پایان نامه معماری مبتنی بر سرویس گرایی در تجارت الکترونیک

هدف  پروژه

بی شک عصر حاضر که بنام عصر اینترت و عصر فناوری اطلاعات و دانش رقم خورده است   همه ارکان زندگی  انسان را دچار تغییر و تحول نموده است. مشخصه این عصر حذف پارادایم های اصلی قرن گذشته و جایگزین مواردی همانند حذف زمان و مکان،   افزایش پیچیدگی و نگرش به اطلاعات به مثابه قدرت و تروت به جای   پارادایم های گذشته است.  آنچه که پیامد این جایگذ اری است تغییر عمیق   سیمای سازمان, بنگاه و اساسا هر گونه جمعیت  انسانی است که بدلایل رشد فناوری می توانند بطور توزیع شده توسعه یافته  و از امکانات و منابع یکدیگر بهره بگیرند   بی شک در چنین صورتی با وجود سیستم ها و مکانیزم های متعدد و توزیع شده آن چیزی که می تواند بشدت بر روی زندگی مردم تاثیر گذارده مسئله شفافیت و همروندی در این نوع سیستم ها است که در غیر این صورت استفاده از آنها را بشدت غیر کارامد می کند. سرویس گرائی از جمله راه حلی در فناوری اطلاعات بوده که اگر بدرستی فهم شده و بدرستی بکار گرفته شود می تواند مسئله شفافیت و همروندی سیستم های توزیع شده را بطور قطعی حل کند.

 همانند سرنوشت همه مفاهیم دیگر فناوری اطلاعات، سرویس و سرویس گرائی نیز در قرن حاضر از مفهومی فنی و مهندسی به مفهومی عمومی و به اصطلاح پوپولیستی تبدیل شده و همه بطور کلی از ان به جا و نابه جا استفاده می کنند. این واقعیت،  استفاده از این مفهوم را در عمل دچار مشکل کرده و در وحله اول فهم و درک اولیه ان را دچار مشکل می کند. بدلیل انفجار اطلاعاتی در عصر حاضر و توسعه و انتقال دانش در عرصه های مختلف فهم مفاهیم چند بعدی  بکار گرفته شده در عصر حاضر براحتی میسر نبوده و بویژه این در باره مفاهیمی صادق  است که مدلول آن ذهنی بوده و به تعبیر ابن سینا ثانویهاست. در چنین حالتی و حتی در هنگامی که مدلول عینی و ملموس باشد می توان با  بکارگیری مفهوم استعاره[1] ( بکار گرفته شده  و معرفی شده در هوش مصنوعی مدرن و علوم شناختی)   مشکل مزبور را حل نموده و فهمی درست را در ذهن متبادر کرد.    به این ترتیب  رساله حاضر تلاشی است در راستای درک  و فهم درست استعاره های سرویس و معماری سرویس گرائی و بکارگیری درست آن در عمل بطوریکه بتواند در سیستم های  توزیع شده بکار گرفته شده  و مسائلی نظیر  شفافیت، همروندی، قابلیت استفاده مجدد، دسترس پذیری و امثالهم را در سطح معماری و مهندسی   حل کند.                                                                                                                           

دکتر حمید فطانت

فصل اول

 1-1تعریف، مزایاو ادبیات موضوع معماری سرویس گرا

معماری سرویس گرا به عنوان یکی از آخرین دستآوردها در تولید نرم افزار، به نظر می رسد، در سالهای آتی معماری غالب صنعت فناوری اطلاعات و ارتباطات باشد. علت بوجود آمدن این معماری، ایده ای بود که در ذهن تعدادی از معماران اولیه آن وجود داشت و آن اینکه نرم افزار  برای یک سازمان به عنوان یک سرویس یا خدمت مطرح است. در مدل نرم افزار به عنوان سرویس شما نرم افزار خود را بگونه ای طراحی می کنید که قابل استفاده توسط سیستم های دیگر باشد یعنی دیگران می توانند برای استفاده از سرویس شما ثبت نام کرده و هر موقع که لازم باشد از خدمات آن بهره می برند، همانند حالتی که در مورد شبکه های تلویزیون کابلی وجود دارد. تا زمانی که شما به سرویس متصل هستید، شما می توانید هر لحظه که خواستید از سرویس های آن استفاده کنید.                                                      

