Bij de besluitvorming over het ontwikkelen of aanpassen van systemen vormen interfaces vaak een sluitpost in de planning en de begroting. Begrijpelijk dat de focus ligt op systemen die directe ondersteuning bieden aan processen en producten. Maar wat is een systeem of proces zonder aansluiting op andere systemen of processen? Ferdinand Geuther over de ins en outs van interfaces.
Wat is een interface? Het Engels woordenboek zegt: raakvlak, aansluiting, contact, koppeling. Interfaces binnen de it-wereld kunnen worden beschouwd als koppelstukken waarmee gegevens zijn uit te wisselen. De kracht van de interface schuilt echter ook in de mogelijkheid om systemen te kunnen ont-koppelen en daardoor separaat te kunnen ontwikkelen en testen, en ook afzonderlijk in bedrijf te hebben. Door het inzetten van gestandaardiseerde interfaces kunnen systemen van verschillende origines samenwerken en wordt ook de uitwisselbaarheid en dus de concurrentie bevorderd.
Interfaces maken het koppelen met de buitenwereld makkelijker. Simpel dus. Maar schijn bedriegt. Zelfs een eenvoudige koppeling als de stekker voor het elektriciteitsnet kan ons parten spelen als we in het buitenland zijn. Een interface is alleen effectief als alle betrokken partijen dezelfde standaarden hanteren. Daarmee hebben we het belangrijkste aspect te pakken: afspraken moeten worden gemaakt, eenduidig vastgelegd en vooral worden nageleefd. Wijzigingen moeten met alle partijen worden afgestemd en door hen worden goedgekeurd – vaak een moeizaam en langdurig proces.
Die standaarden beslaan vele terreinen: gegevensdefinities, datacommunicatieprotocollen, systeemsoftware, apparatuur, kabels, enzovoort. Is de standaard eenmaal beschikbaar, dan kunnen zich in de dagelijkse praktijk allerlei problemen voordoen. Denk aan leveranciers die de standaard uitbreiden of er een eigen interpretatie van geven.
Mate van interactie
Alvorens in te gaan op de praktische aspecten bij het ontwerp en het beheer van interfaces, eerst iets over de mate van interactie tussen de systemen die via een interface met elkaar moeten communiceren. Er zijn drie niveaus te onderscheiden: directe interactie, bijna directe interactie en indirecte interactie.
Directe interactie (real time) houdt in dat de systemen, applicaties of processen zonder tijdvertraging met elkaar moeten kunnen communiceren. Dit geldt bijvoorbeeld voor de besturing van complexe of tijdkritische systemen, zoals vliegtuignavigatiesystemen. Interfaces die dit ondersteunen, moeten zeer robuust en ongevoelig voor storingen zijn, en geen tijdvertraging opleveren.
Bijna directe interactie (near real time) is vergelijkbaar met directe interactie, maar hier zijn korte wachttijden acceptabel. Denk bijvoorbeeld aan het invoeren van een order via internet waar enkele seconden wachttijd het orderproces niet zullen verstoren. Doordat er minder zware eisen worden gesteld aan de interface kan die efficiënter omgaan met beschikbare verbindingen of verwerkingscapaciteit door gegevens op te sparen tot kleine efficiënt verwerkbare eenheden (store-and-forward).
Indirecte interactie (filetransfer) houdt in dat de systemen onafhankelijk van elkaar kunnen opereren en slechts af en toe, periodiek, (niet tijd-kritisch) gegevens moeten uitwisselen. De gegevens worden ‘opgespaard’ en als één bestand periodiek verstuurd. Een goedkope en robuuste oplossing.
Implementatievormen
Voor ‘near real time’ en ‘filetransfer’ zijn verschillende oplossingen ontwikkeld. Hieronder volgen enkele bekende vormen.
Transactieverwerking, een vorm van ‘near real time’ verwerking. Alle gegevens die benodigd zijn voor één logische transactie -bijvoorbeeld het invoeren van klantgegevens- worden als één set verstuurd en verwerkt, en de resultaten worden als een set terugontvangen en verwerkt. In het geval van een onderbroken of foutieve verwerking kan de oorspronkelijke situatie worden hersteld (roll-back). Een succesvolle verwerking (beide systemen bevinden zich in de nieuwe situatie) wordt door middel van een ‘commit’-commando bevestigd.
