Infrastrukturdienstebenen

Bei der Konzeption eines verteilten Softwaresystems müssen Sie unabhängig davon, ob das Softwaresystem überwiegend aus selbst entwickelten oder fertigen Java ES-Komponenten besteht, einige Infrastrukturdienste berücksichtigen. Diese Dienste arbeiten auf vielen Ebenen.

Abbildung 2–2 zeigt die Dimension der Dienstabhängigkeiten in der Lösungsarchitektur. Die in dieser Abbildung dargestellten Ebenen sind eine vergrößerte Ansicht der in Abbildung 1–1 gezeigten Infrastrukturdienstebene.

Die Hierarchie der in Abbildung 2–2 dargestellten Dienste und die Abhängigkeiten zwischen den Diensten bilden eine wichtige Dimension der logischen Architektur der Lösung. Diese Infrastrukturdienste bieten die konzeptionelle Grundlage, anhand derer die Rolle der Java ES-Systemdienstkomponenten (siehe Systemdienstkomponenten) verständlich wird.

Im Allgemeinen können die in Abbildung 2–2 dargestellten Dienste in drei große Gruppen unterteilt werden: Plattformdienste auf niedrigster Ebene, Anwendungsdienste auf höchster Ebene und eine Gruppe von Middleware-Diensten, die ihren Namen ihrer Position zwischen den beiden anderen Gruppen verdanken.

Abbildung 2–2 Dimension 1: Infrastrukturdienstebenen

In den folgenden Absätzen werden die unterschiedlichen Infrastrukturdienstebenen beschrieben und, sofern relevant, der Bezug zu den Artefakten der Programmiersprache Java hergestellt. Die Beschreibung der Dienstebenen erfolgt, wie in Abbildung 2–2 dargestellt, von der niedrigsten Ebene bis zur höchsten Ebene:

• Betriebssystemplattformen. Bieten die Basisunterstützung für alle Prozesse, die auf einem Computer ausgeführt werden. Das Betriebssystem (wie Solaris^TM Operating System, Linux oder Microsoft Windows) verwaltet die physischen Geräte sowie den Arbeitsspeicher, die Threads und andere Ressourcen, die zur Unterstützung der Java Virtual Machine (JVM^TM) erforderlich sind.

• Netzwerktransport. Bietet die grundlegende Netzwerkunterstützung für die Kommunikation zwischen den verteilten Anwendungskomponenten, die auf den verschiedenen Computern ausgeführt werden. Zu diesen Diensten gehört auch die Unterstützung von Protokollen wie TCP und HTTP. Andere Kommunikationsprotokolle auf höheren Ebenen (siehe Messaging-Ebene) sind von diesen grundlegenden Transportdiensten abhängig.

• Persistenz. Bietet Unterstützung für den Zugriff auf und die Speicherung von statischen Daten (wie Benutzer-, Verzeichnis- oder Konfigurationsinformationen) und dynamischen Anwendungsdaten (Informationen, die häufig aktualisiert werden).

• Messaging. Bietet Unterstützung für die synchrone und asynchrone Kommunikation zwischen den Anwendungskomponenten. Synchrones Messaging besteht im Senden und Empfangen von Nachrichten in Echtzeit und umfasst Remote-Methodenaufrufe (RMI) zwischen J2EE-Komponenten und SOAP-Interaktionen zwischen Webdiensten. Asynchrones Messaging besteht in einer Kommunikation, bei der das Senden einer Nachricht nicht davon abhängt, ob der Konsument bereit ist, diese sofort zu empfangen. Die Spezifikationen für asynchrones Messaging, beispielsweise Java Message Service (JMS) und ebXML, sorgen für garantierte Zuverlässigkeit und andere Aspekte der Messaging-Semantik.

• Runtime. Bietet die Unterstützung, die für jedes verteilte Komponentenmodell, beispielsweise J2EE- oder CORBA-Modelle, erforderlich ist. Neben dem Remote-Methodenaufruf, der für eng miteinander verknüpfte verteilte Komponenten benötigt wird, umfassen die Laufzeitdienste die Komponentenstatusverwaltung (Lebenszyklusverwaltung), die Thread-Pool-Verwaltung, die Synchronisierung (Mutex-Sperrung), Persistenzdienste, die verteilte Transaktionsüberwachung und die verteilte Ausnahmenverarbeitung. In einer J2EE-Umgebung werden diese Laufzeitdienste von EJB^TM-Containern, Webcontainern und nachrichtengesteuerten Bean-Containern (MDB-Containern) auf einem Anwendungs- oder Webserver bereitgestellt.

• Sicherheit und Richtlinie. Bietet Unterstützung für den sicheren Zugriff auf Anwendungsressourcen. Diese Dienste umfassen die Unterstützung für Richtlinien, die den gruppen- oder rollenbasierten Zugriff auf verteilte Ressourcen steuern, sowie Single Sign-On-Funktionen. Single Sign-On ermöglicht, dass die Authentifizierung eines Benutzers bei einem Dienst in einem verteilten System automatisch auf andere Dienste (J2EE-Komponenten, Geschäftsdienste und Webdienste) in diesem System angewendet wird.

• Benutzerzusammenarbeit. Bietet Dienste, die bei der Unterstützung der direkten Kommunikation zwischen den Benutzern und der Zusammenarbeit der Benutzer in Unternehmens- und Internetumgebungen eine wichtige Rolle spielen. Diese Dienste sind Geschäftsdienste auf Anwendungsebene, die in der Regel von eigenständigen Servern (beispielsweise von einem E-Mail- oder Kalenderserver) bereitgestellt werden.

• Integration. Stellt die Dienste für die Aggregation vorhandener Geschäftsdienste bereit. Bietet eine gemeinsame Schnittstelle für den Zugriff auf die Dienste, wie dies in einem Portal der Fall ist, indem die Dienste über eine Prozess-Engine integriert werden, die diese innerhalb eines Produktionsworkflows koordiniert. Die Integration kann auch in Form von Business-to-Business-Interaktionen zwischen verschiedenen Unternehmen erfolgen.

Die in Abbildung 2–2 dargestellten Dienstebenen spiegeln die allgemeine gegenseitige Abhängigkeit der verschiedenen Infrastrukturdienste wider, von der untersten Ebene der Betriebssystemdienste bis hinauf zur höchsten Ebene der Anwendungs- und Integrationsdienste. Im Allgemeinen ist jeder Dienst von untergeordneten Diensten abhängig und unterstützt selbst übergeordnete Dienste.

Abbildung 2–2 stellt jedoch keine strenge Ebenenschichtung der Infrastrukturdienste dar. Dienste höherer Ebenen können direkt mit Diensten niedrigerer Ebenen interagieren, ohne von Zwischenebenen abhängig zu sein. So sind beispielsweise bestimmte Laufzeitdienste direkt von den Plattformdiensten abhängig, ohne eine der dazwischen liegenden Dienstebenen zu benötigen. Zusätzlich könnten auch andere Dienstebenen, wie Überwachungs- oder Verwaltungsdienste, ebenfalls in diese Konzeptdarstellung aufgenommen werden.