  برای مدتهای طولانی برنامه نویسان سعی می کردند تا، کدهای خود را بصورت ماژولار[2] بنویسند، تا بتوان از آن در تولید نرم افزارهای دیگر استفاده کرد. تفاوت نوشتن کد بصورت ماژولار  بر اساس معماری سرویس گرا در حجم مخاطبان آن است. دوباره به همان مثال اول برمی گردیم، وقتی شما کد خود را به منظور قابل استفاده بودن توسط نرم افزارهای دیگر، به شکل ماژولار می نویسید مانند این است که، یک شبکه تلویزیون کابلی درون یک ساختمان خاص دارید و بنابراین فقط ساکنین آن ساختمان می توانند از آن بهره برداری کنند. در جهان امروز طیف مخاطبانی که بالقوه می توانند از سرویس شما استفاده کنند، کل کاربران روی شبکه اینترنت است. بنابراین باید مکانیزمی بوجود می آمد، که می توانست پاسخگوی این محیط جدید (اینترنت) و کاربران آن باشد و به همین دلیل معماری سرویس گرا بوجود آمد. این معماری توسط افراد و موسسات و دانشگاه های مختلفی توسعه یافته و توسط شرکت های نرم افزاری بزرگی همانند شرکت  مایکروسافت، ای بی ام و امثالهم حمایت شد. این دو شرکت نام برده شده دو شرکت طی سالهای اخیر از حامیان اصلی سرویس های وب و عامل بسیاری از ابداعات جدید در حیطه سرویس های وب هماننددابلیو اس ای[3] و دی دی ای[4]  بوده اند.  از نمونه های استفاده از این معماری در کشور خودمان، سازمان ثبت احوال کشور است که موظف شده تا پایگاه های اطلاعاتی خود را بصورت سرویس وب و مبتنی بر این معماری به سایر نهادها مانند نیروی انتظامی و سایر دستگاه ها ارائه دهد.

معماری سرویس گرا  یا به اختصار SOA روشی جدید و در حال تکامل برای ساخت برنامه های توزیع شده[5]    است. سرویس ها  مولفه های توزیع شده با رابط های تعریف شده و مشخص هستند که پیام   های به زبان  XML را پردازش وتبادل می کنند.  با رویکرد سرویس گرا می توان راه حل های را ارائه داد که به مرز دامنه های سازمان، شرکت یا دپارتمان محدود نیستند. با استفاده از  معماری سرویس گرا می توان در شرکتی که دارای سیستم ها و برنامه های کاربردی مختلف بر روی سکو[6] های متفاوت است، یک راه حل یک پارچه سازی با استقلال زیاد  [7]را توسعه داده بطوریکه  جریانی یکنواخت و ناهماهنگ کار را تضمین کند. هر کس که از سایت های تجارت الکترونیکی به صورت برخط خرید کرده باشد، با مفهوم سرویس ها آشنا است. وقتی که سفارش خود را می دهید، باید اطلاعات کارت اعتباری خود  را ارایه داده که به طور معمول توسط یک فراهم کننده سرویس ثانویه، تایید و شارژ  شود. وقتی که سفارش پذیرفته شد، شرکت سفارش گیرنده با یک شرکت فراهم کننده سرویس حمل ونقل هماهنگ کرده و در نهایت کالای شما تحویل   می شود. نیاز به معماری سرویس گرا از جنبه ای دیگر نیز به نحوه بارزی در برنامه های کاربردی تجارت الکترونیکی[8] مشهود است. اگر مثلا مولفه[9] مربوط به پرداخت با کارت اعتباری  غیربرخط و یا غیر فعال باشد،‌قرار نیست که فرایند فروش متوقف شود. بلکه سفارش ها بایستی پذیرفته شوند وعملیات پرداخت به وقت دیگری موکول شود.                                                                                                            
 

