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EPU SI4 - 2008 1
Introduction : Applications réparties par objets
Mireille [email protected]
http://www.polytech.unice.fr/~blay/ENSEIGNEMENT/AppRep/http://www.polytech.unice.fr/~pinna/Sar/AppRep/
Voir les cours qui ont servi de référence dans la bibliographie
EPU SI4 - 2008 2
Objectifs
Sensibilisation au besoin d’intégration des applications logicielles réparties en contexte industriel
Conception d’Architectures logicielles
Acquisition de connaissances sur les modèles existants pour les applications réparties
RMI, CORBA, JNDI, JMS, Puis dans le domaine de l’internet :
SOAP & Services web, Ajax,
Bases de l’approche IntergicielPrincipes directeurs, organisation, usageFonctionnement interne (“ au coeur de …”)
EPU SI4 - 2008 3
Entreprise virtuelle : illustration
( )ρ∂∂cρut
divKgradu F= +( )0
20
40
60
80
100
EstOuestNord
Est 20,4 27,4 90 20,4Ouest 30,6 38,6 34,6 31,6Nord 45,9 46,9 45 43,9
1er trim. 2e trim. 3e trim. 4e trim.
Mireille Blay-Fornarino
Assemblage de ressources de Stockage, Calculs, réseaux
=> B2B
EPU SI4 - 2008 4
Pourquoi utiliser des applications réparties ?
- Répartition des données géographiquement et topologiquement
- Redondance d’une application : diminuer le taux de panne, augmenter la fiabilité
- Gestion de la montée en charge
- Intégration d’applications existantes
EPU SI4 - 2008 5
Les 8 erreurs conceptuelles
1. Le réseau est fiable.2. La latence est nulle.3. La bande passante du réseau est infinie.4. Le réseau est sécurisé.5. La topologie de l’application est « éternelle »6. Il y a un seul administrateur du réseau7. Le coût du transport est nul.8. Le réseau est homogène.
Annick Fron
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Propriétés à prendre en compte
DistributionEquilibrage de chargeParallélisationDécentralisationCouplage
Prise de décision Contrôle de l’accès concurrentServeurs parallèlesDonnées réparties synchronisation
de l'accès aux ressources, Gestion des transactions
HétérogénéitéHardwareLangagesRessourcesContexte d’usage
Désignation/localisationMigrationMobilitéUbiquitéEvolution
Mireille Blay-Fornarino
EPU SI4 - 2008 7
Propriétés à prendre en compteSécurité
authentification (certificats)sécurisation des communications (cryptage)contrôle d’accès (autorisation)
Dimensionnementcroissance du nombre de clients
« duplication des serveurs », « gestion de caches »gigantesque quantité de donnéesGrain des informations : plans de vol journalier ou pistes radar àla seconde ?
Tolérance aux fautessite en panne ou inaccessible« redondance des serveurs »« fonctionnement en mode dégradé »
Mireille Blay-Fornarino
EPU SI4 - 2008 8
Bus logiciel ?
