Introducción. Com / dcom corba



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Componentes


  1. Introducción.

  2. COM / DCOM

  3. CORBA

  4. Common Gateway Interface (CGI)

  5. Java en Computación Distribuida

  6. Comparación de Arquitecturas

  7. Bibliografía


INTRODUCCIÓN.

En las primeras épocas de la computación las computadoras operaban independientemente una de otra sin tener comunicación entre ellas. Las aplicaciones de software eran comúnmente desarrolladas para un propósito especifico. Compartir los datos entre sistemas era mínimo y se hacías de una manera muy fácil, se transportaban los medios de almacenamiento (tarjetas, cintas, discos, etc.) de un lado a otro. El próximo paso fue conectar las computadoras a través de una red usando protocolos propietarios, luego los protocolos fueron estandarizados. Luego llego la era de los sistemas abiertos y la integración de sistemas por los cuales un cliente podía elegir varios componentes de hardware de diferentes vendedores e integrarlos para crear una configuración necesaria con costos razonables.

Así siguió el paso de los años. Nuevas técnicas de desarrollo de software se fueron sucediendo una tras otra, desde la programación estructurada y modular hasta la programación orientada a objetos, siempre buscando reducir costos y aumentar la capacidad de reuso. Si bien la programación orientada a objetos fomentó el reuso y permitió reducir costos, no se ha logrado aún el objetivo último: comprar componentes de varios proveedores e integrarlos para formar aplicaciones que a su vez se integren para formar sistemas completos.

Para lograr la integración total de componentes realizados por terceras partes es necesario llegar a un acuerdo común en el que se establezcan los mecanismos necesarios para que esa integración se haga efectiva. Será necesario especificar de manera independiente al lenguaje de programación en el que se desarrolló el componente cuáles son sus puntos de acceso (funciones), luego será necesario establecer los mecanismos de comunicación entre componentes, que podrían estar ejecutándose en una máquina remota.

En este sentido, y buscando satisfacer esa necesidad de mecanismos estándar e interfaces abiertas, son tres los esfuerzos que más han sobresalido. Por un lado, Microsoft ha introducido en el mercado sus tecnologías COM, DCOM y COM+. Otro participante es Sun Microsystems, que ha presentado Java Beans. El tercero es el Object Management Group, un consorcio integrado por varias industrias importantes, que ha desarrollado CORBA (Common Request Broker Architecture).
1. COM / DCOM

Microsoft Distributed COM (DCOM) extiende COM (Component Object Model) para soportar comunicación entre objetos en ordenadores distintos, en una LAN, WAN, o incluso en Internet. Con DCOM una aplicación puede ser distribuida en lugares que dan más sentido al cliente y a la aplicación.

Como DCOM es una evolución lógica de COM, se pueden utilizar los componentes creados en aplicaciones basadas en COM, y trasladarlas a entornos distribuidos. DCOM maneja detales muy bajos de protocolos de red, por lo que uno se puede centrar en la realidad de los negocios: proporcionar soluciones a clientes.

Atualmente DCOM viene con los sistemas operativos Windows 2000, NT, 98 y también está disponible una versión para Windows 95 en la página de Microsoft. También hay una implementación de DCOM para Apple Macintosh y se está trabajando en implementaciones para plataformas UNIX como Solaris.



1.1 La arquitectura DCOM

DCOM es una extensión de COM, y éste define como los componentes y sus clientes interactuan entre sí. Esta interacción es definida de tal manera que el cliente y el componente puede conectar sin la necesidad de un sistema intermedio. El cliente llama a los métodos del componente sin tener que preocuparse de niveles más complejos.

En los actuales sistemas operativos, los procesos están separados unos de otros. Un cliente que necesita comunicarse con un componente en otro proceso no puede llamarlo directamente, y tendrá que utilizar alguna forma de comunicación entre procesos que proporcione el sistema operativo. COM proporciona este tipo de comunicación de una forma transparente: intercepta las llamadas del cliente y las reenvía al componente que está en otro proceso.

