Aplicação de arquitetura orientada a serviços na modelagem de um sistema de monitoramento de ovinos e bovinos confinados

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1 Aplicação de arquitetura orientada a serviços na modelagem de um sistema de monitoramento de ovinos e bovinos confinados Juciara Nepomuceno de Souza, Kleber Padovani de Souza, Leonardo Souza Silva 1 Universidade Católica Dom Bosco Av. Tamandaré, 6000, Jardim Seminário Campo Grande, MS {padovani e Resumo. Devido ao constante processo de evolução tecnológica, as corporações passaram a exigir maior eficiência de suas aplicações. Dessa maneira, surgiu uma nova abordagem arquitetural, com a proposta de reutilizar módulos de aplicações existentes, na expectativa de antecipar prazos, diminuir custos e minimizar riscos. Este trabalho propõe realizar um estudo de caso da aplicação dessa abordagem em um sistemas de acompanhamento comportamental de rebanhos e, consequentemente, auxiliar o ramo da pecuária, disponibilizando serviços pertinentes a sistemas que fazem uso de parâmetros semelhantes. Palavras-chave: Integração de sistemas, SOA, Agronegócio. 1. Introdução Na atual conjuntura, é notória a intensificação da competição no meio corporativo. Esse fato deve-se ao intenso processo de globalização sofrido pelos setores econômicos nos últimos anos. Nessa atmosfera, o uso de sistemas de informação tornou-se uma importante ferramenta nas tomadas de decisão, principalmente devido à consistência de informações e a redução do tempo de resposta[channabasavaiah et al. 2004]. A partir desse cenário introdutório, é valido afirmar que tornou-se vital a busca por sistemas mais ágeis e flexíveis às mudanças, provendo dessa maneira o baixo acoplamento, que consiste na independencia das funcionalidades de um sistema em determinada tecnologia[souza Jr et al. 2007]. Dessa forma, ao restringir o ambiente econômico ao setor do agronegócio, vale ressaltar que este é um setor em plena ascensão no que se refere à tecnologia da informação[agrinforma 2007]. Diversas atividades desse setor fazem uso da automação em suas atividades a fim de se obter um resultado satisfatório. Uma prática bastante difundida nesse setor é a de confinamento de rebanhos, em que é realizado o manejo de animais, de maneira que se obtenha o máximo de ganho. Notou-se que, para uma avaliação consistente do processo, é necessário um rigoroso processo de monitoramento e registro dos dados obtidos. Por se tratar de uma atividade em que, independentemente do tipo de animal tratado, existem funcionalidades similares, é possível aplicar os conceitos de baixo acoplamento para obter um sistema com alto grau de interoperabilidade, em que sistemas distintos tem a possibilidade de integrar susa funcionalidades sem que a tecnologia aplicada interfira. Ao combinar sistemas de informação a esse cenário, a SOA (Service

