En ingeniería de software , la arquitectura orientada a servicios ( SOA ) es un estilo arquitectónico que se centra en servicios discretos en lugar de un diseño monolítico . [1] Por consecuencia, también se aplica en el campo del diseño de software donde los servicios se proporcionan a los demás componentes mediante componentes de la aplicación , a través de un protocolo de comunicación a través de una red. Un servicio es una unidad discreta de funcionalidad a la que se puede acceder de forma remota y a la que se puede actuar y actualizar de forma independiente, como recuperar un extracto de una tarjeta de crédito en línea. SOA también pretende ser independiente de proveedores, productos y tecnologías. [2]
La orientación a los servicios es una forma de pensar en términos de servicios y desarrollo basado en servicios y los resultados de los servicios. [1]
Un servicio tiene cuatro propiedades según una de las muchas definiciones de SOA: [3]
Se pueden utilizar diferentes servicios en conjunto como una malla de servicios para proporcionar la funcionalidad de una aplicación de software de gran tamaño , [5] un principio que SOA comparte con la programación modular . La arquitectura orientada a servicios integra componentes de software distribuidos, mantenidos e implementados por separado. Está habilitado por tecnologías y estándares que facilitan la comunicación y cooperación de los componentes a través de una red, especialmente a través de una red IP.
SOA está relacionado con la idea de una API ( interfaz de programación de aplicaciones ), una interfaz o protocolo de comunicación entre diferentes partes de un programa informático destinado a simplificar la implementación y el mantenimiento del software. Se puede considerar una API como el servicio y la SOA como la arquitectura que permite que el servicio funcione.
En SOA, los servicios utilizan protocolos que describen cómo pasan y analizan mensajes utilizando metadatos de descripción . Estos metadatos describen tanto las características funcionales del servicio como las características de calidad del servicio. La arquitectura orientada a servicios tiene como objetivo permitir a los usuarios combinar grandes porciones de funcionalidad para formar aplicaciones que se crean exclusivamente a partir de servicios existentes y los combinan de manera ad hoc. Un servicio presenta una interfaz simple al solicitante que abstrae la complejidad subyacente actuando como una caja negra. Otros usuarios también pueden acceder a estos servicios independientes sin ningún conocimiento de su implementación interna. [6]
La palabra de moda relacionada orientación a servicios promueve un acoplamiento flexible entre servicios. SOA separa funciones en unidades distintas, o servicios, [7] que los desarrolladores hacen accesibles a través de una red para permitir a los usuarios combinarlas y reutilizarlas en la producción de aplicaciones. Estos servicios y sus correspondientes consumidores se comunican entre sí pasando datos en un formato compartido y bien definido, o coordinando una actividad entre dos o más servicios. [8]
SOA puede verse como parte del continuo que abarca desde el concepto más antiguo de computación distribuida [7] [9] y programación modular , pasando por SOA, hasta las prácticas de mashups , SaaS y computación en la nube (que algunos ven como la descendencia de SOA). [10]
No existen estándares industriales relacionados con la composición exacta de una arquitectura orientada a servicios, aunque muchas fuentes de la industria han publicado sus propios principios. Algunos de estos [11] [12] [13] incluyen los siguientes:
Cada bloque de construcción SOA puede desempeñar cualquiera de las tres funciones:
La relación consumidor-proveedor de servicios se rige por un contrato de servicios estandarizado , [17] que tiene una parte comercial, una parte funcional y una parte técnica.
Los patrones de composición de servicios tienen dos estilos arquitectónicos amplios y de alto nivel: coreografía y orquestación . Los patrones de integración empresarial de nivel inferior que no están vinculados a un estilo arquitectónico particular siguen siendo relevantes y elegibles en el diseño SOA. [18] [19] [20]
La arquitectura orientada a servicios se puede implementar con servicios web o Microservicios . [21] Esto se hace para que los componentes funcionales sean accesibles a través de protocolos de Internet estándar que son independientes de las plataformas y lenguajes de programación. Estos servicios pueden representar nuevas aplicaciones o simplemente envoltorios de sistemas heredados existentes para que estén habilitados para la red. [22]
Los implementadores suelen crear SOA utilizando estándares de servicios web. Un ejemplo es SOAP , que ha obtenido una amplia aceptación en la industria tras la recomendación de la Versión 1.2 del W3C [23] (World Wide Web Consortium) en 2003. Estos estándares (también conocidos como especificaciones de servicios web ) también proporcionan una mayor interoperabilidad y cierta protección. desde el lock-in hasta el software propietario del proveedor. Sin embargo, también se puede implementar SOA utilizando cualquier otra tecnología basada en servicios, como Jini , CORBA , Internet Communications Engine , REST o gRPC .
