VSY –Architekturstandardsradar.zhaw.ch/~rege/ea_fs16/08_Architekturstandards.pdf ·...
Transcript of VSY –Architekturstandardsradar.zhaw.ch/~rege/ea_fs16/08_Architekturstandards.pdf ·...
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
VSY – Architekturstandards
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
Inhalt
1. Architekturstandards für verteilte Systeme
2. Die drei Musketiere der Praxis (JEE, .NET und SOA)
3. Das historische Duett (Zachmann und ODP)
4. Enterprise Architecture Management
5. TOGAF
6. TOGAF Light
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
Architekturstandards für verteilte
Systeme
Die gekonnte Umsetzung eines verteilten Systems beginnt mit der Auswahl des richtigen Standards
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
Warum Architekturstandards?
4
Mehrere Ziele:
• Durchgängigkeit vom Business zur IT
• Gesamtsicht durch Views
• Standardisierung für Branchen
• Standardisierung für Domänen
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
Durchgängigkeit vom Business zur IT
5
Supplier
Enterprise
Support Processes
Management Processes
Sales
Production
Purchase
Applications
Web ClientMobile
ClientRich Client
DTO ESB SPSDirect
AccessDTO
CustomerRequirements
IT Systems
SupportDistributed Architecture Standards
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
Durchgängigkeit vom Business zur IT
6
Durchgängigkeit wird erreicht durch:
• Raster zur formalen Darstellung aller Elemente (auch Building Blocks genannt)
• Zuordnung der Anforderungen zu einzelnen Elementen
• Darstellung von Beziehungen und Abhängigkeiten
• Optimales Alignment durch Analyse der Qualität der Durchgängigkeit
• Weiterentwicklung des Business führt zu Weiterentwicklung der Architektur
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
Beispiel vom Business zur IT
7
Organisation
Treiber
Prozess
Geschäftsinformation Fachlicher Dienst
Anwendung
Platformdienst Netzwerkdienst
Geschäftsobjekt
Unternehmen
IT Systeme
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
Beispiel vom Business zur IT
8
Darstellung der Zusammenhänge als Resultate der Abbildung:
• Die betriebliche Tätigkeit als Aufbau-und Ablauforganisation werden durch Fachliche Dienste und Geschäftsinformationen unterstützt.
• Die Zuordnungen beschreiben die Schnittstellen.
• Fachliche Dienste werden durch Anwendungen
• Anwendungen und Geschäftsobjekte verwenden Plattform und Netzwerkdienste.
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
Gesamtsicht durch Views
9
Views sind notwendig weil:
• Die Architektur von Informationssystemen im Gegensatz zur Gebäudearchitektur keinen 3D Gesamtplan kennt
• Durch die View den dynamischen Aspekt der Software mit abgedeckt werden kann
• Die einzelne View einen Aspekt klarer darstellen kann
Minimale Anzahl Views: 3
• ODP: 5
• ISA: 6 (Perspektive)
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
Standardisierung für Branchen
10
Beispiele für Standardarchitekturen für Branchen:
• Versicherungen: IAA (Insurance Application Architecture)
• Fertigung: CIMOSA (Computer Integrated Manufacturing Open System Architecture)
• Gesundheitswesen: HISA (Health Informatics Service Architecture)
• Energie: SGAM (Smart Grid Reference Architecture)
• Telekommunikation: TMN (TelecommunicationManagement Networks)
• Öffentliche Hand: SAGA (Standards und Architekturen für eGovernment-Anwendungen)
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
Standardisierung für Domänen
11
Beispiele für Standardarchitekturen für Domänen:
• Automotive: AUTOSAR (AUTomotive Open System ARchitecture)
• Simulation: HLA (High Level Architecture)
• Verteitigung USA: DoDAF (Department of Defense Architecture Framework)
• Verteidigung NATO: NC3TA (NATO C3 Technical Architecture)
• Workflows: WMC (Workflow Reference Model der Workflow Management Coalition)
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
Beispiel: TMN – Layering
12
Element
OSF
Network
OSF
Network Element
OSF
Service
OSF
q3 Interface
Business
OSF
Element
OSF
Network
OSF
Network Element
OSF
q3 Interface
q3 Interface
q3 Interface
x Interface
x Interface
x Interfaceq3 Interface
q3 Interface
Business
Management Layer
Service
Management Layer
Network
Management Layer
Element
Management Layer
Network
Element Layer
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
Beispiel: TMN – Layering
13
• Business Management Layer (BML): Instrumente für die Netzwerk Planung
• Service Management Layer (SML): die Schnittstelle zum Kunden, die Bereitstellung von Diensten
• Network Management Layer (NML): End-To-End Managements des gesamten Netzwerkes
• Network Element Management Layer (NEML):Instrumente zur Verwaltung einer Gruppe von Netzwerk Elementen (Netzbereiche, Trunks, etc.)