Principes de base de l’architecture des intergicielsVia RMI et CORBA …
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1. Au début était la socket
Service 1 : Hello worldUne méthode hello avec un paramètre de type chaîne et retourne une chaîne : ”hello, ” + paramètre
[email protected]’après et Sacha KrakowiakEt (cf. références en bas des pages)
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Principe
Deux programmes écrits en deux classes Java
Une pour le serveur Server.javaUne pour le client Client.java
Dans chaque classe est implémentéLe code fonctionnel : manipulation des chaînesLe code technique : construction / analyse des messages réseau
EPU SI4 - 2008 11
Architecture version « socket »
Client
Réseau
Serveur
EPU SI4 - 2008 12
Modélisation des Interactions
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Côté serveur
Initialisation du réseauInstanciation d’une socket serveur
Gestion des requêtesAttente de connexion (accept)Initialisation des flux d’entrée et de sortieEvaluation des requêtes
Lecture de la requête sur le flux d’entréeCréation de la chaîne à retournerEcriture de la réponse sur le flux de sortie
EPU SI4 - 2008 14
Code serveur (i)
package step1 ;import java.io.* ;import java.net.* ;public class Server {
private ServerSocket asock ;public Server () throws Exception {
this.asock = new ServerSocket (12345) ;}
public static void main (String args[]) {Server s = new Server () ;s.run () ;
}
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Code serveur (ii)
public void run () throws Exception {while (true) {
Socket sock = this.asock.accept () ;BufferedReader in = new BufferedReader
(new InputStreamReader(sock.getInputStream ()));DataOutputStream out =
new DataOutputStream (sock.getOutputStream ());String msg = in.readLine () ;String res = "Hello, " + msg + "\n" ; // fonctionnelout.writeBytes (res) ;
}}
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Côté client
Initialisation du réseauInstanciation d’une socket de communication (connexion implicite)
Gestion de l’échange réseauInitialisation des flux d’entrée et de sortieDemande de service
Ecriture de la requête sur le flux de sortieLecture de la réponse sur le flux entréeAffichage de la chaîne retournée
Fermeture de la connexion
EPU SI4 - 2008 17
Code client (i)
package step1 ;import java.io.* ;import java.net.* ;public class Client {
private Socket sock ;public Client () throws Exception {
this.sock = new Socket ("localhost", 12345) ;}
public static void main (String args[]) throws Exception {Client c = new Client () ;c.run (args[0]) ;
}
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Code client (ii)
public void run (String msg) throws Exception {BufferedReader in = new BufferedReader
(new InputStreamReader(this.sock.getInputStream ()));DataOutputStream out =
new DataOutputStream (this.sock.getOutputStream ());out.writeBytes (msg + "\n") ;String res = in.readLine () ;System.out.println ("Server replied: " + res) ;this.sock.close();}
}
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Bénéfices et limitations
BénéficesInvocation d’un service distant (hello world)Permet de réaliser des applications client / serveur
Parmi les limitationsUne seule connexion cliente à la foisUn seul service cibléBeaucoup de code très technique / peu de code métier (40 lignes de code technique pour une ligne de code métier)Un beau plat de spaghettis, difficilement évolutif
EPU SI4 - 2008 20
… et il y eut lesApplications à base d’objets répartis
Comparaison RMI et CORBAApplications RépartiesAM Dery & M. Blay-Fornarino
Merci à Rémi Vankeisbelck, Michel Riveill, Annick Fron, etc
EPU SI4 - 2008 21
Objectifs des objets répartis : RAPPELS1) « utiliser » un objet distant (OD), sans savoir où il se
trouve:ObjetDistant = ServiceDeNoms.recherche("monObjet");
2) invoquer des méthodes comme en local :objetDistant.nomMethode(Parametres);
3) « passer » un OD en paramètre d’appel à une méthoderesultat = objetLocal.nomMethode(objetDistant);resultat = objetDistant.nomMethode(autreObjetDistant);
4) récupérer le « résultat » d’un appel distant sous forme d’un nouvel objet qui aurait été créé sur la machine distante :ObjetDistant1 = ObjetDistant2.methode() ;
EPU SI4 - 2008 22
Des technologies
RMI (Remote Method Invocation)Système d’objets distribués performant destiné au développement
d’applications distribuées entièrement en Java
CORBA (Common Object Request Broker Architecture)Plate-forme client/serveur orientée objets qui permet de faire communiquer des applications écrites dans des langages différents (C++, Lisp, Smalltalk, Python…) et sur des plateformes (Interopérabilité Langage et Plateformes)
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2. Bus mono-langage : RMIRemote Method Invocation
Oui oui… vous savez déjà.Mais un petit rappel… !
