ybatinga

Framework para Plataforma de Microserviços Distribuídos

A palavra ybatinga significa nuvem (a conotação atual da Internet) em tupi-guarani e não foi a escolha inicial, nem a mais aceita para nomear este framework, porém é uma homenagem ao povo da região norte do Brasil e ao potencial que tem para contribuir com ideias sustentáveis.

Este projeto trata da proposta de um novo tipo de Framework, que não é usado para complementar uma linguagem de programação, mas sim para especificar e coordenar o desenvolvimento de Plataformas Cliente/Servidor para Microserviços e Funções Distribuídas, que possam ser desenovlvidas em qualquer linguagem de programação compatível sem perder sua capacidade de comunicação umas com as outras, de forma rápida, econômica e com baixa curva de aprendizagem para sua implementação, configuração e operação, assim como de seus serviços acoplados.

Este é o resultado de meu Trabalho de Conclusão do Curso de Sistemas de Informação, pela Universidade Federal do Pará, em 2017, e trata-se de um sonho antigo, uma visão de que podemos desenvolver sistemas úteis e acopláveis de forma rápida, sem nos preocuparmos com os requisitos não-funcionais, que serão totalmente administrados pela Plataforma de Aplicação.

RESUMO:

Os esforços em transformar uma linguagem de programação genérica como Java em uma ferramenta completa para desenvolver aplicações Web tem tornado muito difícil acompanhar sua crescente curva de aprendizado por conta de diversos frameworks acoplados que tem se tornado padrão de desenvolvimento. Um caminho difícil de ser mudado, por conta de sua popularidade em diversos segmentos, reforçada pelo marketing agressivo de gigantes como a Oracle, sua atual proprietária. Este trabalho propõe, em contrapartida, o uso de plataformas distribuídas em microserviços e funções independentes de APIs (inclusive para acesso a bancos de dados) cujas implementações deverão seguir as especificações de um framework projetado para permitir a baixa curva de aprendizagem, o rápido desenvolvimento, maior economia de recursos de TI e a total compatibilidade com todas as plataformas desenvolvidas sob suas diretrizes, independente de quais linguagens de programação serão usadas, tanto para implementação da plataforma quanto para os serviços disponibilizados, que podem pertencer a qualquer categoria padrão de mercado, como gestão de usuários e acesso autenticado, criptografia forte independente de protocolo, repositório de arquivos e gestão inteligente de armazenamento, comunicação distribuída síncrona e assíncrona através de mensageria, modelagem de saída dinâmica de interface ao usuário, streaming multimídia em tempo real e execução de procedures de banco de dados com retorno direto à camada do cliente.

Palavras-Chave: Framework de Implementação. Plataforma de Sistemas Distribuídos. Microserviços. Funções Serverless

ABSTRACT:

The efforts to transform a generic programming language like Java in a complete tool to develop Web applications has been turning too hard to keep following its growing learning curve because of its many coupled frameworks which have become standard development. It’s a difficult path to change, due to its popularity in many segments, reinforced by the aggressive marketing of giants like Oracle, its current owner. This paperwork proposes, in counterpart, the use of distributed platforms into Microservices and API independent functions (inclusive for database access) in which the implementations should follow the specifications of a framework designed to have a low learning curve, fast development, higher economy of IT resources and full compatibility with all platforms developed under its guidelines, independently of each programming languages will be used, both for the implementation of the platform and for the services provided, which may belong to any standard market category, such as user management and authenticated access, cryptograph that is strong and protocol independent, file repository and intelligent storage management, synchronous and asynchronous distributed communication through messaging, dynamic user interface modeling, Real-time multimedia streaming and execution of database procedures with a direct return to client layer.

Keywords: Implementation Framework. Distributed Systems Platform. Microservices. Serverless Functions

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

• Esquema 1 Modelagem de Classes do Gestor de Requisições (Java)
• Figura 1 Quebra de arquiteturas, de monolítica até serverless
• Figura 2 Analogia entre funções e peças de LEGO e quebra-cabeças
• Esquema 2 Tabelas do banco e as referências entre elas
• Código 1 Parte da estrutura da classe $platformScope
• Código 2 Parte da estrutura da função action.request()
• Fluxograma 1 A Plataforma em uma arquitetura não-distribuída
• Fluxograma 2 A Plataforma em uma arquitetura parcialmente distribuída
• Fluxograma 3 A Plataforma em uma arquitetura totalmente distribuída
• Figura 3 Telas de login e operação do Sistema Acesso Servidor
• Figura 4 Telas de operação e configuração do sistema TRE-TV
• Figura 5 Exemplo de saída do comando /relógio do TRE-TV
• Gráfico 1 Tamanho do aplicativo e das respostas HTTP
• Gráfico 2 Tempo mínimo de carregamento da página
• Gráfico 3 Tempo e tamanho de carregamento dos serviços do TRE-TV