Las arquitecturas pueden operar independientemente de tecnologías específicas y, por lo tanto, pueden implementarse utilizando una amplia gama de tecnologías, que incluyen:
Las implementaciones pueden utilizar uno o más de estos protocolos y, por ejemplo, podrían utilizar un mecanismo de sistema de archivos para comunicar datos siguiendo una especificación de interfaz definida entre procesos que se ajusten al concepto SOA. La clave son los servicios independientes con interfaces definidas a los que se puede llamar para realizar sus tareas de manera estándar, sin que un servicio tenga conocimiento previo de la aplicación que llama, y sin que la aplicación tenga o necesite conocimiento de cómo el servicio realmente realiza sus tareas. SOA permite el desarrollo de aplicaciones que se construyen combinando servicios interoperables y poco acoplados.
Estos servicios interoperan basándose en una definición formal (o contrato, por ejemplo, WSDL) que es independiente de la plataforma subyacente y el lenguaje de programación. La definición de la interfaz oculta la implementación del servicio específico del idioma. Por tanto, los sistemas basados en SOA pueden funcionar independientemente de las tecnologías y plataformas de desarrollo (como Java, .NET, etc.). Los servicios escritos en C# que se ejecutan en plataformas .NET y los servicios escritos en Java que se ejecutan en plataformas Java EE , por ejemplo, pueden ser consumidos por una aplicación (o cliente) compuesta común. Las aplicaciones que se ejecutan en cualquiera de las plataformas también pueden consumir servicios que se ejecutan en la otra como servicios web que facilitan la reutilización. Los entornos administrados también pueden envolver sistemas heredados COBOL y presentarlos como servicios de software. . [24]
Los lenguajes de programación de alto nivel como BPEL y especificaciones como WS-CDL y WS-Coordination amplían el concepto de servicio al proporcionar un método para definir y respaldar la orquestación de servicios detallados en servicios comerciales más detallados, que los arquitectos a su vez pueden incorporar en flujos de trabajo y procesos de negocio implementados en aplicaciones o portales compuestos .
El modelado orientado a servicios es un marco SOA que identifica las diversas disciplinas que guían a los profesionales de SOA para conceptualizar, analizar, diseñar y diseñar sus activos orientados a servicios. El marco de modelado orientado a servicios (SOMF) ofrece un lenguaje de modelado y una estructura de trabajo o "mapa" que describe los diversos componentes que contribuyen a un enfoque exitoso de modelado orientado a servicios. Ilustra los elementos principales que identifican los aspectos de "qué hacer" de un plan de desarrollo de servicios. El modelo permite a los profesionales elaborar un plan de proyecto e identificar los hitos de una iniciativa orientada al servicio. SOMF también proporciona una notación de modelado común para abordar la alineación entre las organizaciones empresariales y de TI.
Algunos arquitectos empresariales creen que SOA puede ayudar a las empresas a responder más rápidamente y de manera más rentable a las condiciones cambiantes del mercado. [26] Este estilo de arquitectura promueve la reutilización a nivel macro (servicio) en lugar de nivel micro (clases). También puede simplificar la interconexión y el uso de los activos de TI (heredados) existentes.
