II

Serviceorientierte  Architekturen  

INHALTSVERZEICHNIS   

Abk  ürzungsverzeichnis  II

Abbildungsverzeichnis   III

1  Einleitung  1

2  Standardsoftware.  2

2.1  Betriebswirtschaftliche Standardsoftware  2

2.2  Softwarearchitekturen für SSW.  2

2.2.1  Mainframe - Architektur  3

2.2.2  Client-Server Architektur  4

2.3  Historische Entwicklung betriebswirtschaftlicher SSW  5

2.3.1  Material Requirement Planning (MRP)  5

2.3.2  Material Resource Planning (MRP II)  6

2.3.3  Enterprise Resource Planning (ERP)  6

3  Serviceorientierte Architektur - Ein neues Architekturkonzept.  7

3.1  Bisherige Probleme.  7

3.2  Vision  8

3.3  SOA- im Detail  8

3.3.1  Begriffsbestimmung  8

3.3.2  Aufbau und Kernelemente  9

3.3.3  Forderungen und Eigenschaften einer SOA  12

3.4  Umsetzung mit Web Services  14

3.4.1  Begriffsbestimmung  14

3.4.2  Kernelemente und Protokolle.  15

3.5  Nutzen und Probleme  17

4  Integration  20

4.1  Allgemein  20

4.2  Enterprise Integration.  20

4.3  Cross-Enterprise-Integration ( B2B B2)C  22

5  Auswirkung auf betriebswirtschaftliche SSW.  25

5.1  Web Services als Enabler für ERP II  25

5.2  Einführung einer SOA am Beispiel der SAP  26

6  Fazit.  30

6.1  Paradigma.  30

6.2  Ausblick.  31

Literaturverzeichnis   35

Serviceorientierte Architekturen ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS

A2A = Application to Application B2B = Business to Business B2C = Business to Customer BPEL = Business Process Execution Language BPML = Business Process Modeling Language CORBA = Common Object Request Broker Architecture CPU = Central Processing Unit CRM = Customer Relationship Management DCOM = Distributed Component Object Model EAI = Enterprise Application Integration ECC = ERP Central Component EDI = Electronic Data Interchange ERP = Enterprise Resource Planning ERP II = Enterprise Resource Planning II ESA = Enterprise Services Architectures GUI = Graphical User Interface HTTP = Hypertext Transfer Protocol IT = Informationstechnik MOM = Message-orientierte Middleware MRP = Material Requirement Planning MRP II = Material Resource Planning PC = Personal Computer RPC = Remote Procedure Call SCM = Supply Chain Management SOA = Serviceorientierte Architektur SOAP = Simple Object Access Protocol SRM = Supplier Relationship Management SSW = Standardsoftware TCP/IP = Transmission Control Protocol / Internet Protocol UDDI = Universal Description, Discovery and Integration W3C = World Wide Web Consortium WebAS = Web Application Server WSCI = Web Services Choreography Interface WSDL = Web Service Description Language WS-I = Webservice-Interoperability Organisation XML = Extensible Markup Language

Serviceorientierte Architekturen ABBILDUNGSVERZEICHNIS

Abb. Seite 1 Die Schichten eines Informationssystems 3 2 Architektur eines Mainframes 4 3 Zwei-stufige Client-Server Architektur 5 4 Drei-stufige Client-Server Architektur 5 5 Entwicklung der Unternehmen 7 6 Aufbau einer Serviceorientierten Architektur 11 7 Kernelemente einer SOA 12 8 Forderungen und Eigenschaften einer SOA 12 9 Umsetzung einer SOA mit Web Services 15 10 Diskutierte und verabschiedete Web Service Standards 17 11 Cross-Enterprise-Integration mit Web Services 23 12 Enterprise Services Architecture 27 13 Technologieentwicklung bei SAP 29 14 Entwicklung von Web Services 31 15 Roadmap zu Real-time Enterprise 33

Serviceorientierte Architekturen

1 Einleitung

Vielfältige organisatorische Änderungen, u.a. die Prozessorientierung, verlangen Anpassungen der IT, um neuen Herausforderungen, wie unternehmensübergreifende Zusammenarbeit, gewachsen zu sein. Die Organisation gilt dabei als Treiber für die IT und umgekehrt.