2 Oriented Architeture), como uma abordagem organizacional, toma espaço ao propor um novo conceito à visão estrutural tradicional[lira 2008]. SOA é uma arquitetura referente ao modo como os sistemas corporativos serão estruturados, caracterizada pela utilização de serviços que representam as devidas funcionalidades. Essa abordagem faz uso de conceitos presentes em outras tecnologias que condizem com seus princípios estruturais como, o ESB e os Web Services, com o objetivo de garantir sistemas cada vez mais dinâmicos e consistentes[grossi 2005]. A partir desses aspectos introdutórios, com a finalidade auxiliar no processo de monitoramento de animais em confinamento, este trabalho propõe fazer uso de conceitos da arquitetura SOA, aplicando não apenas a infraestrutura de integração ESB como também a comunicação por meio dos Web Services. Dessa maneira, pretende-se avaliar as consequências obtidas através da utilização dessa abordagem estrutural. 2. Arquitetura Orientada a Serviço - SOA A SOA (Service Oriented Achitecture) surgiu a partir da busca por sistemas dinâmicos capazes de interagir com as funcionalidades de outras aplicações, reutilizando componentes já implementados, o que possibilita a redução de tempo e custo[machado 2004]. Os objetivos dessa abordagem são similares a outras arquiteturas, contudo, o ponto crucial que difere esse modelo dos outros é a utilização do serviço como unidade básica de funcionamento[pardal 2006]. Segundo OASIS[OASIS 2006], um serviço é a forma de permitir o acesso a uma ou mais funcionalidades, obedecendo às especificações contidas na descrição do serviço. Esse mecanismo é uma importante ferramenta integração entre sistemas. Também é pertinente citar outros benefícios da utilização desse modelo estrutural, como a fácil adaptabilidade das aplicações às mudanças evolutivas e a rapidez e praticidade ao criar novos processos a partir de serviços existentes [Grossi 2005]. Algumas infraestruturas, as quais convergem com o modelo conceitual proposto por essa arquitetura, têm importante papel ao se implantar a SOA em uma organização. Isso deve-se ao fato dessas infraestruturas permitirem segurança no fluxo de informações, quesito imprescindível ao implementar qualquer sistema de informação. Duas tecnologias bem difundidas nesse meio são os Web Services e o ESB Web Services Como citado, a abordagem SOA faz uso de estruturas como os Web services para realizar interoperabilidade entre aplicações, pelo fato de constituírem estruturas menos complexas e, desse modo, mais difundidas. Dessa forma, os Web services podem ser entendidos como uma estrutura capaz de realizar a comunicação e solicitação de serviços entre sistemas, desconsiderando as distinções. Isso se deve ao fato dessa tecnologia ser baseada em quatro padrões cujo funcionamento independe de linguagem ou plataforma utilizadas, o XML, SOAP, WSDL e UDDI[Conallen 2003, Grossi 2005]. Por ser uma linguagem extremamente difundida, a XML (extensible Markup Language), possui grande relevância no que se refere à integração de sistemas. É definida como uma linguagem de marcação por aplicar códigos tanto a textos quanto a dados, com finalidade agregar particularidades às mensagens transmitidas [Oliveira 2008]. Para

3 a transmissão dos dados é utilizado um protocolo baseado nessa linguagem, o SOAP (Simple Object Access Protocol)[Boniati and Padoin 2003]. O WSDL (Web Services Description Language) é o responsável por descrever a forma como ocorrerá o intercâmbio de mensagens entre as partes. De acordo com [Grossi 2005], esse padrão tem por objetivo descrever os serviços disponibilizados, com os parâmetros e protocolos necessários para uma possível solicitação. Após o desenvolvimento de um serviço, é realizada sua a publicação em um repositório UDDI (Universal Description, Discovery, and Integration), tornando públicas as informações necessárias para a utilização e localização do Web service[boniati and Padoin 2003] ESB - Enterprise Service Bus O ESB é tratado como um barramento que provê uma camada de abstração, a qual possibilita o fluxo de informações entre aplicações, independente de tecnologia. Esse barramento proporciona a ligação entre o provimento e consumo de serviços. Também é responsável pelo registro e publicação de serviços, conversão de dados e protocolos, segurança no roteamento de dados, entre outros[garcia et al. 2008, Josuttis 2007]. Uma vantagem de manter um mediador que realiza o redirecionamento entre o fornecedor e consumidor de serviços é que, caso ocorra uma falha na comunicação, o processo não será perdido, já que essa camada intermediária tem a função de invocar um serviço que seja adequado conforme a requisição[josuttis 2007]. Dessa forma, ao combinar um sistema baseado em serviços à utilização do ESB para gerenciar o tráfego de serviços, ampliam-se as possibilidades para que sejam agregadas a esse sistema novas funcionalidade ou que as existentes possam ser alteradas conforme a necessidade, sem maiores alterações no restante da aplicação. Para setores em plena ascensão tecnológica, como no agronegócio, a utilização desses conceitos pode ser de grande relevância, já que os sistemas voltados para essa área, como em várias outras, tendem a evoluir cada vez mais, resultando em alterações e adição de novas funcionalidades. 3. Estudo de Caso O setor do agronegócio vem passando por um intenso crescimento, o que resulta na maior abrangência de mercado. Devido a essa ampliação, a utilização de mecanismos que assegurem a confiabilidade dos dados tem suma importância. Por esse motivo, os sistemas de informação vêm tomando cada vez mais espaço no cotidiano de diversas atividades desse setor econômico[agrinforma 2007]. Neste estudo de caso, a atividade abordada é a de monitoramento de ovinos e bovinos confinados. Para que a execução dessa atividade seja realizada de forma satisfatória, é necessário que fluxo de informações seja confiável, por esse motivo, o uso de sistemas de informação é de grande valia. Após a observação da atividade de confinamento de rebanhos, em particular ovinos e bovinos, foi possível perceber semelhanças em várias rotinas. Mesmo tratando-se de dois sistemas distintos para o gerenciamento de atividades, as funcionalidades mostraramse bem semelhantes. Pode-se citar, por exemplo, os cadastros de confinamentos e animais e os relatórios analíticos, como o de consumo alimentar em determinado período.

