resultad al cliente ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

26 4) BROKER BENEFICIOS Ls clientes n tienen que cncer ni la identidad, ni la dirección, ni las particularidades de cmunicación de ls servidres Si un servidr se deja de estar dispnible, el brker pdría re-direccinar las peticines a tr servidr que l reemplace (dispnibilidad) Si un servidr es reemplazad pr tr, slamente el brker deberá cncer sbre dich cambi (mdificabilidad) ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

27 4) BROKER COMPONENTES Client - cnsumidr de servici Server -prveedr de servici Brker - intermediari que lcaliza un server aprpiad para cumplir el requerimient de un cliente, reenvía el requerimient al server y retrna el resultad al cliente Client-side prxy - un intermediari que maneja la cmunicación real entre el cliente y el brker Server-side prxy - un intermediari que maneja la cmunicación real entre el brker y el server ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

28 4) BROKER FUNCIONAMIENTO ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

29 4) BROKER DEBILIDADES agrega una capa de redirección y, pr l tant, latencia entre clientes y servidres. dicha capa pdría transfrmarse en un cuell de btella el brker pdría ser un únic punt de falla puede ser un bjetiv de ataques de seguridad puede ser difícil de testear ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

30 4) BROKER PRINCIPALES USOS CORBA Platafrmas para prveedres de servicis distribuids (EJBs,.NET) Service-Oriented Architectures (SOA) depende crucialmente de brkers, en la frma de Enterprise Service Bus (ESB) ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

31 PATRÓN BROKER ANÁLISIS 1 DESCRIPCIÓN COMPONENTES El patrón define un cmpnente bróker en tiemp de ejecución que ficia de mediadr de la cmunicación entre clientes y servidres. Cliente, que slicita un servici Servidr, prveedr de servicis Brker, intermediari respnsable de lcalizar un servidr aprpiad para cumplir la petición del cliente, reenvía la slicitud al servidr, y devuelve ls resultads al cliente prxy del lad del cliente, intermediari que resuelve la cmunicación real cn el bróker, incluye clasificar, enviar y desclasificar mensajes prxy del lad del servidr, intermediari que resuelve la cmunicación real del servidr cn el bróker, incluye clasificar, enviar y desclasificar mensajes ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

32 PATRÓN BROKER ANÁLISIS 2 RELACIONES RESTRICCIONES La relación adjuntar ascia clientes (pcinalmente prxy-cliente) y servidres (pcinalmente prxy-server) cn brkers El cliente sól se puede asciar cn un brker (ptencialmente via prxy-cliente). El servidr sl se puede asciar cn un brker (ptencialmente via prxy-server) DEBILIDADES El brker agrega un nivel de indirección (aumenta la latencia y puede resultar en el cuell de btella) El brker resulta el punt de falla. Puede ser un bjetiv de ataques de seguridad Puede ser difícil de testear ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

33 EJEMPLO COMPRAS ONLINE ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

34 EJEMPLO AUTENTICACIÓN ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

35 EJEMPLO BANCO ARQUITECTURA Y DISEÑO DE SISTEMAS BAHÍA BLANCA 2 DE MAYO DE

36 Elsa Estevez