Đề tài Mô hình kiến trúc tối ưu để xây dựng ứng dụng Portal

Mục lục Mục lục 1 Lời cảm ơn 3 Lời nói đầu 4 Chương I: Giới thiệu cổng giao tiếp điện tử 5 Định nghĩa 5 Lịch sử phát triển 5 Phân loại Portal 6 Thuộc tính cơ bản của Portal 7 Chức năng của Portal 8 Kiến trúc của Portal 9 Các mô hình phát triển 12 Chương II: Tìm hiểu về Portlet 21 Định nghĩa 21 Định dạng chung của một Portlet 21 Giới thiệu về chuẩn JSR 168 23 3.1. Những nền tảng chung của Portlet 23 3.2. Định nghĩa 24 3.3. Portlets và Servlets ……………..……………………………....24 3.4. Những tương tác trong Portal 25 3.4.1. Portlet Interface và lớp GenericPortlet 26 3.4.2. Vòng đời của Portlet 27 3.4.3. Các trạng thái thực thi Portlet 27 3.4.4. Quản lý yêu cầu Portlet 28 3.5. Các yếu tố khác của Java Portlet API 34 3.5.1. PortletConfig 34 3.5.2. PortletURL 35 3.5.3. Các chế độ của Portlet 36 3.5.4. Các cửa sổ trạng thái 37 3.5.5. Ngữ cảnh của Portlet 38 3.5.6. Ngữ cảnh của Portal 38 3.5.7. Các tham chiếu Portlet 38 3.5.8. Phiên làm việc 39 3.5.9. JSPs và Servlet 40 3.5.10. Cấu tạo ứng dụng Portlet 44 Phát triển ứng dụng và Workflow cho Portal 44 4.1. Kiến trúc Portlet 45 Chương III: Mô hình kiến trúc tối ưu để xây dựng ứng dụng Portal 48 Giới thiệu qua về các mô hình phát triển Web thông dụng hiện nay 48 1.1. Mô hình tổng quan trong phát triển Web 48 1.2. Mô hình JSP 49 1.3. Mô hình MVC 50 1.3.1. Định nghĩa 51 1.3.2. Mô hình JSP Model 2 architecture ……………..…….51 Đặc điểm của các ứng dụng chạy trên nền Portal (Portlet) 52 2.1. Mô hình hoạt động của Portlet 52 2.2. Các yêu cầu đặt ra đối với ứng dụng Portlet ………….……….53 2.2.1. Tính độc lập với các Portal Engine ……..……….…...53 2.2.2. Hệ thống phải hoạt động được với các hệ quản trị cơ sở dữ liệu khác nhau…………………..………………………………………….53 3. Mô hình truy xuất cơ sở dữ liệu……………………...………….…...53 3.1. Mô hình truy xuất cơ sở dữ liệu theo kiểu truyền thống……….53 3.2. Mô hình truy xuất dữ liệu sử dụng Hibernate Framework……..54 3.2.1. Sơ lược về Hibernate Framework…………….………..54 3.2.2. Đề xuất mô hình truy xuất cơ sở dữ liệu……………....53 3.3. Các yêu cầu đối với mô hình kiến trúc………………………....56 3.4. Lựa chọn mô hình kiến trúc tối ưu …………….…………...…..56 Kết luận .59 Tài liệu tham khảo 60 Lời cảm ơn Trong suốt quá trình học tại trường Đại học Dân lập Hải Phòng, em đã được các thầy cô hướng dẫn và truyền đạt những kiến thức chuyên môn cần thiết. Ngoài ra, em còn được làm việc nghiêm túc, tích cực trên tinh thần độc lập sáng tạo. Đây là những kinh nghiệm quý báu trước khi bắt tay vào làm việc trong tương lai. Thời gian làm luận văn vừa qua là cơ hội để em có thể áp dụng những kiến thức mà trong suốt 4 năm qua em đã được học tập, cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy Trần Minh và thầy Nguyễn Hoài Thu cùng các thầy các cô trong trường, em đã hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp của mình. Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn các thầy các cô. Kính chúc thầy cô cùng gia đình mạnh khỏe, hạnh phúc, chúc thầy cô tiếp tục đạt được những thành công mới trong sự nghiệp giảng dạy và nghiên cứu khoa học. Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên Nguyễn Thị Mai Lời nói đầu Chúng ta đã biết, website đã và đang đóng góp rất lớn vào việc phổ cập thông tin, như giới thiệu tin tức, các cơ sở dữ liệu, và một số chương trình ứng dụng trên mạng, đã làm thay đổi cả thế giới từ khi xuất hiện vào đầu những năm 90 của thế kỷ trước. Ngày nay, mọi giao tiếp thông qua website đã trở thành phổ biến. Tuy nhiên chúng ta có thể mạnh dạn gọi một số lớn các website là “website truyền thống” bởi những mặt tồn tại do công nghệ cũ để lại như: sự quá tải thông tin; thông tin không được phân lọai; khó khăn trong việc duy trì bảo quản; khó tích hợp thông tin, dịch vụ; không có khả năng cung cấp một nền tảng để có thể phát triển và mở rộng. Công nghệ Portal (Cổng điện tử) phát triển sau thời kỳ này khoảng 7-8 năm như một tất yếu xuất phát từ nhu cầu thực tế. Portal là một bước tiến hóa của website truyền thống. Nó ra đời để giải quyết những vấn đề mà website truyền thống gặp phải. Là “siêu website”, gọi đầy đủ là Portal Website, gọi tắt là Portal, đối với người dùng vẫn chỉ là trang web qua browser. Là đích quy tụ hầu hết các thông tin và dịch vụ cho người sử dụng cần. Thông tin và dịch vụ được phân loại nhằm thuận tiện cho tìm kiếm và vùi lấp các thông tin. Bảo toàn đầu tư lâu dài. Có nền tảng công nghệ đảm bảo. Môi trường chủ động dùng cho việc tích hợp ứng dụng. Sự ra đời và phát triển của Portal đã dẫn tới sự phát triển tất yếu của các chuẩn được sử dụng hoạt động trên nền Portal, đó là các chuẩn Ichannel, Portlet,. . . và giới thiệu về chuẩn Portlet JSR 168 của Java Community. Chương I: Giới thiệu cổng giao tiếp điện tử 1. Định nghĩa Cổng giao tiếp điện tử - Portal: Là một khái niệm thường được nhắc đến nhiều trong những năm gần đây của thị trường tin học. Bởi vì phạm vi áp dụng của Portal là rất rộng, bao gồm các hệ thống bên trong (internal), bên ngoài (external), đằng sau bức tường lửa và nằm rải rác khắp nơi trên internet, do vậy khó có được định nghĩa hoàn chỉnh và chính xác về Portal. Một cách chung nhất, có thể tạm định nghĩa portal như sau: Portal là một phần mềm ứng dụng cung cấp một giao diện mang tính cá nhân hóa cho người sử dụng. Thông qua giao diện này, người dùng có thể khám phá, tìm kiếm, giao tiếp với các ứng dụng, với các thông tin, và với những người khác. Sự ra đời và phát triển của portal đã dẫn tới sự phát triển tất yếu của các chuẩn được sử dụng để xây dựng các ứng dụng hoạt động trên nền Portal, đó là chuẩn Ichannel, Portlet ,. . . 2. Lịch sử phát triển Website đã và đang đóng góp rất lớn vào việc phổ cập thông tin, như giới thiệu tin tức, các cơ sở dữ liệu, và một số chương trình ứng dụng trên mạng, đã làm thay đổi cả thế giới từ khi xuất hiện vào đầu những năm 90 của thế kỷ trước. Ngày nay mọi giao dịch thông qua web đã trở nên phổ biến. Công nghệ Portal (Cổng điện tử) phát triển sau thời kỳ này khoảng 7-8 năm như là một tất yếu xuất phát từ nhu cầu thực tế. Portal là một bước tiến hóa của web truyền thống. Nó ra đời để giải quyết những vấn đề mà website truyền thống gặp phải. Portal (cổng giao tiếp điện tử) là một bước tiến hóa của website truyền thống. Là “siêu website”, gọi đầy đủ là Portal Website, gọi tắt là Portal, đối với người dùng vẫn chỉ là sử dụng trang web thông qua trình duyệt (tức là web browser), nhưng đằng sau nó là sự thay đổi thuật ngữ và quan niệm mới về triết lý phục vụ thay cho cách hiểu “tuyên truyền“ thông qua website như trước đây. Là điểm đích quy tụ hầu hết các thông tin và dịch vụ cho người sử dụng cần, là điểm đích đến thực sự. Thông tin và dịch