ارائه روشي براي طراحي مبتني بر سرويس

فهرست مطالب
عنوان                                                                                                                           شماره صفحه

چکيده    1
مقدمه    2

فصل اول: کليات معماري سرويس گرا   
1-1) تعاريف اوليه    5
1-1-1) سبک معماري مبتني بر سرويس    5
2-1) اهداف تحقيق    7
3-1) پيشينه تحقيق    8
4-1) روش کار و تحقيق    10
5-1) مقايسه اي بر مدلهاي توسعه وابسته به معماري    11
1-5-1) توسعه مبتني بر object    11
2-5-1) توسعه مبتني بر مؤلفه    12
3-5-1) محاسبات توزيع يافته    13
4-5-1) معماري سرويس گرا    14
1-4-5-1) توسعه مبتني بر سرويس    15
2-4-5-1) قابليتهاي معماري سرويس گرا    17
6-1) مؤلفه هاي SOA    18
7-1) اصول سرويس گرائي
21
8-1) سرويس گرائي و تشکيلات سازماني    27
1-8-1) لايه هاي سرويس      29
1-1-8-1) لايه سرويس کاربردي    32
2-1-8-1) لايه سرويس تجاري    34
3-1-8-1) لايه سرويس همنوائي    34
2-8-1) سرويسهاي Agnostic    37

فصل دوم : تحليل مبتني بر سرويس   
1-2) چرخه حيات معماري سرويس گرا    40
2-2) استراتژيهاي تحويل SOA    41
1-2-2) روش پايين به بالا    41
2-2-2) روش بالا به پايين    43
3-2-2) روش Meet-In-The-Middle      45
3-2) تحليل سرويس گرا    47
1-3-2) اهداف تحليل سرويس گرا    47
2-3-2) پروسه تحليل سرويس گرا    48

فصل سوم : الگوها و اصول طراحي   
1-3) نکات قابل توجه طراحي    52
1-1-3) مديريت دانه بندي سرويس و مؤلفه    52
2-1-3) طراحي براي قابليت استفاده مجدد    53
3-1-3) طراحي براي قابليت ترکيب سرويس    54
1-3-1-3) اتصال و همبستگي
54
2-3) رهنمودهاي عمومي    55
1-2-3) استانداردهاي نامگذاري     55
2-2-3) طراحي عمليات سرويس به شکلي که ذاتا قابل توسعه باشد    56
3-2-3) تعيين متقاضيان مطرح سرويس    56
3-3) الگوهاي طراحي و انواع معماري    57
1-3-3) الگوها    58
2-3-3) طراحي بنيادي    59

فصل چهارم : راهکار پيشنهادي   
1-4) مرحله 1 بازبيني لايه بندي سيستم SOA    64
1-1-4) فعاليت 1 مروري بر استراتژيهاي لايه بندي    64
2-1-4) فعاليت 2 بازبيني لايه بندي فاز تحليل    66
3-1-4) فعاليت 3 معرفي لايه هاي تخصصي تر    67
1-3-1-4) لايه داده    67
2-3-1-4) لايه دسترسي سرويس    70
3-3-1-4) لايه تعامل     71
2-4) مرحله 2 تحليل تغييرپذيري    77
1-2-4) فعاليت 1 شناسايي انواع تغييرپذيري    79
2-2-4) فعاليت 2 مدلهاي موجود براي تغييرپذيري    83
3-2-4) فعاليت 3 گروهبندي و مدلسازي تغييرپذيري    84
4-2-4) فعاليت 4 نگاشت نقاط تغييرپذير    87
3-4) مرحله 3 سرويسهاي فاز طراحي
89
1-3-4) فعاليت 1 تعيين سرويسها    90
2-3-4) فعاليت 2 جايگاه سرويسهاي کنترلي    98
4-4) مرحله 4 مروري بر دانه بندي     99
1-4-4) فعاليت 1 تکنيک دانه بندي سرويسها و چنددانه اي بودن    102
2-4-4) فعاليت 2 متدهاي چند دانه اي سرويسها    104
5-4) مرحله 5 مدلسازي فرايند     108
1-5-4) استفاده از مدلسازي فرايند براي طراحي معماري سرويس گرا     108
2-5-4) ابزار مدلسازي فرايند    109
3-5-4) فعاليت طراحي فرايند کسب و کار مبتني بر سرويس    113

فصل پنجم : بررسي موردي   
1-5) انتخاب بررسي موردي    115
1-5) سيستم سفارش کالا    116
3-5) تحليلي بر راهکار پيشنهادي    134