RPC, ‘remote procedure call’. De zendende partij start een proces op het ontvangende systeem teneinde bepaalde gegevens uit dat systeem op te vragen.
Publish/subscribe. De zender (publisher) stelt gegevens beschikbaar voor verdere verwerking; er zijn meerdere partijen (subscribers) die dat kunnen doen en de eerste die beschikbaar is, pakt zo’n set op en verwerkt die. ‘Publisher’ en ‘subscribers’ worden ook wel ‘agents’ genoemd. De fysieke knooppunten worden ‘clients’ genoemd. ‘Posting’ is het bekend maken aan de clients dat er berichten voor hen zijn. Meestal wordt gebruik gemaakt van een wachtrij (queue) mechanisme.
Passief en actief
Een passieve interface dient louter als koppel- of transportmedium en voert zelf geen bewerkingen of controles uit. Hij vergt weinig beheerinspanning; als hij eenmaal werkt heb je er verder weinig omkijken naar.
Een actieve interface coördineert (dirigeert) het gegevensverkeer; verzorgt controles en rapportages, converteert (omzetten van formaat en/of structuur), filtert, zorgt voor tijdelijke opslag (bijvoorbeeld om snelheidsverschillen op te vangen), enzovoort. Om in business-termen te spreken: een actieve interface voegt waarde toe, en vergt beheerinspanning. Snelheden, conversies, controles, en tijdelijke opslag kunnen in de praktijk anders uitpakken dan voorzien. Een en ander moet dus worden bewaakt en waar nodig worden bijgesteld.
Middleware
Alle facetten van interfaces komen tezamen in het begrip ‘middleware’. Hiervan bestaan verschillende definities. In feite komt het neer op een set van programma’s die dienen als generiek koppelplatform tussen systemen. De aan te sluiten systemen hoeven dan slechts één koppeling met de middleware te ontwikkelen, en niet meer veel interfaces met alle andere systemen. Dat is een groot winstpunt, vooral als er veel wisseling zit in die andere systemen. Er zijn softwareleveranciers die middleware als hun kernactiviteit hebben en daarmee dus de zorg voor het ontwerp en onderhoud van deze interfacesystemen uit handen nemen van de eigenaren van de te koppelen systemen. Het onderwerp middleware is zo breed, dat hier slechts een tip van de sluier kan worden opgelicht.
De basis van middleware wordt gevormd door een berichtensysteem (messagebus), dat ervoor zorgt dat alle deelnemende systemen met elkaar kunnen communiceren en dat de aflevering van de berichten garandeert. Daarnaast ondersteunt hij het opzoeken of wijzigen van gegevens in een ander systeem. Verder zorgt de middleware voor het kopiëren (repliceren) en synchroon houden van gegevensbestanden van verschillende systemen. Aan deze drie basisfuncties kunnen verscheidene extra functies worden toegevoegd, zoals beveiliging, datatransformatie, validaties, conversies, en workflowmanagement..
Techniek en gegevens
Bij het ontwerpen van interfaces krijgen de gegevens en de techniek meestal de grootste aandacht. Dat is begrijpelijk, maar er zijn andere belangrijke factoren waar aandacht aan besteed moet worden: processen, eigendom en beheer en contractuele afspraken.
Techniek behelst de fysieke koppeling door middel van bijvoorbeeld kabels, stekkers, computerhardware, software en netwerkprotocollen. Dit is redelijk recht-toe-recht-aan en leveranciers bieden veelal kant-en-klaar oplossingen. Toch zijn er legio problemen die zich hier kunnen voordoen, zoals verschillende versies van software en landspecifieke kenmerken (denk aan lettertekens en toetsenbord lay-out). Hieraan wordt altijd aandacht besteed, want als de techniek niet werkt, werkt de interface überhaupt niet. Dat ziet iedereen, zelfs managers, snel in.
