The Architecture of ArcIMS, a Distributed Internet Map Server

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1 The Architecture of, a Distributed Internet Map Server Russell East, Roop Goyal, Art Haddad, Alexander Konovalov, Andrea Rosso, Mike Tait and Jay Theodore (ESRI) CAP-349 Banco de Dados Geográfico Disciplina Dr. Gilberto Câmara Professor Mestrando Gilberto Ribeiro Assistente por Claudiney Calixto da Silva e Giovani Volnei Meinerz {ccalixto, 1/97 Motivação Roteiro Contextualização Objetivo Arquitetura do 3 Vantagens da Arquitetura Exemplos de Sites que usam a Plataforma Arquitetura e Considerações para o 4 Conclusões Referências Bibliográficas 2/97

2 Motivação (1) Historicamente, os GIS eram desenvolvidos em sistemas monolíticos (Aplicações e dados geográficos instalados com ele, ex: ArcInfo, SPRING) Dados compartilhandos entre usuários numa rede interna Proposta da arquitetura Cliente-Servidor (Separação de usuários GIS e Servidores GIS) Acesso a dados espaciais a partir de Servidores de Redes diferentes 3/97 Motivação (2) A Internet com a vantagem, da existência, de linguagens e protocolos de comunicação, como: HTTP TCP/IP HTML Dados puderam ser compartilhados e visualizados por muitos usuários Surgimento do e outros MapSevers. 4/97

3 Motivação Pessoal Interesse pelo assunto Correlação com atividades de Pesquisa Aplicada Importância da disciplina na Dissertação de Mestrado Cumprimento de requisitos 5/97 Motivação Roteiro Contextualização Objetivo Arquitetura do 3 Vantagens da Arquitetura Exemplos de Sites que usam a Plataforma Arquitetura e Considerações para o 4 Conclusões 6/97

4 Contextualização, um Servidor de Mapas para Internet: Facilidade na Exibição de Mapas Design de sites Web usando o Publicação na Internet Arquitetura Distribuída Customizável: Estrutura Componentizada Permitindo Escalabilidade Plotagem/Visualização Balanceada Recuperação de eventuais Falhas 7/97 Motivação Roteiro Contextualização Objetivo Arquitetura do 3 Vantagens da Arquitetura Exemplos de Sites que usam a Plataforma Arquitetura e Considerações para o 4 Conclusões Referências Bibliográficas 8/97

5 Objetivo Descrever a Arquitetura do 3.0 Apresentar seus Componentes Alguns Sites Web que usam a Plataforma Discutir algumas considerações para a próxima versão do. 9/97 Motivação Roteiro Contextualização Objetivo Arquitetura do 3 Vantagens da Arquitetura Exemplos de Sites que usam a Plataforma Arquitetura e Considerações para o 4 Conclusões Referências Bibliográficas 10/97

6 Arquitetura do 3 Dividida em 3 Camadas: Spatial Server; Middleware; e Client-tier. 11/97 Arquitetura do 3 Spatial Server Aplicação stand-alone composta: Container; AXLParser; e Data Access Manager. Mais 5 Componentes Padrão: Image Server; Feature Server; Query Server; Geocode Server; e Extract Server. 12/97

7 Arquitetura do 3 Spatial Server Aplicação stand-alone composta: Container lançado por um Monitor (escutador) e gerenciado por um Servidor de Aplicação (Application Server) AXLParser protocolo, baseado em XML, que realiza comunicação do Servidor de Aplicações e do Monitor com o Container Data Access Manager gerencia o acesso aos dados, através de uma interface customizada com a base de dados Mais 5 Componentes padrão: Feature Server características/propriedades num vetor de informações para os clientes Query Server controle dos dados espaciais e de seus atributos para Serviços de Imagem Geocode Server provê serviços de geocodificação tanto para localização quanto para endereço Extract Server responde requisições para caracterizar extração de subconjuntos de informações Image Server gera imagens correspondentes às requisições dos clientes 13/97 Partes do Middleware: Connectors 4 tipos: Servlet Connector Java Servlet que roda no servidor; WMS (Web Map Server) Connector; ActiveX Connector; e ColdFusion Connector. Application Server; Monitor; Tasker; e Virtual Server. Opera em conjunto com Web servers: Netscape iplanet ; Microsoft IIS; e Apache Web server. Arquitetura do 3 Middleware 14/97