Cuando el cliente y el componente residen en distintas máquinas, DCOM simplemente reemplaza la comunicación entre procesos locales por un protocolo de red. Ni el cliente ni el componente se enteran de que la unión que los conecta es ahora un poco más grande.

Las librería de COM proporcionan servicios orientados a objetos a los clientes y componentes, y utilizan RPC y un proveedor de seguridad para generar paquetes de red estándar que entienda el protocolo estándar de DCOM.

1.2 Los Componentes y su reutilización

Muchas aplicaciones distribuidas no están desarrolladas

Al existir infraestructuras de hardware, software, componentes, al igual que herramientas, se necesita poder integrarlas y nivelarlas para reducir el desarrollo y el tiempo de trabajo y coste. DCOM toma ventaja de forma directa y transparente de los componentes COM y herramientas ya existentes. Un gran mercado de todos los componentes disponibles haría posible reducir el tiempo de desarrollo integrando soluciones estandarizadas en las aplicaciones de usuario. Muchos desarrolladores están familiarizados con COM y pueden aplicar fácilmente sus conocimientos a las aplicaciones distribuidas basadas en DCOM.

Cualquier componente que sea desarrollado como una parte de una aplicación distribuida es un candidato para ser reutilizado. Organizando los procesos de desarrollo alrededor del paradigma de los componentes permite continuar aumentando el nivel de funcionalidad en las nuevas aplicaciones y reducir el tiempo de desarrollo.

Diseñando para COM y DCOM se asegura que los componentes creados serán útiles ahora y en el futuro.

1.3 Independencia de la localización

Cuando se comienza a implementar una aplicación distribuida en una red reak, aparecen distintos conflictos en el diseño:



  • Los componentes que interactuan más a menudo deberían estar localizados más cerca.

  • Algunos componentes solo pueden ser ejecutados en máquinas específicas o lugares específicos.

  • Los componentes más pequeños aumentan la flexibilidad, pero aumentan el tráfico de red.

  • Los componentes grandes reducen el tráfico de red, pero también reducen la flexibilidad.

Con DCOM, estos temas críticos de diseño pueden ser tratados se forma bastante sencilla, ya que estos detalles no se especifican en el código fuente. DCOM olvida completamente la localización de los componentes, ya esté en el mismo proceso que el cliente o en una máquina en cualquier lugar del mundo. En cualquier caso, la forma en la que el cliente se conecta a un componente y llama a los métodos de éste es identica. No es solo que DCOM no necesite cambios en el código fuente, sino que además no necesita que el programa sea recompilado. Una simple reconfiguración cambia la forma en la que los componentes se conectan entre sí.

La independencia de localización en DCOM simplifica enormemente las tarea de los componentes de aplicaciones distribuidas para alcanzar un nivel de funcionamiento óptimo. Supongamos, por ejemplo, que cierto componente debe ser localizado en una máquina específica en un lugar determinado. Si la aplicación tiene numerosos componentes pequeños, se puede reducir la carga de la red situándolos en la misma LAN, en la misma máquina, o incluso en el mismo proceso. Si la aplicación está compuesta por un pequeño número de grandes componentes, la carga de red es menor y no es un problema, por tanto se pueden poner en las máquinas más rápidas disponibles independientemente de donde esten situadas.

Con la independencia de localización de DCOM, la aplicación puede combinar componentes relacionados en máquinas "cercanas" entre si, en una sola máquina o incluso en el mismo proceso. Incluso si un gran número de pequeños componentes implementan la funcionalidad de un gran módulo lógico, podrán interactuar eficientemente entre ellos.