4 Devido às possíveis mudanças nos sistemas citadas anteriormente, também serão realizados nesse estudo de caso mudanças e adição de funcionalidades para o monitoramento dos animais em confinamento. Dessa forma, será permitida uma melhor percepção das características resultantes em estruturar esse tipo de sistema, de forma a torná-lo orientado a serviços combinado à utilização de um barramento que centralize o fluxo de informações. 4. Desenvolvimento A partir da experiência técnica obtida, dois serviços foram implementados e aplicados a um ambiente experimental, com objetivo de validar a consistência no fluxo de informações utilizando a estrutura estudada. Para tanto, foi simulada a invocação desses serviços por dois sistemas distintos, um para o monitoramento de ovinos e o outro para bovinos, de forma aleatória. Inicialmente, se fez necessário definir as funcionalidades de cada serviço utilizado, bem como suas descrições. Dessa maneira, foi definido o serviço de cadastro de confinamento, que, ao ser invocado, armazena no banco de dados as informações recebidas, tais como nome, rebanho, tipo de ração e intervalo de refeição. O outro serviço descrito é referente ao cadastro de rebanho, o qual apenas recebe e grava um nome e a uma descrição no mesmo banco de dados. A Figura 1 ilustra de maneira sucinta o comportamento da arquitetura nessa aplicação. Dessa forma, é possível compreender o processo de chamada das funcionalidades. Conforme o ilustrado, dois sistemas distintos, representados na imagem pelos retângulos, podem realizar a invocação de determinada funcionalidade. O losango representa esse processo. Por conseguinte, o ESB será acessado e poderá encaminhar a solicitação ao serviço adequado. Na figura referida, são ilustrados apenas dois serviços, contudo esse numero poderia ser bem maior. Figura 1. Esquema da Aplicação Após a fase de definição, a próxima etapa - relativamente menos complexa - foi o desenvolvimentos dos serviços. Cada uma das funcionalidades foi implementada em

