架構(gòu)設(shè)計師與SOA(二)

2019-11-17 04:54:50

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供稿：網(wǎng)友

本文將延續(xù)第一部分的內(nèi)容，向您介紹了 SOA 為企業(yè)級架構(gòu)設(shè)計帶來的影響，以及在構(gòu)建基于 SOA 架構(gòu)的企業(yè)系統(tǒng)時應(yīng)該怎樣保證所構(gòu)建的系統(tǒng)架構(gòu)能夠滿足系統(tǒng)中不同的服務(wù)級別需求。 1. SOA 為企業(yè)級架構(gòu)設(shè)計帶來的影響1.1 SOA 的特點及其使用范圍SOA 既不是一種語言，也不是一種具體的技術(shù)，它是一種新的軟件系統(tǒng)架構(gòu)模型。 SOA 最主要的應(yīng)用場合在于解決在Internet環(huán)境下的不同商業(yè)應(yīng)用之間的業(yè)務(wù)集成問題。Internet環(huán)境區(qū)別于Intranet環(huán)境的幾個特點主要是:(a)大量異構(gòu)系統(tǒng)并存，不同計算機硬件工作方式不同，操作系統(tǒng)不同、編程語言也不同;(b)大量、頻繁的數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣热匀幌鄬^緩慢并且不穩(wěn)定;(c)無法完成服務(wù)(service)的版本升級，甚至根本就無法知道互聯(lián)網(wǎng)上有哪些機器直接或者間接的使用某個服務(wù)。SOA 架構(gòu)具有一些典型特性，主要包括松耦合性，位置透明性以及協(xié)議無關(guān)性。松耦合性要求 SOA 架構(gòu)中的不同服務(wù)之間應(yīng)該保持一種松耦合的關(guān)系，也就是應(yīng)該保持一種相對獨立無依靠的關(guān)系;位置透明性要求 SOA 系統(tǒng)中的所有服務(wù)對于他們的調(diào)用者來說都是位置透明的，也就是說每個服務(wù)的調(diào)用者只需要知道他們調(diào)用的是哪一個服務(wù)，但并不需要知道所調(diào)用服務(wù)的物理位置在哪里;而協(xié)議無關(guān)性要求每一個服務(wù)都可以通過不同的協(xié)議來調(diào)用。通過這些 SOA 架構(gòu)所具有的特性我們可以看到，SOA 架構(gòu)的出現(xiàn)為企業(yè)系統(tǒng)架構(gòu)提供了更加靈活的構(gòu)建方式，假如企業(yè)架構(gòu)設(shè)計師基于 SOA 來構(gòu)建系統(tǒng)架構(gòu)，就可以從底層架構(gòu)的級別來保證整個系統(tǒng)的松耦合性以及靈活性，這都為未來企業(yè)業(yè)務(wù)邏輯的擴展打好了基礎(chǔ)。1.2 SOA 架構(gòu)的分層模型接下來簡要介紹一下 SOA 系統(tǒng)中的分層模型，整個 SOA 架構(gòu)的分層模型如圖2所示。架構(gòu)設(shè)計師與SOA(二)（圖一）

在 SOA 系統(tǒng)中不同的功能模塊可以被分為7層:第一層就是系統(tǒng)已經(jīng)存在的程序資源，例如ERP或者CRM系統(tǒng)等。第2層就是組件層，在這一層中我們用不同的組件把底層系統(tǒng)的功能封裝起來。第3層就是 SOA 系統(tǒng)中最重要的服務(wù)層，在這層中我們要用底層功能組件來構(gòu)建我們所需要的不同功能的服務(wù)。總的來說，SOA 中的服務(wù)可以被映射成具體系統(tǒng)中的任何功能模塊，但是從功能性方面可以大致劃分為以下三種類型:(1)商業(yè)服務(wù)(business service) 或者是商業(yè)過程(business PRocess)。這一類的服務(wù)是一個企業(yè)可以暴露給外部用戶或者合作伙伴使用的服務(wù)。比如說提交貸款申請，用戶信用檢查，貸款信用查詢。(2)商業(yè)功能服務(wù)(business function service)，這類服務(wù)會完成一些具體的商業(yè)操作，也會被更上層的商業(yè)服務(wù)調(diào)用，不過大多數(shù)情況下這類服務(wù)不會暴露給外部用戶直接調(diào)用，比如說檢索用戶帳戶信息，存儲用戶信息等。(3)技術(shù)功能服務(wù)(technical function service)，這類服務(wù)主要完成一些底層的技術(shù)功能，比如說日志服務(wù)以及安全服務(wù)等。