soa是什麼?主要是那些技術

xo_zhang發表於2013-06-30
SOA主要涉及廠商為Oracle及IBM
面向服務的體系結構(service-oriented architecture,SOA)是一個元件模型,它將應用程式的不同功能單元(稱為服務)通過這些服務之間定義良好的介面和契約聯絡起來。介面是採用中立的方式進行定義的,
它應該獨立於實現服務的硬體平臺、作業系統和程式語言。這使得構建在各種這樣的系統中的服務可以以一種統一和通用的方式進行互動。
這種具有中立的介面定義(沒有強制繫結到特定的實現上)的特徵稱為服務之間的鬆耦合。鬆耦合系統的好處有兩點,一點是它的靈活性,另一點是,當組成整個應用程式的每個服務的內部結構和實現逐漸地發生改變時,
它能夠繼續存在。而另一方面,緊耦合意味著應用程式的不同元件之間的介面與其功能和結構是緊密相連的,因而當需要對部分或整個應用程式進行某種形式的更改時,它們就顯得非常脆弱。
對鬆耦合的系統的需要來源於業務應用程式需要根據業務的需要變得更加靈活,以適應不斷變化的環境,比如經常改變的政策、業務級別、業務重點、合作伙伴關係、行業地位以及其他與業務有關的因素,這些因素甚至
會影響業務的性質。我們稱能夠靈活地適應環境變化的業務為按需(On demand)業務,在按需業務中,一旦需要,就可以對完成或執行任務的方式進行必要的更改。
雖然面向服務的體系結構不是一個新鮮事物,但它卻是更傳統的物件導向的模型的替代模型,物件導向的模型是緊耦合的,已經存在二十多年了。雖然基於 SOA 的系統並不排除使用物件導向的設計來構建單個服務,但是
其整體設計卻是面向服務的。由於它考慮到了系統內的物件,所以雖然 SOA 是基於物件的,但是作為一個整體,它卻不是物件導向的。不同之處在於介面本身。SOA 系統原型的一個典型例子是通用物件請求代理體系結
構(Common Object Request Broker Architecture,CORBA),它已經出現很長時間了,其定義的概念與 SOA 相似。
然而,現在的 SOA 已經有所不同了,因為它依賴於一些更新的進展,這些進展是以可擴充套件標記語言(eXtensible Markup Language,XML)為基礎的。通過使用基於 XML 的語言(稱為 Web 服務描述語言
(Web Services Definition Language,WSDL))來描述介面,服務已經轉到更動態且更靈活的介面系統中,非以前 CORBA 中的介面描述語言(Interface Definition Language,IDL)可比了。
Web 服務並不是實現 SOA 的惟一方式。前面剛講的 CORBA 是另一種方式,這樣就有了面向訊息的中介軟體(Message-Oriented Middleware)系統,比如 IBM 的 MQseries。但是為了建立體系結構模型,您所需
要的並不只是服務描述。您需要定義整個應用程式如何在服務之間執行其工作流。您尤其需要找到業務的操作和業務中所使用的軟體的操作之間的轉換點。因此,SOA 應該能夠將業務的商業流程與它們的技術流程聯絡
起來,並且對映這兩者之間的關係。例如,給供應商付款的操作是商業流程,而更新您的零件資料庫,以包括進新供應的貨物卻是技術流程。因而,工作流還可以在 SOA 的設計中扮演重要的角色。
此外,動態業務的工作流不僅可以包括部門之間的操作,甚至還可以包括與不為您控制的外部合作伙伴進行的操作。因此,為了提高效率,您需要定義應該如何得知服務之間的關係的策略,這種策略常常採用服務級協定
和操作策略的形式。
最後,所有這些都必須處於一個信任和可靠的環境之中,以同預期的一樣根據約定的條款來執行流程。因此,安全、信任和可靠的訊息傳遞應該在任何 SOA 中都起著重要的作用。
我可以用面向服務的體系結構做什麼?