vụ được phân loại nhằm thuận tiện cho tìm kiếm và hạn chế vùi lấp các thông tin. Bảo toàn đầu tư lâu dài. Có nền tảng công nghệ đảm bảo, do công Internet đã phát triển rất cao so với thời kỳ xuất hiện Word Wide Web vào đầu những năm 90 của thế kỷ trước. Những công nghệ tạo nên thời đại portal đều hỗ trợ tính mở và kế thừa rất mạnh, sao cho việc mở rộng quy mô phục vụ bằng các phần mềm ứng dụng mới được “lắp rắp” vào Portal đang có mà không phải hủy bỏ hoặc sửa chữa lớn như những website trước đây. Môi trường chủ động dùng cho việc tích hợp ứng dụng. Xu hướng “tiến hóa” chung của website theo hướng tiến đến Portal được trình bày trong hình vẽ: Hình 1.1: Lịch sử phát triển của Portal 3. Phân loại Portal Sau đây là một vài kiểu điển hình của Portal. Vertical portal. Thuật ngữ này được sử dụng để chỉ những Portal mà nội dung thông tin cùng các dịch vụ của nó được thiết kế để phục vụ cho một lĩnh vực xác định, cho một chuyên ngành xác định, do vậy khách hàng của nó là diện hẹp. Theo đánh giá, hiện nay trên thế giới, Vertical portal là loại hình Portal có tốc độ phát triển nhanh nhất Horizontal portal. Thuật ngữ này được sử dụng để chỉ những Portal mà nội dung thông tin cùng các dịch vụ của nó bao trùm nhiều chủ đề, nhiều lĩnh vực, do vậy nó mang tính diện rộng, phục vụ cho nhiều loại khách hàng khác nhau. Các Portal nổi tiếng như Yahoo, NetCenter, Altavista,. . . Information portal. Xây dựng hệ thống cung cấp thông tin trên cơ sở thu gom số liệu từ nhiều nguồn khác nhau. Các nguồn dữ liệu này nằm rải rác trên mạng toàn cầu Internet, từ các CSDL của các mạng nội bộ Intranet, và thậm chí cả từ các Portal khác. Community portal. Xây dựng “một vị trí ảo” trên Internet cho các cá nhân, các doanh nghiệp “tụ tập” để giúp đỡ lẫn nhau và để hợp tác với nhau trong cùng một mục đích xác định. Community portal mang lại cơ hội cộng tác cho các cá nhân, tổ chức doanh nghiệp mà ranh giới địa lý không có ý nghĩa ở đây. Corporate portal (or Enterprise portal). Corporate portal thường được dùng bởi các nhân viên trong một cơ quan hay tổ chức sử dụng để chia sẻ thông tin với nhau, cộng tác với nhau để cùng giải quyết một công việc, qua đó nâng cao năng suất lao động và hiệu quả giải quyết công việc của mình. Commercial portal. Cung cấp “chợ điện tử” (e-mail) trong thị trường thương mại điện tử. Goverment portal. Cung cấp các “cổng hành chính công điện tử” để chính quyền (Trung ương và địa phương) thực hiện các chức năng của mình đối với dân chúng thông qua việc cung cấp thông tin và các dịch vụ hành chính công. 4. Thuộc tính cơ bản của Portal - Cá nhân hóa giao diện người sử dụng (Personalization) - Tổ chức phân loại thông tin (Categoize) - Hỗ trợ khả năng tìm kiếm nhanh thông tin (Search) - Thông tin được tích hợp từ nhiều nguồn khác nhau (Intergration) - Hỗ trợ mô hình làm việc cộng tác (Collaboration) - Hỗ trợ mô hình tự động xử lý công việc theo quy trình đã xác định từ trước (Workflow) - Khả năng bảo mật cao, hỗ trợ đăng nhập hệ thống một lần duy nhất (Single-Sign-On) 5. Chức năng của Portal - Khả năng cá nhân hóa (Customization hay Personalization) : Cho phép thiết đặt các thông tin khác nhau cho các loại đối tượng sử dụng khác nhau theo yêu cầu. Tính năng này dựa trên hoạt động thu thập thông tin về người dùng và cộng đồng người dùng, từ đó cung cấp các thông tin chính