Arquiteturas de Aplicação

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DAS5316 – Integração de Sistemas Corporativos UFSC/DAS Modelos e Arquiteturas de Sistemas Computacionais DAS5316 – Integração de Sistemas Corporativos Prof. Ricardo J. Rabelo UFSC – Universidade Federal de Santa Catarina DAS – Departamento de Automação e Sistemas

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Arquiteturas de Aplicação

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  • DAS5316 Integrao de Sistemas Corporativos UFSC/DAS

    Modelos e Arquiteturas de Sistemas Computacionais

    DAS5316 Integrao de Sistemas Corporativos

    Prof. Ricardo J. Rabelo

    UFSC Universidade Federal de Santa Catarina DAS Departamento de Automao e Sistemas

  • DAS5316 Integrao de Sistemas Corporativos UFSC/DAS

    Importncia da definio da Arquitetura

    Tipos & Modelos de Arquiteturas

    Caracterizao das Arquiteturas

    Vantagens e Limitaes das Arquiteturas

    Comentrios Finais

    SUMRIO

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    Quando da definio das estratgias de integrao dos

    vrios sistemas de uma empresa, essencial que se

    conheam como estes sistemas encontram-se

    implantados.

    No escopo desta disciplina e do engenheiro de

    automao, interessa saber as arquiteturas tpicas

    existentes e com as quais um dado sistema a ser

    integrado dever ter que lidar para poder interoperar

    com os demais (instalados na prpria empresa, ou em

    outras empresas).

    IMPORTNCIA DA DEFINIO DA ARQUITETURA

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    Importante esclarecer que no se trata de

    reapresentar contedos de redes e de sistemas

    distribudos, mas, na tica do especificador e

    projetista da aplicao de automao, analisar o

    impacto que a opo ou imposio de uso de uma

    dada arquitetura tem em termos de integrao.

    IMPORTNCIA DA DEFINIO DA ARQUITETURA

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    Esta definio impacta a qualidade do projeto

    global de sistemas, at porque uma mesma

    empresa, ou uma mesma ferramenta, pode ter

    que conviver e interoperar com sistemas

    disponibilizados em mais do que um tipo de

    arquitetura.

    IMPORTNCIA DA DEFINIO DA ARQUITETURA

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    Essa qualidade geral pode ser vista sob algumas

    dimenses no funcionais de anlise, ...

    ... isto , de aspectos que no tm a ver diretamente

    com o que cada aplicao / sistema faz, mas sim

    com o como ele dever estar integrado e, a partir

    disso, com o quo rpido, custoso, seguro, etc. o

    sistema integrado executar suas funes.

    IMPORTNCIA DA DEFINIO DA ARQUITETURA

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    Neste sentido ...

    - tanto a estratgia considerada tecnicamente mais adequada de integrao pode esbarrar em custos

    financeiros e de segurana, por exemplo, ...;

    - ... como a necessidade de se atingir certos requisitos funcionais e no funcionais de uma dada aplicao

    pode incorrer na necessidade de se modificar a

    arquitetura (ou parte dela) de sistemas da empresa.

    IMPORTNCIA DA DEFINIO DA ARQUITETURA

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    Por exemplo, ...

    Qual dever ser o melhor modelo de licena de software

    para o sistema ERP ? Por Licena de Software ou por

    Pagamento por Acesso ? Como deve ser concebida a

    abordagem de interoperao se parte dos sistemas com

    quais o ERP ter que trocar informaes est num

    computador central, tipo mainframe, e outra parte est

    em sistemas Peer-to-Peer (P2P), instalados em mltiplos

    servidores ? Qual o impacto da deciso em termos de

    necessidade de grande disponibilidade dos sistemas ?

    IMPORTNCIA DA DEFINIO DA ARQUITETURA

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    Do ponto de vista de como uma dada aplicao enxerga as outras com as quais dever interoperar, existem quatro modelos bsicos:

    Centralizado;

    Cliente / Servidor Clssico;

    Provedores de Servios de Aplicao (ASP);

    Software-como-um-Servio (SaaS) e Nuvem.

    Esses quatro modelos diferentes no so mutuamente exclusivos, podendo coexistir numa mesma empresa ou arquitetura global de integrao.

    TIPOS & MODELOS DE ARQUITETURAS

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    MODELO CENTRALIZADO

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    O modelo Centralizado aqui representado pelo seu

    extremo, que a situao onde os sistemas da empresa

    (ou parte deles) esto implantados em mainframes ou

    em alguns poucos servidores de grande poder de

    processamento.

    Os mainframes so computadores

    de grande porte que centralizam a

    hospedagem e a execuo de

    aplicaes, assim como a

    persistncia de dados, e so ainda comuns em algumas

    empresas de grande porte.

