Styles architecturaux

Styles architecturaux
Styles distribués – Broker
GLO-3001
Hiver 2010
Broker
• Permet de structurer des systèmes logiciels distribués
formés de
• composantes réparties, indépendantes et possiblement
hétérogènes
• composantes qui interagissent par des invocations de
services distants.
• Responsable de la coordination des communications.
• Il gère entre autre la transmission des requêtes, des
résultats et des exceptions.
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Broker
• Problème
– Les interactions entre des composantes distribuées requiert des
mécanismes de communication interprocessus
– La gestion des communications par les composantes amène de
nombreuses dépendances et limitations au niveau du système
• Protocole de communication
• Paramètres statiques (localisation des composantes)
– La distribution des composantes requiert des services permettant
d'ajouter, de retirer, d'échanger, d'activer et de localiser les
composantes
– Les applications qui utilisent les services des composantes distribuées
ne doivent pas dépendre des détails spécifiques du système afin de
garantir l'interopérabilité
– Le fait que les composantes soient distribuées devrait être transparent
aux développeurs
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Broker
• Forces à équilibrer
– Les composantes du système devraient être en
mesure d'accéder aux services fournis par d'autres
composantes distantes de manière transparente
– On doit pouvoir échanger, ajouter ou retirer des
composantes à l'exécution
– L'architecture devrait cacher les détails spécifiques du
système aux clients des composantes
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Broker
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Broker
• Solution
– Introduire une composante intermédiaire afin de
découpler les clients des serveurs
• Le Broker
– Les serveurs s'enregistrent auprès du Broker et
rendent leurs services disponibles aux clients
• Interfaces de services
• Découverte dynamique de services
– Les clients accèdent aux services publiés par les
serveurs par l'envoi de requêtes via le Broker
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Broker
• Solution
– Le Broker
• Est responsable des communications
– La localisation du serveur approprié
– La redirection des requêtes aux serveurs
– La transmission des résultats et des exceptions aux clients
• Il cache les détails des interactions avec les objets distants
– Aux clients
– Aux développeurs
• Il permet de découpler les objets
• Il gère les aspects dynamiques
– Le remplacement des objets
– La relocalisation des objets
• Il permet les interactions avec des composantes hétérogènes
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Broker
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Broker
• Structure
– Serveur
• Héberge des objets qui exposent leurs fonctionnalités à travers des
interfaces
– Langage de définition d'interface (IDL)
– Standard binaire
– Client
• Application qui accède aux services d’au moins un serveur
• Pour faire appel à des services distants, le client envoi des requêtes au
Broker
– Les réponses et les exceptions sont gérées par le Broker
• Les clients peuvent agir comme des serveurs, et vice-versa
• Les clients n'ont pas besoin de connaître la localisation des serveurs
qui hébergent les objets accédés
– Il est possible d'ajouter de nouveaux services, de remplacer les services
existants ou de relocaliser un service de manière transparente, et ce même à
l'exécution
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Broker
– Broker
• Responsable des transmissions
– Des requêtes des clients vers les serveurs
– Des réponses ou des exceptions des serveurs vers les clients
• Est en mesure de localiser le destinataire d'une requête
en se basant sur un identifiant unique
• Offre un API permettant d'enregistrer les serveurs et
d'invoquer les services d'un serveur
• Est capable d’interopérer avec d’autres Brokers
• Peut offrir des services supplémentaires
– Service de nommage
– Service de sérialisation
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Broker
– Proxy client (Stub)
• Couche entre le client et le Broker
• Permet de faire apparaître au client les objets distants comme des
objets locaux
• Permet de cacher des détails d'implantation
– Le mécanisme de communication interprocessus utilisé pour transférer les
messages
– La création et la suppression d'espaces mémoire
– La sérialisation des paramètres et des résultats
• Encode les appels de services et décode les réponses
– Proxy serveur (Skeleton)
• Couche qui joue un rôle analogue à celui du proxy client
