ЛР2_ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ_АРХИТ_КИС_Ред2 (Методические указания по выполнению лабораторных работ 1,2,3,4)

Московский государственный технический университет им. Н.Э.Баумана

Лабораторная работа № 2

«Построение UML-диаграмм развертывания для КИС с различными архитектурами»

Дисциплина: «Архитектура корпоративных информационных систем»

Разработал: Нестеров Ю.Г.

Москва - 2014

1. Общие сведения.

Понятие «архитектура» пока еще не является категорией в теории систем и системном анализе. Однако в ряде прикладных наук, в т.ч. в области информационных технологий (ИТ) и информационных систем (ИС), он применяется на практике. Например, при проектировании корпоративных информационных систем (КИС), понятие «архитектура информационной системы» играет весьма важную и конструктивную роль.

Существует несколько десятков разнообразных определений этого термина, а также близких по содержанию терминов «ИТ-платформа», «ИТ-структура» и «ИТ-архитектура».

Технологическая архитектура КИС предприятия рассматривает аспекты построения систем, необходимых для поддержки прикладных систем и информационных ресурсов предприяятия. Синонимами термина «технологическая архитектура» являются такие термины, как "платформы", "инфраструктура", "системная архитектура" или просто "ИТ-архитектура".

Технологическая архитектура является фундаментом, основой всего портфеля информационных технологий предприятия.

Другую существенную часть этого портфеля составляют прикладные системы, обеспечивающие выполнение бизнес-процессов (мы обсуждали это в предыдущем разделе, посвященном архитектуре приложений).

Основное назначение технологической архитектуры – это обеспечение надежных ИТ-сервисов, предоставляемых в рамках всего предприятия в целом и координируемых централизованно, как правило, департаментами информационных технологий. Технологическая архитектура определяет набор принципов и стандартов (индустриальных стандартов; стандартов, связанных с продуктами; конфигураций), которые обеспечивают руководства в отношении выбора и использования таких технологий как аппаратные платформы, операционные системы, системы управления базами данных, средства разработки, языки программирования, ПО промежуточного слоя, сервисы электронной почты, каталоги, системы безопасности, сетевая инфраструктура и т.д. Мы уже отмечали раньше, что отдельные аспекты (безопасность, интеграция, иногда разработка) могут быть выделены в отдельные области (домены) архитектуры предприятия в зависимости от особенностей организации.

Инфраструктурные сервисы, в основном, стандартизированы в рамках предприятия и используются сразу несколькими прикладными системами, расположенными над уровнем инфраструктурных сервисов и непосредственно обеспечивающих выполнение бизнес-процессов. При наличии необходимой инфраструктуры новые прикладные системы, которые потребуются предприятию для выполнения новых бизнес-процессов или реализации новых стратегий, могут быть созданы достаточно быстро и эффективно. Это является предпосылкой для повышения того, что называется динамичностью и гибкостью предприятия. Одной из частных задач, решаемых в рамках технологической архитектуры, является формирование "списка закупаемых технологий".

Существует два подхода к формированию технологической архитектуры.

Первый условно можно назвать "открытым". Он заключается в перечислении используемых на предприятии стандартов (индустриальных и пр.) и теоретически позволяет уменьшить зависимость предприятия от конкретных поставщиков.

Однако уменьшение этой зависимости имеет ограниченный успех, поскольку замена одного продукта другим, поддерживающим один и тот же набор стандартов, как правило, оказывается невозможным или затруднительным.

Второй подход к формированию технологической архитектуры использует перечисление конкретных продуктов и технологий.

Наличие технологической архитектуры в виде такого списка дает следующие реальные преимущества:

• технический персонал должен поддерживать знания, связанные с меньшим количеством продуктов, что уменьшает затраты на персонал и обучение;

• прикладные системы легче интегрировать между собой, когда они имеют много общих технических аспектов. Однако нужно заметить, что список технологий и поставщиков не является все-таки самым важным инструментом интеграции данных и систем. Вопросы семантики, согласования форматов и т.д. гораздо более сложны и не решаются выбором одной технологии;

• предприятие может получить экономию на масштабах, приобретая технологии ограниченного количества поставщиков (например, скидки на лицензии);

• много усилий может быть сэкономлено на процессах закупок, поскольку после того как технология однажды выбрана, последующие закупки не требуют затрат времени на длительное изучение альтернатив.

Существуют различные способы категоризации технологий и сервисов, которые относятся к технологической архитектуре. Например, META Group выделяет два различных типа областей (доменов) технологической архитектуры (более подробно см. лекции 8): базовые (технологии, которые используются практически каждой информационной системой) и прикладные (более специфические с точки зрения использования бизнесом).

Примерами базовых доменов технологической архитектуры являются сети, аппаратное обеспечение, операционные системы, системы хранения, программное обеспечение промежуточного слоя (middleware), системы управления базами данных, технологии системного управления ИТ-ресурсами в распределенной среде, архитектура безопасности.

Примерами прикладных доменов технологической архитектуры являются системы коллективной работы, электронной почты и управления потоками работ (workflow), Интранет, Интернет-приложения, системы электронной коммерции, архитектура хранилищ данных, специализированное аппаратное обеспечение (персональные цифровые помощники, сканеры штрих-кодов и т.д.).