Die Globalisierung und Konsolidierung der Märkte und die damit verbundenen Produktivitätssteigerungen der Unternehmen zwingen die IT, sich ständig zu wandeln. Im Gegensatz zu funktionsorientierter Software etablieren die meisten Unternehmen bereits das Prozessdenken. Außerdem sind Unternehmen immer mehr gefordert, flexibel auf Änderungen der Märkte zu reagieren, was ein hohes Maß an Integration, nicht nur im Unternehmen, sondern auch über Unternehmensgrenzen hinweg bedeutet. Mit den Einsatz einer Serviceorientierten Architektur (SOA) scheint dieser Quantensprung durch die Verwendung neuer Informationssysteme, wie ERP II, nun möglich zu sein. Dies wirkt sich auf die Informationsstrategie eines Unternehmens aus und trägt somit zur Weiterentwicklung bei. Die sich hinter einem Hype befindliche Web-Service Technologie beeinflusst den Trend der Service-Orientierung dabei maßgeblich.

Es gilt nun im Rahmen dieser Arbeit herauszustellen, ob es sich bei der Verwendung einer SOA um ein neues Paradigma für die Entwicklung von Standardsoftware (SSW) handelt.

Dazu werden im ersten Teil der Arbeit Begrifflichkeiten im Rahmen von SSW, sowie mögliche Architekturen und verschiedene Standardsoftwarekonzepte näher betrachtet. Im Anschluss daran wird im zweiten Abschnitt das Konzept einer Serviceorientierten Architektur erläutert und am Beispiel von Web Services näher gebracht. Daraufhin wird auf die Bedeutung von SOA in Bezug auf Integrationsmöglichkeiten eingegangen. Be-vor die Betrachtung der SOA als Paradigma und der Ausblick für zukünftige Entwicklungen stattfindet, werden die Auswirkungen auf betriebswirtschaftliche SSW, deren Entwicklung in Richtung ERP II sowie die Entwicklung am Beispiel der SAP aufgezeigt.

Serviceorientierte Architekturen

2 Standardsoftware

2.1 Betriebswirtschaftliche Standardsoftware

In einem Unternehmen tritt das Thema Standardsoftware meist während der Systementwicklung, in der Phase des Erstellens eines Soll-Konzeptes, auf. Nach Abschluss dieser Phase muss die Firma in der Lage sein, eine Make-or-Buy Entscheidung für die Einführung eines Softwaresystems treffen zu können. Fällt die Wahl dabei auf Fremdbezug, wird in vielen Fällen Standardsoftware eingekauft und eingeführt. Dabei werden als SSW „fertige Programme bezeichnet, die auf Allgemeingültigkeit und mehrfache Nutzung hin ausgelegt sind.“ ¹ Des weiteren ist SSW funktionsübergreifend und modular aufgebaut. Da jedes Unternehmen spezifische Prozesse aufweist, wird diese Software durch Parametrisierung oder so genanntes Customizing an die speziellen Prozesse des Unternehmens angepasst. SSW weist gegenüber Individualsoftware Vorteile, wie kürzere Einführungszeit, Kostenreduzierung sowie einfachere zwischenbetriebliche Integration auf. Außerdem treten Nachteile, wie die oben genannte Anpassung an das Unternehmen und Abhängigkeiten von spezifischen Anbietern, auf.

Betriebswirtschaftliche SSW ist SSW, welche alle wesentlichen betrieblichen Funktionsbereiche eines Unternehmens abdeckt und somit neue Formen von Geschäftsprozessen, Organisationen und Unternehmen unterstützt, beschleunigt und ermöglicht. ² Die wohl bekanntesten Anbieter von betriebswirtschaftlicher SSW sind SAP, ORACLE, Microsoft und Baan. Während der letzten 40 Jahre gab es verschiedene Architekturen, sowie Konzepte betriebswirtschaftlicher SSW auf die im folgenden kurz eingegangen wird.

2.2 Softwarearchitekturen für SSW

Eine Softwarearchitektur stellt eine Abstraktion zur Reduzierung der Komplexität in der Veranschaulichung eines Softwaresystems dar. ³ „’Der grundlegende Ansatz zur Strukturierung von Softwaresystemen ist eine Zerlegung in Schichten.’ Sie führen zu kohärenten und schwach gekoppelten Strukturen und bieten auch die Basis für eine physikalische Verteilung auf verschiedene Rechner.“ 4

Ein Informationssystem besteht aus folgenden drei Schichten: der Präsentations-, der Anwendungs- und der Persistenzschicht.

¹ Hansen/ Neumann, 2001, S. 152

² Vgl. Kästle, 2003, 11-4 ff.