    MODELO CENTRALIZADO

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    MODELO CENTRALIZADO

    Mainframe & BD

    rede

    cliente

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    Neste modelo, todo o processamento central e existe um repositrio de dados tambm central, tipicamente

    chamado de banco de dados corporativo.

    No h processamento no lado dos clientes, que usam estaes ou terminais passivos (burros).

    O acesso s aplicaes e ao banco de dados feito atravs de uma requisio, via rede local ou VPN,

    usualmente fazendo uso de uma Intranet ou Portal da

    empresa.

    ...

    MODELO CENTRALIZADO

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    Os aspectos de segurana e demais de QoS so preponderantemente determinados pelo computador

    central e pela banda & hardware da rede.

    Os sistemas acessados so pagos usualmente na forma de licena nica e multiplicada pelo nmero de

    terminais clientes. O conceito de software livre e

    gratuito praticamente no se coloca.

    A integrao de um sistema heterogneo com uma aplicao do mainframe d-se ou de forma indireta via

    Banco de Dados, ou de forma semi-direta, atravs de

    uma requisio (procedimento batch) para o

    mainframe.

    MODELO CENTRALIZADO

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    A Computao em Nuvem (Cloud Computing) no deixa de ser equivalente ao modelo centralizado; porm, na

    Nuvem, logicamente centralizado e com protocolos

    de comunicao e ferramentas de acesso diferentes.

    MODELO CENTRALIZADO

    Nuvem (de servidores, aplicaes, dados, etc.)

    rede

    cliente

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    MODELO CLIENTE : SERVIDOR CLSSICO

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    O modelo Cliente : Servidor atualmente o mais comum, embora, do ponto de vista conceitual de redes, esteja presente em todos os modelos de comunicao hoje usados. A perspectiva que aqui se quer enfatizar a noo de que o processamento no totalmente centralizado em um nico computador central, mas sim distribudo por vrios servidores. Por consequencia, a hospedagem e a execuo de aplicaes, assim como a persistncia de dados, descentralizada.

    MODELO CLIENTE : SERVIDOR CLSSICO

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    MODELO CLIENTE : SERVIDOR CLSSICO

    servidor

    rede

    cliente

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    Neste modelo, o processamento distribudo e podem existir um central ou vrios repositrios de dados, cada um devidamente conhecido sobre sua funo (servidor de impresso, servidor de arquivos, servidor de

    modelos de produtos, etc.) mas transparente s aplicaes.

    H tambm processamento no lado das aplicaes-cliente, que usam os servios do servidor para dar sequencia s suas execues / processos de negcios.

    O acesso s aplicaes e ao banco de dados tambm feito atravs de uma requisio, via rede local ou VPN, fazendo uso de Internet, Intranet ou Portal da empresa.

    ...

    MODELO CLIENTE : SERVIDOR CLSSICO

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    Os aspectos de segurana e demais de QoS so determinados pela qualidade dos servidores e pela

    banda & hardware da rede.

    Os sistemas acessados so pagos usualmente na forma de licena nica por servidor, e multiplicada

    pelo nmero de terminais clientes. O uso de software

    livre comum, portanto potencialmente gratuito.

    A integrao de um sistema heterogneo com uma aplicao de um servidor d-se ou de forma indireta

    via Banco de Dados, ou de forma direta, atravs de

    uma requisio de servio para o servidor (via API,

    RPC, RMI, etc.).

    MODELO CLIENTE : SERVIDOR CLSSICO

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    Uma importante variante atual deste modelo clssico so os sistemas baseados no modelo P2P (Peer-to-Peer).

    Neste modelo, o conceito clssico de cliente:servidor estendido no sentido de que todos os ns so, ao

    mesmo tempo, clientes e servidores. muito usado

    para uma melhor distribuio de contedo e para

    compartilhamento de arquivos.

    A requisio do servio usualmente feita via plataformas (middlewares) e protocolos especialmente

    desenhados para P2P, que abstraem a localizao dos

    servidores que tm toda ou parte da informao

    desejada.

    MODELO CLIENTE : SERVIDOR P2P

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    MODELO CLIENTE : SERVIDOR P2P

    Rede & Protocolos P2P Cliente & Servidor Plataforma P2P

    (instalada em cada n)

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    MODELO ASP

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    O Modelo ASP (Application Service Provider - Provedor

    de Servios de Aplicao) um modelo mais recente

    que se baseia na idia da disponibilizao de aplicaes

    inteiras via Internet, que ficam fora da empresa, e que

    so completamente gerenciadas por uma empresa

    terceira.

    A empresa cliente no compra a licena do software e

    to pouco o hospeda localmente, mas simplesmente o

    aluga, pagando pelo seu uso, via rede.

