Cliente/Servidor. Objetos Distribuídos. Graça Bressan. Graça Bressan/LARC

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1 Cliente/Servidor Objetos Distribuídos Graça Bressan Graça Bressan/LARC

2 Objetos São entidades de software que encapsulam dados, ou atributos, e código e que são acessados através de funções ou métodos. Provêm capacidades de reutilização de código e herança. Existe uma separação entre a interface (como o objeto é utilizado) e a implementação. Aplicações legadas podem ser encapsulados como objetos. Objetos Distribuídos São objetos que podem residir em qualquer lugar de uma rede. Podem ser acessado pelos clientes remotos através da invocação dos métodos. A linguagem utilizada para implementar os objetos é transparentes ao usuário remoto. Clientes não precisam saber onde um objeto distribuído reside ou por qual sistema operacional é executado. São dinâmicos, isto é, podem ser criados ou se moverem de um lugar a outro da rede dinâmicamente. Componentes São objetos distribuídos independentes que podem executar em diferentes sistemas operacionais e rede. Não estão ligados a uma linguagem ou implementação específicos. É o elemento ideal para a criação de aplicações distribuídas. Revoluciona o modo como as aplicações são desenvolvidas: aplicações cliente/servidor complexas poderão ser construídas através de montagem e extensão de componentes adequados. Graça Bressan/LARC

3 Benefícios de Objetos Distribuídos Plug and Play Interoperabilidade Portabilidade Coexistência Graça Bressan/LARC

4 Auto-gerenciamento Componentes: Características Desejáveis Segurança Um componente deve se defender e defender os recursos que gerencia contra ataques externos. Deve autenticar a si próprio para seus clientes e vice versa. Deve manter registro de seu uso. Licenciamento Deve ser capaz de implementar políticas de licenciamento incluindo métricas de licenciamento por utilização. Deve permitir a remuneração de seus vendedores pelo uso de seus componentes. Versão Deve prever controle de versão para permitir que clientes se assegurem de utilizarem a versão correta. Gerenciamento de ciclo de vida Um componente deve gerenciar sua criação, arquivamento ee destruição. Deve ser capaz de produzir clones de se próprio, externalizar seu conteúdo e mover de uma localização para outra. Suporte a especificação aberta de paletas de ferramentas Um componente deve permitir a si próprio ser importado dentro de um padrão de paletas de ferramenta tal como os que suportam módulos OLE, OCXs ou OpenDocs. Um componente que se adeqüe a regras de ferramentas de paletização abertas, pode ser agregado a outros componentes utilizando técnicas de drag-and-drop e outras técnicas visuais. Graça Bressan/LARC

5 Notificação de eventos Um componente deve ser capaz de notificar as partes interessadas da ocorrência de eventos. Gerenciamento de configuração e de propriedade Um componente deve prover uma interface para permitir a configuração de suas propriedades e scripts. Scripting Um componente deve permitir suas interfaces serem controladas através de linguagens de script. Esta interface deve ser autodescrita e suportar linkagem a posteriori. Meta-dados e introspeção Um componente deve ser capaz de prover, sob requisição, informações sobre si próprio, incluindo descrição de interfaces, atributos e padrões que suporta. Controle transacional e chaves para bloqueios Um componente deve proteger transacionalmente os seus recursos e cooperar com outros componentes para prover integridade no modo tudo ou nada. Deve prover chaves de bloqueios para serializar o acesso a recursos compartilhados. Persistência Deve ser capaz de salvar seu estado em memória persistente para ser restaurada posteriormente. Relacionamentos Um componente deve ser capaz de manter associações permanentes ou dinâmicas com outros componentes. Por exemplo, um componente pode conter outros componentes. Facilidade de utilização Um componente deve prover um número limitado de operações para encorajar sua utilização e reutilização. O nível de abstração deve ser o mais alto possível para incentivar o seu uso. Auto-teste O componente de ser capaz de se auto-testar. Deve ser capaz de executar componentes de diagnóstico para a determinação de Graça Bressan/LARC

