A CORBA Rudics Attila 541. Bevezetés Probléma: A nagy számítógépes hálózati rendszerek heterogenitása -különféle architektúrájú számítógépek -különféle.

Az előadások a következő témára: "A CORBA Rudics Attila 541. Bevezetés Probléma: A nagy számítógépes hálózati rendszerek heterogenitása -különféle architektúrájú számítógépek -különféle."— Előadás másolata:

1 A CORBA Rudics Attila 541

2 Bevezetés Probléma: A nagy számítógépes hálózati rendszerek heterogenitása -különféle architektúrájú számítógépek -különféle operációs rendszerek -változatos rendszeren futó alkalmazások A megoldás:Az elosztott rendszerek különféle komponensei működésének összehangolására, összekapcsolására

3 Elosztott objektum-orientált rendszerek (Distributed Object Computig) és alkalmazások: Okai: -Az alkalmazás által használt adatok elosztottak: (az adatok több számítógépen léteznek, távolról hozzáférünk az adatokhoz,helyi tárolás nem megengedett) -A feldolgozás elosztott (kihasználása a többprocesszoros paralel feldolgozásnak és a különböző rendszerek által nyújtott egyedi jellemzők előnyeinek ) -Az alkalmazás felhasználói elosztottak (Minden egyes felhasználó az alkalmazásnak csak egy kis részét futtatja a saját számítógépén )

4 Az elosztott rendszerek jellemzői LokálisElosztott KommunikációGyorsLassú Hibalehetőség Összes objektum egyszerre Hálózat által szétválasztott objektumok külön Konkurens hozzáférés Csak többszálúság segítségével Biztosított BiztonságosIgenNem

5 Kezdet, elsô probálkozások. Az RPC (RemoteProcedure Call) vagy távoli eljáráshívás -Kliens – Szerver kapcsolat lebonyolitása, ezek: * lehetnek különbözõ nyelven írva * futhatnak más gépen *futhatnak más operációs rendszer alatt *futhatnak más hardveren Nagy hátránya, hogy nem támogatja az objektum-orientált programozást

6 OMG A probléma megoldására megalakult az Object Management Group (OMG) -> kidolgozza a heterogén elosztott objektum-orientált rendszerekkel kapcsolatos alapvető fontosságú szabványokat. - legfontosabb szabványosítási területe az OMA (Object Management Architecture) objektumkezelési architektúra -OMG válasza a ma elérhetõ, gyorsan szaporodó hardver- és szoftvertermékek közötti interoperabilitás iránt felmerülõ igényre a CORBA (Common Object Request Broker Architecture )

7 Corba Definíciók: -A CORBA (Common Object Request Broker Architekture) egy fejlesztési metodológia az elosztott távközlési szoftverek fejlesztéséhez. -A CORBA szabvány definiál egy olyan kommunikációs mechanizmust, amely lehetővé teszi hálózaton elosztott objektumoknak egymás metódusainak hívását, egymás szolgáltatásainak igénybevételét.

8 A CORBA jellemzői: - platformfüggetlen -gyártófüggetlen: *Nyílt szabvány *OMG tesztjein, megkaphatják a szabványnak-megfelelõ (CORBA-conformant) tanusítványt -nyelvfüggetlen -helyfüggetlen

9 CORBA alapfogalmak * A CORBA objektum egy olyan absztrakt entítás, amely képes a kliensektõl érkezõ kérések megválaszolására. Minden CORBA objektumnak vagy egy jól definiált felülete (interface). * A kliens egy program amely kéréseket intéz egy CORBA objektumhoz. Maga a kliens fogalom relatív, mert tud szerverként is viselkedni. * A szerver egy program amely megvalósít egy vagy több CORBA objektumot. Az objektum életciklusa független az õt megvalósító szerver életciklusától -> perzisztens objektumok használatára.

10 CORBA alapfogalmak * Egy kérés (request) : egy CORBA objektum egy mûveletének a meghívása. * Az objektum referencia egy CORBA objektumot azonosít a kliens számára. A referencia átlátszó (opaque), azaz a kliens semmi mást nem tud tenni vele, mint felhasználni egy kérés elküldéséhez. * A servant (TODO) egy olyan entitás a szerver programban, amely egy vagy több CORBA objektum valósít meg (incarnate).