• Responsable de recevoir les requêtes, de décoder les messages, puis
d'appeler les services appropriés
• Décode les appels de services et encode les réponses
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Broker
– Bridge
• Composante optionnelle
• Permet de cacher les détails d'implantation lorsque
deux Brokers interagissent ensemble
• Couche qui encapsule les communications entre des
Brokers hétérogènes
– Même principe que les proxy
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Broker
• Initialisation du serveur
– Enregistrement du serveur auprès du Broker
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Broker
• Requête client  Serveur
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Broker
• Interopérabilité des Brokers
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Broker
•
Implantation – Java RMI
– RMI (Remote Method Invocation) est un mécanisme simple qui
permet de faire appel à des services sur des objets Java distants
– RMI fournit des mécanismes fondamentaux
•
La localisation des objets distants
– Un registre (RMI Registry) permet d'accéder aux objets distants
•
La communication avec les objets distants
– Les détails des communications sont cachés par des proxy générés par RMI
•
Le chargement des définitions de classes pour les objets passés
– Pour plus de détails sur RMI
•
Sun Developer Network - Remote Method Invocation
– http://java.sun.com/javase/technologies/core/basic/rmi/index.jsp
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Broker
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Broker
– Les services distants sont définis à l'aide d'interfaces Java
• Ces interfaces héritent de l'interface java.rmi.Remote
• Les méthodes doivent gérer les exceptions
java.rmi.RemoteException
• Ces interfaces sont utilisées par le client et le serveur
– Les services distants sont implantés par des classes
concrètes
• Ces classes héritent de la classe abstraite
java.rmi.UnicastRemoteObject
• En cas d'erreurs, la classe génère des exceptions du type
java.rmi.RemoteException
• Ces classes sont utilisées par le serveur
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Broker
– Le serveur
•
Enregistre des objets auprès du registre d’objets (rmiregistry)
–
•
Les clients peuvent accéder à ces objets
Utilise un proxy (skeleton) pour décoder les requêtes et encoder les réponses
– L’applications cliente
•
•
•
Accède aux objets distants
Effectue des appels sur le proxy local qui implante la même interface que
l’objet distant
Utilise un proxy (stub) pour encoder les requêtes et décoder les réponses
– Les proxy sont générés automatiquement
•
•
RMIC (Java 1.4-)
Compilateur Java (Java 1.5+)
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Broker
•
Implantation – CORBA
– CORBA (Common Object Request Broker Architecture) est une
architecture distribuée dont la spécification standardisée est gérée
par l'OMG (Object Management Group)
– CORBA est une spécification qui permet la mise en place de systèmes
distribués et qui se base sur le patron Broker
•
La mise en place de standards publiques permet de palier à de nombreux
problèmes d'interopérabilité des systèmes
– De nombreuses implantations de CORBA existent dans l'industrie et
chacune apporte des caractéristiques particulières ainsi que des
extensions qui leurs sont propres
– La spécification de CORBA
•
http://www.omg.org/
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Broker
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Broker
– CORBA permet de spécifier les composantes sous la
forme d'interfaces spécifiées dans le langage IDL
• Une correspondance existe entre le langage IDL et les
différents langages de programmation supportés
– Des compilateurs spéciaux
• Permettent de générer automatiquement le squelette des
composantes distribuées
• Permettent de générer les proxy clients et serveurs
– Les proxy permettent les appels de services distants
– CORBA permet également la découverte et l'appel
dynamique des services
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Broker
– Un Broker, appelé ORB (Object Request Broker)
•
•
Est responsable des détails des communications entre le client et les objets
distants
Est responsable de la gestion des références sur les objets distants
– Des proxy, au niveau client et serveur, font le pont entre les clients, le
ORB et les objets distants hébergés sur les serveurs
– CORBA spécifie un ensemble important de services qui sont offerts
par le ORB
•
•
•
•
•
•
Services de nommage
Services de transaction
Services de sécurité
Services de concurrence
Services de notification
Etc.