6 problemas. Semântica de mensagens Um componente deve ser capaz de entender o vocabulário de um conjunto particular e as extensões específicas do domínio que suporta. Auto-instalação Um componente deve ser capaz de instalar a si próprio e registrar automaticamente sua criação no sistema operacional ou no componente de registro do sistema. O componente deve ser capaz de remover a si próprio do disco e do sistema quando assim solicitado. Arquiteturas de Objetos Distribuídos CORBA - Common Object Request Broker Architecture Definida pela OMG CORBA CORBA CORBA 3.0 DCOM - Distributed Component Object Model Definida pela Microsoft Object Management Group - OMG Entidade constituída em 1989 para desenvolver, adotar e promover padrões para o desenvolvimento de aplicações em ambientes distribuídos heterogêneos. É um consórcio de mais de 700 empresas da área de computação, usuários, instituições de pesquisas e universidades. Não produz software, produz especificações abertas. A OMG emite RFP's, Request For Proposals, e seus membros contribuem com idéias. Graça Bressan/LARC

7 CORBA - Common Object Request Broker Architecture É uma arquitetura que provê um meio para que um objeto interopere com qualquer outro, em um ambiente de rede ou localmente. Implementações comerciais: Mico - Micro Corba freeware Orbix - Iona Som IBM Visibroker - Visigenic Object Brocker - Digital NEO - Sun ORB Plus - HP Outros: PowerBroker (Expersoft), Black Widow (Post Modern). Benefícios do CORBA Utiliza paradigma de Orientação a Objetos em todo o ciclo de desenvolvimento. UML: Unified Modeling Language. Permite a interoperabilidade das diferentes ferramentas adquiridas, interconectando diferentes aplicações herdadas através de interfaces definidas em IDL, facilitando as transições de tecnologia. Maximiza a produtividade do desenvolvedor, pela reutilização de serviços já implementados. Provê uma coleção dinâmica de clientes e componentes implementados por objetos, configurados e conectados em tempo de execução para atacar o problema em questão. OMA - Object Management Architecture Consiste de um Modelo de Objeto e um Modelo de Referência. Modelo de Objeto: define como os objetos são distribuídos ao longo de um ambiente heterogêneo. Modelo de Referência: caracteriza as interações entre esses objetos. "Deve haver uma linguagem comum para todas as aplicações, ou nossa visão de componentes de software plug-and-play não se realizará. Esta linguagem comum é a Object Management Architecture da OMG" Graça Bressan/LARC

8 No modelo de objeto do OMA, um objeto é uma entidade encapsulada com uma identidade imutável distinta e cujos serviços são acessados através de interfaces bem definidas. Clientes emitem requisições a objetos para realizar serviços. A localização e implementação de cada objeto é escondida do cliente que emite a requisição. Componentes do OMA Corretor de Requisições a Objetos - ORB (Object Requester Broker) é canal de acesso a objetos. É um componente responsável por facilitar a comunicação entre clientes e objetos. Serviços comuns de objetos uma infra-estrutura no nível de sistema que estende os serviços do canal ORB. Facilidades Comuns que define infra-estruturas de aplicações horizontais e verticais que podem ser utilizadas diretamente por objetos de negócios. Objetos de aplicações são os objetos de negócios e aplicações usuárias da infra-estrutura CORBA. A Estrutura OMA Graça Bressan/LARC

9 OMA Interface Definition Language IDL OMG IDL é uma linguagem declarativa disponível para definir as interfaces de componentes. Provê uma notação universal para especificar API's e cobre aspectos importantes de tratamento de erros. Métodos especificados em IDL podem ser escritos e invocados de qualquer linguagem que possua ligação com CORBA. Provê interfaces independentes de sistema operacional e linguagem de programação para todos os serviços que residem no canal de comunicação CORBA. IDL suporta interfaces de bibliotecas de funções bem como objetos distribuídos através da rede. Graça Bressan/LARC

10 Interface Definition Language IDL ORB - Object Request Broker É uma infra-estrutura de comunicação entre objetos. Permite que objetos realizem de forma transparente as requisições, e receba respostas, de outros objetos localizados localmente ou remotamente, sem precisar conhecer como o outro objeto foi localizado, ativado ou o servidor que o contém. Permite que objetos sejam localizados em tempo de execução e tenham seus serviços invocados. É um middleware para cliente/servidor mais sofisticado que RPCs, stored procedures e serviços peer-to-peer. Provê um rico conjunto de serviços de middleware distribuído. Características do ORB Invocação estática ou dinâmica de métodos: a chamada do método pode ser definida estaticamente em tempo de compilação ou dinamicamente em tempo de execução. Invocação em linguagens de alto nível: métodos nos objetos servidores podem ser invocados utilizando linguagens de alto nível tais como C, C++ ADA, Smaltalk, entre outras. É irrelevante a linguagem utilizada para implementar os objetos. Sistema auto-descritivo: provê meta-dado de tempo de execução para a descrição de cada interface de serviço conhecida pelo sistema. Graça Bressan/LARC