    MODELO ASP

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    MODELO ASP

    provedor (servidor)

    rede

    clientes

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    Sua arquitetura basicamente contempla um servidor

    que prov o acesso aplicao. Na maior parte dos casos, so aplicaes baseadas em web, onde basta ao cliente ter acesso rede e a um navegador.

    Baseado em um contrato de utilizao (sob vrios modelos de negcio) SLA (Service Level Agreement) todo o armazenamento e acesso a aplicaes

    terceirizado (outsourcing), assim como o cumprimento dos aspectos de QoS acordados.

    A empresa-gestora (o provedor) fica totalmente responsvel pela segurana, atualizao de verses, manuteno, treinamento, etc., da aplicao.

    MODELO ASP

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    Neste modelo, o processamento logicamente centralizado (depende de como o provedor implanta a aplicao). O provedor tambm pode ser o responsvel por toda hospedagem dos dados, de forma que o repositrio de dados da empresa pode ser igualmente centralizado (embora de forma transparente ao usurio).

    H tambm processamento no lado das aplicaes-cliente, que usam os servios do servidor para dar sequencia s suas execues / processos de negcio. Porm, aqui tipicamente o usurio est imerso na aplicao, apenas com o fato de que toda a navegao pelas funcionalidades da aplicao e transaes disparadas acabam sendo feitas via rede, e executadas no provedor.

    ...

    MODELO ASP

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    Os aspectos de segurana e demais de QoS so determinados pela qualidade dos servidores do provedor, pela banda

    contratada & hardware da rede.

    Rgida observncia dos SLAs.

    Os sistemas acessados so pagos usualmente na forma de licena nica por servidor, e multiplicada pelo nmero de

    terminais clientes. No mundo corporativo, o uso de software

    livre no comum neste modelo.

    A integrao de um sistema heterogneo com uma aplicao de um servidor ASP d-se ou de forma indireta via Banco de

    Dados, ou de forma direta, atravs de uma requisio para o

    servidor. Porm, neste modelo, as requisies chegaro e

    sero gerenciadas pelo provedor, e no pela empresa-cliente.

    MODELO ASP

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    MODELO SAAS

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    O Modelo SaaS (Software-as-a-Service / Software-

    como-um-Servio) o modelo mais recente. Ele se

    baseia na idia da disponibilizao de servios

    especializados de software, relativamente pequenos,

    (e no mais de pacotes inteiros, muito grandes) via

    Internet, que ficam fora da empresa, e que so tambm

    completamente gerenciados por uma empresa terceira.

    A empresa cliente no compra licena alguma de

    software e to pouco o hospeda localmente, mas

    simplesmente invoca o servio, acessando-o on-demand

    (apenas quando o requer/usa) e paga pelo seu uso.

    MODELO SaaS

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    MODELO SaaS

    Cliente Provedor

    Servios que o provedor

    oferece:

    Financeiro

    Folha de pagamento

    Administrao de frota

    Previso do tempo

    Gerenciamento Hoteleiro

    Mapas

    Localizao

    Reserva de Carros

    Locao de Carros

    Servios que o

    cliente contratou:

    Financeiro

    Folha de pagamento

    Internet

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    Sua arquitetura basicamente contempla um servidor

    que prov o acesso aos servios. Na maior parte dos

    casos, so servios baseados em web, onde basta ao

    cliente ter acesso rede e a um navegador.

    Tambm baseados em SLAs, todo o armazenamento e

    acesso aos servios terceirizado, assim como o

    cumprimento dos aspectos de QoS acordados.

    A empresa-gestora (o provedor) fica totalmente

    responsvel pela segurana, atualizao de verses,

    manuteno, treinamento, etc., do servio.

    MODELO SaaS

  • DAS5316 Integrao de Sistemas Corporativos UFSC/DAS

    Neste modelo, o processamento tambm logicamente centralizado (depende de como o provedor implanta a aplicao). O provedor pode ser o responsvel por toda hospedagem dos dados, de forma que o repositrio de dados da empresa pode ser igualmente centralizado (embora de forma transparente ao usurio), e acessado como um servio, e no indiretamente via uma aplicao.

    H tambm processamento no lado das aplicaes-cliente, que usam os servios do servidor para dar sequencia s suas execues. Porm, aqui o usurio normalmente no est imerso na aplicao (como no ASP), mas sim usando servios especficos, desacoplados dos demais servios.

    ...

    MODELO SaaS

  • DAS5316 Integrao de Sistemas Corporativos UFSC/DAS

    Os aspectos de segurana e demais de QoS so determinados pela qualidade dos servidores do provedor, pela banda contratada & hardware da rede.

    Rgida observncia dos SLAs.

    Os servios acessados so pagos de acordo com o uso (pay-per-use). O uso de software livre por empresas pode se aplicar neste modelo.