Remote/serialisable
EPU SI4 - 2008 24
Principe
Deux programmes écrits en deux classes Java
Une pour le serveur Server.javaUne pour le client Client.javaMais cette fois-ci :
Des objets « Hello »Un contrat
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Architecture version « RMI »
Squelette
ServiceServant
Stub
Réseau
Client
Contrat/Interface
ServiceServant
Squelette
NommageServant
SqueletteRMISystem
http://java.sun.com/j2se/1.5.0/docs/guide/rmi/relnotes.html
Stub=Proxy/TalonSquelette = Proxy/Talon Serveur
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Architecture RMI
Java Remote Method Protocol (JRMP)
Client
Stub
Remote reference layer
Serveur
Skeleton
Remote reference layer
TCP/IP, Unicast
Pinna -2007
EPU SI4 - 2008 27
Contrat : Interface Java
import java.rmi.Remote;
public interface HelloService extends Remote {
public String hello (String msg) throws Exception ;
public HelloService getClone(String InitialMessage) throws Exception ;
}
MBF -2007
EPU SI4 - 2008 28
Côté Serveur : Implémentations : Objets Remote
public class HelloServiceRemote extends UnicastRemoteObjectimplements HelloService {
int counter = 0;String initialMessage = "";
…private HelloServiceRemote(int count, String message) throws RemoteException
initialMessage = message;counter = count;
}
public String hello(String msg) throws Exception {counter++;return initialMessage + "Hello " + msg + " : tu es le " + counter;
}public HelloService getClone(String initialMessage) throws Exception {
return new HelloServiceRemote(this.counter,initialMessage);}
MBF -2007
EPU SI4 - 2008 29
Côté Serveur : Implémentations : Objets Sérialisable
import java.io.Serializable;public class HelloServiceSerializable
implements HelloService, Serializable {int counter = 0;private String initialMessage = "";private HelloServiceSerializable(int count, String message) throws RemoteException {
…}protected HelloServiceSerializable() throws RemoteException {
…}
public String hello(String msg) throws Exception {…
}
public HelloService getClone(String initialMessage) throws Exception {…
}}
MBF -2007
EPU SI4 - 2008 30
Code du serveur
public class HelloServer {
public static void main(String[] args) throws RemoteException, MalformedURLException {
HelloService serializedObject = new HelloServiceSerializable();HelloService remoteObject = new HelloServiceRemote();Naming.rebind("aSerializedHello", serializedObject);Naming.rebind("aremoteHello", remoteObject);
System.out.println("Hellos bound in registry");}
} Démarrage du serveurOn lance le rmiregistryOn lance le serveur
EPU SI4 - 2008 31
Côté client
public class HelloClient {public static void main(String[] args) {
HelloService objLocal = null; HelloService objRemote = null;
try {objLocal = (HelloService)
Naming.lookup("aSerializedHello");
System.out.println(objLocal.hello("Premier ")); System.out.println(objLocal.hello("deuxieme "));objLocal = (HelloService)
Naming.lookup("aSerializedHello"); System.out.println(objLocal.hello("troisieme "));
MBF -2007
EPU SI4 - 2008 32
Côté client
public class HelloClient {public static void main(String[] args) {
HelloService objLocal = null; HelloService objRemote = null;
try {objRemote = (HelloService)
Naming.lookup("aremoteHello");System.out.println(objRemote.hello("Premier "));System.out.println(objRemote.hello("deuxieme "));objRemote = (HelloService)
Naming.lookup("aremoteHello"); System.out.println(objRemote.hello("troisieme "));
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Côté client
Suite du précédent
HelloService copieObjRemote = objRemote.getClone("Remote copy : ");
System.out.println(copieObjRemote.hello("Premiere copie"));
System.out.println(objRemote.hello("l'original"));
}
MBF -2007
EPU SI4 - 2008 34
Bénéfices et limitations