5 classes distintas, na linguagem de programação Java. Ao utilizar a ferramenta Eclipse, foi possível converter as classe criadas em Web Services, sem a necessidade de configurações complexas. Esse fato, além de facilitar essa fase do desenvolvimento, proporcionou a economia de tempo. A fase mais complexa do desenvolvimento é referente a configuração do ESB, por ser uma estrutura não tão difundida quanto os Web Services e constituído por estruturas internas que permitem o correto redirecionamento de serviços. Foi utilizada a interface gráfica do JBoss ESB na ferramenta Eclipse, a fim de facilitar o manuseio da ferramenta. Vale lembrar que as informações solicitadas por cada serviço são pertinentes aos dois sistemas, mesmo tratando-se de atividades distintas. Por esse motivo, os serviços implementados tornam-se amplamente reutilizáveis. A exemplo disso, foram implementados e adicionados dois serviços ao ESB, dessa forma os referidos serviços de cadastro tornaram-se disponíveis para ambos os sistemas. Contudo, o ESB apenas encaminha a solicitação a determinado fornecedor caso a descrição do serviço seja adequada. Outros sistemas poderiam ter acesso ao mesmo ESB, requisitando diversos serviços. Porém, ter acesso a esse barramento não implica em estar apto à utilização de todos os seus serviços. Foi implementado e acrescido mais um serviço ao ESB. No entanto, foi definida nesse serviço uma descrição na qual apenas o sistema de monitoramento de bovinos é pertinente. Dessa forma, foi possivel confirmar a confiabilidade da estrutura no que se refere ao acesso de serviços, além de não ter havido complicaçõeses em se adicionar um novo serviçoo ao barramento. 5. Conclusão Nesse estudo de caso foi um sistema voltado ao agronegócio para auxiliar na gestão de resultados obtidos em confinamentos de rebanhos. Ao definir as similaridades em determinadas funcionalidades de diferentes tipos de rebanhos, foi possível definir serviços de maneira genérica. A utilização de Web Services por ser uma estrutura muito difundidas no que diz respeito ao desenvolvimento de software, facilitou na implementação dos serviços, já que existem vários materiais técnicos para o auxilio do desenvolvedor. Além de ser baseado em XML, uma linguagem de suma importância quando se trata de transmissão de dados. Ao aplicar o ESB a esse ambiente, foi possível destacar principalmente a boa performance desse barramento no que se refere ao direcionamento de uma requisição ao devido serviço. Contudo, algumas características desse barramento não foram exploradas de forma a se obter resultados consistentes, por exemplo, o roteamento inteligente. Um dos motivos desse fato deve-se ao baixo fluxo de informações, já que, nesse momento, o objetivo era verificar a confiabilidade da utilização desse barramento e os impactos sofridos pela sua utilização. A utilização do ESB em conjunto com os Web Services proveu o baixo acoplamento dos sistemas, uma das características de um sistema modelado a partir dos princípios de SOA. Dessa forma, após os experimentos realizados, pode-se afirmar que ao utilizar a SOA como modelo estrutural, a atividade de confinamento pode ter um considerável ganho principalmente em termos de tempo.

6 6. Agradecimentos Os autores agradecem ao apoio recebido de pesquisadores do Grupo de Pesquisa em Engenharia e Computação da Universidade Católica Dom Bosco, GPEC/UCDB, e da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, UFMS. Um dos autores recebeu apoio financeiro da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES. Referências AGRInforma (2007). Incentivo da popularização da ti no campo. Jornal da Embrapa Informática Agropecuária - Ano V, n o 29. Boniati, B. B. and Padoin, E. L. (2003). Web services como middlewares para interoperarabilidade em sistemas. Revista do CCEI,v.7,n.12. Channabasavaiah, K., Holley, K., and Jr., E. M. T. (2004). Migrating to a service-oriented architecture. IBM. Conallen, J. (2003). Desenvolvendo Aplicações Web com UML. Addison-Wesley. Garcia, L. A., Matias, T. F. M., and Garcia, T. R. (2008). Suporte da arquitetura orientada a serviços na integração de sistemas médicos. Dissertação de Graduação - Universidade Federal de Itajubá - Minas Gerais - Brasil. Grossi, B. E. (2005). Estudo do modelo de computação orientada a serviços e sua aplicação a um sistema de mineração de dados. Dissertação de Pós-Graduação - Universidade Federal de Minas Gerais - Minas Gerais - Brasil. Josuttis, N. M. (2007). SOA in Practice. O Reilly Media. Lira, C. T. A. (2008). Utilização de arquitetura orientada a serviços em pequenos negócios. Trabalho de Conclusão de Curso - UFPE - Pernanbuco - Brasil. Machado, J. C. (2004). Um estudo sobre o desenvolvimento orientado a serviços. Dissertação de Mestrado - Puc-Rio - Rio de Janeiro - Brasil. OASIS (2006). Oasis - reference model for service oriented architecture. Oliveira, R. A. P. (2008). Estrutura para utilização de CBIR em oráculos gráficos. Trabalho de Conclusão de Curso - UNIVEM - Marília - SP - Brasil. Pardal, M. F. L. (2006). Segurança de aplicações empresariais em arquitecturas de serviços. Tese de Mestrado - Universidade Técnica de Lisboa - Lisboa - Portugal. Souza Jr, M., Cunha, M., Neto, J. G. C., Barros, H. S., and Torres, W. (2007). Implementação de um Protótipo para Integração Orientada a Serviços dos Sistemas de Informação do CEFET-AL. II Congresso de Pesquisa e Inovação da Rede Norte Nordeste de Educação Tecnológica.

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