Например, Gartner называет в технологической архитектуре шесть архитектурных компонент (сервисов), в каждом из которых выделяется определенное количество технологических "строительных блоков" (bricks):

• Сервисы данных: системы управления базами данных (технологии баз данных и методы доступа к базам), хранилища данных (хранилища и витрины данных), системы поддержки принятия решений (Business Intelligence – средства анализа и средства подготовки отчетов).

• Прикладные сервисы: языки программирования (языки для программирования серверной части, языки для программирования клиентской части, интегрированные среды), средства разработки приложений (средства моделирования баз данных, репозитории, методики разработки приложений, средства обеспечения качества), системы коллективной работы (средства групповой работы и электронной почты, средства управления документами), архитектура приложений (модель компонент, серверы приложений, серверы поддержки тонких клиентов), геоинформационные системы и средства.

• Программное обеспечение промежуточного слоя (middleware).

• Вычислительная инфраструктура: операционные системы и аппаратное обеспечение (приложения для настольных систем, операционные системы для настольных систем, мобильные устройства – ноутбуки, беспроводные устройства, персональные цифровые помощники, серверы приложений/данных, сетевые операционные системы, принтеры), среда для web-инфраструктуры (браузеры, web-порталы, web-серверы, средства управления и создания контента, серверы каталогов, форматы публикации информации), системы хранения (Storage Area Network – сети хранения данных, накопители на магнитных лентах, накопители на оптических дисках и CD, системы хранения высокой надежности RAID), средства системного управления (средства сетевого управления, администрирование IP), топологии (топология распределенных приложений).

• Сетевые сервисы: локальные сети (протоколы, кабельные системы, топология), глобальные сети (транспорт, протоколы), технологии доступа (пользователи с удаленным доступом, эмуляция терминалов и шлюзы, беспроводные технологии для локальных и глобальных сетей, интегрированные средства передачи данных и голоса, обеспечение доступности, средства видеоконференций), голосовые технологии (голос/данные поверх IP-протокола, голосовая почта), сетевое аппаратное обеспечение (концентраторы, маршрутизаторы и пр.).

• Сервисы безопасности: авторизация, аутентификация (внутренняя и внешняя аутентификация, PKI), сетевая безопасность (Network Firewall, Internet Firewall), физическая безопасность центров обработки данных, прочие сервисы безопасности (обнаружение вторжений, защита от вирусов).

Технологическая архитектура является архитектурой инфраструктуры аппаратного и программного обеспечения, которая обеспечивает работу прикладных систем и выполнение операционных (нефункциональных) требований, предъявляемых к архитектуре прикладных систем и информации. Она описывает структуру и взаимосвязи между используемыми технологиями и то, как эти технологии обеспечивают выполнение операционных требований организации.

Рис.1.  Взаимосвязи функциональных и операционных требований с архитектурой приложений и технологической архитектурой

Связи между требованиями и архитектурными доменами, следующие: "Функциональные требования обеспечиваются архитектурой приложений, операционные требования обеспечиваются технологической архитектурой".

Роль стандартов при формировании технологической архитектуры

Применение стандартов играет важную роль в архитектуре информационных систем – прежде всего потому, что стандарты обеспечивают возможность взаимодействия различных компонент между собой. Чем более сложной, распределенной и тиражируемой является система, тем эта определяющая и консолидирующая роль стандартов становится все более актуальной. Стандарты есть общепринятые документы, формализующие лучшие практики. Строго говоря, принято различать стандарты де-юре, т.е. разработанные и поддерживаемые официальными органами по стандартизации, такими как Международная организация по стандартизации – ISO, и стандарты де-факто, основанные на существующем широком распространении технологии, методологии или продукта (например, использование MS Windows в качестве операционной системы для персональных компьютеров АРМов).

С другой стороны, можно выделять два класса – "технологические" и "рамочные" стандарты. Технологические стандарты определяют особенности реализации тех или иных протоколов, интерфейсов, языков программирования и т.п. Типичным примером являются спецификации WWW консорциума W3C. В составе описания ИТ-архитектуры предприятия обычно приводятся ссылки на используемые стандарты такого типа.

Для задач, связанных с разработкой архитектуры предприятия, наибольший интерес представляют "рамочные" стандарты: ISO 15704, а также ISO 15288 и, частично, ISO 12207. Помимо указанных, при разработке архитектуры предприятия достаточно широко используется порядка 30-ти дополнительных "поддерживающих" стандартов системной и программной инженерии. Например, стандарт ISO 14258 определяет концепции и правила для моделирования Предприятия и т.п. Эти стандарты являются рамочными (Framework) в том плане, что они задают общие требования к реализации процессов, связанных с разработкой и поддержкой жизненного цикла систем. Они обычно используются как методологическая основа для организации этих процессов с необходимой конкретизацией для каждого данного предприятия или области деятельности.

Стандарт ISO 12207 был разработан для определения жизненного цикла только программного обеспечения, стандарт ISO/IEC 15288 определяет жизненный цикл "более общей" системы. Применительно к контексту КИС такой системой являеется совокупность информационных систем предприятия в целом.

2. Задание.

1. Имеется предприятие с распределенной топологией (4 удаленные территории, на каждой имеется свой центр обработки данных (ЦОД) с полноценной инфраструктурой: файрволл, DMZ(ЛВС, сервер доступа, почтовый сервер, вэб-сервер), внутренний файрволл, интранет (ЛВС, РС, сервер приложений, сервер БД).

Имеется КИС с функционалом F и полносвязной функциональной архитектурой «Как месть» (AS IS), F=U Fi, i= 1,2,3,4 (см. рис.1)