• Network Element Layer (NEL): Instrumente zur Verwaltung eines Netzwerk Elementes
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
Beispiel: TMN – Arbeitsteilung
14
ICF: Information
Conversion
Function
OSF-MAF (Agent):
Management Application
Function
OSF-MAF (Manager):
Management Application
Function
f Interface
MCF x: Workstation
Function
MCF q: Mediation
Conversion
Function
q3 Interface
(Full OSI Stack)
q3 Interface
(Full OSI Stack)
NEF: Network
Element Function
SF: Security
Function
DSF: Directory
Systems Function
WSSF: WorkStation
Support Funktion
DAF: Directory
Access Function
MCF f: Mediation
Conversion
Function
OAF: Network
Element Function
MF: Mediation
Funktion
WSF: Workstation
Function
q3 Interface
(Full OSI Stack)
qx Interface
(Partial OSI Stack)
f Interface
Telecommunication Management Network
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
Beispiel: TMN – Layering
15
Die funktionale Architektur von TMN sind die Grundbausteine einer TMN Architektur:• Operation Systems Function (OSF): Management- und
Planungsfunktionen für das Telekommunikationsnetzwerk und die TMN Komponenten selbst. Vier Arten von OSF existieren: Element OSF, Network OSF, Service OSF und Business OSF
• Network Element Function (NEF): Sie repräsentieren Netzwerkkomponenten.
• WorkStation Function (WSF): Die Darstellung der Managementinformationen.
• Mediation Function (MF): Gateway für den Austausch von Management Informationen über Interfacegrenzen hinweg.
• Q Adaptor Function (QAF): Übersetzung von Management Informationen zwischen TMN Systemen und anderen Systemen
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
Die drei Musketiere der Praxis
Einsatz für die Individualentwicklung
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
Drei Musketiere
17
• Java EE:
– Plattformunabhängige Realisierung von mehrschichtigen Geschäftsanwendungen
– Stellt alle modernen Mechanismen für die Umsetzung verteilter Systeme, die im
Kontext einer heterogenen Systemlandschaft ablaufen, zur Verfügung
• .NET Framework:
– Infrastruktur für den Bau, das Deployment und die Ausführung von Anwendungen
und Services, die .NET Technologien verwenden
– Stellt alle modernen Mechanismen für die Umsetzung verteilter Systeme, die im
Kontext einer heterogenen Systemlandschaft ablaufen, zur Verfügung
• SOA:
– Steht für eine ganzheitliche Betrachtung einer IT-Systemlandschaft als
Unterstützungsfunktion für betriebliche Prozesse
– Standardarchitektur, die eine logische Teilung zwischen Applikationen,
Integrationsmechanismen, Diensten und der Orchestrierung vorsieht
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
Java EE
18
Web Browser
(HTML only)
Web Server
(Servlets, JSPs)
Application
Server
(EJBs)
RDBMS
(JDBC, SQL)
Backend Systems
(IMS, SAP)
http / servlet
request
Call to business
logic
HTML result
stream
Distributed
Presentation
Call to database
Call to backend
system
Return from
backend system
Return from
databse
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
Java EE
19
• Historie: – „Green Project“ (Naughton, Gosling und Sheridan) 1990
– Programmierung einer Haushaltssteuerung
– 1996 die erste Entwicklungsumgebung, das JDK 1.0 heraus
• Grundbausteine von Java EE sind:– Applet: Läuft mit oder ohne GUI in Applet-Container (Browser) ab
– Application: Java-Programm, mit oder ohne User Interface
– Servlet (sowie JSP Page oder auch Web Event Listener): Serverseitig ausgeführtes Programm
– Enterprise JavaBean (EJB): Ein EJB ist eine serverseitig ausgeführte Klasse mit Transaktionsunterstützung
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
.NET Framework
20
Web Browser
(HTML only)
ASP.NET
(Controls)
Application Logic
(Base Class
Library)
RDBMS
(MS SQL Server)
Backend Systems
(IMS, SAP)
http / servlet
request
Call to business
logic
HTML result
streamDistributed
Presentation
Call to database
Call to backend
system
Return from
backend system
Return from
databse
Rich Client
Rich Client
request
Server reply
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
.NET Framework
21
• Aktueller Status:
– Version 4,6 (4.5 vor 3 Jahren erschienen)
• Komponenten:
– Windows Presentation Foundation: WPF ist ein Programmiermodell für
die Trennung der Darstellung von der Anwendungslogik über XAML
– Windows Communication Foundation: Eine Service-Orientierte
Kommunikationsplattform, die DCOM, Enterprise Services und Web-
Services unter einem einheitlichen API zusammenfasst
– Windows Worflow Foundation: Ein Framework zur Realisierung von
Workflow-Lösungen bestehend aus einem Workflow-Modul, einem
Designer, einem API sowie einem Laufzeitservice
– Silverlight: Eine plattformunabhängige Browser-Erweiterung als Subset
von WPF. XAML wird als Schnittstelle zwischen Designer und
Programmierer eingesetzt
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
SOA
22
Integration Component
(Enterprise Service Bus / Enterprise Integration Bus)
Service a Service b Service c Service d
Application A Application B Data Store C Application C
Workflow 1 Workflow 2 Workflow 3 Workflow 4
GUI A GUI B GUI C GUI D
Storage Memory CPU Power Network
Orchestration
Services
Applications
Integration
Architecture
Virtualized
Infrastructure
Presentation
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
SOA
23
• Schichten:
– Presentation: das User Interface einer bestimmten Applikation
– Orchestration: Ablauf einer Applikation als ausführbarer Prozess.