1.4 Independencia del lenguaje de programación

Una cuestión importante durante el diseño e implementación de una aplicación distribuida es la elección del lenguaje o herramienta de programación. La elección es generalmente un termino medio entre el coste de desarrollo, la experiencia disponible y la funcionalidad. Como una extensión de COM, DCOM es completamente independiente del lenguaje. Virtualmentem cualquier lenguaje puede ser utilizado para crear componentes COM, y estos componentes puede ser utilizado por muchos más lenguajes y herramientas. Java, Microsoft Visual C++, Microsoft Visual Basic, Delphi, PowerBuilder, y Micro Focus COBOL interactuan perfectamente con DCOM.

Con la independencia de lenguaje de DCOM, los desarrolladores de aplicaciones puede elegir las herramientas y lenguajes con los que estén más familiarizados. La independencia del lenguaje permite crear componentes en lenguajes de nivel superior como Microsoft Visual Basic, y después reimplementarlos en distintos lenguajes como C++ o Java, que permiten tomar ventaja de características avanzadas como multihilo.

1.5 Independencia del protocolo

Muchas aplicaciones distribuidas tienen que ser integradas en la infraestructura de una red existente. Necesitar un protocolo específico de red, obligará a mejorar todos los cliente, lo que es inaceptable en muchas situaciones. Los desarrolladores de aplicaciones tienen que tener cuidado de mantener la aplicación lo más independiente posible de la infraestructura de la red.

DCOM proporciona esta transparencia: DCOM puede utilizar cualquier protocolo de transporte, como TCP/IP, UDP, IPX/SPX y NetBIOS. DCOM proporciona un marco de seguridad a todos estos protocolos.

Los desarrolladores pueden simplemente utilizar las características proporcionadas por DCOM y asegurar que sus aplicaciones son completamente independiente del protocolo.


2. CORBA

CORBA es un Middeware o marco de trabajo estándar y abierto de objetos distribuidos que permite a los componentes en la red interoperar en un ambiente común sin importar el lenguaje de desarrollo, sistema operacional, tipo de red, etc. En esta arquitectura, los métodos de un objeto remoto pueden ser invocados “transparentemente” en un ambiente distribuido y heterogéneo a través de un ORB (Object Request Broker). Además del objetivo básico de ejecutar simplemente métodos en objetos remotos, CORBA adiciona un conjunto de servicios que amplían las potencialidades de éstos objetos y conforman una infraestructura sólida para el desarrollo de aplicaciones críticas de negocio.

CORBA es la respuesta del “Grupo de Gestión de Objetos” (Object Management Group – OMG) a la necesidad de interoperabilidad ante la gran proliferación de productos hardware y software, es decir permitir a una aplicación comunicarse con otra sin importar el tipo de red, protocolo, sistema operacional o lenguaje de desarrollo.

CORBA automatiza muchas tareas comunes y “pesadas” de programación de redes tales como registro, localización y activación de objetos; manejo de errores y excepciones; codificación y decodificación de parámetros, y protocolo de transmisión.

En un ambiente CORBA, cada Implementación de Objeto, define bien su Interface a través una especificación normalizada conocida como IDL (Interface Definition Language) a través de la cual en forma Estática (en el momento de compilación) o en forma Dinámica (en el momento de ejecución) un Cliente que requiera el servicio de una Implementación de Objeto, puede ser ejecutada. Las invocaciones a métodos remotos son enviados por los clientes llamando objetos locales llamados “Stubs” (generados por un compilador de IDL - Estático), el cual intercepta dichas invocaciones y continua el proceso de llevar y retornar automáticamente dicha invocación. La Implementación del objeto, no tiene que conocer el mecanismo por el cual un Cliente le ha invocado un servicio.

Cuando el Cliente y una Implementación de Objeto están distribuidos por una red, ellos usan el protocolo GIOP/IIOP suministrado por la arquitectura para lograr la comunicación.

La forma de cómo una Implementación de Objeto (desarrollada por un programador de aplicaciones) se conecta a un ORB, es a través de un Adaptador de Objetos. Este adaptador recibe las peticiones por la red e invoca los servicios a la implementación correspondiente.

