Entwicklung und Evaluierung von Architekturkonzepten für E-Business-Transaktionszentren unter Berücksichtigung gegebener Standards und Schnittstellen

Technische Universität Ilmenau
Fakultät für Informatik und Automatisierung
Institut für Praktische Informatik und Medieninformatik
Fachgebiet Softwaretechnik und Programmiersprachen

DIPLOMARBEIT

Entwicklung und Evaluierung von Architekturkonzepten
für E-Business Transaktionszentren
unter Berücksichtigung gegebener Standards und Schnittstellen

vorgelegt von

Klaus Meffert

29. März 2001

KURZFASSUNG

Die elektronische Abwicklung von Geschäftsprozessen gehört zu den aktuellen Top- Themen des Internet-Zeitalters. E-Business ist ein Geschäftsfeld, das zur Zeit von Euphorie beherrscht wird und enorme Wachstumschancen bietet.

Die Abwicklung von Geschäftsprozessen über das Internet erfordert von allen teilnehmenden Geschäftseinheiten die Bereitstellung geeigneter softwaretechnischer Strukturen, insbesondere die Unterstützung vorgegebener Schnittstellen. Der Anbieter von elektronischen Services hat für die Abwicklung und Verarbeitung der unterschiedlichsten Geschäftsprozesse Sorge zu tragen. Die vorliegende Arbeit stellt eine allgemeine Struktur für eine E-Business Plattform bereit, die als Intermediär externe Geschäftseinheiten integriert, die Abwicklung von Geschäftsprozessen zwischen Anbietern und Kunden ermöglicht und Standardformate für den Datenaustausch bereitstellt. Die bloße Abwicklung von Geschäftsprozessen über das Internet ist durch heutige Technologien möglich. Darauf basierend, beschäftigt sich diese Arbeit mit der Aufgabe, für Unternehmen und Endkunden eine Architektur für einen zentralen elektronischen Transaktionsplatz zu schaffen und eine Grundlage für die softwaretechnische Analyse zu entwickeln.

Neben der Entwicklung eines Architekturkonzeptes werden Konzepte von auf dem Markt erhältlichen Systemen untersucht und bewertet. Anhand eines Praxisbeispiel wird außerdem dargestellt, wie ein bestehender Online Shop hin zu einer B2B-Plattform weiterentwickelt werden kann.

THESEN

(1) Für den universellen Datenaustausch zwischen unterschiedlichen Applikationen wird sich die eXtensible Markup Language (XML) als Standard etablieren.
(2) XML wird von modernen Datenbanksystemen verstärkt unterstützt werden.
(3) Relationale Datenbanksysteme sind ungeeignet zur optimalen Speicherung und Verarbeitung von XML-Daten.
(4) Java wird sich für die plattformunabhängige Entwicklung von Applikation durchsetzen und behaupten.
(5) Java und XML sind Schlüsseltechnologien bei der Entwicklung moderner E-Business Anwendungen.
(6) Der Markt zur elektronischen Abwicklung von Geschäftsprozessen befindet sich momentan in einer Orientierungs- und Umstrukturierungsphase. E-Business wird sich in Zukunft auf dem Markt etablieren.

INHALTSVERZEICHNIS

THESEN ... V
INHALTSVERZEICHNIS ... VI
ABBILDUNGSVERZEICHNIS ... X
TABELLENVERZEICHNIS ... XII
ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS ... XIII

1. EINLEITUNG ... 1
1.1. ÜBERBLICK UND MOTIVATION ... 1
1.2. AUFGABENSTELLUNG UND GLIEDERUNG DER ARBEIT ... 4
1.2.1. Aufgabenstellung ... 4
1.2.2. Gliederung der Arbeit ... 5
1.3. KONVENTIONEN ... 6

2. GRUNDLAGEN ... 7
2.1. EINLEITUNG ... 7
2.2. BEGRIFFSERKLÄRUNGEN ... 7
2.2.1. Die Begriffe E-Business und E-Commerce ... 7
2.2.2. Der Begriff des E-Business Transaktionszentrums ... 8

3. ANFORDERUNGEN AN EIN E-BUSINESS TRANSAKTIONSZENTRUM ... 12
3.1. ÜBERBLICK ... 12
3.2. DATENAUSTAUSCH MIT XML ... 13
3.3. ELEKTRONISCHE SERVICES ... 15

