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1 Publication (avancée) de données spatiales dans Internet GMT-4152 & GMT-6006 Capsule 3 - Architectures pour le développement d applications sur web Thierry Badard & Frédéric Hubert Université Laval, Dép. des sciences géomatiques Québec, Canada {Thierry.Badard; Semaine 01

2 Contenu du cours Notions d architecture de systèmes distribués Architectures n-tiers Fonctions des tiers dans les architectures n-tiers Motivations pour le développement n-tiers Architecture web Avantages et comparaison des architectures

3 Notions d architectures pour le web

4 Notion d architecture. «la structure des composants d un programme/système, leurs interrelations et les principes et lignes directrices gouvernant leur conception et leur évolution au fil du temps.» [Garlan 1995]

5 Architecture Pourquoi faire? Sert de trait d'union entre : le cahier des charges d'un programme les méthodes de conception la mise en œuvre Synthétise la complexité d'un système : Règles de coordination entre composants Contraintes globales sur le fonctionnement de l'application Facilite le processus d'évolution modification des constituants (composants) d'un système modification des interrelations entre ces constituants Permet de disposer d une vision claire : des composants logiciels utilisés et de leurs dépendances des modes de communication entre composants de la politique de répartition des composants

6 Architectures distribuées. Ce sont des applications dont les fonctions sont réparties entre plusieurs systèmes. On les appelle aussi architectures multi-tiers ou n-tiers. Dans une architecture distribuée type, les fonctions sont réparties entre un système client (station de travail, terminal, ) et un système serveur (serveur PC, Unix, mainframe ). Chaque système contient une partie de l application, les parties manquantes sont exécutées sur les autres systèmes participants à l application (on parle de composant) et les informations sont échangées par le réseau.

7 Petit retour sur la semaine 1 (1/2). Sources : Peng & Tsou, 2003

8 Petit retour sur la semaine 1 (2/2). Client Serveur Fichiers HTML Navigateur web Internet HTTP Serveur web Intégration de cartes sous formes d images ou de graphiques (éventuellement générés par un SIG) dans des pages HTML, Cartes statiques, «non-intelligentes», Client léger Augmenter l interactivité : création de zones (ou points) réactives (avec hyperliens), i.e. «images mappées HTML», Fichiers images sur le disque

9 Architecture de type client/serveur On parle d architecture 2 tiers : 1 tiers client et 1tiers serveur Serveur web : Apache (open source), IIS (Microsoft), Données et mise en forme sont ici gérées par le même composant de l architecture Implique peu d interactivité, difficile à maintenir et faire évoluer! Architecture 2 tiers. Client Serveur Fichiers HTML Navigateur web Internet HTTP Serveur web Fichiers images sur le disque

10 Architecture 2 tiers. L'architecture 2 tiers (client/serveur) désigne un mode de communication entre plusieurs ordinateurs d'un réseau qui distingue un ou plusieurs postes clients du serveur : chaque logiciel client peut envoyer des requêtes à un serveur. Un serveur peut être spécialisé en serveur d'applications, de fichiers, de terminaux ou encore de messagerie électronique. Caractéristiques d'un serveur : Initialement passif (ou esclave, en attente d'une requête) ; À l'écoute, prêt à répondre aux requêtes envoyées par des clients ; Dès qu'une requête lui parvient, il la traite et envoie une réponse. Caractéristiques d'un client : Actif le premier (ou maître) ; Envoie des requêtes au serveur ; Attend et reçoit les réponses du serveur.

11 Architecture 3 tiers. Source: Ce sont les architectures les plus classiques!

12 Architecture 3 tiers Fonctions des tiers. Chaque tiers assure des fonctions dédiées : tiers client : fonctions de présentation Interface utilisateur Correspond à la partie de l'application visible et interactive avec les utilisateurs tiers du milieu : fonctions applicatives/orientées métier Validation des données (interaction entre utilisateur et l interface : carte, outils mis à disposition, formulaire, ) Modélisation des processus métiers (traitements, analyse spatiale, ) tiers ressource : fonctions de stockage (SGBD ou autre système contenant les informations)

13 Architecture 3 tiers Fonction présentation. sur la couche présentation, une application cliente est chargée de l affichage et de la saisie des données : navigateur (HTTP/HTML) sur desktop ou PDA, contrôles ActiveX (DCOM), plugins graphiques (Flash, SVG/SMIL) plugins videos (Quicktime, ) applets (RMI), clients CORBA (IIOP), application exécutable, Client léger (thin) etc. Client lourd (fat)

14 Architecture 3 tiers Fonction applicative. Les clients lourds sont des logiciels destinés à être installés localement sur une machine en opposition aux clients légers qui s'exécutent par exemple dans un navigateur internet, mais nécessitent un serveur. À titre indicatif, Google Maps constitue un client léger puisque tout s exécute sur un serveur et est affiché dans votre navigateur internet. Google Earth est pour sa part un client lourd puisqu une version doit être installée manuellement sur votre ordinateur.