對 SOA 的需要來源於需要使業務 IT 系統變得更加靈活,以適應業務中的改變。通過允許強定義的關係和依然靈活的特定實現,IT 系統既可以利用現有系統的功能,又可以準備在以後做一些改變來滿足它們之間互動
的需要。
下面舉一個具體的例子。一個服裝零售組織擁有 500 家國際連鎖店,它們常常需要更改設計來趕上時尚的潮流。這可能意味著不僅需要更改樣式和顏色,甚至還可能需要更換布料、製造商和可交付的產品。如果零售商
和製造商之間的系統不相容,那麼從一個供應商到另一個供應商的更換可能就是一個非常複雜的軟體流程。通過利用 WSDL 介面在操作方面的靈活性,每個公司都可以將它們的現有系統保持現狀,而僅僅匹配 WSDL 接
口並制訂新的服務級協定,這樣就不必完全重構它們的軟體系統了。這是業務的水平改變,也就是說,它們改變的是合作伙伴,而所有的業務操作基本上都保持不變。這裡,業務介面可以作少許改變,而內部操作卻不需
要改變,之所以這樣做,僅僅是為了能夠與外部合作伙伴一起工作。
另一種形式是內部改變,在這種改變中,零售組織現在決定它還將把連鎖零售商店內的一些地方出租給專賣流行衣服的小商店,這可以看作是採用店中店(store-in-store)的業務模型。這裡,雖然公司的大多數業務
操作都保持不變,但是它們現在需要新的內部軟體來處理這樣的出租安排。儘管在內部軟體系統可以承受全面的檢修,但是它們需要在這樣做的同時不會對與現有的供應商系統的互動產生大的影響。在這種情況下,SOA
 模型保持原封不動,而內部實現卻發生了變化。雖然可以將新的方面新增到 SOA 模型中來加入新的出租安排的職責,但是正常的零售管理系統繼續如往常一樣。
為了延續內部改變的觀念,IT 經理可能會發現,軟體的新配置還可以以另外的一種方式加以使用,比如出租貼上海報的地方以供廣告之用。這裡,新的業務提議是通過在新的設計中重用靈活的 SOA 模型得出的。這是來
自 SOA 模型的新成果,並且還是一個新的機會,而這樣的新機會在以前可能是不會有的。
垂直改變也是可能的,在這種改變中,零售商從銷售他們自己的服裝完全轉變到專門通過店中店模型出租地方。如果垂直改變完全從最底層開始的話,就會帶來 SOA 模型結構的顯著改變,與之一起改變的還可能有新的
系統、軟體、流程以及關係。在這種情況下,SOA 模型的好處是它從業務操作和流程的角度考慮問題而不是從應用程式和程式的角度考慮問題,這使得業務管理可以根據業務的操作清楚地確定什麼需要新增、修改或刪除。
然後可以將軟體系統構造為適合業務處理的方式,而不是在許多現有的軟體平臺上常常看到的其他方式。
正如您可以看到的,在這裡,改變和 SOA 系統適應改變的能力是最重要的部分。對於開發人員來說,這樣的改變無論是在他們工作的範圍之內還是在他們工作的範圍之外都有可能發生,這取決於是否有改變需要知道接
口是如何定義的以及它們相互之間如何進行互動。與開發人員不同的是,架構師的作用就是引起對 SOA 模型大的改變。這種分工,就是讓開發人員集中精力於建立作為服務定義的功能單元,而讓架構師和建模人員集中
精力於如何將這些單元適當地組織在一起,它已經有十多年的歷史了,通常用統一建模語言(Universal Modeling Language,UML),並且描述成模型驅動的體系結構(Model-Driven Architecture,MDA)。
對於面向同步和非同步應用的,基於請求/響應模式的分散式計算來說,SOA是一場革命。一個應用程式的業務邏輯(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客戶端。這些服務的關鍵是他
們的鬆耦合特性。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臺之上,使用的語言也可以不同。
SOA有以下特性
SOA服務具有平臺獨立的自我描述XML文件。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件。
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)尋找並呼叫某項服務。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”傳送一次,從而過濾重複信
息。),以及誰能呼叫服務的策略。
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業務流程(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憑藉其鬆耦合的特性,使得企業可以按照模組化的方式來新增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。
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:
在圖2中, 服務消費者(service consumer)可以通過傳送訊息來呼叫服務。這些訊息由一個服務匯流排(service bus)轉換後傳送給適當的服務實現。這種服務架構可以提供一個業務規則引擎(business rules 
engine),該引擎容許業務規則被合併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,類似稽核,列表(billing),日誌等功能。
此外,該架構給企業提供了靈活的業務流程,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
要執行,管理SOA應用程式,企業需要SOA基礎,這是SOA平臺的一個部分。SOA基礎必須支援所有的相關標準,和需要的執行時容器。圖3所示的是一個典型的SOA基礎結構。
SOAP, WSDL, UDDI
WSDL,UDDI和SOAP是SOA基礎的基礎部件。WSDL用來描述服務;UDDI用來註冊和查詢服務;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
其他型別的繫結。一個消費者可以在UDDI登錄檔(registry)查詢服務,取得服務的WSDL描述,然後通過SOAP來呼叫服務。
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
在不同平臺和技術上的互用性。
J2EE 和 .Net
儘管J2EE和。NET平臺是開發SOA應用程式常用的平臺,但SOA不僅限於此。像J2EE這類平臺,不僅為開發者自然而然地參與到SOA中來提供了一個平臺,還通過他們內在的特性,將可擴充套件性,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文件定位到Java類;JAXR(Java API for XML Registry)用來規範對UDDI登錄檔(registry)的操作;XML-RPC(Java 
API for XML-based Remote Procedure Call)在J2EE1.4中用來呼叫遠端服務,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,實現了跨平臺(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,而文書處理系統就不那麼關鍵了。)用來解決高階需求,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就不能滿足這些高階需求。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。該規範吸引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件在進行交換。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)等特性訊息的傳送和確認,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,服務提供商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,以及元件。整合應用意味著例如非同步通訊,並行處理,資料轉換,以及校正等程式請求必須被標準化。在SOA中,程式是使用一
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程式的數量也隨之增加,一個用來讓系統管理員管理所有執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報導,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配套的接
口定義標準: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箇中立平臺,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不同於現有的分散式技術之處在於大多數軟體商接受它並有可以實現SOA的平臺或應用程式。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業務流程。

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