BénéficesInvocation de plusieurs services distants Quasiment pas de code technique Création à distance des objets accessibles
LimitationsUn seul langagePas de persistance des référencesGestion des Pool d’objetsPas d’Assemblage dynamique
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3. "Bus" multi-langages : CORBACommon Object Request Broker Architecture
Juste un premier exemple…Introduction à CORBA par comparaison
EPU SI4 - 2008 36
I.5. OMAORBSpécificité Corba => ORB
la localisation d’objetla désignation des objetsl’empaquetage des paramètres (marshalling)le dépaquetage des paramètres (unmarshalling)l’invocation des méthodes
De plus, il fournit des caractéristiques telles que :la gestion des exceptionsl ’activation automatique et transparente des objetsla liaison avec « tous » les langages de programmationun système auto-descriptifl ’interopérabilité entre les bus
EPU SI4 - 2008 37
Architecture version « CORBA»
Squelette
ServiceServant
Stub
orb
NommageServant
Client
Contrat/Interface IDL
ServiceServant
Squelette SqueletteCORBASystem
http://java.sun.com/j2se/1.5.0/docs/guide/rmi/relnotes.html
Stub=Proxy/TalonSquelette = Proxy/Talon Serveur
POA
Réseau
EPU SI4 - 2008 38
CORBA par comparaison
GIOP/IIOP
Client
Stub
Object request broker
Serveur
Skeleton
Object request broker
TCP/IP, UnicastInterface IDL
EPU SI4 - 2008 39
Points communs et interopérabilité
Utilisent les socketsDes Protocoles
Un propriétaire : JRMP (Remote Method Protocol)Un protocole normalisé par l’OMG: GIOP/IIOP
Il existe des implémentations RMI basées sur le protocole RMI-IIOP
EPU SI4 - 2008 40
Modèle de référence OMAC
OR
BA
Bus d’objets répartis (O.R.B.)
Licences
Transactions PersistancePropriétés ChangementsEvents
Nommage Vendeur Sécurité Relations Collections Temps Externalisation
InterrogationsCyclede vie Concurrence
Services objet communs (CORBA Services)
Workflow
DataWare IHM
Administration
Utilitaires communs
Finance
Télécom
Santé
Interfacesde domaine
Objetsapplicatifs
Spécifiques
EPU SI4 - 2008 41
Rappel processus RMI
InterfaceHelloWorld
Interface HelloWorld
Classe d’implémentationHelloWorldImpl
Utilisation du registry
Code du client
Code du serveur
EPU SI4 - 2008 42
Étapes de mise en œuvre Corba
Spécification interface IDL
Compilation interface IDL
Implantation des objets Corba
Implantation du serveur
Enregistrement du serveur
Implantation du client
Côté clientCôté serveur
Utilisation du service Nommage
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Contrat : IDL CORBA
interface HelloService{
string hello (in string msg);HelloService getClone(in string InitialMessage);
};
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Corba : Interface décrite avec IDLDes projections multi-langages
ContratIDL
Bus CORBA SqueletteIDL
StubIDL
Fournisseurd ’objets
Clientd’objets
Objets Corba
EPU SI4 - 2008 45
Compilation interface IDL vers Java
HelloService.java
_HelloServiceStub.java HelloServicePOA.java
HelloService_Impl.javaClient.java
Serveur.java
Hello.idl
HelloServiceHelper.java
HelloServiceHolder.java
HelloServiceOperations.java
jidl
GénéréÀ implémenter
ServeurClient
Utile seulement si utilisation des modes in/inoutdans l’idl
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Côté Serveur : Implémentationpublic class HelloServiceImpl extends HelloServicePOA{ private org.omg.CORBA.ORB orb_;
int counter = 0;String initialMessage = "";
public HelloServiceImpl(org.omg.CORBA.ORB orb) {orb_=orb;
}public HelloServiceImpl(org.omg.CORBA.ORB orb, int count, String message) {
this(orb); initialMessage = message; counter = count;}
public String hello(String msg) {counter++; return initialMessage + "Hello " + msg + " : tu es le " +
counter;}
public HelloService getClone(String InitialMessage){ return (new
HelloServiceImpl(orb_,this.counter,initialMessage))._this(orb_);
