Community-driven service orchestration modeling

Abstract

Service Orientierte Architekturen (SOA) bieten ein vielversprechendes Konzept zur Lösung der Integrationsprobleme, die in heterogenen IT Landschaften auftreten. Als populärste Realisierung des SOA Konzepts hat sich das Web service Framework in der Wissenschaft und industriellen Praxis etabliert. Web services basieren auf Web standards (XML und XML Schema zur Datenrepresentation, HTTP als Transportprotokoll) und sind relativ einfach strukturiert. Die Orchestrierung existierender Web services zu neuen, komplexeren Web services wird durch die Web service Business Process Execution Language (kurz WS-BPEL) ermöglicht.<br />Mit der zunehmenden Popularität von RESTful Web services - Web services die auf dem architekturellen Paradigma REST (erstmalig beschrieben in der Dissertation von Fielding im Jahr 2000) beruhen - stellen sich etablierten Service Oriented Architecture Implementierungen neue Herausforderungen: Neben konzeptionellen Unterschieden zwischen dem REST und dem WS-* Paradigma werden existierende Orchestrierungskonzepte ungenügend oder fehlerhaft auf die heterogene Service-Landschaft adaptiert. Diese neuen Herausforderungen gewinnen durch die Integration von Modellen zur Beschreibung menschlicher Prozessteilnehmer noch zusätzliche Komplexität. Aktuelle Ansätze bestehen darin, existierende Spezifikationen um weitere Formalismen zu erweitern und so diesen Herausforderungen beizukommen. Obwohl diese Konzepte in isolierten Problemstellungen Lösungen bieten, führen sie zu weiteren Problemen:<br />Herstellerspezifische Erweiterungen resultieren meist in inkompatiblen Notationen.<br />Diese Entwicklungen motivierten die in der vorliegenden Arbeit erarbeiteten Konzepte zur Abstraktion von Beschreibungen zur Service Orchestrierung. Das Modellieren von Service Orchestrierungen benötigt die Zusammenarbeit von mehreren Fachleuten mit unterschiedlicher Expertise. In vielen Fällen erschweren existierende Service Orchestration Beschreibungssprachen nicht-technischen Fachleuten das Verständnis der modellierten Abläufe. Diese Arbeit definiert ein Konzept zur Kommunikation unterschiedlicher Expertise mit Hilfe domänen-spezifischer Sichten. Das Framework setzt dieses Konzept in Form einer Web Applikation prototypisch um.<br />Die Erweiterbarkeit dieses Frameworks wird anhand der Erweiterungsmaßnahmen gemessen, die nötig sind um die existierende Funktionalität auf die Enterprise Mashup Markup Language anzuwenden. Die Enterprise Mashup Markup Language ist das Ergebnis eines Konsortiums aus Technologiefirmen zur Standardisierung einer Enterprise Mashup Notation.<br />Die Ergebnisse der Analyse zeigen, dass mit dem Framework ein flexibler Prototyp realisiert wurde, der den steigenden Anforderungen von Service Orchestrierungssprachen gerecht wird.<br />

Service Oriented Architectures (SOA) provide a promising approach to overcome the integration hurdles of heterogeneous IT landscapes. The manifestation of the Service Oriented Architecture paradigm is the Web service framework (referred as the WS-* stack throughout this thesis). Web services are based on Web standards (XML and XML Schema for data representation, HTTP as a transport protocol) and are relatively simple structured. The composition of Web services to new, more complex Web services can be achieved by the Web services Business Process execution language (WS-BPEL for short). With the emergence of RESTful Web services - Web services adhering to the REST architectural paradigm introduced in the dissertation of Fielding in 2000 - established Service Orchestration Architecture implementations face new challenges: Beside conceptual diversities between REST and WS-* paradigms, Composition concepts are intermingled and accommodate the risk of ambiguous Orchestration. These challenges become even more complex when human participants are incorporated in Service Orchestration Models. Current approaches extend existing specifications to fit to the newly arising requirements. Whereas these efforts solve isolated integration problems they bring up new problems:<br />Vendor-specific extensions result in incompatible Service Orchestration notations.<br />These observations motivated the Service Orchestration abstraction concepts introduced in this dissertation. The modeling of Service Orchestrations involves many stakeholders with different expertise. In many cases, the orchestration of heterogeneous Web services provides only technical models, making it hard for non-technical stakeholders to get involved into the modeling phase. This thesis introduces concepts enabling the exchange of expertise between various collaborators by the definition of domain-specific views. The elaborated framework realizes the concept of abstract Service Orchestration and implements a web-based prototype. The prototype enables web-based collaboration of various stakeholders with different technical knowledge.<br />The adaptability of the elaborated framework is measured by the extension of the proof-of-concept implementation by modeling support for the Enterprise Mashup Markup Language. The Enterprise Mashup Markup Language resulted from standardization efforts by an industrial-lead consortium of technology companies to promote the standardization of Enterprise Mashups. The results of the analysis of the adaptability reveal that the framework implements a flexible prototype integrating support for constantly changing Service Orchestration notations.