فصل ششم : نتيجه گيري و پيشنهادات     
1-6) نتيجه گيري    136
2-6) پيشنهادات    138
مقاله    139
پيوستها    140
منابع و ماخذ   
فهرست منابع فارسي    196
فهرست منابع لاتين    197
شکل 1-1) ميان افزار مبتني بر پيغام[24]    14
شکل 2-1) مدل مفهومي معماري سرويس گرا[24]    15
شکل 3-1) توسعه مبتني بر سرويس[24]    16
شکل 4-1) يک ديدگاه اوليه از چگونگي قرار گرفتن منطق خودکارسازي در داخل واحدها توسط    SOA    20
شکل 5-1) عملياتهايي که به سرويسهاي متفاوتي تعلق دارند و بخشهاي متنوعي از منطق پروسه را نمايش مي دهند.    20
شکل 6-1) چگونه مؤلفه هاي يک معماري سرويس گرا با يکديگر ارتباط دارند.    21
شکل 7-1) پيمانهاي سرويس به طور رسمي مؤلفه هاي سرويس, عمليات و پيغام از يک معماري سرويس گرا را تعريف مي کند.    23
شکل 8-1) سرويسها وابستگي ها را به قرارداد سرويس محدود مي کنند و با اين کار به  منطق سرويس دهنده زيرين و تقاضاکننده اجازه مي دهند که loosely coupled باقي بمانند.    24
شکل 9-1) عمليات Update Everything يک ترکيب سرويس را بسته بندي مي کند     25
شکل 10-1) مراحل statelessو stateful که يک سرويس درهنگام پردازش يک پيغام از آنها عبور مي کند .    27
شکل 11-1) جايگاه سرويسها[1]    28
شکل 12-1) لايه هاي تخصصي سرويس[1]    32
شکل 13-1) سلسله مراتب چرخه حيات توسعه سرويسهاي وب[9]    36
شکل 14-1) بخش بندي سرويسها که محيط راه حل  و پردازشهاي تجاري را تفکيک کرده است[1].    38

شکل 1-2) چرخه حيات معماري سرويس گرا           40
شکل 2-2) گامهاي تکنيک پائين به بالا    42
شکل 3-2) گامهاي تکنيک بالا به پائين    44
شکل 4-2) گامهاي تکنيک  meet in the middle [1]    46

شکل 1-3) در صورت تجزيه يک سرويس , الگوهاي نظارتي به عدم تاثيرگذاري در قرارداد سرويس کمک مي کنند.[27]   
59
     
