Dimension 2: Logische Schichten

Die interagierenden Softwarekomponenten verteilter Unternehmensanwendungen können logischen Schichten zugeordnet werden. Diese Schichten stellen die logische und physische Unabhängigkeit von Softwarekomponenten auf der Grundlage der Art der von ihnen angebotenen Dienste dar.

Die Dimension der logischen Schichten in einer Lösungsarchitektur ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Abbildung 2–4 Dimension 2: Logische Schichten für verteilte Unternehmensanwendungen

Logische Schichtenarchitekturen stellen überwiegend die in Abbildung 1–1 dargestellte Ebene der verteilten Unternehmensanwendung dar. Die unter Infrastrukturdienstebenen behandelten Java ES-Systemdienstkomponenten unterstützen Anwendungskomponenten aller in Abbildung 2–4 dargestellten logischen Schichten. Das Konzept der logischen Schichten gilt jedoch ebenso für Systemdienstkomponenten, die Dienste auf Anwendungsebene bereitstellen, wie Messaging Server und Calendar Server.

Beschreibung der logischen Schichten

Dieser Abschnitt enthält Kurzbeschreibungen der vier logischen Schichten, die in Abbildung 2–4 dargestellt sind. Die Beschreibungen beziehen sich auf Anwendungskomponenten, die mit einem auf der Java 2 Platform Enterprise Edition ( J2EE^TM-Plattform) basierenden Komponentenmodell implementiert wurden. Andere verteilte Komponentenmodelle hingegen, beispielsweise CORBA, unterstützen ebenfalls diese Architektur.

• Client-Schicht. Die Client-Schicht umfasst Anwendungslogik, auf die ein Endbenutzer über eine Benutzeroberfläche direkt zugreift. Die Logik in der Client-Schicht kann browserbasierte Clients, auf einem Desktop-Computer ausgeführte Java-Komponenten oder auf einem Handheld-Gerät ausgeführte mobile Java 2 Platform Micro Edition-Clients (J2ME^TM-Plattform) enthalten.

• Präsentationsschicht. Die Präsentationsschicht umfasst Anwendungslogik, die Daten für die Zustellung an die Client-Schicht vorbereitet und Anforderungen der Client-Schicht für die Zustellung an die Back-End-Geschäftslogik verarbeitet. Die Logik in der Präsentationsschicht umfasst in der Regel J2EE-Komponenten, wieJava Servlet-Komponenten oder JSP-Komponenten, die Daten für die Zustellung im HTML- oder XML-Format vorbereiten oder Verarbeitungsanforderungen empfangen. Diese Schicht kann auch einen Zugangsdienst enthalten, der einen personalisierten, sicheren und benutzerdefinierten Zugriff auf die in der Geschäftsdienstschicht vorhandenen business services ermöglichen kann.

• Geschäftsdienstschicht. Die Geschäftsdienstschicht umfasst die Logik, die die Hauptfunktionen der Anwendung ausführt: Datenverarbeitung, Implementierung der Geschäftsregeln, Koordination mehrerer Benutzer und Verwaltung externer Ressourcen, wie Datenbanken oder Legacy-Systeme. In der Regel umfasst diese Schicht eng miteinander verknüpfte Komponenten, die dem verteilten J2EE-Komponentenmodell entsprechen, wie Java-Objekte, EJB-Komponenten oder nachrichtengesteuerte Beans. Einzelne J2EE-Komponenten können für die Bereitstellung komplexer Geschäftsdienste, beispielsweise Inventardienste oder Steuerberechnungsdienste, zusammengefügt werden. Einzelne Komponenten und Dienstgruppen können in einem dienstorientierten Architekturmodell zu lose miteinander verknüpften web servicesn zusammengefasst werden, die dem Schnittstellenstandard SOAP (Simple Object Access Protocol) entsprechen. Geschäftsdienste können auch als eigenständige servers, beispielsweise als Unternehmenskalenderserver oder Messaging Server, erstellt werden.

• Datenschicht. Die Datenschicht besteht aus Diensten, die von der Geschäftslogik genutzte persistente Daten liefern. Die Daten können Anwendungsdaten sein, die in einem Datenbankverwaltungssystem gespeichert sind, oder Ressourcen- und Verzeichnisinformationen, die in einem Lightweight Directory Access Protocol-Datenspeicher (LDAP-Datenspeicher) gespeichert sind. Die Datendiensten können auch Daten aus externen Quellen oder Daten aus Legacy-Computersystemen enthalten.