Sequenz von aufgerufenen Services, die gleichzeitig den Datenfluss
steuert
– Services: In dieser Schicht sind sämtliche Dienste enthalten
– Integration Architecture: Verbindung diverser Dienste und Verbindung
von Diensten mit bestehenden Applikationen oder Datenbanken
– Applications: Bestehende Applikationen und Daten
– Virtualized Infrastructure: sämtliche zum Betrieb aller Komponenten
nötigen Ressourcen
• Besonderheit:
– Trennung der Logik in zwei Schichten (Applications und Orchestration)
– Starke Standardisierung durch Web Services
– Ein «non greed field» Ansatz!
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
Das historische Duett
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
Zachmann (ISA)
25
Erster umfassender Architekturstandard für verteilte Systeme:
• 1987 IBM Forscher John A. Zachmann: "A Framework forInformation Systems Architecture“
• Versuch der generalisierten Architekturbetrachtung auf Unternehmensebene
• Überlegungen basierend auf einer Gesamtbetrachtung eines Unternehmens und dessen Informationssysteme, als verteilte Ressourcen
• Information System Architecture (ISA)
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
Zachmann (ISA)
26
Model Layer Data
(what)
Function (how) Network
(where)
People Time Motivation
Scope
(Contextual)
List of Things List of
Processes
List of Locations List of
Organisations
List of Cycles List of Goals /
Strategies
Enterprise
Model
(Conceptual)
Conceptual
Enterprise
Model
Business
Process Model
Business
Logistics
System
Work Flow
Model
Master
Schedule
Business Plan
System Model
(Logical)
Logical Data
Model
Application
Architecture
Distributed
System
Architecture
Human
Interface
Architecture
Processing
Structure
Business Rule
Model
Technology
Model
(Physical)
Physical Data
Model
System Design System
Architecture
Presentation
Architecture
Control
Structure
Rule Design
System
(Logical)
Logical Data
Model
Application
Architecture
Distributed
System
Architecture
Human
Interface
Architecture
Processing
Structure
Business Rule
Model
Functioning
System
Data Function Network Organisatoin Schedule Strategy
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
ISA Perspektiven und Fokus
27
Perspektive Beschreibung
Scope / Planner’s View Beschrieben wird die Businessstrategie. Die Sicht dient der Unterteilung und dem
Management der anderen Sichten.
Business Model / Owner’s
View
Beschreibung des Systems aus Sicht des Unternehmens, in das es eingebracht werden
soll.
System Model / Designer’s
View
Bildet die Sicht des Designers. Ein grobes Modell, frei von Details, wird erstellt.
Technology Model / Builder’s View Die Sicht des Builders beschreibt den Feinentwurf und die spezielle Nutzung von
Technologien.
Detailed Representations /
Detailed View
Diese Perspektive betrachtet das System aus dem Blickwinkel des Programmierers.
Functioning Enterprise /
Operational View
Eine Betrachtung des realisierten Systems im Unternehmensumfeld erfolgt.
Fokus Beschreibung
Data / What Betrachtet werden Daten, Businessobjekte und Prozesse.
Function / How Es erfolgt die Betrachtung der Handhabung und der Funktionalität des Systems.
Network / Where Ziel ist die Darstellung der Systemverteilung und die Präsentation der bestehenden Abhängigkeiten der
Elemente.
People / Who Die Interaktion mit dem System durch Personen oder Organisationseinheiten wird untersucht.