شکل 2-3) منطق  Agnostic و [27] Non Agnostic    60

شکل 1-4) فعاليتهاي فاز طراحي   
63
شکل 2-4) مدل گسترش سيستم تحت تاثير لايه بندي [30]    65
شکل 3-4) پنهان سازي پيچيدگي توسط لايه انتزاعي داده    69
شکل 4-4) لايه دسترسي سرويس[2]    70
شکل 5-4) ساختار منطقي از سرويسهاي تعاملي    73
شکل 6-4) مثالهايي از سرويس تعاملي در SOA
76
شکل 7-4) چارچوب مبتني بر سرويس براي سرويسهاي تعاملي    76
شکل 8-4) 4 نو ع تغييرپذيري    80
شکل 9-4) واسط مورد نياز فرايند کسب و کار    81
شکل 10-4) نقاط تغييرپذير ممکن    82
شکل 11-4) شمايي از تغييرپذيري در XML [6]    83
شکل 12-4) مدل تصميم , مدل واسطي براي سازگاري سرويسها مي باشد[6]    84
شکل 13-4) دياگرام فعاليت و نقاط تغيير پذير[31]    85
شکل 14-4) مدل خصيصه[31]    86
شکل 15-4) سرويسهاي Gateway [2]    92
شکل 16-4) سرويسهاي Façade [2]    93
شکل 17-4) جايگاه دستورات کنترلي درمقايسه دو راه حل [2]    96
شکل 18-4) سرويسهاي دانه درشت[11]    101
شکل 19-4) ارتباط سرويس دانه درشت و سرويس دانه ريز[11]    103
شکل 20-4) متد جديدي براي ارسال اطلاعات آدرس اضافه شده است.[11]    105
شکل 21-4) يک متدي که هر دو نوع اطلاعات آدرس و حساب را بر مي گرداند.[11]    105
شکل 22-4) متدي که مؤلفه هاي درخواست داده شده را برمي گرداند[11]    107
شکل 23-4) مدلسازي سلسله مراتبي با BPMN [5]    112
شکل 24-4) مجموعه مدلهاي فاز طراحي و ارتباط آنها    113
شکل 1-5) دياگرام فعاليت 3 عامل    117
شکل 2-5) سرويسهاي کانديد
120
شکل 3-5) مدل لايه بندي سيستم    121
شکل 4-5) تغيير پذيري در گردش کار    122
شکل 5-5) مدل خصيصه    123
شکل 6-5) دياگرام فعاليت براي شناسايي وابستگيها    124
شکل 7-5) دياگرام General Composition     125
شکل 8-5) مدل نگاشت    125
شکل 9-5) لايه تامين کننده QOS    126
شکل 10-5) سرويسهاي دانه ريز    127
شکل 11-5) دياگرام Consignee Collaboration    127
شکل 12-5) دياگرام Consignee Sequence Diagram    128
شکل 13-5) دياگرام Shipper Collaboration    128
شکل 14-5) دياگرام Shipper Sequence    129
شکل 15-5) دياگرام Partial Order Process Collaboration     129
شکل 16-5) دياگرام Partial Order Process Sequence
    130
شکل 17-5) دياگرام تعاملات مابين سرويس فرايند و سرويسهاي همکار
    131
شکل 18-5) مدل BPMN    132
چکيده
معماري سرويس گرا به سرعت به عنوان نخستين ائتلاف و راه حل معماري محيطهاي محاسباتي ناهمگون و پيچيده معاصر پديدار گشته است .  SOA نيازمند اين است که سازمانها مدلهاي کسب و کار خود را ارزيابي کنند, به ايجاد تکنيکهاي تحليل و طراحي مبتني بر سرويس بيانديشند و طرحهاي گسترش و پشتيباني روابط مابين فروشنده , مشتری و شريک تجاری را ارزيابي کنند . طراحان نمي توانند انتظار مديريت توسعه يک پروژه سرويس گرا را داشته باشند بدون اينکه به شيوه طراحي دقيق و متدولوژي توسعه تکيه داشته باشند . از آنجايي که متدولوژي توسعه مبتني بر سرويس اهميت حياتي در توصيف  ,ساخت , پالايش و تطبيق فرايندهاي کسب وکاري دارد که تغييرپذيري بالايي دارند و تا به حال روش مناسب و منسجمي براي توسعه برنامه هاي کاربردي تجاري قدرتمند وجود ندارد , هدف اين تحقيق ارائه روشي براي طراحي مبتني بر سرويس مي باشد . در اين تحقيق از تکنيکها و مباحث مطرح درSOA   استفاده شده و براي طراحي سرويس گرا روشي پيشنهاد مي شود . تمرکز تحقيق بر روي فرايند طراحي مي باشدکه اصول و تکنيکهاي کافي براي مشخص کردن , ساخت و پالايش فرايندهاي کسب وکاري که به سرعت دچار تغيير مي شوند فراهم مي کند . روش پيشنهاي براي ايجاد کنترل متمرکز از تجريد لايه های سرويس و طبقه بندی انواع سرويس استفاده نموده و در کنار استفاده از سيستمهاي موروثي در حمايت از استراتژيهاي کوتاه مدت سازمانها  ,بر اساس اصول طراحي و اصول سرويس گرائي در راستاي استراتژيهاي بلند مدت عمل مي کند تا در تامين اهداف تجاري و حمايت از فرايندهايي که به سرعت دچار تغيير مي شوند مفيد واقع شود . همچنين زمينه تعامل عاملهاي مختلف فرايند که در سطح چندين سازمان گسترده شده اند فراهم مي شود و با تحليل تغييرپذيري, انعطاف پذيري سيستم در حمايت از نقاط متغير فرايندها و تغيير در سياستهاي کسب و کار افزايش مي يابد .  