4. KONZEPTION EINES E-BUSINESS TRANSAKTIONSZENTRUMS ... 17
4.1. EINLEITUNG ... 17
4.2. DIE FUNKTIONSBEREICHE DES TRANSAKTIONSZENTRUMS ... 18
4.3. DIE INTERNE VERARBEITUNG DES TRANSAKTIONSZENTRUMS ... 20
4.3.1. Einleitung ... 20
4.3.2. Allgemeine Beschreibung ... 22
4.3.3. Der Transaktionskoordinator ... 23
4.3.4. Fehlerbehandlung ... 29
4.3.4.1. Direkter Abbruch ... 29
4.3.4.2. Mehrmaliges Wiederholen mit zeitlicher Verzögerung ... 29
4.3.4.3. Mehrmaliges Wiederholen in Wellen ... 29
4.3.5. Sicherheitsmechanismen ... 29
4.3.6. Entwicklungsumgebung ... 31
4.4. DIE VERBINDUNGSEINHEIT DES TRANSAKTIONSZENTRUMS ... 33
4.4.1. Einleitung ... 33
4.4.2. Verbindung mit dem Internet ... 35
4.4.3. Lastenteilung ... 35
4.4.4. Request Router ... 38
4.5. DATENAUSTAUSCH MIT DEM TRANSAKTIONSZENTRUM ... 38
4.5.1. Einleitung ... 38
4.5.2. Datenaustausch über XML-Dateien ... 41
4.5.3. Der Exportvorgang ... 44
4.5.4. Der Data Aggregator im Detail ... 45
4.6. KOMPONENTEN DES TRANSAKTIONSZENTRUMS ... 47
4.6.1. Einleitung ... 47
4.6.2. Interne Softwarekomponenten ... 47
4.6.2.1. Überblick ... 47
4.6.2.2. Der Transaktionskoordinator ... 49
4.6.2.3. Empfang und Senden ... 51
4.6.2.4. Import und Export ... 52
4.6.2.5. Request Routing ... 53
4.6.2.6. Sicherheit ... 54
4.6.2.7. Visualisierung ... 56
4.6.2.8. Datenverarbeitungsprozesse ... 57
4.6.2.9. Datenhaltung ... 58
4.6.2.10. Datenpflege ... 59
4.6.2.11. Logistik und Versand ... 60
4.6.2.12. E-Services ... 61
4.6.3. Interne Hardwarekomponenten ... 64
4.6.3.1. Überblick ... 64
4.6.3.2. Peripherie ... 65
4.6.3.3. Datenbankserver ... 65
4.6.3.4. Data Warehouse und Data Mart ... 66
4.6.4. Die externe Umgebung ... 68
4.6.4.1. Externe Hardwaresysteme ... 68
4.6.4.2. Externe Softwaresysteme ... 69

5. EVALUIERUNG VON ARCHITEKTURKONZEPTEN ... 71
5.1. EINLEITUNG ... 71
5.2. DATENBANKSYSTEME UND E-BUSINESS UNTERSTÜTZUNG ... 71
5.2.1. Überblick ... 71
5.2.2. Oracle 8i ... 72
5.2.3. DB2 Version 7 von IBM ... 73
5.2.4. Tamino XML Datenbank von der Software AG ... 73
5.2.5. Bewertung ... 75
5.3. DIE XML-PLATTFORM DER SOFTWARE AG ... 75
5.3.1. Überblick ... 75
5.3.2. Bolero ... 75
5.3.3. Bolero Component Studio ... 78
5.3.4. EntireX ... 80
5.3.5. Tamino X-Bridge ... 82
5.3.6. Bewertung ... 83
5.4. BEA WEBLOGIC SERVER VERSION 6 ... 83
5.4.1. Überblick ... 83
5.4.2. Kommunikation ... 84
5.4.3. Die Middleware Tuxedo ... 86
5.4.4. Unterstützung von Clustern ... 87
5.4.5. Entwicklungsumgebung ... 88
5.4.6. Bewertung ... 90
5.5. INTERSHOP ENFINITY ... 90
5.5.1. Überblick ... 90
5.5.2. Die Architektur ... 91
5.5.3. Kommunikation mit anderen Systemen ... 93
5.5.4. Die Entwicklungsumgebung ... 94
5.5.4.1. Templates ... 94
5.5.4.2. Pipelines ... 94
5.5.5. Bewertung ... 95
5.6. INTOS/M2, RELEASE 2.1 ... 96
5.6.1. Überblick ... 96
5.6.2. Funktionsbereiche ... 96
5.6.2.1. E-Commerce ... 96
5.6.2.2. Data Interchange ... 97
5.6.2.3. Content Management ... 100
5.6.2.4. Collaboration ... 101
5.6.3. Bewertung ... 101
5.7. BEWERTUNG DER VORGESTELLTEN KONZEPTE ... 102