Actualmente CORBA ya se han resuelto los problemas fundamentales de interoperabilidad y comunicación entre objetos [Omg95a] [Omg99a] [Vin98] y se han definido y especificado un conjunto de servicios comunes requeridos para la construcción de las aplicaciones [Omg95b] [Omg95c] [Omg98c], pero donde hay gran actividad es en la especificación de objetos comunes por dominio de aplicación o conocidas en CORBA como Interfaces de Dominio. Allí se trabajan en áreas como Telecomunicaciones, Medicina, Finanzas, Manufactura, etc. [Omg98a] [Omg98b] [Omg99b] [Omg99c].

CORBA esta fundamentado en dos modelos: Un modelo de Objetos, el cual agrega todas las características de Orientación por Objetos como Tipos de Datos, Abstracción, Polimorfismo y Herencia y un modelo de referencia o arquitectura conocida como OMA (Object Management Architecture).

2.1 Servicios Middleware

Para resolver los problemas inherentes a sistemas heterogéneos y distribuidos, que dificultan la implementación de verdaderas aplicaciones empresariales, los proveedores de software están ofreciendo interfaces de programación y protocolos estándares. Estos servicios se denominan usualmente servicios middleware, porque se encuentran en una capa intermedia, por encima del sistema operativo y del software de red y por debajo de las aplicaciones de los usuarios finales. En esta sección se describen las características principales de los servicios middleware [2].

Un servicio middleware es un servicio de propósito general que se ubica entre plataformas y aplicaciones. Por plataformas se entiende el conjunto de servicios de bajo nivel ofrecidos por la arquitectura de un procesador y el conjunto de API´s de un sistema operativo. Como ejemplos de plataformas se pueden citar: Intel x86 y Win-32, SunSPARCStation y Solaris, IBM RS/6000 y AIX, entre otros.

Un servicio middleware está definido por las API´s y el conjunto de protocolos que ofrece. Pueden existir varias implementaciones que satisfagan las especificaciones de protocolos e interfaces. Los componentes middleware se distinguen de aplicaciones finales y de servicios de plataformas específicas por cuatro importantes propiedades:



  • Son independientes de las aplicaciones y de las industrias para las que éstas se desarrollan.

  • Se pueden ejecutar en múltiples plataformas.

  • Se encuentran distribuidos.

  • Soportan interfaces y protocolos estándar.

Debido al importante rol que juegan una interfaz estándar en la portabilidad de aplicaciones y un protocolo estándar en la interoperabilidad entre aplicaciones, varios esfuerzos se han realizado para establecer un estándar que pueda ser reconocido por los mayores participantes en la industria del software. Algunos de ellos han alcanzado instituciones como ANSI e ISO; otros han sido propuestos por consorcios de industrias como ser la Open Software Foundation y el Object Management Group y otros han sido impulsados por industrias con una gran cuota de mercado. Este último es el caso de Microsoft con su Windows Open Services Architecture.

CORBA es el estándar propuesto por el OMG. EL OMG fue fundado en 1989 y es el más grande consorcio de industrias de la actualidad, con más de 700 compañías que son miembros del grupo. Opera como una organización no comercial sin fines de lucro, cuyo objetivo es lograr establecer todos los estándares necesarios para lograr interoperabilidad en todos los niveles de un mercado de objetos.

Originalmente los esfuerzos de la OMG se centraron en resolver un problema fundamental: cómo lograr que sistemas distribuidos orientados a objetos implementados en diferentes lenguajes y ejecutándose en diferentes plataformas interactúen entre ellos. Más allá de los problemas planteados por la computación distribuida, problemas más simples como la falta de comunicación entre dos sistemas generados por compiladores de C++ distintos que corren en la misma plataforma frenaron los esfuerzos de integración no bien comenzados. Para opacar aún más el escenario, distintos lenguajes de programación ofrecen modelos de objetos distintos. Los primeros años de la OMG estuvieron dedicados a resolver los principales problemas de cableado. Como resultado se obtuvo la primer versión del Common Object Request Broker, publicado en 1991. Hoy en día, el último estándar aprobado de CORBA está por la versión 2.3, y la versión 3.0 está a punto de ser lanzada.