在服務(wù)層之上的第4層就是商業(yè)流程層，在這一層中我們利用已經(jīng)封裝好的各種服務(wù)來構(gòu)建商業(yè)系統(tǒng)中的商業(yè)流程。在商業(yè)流程層之上的就是第5層表示層了，我們利用表示層來向用戶提供用戶接口服務(wù)，這一層可以用基于portal的系統(tǒng)來構(gòu)建。以上這5層都需要有一個集成的環(huán)境來支持它們的運行，第6層中的企業(yè)服務(wù)總線(ESB)提供了這個功能。第7層主要為整個 SOA 系統(tǒng)提供一些輔助的功能，例如服務(wù)質(zhì)量治理，安全治理這一類的輔助功能。2. SOA 架構(gòu)中的非功能性服務(wù)級別(service-level)需求除了系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求，架構(gòu)設(shè)計師還必須要保證構(gòu)建出來的系統(tǒng)架構(gòu)能夠滿足系統(tǒng)中的非功能性服務(wù)級別(service-level)需求以及服務(wù)質(zhì)量(QoS)方面的需求。在項目初始及細化階段，架構(gòu)設(shè)計師應(yīng)該與系統(tǒng)所有涉及方(Stakeholders)一起，為每一個服務(wù)級別需求定義其相關(guān)的衡量標準。構(gòu)建出的系統(tǒng)架構(gòu)必須要能滿足以下幾方面的服務(wù)水準要求:性能、可升級性、可靠性、可用性、可擴展性、可維護性、易治理性以及安全性。架構(gòu)設(shè)計師在設(shè)計架構(gòu)過程中需要平衡所有的這些服務(wù)級別需求。例如，假如服務(wù)級別需求中最重要的是系統(tǒng)性能，架構(gòu)設(shè)計師很有可能不得不在一定程度上犧牲系統(tǒng)的可維護性及可擴展性，以確保滿足系統(tǒng)性能上的要求。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，新構(gòu)建的系統(tǒng)對于服務(wù)級別需求也變得日益重要，現(xiàn)在基于互聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)系統(tǒng)的用戶已經(jīng)不僅僅局限于是本企業(yè)的雇員，企業(yè)的外部客戶也會成為企業(yè)系統(tǒng)的主要用戶。架構(gòu)設(shè)計師的職責之一就是要盡可能地為提高系統(tǒng)設(shè)計人員和系統(tǒng)開發(fā)人員的工作效率考慮。在構(gòu)建整個企業(yè)系統(tǒng)架構(gòu)的過程中，需要充分重視各種服務(wù)級別需求，從而避免在系統(tǒng)開發(fā)和運行的時候出現(xiàn)重大問題。一個企業(yè)級系統(tǒng)中的服務(wù)級別需求往往是十分錯綜復(fù)雜的， SOA 架構(gòu)設(shè)計師需要憑借豐富的專業(yè)經(jīng)驗和扎實的理論知識來分離和抽象系統(tǒng)中不同的服務(wù)級別需求，圖3展示了這種分析的過程。架構(gòu)設(shè)計師與SOA(二)（圖二）

圖3經(jīng)過 SOA 架構(gòu)設(shè)計師分析和抽象的服務(wù)級別需求主要分為以下幾類:
性能是指系統(tǒng)提供的服務(wù)要滿足一定的性能衡量標準，這些標準可能包括系統(tǒng)反應(yīng)時間以及處理交易量的能力等;可升級性是指當系統(tǒng)負荷加大時，能夠確保所需的服務(wù)質(zhì)量，而不需要更改整個系統(tǒng)的架構(gòu);可靠性是指確保各應(yīng)用及其相關(guān)的所有交易的完整性和一致性的能力;可用性是指一個系統(tǒng)應(yīng)確保一項服務(wù)或者資源永遠都可以被訪問到;可擴展性是指在不影響現(xiàn)有系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，為系統(tǒng)填加新的功能或修改現(xiàn)有功能的能力;可維護性是指在不影響系統(tǒng)其他部分的情況下修正現(xiàn)有功能中問題或缺陷，并對整個系統(tǒng)進行維護的能力;可治理性是指治理系統(tǒng)以確保系統(tǒng)的可升級性、可靠性、可用性、性能和安全性的能力;安全性是指確保系統(tǒng)安全不會被危及的能力。