Logische und physische Unabhängigkeit

Die in Abbildung 2–4 gezeigte Architekturdimension betrachtet vor allem die logische und physische Unabhängigkeit von Komponenten, die durch vier separate Schichten dargestellt wird. Diese Schichten stellen die Partitionierung der Anwendungslogik über die verschiedenen in einer Netzwerkumgebung vorhandenen Computer hinweg dar:

• Logische Unabhängigkeit. }Die vier Schichten des Architekturmodells stellen die logische Unabhängigkeit dar: Sie können die Anwendungslogik in einer Schicht (beispielsweise in der Geschäftsdienstschicht) unabhängig von der Logik in den anderen Schichten ändern. Genauso können Sie Ihre Implementierung der Geschäftslogik ändern, ohne die Logik in der Präsentations- oder Client-Schicht ändern oder aktualisieren zu müssen. Diese Unabhängigkeit bedeutet, dass Sie beispielsweise neue Typen von Client-Komponenten aufnehmen können, ohne die Geschäftsdienstkomponenten zu ändern.

• Physische Unabhängigkeit. }Die vier Schichten stellen auch die physische Unabhängigkeit dar: Sie können die Logik in vier verschiedenen Schichten auf verschiedenen Hardwareplattformen (verschiedene CPU-Konfigurationen, Chipsätze und Betriebssysteme) bereitstellen. Diese Unabhängigkeit ermöglicht es, verteilte Anwendungskomponenten auf den Computern auszuführen, die den einzelnen Computeranforderungen am ehesten entsprechen und am besten zur Maximierung der Netzwerkbandbreite geeignet sind.

  Wie Sie Anwendungs- oder Infrastrukturkomponenten auf eine Hardwareumgebung (Ihre Bereitstellungsarchitektur) abbilden, hängt von vielen Faktoren ab, die durch die Größe und Komplexität Ihrer Softwarelösung bestimmt werden. Bei sehr kleinen Bereitstellungen kann eine Bereitstellungsarchitektur nur wenige Computer betreffen. Bei großen Bereitstellungen kann die Zuordnung von Komponenten zu einer Hardwareumgebung Faktoren wie Geschwindigkeit und Leistung einzelner Computer, Geschwindigkeit und Bandbreite von Netzwerkleitungen, Sicherheits- und Firewall-Aspekte sowie Replikationsstrategien für Komponenten berücksichtigen.

Auf Systemkomponenten angewendete geschichtete Architektur

Wie in Abbildung 2–3 gezeigt, bieten Java ES-Infrastrukturdienstkomponenten die zugrundeliegende Infrastrukturunterstützung für verteilte Softwarelösungen. Einige dieser Lösungen enthalten jedoch Dienste der Anwendungsebene, die direkt von Java ES-Komponenten realisiert werden. Diese Lösungen verwenden den konzeptionellen Ansatz der logischen Schichten.

Die von Messaging Server bereitgestellten E-Mail-Kommunikationsdienste sind so implementiert, dass sie bestimmte logisch gesonderte Konfigurationen von Messaging Server verwenden. Diese gesonderten Konfigurationen bieten jeweils einen gesonderten Satz von Diensten. Bei der Konzeption einer Messaging-Lösung werden diese gesonderten Konfigurationen, wie die folgenden Abbildung zeigt, als separate Komponenten dargestellt, die sich auf unterschiedlichen logischen Schichten befinden.

Abbildung 2–5 Messaging Server: Beispiel für eine Schichtenarchitektur

Abbildung 2–5 soll keine vollständige logische Architektur darstellen. Einige Java ES-Komponenten wurden weggelassen, um die Abbildung zu vereinfachen. Die zwischen den Komponenten verlaufenden Linien stellen Interaktionen dar.

Die logische Trennung von Messaging Server-Funktionen in verschiedene Schichten erlaubt logisch unterschiedliche Konfigurationen von Messaging Server, die auf verschiedenen Computern in einer physischen Umgebung bereitgestellt werden. Durch die physische Trennung wird eine größere Flexibilität bei der Einhaltung der Dienstqualitätsanforderungen ermöglicht (sieheDimension 3: Dienstqualität). Dies bietet beispielsweise unterschiedliche Verfügbarkeitslösungen für unterschiedliche Instanzen und unterschiedliche Sicherheitsimplementierungen für unterschiedliche Messaging Server-Funktionen.