Con SOA, la idea es que una organización pueda abordar un problema de manera integral. Una empresa tiene un control más general. En teoría, no habría una gran cantidad de desarrolladores que utilizaran cualquier conjunto de herramientas que les agradara. Más bien, estarían codificando según un estándar establecido dentro de la empresa. También pueden desarrollar SOA para toda la empresa que encapsule una infraestructura orientada a los negocios. SOA también se ha ilustrado como un sistema de autopistas que proporciona eficiencia a los conductores de automóviles. La cuestión es que si todo el mundo tuviera un coche, pero no hubiera autopista en ninguna parte, las cosas serían limitadas y desorganizadas, en cualquier intento de llegar a cualquier parte de forma rápida o eficiente. El vicepresidente de servicios web de IBM, Michael Liebow, afirma que SOA "construye autopistas". [27]
En algunos aspectos, SOA podría considerarse más como una evolución arquitectónica que como una revolución. Capta muchas de las mejores prácticas de arquitecturas de software anteriores. En los sistemas de comunicaciones, por ejemplo, se ha producido poco desarrollo de soluciones que utilicen enlaces verdaderamente estáticos para comunicarse con otros equipos de la red. Al adoptar un enfoque SOA, dichos sistemas pueden posicionarse para resaltar la importancia de interfaces bien definidas y altamente interoperables. Otros predecesores de SOA incluyen la ingeniería de software basada en componentes y el análisis y diseño orientado a objetos (OOAD) de objetos remotos, por ejemplo en CORBA .
Un servicio comprende una unidad independiente de funcionalidad disponible sólo a través de una interfaz definida formalmente. Los servicios pueden ser algún tipo de "nanoempresas" que sean fáciles de producir y mejorar. También los servicios pueden ser "megacorporaciones", construidas como trabajo coordinado de servicios subordinados.
Las razones para tratar la implementación de servicios como proyectos separados de proyectos más grandes incluyen:
SOA promete simplificar las pruebas de forma indirecta. Los servicios son autónomos, sin estado, con interfaces completamente documentadas y separados de las preocupaciones transversales de la implementación. Si una organización posee datos de prueba definidos adecuadamente, entonces se crea un código auxiliar correspondiente que reacciona a los datos de prueba cuando se crea un servicio. También se captura para el servicio un conjunto completo de pruebas de regresión, scripts, datos y respuestas. El servicio se puede probar como una "caja negra" utilizando códigos auxiliares existentes correspondientes a los servicios que llama. Se pueden construir entornos de prueba donde los servicios primitivos y fuera de alcance sean resguardos, mientras que el resto de la malla son implementaciones de prueba de servicios completos. Como cada interfaz está completamente documentada con su propio conjunto completo de documentación de pruebas de regresión, resulta sencillo identificar problemas en los servicios de prueba. Las pruebas evolucionan para simplemente validar que el servicio de prueba funciona de acuerdo con su documentación y encuentra lagunas en la documentación y los casos de prueba de todos los servicios dentro del entorno. Gestionar el estado de los datos de los servicios idempotentes es la única complejidad.
Los ejemplos pueden resultar útiles para ayudar a documentar un servicio hasta el nivel en que resulte útil. La documentación de algunas API dentro del Proceso de la comunidad Java proporciona buenos ejemplos. Como son exhaustivos, el personal normalmente utilizaría sólo subconjuntos importantes. El archivo 'ossjsa.pdf' dentro de JSR-89 ejemplifica dicho archivo. [29]
SOA se ha combinado con servicios web ; [30] sin embargo, los servicios web son sólo una opción para implementar los patrones que componen el estilo SOA. En ausencia de formas nativas o binarias de llamada a procedimiento remoto (RPC), las aplicaciones podrían ejecutarse más lentamente y requerir más potencia de procesamiento, lo que aumentaría los costos. La mayoría de las implementaciones incurren en estos gastos generales, pero SOA se puede implementar usando tecnologías (por ejemplo, Java Business Integration (JBI), Windows Communication Foundation (WCF) y servicio de distribución de datos (DDS)) que no dependen de llamadas a procedimientos remotos o traducción a través de XML o JSON. Al mismo tiempo, las tecnologías emergentes de análisis XML de código abierto (como VTD-XML ) y varios formatos binarios compatibles con XML prometen mejorar significativamente el rendimiento de SOA. [31] [32] [33]