همانند سایر معماری های توزیع شده،‌ سرویس گرا ئی توسعه برنامه های کاربردی را با استفاده از مولفه هائی  که در دامنه های جدا از هم  قرار دارند را ممکن می سازد . معماری سرویس گرا از سرویس های وب به عنوان نقاط ورود برنامه کاربردی استفاده می کند که از لحاظ مفهومی معادل همان  مولفه های پراکسی  [10] و استاب[11]   در سیستم های توزیع شده سنتی مبتنی بر مولفه هستند . با این تفاوت که در این جا ارتباط بین سرویس وب و استفاده کننده خیلی آزاداترانه ومستقل تر   است .به علاوه معماری سرویس گرا  به خاطر در بر داشتن فاکتورهایی نظیر  قابلیت اطمینان سرویس،‌ جامعیت پیام، یکسانی تراکنش و امنیت پیام اهمیتی حیاتی در تجارت الکترونیکی داشته و از این حیث منحصر به فرد است. در امور تجاری واقعی نمی توان روی سرویس هایی که فقط یک درخواست را به خاطر این که فهمیده شود پردازش کرد. و بطور معمول به قطعیت و اطمینان بیشتری نیاز است. واضح است که سیستم های مختلف ممکن است بعضی اوقات غیر فعال باشند و یا پاسخگویی آن ها در دفعات مختلف متفاوت باشد . با وجود این هیچکدام از این موارد نباید دلیلی برای کنار گذاشتن یاعدم پاسخ به یک درخواست باشند. علاوه بر آن نباید هیچ ابهامی در نحوه فراخوانی یک سرویس وجود داشه باشد. اگر سیستمی توانایی های خود را در قالب سرویس  وب ارائه کند. در آن صورت نحوه فراخوانی آن سرویس باید به طور واضح مستند سازی و اعلام شود . بسیاری از مسائل دسترس پذیری و مقیاس پذیری برنامه های کاربردی امروزی در معماری سرویس گرا  حل شده اند که احتمال نقض آن ها در هر مر حله ای از جریان کار بسیار زیاد است. در معماری سرویس گرا  فرض بر این است که خطا وجود دارد و می تواند مهار شود،  بنابراین برای مثال اگر یک سرویس نتواند یک پیام را در مرحله اول بپذیرد . این معماری طوری طراحی شده است که پیام مجددا می تواند فرستاده شود. واگر یک سرویس به طور کامل قابل دسترس نباشد، (که هرگز نباید در یک سیستم معماری سرویس گرا ی پایدار[12] انفاق بیفتد ) آن وقت معماری طوری طراحی شده است که روی دادن خطاهایی که  منجر به قطع کامل در خواست سرویس می شود،‌امکان پذیر نیست و چون خطاهای موقت در بخشی از جریان کار نمی توانند کل فرایند تجاری را از کار بیاندازند بنابراین معماری سرویس گرا  قابلیت اطمینان را افزایش می دهد.

 2-1نتیجه گیری

معماری سرویس گرا  یا به اختصار SOA روشی جدید و در حال تکامل برای ساخت برنامه های توزیع شده[13]  است. سرویس ها  مولفه های توزیع شده با رابط های تعریف شده و مشخص هستند که پیام های به زبان  XML را پردازش وتبادل می کنند. در حالت کلی، معماری سرویس گرا  فرایندی تکامل یافته را ارائه می نماید و ازاین منظر می توان آن را بلوغ سرویس های وب و فناوری های یکپارچه سازی به حساب آورد. در معماری سرویس گرا  به این امر توجه شده است که سیستم های با اهمیت حیاتی که بر مبنای فناوری های توزیع شده ساخته می شوند، باید تضمین های خاصی را تامین نمایند. در این گونه سیستم ها باید این اطمینان وجود داشته باشد که در خواست های سرویس به طور صحیح مسیر دهی و هدایت می شوند، در زمان مناسب به آن ها پاسخ داده می شود، و این سرویس ها به طور واضح و دقیق سیاست های ارتباطی و رابط های خود را اعلام می کنند.

