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28.08.1992

Middleware: Das Konzept für offene DV-Umgebungen

Der Begriff der offenen Systeme wird derzeit neu gefaßt. Am Anfang zwar die Open-Systems-Bewegung getrieben von dem Ziel, herstellerunabhängig zu werden. Unix stellte das Mittel der Wahl dar. Doch die Entwicklung ist nicht stehengeblieben. Heute geht es um unternehmensweite Datenverarbeitung mit verteilten Anwendungen. Dabei müssen die Anwender mit heterogenen Systemen zu Rande kommen. Als Lösungsansatz dient hier die sogenannte Middleware, die als Zwischenschicht die Unverträglichkeit zwischen den unterschiedlichen Betriebssystemen und der jeweiligen Anwendung ausgleicht.

Das Kernproblem in der Informationstechnologie (IT) der neunziger Jahre besteht nicht mehr in der Wahl des richtigen Betriebssystems oder der richtigen Hardware, sondern in der Integration von Bestehendem und Neuem zu einer unternehmensweiten Anwendungsumgebung. Betriebssystem-Grenzen stehen dieser Integration im Wege. Da die heutigen Rechnerlandschaften heterogen sind, müssen die Barrieren zwischen den Betriebssystemen verschwinden: Das Betriebsystem des Jahres 2000 wird unsichtbar sein.

Nehmen wir als Beispiel für einen universellen Client (oder Desktop) das Telefon. Wir kaufen oder mieten dieses Endgerät, stecken es in eine Netzdose und sind in der Lage, gewisse Dienste zu benutzen, die das Netz zur Verfügung stellt und für die wir Gebühren zahlen.

DV: So einfach wie telefonieren

Die Haupt-Anwendungen, die das Telefon heute bietet, sind das Telefonieren und das Versenden von Telefaxen. Obwohl keiner von einem "offenen Telefon" spricht, lassen sich diese Anwendungen eindeutig als offen" klassifizieren. Von diesem Beispiel ausgehend können offene Systeme wie folgt neu definiert werden:

Ein System ist offen, wenn es sich ohne großen Aufwand in

(globale) Netze einbinden läßt, die im Netz existierenden Applikationen verfügbar macht und mit ihnen zusammenarbeitet ohne Rücksicht auf Hersteller oder Betriebssystem.

Zwei Kernprobleme müssen beim Übergang auf offene Systeme gelöst werden: Zum einen geht es um die Anwendungsintegration und zum anderen um den Schutz der bestehenden IT-Investitionen, um das Übernehmen der Erblasten.

Man kann ein offenes System nicht von der Stange kaufen, man muß es selbst aufbauen. Der dafür nötige Integrationsaufwand setzt sich aus folgenden in aufsteigender Linie nach Kostenhöhe sortierten Faktoren zusammen:

- Konnektivität - Integration von Rechnern in ein Netz,

- Portabilität - die Portierung einer Anwendung auf die verschiedenen Systeme,

- Interoperabilität - die Integration der Anwendungen zu Hardware-unabhängigen "Information Utilities", die miteinander kommunizieren können.

Der Anwender ist gut beraten, die Integrationskosten bei der Auswahl neuer Hardware und Software genauestens zu prüfen.

Für Software, die der Integration verteilter Anwendungen dient, setzt sich allmählich der Begriff Middleware durch. Verteilte Datenverarbeitung fordert die Abstraktion von Hardware, Betriebssystem und Netzwerk: Die Entwicklungssoftware für portable Client-Server-Anwendungen sollte unabhängig von der Box sein, auf der sie läuft.

Die Funktion als Laufzeitbibliothek

Middleware definiert eine Softwareklasse mit folgenden

Eigenschaften:

- Sie ist Betriebssystem-unabhängig,

- eignet sich für Client-Server-Umgebungen und damit für den Einsatz in Netzwerken;

- sie ist netzwerktransparent und unabhängig vom Netzwerk-Protokoll(Decnet, TCP/IP etc.). Im OSI-Reference-Modell positioniert sich Middleware auf Schicht 6 und 7.

Der Software-Entwickler ruft Middleware-Routinen von einer höheren Programmiersprache über ein Application Programming Interface (API) auf. Daher läßt sich diese neue Produktkategorie als Betriebssystem-unabhängige, netzwerktransparente Laufzeitbibliothek definieren. Die Middleware selbst greift über Systemschnittstellen auf das Betriebssystem und auf das Netzwerk zu.