LISTA DE QUADROS E TABELAS

• Quadro 1 Camadas do Java EE e algumas de suas especificações
• Quadro 2 Diferenças básicas entre protocolos de comunicação
• Quadro 3 Parâmetros básicos para requisições da plataforma
• Quadro 4 Estrutura de uma requisição no formato URL
• Quadro 5 Ordem de passagem de parâmetros via URL limpa
• Quadro 6 Funcionamento do Gerente de Requisições
• Quadro 7 Regras para uso do /wsdl de acordo com parâmetros inclusos
• Quadro 8 Convenções e Configurações do Framework
• Quadro 9 Tabelas básicas e obrigatórias do Framework
• Quadro 10 Tabelas de gestão e operação de serviços do Framework
• Quadro 11 Tabelas de controle e configuração de licenças
• Quadro 12 Tabelas para serviços específicos na Plataforma
• Quadro 13 Tabelas com listagens tipo ENUM
• Quadro 14 Estrutura principal do objeto $platformScope
• Quadro 15 Funções JavaScript para acesso à Plataforma
• Quadro 16 Funções JavaScript para criptografia de dados
• Quadro 17 Linguagens de programação para a camada cliente
• Quadro 18 Módulos do Gestor de Requisições
• Tabela 1 Especificações do Projeto de Framework de Plataformas

SIGLAS E ABREVIAÇÕES

• AJAX Asynchronous Javascript and XML
• AMQP Advanced Message Queuing Protocol
• ANSI American National Standards Institute
• API Application Programming Interface
• ASCOM Assessoria de Comunicação
• ASP Active Server Pages
• BD Banco de Dados
• BIN Binary File
• CDN Content Delivery Network
• CGI Computer Generated Imagery
• CoC Convention Over Configuration
• CORS Cross-Origin Resource Sharing
• CPU Central Process Unit
• CRM Customer Relationship Management
• CRUD Create, Read, Update, Delete
• CSS Cascading Style Sheets
• CSV Comma-Separated Values
• DAO Data Access Object
• DB Data Base
• DBA Data Base Administrator
• DDoS Distributed DoS Attack
• DDNS Dynamic Domain Name Server
• DHTML Dynamic HTML
• DI Dependency Injection
• DLL Dinamic Link Library
• DOM Document Object Model
• DoM Deny of Service
• DOS Disk Operational System
• EE Enterprise Edition
• EJB Enterprise JavaBeans
• EPP Empresa de Pequeno Porte
• EX Exemplo
• EXE Executable File
• FAQ Frequently Asked Questions
• FK Foreign Key
• FTP File Transfer Protocol
• GPS Global Positioning System
• GRP Gerente de Requisições da Plataforma
• HTML HyperText Markup Language
• HTTP HyperText Transfer Protocol
• HTTPS HTTP Secure / HTTP over SSL
• IDE Integrated Development Environment
• IDX Index
• IP Internet Protocol
• IoC Inversion of Control
• J2EE Java 2 Platform Enterprise Edition
• JAAS Java Authentication and Authorization Service
• JAX Java API for XML
• JDBC Java Database Connectivity
• JDK Java Development Kit
• JMS Java Message Service
• JPA Java Persistence API
• JPQL Java Persistence Query Language
• JRE Java Runtime Environment
• JS JavaScript
• JSF JavaServer Faces
• JSON JavaScript Object Notation
• JSONP JSON with Padding
• JSP JavaServer Pages
• JSTL JavaServer Pages Standard Tag Library
• KB Kilobyte
• LOG Arquivo com histórico de atividades de um sistema
• MIN Minutos
• MOM Middleware Oriented Message
• MPE Micro e Pequena Empresa
• MPS.BR Melhoria do Processo de Software Brasileiro
• MS Microsoft
• ms milesegundos
• MVC Model, View, Controller
• MVVM Model–view–viewmodel
• NAT Network Address Translation
• OCCI Open Cloud Computing Interface
• ORM Object-Relational Mapping
• P2P Peer-To-Peer
• PBQP-Sw Programa Brasileiro da Qualidade e Produtividade em Software
• PC Personal Computer
• PDF Portable Document Format File
• PHP Personal Home Page/forms interpreter
• PK Primary Key
• QoS Quality of Service
• RAD Rapid Application Development
• RC4 Rivest Cipher 4
• RDBMS Relational database management system
• RFC Request For Comments
• RIA Rich Internet Application
• RMI Remote Method Invocation
• RPC Remote Procedure Call
• RTCP RTP Control Protocol
• RTF Rich Text File
• RTP Real-time Transport Protocol
• RTSP Real Time Streaming Protocol
• SCV Sistema de Controle de Versionamento
• SGBD Sistema Gerenciador de Bancos de Dados
• SLA Service Level Agreement
• SO Sistema Operacional
• SOAP Simple Object Access Protocol
• SP Stored Procedure
• SQL Structured Query Language
• SRTP Secure Real-time Transport Protocol
• SSH Secure Shell
• SSL Secure Sockets Layer
• TCP Transmission Control Protocol
• TCU Tribunal de Contas da União
• TLS Transport Layer Security
• TRE-PA Tribunal Regional Eleitoral do Pará
• TV Television
• TXT Text File
• UDP User Datagram Protocol
• UML Unified Modeling Language
• UOL Universo Online
• URI Uniform Resource Identifier
• URL Uniform Resource Locator
• URN Uniform Resource Name
• VoIP Voice Over IP
• W3C World Wide Web Consortium
• WAR Web application ARchive
• WML Website Meta Language
• WS Web Service
• WSDL Web Services Description Language
• WWW World Wide Web
• XHTML Extensible HTML
• XLS Arquivo no formato do Microsoft Excel
• XML Extensible Markup Language
• XSLT Extensible Stylesheet Language Transformations
• ZIP Arquivo compactado no formato ZIP (conotativo de Zipper)

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