xác tại thời điểm được yêu cầu. - Tích hợp và liên kết nhiều loại thông tin (Content aggregation): Cho phép xây dựng nội dung thông tin từ nhiều nguồn khác nhau cho nhiều đối tượng sử dụng. Sự khác biệt giữa các nội dung thông tin sẽ được xác định qua các ngữ cảnh của người dùng. - Xuất bản thông tin (Content syndication): Thu thập thông tin từ nhiều nguồn khác nhau, cung cấp cho người dùng thông qua các phương pháp hoặc giao thức (protocol) một cách thích hợp. Một hệ thống thông tin chuyên nghiệp phải có khả năng xuất bản thông tin với các định dạng quy chuẩn. - Hỗ trợ nhiều môi trường hiển thị thông tin (Multidevice support): Cho phép hiển thị cùng một nội dung thông tin trên nhiều loại thiết bị khác nhau như: màn hình máy tính (PC), thiết bị di động (Mobile phone, PDA. . . ) sử dụng để in hay cho bản fax. . . một cách tự động bằng cách xác định thiết bị hiển thị thông qua các thuộc tính khác nhau. - Khả năng đăng nhập một lần (Single Sign On): Cho phép dịch vụ xuất bản thông tin hoặc các dịch vụ khác của portal lấy thông tin về người dùng khi hoạt động mà không phải yêu cầu người dùng đăng nhập lại mỗi khi yêu cầu. Đây là một tính năng rất quan trọng vì các ứng dụng và dịch vụ trong portal sẽ phát triển một cách nhanh chóng khi xuất hiện nhu cầu, mà các ứng dụng và dịch vụ này tất yếu sẽ có nhu cầu về xác thực hoặc truy xuất thông tin người dùng. - Quản trị portal (Portal administration): Xác định cách thức hiển thị thông tin cho người dùng cuối. Tính năng này không chỉ đơn giản là thiết lập các giao diện người dùng với các chi tiết đồ họa (look-and-feel), với tính năng này người quản trị phải định nghĩa được các thành phần thông tin, các kênh tương tác với người sử dụng cuối, định nghĩa nhóm người dùng cùng với các quyền truy cập và sử dụng thông tin khác nhau. - Quản trị người dùng (Portal user management): Cung cấp các khả năng quản trị người dùng cuối, tùy thuộc vào đối tượng sử dụng của portal. Tại đây, người sử dụng có thể tự đăng ký trở thành thành viên tại một công thông tin công cộng (như Yahoo, MSN. . .)hoặc được người quản trị tạo lập và gán quyền sử dụng tương ứng đối với các công thông tin doanh nghiêp. Mặt khác, tùy thuộc vào từng kiểu Portal mà số lượng thành viên có thể từ vài nghìn tới hàng triệu. Hiện tại phương pháp phân quyền sử dụng dựa trên vai trò (Role-based security) được sử dụng như một tiêu chuẩn trong các hoạt động xác định quyền truy cập và cung cấp thông tin cho các đối tượng khác nhau trong các Portal cũng như các ứng dụng web. Kiến trúc của Portal Hình 1.2: Mô hình kiến trúc Portal Được xây dựng dựa trên mô hình Web ba tầng (Web Application 3-tier): tầng trình diễn (Client), tầng ứng dụng (Portal Server) và tầng cơ sở dữ liệu (Enterprise Resources). Tầng trình diễn (Client): Người dùng có nhiều lựa chọn về nền trình diễn (Internet, Mobile, PDA,. .. ).Hệ thống sẽ tự động gọi các tệp cấu hình sẵn cho tầng nền thông qua lớp Presentation Services.Tầng trình diễn chịu trách nhiệm về cung cấp giao diện cho nhiều loại người dùng khác nhau, có nhiệm vụ lấy các yêu cầu, dữ liệu từ người dùng, có thể định dạng nó theo những qui tắc đơn giản (dùng các ngôn ngữ Script) và gọi các thành phần thích hợp từ tầng Business Logic để xử lý các yêu cầu. Kết quả sau xử lý được trả lại cho người dùng. Tầng ứng dụng (Portal Server): Là môi