فصل دوم

 1-2 سرویس  مولفه  و مشخصه ها ی سرویس وب

 بسیاری از ما آنقدر با فناوری های سرویس های وب آشنا هستیم که اغلب در باره این که خود سرویس ها واقعا چه هستند، فکر نمی کنیم. به این ترتیب برای انکه از معماری سرویس گرا را بدرستی فهم کرده و درک نماییم لازم است که ماهیت سرویس را بدرستی تشخیص دهیم. همچنانکه ماهیت عصر اطلاعات و انفجار ترکیباتی اطلاعات است بیشتر مفاهیم فناوری اطلاعات از جمله سرویس بطورمستقیم قابل تعریف نبوده و به همین دلیل از استعاره برای این منظور استفاده می شود. استعاره مفهومی قابل مانوس بوده که از ان برای تبیین مفهومی دیگر استفاده می شود. سرویس نیز استعاره ای[14] متعلق به دنیای تجارت بوده که بدلیل شناخت نسبی آن توسط عموم از این استعاره در این عرصه استقاده می کنیم.

در ادامه ابتدا به تعریف سرویس مولفه پرداخته که دانه ریز ترین نوع سرویس است و در حقیقت ترکیب های مختلف انها سرویس های دانه درشت را بدست می دهند. سه مشخصه ساختنی زیر در کنار یکدیگر و با هم ماهیت یک سرویس مولف راشرح می دهند:

 -سرویس ها مولفه ء مستقلی هستند که پیام های XML  که دارای ساختاری مشخص و خوش تعریف[15]بوده  را پردازش می کنند.

  -سرویس ها دارای رابط های خوش تعریف هستند که به وسیله یک سند مبتنی بر XML ارائه می شوند. به عنوان نمونه زبان توصیف سرویس وب[16] یا به اختصار   WSDL  خوانده می شود.

محتویات این سند ‌عملیاتی (متدهایی) که توسط سرویس ارائه می شوند را شرح می دهد. از جمله اطلاعات مربوط به انواع داده، اطلاعات نحوه اتصال به سرویس، جهت یافتن و ارتباط با عملیات سرویس وب است.

                            
- سرویس ها دارای نقاط نهائی[17]  هستند که استفاده کنندگان از سایر سرویس ها می توانند بر اساس آدرس سرویس (معمولا URL)   به آن ها متصل شوند. این همان چیزی است که ارتباط(جفت شدن) آزادانه خوانده می شود.

برنامه های کاربردی معماری سرویس گرا  نیاز به پشتیبانی و امکانات زیر ساختی زیادی دارند. از جمله امکانات ارسال و دریافت مختلفی، زیر ساخت امنیتی و پشتیبانی برای پیام رسانی مطمئن. شرکت های مختلفی، از جمله ای بی ام و مایکروسافت، ‌برای ارائه مشخصه های استانداردی که دامنه گسترده فناوری های زیر ساخت معماری سرویس گرا  را پوشش دهد، با یکدیگر همکاری می کنند. متاسفانه مشخصه های سرویس های وب در محیطی ارایه و توسعه می یابند که شرکت های دخیل در آن بیشتر رقیب هستند تا شریک. رقابت های میان شرکت ها باعث می شود که نتواند بر سر استانداردهای صحیح و مناسب به توافق برسند.اغلب،‌گروههای مختلف شرکت ها، برای موارد یکسان ، استاندارهای متفاوتی را دنبال می کنند . سازمان های غیر انتفاعی مثل اوآسیس[18] گرد همایی هایی برای همکاری در ارایه و توسعه استانداردها و مشخصه های سرویس های وب برگزار می کنند.                                                              
 