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Broker
– Le serveur
• Les requêtes reçues par le ORB sont acheminées au bon objet par
l'Object Adapter
– Cette composante intermédiaire permet de spécifier des politiques pour
l'activation et la persistance des objets distants
• Le proxy serveur (skeleton) s'occupe de décoder les requêtes,
d'encoder les réponses et de communiquer avec le ORB
– L’applications cliente
• Accède aux objets distants
• Effectue des appels sur le proxy local qui implante la même
interface que l’objet distant
• Le proxy client (stub) s’occupe d’encoder les requêtes, de décoder
les réponses et de communiquer avec le ORB
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Broker
• Avantages
– Permet de cacher les détails des communications entre les
composantes
– Permet de faire appel aux services distants sans tenir compte de
la localisation
– Permet de cacher l'hétérogénéité des systèmes qui interagissent
• Seul le Broker est dépendant de la plate-forme
– Permet l'interopérabilité des différentes implantations de
Brokers par le biais des Bridges
– Permet la réutilisation des services distants
– La modification des comportements internes du serveur
n'affecte pas les clients tant que les interfaces restent stables
– Facilite les tests sur les composantes individuelles
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Broker
• Inconvénients
– Efficacité restreinte
• Distribution des composantes
• Opérations de gestion des serveurs et des clients
• Opérations d'encodage et de décodage des requêtes
– Tolérance aux fautes faible
• Si on a qu'un seul serveur implantant un service et qu’il
tombe en panne, toutes les applications utilisant ce service
sont affectées
– Il est difficile de tester le système distribué en entier
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Broker - Exemple
• Calculateur distant
– Permet de faire des opération de base (+, -, *, /)
– Le calculateur est un objet distant hébergé sur un serveur
– Exécution de l’exemple
• run-all.bat
set CLASSPATH=.\build\classes\
start rmiregistry
start java -Djava.security.policy=policy.all Server
start java -Djava.security.policy=policy.all Client
– Politiques de sécurité pour des fins de test
• policy.all
grant {
permission java.security.AllPermission;
};
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Broker - Exemple
/**
* Interface des services distants
*/
public interface ICalculator extends
public double add(double a, double
public double sub(double a, double
public double mul(double a, double
public double div(double a, double
}
Remote {
b) throws
b) throws
b) throws
b) throws
RemoteException;
RemoteException;
RemoteException;
RemoteException;
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Broker - Exemple
/**
* Implantation du calculateur (Objet distant)
*/
public class CalculatorImpl extends UnicastRemoteObject implements ICalculator {
public CalculatorImpl() throws RemoteException {
super();
}
public double add(double a, double b) throws RemoteException {
return a + b;
}
public double sub(double a, double b) throws RemoteException {
return a - b;
}
public double mul(double a, double b) throws RemoteException {
return a * b;
}
public double div(double a, double b) throws RemoteException {
return a / b;
}
}
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Broker - Exemple
/**
* Serveur
*/
public class Server {
public static void main(String[] args) {
try {
// Security manager
System.setSecurityManager(new RMISecurityManager());
// Register
ICalculator calc = new CalculatorImpl();
Naming.rebind("CalculatorService", calc);
System.out.println("Waiting for requests ...");
} catch (java.net.MalformedURLException ex) {
System.out.println("Malformed URL: " + ex.toString());
} catch (RemoteException ex) {
System.out.println("Remote exception: " + ex.toString());
}
}
}
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Broker - Exemple
/**
* Client
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
try {
// Security manager
System.setSecurityManager(new RMISecurityManager());
// Get a reference on the remote object
String url = "//localhost/CalculatorService";
ICalculator remoteCalc = (ICalculator)Naming.lookup(url);
System.out.println("2.0 +
System.out.println("9.0 System.out.println("2.5 *
System.out.println("121.0
5.0 = " + remoteCalc.add(2.0, 5.0));
3.0 = " + remoteCalc.sub(9.0, 3.0));
4.0 = " + remoteCalc.mul(2.5, 4.0));
/ 11.0 = " + remoteCalc.div(121.0, 11.0));
} catch (RemoteException ex) {
System.out.println("Error in lookup: " + ex.toString());
} catch (java.net.MalformedURLException ex) {
System.out.println("Malformed URL: " + ex.toString());
} catch (java.rmi.NotBoundException ex) {
System.out.println("NotBound: " + ex.toString());
}
}
}
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