1) 性能我們通常可以根據(jù)每個用戶訪問的系統(tǒng)響應(yīng)時間來衡量系統(tǒng)的整體性能;另外，我們也可以通過系統(tǒng)能夠處理的交易量(每秒)來衡量系統(tǒng)的性能。對于架構(gòu)設(shè)計師來說，無論采取哪種衡量系統(tǒng)性能的方法來構(gòu)建系統(tǒng)架構(gòu)，這些對于性能的考慮對系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)人員來說都應(yīng)該是透明的，也就是說對于系統(tǒng)整體架構(gòu)性能的考慮應(yīng)該是架構(gòu)設(shè)計師的工作，而不是系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)人員應(yīng)該關(guān)注的事情。在較傳統(tǒng)的基于EJB或者xml-RPC的分布式計算模型中，它們的服務(wù)提供都是通過函數(shù)調(diào)用的方式進行的，一個功能的完成往往需要通過客戶端和服務(wù)器往返很多次的遠程函數(shù)調(diào)用才能完成。在Intranet的環(huán)境下，這些調(diào)用給系統(tǒng)的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性帶來的影響都可以忽略不計，但假如我們在基于 SOA 的架構(gòu)中使用了很多Web Service來作為服務(wù)提供點的話，我們就需要考慮性能的影響，尤其是在Internet環(huán)境下，這些往往是決定整個系統(tǒng)是否能正常工作的一個要害決定因素。因此在基于 SOA 的系統(tǒng)中，推薦采用大數(shù)據(jù)量低頻率訪問模式，也就是以大數(shù)據(jù)量的方式一次性進行信息交換。這樣做可以在一定程度上提高系統(tǒng)的整體性能。2) 可升級性可升級性是指當系統(tǒng)負荷加大時，仍能夠確保所需的服務(wù)質(zhì)量，而不需要更改整個系統(tǒng)的架構(gòu)。當基于 SOA 的系統(tǒng)中負荷增大時，假如系統(tǒng)的響應(yīng)時間仍能夠在可接受的限度內(nèi)，那么我們就可以認為這個系統(tǒng)是具有可升級性的。要想理解可升級性，我們必須首先了解系統(tǒng)容量或系統(tǒng)的承受能力，也就是一個系統(tǒng)在保證正常運行質(zhì)量的同時，所能夠處理的最大進程數(shù)量或所能支持的最大用戶數(shù)量。假如系統(tǒng)運轉(zhuǎn)時已經(jīng)不能在可接受時間范圍內(nèi)反應(yīng)，那么這個系統(tǒng)已經(jīng)到達了它的最大可升級狀態(tài)。要想升級已達到最大負載能力的系統(tǒng)，你必須增加新的硬件。新添加的硬件可以以垂直或水平的方式加入。垂直升級包括為現(xiàn)在的機器增加處理器、內(nèi)存或硬盤。水平升級包括在環(huán)境中添置新的機器，從而增加系統(tǒng)的整體處理能力。作為一個系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計師所設(shè)計出來的架構(gòu)必須能夠處理對硬件的垂直或者水平升級。基于 SOA 的系統(tǒng)架構(gòu)可以很好地保證整體系統(tǒng)的可升級性，這主要是因為系統(tǒng)中的功能模塊已經(jīng)被抽象成不同的服務(wù)，所有的硬件以及底層平臺的信息都被屏蔽在服務(wù)之下，因此不管是對已有系統(tǒng)的水平升級還是垂直升級，都不會影響到系統(tǒng)整體的架構(gòu)。3) 可靠性可靠性是指確保各應(yīng)用及其相關(guān)的所有交易的完整性和一致性的能力。當系統(tǒng)負荷增加時，你的系統(tǒng)必須能夠持續(xù)處理需求訪問，并確保系統(tǒng)能夠象負荷未增加以前一樣正確地處理各個進程。可靠性可能會在一定程度上限制系統(tǒng)的可升級性。假如系統(tǒng)負荷增加時，不能維持它的可靠性，那么實際上這個系統(tǒng)也并不具備可升級性。因此，一個真正可升級的系統(tǒng)必須是可靠的系統(tǒng)。在基于 SOA 來構(gòu)建系統(tǒng)架構(gòu)的時候，可靠性也是必須要著重考慮的問題。要在基于 SOA 架構(gòu)的系統(tǒng)中保證一定的系統(tǒng)可靠性，就必須要首先保證分布在系統(tǒng)中的不同服務(wù)的可靠性。而不同服務(wù)的可靠性一般可以由其部署的應(yīng)用服務(wù)器或Web服務(wù)器來保證。只有確保每一個 SOA 系統(tǒng)中的服務(wù)都具有較高的可靠性，我們才能保證系統(tǒng)整體的可靠性能夠得以保障。4) 可用性可用性是指一個系統(tǒng)應(yīng)確保一項服務(wù)或者資源應(yīng)該總是可被訪問到的。可靠性可以增加系統(tǒng)的整體可用性，但即使系統(tǒng)部件出錯，有時卻并不一定會影響系統(tǒng)的可用性。通過在環(huán)境中設(shè)置冗余組件和錯誤恢復(fù)機制，雖然一個單獨的組件的錯誤會對系統(tǒng)的可靠性產(chǎn)生不良的影響，但由于系統(tǒng)冗余的存在，使得整個系統(tǒng)服務(wù)仍然可用。在基于 SOA 來構(gòu)建系統(tǒng)架構(gòu)的時候，對于要害性的服務(wù)需要更多地考慮其可用性需求，這可以由兩個層次的技術(shù)實現(xiàn)來支持，第一種是利用不同服務(wù)的具體內(nèi)部實現(xiàn)內(nèi)部所基于的框架的容錯或者冗余機制來實現(xiàn)對服務(wù)可用性的支持;第二種是通過UDDI等動態(tài)查找匹配方式來支持系統(tǒng)整體的高可用性。在 SOA 架構(gòu)設(shè)計師構(gòu)建企業(yè)系統(tǒng)架構(gòu)的時候，應(yīng)該綜合考慮這兩個方面的內(nèi)容，盡量保證所構(gòu)建的 SOA 系統(tǒng)架構(gòu)中的要害性業(yè)務(wù)能具有較高的可用性。5) 可擴展性可擴展性是指在不影響現(xiàn)有系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，為系統(tǒng)添加新的功能或修改現(xiàn)有功能的能力。當系統(tǒng)剛配置好的時候，你很難衡量它的可擴展性，直到第一次你必須去擴展系統(tǒng)已有功能的時候，你才能真正去衡量和檢測整個系統(tǒng)的可擴展性。任何一個架構(gòu)設(shè)計師在構(gòu)建系統(tǒng)架構(gòu)時，為了確保架構(gòu)設(shè)計的可擴展性，都應(yīng)該考慮下面幾個要素:低耦合，界面(interfaces)以及封裝。當架構(gòu)設(shè)計師基于 SOA 來構(gòu)建企業(yè)系統(tǒng)架構(gòu)時，就已經(jīng)隱含地解決了這幾個可擴展性方面的要素。這是因為 SOA 架構(gòu)中的不同服務(wù)之間本身就保持了一種無依靠的低耦合關(guān)系;服務(wù)本身是通過統(tǒng)一的接口定義(可以是WSDL)語言來描述具體的服務(wù)內(nèi)容，并且很好地封裝了底層的具體實現(xiàn)。在這里我們也可以從一個方面看到基于 SOA 來構(gòu)架企業(yè)系統(tǒng)能為我們帶來的好處。6) 可維護性可維護性是指在不影響系統(tǒng)其他部分的情況下修改現(xiàn)有系統(tǒng)功能中問題或缺陷的能力。同系統(tǒng)的可擴展性相同，當系統(tǒng)剛被部署時，你很難判定一個系統(tǒng)是否已經(jīng)具備了很好的可維護性。當創(chuàng)建和設(shè)計系統(tǒng)架構(gòu)時，要想提高系統(tǒng)的可維護性，你必須考慮下面幾個要素:低耦合、模塊性以及系統(tǒng)文檔記錄。在企業(yè)系統(tǒng)可擴展性中我們已經(jīng)提到了 SOA 架構(gòu)能為系統(tǒng)中暴露出來的各個子功能模塊也就是服務(wù)帶來低耦合性和很好的模塊性。關(guān)于系統(tǒng)文檔紀錄，除了底層子系統(tǒng)的相關(guān)文檔外，基于 SOA 的系統(tǒng)還會引用到許多系統(tǒng)外部的由第三方提供的服務(wù)，因此假如人力資源準許的話，應(yīng)該增加專職的文檔治理員來專門負責有關(guān)整個企業(yè)系統(tǒng)所涉及的所有外部服務(wù)相關(guān)文檔的收集、歸類和整理，這些相關(guān)的文檔可能涉及到第三方服務(wù)的接口(可以是WSDL)、服務(wù)的質(zhì)量和級別、具體性能測試結(jié)果等各種相關(guān)文檔。基于這些文檔，就可以為 SOA 架構(gòu)設(shè)計師構(gòu)建企業(yè) SOA 架構(gòu)提供很好的文檔參考和支持。
7) 可治理性可治理性是指治理系統(tǒng)以確保整個系統(tǒng)的可升級性、可靠性、可用性、性能和安全性的能力。具有可治理性的系統(tǒng)，應(yīng)具備對服務(wù)質(zhì)量需求(QoS)的系統(tǒng)監(jiān)控能力，通過改變系統(tǒng)的配置從而可以動態(tài)地改善服務(wù)質(zhì)量，而不用改變整體系統(tǒng)架構(gòu)。一個好的系統(tǒng)架構(gòu)必須能夠監(jiān)控整個系統(tǒng)的運行情況并具備動態(tài)系統(tǒng)配置治理的功能。在對復(fù)雜系統(tǒng)進行系統(tǒng)架構(gòu)建模時， SOA 架構(gòu)設(shè)計師應(yīng)該盡量考慮利用將系統(tǒng)整體架構(gòu)構(gòu)建在已有的成熟的底層系統(tǒng)框架(Framework)上。對于 SOA 架構(gòu)設(shè)計師來說，可以選擇的底層系統(tǒng)框架有很多，可以選用基于MQ, MessageBorker，WebSphere application Server等產(chǎn)品來構(gòu)建企業(yè)服務(wù)總線(Enterprise Service Bus)以支持企業(yè)的 SOA 系統(tǒng)架構(gòu)，也可以選用較新的基于WebSphere Application Server 6中內(nèi)嵌的Sibus來構(gòu)建企業(yè)的ESB以支持 SOA 系統(tǒng)架構(gòu)。具體選擇哪種底層框架來實施 SOA 系統(tǒng)架構(gòu)要根據(jù)每個系統(tǒng)各自的特點來決定，但這些底層的框架都已經(jīng)提供了較高的系統(tǒng)可治理性。因此，分析并選擇不同的產(chǎn)品或底層框架來實現(xiàn)企業(yè)系統(tǒng)架構(gòu)也是架構(gòu)設(shè)計師的主要職責之一。有關(guān)于如何利用已有底層架構(gòu)來構(gòu)建 SOA 系統(tǒng)，中國 SOA 設(shè)計中心已經(jīng)發(fā)表了一系列相關(guān)的文章，大家可以在DeveloperWorks中的 SOA 專欄看到它們。8) 安全性安全性是指確保系統(tǒng)安全不會被危及的能力。目前，安全性應(yīng)該說是最困難的系統(tǒng)質(zhì)量控制點。這是因為安全性不僅要求確保系統(tǒng)的保密和完整性，而且還要防止影響可用性的服務(wù)拒絕(Denial-of-Service)攻擊。這就要求當 SOA 架構(gòu)設(shè)計師在構(gòu)建一個架構(gòu)時，應(yīng)該把整體系統(tǒng)架構(gòu)盡可能地分割成各個子功能模塊，在將一些子功能模塊暴露為外部用戶可見的服務(wù)的時候，要圍繞各個子模塊構(gòu)建各自的安全區(qū)，這樣更便于保證整體系統(tǒng)架構(gòu)的安全。假如一個子模塊受到了安全攻擊，也可以保證其他模塊相對安全。假如企業(yè) SOA 架構(gòu)中的一些服務(wù)是由Web Service實現(xiàn)的，在考慮這些服務(wù)安全性的時候也要同時考慮效率的問題，因為WS-Security會為Web Service帶來一定的執(zhí)行效率損耗。3.結(jié)束語本系列兩部分介紹了有關(guān)架構(gòu)設(shè)計師以及 SOA 架構(gòu)的知識，分析了 SOA 架構(gòu)師在設(shè)計 SOA 系統(tǒng)架構(gòu)時有哪些應(yīng)該非凡注重的地方并在最后簡要介紹了在構(gòu)建基于 SOA 架構(gòu)的企業(yè)系統(tǒng)時應(yīng)該怎樣保證所構(gòu)建的系統(tǒng)架構(gòu)能夠滿足系統(tǒng)中不同的服務(wù)級別需求。從架構(gòu)設(shè)計師的角度， SOA 是一種新的設(shè)計模式，方法學。因此， SOA 本身涵蓋了很多的內(nèi)容，也觸及到了系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計、實現(xiàn)、維護等各個方面。本文的內(nèi)容只是涉及到了有關(guān)于架構(gòu)方面的一部分內(nèi)容，希望能對廣大的 SOA 系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計人員起到一定的幫助作用。

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