سازمانWS-I   [19]یک هدف اصلی دارد و آن    ارائه مشخصه های استانداردی است که سرویس های وب بتوانند با استفاده از آن روی سکو های مختلف با هم تعامل داشته باشند. به بیان دیگر، هدف این سازمان این است که سرویس های وب بتوانند با هم کار کنند ،‌بدون توجه به این که تحت چه سکوئی   عمل می کنند و یا با استفاده از چه ابزارهایی ایجاد شده اند . این مشخصه های سرویس های وب زمینه های گسترده ای را پوشش می دهند، از پروتکل های نقل و انتقال داده تا امنیت که مجموعه آن ها تحت عنوان پروفایل پایه WS-I جمع آوری شده اند.

برنامه های کاربردی معماری سرویس گرا  نیاز به پشتیبانی و امکانات زیر ساختی زیادی  از جمله امکانات ارسال و دریافت پیام های مطمئن و توسعه زیر ساخت های امنیتی و حمایتی برای آن  دارند. شرکت های مختلفی، از جمله آی بی ام و مایکروسافت،‌ برای ارائه مشخصه های استانداردی که دامنه گسترده فناوری های زیر ساخت معماری سرویس گرا  را پوشش دهد، با یکدیگر همکاری می کند.                                                                                  .
متاسفانه مشخصه های سرویس های وب در محیطی ارایه می شوند و توسعه می یابند که شرکت های دخیل در آن بیشتر رقیب هستند تا شریک. رقابت های میان شرکت ها باعث می شود که نتواند بر سر استانداردهای صحیح و مناسب به توافق برسند. اغلب،‌گروههای مختلف شرکت ها، برای موارد یکسان ، استاندارهای متفاوتی را دنبال می کنند .( سازمان های غیر انتفاعی همانند اوآسیس گرد همایی هایی برای همکاری در ارایه و توسعه استانداردها و مشخصه های سرویس های وب برگزار می کنند.(

مشخصه های سرویس های وب به طور عمده در گروه های زیر دسته بندی می شوند:

- نقل و انتقال[20]

     
این گروه ،  پروتکل های ارتباطی برای انتقال داده های خام بین سرویس های وب را تعریف می کنند نمونه هائی همانند  HTTP، HTTPS و SMTP از این جمله اند.                                                                 
- پیام   رسانی[21]

 
این گروه از مشخصه ها تعیین می کنند که پیام   های XML که سرویس های وب تبادل می کنند. چه فرمتی باید داشته باشند. این گروه مشخصه های SOAP برای نحوه رمز گذاری پیام   و مشخصه های XML و XSD برای کلمات کلیدی پیام  [22]    را شامل می شود. مشخصه های آدرس دهی سرویس های وب نیز در این گروه قرار دارد . این مشخصه ها اطلاعا ت مقصد پیام   را از پروتکل نقل و انتقال داده ها، مستقل می سازد . برای مثال می توان با استفاده از مشخصه های آدرس دهی سرویس های وب، چندین مقصد برای یک پیام  XML تعریف کرد                                                .                                 .

- توصیف[23]

این گروه شامل مشخصه هایی برای تشریح و توصیف یک سرویس وب است. برای توصیف بطور معمول از   WSDL برای قرارداد سرویس   و از XSD  برای تعریف شماهای نوع داده  استفاده می شود. این گروه همچنین مشخصه سیاست گذاری سرویس وب  [24] را شامل می شود که سیاست گذاری هایی که یک سرویس وب به هنگام ارتباط با یک سرویس گیرنده[25] اعمال می کند را تشریح می کند. برای مثال یک سرویس ممکن است شرایط خاصی برای فراخوانی عملیاتش داشته باشد. مشخصه سیاست گذاری   به سرویس وب این امکان را می دهد که به سرویس گیرنده های احتمالی قوانین اجرای یک درخواست سرویس موفق  را گوشزد می کند.  نهایتا،‌ در این گروه مشخصه UDDI برای یافتن سرویس های وب گنجانده شده است