8 Arquitetura do 3 Middleware Connectors: Software que roda numa máquina que roda no Web server; Auxilia o Web server no encaminhamento de requisições ao Application Server; 15/97 Arquitetura do 3 Middleware possui 4 tipos de conectores: Servlet Connector; Java Servlet que roda no servidor, Para rodar, precisa de Servlet Engine Servidor de Aplicação, e Suporta autenticação básica e sumarizada para controlar acesso de usuários. WMS Connector; Serve pedidos de WMS requisitados por WMS compatíveis, Converte requisições WMS em ArcXML e encaminha ao Application Server, e Tipos de requisição WMS: Map: especifica o formato da imagem e o conector retorna a imagem, Capability: retorna as propriedades do WMS, Feature_info: retorna informações sobre características geométricas (XML ou HTML). ActiveX Connector; Modelo de Objetos com Objetos embutidos, Permitindo aos desenvolvedores criar aplicações ASP e Visual Basic customizadas, e Dispõe de funcionalidades como pan, zoom, renderização individual de layer, add/remove layers e mudança de atributos de dados. ColdFusion Connector; Permite os desenvolvedores trabalhar com diretamente no ColdFusion através de tags definidas dentro Cold-Fusion Studio, acelerando o processo de programação. 16/97

9 Arquitetura do 3 Middleware Connectors: Application Server: Coração de um site ; Pode servir muitos Web server/connector e provêr broker (Agente Intermediário) de Spatial Server; e Mantém informações sobre Monitors, Taskers, Spatial Servers, MapServices e Virtual Servers. Monitor; Tasker; e Virtual Server. 17/97 Arquitetura do 3 Middleware Connectors; Application Server; Monitor: Assegura que os processos de um Spatial Server estejam rodando; Responsável por iniciar e parar todos os Spatial Servers de uma máquina; Recebe requisições do Application Server e Spatial Server via Listener Port; Tasker; e Virtual Server. 18/97

10 Arquitetura do 3 Middleware Connectors; Application Server; Monitor; Tasker: e Responsável por limpar imagens que são geradas para MapServices em Servidores de Imagem; Depois de startado, o Tasker registra-se com o Aplication Server; e Quando cria um um MapService num Servidor de Imagem, um usuário com perfil de administrador, especifica um diretório de saída para a imagem. Virtual Server. 19/97 Arquitetura do 3 Middleware Connectors; Application Server; Monitor; Tasker; e Virtual Server: Conjunto de servidores de um determinado tipo; Existem dois tipos de servidores públicos: Feature e Image Servers; Um membro servidor de um Virtual Server pode rodar dentro de um ou mais Spatial Server; E podem residir dentro de uma ou mais máquinas 20/97

11 Arquitetura do 3 Client Tier Provê interface para o usuário final e o sistema para interagir com o GIS Distribuído; Esta interação pode variar entre exibir um mapa em uma página Web ou gerenciar MapServices no servidor; Usa as seguintes aplicações para realizar suas tarefas: Author; Administrator; Designer; Manager; e HTML e Java Viewers. 21/97 Arquitetura do 3 Client Tier Author Ferramenta que habilita um usuário final como autor de um mapa; A ferramenta permite que um usuário crie um arquivo de configuração a ser usado pelo Administrador de para criar um MapService; e Usuário pode adicionar um dado espacial, atribuir símbolo a um dado. Administrator Habilita o Administrator a gerenciar MapServices, Spatial and Virtual Servers; e Criação de um Administrador simplifica o uso da ferramenta. Designer Ferramenta que habilita o usuário a gerar um Web site do tipo ready-to-run ; e É uma aplicação J2EE que é executada depois da criação do MapService. Manager Web site designado a habilitar um usuário para rapidamente iniciar o uso e o gerenciamento de um site ; e Consiste de um Administrator, Author e Designer. HTML e Java Viewers Três formas de provêr a funcionalidade e visão gráfica: HTML, Java Custom and Java Standard 22/97

12 Motivação Roteiro Contextualização Objetivo Arquitetura do 3 Vantagens da Arquitetura Exemplos de Sites que usam a Plataforma Arquitetura e Considerações para o 4 Conclusões Referências Bibliográficas 23/97 Vantagens da Arquitetura (1) Separação entre clientes e fontes de dados da Internet; Vantagens da Arquitetura: Escalabilidade; Spatial Servers podem ser adicionados numa máquina quando o tempo de espera pelos processos aumenta, Máquinas para rodar Spatial Servers podem ser adicionadas para reduzir o tempo de espera para requisições, e Tudo isto é possível sem precisar tirar o site de serviço. Disponibilidade; Para evitar indisponibilidade, pode ser feito espelhamento do site para um ou mais hosts. 24/97

