Post on 03-Feb-2018
Introducción a la Programación Distribuida
Aplicaciones Distribuidas
Contenido
Aplicaciones EmpresarialesArquitecturas Sistemas DistribuidosObjetos DistribuidosMiddleware Orientado a MensajesXMLServicios WebJ2EEMicrosoft .NET.NET vs. J2EEFrameworks, Patrones y UML
Aplicaciones Distribuidas 2
Aplicaciones Empresariales
Internet y Comercio Electrónico Adopción de nuevas tecnologías y nuevos requisitos de desarrollo.Rápidos cambios tecnológicos.Desafíos para un informático:
Capacidad de respuesta.
Productividad.
Fiabilidad y disponibilidad.
Seguridad.
Escalabilidad.
Integración con otros sistemas.
Interfaces de usuario.
Aplicaciones Distribuidas 3
Necesitamos una plataforma con una rica infraestructura que ofrezca diferentes posibilidades arquitectónicas favoreciendo un entorno de desarrollo rápido.
Arquitecturas Sistemas Distribuidos
Arquitectura Cliente/Servidor (2 capas):
Inconvenientes:
Dificultad en el mantenimiento.
Mucho tráfico en la red.
Escalabilidad limitada.
...
Aplicaciones Distribuidas 4
Aplicación Base de Datos
Cliente Servidor
Arquitecturas Sistemas Distribuidos
Unidades funcionales de una aplicación:
Presentación.
Lógica de negocio.
Datos.
Arquitectura en 3-capas
Aplicaciones Distribuidas 5
PresentaciónLógica
de Negocio Datos
Arquitecturas Sistemas Distribuidos
Arquitectura n-capas.Ejemplo web: separar la lógica de la presentación de la interfaz de usuario.
Arquitectura enterprise:Evolución arquitectura n-capas.
En la capa de negocio tenemos objetos de negocio (componentes de servidor): compartir funcionalidad.
Aplicaciones Distribuidas 6
Lógica Presentación
Servidor Web
LógicaNegocio
Navegador Datos
Servidor de Aplicaciones
...
Objetos Distribuidos
Caracterizan una arquitectura enterprise.Motivación:
Trabajar con objetos distribuidos de un modo transparente.
Tecnologías destacadas:CORBA:
● Especificación independiente de lenguaje y plataforma.
● Define servicios de infraestructura.
RMI: simple mecanismo de llamadas remotas entre objetos Java.
DCOM:
● Mecanismo llamadas remotas a objetos COM
● Sucesor: .NET Remoting.
Acceso a componentes de servidor: EJB, CCM, COM+Limitación: firewalls.
Aplicaciones Distribuidas 7
Middleware Orientado a Mensajes
Motivación:Mecanismo de comunicación entre sistemas débilmente acoplados.
Comunicación asíncrona.Populares en los 80’s y 90’s en los sistemas IBM (MQSeries).Integración de aplicaciones.Basados en colas de mensajes.Modelo de programación:
Punto a punto.
Publicación/suscripción.
Problema: evolución tecnológica.Diferentes APIs de programación.
JMS:API Java para acceso a servicios de mensajes.
Independencia del proveedor.
Aplicaciones Distribuidas 8
XML
Motivación:
Intercambio de datos en internet.
Requisitos:
Simple.
Independiente de la plataforma y del lenguaje de programación
Estándar y de amplia difusión
Definición de estructuras complejas
Descripción, validación y transformaciones.
Integración con otros sistemas.
Aplicaciones Distribuidas 9
XML vs. HTML
Limitaciones de HTML:
Mezcla contenido (datos) con presentación ● Difícil de procesar.
● No podemos consultar su contenido.
Está predefinido, lo que limita la definición de estructuras complejas.
No podemos describir, validar ni transformar documentos:● No podemos consultar su información
● No permite distribuir la carga de procesamiento.
Solución: XML
Aplicaciones Distribuidas 10
XML (eXtensible Markup Language)
Meta-lenguaje de etiquetas derivado de SGML.No es una extensión de HTML.
Permite definir lenguajes de etiquetas (HTML).
Reúne los requisitos de un lenguaje de intercambio de información:Simple: al estar basado en etiquetas y legible.
Independiente de la plataforma: codificación UNICODE.
Estándar y amplia difusión: W3C, XML está de moda.
Definición de estructuras complejas: DTD, Schemas.
Validación y transformación: DTD, XSLT.