15 Architecture 3 tiers Fonction applicative. sur la couche application, un serveur d application maintient des composants métiers utilisés pour modéliser sous forme d objet les processus de l application (ex: objets géographiques, caddies, ) : présentation, outils métiers, CGI, servlets Sources : Peng & Tsou, 2003

16 Répartition entre client et serveur? Traitement coté client extériorisation de l information formats visualisables par le client interactivité non lié au réseau Traitement coté serveur serveur applicatif conserve les traitements en interne (business logic) adapte le document retourné au capacité du visualisateur charge le serveur et pas le client

17 Architecture 3 tiers Fonction stockage. sur la couche ressources, les serveurs du système d information stockent les composants métiers : bases de données relationnelles ou objets, ERP (Enterprise Resource Planning), EAI (Entrerprise Application Integration), legacy systems (mainframe), annuaires d entreprise (LDAP), La fonction de stockage d une application web peut donc, en fait, faire appel aux services d un autre système, lui même distribué (EAI, services web).

18 Architecture 3 tiers Motivations (1/5). Simplifie le développement Plus grande séparation, divisé en 3 couches Le développeur peut se concentrer sur la logique de son application; le reste est «normalement» pris en charge par la structure d'accueil de l architecture : sessions, persistance, transactions, sécurité, nommage, charge

19 Architecture 3 tiers Motivations (2/5). Gain en productivité : Permet de fournir des services standards pour : le développement d'applications multi-tiers le support de plusieurs types de client Mise sur le marché des applications distribuées plus rapide par la suite Intégration avec l existant : met à la disposition des développeurs des moyens standards d'accès aux données des systèmes déjà existants.

20 Architecture 3 tiers Motivations (3/5). Maintenance et sécurité : La maintenance de l architecture est plus aisée car elle concerne bien souvent qu un composant Le remplacement d un composant est plus facile, car il y a séparation des couches (évolutivité). Permet la mise en place de mécanismes standards pour gérer la sécurité sur tous les systèmes d une application distribuée. Par contre peu de possibilités pour mettre en place la sécurité au niveau du client, sauf dans le cas de clients Java.

21 Architecture 3 tiers Motivations (4/5). Liberté de choix : grande diversité de serveurs commerciaux ou libres mécanismes et technologies standards pour la création d'application : cela permet d'utiliser des produits d'éditeurs différents environnements de développement et serveurs issus de plusieurs éditeurs. utilisation de ses propres composants pour les fonctions spécifiques de l'application et de créer par des éditeurs logiciels, les fonctions de base.

22 Architecture 3 tiers Motivations (5/5). Réponse adaptée à la demande : les applications supportent la montée en charge sans avoir à être recodées (dans les spécifications de l architecture dans les faits bien souvent). mécanismes simples pour répartir la charge entre plusieurs serveurs, sur les différentes couches de l'application (duplication, load balancing).

23 Architectures web ou 4-tiers. Source:

24 Le tiers web Rôle. reçoit les requêtes HTTP des clients et renvoie les réponses permet la séparation entre présentation (spécifique au client) et «logique métier», génère du contenu dynamiquement, transforme des requêtes HTTP dans un format compris par l application, contient la logique du flot de présentation, identifie la session de l utilisateur, supporte plusieurs types de clients,

25 Le tiers web Architecture. Source:

26 Le tiers web Technologies utilisées. CGI/FastCGI (Common Gateway Interface) Peut-être écrit en JAVA, C, C++, Perl... ASP (Active Server Pages) Scripting interprété dans des pages HTML (Microsoft) Servlets Java nécessite un conteneur Java JSP (Java Server Pages) Scripting dans des pages HTML compilé en Servlet PHP, Python Scripting interprété dans des pages HTML (libre) JavaScript (Server Side)

27 Le tiers du milieu Rôle (1/2). Source:

28 Le tiers du milieu Rôle (2/2). Source:

29 Rappel Propriétés ACID d une transaction. Source:

30 Rappel Propriétés ACID d une transaction. Mais encore Atomicité: TOUTES les tâches doivent s exécuter sans erreur. Si une seule échoue, l unité entière est abandonnée et aucun changement n est effectué. Consistance: Implique que la base de donnée DÉBUTE et TERMINE la transaction sous un état stable. Par exemple, un transfert d argent ne sera pas permis si le compte termine avec un solde négatif. Isolation: Les changements en cours de la transaction ne doivent pas affecter une autre transaction. Par exemple, une transaction de retrait d argent dans un compte doit attendre que toute autre transaction soit terminée et aucune autre transaction ne doit débuter avant la fin du retrait. Durabilité: Une fois un retrait d argent effectué, le solde du compte descend de manière permanente ;-)

31 Niveau d isolation des transactions. Source:

32 Type de serveur Serveurs d information. Source:

33 Type de serveur Serveurs de composants. Source:

34 Type de serveur Serveurs d applications. Source:

35 Synthèse Principaux apports. Performance Fiabilité «Utilisabilité» Sécurité Disponibilité «Scalabilité» «Maintenabilité»

36 Synthèse Comparaison des architectures. Source :

37 Conclusion/Synthèse On a vu dans cette capsule: Les notions d architecture de systèmes distribués Les architectures n-tiers Les fonctions des tiers dans les architectures n-tiers Quelles sont les motivations pour le développement n-tiers Ce qu'est une architecture web Les avantages des architectures Une comparaison entre les différentes architectures Prochain cours, semaine 2 : HTML & CSS!

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