Time / When Stellt den zeitlichen Ablauf für die Prozesse und Workflows des How-Fokus her.
Motivation / Why Motivationen für die Systemerstellung wie Zielsetzungen und Businesspläne werden beschrieben.
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
Open Distributed Processing (ODP)
28
Engineering
Viewpoint
Information
Viewpoint
Technology
Viewpoint
Enterprise
Viewpoint
Computation
Viewpoint
Design
Implementation
Requirement
Analysis
Functional
Specification
Open Distributed Processing Software Engineering
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
ODP Viewpoints
29
• Enterprise Viewpoint: Gesamtumgebung & Zweck (Requirements, Constraints, Actions and Policies) aus Unternehmenssicht
• Information Viewpoint: Struktur & Semantik der Informationen
• Computational Viewpoint: Logische, funktionale Komponenten für die Verteilung
• Engineering Viewpoint: Systemunterstützung, um die Verteilung der Objekte aus dem Computational Viewpointzu erlauben
• Technology Viewpoint: Dieser Punkt beschreibt die Wahl konkreter Technologien zur Implementierung und Realisierung des Systems
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
ODP Vorgehen
30
Engineering
Viewpoint
Information Viewpoint
Technology Viewpoint
9. Revise
Enterprise
Viewpoint
Computation Viewpoint
8. Refine / Revise
4. Refine
7. Influences
Start
1.
6. Input To
3. Revise
10. Revise
2. Refine / Revise
12. Revise 13. Revise
11. Revise
5. Affected By
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
Enterprise Architecture Management
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
EAM Fragestellung
32
• Die Anwendungslandschaft ist ein zentraler
Unternehmenswert – sie ist entsprechend zu
verwalten
• Das Ziel von EAM:
– Sicherstellung der effizienten IT-Unterstützung
• Das Umfeld:
– Geschäftsprozesse
– Produktportfolios
– Vertriebskanäle
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
EAM Architekturtypen
33
• EAM betrachtet die Anwendungslandschaft immer aus verschiedenen Blickwinkeln
• Zum Beispiel:– Business Architecture
– Information Architecture
– Technology Architecture
– Solution Architecture
• Oder:– Informations-, Anwendungs-, Daten-, Kommunikations-,
Technologie- und IS-Architektur
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
Business Architecture: Idee
34
• Formalisierung der Geschäftstätigkeit als Grundlage
• Problematik: Formalisierung der IT ist sehr weit fortgeschritten
• Aber: Die geschäftliche Tätigkeit kennt diese Formalisierung nur im Bereich Business ProcessEngineering
• Elemente:– Wertschöpfungsnetzwerk
– Geschäftsmodell
– Prozesslandkarte und Wertschöpfungsketten
– Funktionenmodell
– Informations- und Datenmodell
– Bebauungsplan zur Strategie-Umsetzung
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
Business Architecture: Elemente 1/2
35
• Wertschöpfungsnetzwerk– Visualisierung Wertschöpfungsnetzwerk im Markt mit Position und
Umfeld des Unternehmens
– Darstellung der unterschiedlichen Marktrollen des Unternehmens
• Geschäftsmodell– Visualisierung des Geschäftsmodells
– Beschreibung der Funktionen und Schnittstellen des Unternehmens
– Beschreibung möglicher Soll-Bruchstellen und strategischer Optionen
• Prozesslandkarte und Wertschöpfungsketten– Verzeichnis der Prozesse für die Wertschöpfungsketten
– Verzeichnis der Wertschöpfungsketten
– Darstellung der Wertschöpfungsketten für die Leistungserstellung gegenüber den Kunden
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
Business Architecture: Elemente 2/2
36
• Funktionenmodell– Verzeichnis der Business-Funktionen
– Klassifikation der Funktionen nach «Buy» und «Make»
• Informations- und Datenmodell– Katalog der Daten-Objekte
– Klassifikation der Daten-Objekte bezüglich Lead und Follower
– Daten-Referenzmodell
– Mapping zu Prozessen, Business-Funktionen und IT-Architektur
• Bebauungsplan zur Strategie-Umsetzung– Fachlicher Bebauungsplan zur Strategieumsetzung für
Marktbearbeitung und Ausbildung sowie für Programme und Projekte
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
TOGAF
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
TOGAF
38
Open Group Architekturframework The Open Group Architecture Framework (TOGAF)
• ADM (Architecture Development Model): Wie aus Framework und Architekturprinzipien in mehreren Phasen die Unternehmensarchitektur entwickelt werden soll
• ABB: Architecture Building Block & SBB: Solution Building Block
Geschäftsarchitektur
Vision
GA
IS
TA
Imp. Arch.