Desde sus principios, el objetivo de CORBA fue permitir la interconexión abierta de distintos lenguajes, implementaciones y plataformas. De esta forma, CORBA cumple con las cuatro propiedades enumeradas como deseables de los servicios middleware. Para lograr estos objetivos, la OMG decidió no establecer estándares binarios (como es el caso de COM); todo está estandarizado para permitir implementaciones diferentes y permitir que aquellos proveedores que desarrollan CORBA pueden ofrecer valor agregado. La contrapartida es la imposibilidad de interactuar de manera eficiente a nivel binario. Todo producto que sea compatible con CORBA debe utilizar los costosos protocolos de alto nivel.

CORBA está constituido esencialmente de tres partes: un conjunto de interfaces de invocación, el ORB (object request broker) y un conjunto de adaptadores de objetos (objects adapters). CORBA va más allá de simples servicios middleware, provee una infraestructura (framework) para construir aplicaciones orientadas a objetos. Las interfaces definen los servicios que prestan los objetos, el ORB se encarga de la localización e invocación de los métodos sobre los objetos y el object adapter es quien liga la implementación del objeto con el ORB.

Para que las interfaces de invocación y los adaptadores de objetos funcionen correctamente, se deben cumplir dos requisitos importantes. En primer lugar, las interfaces de los objetos deben describirse en un lenguaje común. En segundo lugar, todos los lenguajes en los que se quieran implementar los objetos deben proveer un mapeo entre los elementos propios del lenguaje de programación y el lenguaje común. La primer condición permite generalizar los mecanismos de pasaje de parámetros (marshaling y unmarshaling). La segunda permite relacionar llamadas de o a un lenguaje en particular con el lenguaje de especificación común. Este lenguaje común fue una parte esencial de CORBA desde sus orígenes y es conocido como el OMG IDL: Interface Definition Language. Existen mapeos del OMG IDL a C, C++, Java y Smalltalk,



2.2 Arquitectura de CORBA

CORBA define una arquitectura para los objetos distribuidos. El paradigma básico de CORBA es el de un pedido servicios de un objeto distribuido. Todo definido por el OMG está en términos de este paradigma básico.

Los servicios que un objeto proporciona son dados por su interfaz . Los interfaces se definen en la lengua de la definición de interfaz de OMG (IDL). Los objetos distribuidos son identificados por las referencias del objeto, que son mecanografiadas por los interfaces de IDL.

La figura abajo representa gráficamente una petición. Un cliente lleva a cabo una referencia del objeto a un objeto distribuido. La referencia del objeto es mecanografiada por un interfaz. En la figura debajo del objeto la referencia es mecanografiada por Conejo interfaz. El corredor de la petición del objeto, u ORB, entrega la petición al objeto y vuelve cualquier resultado al cliente. En la figura, a salto la petición vuelve una referencia del objeto mecanografiada por AnotherObject interfaz.



2.3 CORBA como estándar para los objetos distribuidos

Una de las metas de la especificación de CORBA es que los clientes y las puestas en práctica del objeto son portables. La especificación de CORBA define el interfaz de un programador del uso (API) para los clientes de un objeto distribuido así como un API para la puesta en práctica de un objeto de CORBA. Esto significa que el código escrito para un producto de CORBA del vendedor podría, con un mínimo de esfuerzo, ser reescrito para trabajar con el producto de un diverso vendedor. Sin embargo, la realidad de los productos de CORBA en el mercado es hoy que los clientes de CORBA son portables pero las puestas en práctica del objeto necesitan alguna reanudación virar hacia el lado de babor a partir de un producto de CORBA a otro.