Integración con otros sistemas.
Facilita procesamiento lado cliente.Otras aplicaciones:
Generación de vistas: HTML, WML.
Configuración de aplicaciones.
Aplicaciones Distribuidas 11
XML - Ejemplo
<?xml version=“1.0” encoding=“ISO-8859-1” ?>
<DISCO CODIGO=“B000067FSG”>
<TITULO> Estrella de Mar </TITULO>
<ARTISTA> Amaral </ARTISTA>
<ESTILO> Pop </ESTILO>
<REFERENCIA>
<EDITORA> Virgin </EDITORA>
<AÑO_EDICION> 2002 <AÑO_EDICION>
</REFERENCIA>
<MUSICOS>
<MUSICO ROL=“cantante”> Amaral </MUSICO>
<MUSICO ROL=“guitarra”> Juan Aguirre </MUSICO>
</MUSICOS>
</DISCO>
Aplicaciones Distribuidas 12
Instrucción de Procesamiento
Etiqueta
Atributo
Raíz
XML - DTD
Descripción de los documentos XML:Validación.
<!ELEMENT DISCO (TITULO, ARTISTA, ESTILO?, REFERENCIA, MUSICOS)><!ATTLIST DISCO CODIGO ID #REQUIERED><!ATTLIST DISCO TIPO=(CD | LP | DVD) “CD”><!ELEMENT TITULO (#PCDATA)>...<!ELEMENT REFERENCIA (EDITORA, AÑO_DISTRIBUCION) ><!ELEMENT MUSICOS (MUSICO*)>...
Aplicaciones Distribuidas 13
XML - DTD
Documento XML:Válido: sigue la estructura de un DTD
● Dentro del fichero XML:
– <!DOCTYPE web-app– PUBLIC "-//Sun Microsystems, Inc.//DTD Web
Application 2.2//EN"– "http://java.sun.com/j2ee/dtds/web-app_2_2.dtd">
Bien formado: sigue las reglas de generación de XML.Limitaciones:
No es XML.
Tipado de datos muy limitado.
No soporta espacios de nombres.
Aplicaciones Distribuidas 14
XML – Familia de Estándares
Schemas: Mismo propósito que un DTD, pero con mayor riqueza semántica.
Sintaxis basada en XML.
Contiene tipos predefinidos.
Espacios de nombres (NameSpaces).
<?xml version=“1.0”>
<xsd:schema xmlns:xsd=“http://www.w3c.org/2000/08/XMLSchema”>
<xsd:element name=“Disco” type=“DiscoTipo”>
<xsd:complexType name=“DiscoTipo”>
<xsd:attribute name=“codigo” type=“String”>
<xsd:sequence>
<xsd:element name=“Titulo” type=“String”>
<xsd:element name=“Artista” type=“String”>
<xsd:element name=“Referencia” type=“ReferenciaTipo”>
...
Aplicaciones Distribuidas 15
XML – Familia de Estándares
NameSpaces:Espacios de nombres para cualificar elementos y atributos evitando la colisión de nombres.
xmlns:xsd=“http://www.w3c.org/2000/08/XMLSchema”
XSLT: Definición de reglas de transformación de documentos.
XSL: Definición de hojas de estilos.
XPath: Para hacer referencia a partes de un documento.
/DISCO[Titulo=“Estrella de
Mar”], /DISCO//MUSICOS[1]
XLink: Enlace documentos entre sí.
XPointer: Enlace de secciones dentro de un documento.
XQuery: Consultas XML.
Aplicaciones Distribuidas 16
XML - Parsers
API SAX:Acceso secuencial al documento.
Modelo de programación basado en eventos (callbacks).
Simple y rápido: consume pocos recursos.
Sólo consulta.
API DOM:Construye una estructura arbórea a partir del documento.
Potente, pero más costoso.
Permite actualizaciones.
Ideal para estructuras complejas.
Numerosas implementaciones de los analizadores.API JAXP de Java.
Aplicaciones Distribuidas 17
Servicios Web
Aplicaciones Distribuidas 18
• Motivación:• Comunicación segura entre procesos. • Necesidad de exponer la lógica de negocio a través de los firewalls de una
organización.• Uso de tecnologías estándar: HTTP, SMTP, XML
• En la práctica: • Modo de acceso a un servicio implementado con una tecnología diferente (ej. Java
.NET)
Servicios Web - SOAP
SOAP (Simple Access Protocol):“Intercambio de datos en un entorno distribuido usando XML”.