11 A Corba Komponensei: - ORB (Object Request Broker) az a középsõ réteg, ami a kliens és a szerver között lehetõvé teszi az egyszerû kommunikációt. - OMG IDL(Interface Definition Language) interfészleíró nyelv -Az OMG IDL interfészleíró nyelvnek más programozási nyelvekre történő leképezése - Kliens- és szervercsonkok szerkezete (mind a dinamikus, mind a statikus metódushívási modellben) - DII (Dinamic Invocation Interface)Dinamikus metódushívási interfész. - SII : Statikus metódushívási interfész. - DSI (Dinamic Skeletron Interface) Dinamikus szerveroldali-csonk interfész.

12 A Corba Komponensei: - IR(Interface repository) Interfészgyűjtemény Run-time adatbázis a szerver oldali objektumok IDL definícióját tartalmazza - Implementation repository Implementációgyűjtemény A szerver oldali implementációk tárolása. - OA (Object Adaptor ) Objektumadapterek:megadja a csatornát, amin keresztül egy objektum szerver az Object Request Broker-rel (ORB) kommunikál. - BOA(Basic Object Adaptor):Alapvető szolgáltatásokat nyújtó objektumadapter. - ORB szoftverek együttműködési protokolljai.Ha a két szoftverkomponens két külön helyen van, akkor az adatátvitel a GIOP protokol segítségével valósul meg(ESIOP DCE-alapú). Az IIOP a GIOP Internetre alkalmazott változata, ez TCP/IP-alapú.

13 A Corba Komponensei:

14

15 Az ORB(Object Request Broker) -elosztott szolgáltatás -eljuttatja a kérést a távoli objektumhoz -megkeresi a távoli objektumot a hálózaton -továbbítja a kérést az objektumhoz -megvárja az eredményeket, és azt visszaküldi a kliensnek.

16 Az ORB(Object Request Broker) - egy programozás nyelvtől független megvalósítást biztosít a kérések számára -a feladatát a legtranszparensebb módon végzi : -kliens elől eltakarja az célobjektum elhelyezkedését és implementációját. -A metódushívást végrehajtó kliensnek nem kell tudnia az elérni kívánt objektum állapotáról(aktív vagy éppen perzisztens) -A kliens nem ismeri az ORB által a metódushívás közvetítésére használt módszereket. -az egyazon folyamaton belüli, és azonos programozási nyelven implementált objektumok metódusainak hívása helyi metódushívási mechanizmusaival történik.

17 Az ORB(Object Request Broker) -a különböző folyamatok közötti metódushívás általában a TCP/IP protokollcsalád valamely transzportprotokolljával történik -Az ORB feladata a távoli(és helyi) objektumreferenciák kezelése -egyedi objektumazonosítót (IOR) hoz létre egy CORBA objektum létrehozásakor -Az alkalmazások ezeket az objektumazonosítókat adják tovább más alkalmazásoknak

18 Az IDL(Interface Definition Language ) -Az objektumok által biztosított szolgáltatások az interfészük révén van megadva, és ezek az interfészek az OMG által meghatározott IDL-n vannak leírva -az interfész-ek tartalmazzák az objektumok metódusainak és adattagjainak a specifikációját valamint egyes elemek típusára vonatkozó információkat Pl. // Hello.idl interface Hello { void say_hello(); };

19 Az IDL(Interface Definition Language ) - deklaratív nyelv-> nem alkalmas számításokra -csakis a kommunikációs felületek definiálhatóak benne -programozási nyelvektől független -heterogén számítógépes környezetekben kedvező. -nyelvi leképezések használata,létezése(Java,C++) -az IDL definícióka fileokban tárolodnak

20 Az IDL főbb elemei Interfészek -definiálják az objektumok távolról hívható metódusait, attribútumait -implementáció nincs!! -tuljadonképpen mûveleti szignatúrák gyûjteménye -Az OMG IDL lehetőséget nyújt interfészek közötti öröklési relációk leírására is,támogatja a többszörös öröklődést -egyenértékûek más IDL típusokkal

21 Az IDL főbb elemei Modulok -az IDL névtartomány hierarchikus kiterjesztésének támogatása miatt fontos. -egy adott nevű modulban definiált azonosítókra más modulokból a modul nevével minősítve hivatkozhatunk Konstansok -állandó értékeket rögzíthetünk az IDL specifikációs fájlban. Adattípusok -specifikálják az interfészekben levő metódusok paramétereinek típusát, visszatérési értékük típusát, illetve az általuk kiváltható kivételek jellemzőit.