11 Transparência de localização: o ORB pode executar isoladamente ou interconectado com outros ORBs do universo, (com os serviços inter-orb do CORBA 2.0). Implementa transações e segurança: o ORB inclui informações de contexto em suas mensagens para tratar a segurança e transações, através de fronteiras de máquinas e de ORBs Polimorfismo em mensagens: o ORB invoca uma função remota em um objeto específico. A mesma função terá diferentes efeitos dependendo de qual objeto for invocado. Interoperabilidade entre ORB's Não há diferença ao invocar um objeto remoto ou um objeto local A Estrutura do CORBA ORB O CORBA ORB possui dois tipos de API, resultantes da fusão de duas propostas: Invocação Estática: API estática originada de proposta da SUN e HP. A ligação é mais rápida e em tempo de projeto. Invocação Dinâmica: API dinâmica originada de proposta de Digital e Hyperdesk. A ligação é mais lenta e em tempo de execução. Graça Bressan/LARC

12 Repositório de Interface É um banco de dados on-line de definições de objetos. A especificação CORBA detalha como a informação é organizada e consultada no repositório. Provê checagem de tipo de assinaturas de métodos Ajuda a conectar ORBs distintos Provê informações de meta-dados a clientes e ferramentas Provê objetos auto-descritivos. Interfaces de Invocação Invocação Estática Ligação mais rápida Em tempo de projeto Invocação Dinâmica Ligação mais lenta Em tempo de execução Graça Bressan/LARC

13 Interfaces do Lado Cliente do ORB Stubs IDL Cliente: provê interfaces estáticas aos serviços do objeto. Os serviços são definidos utilizando IDL. O cliente deve ter um Stub IDL para cada interface utilizada no servidor. O Stub inclui código para realizar marshaling, isto é, codifica e decodifica as operações e parâmetros antes de montar as mensagens. Interface de Invocação Dinâmica (Dynamic Invocation Interface - DII): permite descobrir os métodos a serem chamados em tempo de execução. CORBA define padrões de API para localizar o meta-dado que define a interface do servidor, gerando os parâmetros, emitindo a chamada remota e obtendo os resultados. API de Repositório de interfaces: permite obter e modificar todas as descrições de interfaces de componentes registradas. O CORBA chama estas definições de assinaturas de métodos. O Repositório de Interface é uma base de dados de tempo de execução que que contém versões das interfaces IDL definidas. Interface ORB: consiste das APIS para serviços locais que podem ser de interesse de uma aplicação. Por exemplo, CORBA prove APIs para obter uma referencia a um objeto em string e vice-versa. Estas chamadas são úteis para armazenar e comunicar referências a objetos. Interfaces do Lado Servidor do ORB Stubs IDL Servidor (chamadas esqueletos): provê interfaces estáticas para cada serviço exportado pelo servidor. Os serviços são definidos utilizando IDL. Estes Stubs, de forma análoga aos do cliente são criados utilizando o compilador IDL. Esqueleto de Interface Dinâmica (Dinamic Skeleton Interface - DSI): Provê um mecanismo de ligação em tempo de execução para servidores que precisam manipular chamada de métodos de componentes que não possem esqueletos definido e compilado em IDL. Adaptador de Objeto: se apoia no topo dos serviços de comunicação do núcleo do ORB e aceita requisições de serviços a serem executados pelos objetos do servidor. Provê um ambiente de tempo de execução para instanciação dos objetos do servidor, passando as requisições e associando a eles um ID de objeto. Esse Id é chamado ID de referência a objeto. O adaptador de objetos também registra as classes que suporta e suas instâncias de tempo de execução com o Repositório de Implementações. O CORBA especifica que cada ORB deve suportar um Graça Bressan/LARC