بدين منظور در ادامه بحث ابتدا سبکهاي مختلف توسعه نرم افزار به همراه سبک مبتني بر سرويس و اصول سرويس گرائي به تفصيل بررسي مي گردد , سپس چرخه حيات معماري سرويس گرا و فاز تجزيه و تحليل که مقدمه اي براي طراحي مي باشد مورد بررسي قرار مي گيرد و در ادامه با بيان اصول و الگوهاي طراحي موجود , راهکار پيشنهادي با  نمونه پياده سازي شده به صورت مشروح بيان مي گردد .
مقدمه
در طول چهار دهه اخير، ميزان پيچيدگي نرم افزارها بصورت صعودي افزايش يافته و تقاضا براي نرم افزارهاي قدرتمندتر بيشتر شده است. در اين ميان، به نظر مي رسد که روشهاي قديمي جوابگوي نيازهاي در حال رشد کنوني نيستند و نياز به ايجاد و بکارگيري روشهائي است که بوسيله آنها بتوان بر اين پيچيدگيها بصورت کاراتر و در زماني کوتاهتر غلبه کرد. از سوي ديگر امكان كنار گذاشتن يکباره سيستمهاي نرم افزاري موجود که تا به حال مشغول سرويس دهي به مشتريان بوده اند، وجود ندارد و مي بايست سيستمهاي جديد را بصورت يکپارچه و در کنار همين سيستمهاي فعلي بوجود آورد. معماري سرويس گرا، با تکيه بر اصول سرويس گرائي و محاسبات و سرويس هاي توزيع شده و بر پايه پروتکلهاي شبکه و لايه هاي منطقي سرويس و همچنين زبانهايي که توليد نرم افزارهاي توزيع شده را فراهم مي كنند، به عنوان راه حلي مناسب جهت از ميان برداشتن مشکلات و مسائل مذكور مطرح گرديده است
معماري  سرويس گرا (SOA)
SOA مجموعه قوانين ، سياستها و چارچوبهايي است كه نرم افزارها را قادر مي سازد تا عملكرد خود را از طريق مجموعه سرويسهاي مجزا و مستقل و در عين حال مرتبط با هم در اختيار ساير درخواست كنندگان قرار دهند تا بتوانند بدون اطلاع از نحوه پياده سازي سرويس و تنها از طريق رابطهاي استاندارد و تعريف شده، اين سرويسها را يافته و فراخواني نمايند و يا در تعريف ديگر مي توان گفت معماري سرويس گرا روشي براي ساخت سيستمهاي توزيع شده اي است که در آنها عملکرد سيستم بصورت سرويس در اختيار کاربران و يا ساير سرويسها قرار مي گيرد. از ديگرتعاريف ارائه شده مرتبط با معماري هاي سرويس گرا مي توان به واحدهاي نرم افزاري آماده در شبكه  يا سرويسهاي سطح حرفه اي   اشاره كرد. در حال حاضر، تکنولوژي سرويسهاي وب  و پياده سازي نمونه هاي موفق از آن، نشان داده است که SOA مي تواند به عنوان راه حلي عملي و دست يافتني در طراحي سيستمهاي توزيع شده جديد و يکپارچه سازي سيستمهاي بزرگ موجود مطرح گردد
نياز به معماري سرويس گرا و امکانات آن از جنبه هاي مختلف به نحوه بارزي در برنامه هاي كاربردي توزيع شده جديد خصوصا برنامه هاي مرتبط باE-Commerce  مشهود و ملموس است. به عنوان نمونه اگر مثلا سرويس مربوط به پرداخت با كارت اعتباري غير فعال باشد، ‌قرار نيست كه فرايند فروش متوقف شود. بلكه سفارش ها بايستي پذيرفته شوند وعمليات پرداخت به وقت ديگري موكول شود.  همانند ساير معماري هاي توزيع شده،‌ SOA  ساخت برنامه هاي كاربردي با استفاده از اجزايي كه در حوزه هاي جدا از هم قرار دارند را ممكن مي سازد  و غالبا از سرويسهاي وب به عنوان نقاط ورود برنامه كاربردي استفاده مي كند
1 اهداف تحقيق
راهکارهاي نوين توسعه سيستم هاي نرم افزاري که هم اکنون بطور گسترده استفاده مي گردند عليرغم نکات برجسته و نقاط کارامد غالبا سيستم هائي ايجاد مي کنند که از کمبودهائي رنج مي برند. مهمترين نقاط ضعف اين سيستم هاي نرم افزاري شامل موارد زير است:
•    کمبود انعطاف پذيري محيط کسب و کار سازمان
•    کند بودن در پشتيباني از تغييرات نيازمنديهاي کسب و کار و پشتيباني اهداف و سياستهاي جديد
•    سربارها و پيچيدگيهاي عملياتي و قابليت استفاده مجدد کم سرمايه هاي فعلي سازمان
•    کمبود تعامل پذيري مناسب و دشواري گسترش سريع استانداردهاي صنعتي نوين