Puede usarse para llamadas remotas (RPC).
Aplicaciones Distribuidas 19
<SOAP-ENV:Envelope xmlns:SOAP-ENV="http://schemas.xmlsoap.org/soap/envelope/" SOAP-ENV:encodingStyle=”http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding”>
<SOAP-ENV:Header> <h:transaccion xmlns:h="http://www.misEjemplos.com/cabeceras">
43 </h:transaccion>
</SOAP-ENV:Header> <SOAP-ENV:Body>
<m:validarPedido xmlns:m="http://www.misEjemplos.com/pedidos"> <m:id>EF453</m:id>
</m:validarPedido> </SOAP-ENV:Body>
</SOAP-ENV:Envelope>
Servicios Web - WSDLDocumento XML para describir servicios web.Operaciones que soporta.Modo de acceso:
Protocolo de transporte: SOAP, HTTP, SMTP.
Representación de datos.
Localización.Generada a partir de las implementaciones.
Aplicaciones Distribuidas 20
WSDL - Ejemplo
<message name='obtenerHoteles'> <part name='Ciudad' type='xsd:string'/> </message> <message name='obtenerHotelesResponse'> <part name='Result' type='typens:ArrayOfHotel'/> </message>
<portType name='ServicioHotelPortType'> <operation name='obtenerHoteles'> <input message='wsdlns:obtenerHoteles' /> <output message='wsdlns:obtenerHotelesResponse' /> </operation></portType>
Aplicaciones Distribuidas 21
WSDL - Ejemplo
<binding name='ServicioHotelSoapBinding' type='wsdlns:ServicioHotelPortType' > <soap:binding style='rpc' transport='http://schemas.xmlsoap.org/soap/http' /> <operation name='obtenerHoteles' > <soap:operation
soapAction='http://tempuri.org/action/ServicioHotel.obtenerHoteles' /> <input> <soap:body use='encoded' namespace='http://tempuri.org/message/'
encodingStyle='http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/' /> </input> <output> <soap:body use='encoded' namespace='http://tempuri.org/message/'
encodingStyle='http://schemas.xmlsoap.org/soap/encoding/' /> </output> </operation> </binding> <port name='ServicioHotelSoapPort' binding='wsdlns:ServicioHotelSoapBinding' > <soap:address location='http://dis.um.es/hoteles/ServletServicio' /> </port>
Aplicaciones Distribuidas 22
Servicios Web - UDDI
UDDI:Descripción, registro y descubrimiento de Servicios Web.
Páginas blancas, páginas amarillas y páginas verdes.
Registro Global: Microsoft e IBM.
Aplicaciones Distribuidas 23
Servicios Web - Conclusiones
Resuelve de un modo superficial la comunicación segura entre procesos.
No abarca todos los requisitos programación distribuida (CORBA).
Limitaciones:Los servicios web no tienen estado.
No existe un modelo global de seguridad.
No disponemos de transacciones.
...
Con la aparición de .NET es una tecnología muy utilizada para la integración tecnológica.
Aplicaciones Distribuidas 24
J2EE: Java 2 Enterprise Edition
J2SE:
Aplicaciones Distribuidas 25
J2EE
J2EE:“Añade las capacidades necesarias a J2SE para proporcionar una plataforma Java completa, estable, segura y rápida para el desarrollo de aplicaciones enterprise”.
“Conjunto de especificaciones y prácticas que juntas favorecen el desarrollo, despliegue y gestión de aplicaciones n-capas orientadas al servidor”
Desarrollo en capas basado en la idea de contenedor.
Cualquier fabricante puede implementar las especificaciones.
Simplifica la conectividad.
Aplicaciones Distribuidas 26
J2EE
Especificaciones:Extensión de JDBC (acceso a BD).
RMI sobre IIOP:
● Integración CORBA
EJB:
● Modelo de componentes de servidor para aplicaciones distribuidas.
Java Servlets/JSP:
● Framework para construir aplicaciones web dinámicas.
JMS:
● Integración con los middleware orientados a mensajes
Java Mail:
● Framework para desarrollar aplicaciones de correo
Java Transaction API:
● Transacciones distribuidas.