}}
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Code serveur
public class Server{
static int run(org.omg.CORBA.ORB orb, String[] args) throws org.omg.CORBA.UserException{ org.omg.PortableServer.POA rootPOA =
org.omg.PortableServer.POAHelper.narrow(orb.resolve_initial_references("RootPOA"));
org.omg.PortableServer.POAManager manager = rootPOA.the_POAManager();
HelloServiceImpl helloRemoteImp = new HelloServiceImpl(orb);HelloService helloRemote = helloRemoteImp._this(orb);
try {String ref = orb.object_to_string(helloRemote);String refFile = "helloRemote.ref";FileOutputStream file = new FileOutputStream(refFile);PrintWriter out = new PrintWriter(file);out.println(ref);out.flush();file.close();
…
EPU SI4 - 2008 48
Côté client
public class Client { static int run(org.omg.CORBA.ORB orb, String[] args) throwsorg.omg.CORBA.UserException
{ String ref = null;try {String refFile = "helloRemote.ref";FileInputStream file = new FileInputStream(refFile);BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(file));ref = in.readLine();file.close();org.omg.CORBA.Object obj = orb.string_to_object(ref);…HelloService hello = HelloServiceHelper.narrow(obj);
System.out.println(hello.hello("premier"));System.out.println(hello.hello("deuxieme"));HelloService helloBis = hello.getClone("copie ");System.out.println(helloBis.hello("copie 1"));return 0;
}
EPU SI4 - 2008 49
Compilation interface IDL vers C++
Hello.idl
Compilateur idl
Client Hello_Impl
Compilateur C++ Compilateur C++
FichiersSouche
FichiersSquelette
Client(.exe)
Serveur(.exe)
Server
EPU SI4 - 2008 50
Côté Serveur : Implémentation(1)
char* Hello_impl::hello(const char* msg)throw(::CORBA::SystemException)
{CORBA::String_var message = ::CORBA::string_dup("Hello");message += msg;count++;message += count;return message._retn ();
}
EPU SI4 - 2008 51
Côté Serveur : Implémentation(2)
::Hello_ptr Hello_impl::getClone(const char* InitialMessage)throw(::CORBA::SystemException){
Hello_impl* helloImpl = new Hello_impl(orb_, poa_);helloImpl->count = this->count;…Hello_var hello = helloImpl -> _this();return hello._retn();
…}
EPU SI4 - 2008 52
Le programme Server#include <OB/CORBA.h>
#include <Hello_impl.h>
#include <fstream>
using namespace std;
int run(CORBA::ORB_ptr);
int main(int argc, char* argv[])
{ int status = EXIT_SUCCESS;
CORBA::ORB_var orb;
try{orb = CORBA::ORB_init(argc, argv);status = run(orb, argc, argv);
}
EPU SI4 - 2008 53
Le programme Server…PortableServer::POA_var rootPOA = PortableServer::POA::_narrow( CORBA::Object_var(orb ->
resolve_initial_references("RootPOA")));…Hello_impl* helloImpl = new Hello_impl(orb, rootPOA); Hello_var hello = helloImpl -> _this();
CORBA::String_var s = orb -> object_to_string(hello);const char* refFile = "Hello.ref";FILE* f = fopen(refFile, "w");fputs(s.in(), f);fclose(f);
…….
EPU SI4 - 2008 54
Le programme Client#include <OB/CORBA.h>#include <Hello.h>#include <fstream>using namespace std;int run(CORBA::ORB_ptr);int main(int argc, char* argv[]){ int status = EXIT_SUCCESS;
CORBA::ORB_var orb;try{ orb = CORBA::ORB_init(argc, argv);
status = run(orb);}
EPU SI4 - 2008 55
Le programme Client (suite)run(CORBA::ORB_ptr orb, int /* argc */, char* argv[]){CORBA::Object_var obj = orb ->
string_to_object("relfile:/Hello.ref");Hello_var hello = Hello::_narrow(obj);CORBA::String_var reply = CORBA::string_dup("");reply = hello -> say_hello("Premier");std::cout << reply << std::endl;Hello_var helloCopy=hello -> getClone("copie");reply = helloCopy -> say_hello("copie");std::cout << reply << std::endl;
}
EPU SI4 - 2008 56
Bus logiciel : …. Communications …
MOM (Message Oriented Middleware) ou RPC (Remote Procedure Call)
EPU SI4 - 2008 57
Echanges de messages
JMS
Principe :Production de messagesConsommation des messagesTous clients du « bus »!