6. PRAXISBEISPIEL: DIE „FASHIONMARKET AG“ ... 107
6.1. EINLEITUNG ... 107
6.2. DIE TÄTIGKEIT BEI DER FASHIONMARKET AG ... 108
6.2.1. Einleitung ... 108
6.2.2. Umstellung des bestehenden Systems ... 109
6.2.3. Der Aufbau der B2B-Plattform ... 111

7. SCHLUßBETRACHTUNGEN UND AUSBLICK ... 113

LITERATURVERZEICHNIS ... 115

1. EINLEITUNG

1.1. Überblick und Motivation

E-Business als Schlagwort für die elektronische Abwicklung von Geschäftsprozessen, unter Integration der Bereiche Einkauf, Logistik und Produktion, ist ein Thema, das im Zeitalter des Internets zunehmend an Bedeutung gewinnt. Die elektronische Geschäftsabwicklung wird geprägt durch das Verbinden und Einbinden heterogener Systeme und die Eingliederung verschiedenster informationstechnischer, betriebswirtschaftlicher und logistischer Konzepte, wie die nächste Abbildung verdeutlicht.

!! Im PDF-Dokument befindet sich an dieser Stelle eine Abbildung

Abbildung 1: E-Business Umfeld¹

Die Abbildung zeigt Einflußfaktoren auf das zentrale Geschäftsfeld E-Business. Einige wesentliche Einflußfaktoren basieren auf informationstechnischen, andere auf betriebswirtschaftlichen Grundlagen. Die Bereiche Multimedia und Geschäftsprozesse können beiden Richtungen zugeordnet werden. Im Rahmen dieser Arbeit werden hauptsächlich die informationstechnischen Belange berücksichtigt, dabei steht die Betrachtung softwaretechnischer Aspekte im Vordergrund. Betriebswirtschaftliche und logistische Problematiken werden nur am Rande betrachtet.

Trotz aller Euphorie muß eine Unternehmung, die elektronische Dienste anbieten und Transaktionen abwickeln will, ein solides informationstechnisches Fundament besitzen. Zu oft konnte man beobachten oder sogar im Internet auf den entsprechenden Seiten von ECommerce Anbietern selbst nachprüfen, daß die technischen Strukturen insgesamt nicht ausreichend durchdacht und nicht marktgerecht realisiert wurden². Dies gilt um so mehr für noch nicht im Internet vertretene Unternehmen, bei denen momentan kaum die Voraussetzungen dafür vorhanden sind, am elektronischen Handel teilzunehmen. Dies kann durch Fehlen geeigneter Schnittstellen oder durch mangelnde Voraussetzungen in der ITInfrastruktur des Unternehmens selbst bedingt sein.

Mittlerweile stellt sich für viele Firmen nicht die Frage, ob E-Business zu betreiben ist, sondern wann der günstigste Zeitraum für den Markteintritt ist und wie sich dieser Eintritt gestaltet. Der Wettbewerbsdruck im E-Business Markt wächst an, weil einerseits große Unternehmen den Markt penetrieren³ und andererseits Gesellschaft, Wirtschaft, Politik und technologischer Fortschritt das E-Business Zeitalter begründen und antreiben⁴. Dies führt aufgrund der rasanten Geschwindigkeit, mit der dies vonstatten geht, zu einem relativ unkontrollierten Wachstum, durch das sich der Markt im Laufe der Zeit selbst regulieren wird.

