基礎教程介紹——什麼是SOA?

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基礎教程

  對於面向同步和非同步應用的,基於請求/響應模式的分散式運算來說,SOA是一場革命。一個應用程式的商務邏輯(business logic)或某些單獨的功能被模組化並作為服務呈現給消費者或用戶端。這些服務的關鍵是他們的松耦合特性。例如,服務的介面和實現相獨立。應用開發人員或者系統整合者可以通過組合一個或多個服務來構建應用,而無須理解服務的底層實現。舉例來說,一個服務可以用。NET或J2EE來實現,而使用該服務的應用程式可以在不同的平台之上,使用的語言也可以不同。

  SOA有以下特性

  SOA服務具有平台獨立的自我描述XML文檔。Web服務描述語言(WSDL, Web Services Description Language)是用於描述服務的標準語言。

  SOA 服務用訊息進行通訊,該訊息通常使用XML Schema來定義(也叫做XSD, XML Schema Definition)。消費者和提供者或消費者和服務之間的通訊多見於不知道提供者的環境中。服務間的通訊也可以看作企業內部處理的關鍵商業文檔。

  在一個企業內部,SOA服務通過一個扮演目錄列表(directory listing)角色的登記處(Registry)來進行維護。應用程式在登記處(Registry)尋找並調用某項服務。統一描述,定義和整合(UDDI, Universal Description, Definition, and Integration)是服務登記的標準。

  每項SOA服務都有一個與之相關的服務品質(QoS, quality of service)。QoS的一些關鍵元素有安全需求(例如認證和授權),可靠通訊(譯註:可靠訊息是指,確保訊息“僅且僅僅”發送一次,從而過濾重複資訊。),以及誰能調用服務的策略。

  為什麼選擇SOA?

  不同種類的作業系統,應用軟體,系統軟體和應用基礎結構(application infrastructure)相互交織,這便是IT企業的現狀。一些現存的應用程式被用來處理當前的商務程序(business processes),因此從頭建立一個新的基礎環境是不可能的。企業應該能對業務的變化做出快速的反應,利用對現有的應用程式和應用基礎結構(application infrastructure)的投資來解決新的業務需求,為客戶,商業夥伴以及供應商提供新的互動渠道,並呈現一個可以支援有機業務(organic business)的構架。SOA憑藉其松耦合的特性,使得企業可以按照模組化的方式來添加新服務或更新現有服務,以解決新的業務需要,提供選擇從而可以通過不同的渠道提供服務,並可以把企業現有的或已有的應用作為服務, 從而保護了現有的IT基礎建設投資。

  如圖1的例子所示,一個使用SOA的企業,可以使用一組現有的應用來建立一個供應鏈複合應用(supply chain composite application),這些現有的應用通過標準介面來提供功能。

  Figure 1. Supply chain application. Click on thumbnail to view full-sized image.

  服務架構

  為了實現SOA,企業需要一個服務架構,圖2顯示了一個例子:

  Figure 2. A sample service architecture. Click on thumbnail to view full-sized image.

  在圖2中, 服務消費者(service consumer)可以通過發送訊息來調用服務。這些訊息由一個服務匯流排(service bus)轉換後發送給適當的服務實現。這種服務架構可以提供一個商務規則引擎(business rules engine),該引擎容許商務規則被合并在一個服務裡或多個服務裡。這種架構也提供了一個服務管理基礎(service management infrastructure),用來管理服務,類似審核,列表(billing),日誌等功能。此外,該架構給企業提供了靈活的商務程序,更好地處理控制請求(regulatory requirement),例如Sarbanes Oxley(SOX),並且可以在不影響其他服務的情況下更改某項服務。

  SOA基礎結構

  要運行,管理SOA應用程式,企業需要SOA基礎,這是SOA平台的一個部分。SOA基礎必須支援所有的相關標準,和需要的運行時容器。圖3所示的是一個典型的SOA基礎結構。接下來的章節將逐一討論該結構的每個部分。

  Figure 3. A typical SOA infrastructure. Click on thumbnail to view full-sized image.

  SOAP, WSDL, UDDI

  WSDL,UDDI和SOAP是SOA基礎的基礎組件。WSDL用來描述服務;UDDI用來註冊和尋找服務;而SOAP,作為傳輸層,用來在消費者和服務提供者之間傳送訊息。SOAP是Web服務的預設機制,其他的技術為可以服務實現其他類型的綁定。一個消費者可以在UDDI註冊表(registry)尋找服務,取得服務的WSDL描述,然後通過SOAP來調用服務。

  WS-I Basic Profile

  WS-I Basic Profile,由Web服務互用性組織(Web Services Interoperability Organization)提供,是SOA服務測試與互用性所需要的核心構件。服務提供者可以使用Basic Profile測試程式來測試服務在不同平台和技術上的互用性。

  J2EE 和 .Net

  儘管J2EE和。NET平台是開發SOA應用程式常用的平台,但SOA不僅限於此。像J2EE這類平台,不僅為開發人員自然而然地參與到SOA中來提供了一個平台,還通過他們內在的特性,將可擴充性,可靠性,可用性以及效能引入了SOA世界。新的規範,例如 JAXB(Java API for XML Binding),用於將XML文檔定位到Java類;JAXR(Java API for XML Registry)用來規範對UDDI註冊表(registry)的操作;XML-RPC(Java API for XML-based Remote Procedure Call)在J2EE1.4中用來調用遠程服務,這使得開發和部署可移植於標準J2EE容器的Web服務變得容易,與此同時,實現了跨平台(如。NET)的服務互用。