EPU SI4 - 2008 58
Appel de procédure à distance
RMI,CORBA,.NET remoting, SOAP, …
Principe :Invocation d’un service (contexte d’appel)Attente bloquante* des résultats
EPU SI4 - 2008 59
Bus logiciel en résumé
Un bus logiciel repose essentiellement sur deux conceptsLa désignation d’un service (les références)La liaison avec un service distant (établir une connexion)
Un intergiciel (middleware) est un « programme » qui permet de faire communiquer des machines entre-elles, indépendamment de la nature du processeur, du SE, voire du langage.
EPU SI4 - 2008 60
Classes d’intergiciels
Objets répartisJava RMI, CORBA, DCOM, .NET
Composants répartisJava Beans, Enterprise Java Beans, CCM
Message-Oriented Middleware (MOM)Message Queues, Publish-Subscribe
Intégration d’applicationsWeb Services
CoordinationAccès aux données, persistanceSupport d’applications mobiles
EPU SI4 - 2008 61
Architecture générale d’un bus logiciel
EPU SI4 - 2008 62
Définitions d’interfaces
Partie “opérationnelle”Interface Definition Language (IDL)Pas de standard indépendant
IDL CORBAJava et C# définissent leur propre IDLWSDL…
Partie “contractuelle”Plusieurs niveaux de contrats
Sur la forme : spécification de types -> conformitésyntaxiqueSur le comportement (1 méthode) : assertions -> conformitésémantiqueSur les interactions entre méthodes : synchronisationSur les aspects non fonctionnels (performances, etc.) : contrats de QoS
C 2003 - Sacha Krakowiak
EPU SI4 - 2008 63
L ’amorce client (stub)
Représentant local de l ’OD qui implémente ses méthodes « exportées »Transmet l ’invocation distante à la couche inférieure Remote Reference Layer / ORBIl réalise le pliage (« marshalling ») des arguments des méthodes distantesDans l ’autre sens, il réalise le dépliage (« demarshalling ») des valeurs de retour
EPU SI4 - 2008 64
L ’amorce serveur (Skeleton)
Réalise le dépliage des arguments reçus par le flux de pliageFait un appel à la méthode de l ’objet distantRéalise le pliage de la valeur de retour
EPU SI4 - 2008 65
La couche des références distantes
Permet l ’obtention d ’une référence d ’objet distant à partir de la référence locale au Stub : un service d’annuaire
Rmiregistry en RMIService de nommage Naming en CorbaJNDI Interface d’annuaire
EPU SI4 - 2008 66
La couche de transport
Connecte les 2 espaces d ’adressage (JVM pour Java)Suit les connexions en coursEcoute et répond aux invocationsConstruit une table des OD disponiblesRéalise l ’aiguillage des invocationsSécurité ?
EPU SI4 - 2008 67
Diagramme d ’interaction
Stub Skeleton Implementation
invoke
Marshal paramSend req.
Unmarshal paramInvoke impl.
Return resultReturn return or exc.Marshal return or exc.Send replyUnmarshal reply
Return value or exc
EPU SI4 - 2008 68
Bibliographie
École d’été sur les Intergiciels et sur la Construction d’Applications Réparties : Patrons et Canevas pour l’IntergicielSacha Krakowiak, ICAR 2003
Dis papa, c’est quoi un bus logiciel réparti [email protected] – IRCICAEquipe GOALDécembre 2003
EPU SI4 - 2008 69
Quelques livres...
Core Java Volume 2Par Cay S. Horstmann & Gary CornellEditions CampusPressUne référence pour les développeurs JavaBonne section sur RMI, servi de base pour ce cours
Java Distributed ComputingPar Jim FarleyEditions O'ReillyTout sur les applications reparties avec JavaPlus technique...
Architectures réparties en JavaPar Annick Fron (2007)Edition DunodRMI, CORBA, JMS, Sockets, SOAP, services web