14 adaptador padrão denominado BOA (Basic Object Adapter). Repositório de Implementações: prove um repositório de tempo de execução sobre as classes suportadas pelo servidor, os objetos que estão instanciados e seus IDs. Também serve como um lugar comum para adicionar informações associadas com a implementação do ORB. Exemplos: informações de trace, audit trails, segurança e outros dados administrativos. Interface ORB: consiste de APIs locais, que são idênticas às providas pelo lado cliente. Construindo um Objeto CORBA Serviços CORBA Serviços de ciclo de vida: define as operações de criação, copia, movimentação e supressão de componentes no canal de comunicação. Serviços de objetos persistentes: provê uma única interface para armazenamento de componentes persistentes em uma variedade de servidores de memória, incluindo bases de dados de objetos (ODBMS), bases de dados relacionais (RDBMS) e simples arquivos. Serviços de nomes: permite aos componentes no canal localizar outros componentes pelo nome. O serviço permite a ligação a diretórios ou serviços de nomes de rede tais como X.500, DSE e NIS+ da SUN. Graça Bressan/LARC

15 Serviço de eventos: permite a componentes no canal registrar ou desregistrar eventos específicos no qual tem interesse. Serviço de relacionamento: prove um meio de criar associações dinâmicas, ou links, entre componentes que não sabem nada sobre o outro. Serviços de externalização: prove um meio padrão para obter dados e enviar dados a componentes usando um mecanismo tipo stream. Serviço de consulta: provê operações de consulta a objetos. É um super-conjunto da especificação SQL 3 e do Object Query Language (OQL) definido pela Object Database Management Group (ODMG). Serviço de licenciamento de objetos: provê operações de medida do uso de componentes. Suporta cobrança por sessão, por nó, por criação de instância e por site. Serviço de propriedade: provê operações que associam valores ou propriedades com qualquer componente. Usando este serviço, é possível associar propriedades com estado de componentes, tais como título ou data. Serviço de transações: provê coordenação entre componentes através de two-phase commit utilizando transações flat ou aninhadas. Serviço de controle de concorrência: provê gerenciador de bloqueios que permite obter chaves em conta de transações ou threads. Serviço de tempo: provê interfaces para sincronização de tempo em ambientes de objetos distribuídos. Também provê operações que permitem definir e gerenciar eventos disparados por tempo. Serviço de coleções de objetos: provê interfaces para criar e manipular os tipos mais comuns de coleções. Serviços de segurança: provê uma infra-estrutura completa para a segurança de objetos distribuídos. Suporta autenticação, listas de controle de acesso, confidencialidade e não repudiação. Também gerencia a delegação de credenciais entre objetos. Serviço de negociação (trader): é uma lista amarela de objetos. Permite que objetos divulguem seus serviços. Opera em conjunto com o serviço de nomes. Serviço de inicialização de objetos: permite a inicialização do objeto quando o serviço for requisitado através do ORB. Graça Bressan/LARC

16 Facilidades CORBA São objetos de aplicação, que fazem uso dos serviços CORBA, de modo a padronizar e compartilhar os dados e funcionalidades no nível da aplicação em questão. Mapeamento ao Modelo OSI GIOP - General Inter-ORB Protocol Especifica um conjunto de formatos de mensagens e uma representação comum de dados para comunicação entre ORBs. Exige um protocolo de transporte orientado a conexão. IIOP - Internet Inter-ORB Protocol Especifica como as mensagens GIOP são trocadas sobre uma rede TCP/IP IIOP torna possível o uso da Internet como backbone de comunicação entre ORBs. Pode-se utilizar bridges para conectar ORBs de ambientes heterogêneos. Graça Bressan/LARC

17 ESIOP - Enviroment-Specific Inter ORB Protocols Definem como as mensagens GIOP serão trocadas num ambiente de rede específico. CORBA 2.0 especifica DCE/EISOP, que suporta IORs (Interoperable Object References) usando DCE tagged profiles. CORBA em Ambiente Web Microsoft OLE/DCOM OLE DCOM DCOM - Distributed Computing Model OLE - Object Linking and Embeding É a arquitetura de objetos distribuídos definida pela Microsoft É a um conjunto de serviços comuns que permitem que componentes colaborem inteligentemente, de forma análoga ao CORBA. Ainda não apresenta as características de distribuição do CORBA. Prove o canal e serviços para distribuição de objetos. Graça Bressan/LARC

18 Especifica interfaces entre objetos componentes dentro de uma mesma aplicação ou entre aplicações. Fim do Módulo Objetos Distribuídos Graça Bressan/LARC

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