  服務品質

  在企業中,關鍵任務系統(mission-critical system,譯註:關鍵任務系統是指如果一個系統的可靠性對於一個組織是至關重要的,那麼該系統就是該企業的關鍵任務系統。比如,電話系統對於一個電話促銷企業來說就是關鍵任務系統,而文文書處理系統就不那麼關鍵了。)用來解決進階需求,例如安全性,可靠性,事物。當一個企業開始採用服務架構作為工具來進行開發和部署應用的時候,基本的Web服務規範,像WSDL,SOAP,以及UDDI就不能滿足這些進階需求。正如前面所提到的,這些需求也稱作服務品質(QoS,quality of services)。與QoS相關的眾多規範已經由一些標準化組織(standards bodies)提出,像W3C(World Wide Web Consortium)和OASIS(the Organization for the Advancement of Structured Information Standards)。下面的部分將會討論一些QoS服務和相關標準。

  安全

  Web服務安全規範用來保證訊息的安全性。該規範主要包括認證交換, 訊息完整性和訊息保密。該規範迷人的地方在於它藉助現有的安全標準,例如,SAML(as Security Assertion Markup Language)來實現web服務訊息的安全。OASIS正致力於Web服務安全規範的制定。

  可靠

  在典型的SOA 環境中,服務消費者和服務提供者之間會有幾種不同的文檔在進行交換。具有諸如“僅且僅僅傳送一次”( once-and-only-once delivery),“最多傳送一次”( at-most-once delivery),“重複訊息過濾”(duplicate message elimination),“保證訊息傳送”(guaranteed message delivery)等特性訊息的發送和確認,在關鍵任務系統(mission-critical systems)中變得十分重要。WS-Reliability 和 WS-ReliableMessaging是兩個用來解決此類問題的標準。這些標準現在都由OASIS負責。

  策略

  服務提供者有時候會要求服務消費者與某種策略通訊。比如,服務提供者可能會要求消費者提供Kerberos安全標示,才能取得某項服務。這些要求被定義為策略斷言(policy assertions)。一項策略可能會包含多個斷言。WS-Policy用來標準化服務消費者和服務提供者之間的策略通訊。

  控制

  當企業著手於服務架構時,服務可以用來整合資料倉儲(silos of data),應用程式,以及組件。整合應用意味著例如非同步通訊,平行處理,資料轉換,以及校正等進程請求必須被標準化。在SOA中,進程是使用一組離散的服務建立的。BPEL4WS 或者 WSBPEL(Web Service Business Process Execution Language)是用來控制這些服務的語言。WSBPEL目前也由OASIS負責。

  管理

  隨著企業服務的增長,所使用的服務和業務進程的數量也隨之增加,一個用來讓系統管理員管理所有運行在多相環境下的服務的管理系統就顯得尤為重要。WSDM(Web Services for Distributed Management)規定了任何根據WSDM實現的服務都可以由一個WSDM適應(WSDM-compliant)的管理方案來管理。

  其它的qos特性,比如合作方之間的溝通和通訊,多個服務之間的事務處理,都在WS-Coordination 和 WS-Transaction 標準中描述, 這些都是OASIS 的工作。

  SOA 不是Web服務

  在理解SOA和Web服務的關係上,經常發生混淆。根據2003年4月的Gartner報道,Yefim V. Natis就這個問題是這樣解釋的:“Web服務是技術規範,而SOA是設計原則。特別是Web服務中的WSDL,是一個SOA配套的介面定義標準:這是Web服務和SOA的根本聯絡。”從本質上來說,SOA是一種架構模式,而Web服務是利用一組標準實現的服務。Web服務是實現SOA的方式之一。用Web服務來實現SOA的好處是你可以實現一個中立平台,來獲得服務,而且隨著越來越多的軟體商支援越來越多的Web服務規範,你會取得更好的通用性。

  SOA的優勢

  SOA的概念並非什麼新東西,SOA不同於現有的分布式技術之處在於大多數軟體商接受它並有可以實現SOA的平台或應用程式。SOA伴隨著無處不在的標準,為企業的現有資產或投資帶來了更好的重用性。SOA能夠在最新的和現有的應用之上建立應用;SOA能夠使客戶或服務消費者免予服務實現的改變所帶來的影響;SOA能夠升級單個服務或服務消費者而無需重寫整個應用,也無需保留已經不再適用於新需求的現有系統。總而言之,SOA以藉助現有的應用來組合產生新服務的敏捷方式,提供給企業更好的靈活性來構建應用程式和商務程序。

  About the author

  Raghu R. Kodali is consulting product manager and SOA evangelist for Oracle Application Server. Kodali leads next-generation SOA initiatives and J2EE feature sets for Oracle Application Server, with particular expertise in EJB, J2EE deployment, Web services, and BPEL. Prior to product management, Kodali held presales and technical marketing positions in Oracle Asia-Pacific, based in Singapore. Prior to Oracle, he worked as software developer with National Computer Systems, Singapore. He holds a master's degree in computer science and is a frequent speaker at technology conferences. Kodali maintains an active blog at Loosely Coupled Corner



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