CORBA 2,0 agregó interoperabilidad como meta en la especificaciones. El detalle de En, CORBA 2,0 definen el protocolo del un de la red, llamado IIOP (el Internet Enterrar-orbe protocolo), permite del que un clientes usando un productos de CORBA del cualquier vendedor para comunicarse hacen trampas el los objetos usando un producto de CORBA del vendedor de otro de cualquier. El trabaja de IIOP un del del través Internet, el o más exacto, un través de la cualquier puesta en práctica de TCP/IP.

Interoperability es más importante en un sistema distribuído que la portabilidad. IIOP se usa en otros sistemas que no intentan proporcionar el API de CORBA ni siquiera. En particular, IIOP se usa como el protocolo de transporte para una versión de Java RMI (para que llamó "RMI encima de IIOP"). Desde que EJB se define por lo que se refiere a RMI, puede usar IIOP también. Los varios servidores de la aplicación disponible en el uso del mercado IIOP pero no expone el API de CORBA entero. Porque ellos todos usan IIOP, programas escritos entre sí al interoperate de la lata de estos API diferente y con programas escritos al API de CORBA.



2.4 CORBA y el desarrollo basado en componentes

Como se mencionó anteriormente, el desarrollo basado en componentes que se puedan comprar y poner en marcha sin mayores dificultades (Plug & Play) es una meta a alcanzar que facilitaría el reúso de software. En esta sección se hace una pequeña introducción al desarrollo basado en componentes y el rol que le compete a CORBA en este ámbito.

Muy frecuentemente el término componente se utiliza sin precisar su significado, dando por sentado que todos lo conocen. Pero no siempre es así, y al utilizar el término componente puede suceder que no siempre se esé hablando de lo mismo. Es deseable entonces comenzar con una definición de componente.

Un componente ha sido definido en la European Conference on Object Oriented Programming (ECOOP) de 1996 como una “una unidad de composición con interfaces contractuales especificadas y dependencias de contexto explícitas.”[7] Un componente de software puede ser desarrollado independientemente y utilizado por terceras partes para integrarlo mediante composición a sus sistemas.”1 Los componentes son para crear software utilizando composición, por eso es esencial que sean independientes y que se presenten en formato binario, permitiendo así distintos vendedores e integración robusta.

Para que un componente pueda ser integrado por terceras partes en sus sistemas, éste deber ser suficientemente autocontenido y debe proveer una especificación de lo que requiere y provee. En otras palabras, los componentes deben encapsular su implementación e interactuar con otros componentes a través de interfaces bien definidas.

Un componente no es un objeto. A diferencia de los objetos, los componentes no tienen estado. Esto quiere decir que un componente no puede distinguirse de una copia de sí mismo. Un componente puede tomar la forma de un archivo ejecutable o una biblioteca dinámica que usualmente cobra vida a través de objetos, pero no es este un requisito indispensable. De hecho, los primeros componentes conocidos (aunque en su momento no se los haya definido así) fueron las bibliotecas de prodecimientos. Sin embargo, los objetos, con sus características de encapsulación y polimorfismo, facilitan la construcción e integración de componentes.

Y al hablar de objetos vale la pena distinguir aquí los objetos de las clases. Una clase es una definición de propiedades y funcionalidades ha ser provistas por los objetos. A partir de una clase es posible instanciar objetos. Los componentes pueden contener una o más clases y serán los clientes de los componentes quienes soliciten la creación de las instancias de estas clases.

Como escenario de ejemplo para mostrar cómo sería la construcción de software basado en componentes, se podría pensar en una librería. Una librería necesita un sistema que le permita llevar el stock de sus libros, contabilizar sus ventas y gestionar los pedidos a sus proveedores. Quien estuviera a cargo de este proyecto de desarrollo podría adquirir un componente de facturación que provee las siguientes clases (entre otras):




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