Motivation dieser Arbeit ist es, Strukturen und Mechanismen aus dem Gebiet der Softwaretechnik zu entwickeln. Diese sollen nicht nur die Bereitstellung „klassischer“ Services im E-Business ermöglichen, wie dies bei elektronischen Marktplätzen, Malls und Portalen der Fall ist, sondern auch die Voraussetzungen für eine tiefgreifende Integration von Geschäftseinheiten schaffen. Ein wichtiger Grund für die Integration vieler Teilnehmer auf einer Plattform ist, daß die administrativen Kosten eines verteilten Systems wesentlich geringer sind als die von mehreren, von einander unabhängigen Systemen. Elektronische Services und Informationen sollen allen Kunden des Dienstes unter Berücksichtigung aktueller Standards und Schnittstellen zugänglich sein.

Die in dieser Arbeit entwickelte Architektur, die die Bereitstellung und komplexe Abwicklung elektronischer Geschäftsprozesse ermöglicht sowie Geschäftseinheiten  integriert, Transaktionen abwickelt, und dabei als Informations-, Dienst- und Request-Broker, Verzeichnisdienst und Service Provider auftritt, wird im folgenden als „E-Business - Transaktionszentrum“ bezeichnet.

Die folgende Abbildung, die schematisch die prognostizierte mittelfristige Entwicklung des B2B⁵ Marktes darstellt, veranschaulicht die Notwendigkeit, zukunftsträchtige Strukturen zu besitzen.

!! Im PDF-Dokument befindet sich an dieser Stelle eine Abbildung

Abbildung 2: Marketplace Evolution⁶

Ohne geeignete informationstechnische Strukturen ist es auf längere Sicht nicht möglich, den sich aufgrund des schnellen Wandels der Technologien ergebenden, wachsenden Anforderungen gerecht zu werden sowie nicht zu den Opfern der Konsolidierungs- und Restrukturierungsphase zu gehören.

Die Vorteile von E-Business sind bekannt, jedoch müssen vorhandene Risiken weitgehend durch ein ausgereiftes Konzept beseitigt werden.

1.2. Aufgabenstellung und Gliederung der Arbeit

1.2.1. Aufgabenstellung

Geschäftseinheiten⁷, die gemeinsam einen Dienst nutzen wollen, müssen sich in geeigneter Weise an diesen Dienst anbinden lassen. Die Anbindung erfolgt über Schnittstellen, für die sich mittlerweile einige Standards etabliert haben. Einerseits existieren Formate für den dateibasierten Austausch von Informationen, andererseits gibt es Protokolle für den Austausch von Datenströmen über das Internet. Ein Schwerpunkt dieser Arbeit liegt in der Betrachtung des dateibasierten Informationsaustausches. Gleichzeitig muß ein Dienst, der Geschäftsprozesse bereitstellt sowie entsprechende Mehrwertservices dazu anbietet, entsprechende Strukturen anbieten, die den angebundenen Einheiten die Abwicklung von Transaktionen erlauben.

Skalierbarkeit des Gesamtsystems steht bei E-Business stark im Vordergrund, da bei positivem Geschäftsverlauf die Anzahl der Teilnehmer am System extrem hoch sein kann. Ein theoretisches, ideales Ziel für ein E-Business Transaktionszentrum ist es, sich bezüglich des Kommunikationsumfangs dem World Wide Web so weit wie möglich anzunähern. Deshalb muß jede Komponente des Systems skalierbar sein. Wie in der nächsten Abbildung dargestellt ist, gibt es drei Hauptgründe für Wachstum: Steigerung des Datenvolumens, Erhöhung der Funktionalität und eine höhere Anzahl Anwender.

!! Im PDF-Dokument befindet sich an dieser Stelle eine Abbildung

Abbildung 3: Dimensionen des Wachstums⁸

Jedes dieser genannten Kriterien muß in der Architektur eines E-Business Systems durch geeignete Maßnahmen entsprechende Berücksichtigung finden.