trường hoạt động và là nơi chứa các ứng dụng của Cổng giao tiếp điện tử. Là đầu mối tiếp nhận và xử lý yêu cầu của người dùng đầu cuối, phân tích, tiền xử lý yêu cầu và chuyển yêu cầu đã xử lý cho phần ứng dụng tương ứng xử lý. Tầng này bao gồm 3 thành phần chính: dịch vụ phục vụ trình diễn, phần ứng dụng, kiến trúc hạ tầng Dịch vụ phục vụ trình diễn (Persentation Services): Đảm nhận nhiệm vụ đón các yêu cầu từ tầng trình diễn (yêu cầu phía client) và trả về kết quả cho phía client. Đồng thời có nhiệm vụ thực thi các thành phần điều khiển trình diễn của ứng dụng chủ cũng như thực thi các modules giao tiếp với các Server khác (Email, LDAP server). Phần ứng dụng (Bussiness Logic): Thực hiện các quy trình xử lý nghiệp vụ và điều khiển. Phần này bao gồm tập các API để thực hiện các luồng công việc, tập các API dùng để tạo ra các dữ liệu và sau đó thông qua Presentation Services xuất ra XHTML, HTML, WML, … tùy theo nền trình diễn mà phía client yêu cầu. Phần này bao gồm các khối chức năng chính sau: + Khối bảo mật (Sercurity & SSO – Single Sign-On): Khối này bao gồm các chức năng cơ bản liên quan đến việc đăng ký, quản lý tài khoản (tạo mới, sửa đổi, xóa, ...) của người sử dụng hoặc nhóm người sử dụng, phân quyền cho người dùng hoặc nhóm người dùng truy cập tới tài nguyên và dịch vụ của hệ thống. Với quan điểm thông tin và dịch vụ chỉ được truy nhập bởi người dùng hợp lệ, Portal cần thiết duy trì hệ thống kiểm tra và xác thực người dùng truy cập. Thêm nữa để tránh cho người dùng phải nhớ quá nhiều tên và mật khẩu khi truy nhập tài nguyên của mình, Portal cũng được cài đặt khả năng xác thực một cửa theo đó người sử dụng (đã được đăng ký và có tài khoản) chỉ cần đăng nhập một lần, nhưng có thể truy cập tới thông tin và dịch vụ (theo quyền truy cập) có trên Portal. + Cá nhân hóa người dùng (Personalization): Một trong những đặc tính của Portal là khả năng cá nhân hóa. Một người dùng sau khi đăng nhập vào hệ thống thì có thể tự thay đổi giao diện trình bày như bố cục và giao diện trình bày, thành phần thông tin hiển thị, … + Khối tổ chức, quản lý và tìm kiếm nội dung thông tin (Search & Categorize): Để giảm thiểu tình trạng quá tải thông tin của người sử dụng, thông tin cần được quản lý bởi Portal phải được phân loại và sắp xếp theo các chủ đề (topics, subtopics, ...) sao cho người dùng có thể nhanh chóng tìm thấy thông tin mà mình cần. Trong mục quản lý nội dung còn có các chức năng xuất bản thông tin bao gồm các bước tạo, phê duyệt và xuất bản thông tin, nhưng do vai trò quan trọng của khối này nên đã tách riêng. + Khối xuất bản thông tin (Publish & Subscribe): Khối này cung cấp các chức năng cơ bản thể hiện qui trình xuất bản thông tin với sự tham gia của các bộ phận khác nhau như: tạo lập, biên tập nội dung bằng một hệ soạn thảo văn bản, và phê duyệt xuất bản. + Khối tích hợp ứng dụng (Intergration): Cung cấp các giao thức chuẩn, mà thông qua đó các ứng dụng được tích hợp vào Portal, hoặc tạo lập các mối liên kết (links) với các trang thông tin điện tử/website khác. + Khối mô hình làm việc cộng tác (Collaboration): Khối này cung cấp và thực hiện quản lý các phần mềm công cụ nhằm tăng cường khả năng trao đổi thông tin 2 chiều giữa các thành viên của Portal, giữa thành viên và người quản trị Poral trong quá trình xử lý công việc. + Khối mô hình xử lí công việc