Die dabei verwendete Schnittstelle kann plattformspezifisch (MS-DOS, Windows) oder offen sein (Posix) - Hauptsache, sie ist klar definiert.

Middleware wird zum Differenzierungsfaktor

Posix beschreibt ein Set von Standard-Schnittstellen zum Betriebssystem und liegt damit außerhalb der Middleware. Bei plattformspezifischen Schnittstellen muß dagegen die Systemschnittstelle in der Middleware isoliert werden, damit sie höhere Schichten benutzen können.

Die Auswahl eines Betriebssystems ist zum jetzigen Zeitpunkt im wesentlichen eine Kostenfrage, die durch die existierende "Legacy Environment" mitbestimmt wird. Integrations- und Migrationskosten sowie die Lizenzaufwendungen stellen die entscheidenden Faktoren für ein Unternehmen dar. Sie treten erst nach der Anschaffung des Betriebssystems auf.

Qualität und Vollständigkeit der verfügbaren Middleware hat einen erheblichen Einfluß auf diese Integrationskosten. Ähnlich wie heute bereits die Verfügbarkeit von Anwendungen die Kaufentscheidungen steuern, wird die neue Software. Schicht zunehmend Einfluß auf Investitionsentscheidungen des Kunden haben. Da sie die Grenzen der Betriebssysteme überwindet, wird Middleware mehr zum mehr zum Differenzierungsfaktor in Sachen offene Systemarchitekturen.

Das Potential einer vermittelnden Schicht zwischen Betriebsystemen und Anwendungen ist inzwischen erkannt. Als Beispiel seien drei konkrete Middleware-Konzepte erwähnt.

- Die Middleware-Strategie der Open Software Foundation besteht aus drei Elementen:

- Benutzerschnittstelle OSF/Motif,

- Distributed Computing Environment (DCE), bietet auf der Basis eines Remote Procedure Calls ein Rahmenwerk, um DCE-basierte verteilte Systeme zu verwalten.

- Distributed Management Environment (DME), erweitert DEC zu einer offenen Systemarchitektur.

- Auf dem Weg zur Middleware befindet sich Microsoft mit der Windows Open Services Architecture (Wosa). Die Windows-Sofware selbst ist über APIs eng an Microsoft-spezifische Betriebssysteme (MS-DOS oder Windows NT) gekoppelt. In diesem Sinne ist diese Benutzeroberfläche keine Middleware. Microsoft gibt nun mit Wosa anderen Herstellern die Möglichkeit, Dienste für Windows anzubieten. Der Anbieter der Services wird damit zum "Service Providor". Auf diese Weise kann sich Windows mit Wosa in jede beliebige Middleware-Umgebung einklinken.

- Digital Equipment entwickelt das Network Application System (NAS) als ein virtuelles -Middleware-System, das unabhängig vom Betriebssystem

oder den Netzspezifikationen die Anwendungsentwicklung und -integration erleichtert. Soweit vorhanden wird Standardtechnologie verwendet. Dabei verwendet DEC sowohl die OSF-Middleware wie auch Microsofts Wosa.

Eine Herausforderung für alle Bereiche

Die Migration in die Welt der Middleware beinhaltet einige Herausforderungen, denen sich Endanwender, Softwarehäuser und Hersteller stellen müssen.

- Softwarehäuser: Ausnahmslos jede Anwendung auf dem Markt, die das Jahr 2000 erleben möchte, wird in den nächsten Jahren ein Redesign erleben, das sie Client-Server-fähig machen soll. Damit wird sie zu einer potentiellen Middleware-Anwendung.

- Endanwender: Das Client-Server-Paradigma erfordert neue Denkweisen. Ausbildung der Programmierteams und MIS-Abteilungen sowie Beratung der Planungsabteilungen bezüglich Middleware-Technologien sind strategische Wettbewerbsfaktoren, ohne die der Endanwender hinter dem Wettbewerb zurückbleiben wird.

- Hersteller: Sie müssen lernen, offene Dienstleistungen anzubieten, die den Kunden helfen, ihre Integrationsprobleme zu lösen. Verdecktes Verkaufen eigener Hardware untergräbt die Glaubwürdigkeit als Anbieter von Integrationslösungen.

- Beratungshäuser: Sie haben sich auf Implementationsebene mit dem umfangreichen Middleware-Angebot auseinanderzusetzen. Rein strategische Betrachtungen helfen dem Kunden nur in der Anfangsphase.