22 Az IDL főbb elemei Műveletek -definiálják az egyes IDL interfészelemek egy-egy etódusát,szignatúráját (mi az illető metódus neve, milyen típusú paraméterei vannak, milyen a visszatérési értéke, milyen kivételeket vált ki.) - Az egyes műveletek paramétereihez definiálva van az illető paraméterek átadási módja is.Ezek lehetnek: -Klienstől a szerver felé történő paraméterátadás. (in) -Szervertől a kliens felé történő paraméterátadás. (out) -Mindkét irány egyszerre (a híváskor a klienstől a szerver felé, majd visszatér éskor a szervertől a kliens felé). (Inout)

23 Az IDL más elemei: Beépített típusok(short,long,unsigned short, unsigned long,float, double,char,octet(1b),string és boolean Elnevezett típusok (Typedef) Felsorolási típusok (Enum) Direkt szorzat típusok (struktúrák) (Struct) Unió típusok (Union)-Ezeknek diszkriminátora van Tömb típusok (Vector,Matrix) Szekvencia típusok(Sequence) Attributumok - a CORBA objektum állapotának egy része melyet az interfészen keresztül lekérdezni/módosítani lehet

24 Az IDL más elemei: Öröklődés -Az interfészek örökölhetnek egymástól -lehetőségünk van olyan IDL műveleteket definiálni, melyek bármilyen típusú interfésszel működnek(Object) -A NIL létezése Az Any típus -bármely más IDL típus értékét képes tárolni -típusinformációt is magában hordoz -a nyelvi leképezés határozza meg,hogy egy any értékét hogyan lehet beállítani és kiolvasni

25 IDL leképezése programozási nyelvekre -szükség van a specifikációs és az implementációs eszköz közötti kapcsolat megteremtésére -a kapcsolatot az IDL nyelvnek a különféle programozási nyelvekre történő leképezését tartalmazó szabványok teremtik meg -Szabványositások: -adattípusainak a leképezését az illető programozási nyelv szabványosított adattípusaira -A kliens- és a szervercsonkok szerkezetét. -CORBA objektumok implementációjának számos más részletét

26 CORBA sematikus Müködése -az interfészt az IDL fordító dolgozza fel, és létrehozza az adott interfésznek megfelelő stub és skeleton osztályokat -a stub objektum pontosan az IDL-ben megadott interfészt valósítja meg; ez tekinthető a távoli szerver objektum lokális helyettesítő példányának ;ezzel fog kommunikálni a kliens -a skeleton mentesíti a szerver objektumot a CORBA- specifikus részletek ismerete alól ; tartalmazza mindazt a funkcionalitást, amely a hálózaton keresztül (az ORB közvetítésével) érkező kérések vételével, a paraméterek deszerializálásával, valamint az eredmény szerializálásával és elküldésével kapcsolatos

27 CORBA sematikus Müködése

28 Az Interface Repository(IR) Interfészgyüjtemény -futás idejü hozzáférés az interfészgyüjteményhez -az IDL definiciok formáját tartalmazza:objektumok, metodusok leirását, paramétereit -Az IR-t általában egy, a CORBA szoftverhez adott szerverprogram valósítja meg -az ORB ennek az adatbázisnak a segítségével tudhatja meg azt, hogy a meghívott metódus milyen típusú paramétereket vár -a tárolt adatok futás közben kicserélhetők, törölhetők

29 Az implementációgyűjtemény -a rendszerben levő CORBA objektumokról tartalmaz információkat (például azt, hogy az illető objektumok hogyan érhetők el, hol vannak tárolva, illetve hogyan lehet őket aktivizálni, ha valamikor szükség lesz rájuk). -minden elkészült CORBA objektumimplementáció jellemzőit bejegyzik ebbe az implementációgyűjteménybe -a CORBA objektumok klienseit, nem kell az implementációgyűjteménybe bejegyezni, csak ha maguk nem definiálnak új CORBA objektumokat szerver feladatokat is ellátva.