theo qui trình định trước (Applications & Workflow): Khối này cho phép xây dựng nên các quy trình xử lý công việc theo các bước định trước, và áp dụng các quy trình này vào xử lý các công việc một cách tự động. + Khối ứng dựng xây dựng (Portlets/Channels): Là khối bao gồm các ứng dựng xây dựng theo các chuẩn Portlets và Channels là những chuẩn ứng dụng Portal hỗ trợ để thực hiện những chức năng cụ thể, riêng biệt. Kiến trúc hạ tầng (Portal Infrastructure): Là những kiến trúc bên dưới giúp cho Portal giao tiếp với tầng Cơ sở dữ liệu, các ứng dụng bên ngoài Portal và với người dùng khác. 6.3 Tầng cơ sở dữ liệu (Enterprise Reources): Bao gồm các hệ thống CSDL lưu trữ dữ liệu chính của Portal, CSDL chuyên nghành và CSDL tích hợp sẵn sàng phục vụ cho các hoạt động truy cập, xử lý, kiết xuất và trình diễn thông tin ở các tầng trên. - CSDL Portal (Portal Database): gồm hệ thống CSDL chính của Portal phục vụ lưu trữ các thông tin dữ liệu về cấu hình, các tham số của hệ thống, dữ liệu người dùng, dữ liệu bản tin, các thông tin, dữ liệu phục vụ điều hành,… Các CSDL này được liên thông với nhau và tạo thành một hệ thống phục vụ điều hành, quản lý Portal. - CSDL ứng dụng (Structured & Unstructured Database): là hệ thống các CSDL phục vụ quản lý một lĩnh vực hoặc đối tượng đặc thù của từng Đơn vị sử dụng hệ thống Portal. Đây cũng chính là hệ thống CSDL chung phục vụ một ngành dọc liên quan đến Đơn vị đó. Khi có yêu cầu, hệ thống sẵn sàng cho việc kết xuất và tổng hợp thông tin để cung cấp cho Portal. - CSDL tích hợp (Intergrated Database): Đây là hệ CSDL của Portal và các hệ thống khác cần liên thông dữ liệu với nhau. Hệ CSDL hoạt động theo nhiều cơ chế (như LDAP, Active Directory, …), cho phép tích hợp thông tin hệ thống của các hệ CSDL nền khác nhau. 7. Các mô hình phát triển 7.1 Portal theo chuẩn Ichannel IChannel là một chuẩn phát triển kênh ứng dụng dựa trên mô hình kiến trúc MVC, và áp dụng công nghệ XML/XSLT trong trình diễn và chuyển đổi dữ liệu. IChannel được dùng trong framework uPortal để phát triển các kênh ứng dụng, chúng ta sẽ đi sâu nghiên cứu về framework uPortal trong những phần dưới đây: a. uPortal - Giới thiệu uPortal là một dự án được bắt đầu và phát triển bởi JA-SIG. Mục đích chính của uPortal là đưa ra một bộ khung (framework) cho phép tích hợp các thông tin, ứng dụng vào trong một giao diện web nhằm tạo ra một cổng truy nhập duy nhất đáp ứng yêu cầu sử dụng của một cộng đồng người dùng muốn chia sẻ, trao đổi các thông tin trực tuyến trên Internet. Công nghệ nền tảng mà uPortal tuân theo là các chuẩn được đặc tả trong kiến trúc hệ thống mở J2EE, bao gồm Applet, Servlet, JSP, EJB, JTA, JMS, ... uPortal thao tác với các object của một web-page theo đặc tả DOM (Document Object Model), và sử dụng Java, XML, XSLT. Công nghệ XML/XSLT được sử dụng cho phần trình diễn đối với người sử dụng. Công nghệ này cho phép trình diễn cùng một nội dung thông tin trên nhiều thiết bị khác nhau như máy vi tính cá nhân PC, các thiết bị di động cầm tay như Mobile, PDA, và v.v. Kiến trúc trong đặc tả J2EE làm uPortal trở thành một hệ thống mở và mềm dẻo, có khả năng tích hợp với các hệ thống hạ tầng và các ứng dụng dịch vụ hay các nguồn dữ liệu khác nhau. Theo như kiến trúc đó, uPortal cung cấp một tập các giao diện để tích hợp với các hệ thống và ứng dụng bên ngoài. Công