…
Prácticas:http://www.oracle.com/technetwork/java/javaee/blueprint
http://java.sun.com/blueprints/patterns/
Aplicaciones Distribuidas 27
Microsoft .NET
Aplicaciones Distribuidas 28
• Desarrollo en Windows anterior a .NET:• Modelos de componentes: COM, OLE y ActiveX. • Interfaces de usuario: Microsoft Foundation Classes.• Aplicaciones web con contenido dinámico: ASP.• Acceso a datos y directorios: OLE DB y ODBC ADO.• XML: API MSXML.• Componentes distribuidos: DCOM• Mensajes asíncronos: MSMQ• Servidor de aplicaciones: Microsoft Transaction Server.• Componentes de Servidor: COM+
Microsoft .NET – Arquitectura DNA
Aplicaciones Distribuidas 29
• Arquitectura DNA (Distributed InteNet Applications Architecture):
• Framework Microsoft .NET.
Microsoft .NET - Aportaciones
Nuevo modelo de ejecución: Common Language Runtime (CLR).
Máquina virtual que ejecuta código intermedio (MSIL).
Orientado a Objetos, garbage collection, nuevo modelo de delegación de eventos, seguridad, ...
Independiente del lenguaje de programación:● CLI: sistema común de tipos
● C#, VB.NET. Managed C++, Eiffel.NET, ...
Nuevo modelo de componentes:Ensamblados.
Reemplazan a COM.
Aplicaciones Distribuidas 30
Microsoft .NET - Aportaciones
Programación de interfaces gráficas:WinForms.
Programación de interfaces web:ASP.NET, WebForms.
Ejecutan código MSIL.Acceso a datos:
ADO.NET
Transmisión de datos en XML.
Librerías para acceso a servicios de directorio.Framework acceso remoto (.NET Remoting):
Sustituye a DCOMXML y Servicios Web integrados en la plataforma.Dominios de aplicación, programación orientada a aspectos (atributos), ...
Aplicaciones Distribuidas 31
Microsoft .NET - Conclusiones
Es un producto (framework) y no una especificación.En teoría, .NET no está ligado a las plataformas Windows.
CLR y el sistema de tipos estandarizados.
Desarrollo centrado en una sola herramienta: Visual Studio .NET, ...Deja fuera el servidor de aplicaciones:
Acceso a COM+ como código no manejado.
En la práctica, .NET sigue ligado a Windows.
Aplicaciones Distribuidas 32
Microsoft .NET vs. J2EE
Aplicaciones Distribuidas 33
.NET J2EE
Propiedad Microsoft Sun y JCP-Partners
Estado Producto Especificaciones y muchas implementaciones.
Lenguajes C#, VB.NET, C++, Eiffel.NET, ...
Java
Comunicación .NET Remoting, MSMQ y Servicios Web
RMI/CORBA, JMS y Servicios Web
Componentes de Servidor
COM+ Enterprise JavaBeans
Soporte XML Integrado No completamente integrado
Microsoft .NET vs. J2EE
Aplicaciones Distribuidas 34
.NET J2EE
Páginas de Servidor ASP.NET/Web.Forms Servlet/JSP/JSF
Acceso a Datos ADO.NET, librerías JDBC, JNDI, JPA
Librería base Extensa System.* Extensa java.*
Interfaces Windows.FormsWeb.Forms
Swing/AWT
Sistema Ejecución CLR JVM
Interoperabilidad PInvoke JNI
Inter. Middleware COM/COM+ CORBA, JMS
Integración Heredado Host Integration Server JCA
Frameworks, UML y Patrones
Rápida evolución tecnologías software (Aprovechar la experiencia: J2EE Blueprints.)
Reutilización: Patrones y FrameworksDiseño J2EE y .NET
Patrones:
● “Design Patterns”, Gamma et al.
● “Pattern – Oriented Software Architecture” (POSA): Buschmann et al.
● “Pattern – Oriented Software Architecture 2: Patterns for Concurrent and Network Objets” (POSA2), D. Schmidt et al.
Frameworks:
● “Building Application Frameworks: Object-Oriented Foundations of Framework Design”, M. E. Fayad, D. Schmidt, R. Johnson.
● “Implementing Application Frameworks: object-oriented frameworks at work”, M. E. Fayad, D. Schmidt, R. Johnson
● “Domain-Specific Application Frameworks: Frameworks experience by industry”. M. E. Fayad, R. Johnson
Modelado de aplicaciones web con UML:
● “Building Web Applications with UML”, J. Conallen.
Aplicaciones Distribuidas 35