    A integrao de um sistema heterogneo com um servio de um servidor SaaS d-se de forma direta, atravs de uma requisio para o servidor. Caber ao

    cliente, ou invocar um dado servio de dentro da aplicao e gerenciar o resultado, ou simplesmente receber o resultado direto no seu navegador.

    MODELO SaaS

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    MODELO SaaS

    Mltiplos provedores (servidores) rede

    cliente

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    MODELO SaaS : SOA

    Um importante uso atual do modelo SaaS o seu direcionamento para aplicaes SOA (Service Oriented

    Architecture / Arquitetura Orientada a Servios).

    Neste modelo, o conceito original de SaaS alargado, no sentido de que os servios de software passam a ser

    disponibilizados como funcionalidades de baixa

    granularidade, altamente reutilizveis, para compor

    aplicaes no lado do cliente.

    A integrao da aplicao com um servio SaaS d-se de forma direta, atravs de uma requisio para o servidor.

    Caber ao cliente encontrar e invocar um dado servio

    de dentro da aplicao e gerenciar o resultado.

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    MODELO SaaS : SOA

    provedor (servidor)

    rede

    cliente

    Aplicao SOA

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    MODELO SaaS : SOA

    a atual febre do momento.

    Porm, a sua potencialidade tem sido pouqussima utilizada ainda na prtica. Na maior parte dos casos, a

    prpria empresa-cliente atua como o provedor de

    servios (i.e. ela que tem e gerencia o repositrio de

    servios) e, assim, a aplicao-cliente no precisa

    descobrir onde est o provedor que tem o servio

    desejado.

    As empresas que, de fato, usam a figura de uma empresa-provedora externa, acessam os devidos

    servios apenas dessa empresa, e no de outras que

    eventualmente tenham servios equivalentes.

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    MODELO SaaS : SOA

    A complexidade de integrao / interoperao de aplicaes numa perspectiva SaaS ou SOA deve ser vista

    sob duas ticas:

    Do ponto de vista estritamente tecnolgico, a interoperao tende a ser menos complexa (exceto

    a semntica), pois as TIs de suporte usadas so

    majoritariamente baseadas em padres atualmente

    muito utilizados (ex. XML, SOAP e web services), o

    que diminui os problemas de interoperabilidade

    (mas no (!) os resolve, pois muitos desses padres

    no so interoprveis ente si).

    ...

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    MODELO SaaS : SOA

    Por outro lado, se o modelo SaaS permite uma maior flexibilidade / independncia de um nico provedor de

    software (podendo-se tentar at usar o melhor servio

    do momento, sem estar preso a um contrato fixo e de

    longa durao), a composio (e posterior execuo da

    aplicao SOA com base em servios SaaS pode ser

    altamente (!) complexa.

    Isto por que h que criar uma camada de ligao entre

    os vrios servios (gerados por vrios provedores

    diferentes), tratar dos seus argumentos, semnticas,

    etc., e isso, em termos de estado da prtica, tem que

    ser feito manualmente, programando-se.

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    QUADRO COMPARATIVO

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    COMPARATIVO RESUMIDO DE CARACTERSTICAS

    Centralizada C/S ASP SaaS

    Disponibilidade Muito Alta Mdia/Alta Alta Alta

    Desempenho Muito Alto Mdia/Alta Mdia/Alta Mdia/Alta

    Segurana Muito Alta Mdia/Alta Mdia/Alta Mdia/Alta

    Escalabilidade Baixa Alta Mdia/Alta Muito Alta

    Tolerncia F altas

    Baixa Alta Mdia/Alta Alta / Muito

    Alta

    UsoTempo Real Baixa Alta Mdia Mdia/ Baixa

    Contrato e $ Licena, Alt o

    Licena, de Baixo a Alto

    Por Uso , de Mdio a Alto

    Por Uso , de Baixo a M dio

    Complexidade Integra o

    Alta Baixa Mdia Mdia /

    Altssima

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    COMENTRIOS FINAIS

    Os quatro modelos apresentados no foram discutidos sob as ticas de Redes de Computadores ou Sistemas Distribudos, mas sim em como o engenheiro de automao, ao especificar um sistema ou ter que analisar a abordagem de integrao, deve enxergar o cenrio de aplicaes e de arquiteturas existentes na empresa.

    Por definio, no existe o modelo mais certo.

    Os quatro modelos tm caractersticas diferentes e, como tal, para cada caso / empresa, apresentar prs e contras. O mais importante decidir qual o melhor para ela.

    Os quatro modelos podem coexistir numa mesma empresa, nos seus variados nveis.

    A complexidade e custos de integrao aumentam proporcionalmente de acordo com heterogeneidade dos modelos existentes.

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    FIM