Migration
Plan
Imp.
Gov.
Change
Mgmt
Requirements
TOGAF ADM Cycle
Informationsystemarchitektur
Technische Architektur
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
TOGAF Bestandteile
39
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
TOGAF Ebenen
40
Ebene Aufgabe Fragestellungen
Geschäfts-
architektur
Beschreibt die
Organisation, die
Treiber und die
Prozesse als
abstrakte
Architecture
Building Blocks.
Wie ist die Aufbauorganisation des Unternehmens strukturiert?
Wie sieht die Aufgabenstellung der einzelnen Abteilungen aus?
Was ist die strategische Zielsetzung des Unternehmens und der IT, die
durch die Architektur unterstützt oder zumindest nicht behindert werden
sollen?
Wie sieht die Ablauforganisation des Unternehmens aus?
Welches sind die wertschöpfenden Leistungsprozesse, welches die
Führungs- und welches die Supportprozesse?
Informations-
system-
architektur
Beschreibt die
Geschäftsobjekte,
die fachlichen
Dienste als
abstrakte
Architecture
Building Blocks und
die Anwendungen
Welches sind die wichtigsten fachlichen Informationen?
Wie sind die Geschäftsinformationen oder Geschäftsobjekte definiert?
Was sind die fachlichen Dienste, die durch Informationssysteme
unterstützt werden müssen?
Wie hängen die fachlichen Dienste mit den Prozessen als Beschreibung
der Ablauforganisation zusammen?
Welche Arten von Anwendungen gibt es?
Welche Anwendungen werden eingesetzt?
Welche Anwendung hat welche Aufgabe?
Technologie-
architektur
Beschreibt
Plattform- und
Netzwerkdienste.
Wie ist die technische Architektur aufgebaut?
Welche technischen Dienste unterstützen die
Informationssystemarchitektur?
Was sind Plattformdienste und was sind Netzwerkdienste?
Wie sind die Dienste beschrieben?
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
TOGAF Zentrale Begriffe
41
TOGAF-Begriff Definition / Referenz
Anwendung Konkrete Implementierungen von Funktionalitäten. Sie enthalten die konkrete
technische Beschreibung.
Fachlicher
Dienst
Beschreiben Aktivitäten, die Geschäftsabläufe unterstützen. Sie realisieren
Geschäftsfähigkeiten durch konkrete Service Definitionen (Interface und
verantwortliche Organisation).
Geschäfts-
information
Konzeptionelle geschäftsrelevante Datenobjekte, die vom Fachexperten
definiert werden. Sie stehen im Zusammenhang mit anderen Bausteinen wie
beispielsweise Prozessen, Anwendungen, Services usw.
Geschäftsobjekt Logische oder physische Datenkomponente.
Netzwerkdienst Ein Netzwerkdienst beschreibt die konkrete technische Umsetzung.
Organisation Eigenständige Einheit von verantwortlichen Personen und Aufgaben, Zielen
oder Aufträgen.
Plattformdienst Ein Plattformdienst stellt die konkrete Beschreibung einer Infrastrukturfähigkeit
anhand eines konkreten Interfaces (technische Beschreibung) und der
verantwortlichen Organisationseinheit dar.
Prozess Abfolge von Funktionen oder Aktivitäten zum Erreichen eines bestimmten
Ergebnisses.
Treiber Geschäftstreiber beschreiben die Zielvorgaben für das Geschäft oder die
Aufgaben der OE.
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
TOGAF Light
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
Aufbau einer Standardarchitektur mit
TOGAF Light
43
Geschäftsarchitektur
Solution Building Blocks (SBB’s)
Architecture Building Blocks (ABB’s)
Treiber Prozess
Ziele des
Unternehmens
Prozesse
(Ablauforganisation)
Informationssystemarchitektur
Solution Building Blocks (SBB’s)
Architecture Building Blocks (ABB’s)
Organisation
Fachlicher Dienst
Organisation
(Aufbauorganisation)
Anwendung(SOLL)
Technologiearchitektur
Solution Building Blocks (SBB’s)
Architecture Building Blocks (ABB’s)
Platformdienst Netzwerkdienst
Platformdienst
(IST)
Netzwerkdienst
(SOLL)
Geschäftsinformation /
Geschäftsobjekt
Entität
(IST)
Entität
(SOLL)
Anwendung
(IST)
Netzwerkdienst
(IST)
Platformdienst
(SOLL)
Was ist TOGAF Light?
• Reduzierte Variante von TOGAF
• Praxiserprobt
• Verwaltbar
• Verständlich
• Siehe Praktikum
Zurich Universities of
Applied Sciences and Arts
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit