Arquitetura SOA SCP. Sistema de Controle Patrimonial. Pandora Tech Soluções em Software Livre. Versão Atual 1.0. Data Versão Descrição Autor

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1 SCP Pandora Tech Soluções em Software Livre Versão Atual 1.0 Histórico das Revisões Data Versão Descrição Autor 24/02/ Criação do Documento Fernando Anselmo

2 Parte Conceito O uso de tecnologias novas como SOA e WS em aplicações é uma realidade. Contudo, as organizações não podem simplesmente descartar as aplicações existentes. Uma vez que, reconstruir uma aplicação legada com o uso de novas tecnologias exige pessoal especializado, tempo e, em geral, é muito custoso e demorado. As aplicações existentes são usadas diariamente e, geram uma quantidade enorme de dados. Acessar estes dados por outras aplicações, por exemplo para visualizações de maneira diferente dependendo do perfil do usuário, requer a construção de softwares que façam isto. Esta tarefa também é custosa e demorada. Por isto, é necessário pesquisar maneiras novas de acessar os dados destas aplicações com os investimentos existentes feitos nas organizações (SAMPAIO, 2006). A evolução dos padrões acontece à medida que os próximos estágios necessitam buscar, cada vez mais, a flexibilidade nos mecanismos de integração. A figura a seguir ilustra a evolução das tecnologias de integração em um determinado período de tempo, desde o uso dos mainframes e da criação da Internet, até o surgimento da web e sua larga difusão. Percebe-se que nos últimos anos há uma convergência e sobreposição de tecnologias, o que torna a sua classificação mais difícil. 1 Segundo Martins (2002), por força da evolução do mercado tecnológico, certas normas sobrepõem-se em algumas áreas, ou são incompatíveis, o que aumenta a dificuldade no entendimento e na escolha da solução mais adequada. Normalmente, a integração de sistemas de informação está associada aos termos EAI ou BPM que têm pontos em comum e que por vezes são complementares. O recente surgimento de WS e SOA criou novas alternativas às abordagens mais tradicionais. Atualmente, a abordagem de SOA, de maneira simplificada, é uma camada de software que permite um sistema publicar suas funcionalidades como serviços, e estes podem ser consumidos por qualquer outra aplicação (SAMPAIO, 2006). História A Arquitetura Orientada a Serviços, do inglês Service Oriented Architecture, ou simplesmente SOA, refere-se a um estilo de planejamento da estratégia de tecnologia da informação diretamente alinhado aos objetivos dos negócios de uma organização (ERL, 2007). Este alinhamento permite a tradução das funcionalidades das aplicações em serviços padronizados e inter-relacionados. Folha 2 de 10

3 A orientação a serviços se tornou mais viável devido à ampla adoção dos WS. Essa tecnologia possibilita a utilização das SOA de forma a permitir que as aplicações se comuniquem entre si de modo independente da plataforma e linguagem de programação. O seu foco está na estruturação integrada das atividades de negócio e não no desenvolvimento e implementação de soluções isoladas. SOA permitem a operação integrada de tecnologias, o compartilhamento e a reutilização de serviços em ambientes distribuídos. O resultado desse planejamento, que alia tecnologia e negócio, é um conjunto de serviços interligados que perpassam a transferência de dados e a coordenação de atividades. Os aplicativos baseados em SOA são independentes da plataforma e da linguagem e são compatíveis com os padrões mais aceitos pelas indústrias (NEWCOMER; LOMOW, 2004). SOA trouxe à tona a necessidade de fortalecer o enfoque no cliente e tornar a gestão de serviços uma atividade produtiva, que agrega valor à empresa. (RABELO, 2006) enfatiza que essa atividade é fortemente dependente das pessoas. A caminhada rumo a SOA é árdua, pois exige um forte investimento na evolução organizacional, no estabelecimento de um gerenciamento eficaz de pessoas, orientado a conhecer as suas potencialidades, objetivos e desejos em detrimento dos objetivos da organização, direcionando a gerência de serviços de acordo com o desempenho individual exigido por cada stakeholder do projeto. Princípios da SOA Serviços possuem baixo acoplamento. Serviços são reutilizáveis. Serviços abstraem a lógica. Serviços são capazes de se compor. Serviços são autônomos. Serviços evitam alocação de recursos por longos períodos. Serviços devem possuir a capacidade de serem descobertos. Resumidamente SOA é a denominação dada a um novo tipo de arquitetura onde softwares e rotinas são disponibilizadas como serviços numa rede de computadores (ex., intranets, extranets, Internet), e que podem ser utilizados por diferentes aplicações e para vários propósitos. Idealmente, com este tipo de arquitetura, o desenvolvimento de novas aplicações se resumiria em selecionar os serviços disponíveis e encaixá-los numa determinada seqüência de execução, de acordo com as regras de negócio a serem atendidas. SOA é uma abordagem arquitetural corporativa que permite a criação de serviços de negócio interoperáveis que podem facilmente ser reutilizados e compartilhados entre aplicações e empresas. Um serviço é um mecanismo que permite o acesso a uma ou mais capacidades onde o acesso é provido usando uma interface predefinida e que é executada de forma consistente através de regras e políticas especificas na descrição do serviço, isto é, um recurso de TI que a área de negócios sabe para que serve e como utilizar para alavancar novos negócios. Folha 3 de 10

4 Parte SOA na Prática O princípio que rege uma SOA é de que uma aplicação grande e complexa deve ser evitada e substituída por um conjunto de aplicações pequenas e simples. Ou seja, uma aplicação passa a ser fisicamente composta por vários e pequenos módulos especializados, distribuídos, acessados remotamente, interoperáveis e reutilizáveis de software que são unidos graças a padronizações adotadas, podendo ainda ser rapidamente recomposta para o processo desejado (ERL, 2007). A OASIS é a comunidade responsável pela especificação de SOA e representa uma coleção dos melhores princípios, das melhores práticas e dos melhores padrões relacionados aos serviços, as empresas e a computação distribuída (OASIS, 2008). O modelo de SOA pode ser detalhado através da seguinte figura: 2 Na camada "Application" encontra-se os front-ends das aplicações que interagem com os serviços. As aplicações são as interfaces dos serviços para os usuários finais, responsáveis pela iniciação e o controle da execução dos serviços. A camada "Party Service", por sua vez, consiste em processos e em representações de dados públicos fornecidos pelos "Providers". Os "Providers" são o ponto de entrada para o serviço, ao passo que a representação de dados pública simboliza as mensagens usadas pelo processo através de BPM e Orquestração de Dados. Esta camada também deve ser projetada para permitir a Folha 4 de 10

5 evolução do serviço sem romper contratos com antigos consumidores. A camada "Metadata Repository" é responsável por armazenar todos os contratos dos serviços disponíveis e consiste no ponto de partida para utilização destes. Além dos contratos, o repositório pode armazenar informações adicionais e mais específicas acerca dos serviços, como localização física, restrições de uso, segurança, dentre outras. As interfaces, por sua vez, referem-se aos contratos estabelecidos entre o repositório e o ESB. Devem ser relativamente simples, projetadas para aceitar uma mensagem de entrada bem definida e para responder com uma mensagem de saída igualmente bem definida. A camada de mais baixo nível utiliza o conceito de ESB, que se baseia em uma arquitetura que herda características dos MB (Martins, 2005), funcionando como uma plataforma empresarial para implementar interfaces de comunicação através de troca de mensagens. O ESB atua como um repositório virtual, mediando a comunicação entre os consumidores e os serviços e criando um ambiente propício de administração. Se bem modelados, os serviços disponibilizados no barramento podem agregar valor e facilitar o reuso ao encapsular as particularidades e complexidades do ambiente de integração, abstraindo a complexidade técnica que existe nas camadas inferiores. SOA pode ser bem representada a partir de um processo conhecido como "find-bind-execute paradigm", que pode ser traduzido como "procura - consolida - executa". Esse conceito é análogo ao Ciclo de Deming" aplicado aos serviços, que envolve o planejamento, a execução, o monitoramento e a tomada de ação próativa para a melhoria da qualidade (CAMPOS, 2002). Segundo o W3C (2008), SOA modulariza os recursos de TI, criando os processos de negócios interligados e que integram informações entre sistemas. Desta forma, os serviços são pequenas porções de software, construídas de tal forma, que possam ser vinculadas a outros componentes de software. A idéia central é que a tecnologia expresse resultados de forma que analistas de negócio possam entender facilmente o seu propósito e poder reutilizar os serviços já definidos e implementados (MICROSOFT, 2006). Um ambiente corporativo SOA é definido como uma configuração de um software multicamadas que ajudam as organizações a compartilhar lógica e dados através de múltiplas aplicações e modelos de uso (PACHECO, 2005). Um serviço, no contexto de SOA, é um mecanismo para permitir o acesso a um conjunto de regras de negócio. O acesso é provido através de uma interface2 descrita com restrições e políticas como especificados pela descrição de serviço (OASIS, 2008). Um WS é a implementação de um serviço. É importante destacar que um WS não é a única alternativa para implementação e publicação de serviços. Outras alternativas possíveis são o uso de serviços de objetos remotos, tais como, CORBA, RMI, DotNET, etc. Todos estas tecnologias permitem a publicação de serviços e, conseqüentemente, a invocação deste permitindo a interoperabilidade entre aplicações. Cenário para SOA Arquitetura de software é uma apresentação de alto nível do sistema. O processo de projeto de arquitetura se preocupa em estabelecer um framework estrutural básico para um sistema, descrevendo de forma compacta e administrável a forma que esse sistema será organizado e identificando os principais componentes dele buscando prever de que forma esses componentes irão se comunicar (SOMMERVILLE, 2003). Um cenário para o desenvolvimento de uma aplicação utilizando os conceitos de SOA caracteriza-se pela divisão nas seguintes camadas: clientes (front-end), servidores, serviços de aplicação e serviços de domínio. A camada cliente permite consumir os serviços através de uma aplicação desktop e de uma aplicação web. Os serviços de consultas disponíveis são: informações dos usuários, as categorias de notícias e as notícias propriamente ditas. Folha 5 de 10

6 Podemos ver o exemplo de uma aplicação que tem por objetivo cadastrar usuários e as suas preferências de categorias de notícias. A partir disto, a aplicação irá acessar os feeds RSS e pesquisar as categorias de notícias cadastradas e apresentar estas para os seus usuários. A camada de servidores fornece os serviços de um servidor web para acesso aos web sites de notícias e de um SGBD para armazenar as informações dos usuários. A camada de serviços de aplicação contém a implementação dos serviços para cadastramento dos usuários e de suas preferências de categorias de notícias. Quando um usuário é cadastrado, uma mensagem eletrônica é enviada para confirmação do cadastro. A camada de serviços de domínio é responsável pelo acesso remoto a outros aplicativos disponíveis na web. Os serviços disponíveis são o envio de mensagem de correio eletrônico, de acesso as categorias de notícias dos usuários e de acesso a notícias via feeds RSS. SOA pode ser utilizada em inúmeros e diferentes níveis. IBM (2005) define quatro níveis de adoção de SOA de acordo com o grau de maturidade e transformação das áreas de tecnologia e de negócios. O primeiro nível preconiza a implementação individual dos WS, criando serviços a partir de tarefas que fazem parte de novas e antigas aplicações. O segundo nível está relacionado à integração de serviços através de diversas aplicações dentro e fora da empresa para um objetivo de negócios. O terceiro está relacionado à capacidade de integração através de funções de negócios por toda a empresa atingindo uma escala corporativa. O quarto nível a empresa procura atingir o direcionamento estratégico em busca de uma transformação abrangente de modelos de negócios existentes ou de implementação de novos. Folha 6 de 10

7 Parte Tecnologias Associadas Arquitetura orientada a serviços preza a descentralização dos serviços em um único computador. Com a expansão da comunicação entre computadores geograficamente distantes através da rede é possível distribuir componentes de um sistema entre ambientes computacionais heterogêneos. Pode-se dizer então que SOA é uma arquitetura para computação distribuída podendo ser implementada através das tecnologias que seguem o paradigma desse tipo de computação. Entre as tecnologias através das quais pode-se implementar SOA estão: CORBA, DCOM, RMI e WS, dentre outros middlewares orientados a serviço. CORBA O Common Object Request Broker Architecture é uma tecnologia padrão de sistemas de objetos distribuídos definido pela OMG com mais de 700 grandes empresas participantes (HP, IBM,...) (GOULART; GEYER, 2000). Este modelo segue o padrão de SOA e apresenta independência em relação a protocolos, sistemas operacionais, linguagens de programação e plataformas de hardware. Entretanto, é preciso que a aplicação mapeie sua interface para a IDL, que é uma linguagem neutra, desenhada para a disponibilização e acesso a serviços de objetos remotos CORBA e que ao ser compilada gera o stub e o skeleton, sendo o primeiro utilizado para invocar os serviços e o segundo utilizado como esqueleto para a implementação do serviço (CAMARA, 2007). DCOM Distribuited Component ObjectModel é um padrão de técnicas para a computação distribuída da Microsoft baseado na tecnologia OLE, que define um procedimento padronizado em que um módulo cliente e outro servidor podem se comunicar através de uma interface, e uma expansão dos padrões COM (ANNES, 2008). O tipo de comunicação em DCOM é do tipo cliente/servidor. Na solicitação de um serviço um cliente invoca um método implementado por um objeto remoto, que faz o papel de servidor. O serviço fornecido pelo um servidor é encapsulado como um objeto e a interface deste objeto são descritas através de uma IDL, assim como em CORBA. Desta maneira fica separada a interface do objeto da sua implementação. As interfaces que são especificadas em um arquivo IDL são as regras para a comunicação entre um servidor e seus clientes. Os clientes irão então poder interagir com os objetos remotos invocando os métodos que estão definidos nesta IDL (GOULART; GEYER, 2000). RMI Criada pela Sun MicroSystems, o Remote Method Invocation permite aplicações Java chamarem remotamente objetos, passarem argumentos a eles e receberem valores de retorno (CAMARA, 2007). Em RMI não há necessidade de usar uma IDL, como em CORBA, para definir a interface dos objetos remotos. Essa solução emprega o JRMP como protocolo de comunicação inter-processo, permitindo que objetos Java residentes em diferentes máquinas virtuais Java invoquem de modo transparente os métodos uns dos outros (CAMARA, 2007). É uma tecnologia multi-plataforma, pois é executada em uma JVM, norteada essencialmente pelos princípios da OO, fazendo que a implementação em uma arquitetura orientada a serviços seja realizada através da representação dos serviços pelos objetos. WS Web Service, ou em português Serviço Web, é qualquer serviço, disponível na Internet, que se comunique utilizando um protocolo padrão baseado em XML e que seja totalmente interoperável. Para a interação com 3 Folha 7 de 10

8 WS, foram definidos alguns protocolos e padrões, a seguir os padrões/protocolos mais usados e conhecidos: UDDI: Baseado em SOAP para localização de WS. É o padrão para registro de serviços e ele especifica a forma de armazenamento e recuperação de informações sobre os serviços, como: o nome do provedor, uma descrição do serviço, o endereço onde ele pode ser acessado e a descrição da interface para acessar o serviço (CALIENDO, 2007). WSDL: Linguagem de definição de interface baseado em XML (IDL) para definição da API de um WS baseado em SOAP. Descreve o WS, permitindo que outros WS saibam como acessá-lo, o que mandar como entrada e o que esperar de saída (PINTO; BRAGA, 2005) SOAP: Define uma codificação XML para troca de dados fortemente tipados e desacoplados. Protocolo responsável pela troca de mensagens/informações entre provedores e consumidores de serviços, baseado em XML que contém os seguintes elementos (SILVA; PEREIRA; MAGALHÃES, 2004): Envelope: Identifica o documento XML como uma mensagem SOAP e é responsável por definir o conteúdo da mensagem; Header (opcional): Contém os dados do cabeçalho; Body: Contém as informações de chamada e de resposta ao servidor; Fault: Contém as informações dos erros ocorridos no envio da mensagem. Esse elemento só aparece nas mensagens de resposta do servidor. A padronização dos WS pode ser dividida em três camadas: (GOMES, 2005). A Camada de Troca representa o processamento físico, onde se dá efetivamente a execução das ações desejadas. Os protocolos utilizados nessa camada têm o objetivo de que os dados recebidos e enviados possam ser transportados na forma mais transparente possível pela infraestrutura da Internet e redes das corporações (intranets e extranets). A Camada de Descrição tem como objetivo descrever: As funções que cada serviço pode prestar (descrição da implementação); Que informações de entradas são necessárias para que 20 o serviço possa ser executado (descrição da interface); e Quais os tipos de resultados devem ser esperados (também na descrição da interface). A Camada de Publicação permite que as empresas e agentes envolvidos numa interação possam procurar e descobrir serviços que sejam interessantes para as suas operações. O paradigma de SOA prevê a independência de linguagem e plataforma. Com os WS isso é feito utilizando protocolos baseados em XML, sem a dependência de uma tecnologia ou framework específicos de um fabricante (GROSSI, 2005). Algumas das vantagens de usar WS na implementação de uma arquitetura orientada a serviços são (SCHNEIDER, 2008): Permite utilizar as regras de negócio através da rede; Conecta aplicações de diferentes fornecedores; Protocolo padronizado (SOAP/WSDL/UDDI); Baixo custo de comunicação (Internet); Publicação automática (UDDI). Folha 8 de 10

9 Anexo Lista de Abreviaturas Durante este trabalho foram utilizadas diversas siglas, e aqui expomos seu significado: BPM Business Process Management COM Component Object Model CORBA Common Object Request Broker Architecture DCOM Distribuited Component Object Model EAI Enterprise Application Integration EJB Enterprise Java Beans ESB Enterprise Service Bus IDE Integrated Development Environment IDL Interface Definition Language JRMP Java Remote Method Protocol JVM Java Virtual Machine MB Message Brokers MDL Modeling Domain Language MVC Model-View-Control OASIS Organization for the Advancement of Structured Information Standards OLE Object Linkind Embedding OMG Object Management Group OO Object Orientation ORB Object Request Broker RMI Remote Method Invocation RSS Really Simple Syndication SGBD Sistema Gerenciador de Banco de Dados SOA Service Oriented Architecture SOAP Simple Object Access Protocol TI Technology Information UDDI Universal Description, Discovery and Integration UML Unified Modeling Language W3C World Wide Web Consortium WSDL Web Services Description Language XML extensible Markup Language A Folha 9 de 10

10 ANNES, R. Componentes para Computação Distribuída ( annes/info_sd_8.doc). Anexo Bibliografia Utilizada CALIENDO, R. F. Integração entre aplicações utilizando Arquitetura Orientada a Serviços. Dissertação (Mestrado) Universidade de Caxias do Sul, CAMARA, L. S. Um Serviço web para o método dos elementos finitos. Dissertação (Mestrado) Universidade Federal de Minas Gerais, Agosto ( ERL, T. Service Oriented Architecture: Concepts, Technology and Design. Upper Saddle River, NJ, USA: Prentice Hall PTR, ISBN GOMES, J. C. Utilização da Arquitetura de Web Services no Desenvolvimento de Sistemas de Informação em Micro e Pequenas Empresas. Dissertação (Mestrado) Faculdades IBMEC, Novembro ( GOULART, R. Álvares; GEYER, C. Um estudo comparativo sobre os modelos de objetos distribuídos corba, dcom e rmi. Junho Trabalho realizado na disciplina Programação Objetos Distribuídos do Programa de Mestrado (CPGCC/UFRGS). ( GROSSI, B. E. Estudo do modelo de computação orientada a serviços e sua aplicação a um sistema de mineração de dados. [S.l.], Junho Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Federal de Minas Gerais - Departamento de Ciência da Computação. Disponível em: ( simonpj/papers/stm/lock-freeflops06.pdf) MARTINS, E. Sistemas Legados. Agosto ( eliane/cursos/transparencias/manutencao/evolucao4_legados.pdf) PINTO, H. L. M.; BRAGA, J. L. Sistemas legados e as novas tecnologias: técnicas de integração e estudo de caso. In: Revista IP - Informática Pública. Empresa de Informática e Informação do Município de Belo Horizonte. [s.n.], v. 7, n. 1, p ( SCHNEIDER, C. Mini curso sobre SOA (Arquitetura orientada a serviços) no PHP Conference Brazil ( SILVA, G. K. de C.; PEREIRA, P.M.;MAGALHãES, G. C. Disponibilização de serviços baseados em localização via WS. VI Brazilian Symposium on Geoinformatics (GEOINFO), Novembro ( SOMMERVILLE, I. Engenharia de software: Tradução do livro Software Engineering por André Maurício de Andrade Ribeiro. In:. [S.l.]: Pearson Education do Brasil, p ISBN B Folha 10 de 10