Voor gegevens die moeten worden overgebracht, ligt dat ietwat anders. Fouten hoef je niet direct te merken. Het lijkt of de interface netjes werkt (de techniek doet het) maar pas bij een controle of bij een periodeafsluiting blijken de resultaten niet te kloppen. Het is dus erg belangrijk om veel aandacht te besteden aan de gegevensdefinities en -structuren. Hierbij kan onderscheid worden gemaakt tussen de gegevens zelf (inhoud), de meta-gegevens -gegevens over de gegevens- zoals structuren (datamodel; entiteiten, attributen en afhankelijkheden), definities (dictionary en repository) en controle- en besturingsgegevens. Met name aan die laatste groep wordt meestal een lage prioriteit toegekend en deze wordt daardoor laat of niet meegenomen in het ontwerp. Maar ‘meten is weten’, dus zorg dat besturingsgegevens en managementinformatie van meet af aan in het ontwerp opgenomen zijn. Hierdoor is veel geld te besparen in de productiefase!
Processen en eigendom
Het koppelen van systemen heeft pas effect als beide systemen op de juiste momenten de juiste gegevens aan elkaar overdragen. Er zijn dus nauwkeurige afspraken nodig over de processen van gegevensverzending en ontvangst: tijdstippen, frequenties, controles, herstel c.q. herverzending, beveiliging, enzovoort. In het kader van de snelheid moeten processen en techniek van de interface in balans zijn. Het heeft weinig zin om real-time technieken te gebruiken als de wellicht deels handmatige processen dit niet kunnen aansturen of bijbenen.
Wees ook alert op de uitzonderingen. Die zorgen meestal voor veel stagnatie. Wel eens voor een kassa staan wachten als het artikel niet geprijsd was en de winkelbediende opgeroepen moest worden? Optimale processen omvatten daarom ook goede foutafhandelingsinstructies.
Interfaces die ontstaan zijn vanuit een van de systemen, zijn meestal ook eigendom van de betreffende systeemeigenaar. Die zal zorgen voor de standaarden en het beheer. Het kan echter voordelen hebben om het eigendom of de zeggenschap te leggen bij een neutrale instantie. Dat kan een samenwerkingsverband zijn van de betrokken partijen, maar ook een onafhankelijke derde partij. In elk geval moet duidelijk worden vastgesteld wie de zeggenschap heeft, welke rechten en plichten de deelnemende partijen hebben, hoe wijzigingsvoorstellen kunnen worden ingediend en hoe wijzigingen worden doorgevoerd.
Contracten
Tijdens de bouw van een systeem kan veel worden geregeld of opgelosd doordat iedereen – ontwerpers, bouwers, testers, gebruikers en opdrachtgever – er intensief bij betrokken is. Na oplevering ligt dat anders. Na verloop van tijd sijpelt de achtergrondkennis uit de organisatie. Productie en volumes nemen echter toe (als de business okay is!), en hiermee ook de druk op processen, systemen en interfaces. Daarom zijn goede contractuele afspraken uitermate belangrijk. Bij interfaces gaat het vooral om afspraken over het beheer van de interface (techniek en software) en over de gegevens die via de interface worden verstuurd.
Het eerste aspect wordt geregeld middels ‘service level agreements’, waarin onder meer beschikbaarheid, prestatie-eisen, betrouwbaarheid, technische eisen, veranderingsbeheer en rapportage-eisen worden vastgelegd.
Voor de gegevens worden gegevensleveringsovereenkomsten opgesteld. Hierin worden afspraken vastgelegd inzake inhoud, betekenis en structuur van de gegevens, de betrokken partijen en de wijzigingsprocedure.
Voordelen
Interfaces -(ont)koppelstukken zijn de poorten naar de omgeving en bieden voordelen met betrekking tot bewaking, synchronisatie, opvangen van snelheidsverschillen, conversies, onafhankelijkheid en uitwisselbaarheid.
Houd rekening met de afspraken die met alle partijen gemaakt moeten worden, met duidelijke beheerrichtlijnen en contracten, en vergeet vooral niet de operationele kosten.
Ferdinand G. Geuther It-architect, KPN Broadband Networks.