13 Vantagens da Arquitetura (2) Vantagens da Arquitetura: Customizabilidade; Pode-se customizar servidores para servir mapas de rota, dados de tempo, dados de tráfico, e assim por diante. Falha de/recuperação; e Application Server, Monitor, e Tasker rodam como processo: No windows, rodam como serviço e no Unix rodam daemons. A vantagem de rodar como processo, é que estes podem ser startados sem intervenção humana. Independência de Plataforma Suporta Windows NT, Windows 2000, Sun Solaris, e IBM AIX. 25/97 Motivação Roteiro Contextualização Objetivo Arquitetura do 3 Vantagens da Arquitetura Exemplos de Sites que usam a Plataforma Arquitetura e Considerações para o 4 Conclusões Referências Bibliográficas 26/97

14 Geographic Network Exemplos de Sites Provê infraestrutura necessária para servir e compartilhar informações geográficas entre servidores de dados e usuários; Usuários podem pesquisar, achar e usar dados diretamente, fora da sua base local; National Geographic MapMachine desenvolvido pela National Geographic/ESRI para servir mapas e ajudar usuários a visualizar e entender melhor o mundo; Dispões dados temáticos como vegetação, densidade populacional; e Provê mapas de imagens de satélite, mapas políticos, e imagens scaneadas. 27/97 Exemplos de Sites A Arquitetura dos sites exemplo Ambos rodam em plataforma Sun Solaris; National Geographic, construído com o ColdFusion Connector exclusivamente para acesso a bando de dados e chamadas ao Geography Network, construído com o ColdFusion Connector para acesso a banco de dados e com JSP/Java Servlets para chamada à mapas Servidor de dados ArcSDE/Oracle 28/97

15 Exemplos de Sites 29/97 Outros Exemplos IBGE Servidor de Mapas CPRM Serviço Geológico do Brasil Laboratório de Computação Aplicada CTTMar UNIVALI MapServer/Oracle 30/97

16 Motivação Roteiro Contextualização Objetivo Arquitetura do 3 Vantagens da Arquitetura Exemplos de Sites que usam a Plataforma Arquitetura e Considerações para o 4 Conclusões Referências Bibliográficas 31/97 Considerações para Próxima Versão 3.1 tem a mesma arquitetura do 3; Para versão posterior à 3.1, os seguintes pontos tecnológicos e arquitetônicos serão considerados: Definir modelo procedimental para escrever regras do negócio usando.net Framework e J2EE; Migrar a comunicação do middleware-server de síncrono para assíncrono; Definir modelo procedimental para integração lógica de acesso a dados dentro da lógica das regras de negócio; 32/97

17 Motivação Roteiro Contextualização Objetivo Arquitetura do 3 Vantagens da Arquitetura Exemplos de Sites que usam a Plataforma Arquitetura e Considerações para o 4 Conclusões Referências Bibliográficas 33/97 Conclusões Provê disponibilidade, customizabilidade, escalabilidade, manutenibilidade e recuperação de falhas; Visualização de mapas; Consultas espaciais e de atributos; Compartilhamento e segurança de dados; e Independência de Plataforma. 34/97

18 Motivação Roteiro Contextualização Objetivo Arquitetura do 3 Vantagens da Arquitetura Exemplos de Sites que usam a Plataforma Arquitetura e Considerações para o 4 Conclusões Referências Bibliográficas 35/97 Referências Bibliográficas Combs, J. (1996). "N-Tier vs.2-tier Client-Server Architectures." ESRI (2000). ArcXML Programmer's Online Reference Guide. Franks, J., P. Hallam Baker, J. Hostetler, S. Lawrence, P. Leach, A. Luotonen, L. Stewart (1999). HTTP Authentication: Basic and Digest Access Authentication, RFC 2617 (http://rfc.fh-koeln.de/rfc/html/rfc2617html). Hunter, J., and W. Crawford (1998). Java Servlet Programming. O' Reilly, Sebastopol, California. S. Morehouse (1989). "The Architecture of ARC/INFO." In AUTO-CARTO 9, Ninth International Symposium on Computer-Assisted Cartography, Baltimore, Maryland, USA, pages OpenGIS (2000). OpenGIS Web Map Server Interface Implementation Specification. Revision 1.0.0, April 19, 2000, S. Thomas (2000). SSL and TLS Essentials: Securing the Web, Wiley, New York. 36/97

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