VSY –Architekturstandardsradar.zhaw.ch/~rege/ea_fs16/08_Architekturstandards.pdf · 2016-04-12 · Zurich Universities of Applied Sciences and Arts Inhalt 1. Architekturstandards

Zurich Universities of

Applied Sciences and Arts

VSY – Architekturstandards



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



Architekturstandards für verteilte

Systeme

Die gekonnte Umsetzung eines verteilten Systems beginnt mit der Auswahl des richtigen Standards



Warum Architekturstandards?

4

Mehrere Ziele:

• Durchgängigkeit vom Business zur IT

• Gesamtsicht durch Views

• Standardisierung für Branchen

• Standardisierung für Domänen



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



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



Beispiel vom Business zur IT

7

Organisation

Treiber

Prozess

Geschäftsinformation Fachlicher Dienst

Anwendung

Platformdienst Netzwerkdienst

Geschäftsobjekt

Unternehmen

IT Systeme



Beispiel vom Business zur IT

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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.



Gesamtsicht durch Views

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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)



Standardisierung für Branchen

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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)



Standardisierung für Domänen

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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)



Beispiel: TMN – Layering

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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




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• 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



Beispiel: TMN – Arbeitsteilung

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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




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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



Die drei Musketiere der Praxis

Einsatz für die Individualentwicklung



Drei Musketiere

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• 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



Java EE

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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



Java EE

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• 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



.NET Framework

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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



.NET Framework

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• 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



SOA

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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



SOA

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• 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!



Das historische Duett



Zachmann (ISA)

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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)



Zachmann (ISA)

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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



ISA Perspektiven und Fokus

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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.



Open Distributed Processing (ODP)

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Engineering

Viewpoint

Information

Viewpoint

Technology

Viewpoint

Enterprise

Viewpoint

Computation

Viewpoint

Design

Implementation

Requirement

Analysis

Functional

Specification

Open Distributed Processing Software Engineering



ODP Viewpoints

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• 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



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



Enterprise Architecture Management



EAM Fragestellung

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• 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



EAM Architekturtypen

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• 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



Business Architecture: Idee

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• 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



Business Architecture: Elemente 1/2

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• 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



Business Architecture: Elemente 2/2

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• 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



TOGAF



TOGAF

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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



TOGAF Bestandteile

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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?



TOGAF Zentrale Begriffe

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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.



TOGAF Light



Aufbau einer Standardarchitektur mit

TOGAF Light

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Geschäftsarchitektur

Solution Building Blocks (SBB’s)

Architecture Building Blocks (ABB’s)

Treiber Prozess

Ziele des

Unternehmens

Prozesse

(Ablauforganisation)

Informationssystemarchitektur



Organisation

Fachlicher Dienst

Organisation

(Aufbauorganisation)

Anwendung(SOLL)

Technologiearchitektur



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



Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

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