Aufgabe dieser Arbeit ist die Vorstellung eines Architekturkonzeptes, das verschiedene Aspekte eines E-Business Transaktionszentrums berücksichtigt. Darüber hinaus werden Konzepte von auf dem Markt befindlichen Systemen präsentiert und bewertet. Alle entwikkelten und vorgestellten Konzepte sind als Vorschlag zu verstehen und sollen helfen, für zukünftige Projekte softwaretechnische Analysen sowie das Treffen von Entwurfsentscheidungen durch Aufzeigen von Möglichkeiten zu vereinfachen.

1.2.2. Gliederung der Arbeit

Die Diplomarbeit gliedert sich im wesentlichen in fünf Teile:

Kapitel 1,2: Einleitung und Grundlagen
Kapitel 3: Anforderungen an ein E-Business Transaktionszentrum
Kapitel 4: Erstellung eines Architekturkonzeptes für ein E-Business Transaktionszentrum
Kapitel 5: Vorstellung und Evaluierung von Konzepten vorhandener Systeme und abschließende Gesamtbewertung
Kapitel 6: Praxisbeispiel „fashionmarket AG“

Im ersten und zweiten Kapitel wird die Aufgabenstellung und Motivation der Arbeit erläutert. Weiterhin werden Begriffe definiert sowie Grundlagen vermittelt.

Allgemeine informationstechnische Anforderungen an ein E-Business Transaktionszentrum werden im dritten Kapitel dargestellt.

Den Kern des vierten Kapitels bildet die Entwicklung eines Architekturkonzeptes für ein EBusiness Transaktionszentrum, das softwaretechnische Belange berücksichtigt. Dieser Abschnitt bildet den ersten Hauptteil der Arbeit.

Das fünfte Kapitel beschäftigt sich mit der Vorstellung und Bewertung von Konzepten von auf dem Markt verfügbaren Systemen, die im Bereich E-Business eingesetzt werden können. Am Ende des Kapitels folgt eine Gesamtbewertung der in dieser Arbeit vorgestellten Konzepte. Dieser Abschnitt bildet den zweiten Hauptteil der Arbeit.

Schließlich folgt im sechsten Kapitel ein Praxisbericht über die Konzeptionierung und Implementierung eines E-Business Systems bei der fashionmarket AG. Exemplarisch wird hier dargestellt, welche Lösungsansätze zur Umsetzung vom Konzept hin zum System verwendet wurden und wie das bestehende Online Shopsystem erweitert wurde. Den Abschluß der Arbeit bilden die Schlußbetrachtungen und ein Ausblick auf mögliche zukünftige Entwicklungen.

1.3. Konventionen

Die in dieser Arbeit verwendeten Abkürzungen werden zusätzlich zur Beschreibung im Abkürzungsverzeichnis bei der ersten Verwendung in einer Fußnote erklärt und danach als bekannt vorausgesetzt.

Englische Begriffe und Terminologie, Abkürzungen, Firmennamen und Produktnamen werden zur Kennzeichnung kursiv gedruckt. Eine Ausnahme sind sehr häufig verwendete Begriffe wie XML und E-Business und gebräuchliche englische Bezeichnungen wie beispielsweise Client oder Server.

Abkürzungen, die im Plural verwendet werden, sind ohne nachgestelltes „s“ geschrieben.

2. GRUNDLAGEN

2.1. Einleitung

Aufgrund des schnellen Wandels der Informationstechnologie werden manche Begriffe oft in unterschiedlicher Bedeutung verwendet. Die folgenden Begriffserklärungen dienen dazu, Grundlagen zu vermitteln sowie die Bedeutung von in dieser Arbeit häufig verwendeten Begriffen zu definieren und mögliche Doppelbedeutungen zu beseitigen.

[...]

1 Nach [MER99], S. 6.

2 Beispiel: bis ins 4. Quartal 2000 war die Yahoo! Shopping Mall für teilnehmende Anbieter finanziell und organisatorisch eine Zumutung und für Besucher wenig bedienerfreundlich.

3 Beispiel: eVita von der Deutschen Post als elektronischer Marktplatz samt eigenem Shop und elektronischem Arbeitsmarkt.

4 Vgl. [KUN00].

5 B2B = Business to Business.

6 Quelle: [DUB00], S. 55.

7 Hiermit sind neben Anbietern von Dienstleistungen oder Waren auch Kunden (privat oder kommerziell) des Dienstes gemeint.

8 Vgl. [MAR98], S.92.