30 DII és a DSI -akkor használjuk ha fordítási időben nem ismerjük a használni kívánt CORBA objektumok felületét -A DII(Dynamic Invocation Interface –Dinamikus hivásí felület) használatához meg kell adnunk a célobjektumot, a meghívni kívánt művelet nevét, a paraméterek típusát és értékét, valamint a művelet által kiváltható kívételek típusát;ezeket az adatokat vagy az Interface Repository-ból szerezhetjük meg, vagy bekérhetjük a felhasználótól stb. Miután megadtuk az adatokat, utasítjuk az ORB-t a kérés elküldésére, a válasz megérkezte után pedig feldolgozhatjuk az eredményt. -a paramétereket és a visszatérési értéket is any típusként kell kezelni

31 DII és a DSI - A DII-nek szerver oldali párja, a DSI (Dynamic Skeleton Interface). A DSI úgy mûködik, hogy a programozó megadhat egy speciális függvényt, a DIR-t (Dynamic Implementation Routine), melyet az ORB meghív, ha az adott objektumhoz kérés érkezik. A DIR megkapja a mûvelet nevét és általános formában a paramétereket. Feladata a mûvelet eredményének és az kimenõ paraméterek értékének kiszámítása. A DII-t és a DSI-t azért fontos, mert sok olyan szoftver, amely a CORBA-t illeszti egy adott programozási nyelvhez, ezt a két szolgáltatást használja az illesztés megvalósításához.

32 OA - objektumadapterek -a szerverobjektumok az objektumadapteren keresztül tartják a kapcsolatot az ORB-vel -a szerveroldali alkalmazások elérhetik az ORB szolgáltatásait -a BOA adapter(Basic Object Adapter) *Objektumreferenciák generálása és értelmezése *Objektumimplementációk bejegyzése az implementációgyűjteménybe *Objektumimplementációk aktiválása és deaktiválása -BOA adapteren kívül léteznek egyéb objektumadapterek is

33 OA - objektumadapterek -egy implementáció aktiválása -egy objektum aktiválása -BOA objektumadapterek négy alapvető implementáció, illetve objektumaktiválási módot támogatnak : *Több objektumnak közös szerver alapú stratégia *Objektumonkénti önálló szerver alapú stratégia *Metódushívásonkénti önálló szerver alapú stratégia *Perzisztens szerver alapú stratégia

34 A CORBA objektumok ősosztálya -CORBA::Object - interface Object { ImplementationDef get_implementation(); InterfaceDef get_interface(); boolean is_nil(); Object duplicate(); void release(); boolean isá(in string a_típus_logikaiázonosítója); boolean nonéxistent(); boolean iséquivalent(in Object másikóbjektum_referenciája); unsigned long hash(in unsigned long maximum); Status create_request(in Context ctx, in Identifier művelet, in NVList paraméterlista, inout NamedValue visszatérésiíerték, out Request kérés, in Flags kérés_jellemzők); }

35 ORB szoftverek együttműködésének megszervezése -Az elején nem volt szabvány -> sok baj -A CORBA szabvány 2.0 változatától kezdődően definiáltak két ORB együttműködési protokollt: - az általános együttműködési protokollt(GIOP) -a DCE alapú együttműködési protokollt(DCE/ESIOP ) - Az ORB implementációk általában a GIOP(General Interoperability Protocol ) protokollnak a TCP/IP összeköttetés-alapú transzport protokoll feletti implementációját támogatják, az ún. IIOP protokollt (ez az Internet-alapú ORB együttműködési protokoll)

36 A CORBA szolgáltatások -Az alkalmazásfejlesztés megkönnyítésére az OMG definiált néhány szolgáltatást (CORBAServices), melyeket a CORBA-t használó programok igénybe vehetnek. Ezeknek a szolgáltatásoknak a felülete OMG IDL-ben van megadva. -A fontosabb szolgáltatások a következõk: Naming Service - Ennek segítségével a CORBA objektumoknak nevet adhatunk, és név szerint kereshetünk köztük. (Telefonkönyv) Trader Service - A Naming Service általánosítása. Az objektumokhoz tulajdonságokat rendelhetünk, és ez alapján kereshetünk köztük. (Yellow Pages) Event Service - Osztott rendszerünket eseményvezérelten mûködtethetjük. Transaction Service - Osztott tranzakciókat hozhatunk létre segítségével. Lifecycle Service - CORBA Objektumainkat perzisztenssé tehetjük

37