³ Vgl. Dustdar/ Gall/ Hauswirth, 2003, S. 2

⁴ Dunkel/ Holitschke, 2003, S. 16, zitiert nach Buschmann et al., 1996, o.S.

Serviceorientierte Architekturen

Dabei sorgt die Persistenzschicht, auch Datenschicht genannt, für die dauerhafte Speicherung der Daten, welche heutzutage vorwiegend in relationalen Datenbanksystemen stattfindet. Diese Schicht ist für die Bereitstellung dieser Daten für die darüber liegende Schicht verantwortlich. Die Anwendungsschicht, auch als Geschäftslogik- oder Applikationsschicht bezeichnet, realisiert sämtliche fachliche Funktionalitäten der Anwendung. Auf die unter ihr liegende Persistenzschicht greift sie über definierte Schnittstellen zu. Des weiteren werden in dieser Schicht Operationen durchgeführt, welche schließlich ihre Ergebnisse zur Darstellung an die Präsentationsschicht weitergeben. Durch die Darstellung verschiedener Informationen mittels einer Benutzeroberfläche ( meist GUI), dient die Präsentationsschicht zur Kommunikation mit dem Menschen oder anderen Computern. Außerdem ist es möglich, auf entsprechende Ereignisse zu reagieren und somit eine Weiterleitung der entsprechenden Daten an die Anwendungsschicht auszulösen. 5

2.2.1 Mainframe - Architektur

Bei Mainframe-Systemen sind die drei genannten Schichten in eine einzige Schicht zusammengeführt, d.h. dass die gesamte Logik der Anwendungen, die Datenhaltung sowie die Präsentation in einer einzigen Applikation liegen. Aktivitäten finden i.d.R. zwischen dem System und einfachen Terminals statt. Diese Terminals bestehen meist nur aus Bildschirmen und Tastaturen. Durch diese Aufteilung ist es möglich, sich auf die optimale Ausnutzung der CPU-Leistung und somit auf eine optimale Performance zu konzentrieren. Dem gegenüber stehen auch Nachteile, wie die Kosten für die Anschaffung und den Betrieb, sowie die schlechte Portierbarkeit, aufgrund des Einsatzes herstellerspezifischer Schnittstellen und Systeme.

⁵ Vgl. Dunkel/ Holitschke, 2003, S. 17 ff.

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2.2.2 Client-Server Architektur

Durch die Dezentralisierung der Datenverarbeitung dieser oben genannten proprietären Strukturen und durch den verstärkten Einsatz von PCs und Workstations, anstatt der einfachen Terminals, entstanden in den 80er Jahren die ersten offenen Rechnerkonzepte. ⁶ Durch die Leistungssteigerung der PCs war es nicht länger notwendig, die Präsentationslogik zusammen mit den anderen Schichten auf einem Rechner zu halten. Man löste diese heraus, um sie in den Client zu integrieren. Damit ist die erste zwei-stufige Client-Server Architektur entstanden und man kann nun zwischen einem Serviceanbieter und einen Servicenutzer unterscheiden. Diese Ausgliederung hat zudem folgende Vorteile. Zum einen ist es möglich, die Benutzeroberfläche den entsprechenden Anforderungen anzupassen, den Server von der Verarbeitung von Oberflächen zu befreien und somit mehr Ressourcen für die Anwendungs- und Persistenzschicht zu schaffen. Zum anderen kann man zwischen Thin-Client und Fat-Client unterscheiden, je nachdem wo sich die Anwendungslogik befindet. Durch diese Unabhängigkeit der Präsentationsschicht sind Informationssysteme auf verschiedene Platt-formen portierbar.

Ein großer Nachteil der zwei-stufigen Architektur offenbart sich darin, dass nur eine begrenzte Anzahl an Clients gleichzeitig mit dem Server kommunizieren können und somit das System nur begrenzt skalierbar und dadurch unflexibel ist. Um diese Nachteile zu beseitigen, wird eine neue Schicht, in die die Anwendungsschicht verlagert wird, eingeführt. Diese Schicht kann auch als Middleware bezeichnet werden. Dadurch wird die Architektur komplexer. Durch Verwenden verschiedener Server für die Schichten kann eine ausreichende Skalierbarkeit erreicht werden. Das wohl bekannteste Produkt, welches auf dieser drei-stufigen Architektur basiert, ist SAP R/3.

⁶ Vgl. im Folgendem Keller, 1999, S. 9 ff.