Los servicios con estado requieren que tanto el consumidor como el proveedor compartan el mismo contexto específico del consumidor, que está incluido o al que se hace referencia en los mensajes intercambiados entre el proveedor y el consumidor. Esta restricción tiene el inconveniente de que podría reducir la escalabilidad general del proveedor de servicios si este necesita conservar el contexto compartido para cada consumidor. También aumenta el acoplamiento entre un proveedor de servicios y un consumidor y dificulta el cambio de proveedor de servicios. [34] En última instancia, algunos críticos consideran que los servicios SOA todavía están demasiado limitados por las aplicaciones que representan. [35]
Un desafío principal al que se enfrenta la arquitectura orientada a servicios es la gestión de metadatos. Los entornos basados en SOA incluyen muchos servicios que se comunican entre sí para realizar tareas. Debido al hecho de que el diseño puede involucrar múltiples servicios trabajando en conjunto, una Aplicación puede generar millones de mensajes. Otros servicios pueden pertenecer a diferentes organizaciones o incluso a empresas competidoras, lo que genera un enorme problema de confianza. Así, la gobernanza SOA entra en el esquema de las cosas. [36]
Otro problema importante al que se enfrenta SOA es la falta de un marco de pruebas uniforme. No existen herramientas que proporcionen las funciones necesarias para probar estos servicios en una arquitectura orientada a servicios. Las principales causas de dificultad son: [37]
Las interfaces de programación de aplicaciones (API) son los marcos a través de los cuales los desarrolladores pueden interactuar con una aplicación web.
Tim O'Reilly acuñó el término " Web 2.0 " para describir un conjunto de aplicaciones basadas en web que se percibe y está en rápido crecimiento. [38] Un tema que ha experimentado una amplia cobertura es el de la relación entre la Web 2.0 y las arquitecturas orientadas a servicios. [ ¿cual? ]
SOA es la filosofía de encapsular la lógica de la aplicación en servicios con una interfaz uniformemente definida y ponerlos a disposición del público mediante mecanismos de descubrimiento. La noción de ocultación de complejidad y reutilización, pero también el concepto de servicios ligeramente acoplados, ha inspirado a los investigadores a elaborar similitudes entre las dos filosofías, SOA y Web 2.0, y sus respectivas aplicaciones. Algunos argumentan que la Web 2.0 y SOA tienen elementos significativamente diferentes y, por lo tanto, no pueden considerarse "filosofías paralelas", mientras que otros consideran que los dos conceptos son complementarios y consideran la Web 2.0 como la SOA global. [39]
Las filosofías de Web 2.0 y SOA satisfacen diferentes necesidades de los usuarios y, por lo tanto, exponen diferencias con respecto al diseño y también a las tecnologías utilizadas en las aplicaciones del mundo real. Sin embargo, a partir de 2008 [actualizar], los casos de uso demostraron el potencial de combinar tecnologías y principios tanto de Web 2.0 como de SOA. [39]
Los microservicios son una interpretación moderna de las arquitecturas orientadas a servicios que se utilizan para construir sistemas de software distribuido . Los servicios en una arquitectura de microservicios [40] son procesos que se comunican entre sí a través de la red para cumplir un objetivo. Estos servicios utilizan protocolos independientes de la tecnología , [41] que ayudan a encapsular la elección del lenguaje y los marcos, haciendo que su elección sea una preocupación interna del servicio. Los microservicios son un nuevo enfoque de realización e implementación de SOA, que se han vuelto populares desde 2014 (y después de la introducción de DevOps ) y que también enfatizan la implementación continua y otras prácticas ágiles. [42]
No existe una definición única de microservicios comúnmente acordada. Las siguientes características y principios se pueden encontrar en la literatura:
Las aplicaciones interactivas que requieren tiempos de respuesta en tiempo real, por ejemplo las aplicaciones 3D interactivas de baja latencia, utilizan arquitecturas orientadas a servicios específicas que abordan las necesidades específicas de este tipo de aplicaciones. Estos incluyen, por ejemplo, computación y comunicación distribuida optimizada de baja latencia, así como gestión de recursos e instancias. [43] [44] [45]
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